高鐵LTE系統鏈路傳輸優(yōu)化技術.pdf

1、中國的高速鐵路運輸業(yè)依靠其節(jié)能環(huán)保、方便快捷、安全可靠等諸多優(yōu)點正在迅猛發(fā)展。鐵路專用無線通信系統作為支撐高速鐵路建設的重要子系統，也迫切面臨著升級換代以滿足鐵路寬帶通信新需求。國際鐵路聯盟建議將現已廣泛部署的GSM-R(GSM for Railway)平滑演進到LTE-R(LTE for Railway)。LTE系統作為第四代移動通信系統標準，具有良好的技術成熟度，且已經大規(guī)模部署商用，但其主要面向的是傳統公網蜂窩通信，無法直接滿足高

2、速鐵路專用通信系統的特殊需求。高速鐵路場景有小區(qū)帶狀分布，終端移動快，沿線環(huán)境復雜多變、信道快速變化等一系列特點，無線通信鏈路傳輸的可靠性面臨著挑戰(zhàn)，而通信系統所承載的列車控制信息恰恰對可靠性和安全性要求極高。因此，研究合理的優(yōu)化技術方案提高LTE鏈路傳輸的可靠性、使其最終適用于高速鐵路場景具有重要的意義。
　　本論文分別通過研究自適應調制編碼和位置管理技術為高速鐵路場景下LTE系統的鏈路可靠傳輸提出了優(yōu)化方案。主要的研究內容和貢

3、獻如下:
　　第一、傳統鏈路自適應技術的性能依賴于終端反饋信道信息的準確度，間接受到信道估計誤差和終端處理速度等因素的制約。本文分析研究了在高速鐵路場景下LTE自適應調制編碼技術面臨的問題，量化評估了終端CQI反饋時延帶來的誤塊率影響。結合無線電環(huán)境地圖和先進的列車定位技術，提出了一種基于無線電環(huán)境地圖的自適應調制編碼優(yōu)化方案。通過對仿真結果分析表明，該方案能夠減少反饋時延引起的調制編碼階數誤判，有效降低系統的誤塊率，從而提高了L

4、TE系統在高鐵場景下的鏈路傳輸可靠性。
　　第二、移動性管理功能是基于蜂窩架構的移動通信系統的重要基石，需要針對特殊場景進行優(yōu)化設計。本文分析研究LTE位置管理相關技術和信令流程，指出了傳統位置管理方案在鐵路鏈狀網絡場景下的不適用性。以減少信令擁塞為目標，建立了高鐵場景追蹤區(qū)域更新和尋呼信令開銷的數學優(yōu)化模型，通過仿真求解得到了在一定尋呼信令消耗門限下最優(yōu)追蹤區(qū)域列表概率分布。提出了一種適用于高鐵場景的自優(yōu)化追蹤區(qū)域列表解決方案，