Анализ построения и оптимизация параметров цифровых каналов технологической радиосвязи в системах управления на железнодорожном транспорте

• Автор: Захаров, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.22.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РАДИОСВЯЗЬ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

1.1 Постановка задачи

1.2 Место и роль радиосвязи в системах управления на

железнодорожном транспорте.

1.2.1 Информационное обеспечение систем управления

1.2.2 Информационная система железнодорожного транспорта

1.2.3 Виды и технические средства связи с подвижными объектами

на железнодорожном транспорте.

1.2.4 Передача данных но радиоканалу на железнодорожном транспорте.
1.2.4.1 Единая система мониторинга и администрирования
1.2.4.2 Системы железнодорожной автоматики.
1.2.4.3 Перспективные системы передачи данных для
применения на железнодорожном транспорте
1.3 Необходимость и направления совершенствования радиосвязи
1.4 Испытания цифровых систем радиосвязи для нужд
железнодорожного транспорта
1.5 Выводы.
2 АНАЛИЗ ПОСТРОЕНИЯ КАНАЛОВ СИСТЕМ ЦИФРОВОЙ ТРАНКИНГОВОЙ РАДИОСВЯЗИ СТАНДАРТА ТЕТКА.
2.1 Постановка задачи.
2.2 Общие сведения о системе ТЕТКА
2.3 Архитектура сети
2.4 Описание радиоинтерфсйса. Модель системного протокола
2.5 Основные принципы организации физических и логических
каналов
2.5.1 Временная структура сигнала
2.5.2 Структура канального временного интервала
2.5.3 Структура пакета, передаваемого по радиоканалу
2.5.4 Логические каналы на нижнем уровне МАС
2.5.5 Логические каналы на верхнем уровне МАС.
2.5.6 Использование логических каналов и отображения между уровнями.
2.6 Диаграмма состояний мобильной станции.
2.7 Диаграмма состояний базовой станции.
2.8 Управление доступом к каналам.
2.9 Управление логическим каналом.
2.9.1 Общие сведения и функции подуровня управления
логическим каналом
2.9.2 Структуры данных
2.9.2.1 Основной тракт
2.9.2.2 Расширенный тракт.
2.9.3 Диаграммы состояний
2.9.3.1 Основной тракт
2.9.3.2 Расширенный тракт.
2. Выводы
3 ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АЛГОРИТМА СЛУЧАЙНОГО ДОСТУПА И КАНАЛОВ СИСТЕМ СТАНДАРТА
3.1 Постановка задачи
3.2 Параметры алгоритма случайного доступа.
3.2.1 Способ доступа подвижный кадр доступа
3.2.2 Способ доступа дискретный кадр доступа.
3.3 Разрешение конфликтов при использовании алгоритма.случайного доступа
3.3.1 Возможные алгоритмы разрешения конфликтов
3.3.1.1 Экспоненциальный алгоритм с паузой
3.3.1.2 Стохастическое приближение
3.3.1.3 Псевдобайесовский алгоритм
3.3.1.4 Алгоритм Минимальная средняя квадратичная ошибка
3.3.1.5 Алгоритм с делением.
3.4 Анализ ресурсов системы радиосвязи.
3.4.1 Модель для определения параметров системы с алгоритмом случайног о доступа сдотированная с конечным числом абонентов.
3.4.2 Пропускная способность, количество необслуженных заявок и задержки пакетов в зависимости от частоты передач и повторений.
3.4.3 Оценка частоты повторений
3.4.4 Максимальное число абонентов при случайном доступе.
3.4.5 Модель для определения вероятности ожидания в системах
3.4.6 Оценка длительности обслуживания.
3.4.7 Максимальное число абонентских мобильных станций
при зарезервированной передаче
3.5 Выводы
4 ОПТИМИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ СЕТИ
РАДИОСВЯЗИ СТАНДАРТА ПРИ ГРУППОВЫХ ВЫЗОВАХ.
4.1 Постановка задачи
4.2 Уровни активности.
4.3 Поступление и длительность групповых вызовов
4.4 Распределение групп в сети радиосвязи
4.5 Оптимизация распределения ресурсов сети при использовании
групповых вызовов.
4.5.1 Технология транкинговой радиосвязи.
4.5.1.1 Транкинг сообщений
4.5.1.2 Транкинг передач
4.5.1.3 Квазитранкинг передач.
4.5.2 Технология выделения канала связи
4.5.2.1 Распределение ресурсов сети для отдельных групп.
4.5.2.2 Упрощенная модель для групповых вызовов.
4.5.2.3 Оценка производительности квазитранкинга передач
4.5.3 Распределение пропускной способности для конкурирующих групп
4.5.3.1 Оптимизация технологии транкинговой связи.
4.5.3.2 Оценка производительности расширенного транкинга
передач
4.5.3.3 Выбор параметров в соответствии с речевым трафиком
групповых вызовов
4.6 Выводы
5 ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУРЫ ХЭНДОВЕРА В ТРАНКИНГОВЫХ СЕТЯХ СТАНДАРТА
5.1 Постановка задачи
5.2 Отличия организации процедуры хэндовера в сетях от мобильных сетей других стандартов.
5.3 Основные принципы работы механизма хэндовера в стандарте
5.3.1 Выбор исходной радиосоты
5.3.2 Выбор другой радиосоты
5.3.3 Оценка рабочих параметров соседних радиосот в мобильной станции
5.3.4 Способы выбора другой радиосоты мобильной станцией
5.4 Определение оптимальных параметров хэндовера.
5.4.1 Критерии выбора радиосот
5.4.2 Практические измерения по определению оптимальных параметров хэндовера.
5.4.3 Методика определения оптимальных параметров переходов
5.4.3.1 Определение уровней быстрых перехода и гистерезиса
5.4.3.2 Определение уровней медленных перехода и гистерезиса.
5.5 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Максимальное число абонентов при случайном доступе. Оценка длительности обслуживания. РАДИОСВЯЗИ СТАНДАРТА ПРИ ГРУППОВЫХ ВЫЗОВАХ. Уровни активности. Технология транкинговой радиосвязи. Квазитранкинг передач. Распределение ресурсов сети для отдельных групп. Упрощенная модель для групповых вызовов. Оптимизация технологии транкинговой связи. Отличия организации процедуры хэндовера в сетях от мобильных сетей других стандартов. Определение оптимальных параметров хэндовера. Практические измерения по определению оптимальных параметров хэндовера. Определение уровней медленных перехода и гистерезиса. Выводы. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Прикладные задачи, обеспечиваемые внедрением
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Эксплуатирующиеся в настоящее время на железных дорогах РФ сети технологической радиосвязи преимущественно являются аналоговыми и не позволяют реализовать многие функции, необходимые на современном этапе развития систем управления движением поездов на железных дорогах. Принципиально новые возможности дает переход к цифровым системам технологической радиосвязи ЦСТР. Основными преимуществами ЦСТР перед аналоговыми системами являются возможность передачи речи и данных, повышение эффективности использования спектра, задание приоритетов в предоставлении каналов, выход в сторонние сети передачи информации, высокая надежность и достоверность передачи информации, широкая гамма дополнительных услуг. РОРС динамическое предоставление канала группам абонентов, решающих общую производственную задачу защищенные каналы связи для абонентов, так и в части организации канала передачи данных для систем автоматики и для единой системы мониторинга и администрирования ЕСМА на железнодорожном транспорте. Это позволит значительно повысить эффективность работы железнодорожного транспорта. Однако, как показал опыт , внедряемые системы ЦСТР, должны в определенной степени подлежать адаптации в соответствии со специфическими требованиями железнодорожного транспорта. Параллельно с процессом внедрения ЦСТР требуется большая работа по усовершенствованию существующих систем технологической радиосвязи. Решение этих задач возможно путем обеспечения эффективного управления эксплуатируемой системой радиосвязи, которое учитывает условия работы железнодорожного транспорта, требования ОАО РЖД, технические решения по построению сетей радиосвязи, алгоритмы их функционирования и технические возможности. Исходя из этого, целью исследований, проводимых в работе, является повышение эффективности функционирования ЦСТР на основе анализа построения, алгоритмов функционирования и оптимизации параметров цифровых каналов технологической радиосвязи. Практическая ценность. Достоверность полученных теоретических результатов, подтверждается корректностью использованных в работе математических моделей и данными, полученными экспериментально. Достоверность основных положений и выводов диссертации подтверждается применением для исследований адекватного математического аппарата, моделированием, непротиворечивостью полученных результатов с известными в литературе, публикацией основных положений в печати, апробацией на научнотехнических конференциях. Апробация результатов. Доклады к сетевой школе ГТСС, ОАО РЖД Проектирование технологических сетей связи на железных дорогах России. Состояние и перспективы октября г. Перспективные технологии в средствах передачи информации, Владимир, г. Первая межведомственная научнопрактическая конференции Телеком Транс, Ростов нД 2й Российский конгресс, Москва, г. Дню радио. СанктПетербург, апрель я научнотехническая конференция, посвященная Дню радио, СанктПетербург, апрель Вторая международная научнопрактическая конференция ТрансЖАТ , РостовнаДону. Реализация результатов работы. Результаты работы использованы на Свердловской железной дороге, что подтверждено актом внедрения. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при техникоэкономических изысканиях и перспективном планировании развития и проектирования транкинговых сетей связи железнодорожного транспорта.