鐵路干線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署與流控關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速普及，迫切需要為車載快速移動(dòng)環(huán)境下的用戶提供更好的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，但目前尚有諸多挑戰(zhàn)性問題，如:地面無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)、車-地寬帶互聯(lián)機(jī)制、車-地互聯(lián)流量管理以及車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)的智能化管理等。為此，論文開展了如下研究:
　　通過對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的深入比較分析，論文設(shè)計(jì)了一種基于集中接入模式的四層車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，并確定了論文待研究的六個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　為實(shí)現(xiàn)對(duì)

2、鐵路交通干線沿線合理的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋，論文提出了基于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)鐵路交通干線沿線的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋，并獲得較好的傳輸性能。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中，可采用P層榕樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以提高實(shí)施的可行性。
　　針對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)存在的多跳傳輸帶寬急劇下降且傳輸時(shí)延快速增長(zhǎng)的難題，論文建立了多跳無線Mesh網(wǎng)絡(luò)骨干鏈路傳輸模型，對(duì)影響其傳輸性能的關(guān)鍵因素進(jìn)行了深入研究，并設(shè)

3、計(jì)了多模Mesh節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和正交頻道分配方案。在此基礎(chǔ)上，論文研發(fā)了基于IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其單跳傳輸基帶寬大于140Mbps，經(jīng)過八跳傳輸后的帶寬仍大于60Mbps，且傳輸時(shí)延較小。
　　為實(shí)現(xiàn)車載通信網(wǎng)關(guān)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的垂直切換，論文基于效用函數(shù)設(shè)計(jì)了異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)垂直切換策略HWNHS，通過系統(tǒng)延遲容忍系數(shù)對(duì)傳輸鏈路進(jìn)行靈活地選擇，以實(shí)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的快速移動(dòng)特性，論文設(shè)計(jì)了快速無線Mesh網(wǎng)絡(luò)切換算法FWMNSA。通過對(duì)其切換性能進(jìn)行仿真研究，結(jié)果表明車載通信網(wǎng)關(guān)的移動(dòng)速度、掃描時(shí)間間隔以及接入信道數(shù)將影響其切換成功的概率。同時(shí)，論文針對(duì)車-地互聯(lián)的應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計(jì)了區(qū)內(nèi)快速切換策略FSSFA以及車載通信網(wǎng)關(guān)的原型系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用FWMNSA的車載通信網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)Mesh節(jié)點(diǎn)間的快速切換，通過FSSFA策略，將使車

5、載通信網(wǎng)關(guān)在Mesh節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行快速切換的傳輸時(shí)延降低至600-700ms，從而實(shí)現(xiàn)了車載通信網(wǎng)關(guān)在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)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(yàn)，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(xué)分析模型，并對(duì)車-地互聯(lián)Intemet流量的特性進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了代理服務(wù)器的預(yù)取訪問算法PAA，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其能夠明顯提升