地铁系统中基于OFDM技术的无线通信系统漫游与切换的研究

摘要

基于通信的列车控制系统(CBTC)是整个地铁系统的枢纽。在地铁系统中，信道情况复杂，多径衰落明显，接收信号的码间干扰(ISI)和载波间干扰(ICI)严重，移动站点的运动速度迅速，这些都要求无线通信系统必须具备快速、准确的信道估计和同步技术，以及安全可靠的无缝连接。 本文针对地铁系统的特殊情况，首先对OFDM技术的基本原理、基本模型和关键技术进行了一定的阐述和说明，分析了OFDM技术的广阔使用前景以及在本系统中使用该技术的理论依据。信道估计在无线通信系统中至关重要，用于消除衰落信道对系统的影响，因此继而对OFDM系统中的信道估计进行了分析与讨论，其中，对最小平方估计LS(Least-Square)、基于训练序列的信道估计、基于傅立叶变换的信道估计进行了详细分析与比较，并针对系统要求作出了适当的选择；对如何在OFDM系统中实现同步技术进行了分析说明。 由于移动站点的高速运行，控制系统必须为地铁系统的安全运营提供安全可靠的无缝连接。本文对移动IP技术进行了较深入的研究和说明，介绍了移动IP技术标准，详细说明了移动IP技术中的路由机制和隧道技术，为本系统高速、可靠的漫游与切换技术提供了理论依据，为本系统良好的维护性和可扩充性提供了技术保障。 最后，根据工程参数的要求，利用移动IP技术，对漫游与切换进行了软件的实现。

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第一章 绪论

§1.1研究背景

§1.1.1CBTC发展

§1.1.2CBTC系统的国内外技术现状

§1.2CBTC系统的组成

§1.2.1CBTC系统的组成

§1.2.2基于OFDM技术的CBTC系统的组成

§1.3论文的主要工作及结构

第二章 CBTC中的通信体制OFDM的基本理论

§2.1OFDM系统的基本组成

§2.1.1OFDM系统的基本模型

§2.1.2OFDM的DFT实现

§2.1.3保护间隔和循环前缀

§2.2OFDM的关键技术

§2.2.1时域和频域的同步

§2.2.2信道的估计

§2.2.3信道编码和交织

§2.2.4降低峰值平均功率

§2.2.5均衡

§2.3小结

第三章 OFDM的信道估计和同步技术

§3.1OFDM的信道估计

§3.1.1基于训练序列的信道估计

§3.1.2基于DFT的信道估计

§3.2OFDM系统的同步技术

§3.2.1OFDM系统的同步技术概况

§3.2.2OFDM系统同步的实现

§3.3本系统中信道估计与同步技术的实现

§3.3.1基于最小平方(LS)的信道估计

§3.3.2利用特殊训练符号实现同步

§3.4小结

第四章 漫游与切换及其实现

§4.1移动IP概述

§4.1.1移动IP的基本含义

§4.1.2移动IP的应用与发展

§4.2移动IP基础

§4.2.1移动IP标准

§4.2.2移动IP的工作机制简述

§4.3移动IP的路由机制

§4.3.1代理发现

§4.3.2注册

§4.3.3数据包的选路

§4.4移动IP中的隧道技术

§4.4.1IP分片

§4.4.2移动主机的移动性问题

§4.4.3移动IP中的隧道技术

§4.5系统中漫游与切换的实现

§4.6小结

第五章 工程参数与实现

§5.1工程说明

§5.1.1系统概述

§5.1.2引用文档

§5.1.3接口说明

§5.2漫游与切换的实现

§5.2.1技术说明

§5.2.2漫游与切换的实现

§5.2.3测试结果

§5.3小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献