★铁路通信论文摘要范文铁路通信论文摘要写

铁路通信论文摘要范文铁路通信论文摘要写 近10多年来,全球许多国家都掀起了建设高速铁路的热潮.高速铁路具有速度快、正点率高、舒适方便等优点,逐渐成为人们出差旅行首选的出行方式；此时也正值移动通信技术飞速发展时期,移动通信系统的频谱效率以及移动支持性有了极大的改善.高速铁路移动通信系统的出现,使得旅客在享受高速铁路便捷舒适旅行的同时体验高质量的移动信息服务成为可能；此外,该系统还肩负了为列车控制系统提供信息传输通道的任务.当前,面向旅客信息服务的高速铁路移动通信系统还没有统一的行业标准,且用户体验质量一直无法得到保证；另一方面,虽然面向列车控制系统的高速铁路移动通信系统已经有了通用的行业标准,但是其无法提供满意的旅客信息服务.那么在高速移动条件下,同时保证列车控制业务的可靠性需求以及旅客信息业务的用户体验质量成为高速铁路移动通信系统设计所追求的目标.为到达这个目标,改善现有高速铁路移动通信系统性能,需要应用通信系统性能分析方法结合高速铁路列车控制需求对高速铁路移动通信系统性能开展深入的理论和应用研究,从整体、宏观的角度去认识整个系统. 研究高速铁路移动通信系统性能,不仅包括通信系统本身的性能,更为重要的是要研究高速铁路特征对于通信系统性能的影响.本文围绕高速移动、铁路移动通信和系统性能这三个要素展开研究,旨在解决以下两方面的科学问题：存在同频干扰情况下的系统性能以及承载典型业务时的系统性能.本文在分析高速铁路移动通信系统特性的基础上,设定了本文的研究场景以及承载的典型业务.综合运用了随机理论、排队理论、有限状态Markov链、跨层设计等数学工具与优化方法,研究了不同场景下典型业务的物理层与链路层性能,提出了高速铁路链路层信道建模方法以及高速铁路差异化业务复用传输方法,为高速铁路通信系统优化提供了理论依据.本文主要工作如下： 1)传输干扰是列车控制信息传输业务的一项关键性能指标.针对当前对于面向列车控制的高速铁路移动通信系统传输干扰性能影响机理认识不足的问题,分析了移动速度、衰落信道、越区切换、列车控制信息传输协议与系统传输干扰性能之间的关系,并提出传输干扰性能的定量分析模型,根据越区切换与传输干扰的关系提出了基于越区切换时间的传输干扰需求模型. 2)针对频繁越区切换导致传输干扰性能下降问题,提出了高速铁路移动通信系统链状分布式天线覆盖架构,基于此覆盖架构以及考虑存在同频干扰的条件下,定量分析了系统的小区覆盖范围、系统同频干扰、载波干扰比、传输干扰性能、基于信干比的中断性能以及误码性能,并推导出接收端信干比的概率密度函数近似表达式,从理论上证明了在链状覆盖条件下,分布式天线覆盖方式依然可以有效地改善高速铁路移动通信系统性能. 3)针对高速铁路移动通信系统链路层设计缺少合理信道模型的问题,提出了高速铁路移动通信系统链路层信道建模方法,建立了高速铁路链路层多维有限状态Markov链信道模型,推导出该模型的稳定状态概率以及状态转移概率等统计参数,通过蒙特卡洛仿真对模型的准确性进行验证,采用所提出的信道模型与排队论相结合,分析了高速铁路移动通信系统采用自适应调制传输时链路层吞吐量以及丢包率. 4)针对未来高速铁路移动通信系统列车控制与监测业务以及旅客信息业务的复用传输问题,提出基于可分级调制的列车控制与监测业务和旅客信息业务(单播差异化业务)复用传输方法,基于高速铁路特征以及典型业务的QoS需求,采用跨层设计方法优化配置了上下行链路的可分级调制传输方案,基于本文提出的高速铁路多维有限状态Markov信道模型分析了可分级调制复用传输方案的性能优势,相比于分时传输方案,可分级调制复用方案可以有效地改善系统能量与频谱效率. 高速铁路通信系统与传统公共移动通信系统在系统要求和应用环境方面都存在较大区别.分析了目前高速铁路通信系统建设方面所存在的关键问题和技术瓶颈,给出了该系统建设所需完成的特殊要求和任务,并介绍了目前正在实施和作为研究热点的系统方案和体系结构. 我国的铁路水平已经发展到了一个较高的水平,在技术、速度和规模上均处于世界领先地位.随着客运专线在我国的日益发展,各项技术也得到了突飞猛进的进步,通信网络是高铁的神经系统,是高铁重要的关键技术,是高铁发展的重要推动力.铁路通信通过对信息的采集、处理、传递和控制,与铁路其他部门协同工作,保证列车的正常运行以及各项运输作业和管理工作的顺利进行.而传输系统是通信网的重要组成部分,传输系统的好坏直接制约着铁路通信网的发展. 本文阐述了铁路通信的发展历程和SDH传输网在通信网和铁路运输中所发挥的作用,并且对沪杭客专通信传输网的建设方案进行了介绍.本文的主要工作和成果如下： 1.研究了通信传输网SDH技术的信号帧结构和复用等原理以及SDH各种组网结构和网络保护机理. 2.介绍了SDH组网技术在客专铁路通信专业的应用,针对沪杭客专的建设和后期维护需要,结合各专业对通信专业的通道需求以及传输组网需求,另外从组网结构和保护方式等系统可靠性方面考虑,提出了传输网组网方案. 3.通过对沪杭客专光缆线路的光纤运用规划,参照沿线各车站及区间节点间的距离,按照光中继距离计算,提出了较为合理的传输骨干层、汇聚层、接入层设置站点和设备配置方案. 4.提出了工程实施阶段传输网与光缆线路、交换网、数据网、电源等其它通信系统的分工界面. 5.通过第三方测试工作,沪杭客专传输系统性能指标符合要求,为沪杭高铁的开通运营打下了深厚的基础.在以后的高铁、客专建设过程中,可以把本次工程的建设作为借鉴,同时也需要进一步分析发现的问题和难题,通过系统组网的优化和设备的改进来进一步提升通信系统的稳定性和可靠性,并发挥越来越重要的作用. 针对高速铁路环境特点及其对移动通信网络的影响进行了综合探讨,重点分析了国内三大主流3G通信标准的技术特点及其在高速铁路通信系统建设方面所遇到的无线网络覆盖和快速切换关键技术问题,归纳总结了我国各主要高速列车部署3G通信网络的车体损耗、最小切换区和建网策略等优化方案,同时展望了高速铁路无线通信技术的发展趋势,长期演进(LTE)为高速铁路的高速率、大流量应用服务的承载提供了技术上的可行性,我国需要大力加强TD-LTE在高速铁路环境下的无线移动通信传输性能的改进优化研究. 近年来,高速铁路在全世界范围得到了快速发展,为了满足广大乘客的宽带无线通信需求,需要设计专门针对高速铁路通信场景的通信系统.基于TD-LTE的高速铁路通信系统具有很大优势,能够弥补传统解决方案存在的业务单一、价格昂贵、速率较低等不足之处.其中,无线资源管理对于提升高速铁路通信系统的整体性能至关重要.因此,针对高速铁路通信系统的无线资源管理研究具有重要意义. 高速铁路通信系统中的无线资源管理存在一系列挑战.现有的无线资源管理算法主要针对传统的蜂窝移动通信网络,不能直接应用于高速铁路通信系统.对于基于TD-LTE的高速铁路宽带通信系统,无线资源管理将面临以下新的挑战：无线接纳控制需要应对频繁切换、信道状态动态变化的影响,保证业务服务质量需求；多普勒频移、信道状态动态变化严重影响资源分配效率. 本论文针对无线资源管理中无线接纳控制和资源分配问题在高速铁路通信系统中面临的挑战,既立足于现有研究成果,又充分考虑高移动性场景,提出相应的解决方法,并通过仿真对相关性能进行评估.主要工作和创新点如下： 1.对高速铁路通信系统中的无线接纳控制机制进行研究.首先,提出一种考虑高速移动性场景下比特错误率影响的无线接纳控制策略,保证不同业务的数据速率需求.但与现有的没有考虑比特错误率影响的接纳控制机制相比,所接纳业务的数量在一定程度上会减少.其次,在考虑比特错误率影响的基础上,进一步引入业务优先级思想,以接纳更多的业务.另外,针对切换业务,提出基于弹簧模型的带宽借用策略,优先确保切换业务的数据速率.仿真结果表明,与已有的没有考虑移动速度影响的接纳控制机制相比,提出的将比特错误率影响分别与业务优先级和带宽借用策略结合的接纳控制机制具有较低的阻塞率和掉线率. 2.提出一种针对高速铁路下行MIMO-OFDM系统中的多维资源分配策略.首先,对子载波、天线、时隙和功率进行联合考虑,将多维无线资源分配问题建模为非线性整数规划问题.通过分析多普勒频移对子载波间干扰的影响,计算发射功率.在保证每个用户请求数据速率的前提下,达到最小化总发射功率的目标.然后,分别通过线性化处理和二次拟合方法,获得原始最优化问题的最优解和近似解.最后,通过仿真对总发射功率和平均CPU时间在最优解和近似解算法下进行性能对比.仿真结果显示,二次拟合近似解比线性化处理最优解具有更低的总发射功率,但计算复杂性相对较高. 3.研究高速铁路OFDMA系统中的资源分配问题.首先,考虑高速移动性环境下多普勒频移的影响,计算子载波间干扰功率.对子载波、天线、时隙和功率进行联合分配,将多种无线资源分配问题建模为混合整数规划问题.在保证总发射功率一定的约束条件下,以最大化系统吞吐量为优化目标.接下来,为了降低计算复杂度,采用量子行为粒子群优化算法对最优化问题进行求解,得到次优解.最后,通过仿真在系统吞吐量方面对提出的资源分配方法与传统的粒子群优化算法进行对比.仿真结果表明,量子行为粒子群优化算法具有较好的性能. 铁路事业的进步以及现代通信技术的发展,使我国铁路通信传输技术在发展的进程中发生了较大的突破与转变.车站、区间及列车控制的一体化发展,铁路通信传输技术的融合以及铁路行车调度指挥的自动化等,都突破了在控制上的分散、功能上的单一以及信号方面相对独立的传统应用局限,推动了我国铁路通信传输的网络化、智能化、数字化和一体化发展.但伴随着铁路通信传输的高速发展,各种安全问题也伴随产生,对铁路运输的安全性与稳定性形成了一定的威胁.因此,以下将主要围绕铁路通信传输安全的问题进行几点分析与探讨. 中国经济的快速发展对铁路提出了更高的要求.研究国外的铁路安全标准和相关的安全评估、认证体系,并结合中国铁路通信信号发展的实际情况,建立中国铁路通信信号系统的安全评估和认证体系势在必行.本文对CENELEC制定的欧洲系列标准EN50126、EN50128、EN50129、EN-50159进行了研究,并对它们在基于通信系统的铁路信号安全信息传输上的应用作出分析. 论文首先论述了建立基于通信系统的铁路信号安全信息传输的必要性,指出TBTC系统必将为CBTC系统所取代,通信信号一体化是世界各国铁路发展的一个必然趋势,指出应该设立中国铁路相关的安全标准；接着研究了欧洲铁路安全标准及原理；构建出适合中国铁路并基于通信系统的铁路信号安全信息传输生命周期,制定了生命周期14个阶段内应完成的任务；指出不同安全完整性级别对故障概率的限制值,论述了如何实现铁路信号传输系统的故障安全,提出封闭通信系统安全编码长度的计算方法,分析了开放通信系统的威胁和安全性设计原则；阐述了信息传输编码的理论,验证欧洲应答器传输协议的安全性并对其安全传输的概率进行估算,证明其满足欧洲安全标准SIL4的要求,指出对该协议的安全验证和评估能对基于通信系统的铁路信号安全信息传输起到指导与参考的作用；最后得出结论：基于通信系统的铁路信号安全信息传输是可行的. 铁路通信信号是列车安全运行和速度提升的保障,它的发展水平已成为铁路现代化发展水平的一个重要衡量因素.鉴于铁路通信信号的重要性,大力推进标准化建设对保证项目的质量和安全显得特别重要,随着高速铁路通信信号项目标准化建设的不断推进,亟需一套评价办法对高速铁路通信信号项目实施效果进行综合评价.本文完成的主要工作如下：(1)在分析国内外工程项目及铁路工程项目的评价研究现状后,系统的分析铁路通信信号项目的特点,并经现场调研和专家评测,对影响高速铁路通信信号项目标准化管理评价的要素进行分析和提取,明确了评价体系建立的原则和依据,进行评价要素的确定.(2)针对高速铁路通信信号项目影响因素较多的情况,在对既有的评价方法进行研究和比选后,本文选用专家调研评测法、AHP分析法和模糊综合评价法进行分析并建立评价模型.通过研究AHP分析法的基本原理和理论基础,从而确定AHP的实施步骤,计算各项指标的权重；通过研究模糊分析法的基本原理和理论基础,并采用模糊分析法对项目进行综合评价建模.(3)在评价体系建立后还将理论和实践结合,选取一个高速铁路通信信号项目标准化建设情况进行综合评价的案例应用,通过实例验证本次研究的成果,从而对项目决策、实施、验收等提供有效的理论支撑.高速铁路通信信号项目标准化建设综合评价对于改进项目管理中的问题,提高项目执行的管理效率,保证高速铁路通信信号项目质量、进度和成本等影响因素有着明显的应用价值.评价体系的应用将有利于提高高速铁路通信信号项目的管理水平,有利于提高施工企业的竞争能力,有利于增强建设单位的管控力度,也有利于补充和健全我国高速铁路通信信号项目标准化建设综合评价理论体系. 铁路通信是保证行车安全、提高运输效率的有力工具.G*-R是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统.由于G*-R具有更适应铁路运输特点的功能优势,更成熟的技术优势以及更符合通信信号一体化发展的需要,正逐步在全国各条铁路干线和新建城际客运专线上推广使用.G*-R是面向未来的技术,它将从广阔的G*公网市场和G*技术的不断演进中获益,支持铁路移动通信的可持续发展. 随着中国铁路的高速发展,铁路通信网络和网络中的设备也日益增多,设备分布也更加广泛,建立一个高效,管理全面的铁路通信综合网管系统至关重要.但是国内目前铁路通信网的现状是：网络环境很复杂,网络协议种类多并随着网络节点的大量增加和业务种类的扩展,专业网管系统在管理跨类型设备体现出的局限性显露无疑.因此产生了铁路通信综合网管. 铁路通信综合网管在功能上并不是专业网管的简单重复,专业网管通过自身的北向接口,采用一系列通信协议(如Socket)与综合网管交换数据,