高铁频谱环境地图中政策语言和政策引擎研究

摘要

列车速度的提升和新型车厢的出现带来了高效和舒适，同时对高速环境下通信服务的种类和质量的要求也越来越高，这无疑对铁路无线通信提出了更为苛刻的要求。目前高铁移动通信面临四大难题:列车是全封闭的钢铁结构，导致信号穿透性差;列车高速移动，信号面临瞬间切换;存在多普勒频移;可用频带不足。本文主要针对频带不足问题进行研究。
　　 美国国防部高级研究计划局的下一代通信项目(XG）是以普通移动环境中的频谱不足和调度困难为出发点进行的研究，这与本文研究的方向一致。根据频谱共享公司做的一系列频谱占有测试，大部分以静态分配方式分配的频谱在空间和时间上是未使用的，这种方式导致了低下的频谱利用率。因此XG项目提出了机会频谱使用的方法以提高频谱利用率，更进一步，XG项目提出了基于政策的频谱管理方案以实现机会频谱使用。基于政策的频谱管理方法具有以下优点:无线电行为能快速适应形势的变化;政策具有平台独立性;将政策定义、加载和执行与特定设备实现和优化进行解耦;具有可扩展性等。因此本文将基于政策的概念应用于高铁通信。
　　 本文第二章先给出基于XG无线电架构的高铁引擎框架设计，建立整体的概念。接着引出基于政策方法的基础——政策描述语言，同时阐述了选择CoRaL的理由;第三章以底层向顶层的方式介绍CoRaL语法，先从CoRaL基本构建着手，再介绍构成CoRaL文件的陈述和规则，最后以CoRaL文件政策、本体、请求结束;第四章给出高铁通信本体和政策的设计;第五章以高铁通信政策为基础，介绍CoRaL解析器的实现方法及流程，同时分析推理流程，最后对不同请求条件下的推理结果进行测试和分析，验证高铁政策的正确性和高铁政策引擎的可用性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要工作和内容安排

第二章 基于XG无线电架构的高铁车地无线通信系统政策引擎框架设计

2．1 XG无线电架构

2．1．1 消息类型

2．1．2 SSR-PR应用程序接口

2．2 高铁车地无线通信系统政策引擎框架

2．3 政策描述语言的选择

2．4 本章小结

第三章 频谱政策描述语言CoRaL构成与语法规则

3．1 CoRaL基本构建

3．1．1 类型(Types)

3．1．2 项(Terms)

3．1．3 公式(Formulas)

3．2 陈述(Statements)

3．3 规则

3．3．1 标准规则

3．3．2 等式规则

3．4 政策、本体和请求文件

3．5 本章小结

第四章 高铁车地无线通信频谱政策设计

4．1 本体设计

4．2 GSM-R政策

4．2．1 GSM-R基站政策

4．2．2 GSM-R移动台政策

4．3 GSM-R请求文件

4．3．1 GSM-R基站请求文件

4．3．2 GSM-R移动台请求文件

4．4 本章小结

第五章 高铁车地无线通信政策引擎实现

5．1 CoRaL解析器实现

5．1．1 JavaCC做语法分析

5．1．2 解析过程

5．2 推理流程分析

5．2．1 政策加载

5．2．2 政策激活

5．2．3 执行请求

5．3 推理结果分析

5．3．1 请求允许

5．3．2 功率模板异常

5．3．3 其他参数异常

5．3．4 约束条件不足

5．4 本章小结

结语

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科研成果