IEEE 802.11n协议在基于通信的列车控制系统中的应用

作     者：陈伟喜 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜新华

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：基于通信的列车控制系统 网络架构 接入延迟 快速切换 

摘      要：1999年9月,电子和电气工程师协会将基于通信的列车控制系统定义为:“一种连续自动列车控制系统,装载了独立于轨道电路的高精度列车定位装置、连续高容量双向车地数字通信系统以及车载与轨旁处理器的系统。,这种系统能够实现快速,安全的列车运行控制,成为当今地铁控制系统发展的主流趋势。随着无线技术的快速发展,无线IEEE802.11b网络应用于基于通信的列车控制系统已成为现实。无线局域网应用于基于通信的列车控制系统,在满足了地铁通信要求的同时,不仅简化了地铁控制系统的施工难度,更方便了系统未来的维护及升级。 本文提出了将无线局域网IEEE 802.11n技术应用于基于通信的列车控制系统的方案,详细阐述了此协议在应用于基于通信的列车控制系统中面临的问题以及对应的解决方案。 首先,在本文的第二、第三章节中,重点分析研究了IEEE802.11n协议物理层和MAC层的关键技术,阐述了这些技术带来的抗干扰能力、很高的数据传输速率等改进性能在基于通信的地铁控制系统的应用前景。 接着重点研究了将IEEE802.11n协议应用于实践可能遇到的技术问题,在深入分析的基础上设计了整体网络架构及相关无线设备的选择方案。通过仿真对比验证了这种网络架构对比其他几种网络架构的优越性。根据列车在各个无线网络小区中快速移动带来的接入延迟,设计了快速切换算法。通过Matlab仿真工具,得到了快速切换算法在减少接入延迟,改善数据传输的丢包率方面的性能比较。仿真的结果也证实了这种快速切换算法能够很好地改善网络性能,给未来系统的实施以及当前IEEE802.11b/g网络的具体应用提供了很好的借鉴参考。 文章结尾对本文研究的内容和未来的研究方向进行了总结和展望。