Обоснование выбора технологии мобильного широкополосного доступа для построения сетей радиосвязи железнодорожного транспорта

Медведев А.С., Распаев Ю.А. Обоснование выбора технологии мобильного широкополосного доступа для построения сетей радиосвязи железнодорожного транспорта // Научно- технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 3. С. 628–634. doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-3-628-634

Введение. Приведен анализ качества хэндовера в сетях радиосвязи высокоскоростного железнодорожного транспорта. Рассмотрены параметры модели, влияющие на вероятность успешного хэндовера. Представлен анализ возможности использования технологий сетей общего пользования Long-Term Evolution (LTE) и частной сети p-LTE в сетях радиосвязи железнодорожного транспорта. Метод. Анализ выполнен на основе аналитического метода, определяющего зависимость качества хэндовера от выбранного частотного диапазона и числа поднесущих сигнала Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM). Основные результаты. Рассмотрены и проанализированы возможные параметры сетей связи общего пользования, которые могут быть применены на железнодорожном транспорте. Показано, что текущие частотные диапазоны и параметры каналов сетей связи общего пользования российских операторов дают неудовлетворительные результаты для высокоскоростных поездов. Продемонстрировано, что при скорости поездов до 50 м/с (180 км/ч), ширина полосы сигнала LTE должна быть не менее 20 МГц для диапазона частот 800 МГц и не менее 5 МГц для 450 МГц. Рассмотрены и проанализированы параметры сетей p-LTE в диапазонах 1800 и 350 МГц, которые выделены для применения на железнодорожном транспорте. Показано, что для высокоскоростных поездов со скоростью до 70 м/с (252 км/ч), необходимо использовать диапазон не выше 350 МГц. Обсуждение. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования технических характеристик сети радиосвязи на железной дороге для поездов с разными скоростными режимами.

1. Медведев А.С., Иванов В.В. Моделирование пропускной способности подвижных систем радиосвязи с применением методов пространственного кодирования сигнала // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22. № 2. С. 392–400. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-2-392-400
2. Isa I.N.M., Baba M.D., Rahman R.A., Yusof A.L. Self-organizing network based handover mechanism for LTE networks // Proc. of the 2015 International Conference on Computer, Communications and Control Theory (I4CT). 2015. P. 11–15. https://doi.org/10.1109/i4ct.2015.7219527
3. Munoz P., Barco R., de la Bandera I. On the potential of handover parameter optimization for Self-Organizing Networks // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2013. V. 62. N 5. P. 1895–1905. https://doi.org/10.1109/tvt.2013.2247778
4. Дроздова В.Г., Завьялова Д.В. Анализ и оптимизация ключевых показателей эффективности хэндоверов в мобильных сетях LTE // Вестник кибернетики. 2017. № 4(28). С. 146–153.
5. Liu J., Wang X. Handover analysis on high speed train with Doppler frequency spread // arXiv. 2017. arXiv:1703.09869. https://doi.org/10.48550/arXiv.1703.09869
6. Lu Y., Xiong K., Zhao Z., Fan P., Zhong Z. Remote antenna unit selection assisted seamless handover for high-speed railway communications with distributed antennas // Proc. of the IEEE 83rd Vehicular Technology Conference (VTC Spring). 2016. P. 1–6. https://doi.org/10.1109/vtcspring.2016.7504445
7. Назаров С.Н., Аверьянов Е.С., Шагарова А.А., Назаров А.С., Касеева Н. А. Анализ методов повышения эффективности обработки данных высокомобильных абонентов в сети широкополосного доступа // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2011. № 5(38). С. 65–70.
8. Журавлёва Л.М., Нилов М.А., Лошкарев В.Л., Левшунов В.В. Оценка влияния эффекта Доплера на качество радиосвязи в условиях высокоскоростного движения // Мир транспорта. 2020. Т. 18. № 4 (89). С. 54–71. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2020-18-54-71
9. Шорин А.О. Влияние скорости движения абонентов на интенсивность потерь соединений в сетях с сигналами OFDM // Экономика и качество систем связи. 2017. № 1(3). С. 69–78.
10. Степутин А.Н., Николаев А.Д. Мобильная связь на пути к 6G. В 2 т. 2-е изд. Москва-Вологда: Инфра-Инженерия, 2018.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License