采用噴泉碼的車地無線通信系統(tǒng)與傳輸優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、車地通信是列車連通世界的橋梁。在信息化的軌道交通運營與管理中，采用無線傳輸?shù)狞c式應答器以及基于通信的列車控制系統(tǒng)擔負著列車與地面之間的數(shù)據(jù)傳輸工作。應答器報文的安全可靠傳輸對保障列控系統(tǒng)安全十分重要。隨著列車運行速度的逐步提升，現(xiàn)有應答器報文傳輸難以保障列車在更高運行速度下的傳輸質(zhì)量。此外，現(xiàn)有的CBTC數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高了CBTC系統(tǒng)可靠性的同時導致了高昂的采購與運營成本。噴泉碼及其衍生技術(shù)作是近年來提出的先進信道編碼

2、技術(shù)，可以為解決以上問題提供解決思路。此外，噴泉碼及其衍生技術(shù)本身尚有需要改進與研究的問題。因此，采用噴泉碼的車地無線通信系統(tǒng)設(shè)計與傳輸優(yōu)化技術(shù)研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
　　本文以數(shù)字噴泉碼這一傳輸優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)為研究基礎(chǔ)，以不等保護噴泉碼以及分布式噴泉碼這兩項噴泉碼衍生技術(shù)為研究著力點，以車地無線通信系統(tǒng)中點式傳輸設(shè)備以及連續(xù)式傳輸系統(tǒng)為應用對象。本文完成了以下研究工作:
　　首先，本文針對現(xiàn)有不等保護噴泉碼算法的

3、缺點進行算法改進與創(chuàng)新，提出了一種拓展窗口噴泉碼的改進算法。新算法性能更為優(yōu)異，可以在不影響重要信息保護性能的情況下，將次要信息的BER降低兩個數(shù)量級。
　　其次，本文設(shè)計了一種采用不等保護噴泉碼技術(shù)的應答器報文編碼方法，并通過仿真驗證了方法的可行性。新方法能夠保證列車以更高速度通過應答器作用區(qū)時，依然能夠保證報文數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
　　此外，本文通過采用與或樹數(shù)學分析方法，結(jié)合算法的構(gòu)造，推導出復制窗口不等保護算法中各類數(shù)據(jù)