基于无线Mesh网络的移动车地通信技术研究

摘要

随着信息技术和互联网络的快速发展，人们越来越希望无线网络信号能够覆盖生活的每个角落，甚至是铁路列车。旅客希望能够在列车上高速率地、快捷地接入公共互联网，从而享受网络提供的各种服务。这种铁路列车上的信息服务要求对车地通信技术提出了严峻的挑战，而现有的车地通信技术已经难以满足上述业务需求，因此有必要研究并设计一种更有效的车地通信技术来满足上述业务需求。 为满足新的业务需求，本文提出一种基于无线Mesh网络的车地通信技术实现方案：由车载终端无线节点移动接入沿路布置的无线Mesh网络，从而通过无线Mesh网络连接地面的公共互联网络。同时，车载终端作为网关节点在车厢内部搭建局域网为旅客提供公共互联网络服务。无线Mesh网络在第一、二层采用IEEE802.11b/g协议，在第三层采用TCP/IP协议族中的IP协议。而在无线Mesh网络的二、三层之间，本文增加了无线Mesh层，该层被用实现无线Mesh网络中的车载终端移动接入以及无线Mesh网络路由、代理、快速切换等功能。 本文在分析利用基于无线Mesh网络的车地通信技术解决车地通信问题的可行性后，设计并实现了车地通信所需无线Mesh网络设备的软硬件。之后，对车地通信无线Mesh网络设备性能进行了测试，并搭建了基于无线Mesh网络的车地通信测试环境进行了仿真测试。最后，本文指出了基于无线Mesh网络的接入方案在车地通信应用中的特点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1论文研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1泄漏电缆方案

1.2.2蜂窝系统方案

1.2.3卫星通信方案

1.2.4 Wimax技术方案

1.3论文研究内容

1.4论文结构安排

第2章无线Mesh网络在车地通信中的应用

2.1无线Mesh网络概述

2.1.1无线Mesh网络特点

2.1.2无线Mesh网络典型组网结构

2.2无线Mesh网络在车地通信中的应用

2.3车地通信无线Mesh网络设备硬件系统

2.4车地通信无线Mesh网络设备网卡配置

2.4.1 MMS网卡配置

2.4.2 MAP网卡配置

2.4.3 MPP网卡配置

第3章车地通信无线Mesh网络系统协议设计

3.1车地通信无线Mesh网络层帧结构

3.1.1无线Mesh层

3.1.2无线Mesh层帧结构

3.1.3无线Mesh层管理帧

3.2车地通信无线Mesh网络路由协议设计

3.2.1路由协议设计概述

3.2.2树形路由表

3.2.3树形路由管理消息

3.2.4树形路由管理流程

3.2.5半固定树形路由

3.3车地通信无线Mesh网络代理管理

3.3.1代理表

3.3.2代理管理消息

3.3.3 MAP及MMS代理管理流程

3.4车地通信无线Mesh网络节点管理

3.4.1 Mesh节点表

3.4.2 Mesh节点管理消息

3.4.3 MMS的Mesh节点管理流程

3.4.4 MAP的Mesh节点管理流程

3.5车地通信无线Mesh网络广播控制

3.5.1 MAP广播控制概述

3.5.2 MAP广播控制表

3.5.3 MAP广播控制管理流程

3.6车地通信无线Mesh层收发设计

3.6.1无线Mesh层收发设计概述

3.6.2 MAP无线Mesh层发送设计

3.6.3 MMS无线Mesh层发送设计

3.6.4 MAP无线Mesh层接收设计

3.6.5 MMS无线Mesh层接收设计

3.7车地通信无线Mesh网络切换机制

3.7.1切换设计概述

3.7.2预切换表

3.7.3切换管理消息

3.7.4切换管理流程

第4章车地通信无线Mesh网络系统测试与评估

4.1车地通信无线Mesh网络设备原型系统

4.2车地通信无线Mesh网络静态性能测试

4.2.1静态网络测试概述

4.2.2静态网络吞吐率测试与评估

4.2.3静态网络时间延迟测试与评估

4.3车地通信无线Mesh网络低速移动测试

4.3.1低速移动测试概述

4.3.2低速切换过程吞吐率测试与评估

4.3.3低速切换过程时间延迟测试与评估

4.4车地通信无线Mesh网络快速移动测试

4.4.1快速移动测试概述

4.4.2快速切换过程带宽测试与评估

4.4.3快速切换过程延迟测试与评估

结 论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果