高速铁路移动通信系统性能分析论文

Word第第页高速铁路移动通信系统性能分析论文近年来，我国高速铁路快速进展，为地区经济进展和改善人们的交通出行条件做出了突出的奉献。高速铁路的正常运行离不开移动通信系统的支持，通过移动通信系统，实现高速铁路和运营部门之间的数据通信。同时随着各种现代化移动通信技术越来越成熟，移动通信相关的产品在高速铁路中的应用越来越普遍。

一、移动通信系统在高速铁路中应用状况的进展

高速铁路移动通信系统有两种无线掩盖方式，分别为双层蜂窝网络架构和蜂窝/信息站混合架构掩盖。双层蜂窝网络架构中，其中一层为主用网络供应通信链路，另一层为备份网络〔该层网络具有更低的切换门限〕；对于蜂窝/信息站混合掩盖架构而言，蜂窝网络的基站与信息站通过有线方式与骨干网络的内容服务器相连，蜂窝网络用来给接入用户供应无缝的无线掩盖，用来接收用户的服务恳求，而信息站则在用户信道状态良好时，用来给用户发送恳求的业务，但是其却没有无缝掩盖保证。对于两种网络架构而言，高速铁路系统在铁路沿线均釆用链状掩盖的拓扑结构。当列车从一个基站向相邻基站行驶时，平均接收信噪比呈周期性改变，当移动台从目标基站接收到信噪比高于从当前基站接收到的信噪比加上切换阈值时，将发生越区切换，移动台将连接至目标基站。

二、当前高速铁路移动通信系统性能

我国的通信行业已经进展的较为快速，人们更加注意的是系统的性能，通过对高速铁路移动通信系统性能的讨论，来计算整个移动网络对通信的承载状况。移动网络的进展史还是在近期开头的，它的根基不是很稳，进展的速度也不够快，所以在进展的过程中总是遇到瓶颈，所以不得不通过理论讨论的方式来对移动通信的各种指标进行测定，例如传输速度等指标，对这些指标进行讨论后可以更快的发觉通信系统性能上的缺乏。发觉性能上的缺乏后，才可以针对这些缺乏进行改良，使通信系统有大幅度的进步。移动通信系统的性能之一是传输干扰性能，这独特能更大的作用是推断分析通信系统对铁路的牢靠平安性。下面主要是针对传输干扰的性能进行分析。铁路通信中断是造成通信系统传输干扰的最直接缘由，一般产生中断的缘由和种类许多：一是，信道改变速度快，衰落速度也快，计算机是需要进行解码的，但是由于信道的衰落速度、改变都很快，衰落后会造成代码接收机的工作无法正常进行，也就是所谓的无法进行解码工作，这个问题一旦发生，就会直接对铁路上的移动通信系统造成影响，导致传输错误信息；二是，目前的移动通信系统普遍采纳的就是切换的技术手段，所以，在两种信号进行切换的时候极简单发生通信中断的问题。

三、高速铁路移动通信系统的关键应用技术

〔一〕高速铁路移动信息业务传输

最近十年间，铁路旅客无线因特网接入业务吸引了越来越多人的关注。为了给铁路旅客供应宽带因特网接入服务，学术界和工业界讨论了多种不同的接入网络架构。一种分层的两跳网络架构被工业界和学术界广泛接受。第一跳链路是由轨边设备〔如基站、信息站或者转发站〕到安装在机车顶部的中继器〔或者大功率天线〕。其次跳链路部署在车厢内部的无线局域网络。基于这种网络架构，提出了一些旅客因特网接入的资源安排算法，但是如何同时传输列控与监测业务以及旅客信息业务临时还没有解决。与旅客信息业务相比，列车掌握与监测业务对于高速铁路的平安性具有不行替代的作用，尤其是移动授权信息的传输，其传输的牢靠性以及平安性必需得到保障。

〔二〕可分级调制

当多路信号通过不同的信号同时传输至多个用户时，相比分时传输方式，采纳叠加编码的传输方式可以到达更高的广播信道容量域。但是执行某些叠加编码方案需要对现有的收发信机的硬件结构进行升级，同时解调算法也相对冗杂，因此叠加编码并没有被移动通信系统广泛的釆用。叠加编码促使另一种新的调制技术--可分级调制产生，该调制技术可以供应比特级的差分业务。可分级调制是基于传统的多进制正交幅度调制M-QAM设计而成的，从传统M-QAM星座图中选出一部分星座点表示不同的符号位置，来构成可分级调制的星座图。当选择的星座点聚合到一张星座图后，星座点间的最小欧几里德距离是不同的，该距离取决于相邻的两个点是否属于不同的簇。通过以上方法，可分级调制的符号可以被映射成不同层的具有不同误码率性能的多个比特。由于可分级调制可以通过供应的叠加增益提高广播信道的`容量，因此可分级调制可以应用在多种场景。在文献中，应用可分级调制可以支持无线网络中可分级视频流的传输。该场景下，具有较高信道质量的用户可以获得更好的体验质量QoE，其他的用户依旧可以无中断的平稳回放具有较低辨别率〔质量〕视频。

〔三〕掌握面和用户面分别

一般状况下，服务基站和接入用户之间会存在两个平面的连接，也就是掌握面和用户面，在这之中，掌握面是承载用户与接入网的掌握指令的，而用户面则是处理业务数据传输功能的。当掌握面的掩盖范围能够满意移动范围时，用户整体的移动性就都得到了保障。所以，在此结构中，用户的掌握面会被保存于低频频段，由于次频段具备优质的传输性能，并且掩盖的范围也特别广泛。可是假如要考慮本钱问题，这一频段也可以实行利用LTE-R遗留频段的方法已到达目的，但同时真正的用户面就应被搬离出去。应将数据的承载者放置在高频段处，以此扩大系统的容量。

〔四〕高速铁路旅客无线网络接入系统

〔1〕通过无线车顶汇聚设备将移动、联通、电信等多家电信运营商网络的带宽聚合，供应一到多个外网连接出口，改善和弥补运营商不同网络性能之间的差异，成倍增加旅客上网带宽的力量，提高车地通信连接的鲁棒性，提升旅客乘坐舒适度。

〔2〕车内建设基于802.11的车厢无线局域网，俗称车厢WiFi，一般车厢掩盖采纳802.11g/n/ac标准，车厢之间的连接采纳不同频率或信道的802.11a/n/ac标准。通过车内内置海量内容服务器吸引消化车内旅客免费WiFi宽带上网业务，通过与互联网内容供应商的协作，在没有地面信号掩盖或地面信号掩盖较差的区段供应离线的车内免费WiFi网络多媒体内容，如电影、小说、嬉戏、应用下载等，同时供应新型的广告和电子商务，为旅客改善服务体验，同时给客运管理部门带来新的经济收入机会。

〔3〕通过给车站和车上供应全程WiFi服务，提高高速铁路对飞机、长途汽车等交通方式的竞争力量。

〔4〕为了保持车内用户对标准公网的持续和兼容接入力量，也可以通过车厢局域网连接具有标准3G/4G/5G空口特征的Femto基站设备。

四、高速铁路上的移动通信系统的缺乏及改良

传输干扰是通信系统性能讨论中我们需要考虑的最重要的一个问题，也是我国目前在讨论性能的过程中的短板。通信系统的性能还有很重要的一个讨论方向，就是对旅客信息的业务开展，我国目前在这个方面还没有进行性能影响的讨论，由于我们还没有讨论出合理的方式来进行模型处理，高速铁路上的移动通信系统具有周期性短这個特征，它很简单在一段时间后，产生系统漏洞，需要准时进行维护。信道衰落是整个系统性能中受影响最大的一点，但是高速铁路是基本固定的，这也给高速铁路上的通信系统的优化带来了肯定的便利性。目前铁路上的信息通信业务与铁路上列车的掌握系统是两个完全分开的、不同的系统。将来首先需要做的就是将这两个系统进行简洁的整合，削减工作人员的工作量，并且在很大程度上削减系统的建设本钱，更利于对系统性能进行讨论分析。针对整个移动通信系统上的传输性能的缺乏，对整独特能的分析可以实行许多方法，例如采纳概率计算的方式，对铁路传输干扰性能进行多方面的分析，分析内容包括信道的衰落过程，通信传输的移动速度以及列车对信道的掌握对性能产生的影响，之后再采纳一个名为信息传输的碰撞率的指标来进行传输干扰这独特能的影响分析切换，制作出一个合理的模型来进行讨论，利用分析与实际测试互相协作的方式来进行影响因素的性能计算与预估，将列车的信息传输精准掌握。将铁路传输信号中断的现象进行有效遏制，由此对铁路的移动通信系统的性能进行改良。

结束语

总之，在引领世界高速铁路技术的同时，我们要从国家进展战略动身，准时布局将来5～10年高速铁路宽带移动通信的前瞻性技术讨论，应对宽带移动