城市轨道交通cbtc系统越区切换的研究

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1、Ｉ密级：公巧中图分类号：ＴＮ９２９．５ＵＤＣ本校编号：：讀Ｗ灸遠乂＃硕±学位论文献题城市轨道交通ＣＢＴＣ系统越区初换的研究目：亚莉學号：０２１２６８１研究生姓名；李刘晓娟：教授：职称学校指导教师姓名工学专业通信与信息系统；申请学位等级：２Ｇ１５，（Ｍ２０１５．０论文答辩日期：Ｊ论文提交日期：？．Ｉ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其

2、他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作Ｉ明确的说明并表示了谢意。０化：签字日期学位论文作者签名巫某：去年月日Ｉ杳学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作秘ｇ：知＾｜导师靴心＾｜叫签字日期：化／片年６月／

3、占日签字日期：如４年之月日硕士学位论文城市轨道交通CBTC系统越区切换的研究ResearchontheHandoverofCommunicationBasedTrainControlSystemsinUrbanRailTransit作者姓名：李亚莉学科、专业：通信与信息系统学号：0212681指导教师：刘晓娟完成日期：2015.04兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要基于通信的列车控制系统(CBTC)采用先进的通信、计算机技术实现地面控制系统和列车信息的双向传输，可连续控制和监测列车运行。CBTC系统通常采用IEEE

4、802.11无线局域网技术实现车—地通信。但由于无线局域网中接入点AP的覆盖区域有限，随着列车不断提速，越区切换会更加频繁，使得切换过程中产生的时延、丢包等问题更加凸显，进而影响CBTC系统的可靠性。所以，如何降低切换时延、保证越区切换过程中的通信质量显得尤为重要。首先，本文对CBTC系统的结构和功能、无线局域网以及切换过程进行了介绍，并在此基础上分析了切换时产生的时延。因为不同的切换方案其切换触发准则也不同，本文还对几种较典型切换触发准则进行了分析。其次，本文在分析传统切换方案不足的基础上提出了基于预测的双信道异步切换方案。本方案一方面考虑到越区切换存在扫描时延、认证时延和

5、关联时延，其中扫描时延占总时延的90%左右，所以提出采用差分接收信号强度指示（RSSI）预测算法提前进行扫描，进而减少切换时延。另一方面考虑到预测机制虽然可以满足数据传输最小时延的要求，但是当移动站点频繁切换时会造成更大时延，甚至通信中断，进而影响CBTC系统通信质量，因此文中提出采用双信道异步切换方案保证了CBTC系统在切换过程中的通信质量。双信道异步切换方案是在一个移动站点上利用两个独立的无线网络接口与地面控制系统进行通信，通过设置不同的切换触发参数，使两个网络接口分别“提前”和“滞后”切换，使得移动节点在跨越不同服务区域时，至少有一个网络接口可以传输数据。最后，本文对传

6、统的切换方案和本文提出的基于预测的双信道异步切换方案在时延与吞吐量等方面进行仿真。结果表明，本文提出的基于预测的双信道异步切换方案不仅有效减少了切换时延而且能够保证切换过程中稳定的通信质量。关键词：基于通信的列车控制系统；无线局域网；越区切换；触发准则论文类型：应用研究-I-城市轨道交通CBTC系统越区切换的研究AbstractCommunicationBasedTrainControl(CBTC)systemsusetheadvancedcommunicationandcomputertechnologiestorealizethebi-directionalcommuni

7、cationsbetweenthegroundcontrolsystemandthetrain,whichcancontinuouslycontrolandmonitorthetrainoperation.CBTCusuallyadoptsIEEE802.11torealizethetrain-waysidecommunication.DuetothecoverageofAPs(AccessPoints)inthewirelessLANislimited,thehandoverwillbemorefre