高速鐵路中wifi無線通信系統的應用

　　這篇論文主要介紹的高速鐵路中wifi無線通信系統的應用相關的內容，wifi大家最熟悉不過了被大家廣泛的應用，不管是在生活中還是在工作上。本文就是通過對wifi在高速鐵路上起到的作用進行了詳細的闡述，本文內容僅供相關人士參考。

　　【關鍵詞】wifi無線;通信系統;高速鐵路;應用

　　當高鐵在對無線數據信息進行相應的交換的時候，其速度就會有一定程度的降低，嚴重的時候還會出現通話被迫中斷的情況。要對這種情況進行有效的解決和處理，需要采取相應的方法和措施，主要包括兩種：①對基站的發生密度和頻率進行相應的增加;②對系統和制式算法進行相應的優化，在目前的高鐵無線通信中，第二種方法得到了充分的應用，是其主要的優化方式。

　　1無線通信的結構

　　在2009年的時候，日本就在高速鐵路中對無線網絡進行了充分的應用，與此同時，所能夠達到的速度是比較快的，一般情況下，所能夠達到的速度在2Mbps。不過，其中還是存在著很多的問題和漏洞，需要對其進行有效的處理和解決，隨著社會經濟和科學技術的迅猛發展，人們的生活水平和質量不斷提高，對于多方面的需求都在不斷增加，同時，人們對越來越多的高科技產品進行了充分的應用，連接網絡的設備也在不斷增加，使得無線通信的速度變慢。無線網絡并沒喲實現全范圍的覆蓋，只是對相應的特殊區域的覆蓋。要對這種現象進行有效的完善，必須要對無線通信系統進行改進，將wifi作為無線網絡基礎的交換系統，數據交換系統在wifi的支持之下，可以將傳輸的速度進行一定程度的提高，主要將其提高到16Mbps，在此系統中存在四個方面的工作內容，分別是智能天線的部署、部署地面天線和橋接wifi、車載天線和IPv4網絡的配置。(1)對智能天線進行相應的闡述和分析，車廂在同一軌道上的時候，并不會出現差異比較大的軌跡，在此情況下，需要提供較好的條件實現地面接應天線和車載天線之間的對接。在天線的陣列對車廂進行了覆蓋的時候，一般情況下會發生多普勒頻移，在此基礎上，可以為無線通信的順暢提供重要的保障。(2)對地面天線進行相應的闡釋，無線數據能夠將11個無線wifi橋接配備在交換系統中，信號從天線中傳輸出來，每一條信號的方向都是與鐵路的軌跡處于平行狀態的，同時，可以對天線之間的間距進行合理的保持，在此情況下，能夠為信號的強度提供重要的保障。(3)對IPv4網絡配置進行相應的闡述和分析，在通過IPv4地址對網絡進行相應的配置的時候，HA是本地代理的代表，FA所指的是外部代理。在一個網絡系統中，有著相應的組成部分，分別是一個本地代理和三個外部代理，并且他們是在同一個網段之中的，除此之外，一個外部代理還需要三個或者是四個橋接設備的安裝和配備。網絡層會進行相應的切換，而且需要對此情況進行相應的檢測，在檢測的過程中，還需要對外部代理的三個子網絡進行充分的應用。當wifi橋接設備和交換機進行交換的過程中，需要對相應的形式進行一定的應用，所使用的形式主要是串聯，在此情況下，在高速列車中，進行了wifi橋接設備和移動路由器的安裝和配備(見圖1)。

　　2切換鏈路層

　　進行網絡配置的過程中，無線wifi網橋設備選擇，這種設備可以比較好的對快速切換無線鏈路層進行支持。主要的切換的流程是：首先外部切換進行觸發，數據的請求量相比于設定的閾值是比較大的，在有些時候，閾值是大于RSSI的接收值的。當切換的發生是較大的數據請求量引發的時候，無線連接會一直處于激活的狀態之中，這種狀態的停止是物理連接因為切換而失敗造成的，在此情況下，車載天線會再次失去連接的狀態下可用的wifi無線設備進行重新的搜索。當鏈路層的觸發是因為較低的RSSI接收量所引起的時候，地面天線和車載天線之間還是保持著連接的狀態，不過，在前一個連接斷開之前，天線就會對新的可用wifi設備主動進行相應的搜索。在此基礎上，鏈路層會進行相應的切換，并且有著相應的特定流程，具體內容是：①進行可用無線網絡的掃描;②檢查服務集標示和密碼，其中可能存在相應的無效的密碼，需要將其進行有效剔除;③對所有的搜索結果進行相應的整合和總結，從中選擇出最佳的無線wifi網橋設備，并且進行相應的連接;④數據使用SNAP通過車載BP進行發送出鏈路層的廣播幀;⑤地面的網橋會對特定的廣播幀進行相應的接收，對無線wifi網橋設備和L2SWs(第二層交換機)的物理地址(MAC)地址鏈表進行主動地更新;⑥列車間和地面在自己所在的位置是可以實行交換網絡流量的。

　　3切換網絡層

　　一般情況下，列車所行駛的位置都是在車軌道上，所以，車載的MR可以和外部代理進行比較穩定的無線訪問。三個外部代理所來自的子網并不是同一個，在此情況下，在工廠自動化中出現了便捷性更高的通道，同時，可以在對思科交換機進行充分的應用的基礎上，對此通道進行有效的應用。在另一個交換機上，端口能夠保護其中存在的配置，從而防止廣播幀等被相應的外部因素所影響，導致其被打斷。在此基礎上，使得WIFI網橋設備距離較近的可以實現傳輸數據的目標。比如說，當列車的行駛方向是從左到右的時候，wifi就會將此作為重要的依據和參照進行相應的連接，首先是BR1-11，然后是BR1-12。相同的一個移動IPv4隧道建立的時候會對外部代理FA1進行充分的應用。車載的MR會把一個注冊請求發送給FA2，然后進行第三層切換。在此切換的過程中，需要對相應的問題進行注意，黨對路由表進行相應的更新的時候，需要一定的流量，在20ms左右，并且流量是一直處于傳輸的保持狀態的。

　　4結束語

　　在本文中，對基于wifi無線通信系統在高速鐵路中的應用進行了相應的分析和研究，在此無線系統中，網絡層和鏈路層是能夠相互之間進行自由的切換的，很少有其它問題的出現，當人們在乘坐高鐵的時候，可以充分應用無線網絡，對于旅客來說是非常有利的。

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　　作者：劉偉 單位：廣東省通信產業服務有限公司