網(wǎng)絡虛擬化在城軌車地通信綜合承載系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、現(xiàn)如今，軌道交通已成為城市公共交通的命脈，在城市運行中發(fā)揮著越來越重要的作用。在當前形勢下，中央到地方各級政府對城市軌道交通運營安全方面投入更多的關注，并且也成為研究人員和學者關注的重點。
　　其中，車地無線通信是城市軌道交通安全運營的重要組成部分，承載了基于通信的列車運行控制系統(tǒng)、列車運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、軌道交通乘客信息系統(tǒng)和車輛視頻監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)的業(yè)務數(shù)據(jù)。但是，這些系統(tǒng)采用各自獨立的車地通信系統(tǒng)建網(wǎng)，這會造成各系統(tǒng)對無線頻譜資

2、源激烈的爭搶，同時重復的投資和建設通信基礎設施，帶來許多困難維護這些基礎設施。為保證城市軌道交通運營安全，迫切需要整合車地無線通信生產(chǎn)業(yè)務綜合承載需求，建立基于城市軌道交通車地通信綜合承載系統(tǒng)。有研究表明，長期演進技術(Long Term Evolution，LTE)適合綜合承載，但是需要對線路進行完全改造，這將帶來更大的改造成本。除此之外，LTE各業(yè)務沒有有效的隔離，對資源的競爭非常大，難以保障各業(yè)務的服務質量（Quality of

3、Service，QoS）需求，因此本文提出將網(wǎng)絡虛擬化技術應用于城市軌道車地通信綜合承載系統(tǒng)，在不改變現(xiàn)有線路通信設備的前提下還能有效隔離各業(yè)務傳輸，保障QoS需求。
　　論文的主要研究內容如下:
　　(1)為城市軌道交通設計了一個集成的車地通信系統(tǒng)，這個系統(tǒng)應用無線網(wǎng)絡虛擬化技術，將城市軌道交通不同子系統(tǒng)的業(yè)務數(shù)據(jù)用一套通信網(wǎng)絡傳輸。實現(xiàn)一張網(wǎng)絡同時承載多種業(yè)務的要求，降低建設和運維成本，提高頻譜等資源利用率，并且可以支持

4、多種無線接入技術如WLAN和LTE。
　　(2)為了滿足本文設計的基于無線網(wǎng)絡虛擬化技術的車地無線通信綜合承載系統(tǒng)中通信中各業(yè)務的QoS需求，提出了一種基于負載均衡、公平性和QoS保障的無線虛擬資源分配算法。同時，定義了一個QoS滿意度等級(QoS Level，QoSL)，這將不同用戶的QoS需求轉換成不同的速率要求，從另一個方面反映用戶的滿意度。最終的優(yōu)化目標是以公平性驅動的優(yōu)化函數(shù)并兼顧各小區(qū)的負載情況，來保證整個網(wǎng)絡不同用戶