LTE-M车地通信接口监测软件设计开发

摘要

城市轨道交通是城市建设史上最大的公益性基础设施，对城市的全局和发展模式将产生深远的影响。随着城市轨道交通的快速发展，支撑其安全运营的运营业务不断增加。现有的通信制式下，城市轨道交通车地通信功能和性能面临挑战。新的运营需求要求车地通信，不但能可靠传输列车状态信息和行车控制命令，而且能够及时回传列车车内视频，向乘客通报紧急情况，以保证公共安全和紧急状态的应急处置。
　　LTE是新一代的移动通信系统，具有高带宽、高移动性、长区间覆盖、高扩展性等优点，可以很好地满足城市轨道交通车地通信多业务承载的需求。
　　本文针对当前地铁通信存在的多种业务需求，论证了LTE系统应用于地铁通信的可行性。LTE用于地铁通信不仅具有技术可行性和优越性，还具备工程建设上的经济性。在此基础上，本文简要介绍了LTE-M的网络架构，并分析了LTE-M系统面临的监测需求。
　　LTE-M系统承载着地铁运营中的多种业务，包括安全业务。对LTE-M系统的通信过程进行良好的监测，对于系统的优化升级、后续运营和积累工程建设经验具有重要意义。然而，LTE-M系统是LTE系统在地铁通信多业务承载应用的首次尝试，无论是工程建设经验还是相关的测试手段都较为缺乏，尤其是缺乏针对LTE-M系统工程建设、试验数据采集的专门的监测软件。
　　本文在介绍了LTE-M系统的基础上，为方便工程建设中的数据采集、分析工作，设计了一种针对LTE-M系统监测需求的简单监测软件。软件的设计过程中借鉴了软件工程的思想和原则。此监测软件旨在对LTE-M车地通此信的过程进行监测，分析多业务之间的影响关系，并期望能为LTE-M系统的工程安装、配置、故障处理提供便利。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状和存在的问题

1．3 论文结构安排

2 LTE-Metro系统

2．1 LTE系统概述

2．1．1 LTE关键技术

2．1．2 LTE系统架构和主要接口

2．2 地铁无线通信业务应用

2．2．1 专用无线通信系统

2．2．2 基于通信的列车控制系统

2．2．3 视频监控系统和乘客资讯系统

2．3 TD-LTE系统应用与城市轨道交通的可行性分析

2．3．1 地铁多业务的LTE带宽需求

2．3．2 CBTC系统对安全可靠性的需求

2．3．3 TD-LTE与WLAN技术对比

2．4 城市轨道交通无线通信解决方案LTE-M系统

2．4．1 网络总体架构

2．4．2 无线覆盖方案

2．4．3 LTE-M的工程经济性分析

3 车地通信监测软件的需求分析

3．1 监测需求的产生

3．1．1 LTE-M系统关注的监测点

3．1．2 现有的监测手段

3．2 总体需求分析

3．3 详细功能需求

3．3．1 无线监测

3．3．2 用户界面

3．3．3 网管系统

3．4 其他需求

4 软件工程与设计

4．1 软件生命周期

4．2 软件设计概述

4．2．1 软件设计目标

4．2．2 软件设计基本原则

4．2．3 功能框架设计方案选择

4．3 本章小结

5 监控软件设计开发

5．1 系统功能和组成

5．2 无线监测主要功能模块

5．2．1 EthTrain模块

5．2．2 EthPos模块

5．2．3 EthDebug模块

5．2．4 EthDB模块

5．3 网管模块模块

5．3．1 网管功能实现原理

5．3．2 EthProbe模块

5．4 用户界面功能的实现

5．4．1 服务器框架

5．4．2 用户页面

5．5 本章小结

6 总结与展望

参考文献

作者简历

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