鐵路干線移動互聯(lián)網(wǎng)的異構網(wǎng)絡部署與流控關鍵技術研究.pdf

1、隨著我國高速鐵路的大規(guī)模建設及移動互聯(lián)網(wǎng)應用的快速普及，迫切需要為車載快速移動環(huán)境下的用戶提供更好的移動互聯(lián)網(wǎng)服務，但目前尚有諸多挑戰(zhàn)性問題，如:地面無線網(wǎng)絡覆蓋技術、車-地寬帶互聯(lián)機制、車-地互聯(lián)流量管理以及車載移動互聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)絡的智能化管理等。為此，論文開展了如下研究:
　　通過對國內外研究現(xiàn)狀的深入比較分析，論文設計了一種基于集中接入模式的四層車載移動互聯(lián)網(wǎng)體系結構，并確定了論文待研究的六個關鍵技術問題。
　　為實現(xiàn)對

2、鐵路交通干線沿線合理的無線寬帶網(wǎng)絡覆蓋，論文提出了基于無線Mesh網(wǎng)絡和3G/LTE/4G的地面無線專網(wǎng)建網(wǎng)策略，從而以較優(yōu)的投資成本實現(xiàn)鐵路交通干線沿線的無線寬帶網(wǎng)絡覆蓋，并獲得較好的傳輸性能。在實際網(wǎng)絡部署中，可采用P層榕樹型網(wǎng)絡拓撲結構以提高實施的可行性。
　　針對無線Mesh網(wǎng)絡存在的多跳傳輸帶寬急劇下降且傳輸時延快速增長的難題，論文建立了多跳無線Mesh網(wǎng)絡骨干鏈路傳輸模型，對影響其傳輸性能的關鍵因素進行了深入研究，并設

3、計了多模Mesh節(jié)點結構和正交頻道分配方案。在此基礎上，論文研發(fā)了基于IEEE802.11n標準和B.A.T.M.A.N.adv路由協(xié)議的無線Mesh路由器原型系統(tǒng)，實驗結果表明其單跳傳輸基帶寬大于140Mbps，經過八跳傳輸后的帶寬仍大于60Mbps，且傳輸時延較小。
　　為實現(xiàn)車載通信網(wǎng)關在異構網(wǎng)絡中的垂直切換，論文基于效用函數(shù)設計了異構無線網(wǎng)絡垂直切換策略HWNHS，通過系統(tǒng)延遲容忍系數(shù)對傳輸鏈路進行靈活地選擇，以實現(xiàn)最優(yōu)的

4、傳輸性能和最大的傳輸收益。
　　由于車載移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的快速移動特性，論文設計了快速無線Mesh網(wǎng)絡切換算法FWMNSA。通過對其切換性能進行仿真研究，結果表明車載通信網(wǎng)關的移動速度、掃描時間間隔以及接入信道數(shù)將影響其切換成功的概率。同時，論文針對車-地互聯(lián)的應用環(huán)境，設計了區(qū)內快速切換策略FSSFA以及車載通信網(wǎng)關的原型系統(tǒng)，實驗結果表明，采用FWMNSA的車載通信網(wǎng)關可以實現(xiàn)Mesh節(jié)點間的快速切換，通過FSSFA策略，將使車

5、載通信網(wǎng)關在Mesh節(jié)點間進行快速切換的傳輸時延降低至600-700ms，從而實現(xiàn)了車載通信網(wǎng)關在無線Mesh網(wǎng)絡中的快速、無縫水平切換。
　　為優(yōu)化車-地寬帶互聯(lián)Intemet流量的傳輸，提高用戶的使用體驗，論文基于ON/OFF模型和疊加模型建立了適合車-地寬帶互聯(lián)Internet流量的數(shù)學分析模型，并對車-地互聯(lián)Intemet流量的特性進行了研究，在此基礎上設計了代理服務器的預取訪問算法PAA，仿真和實驗結果表明其能夠明顯提升