高速鐵路中wifi無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用

　　這篇論文主要介紹的高速鐵路中wifi無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容，wifi大家最熟悉不過了被大家廣泛的應(yīng)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(jìn)行了詳細(xì)的闡述，本文內(nèi)容僅供相關(guān)人士參考。

　　【關(guān)鍵詞】wifi無線;通信系統(tǒng);高速鐵路;應(yīng)用

　　當(dāng)高鐵在對無線數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的交換的時(shí)候，其速度就會(huì)有一定程度的降低，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)通話被迫中斷的情況。要對這種情況進(jìn)行有效的解決和處理，需要采取相應(yīng)的方法和措施，主要包括兩種：①對基站的發(fā)生密度和頻率進(jìn)行相應(yīng)的增加;②對系統(tǒng)和制式算法進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，在目前的高鐵無線通信中，第二種方法得到了充分的應(yīng)用，是其主要的優(yōu)化方式。

　　1無線通信的結(jié)構(gòu)

　　在2009年的時(shí)候，日本就在高速鐵路中對無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了充分的應(yīng)用，與此同時(shí)，所能夠達(dá)到的速度是比較快的，一般情況下，所能夠達(dá)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(jìn)行有效的處理和解決，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們的生活水平和質(zhì)量不斷提高，對于多方面的需求都在不斷增加，同時(shí)，人們對越來越多的高科技產(chǎn)品進(jìn)行了充分的應(yīng)用，連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備也在不斷增加，使得無線通信的速度變慢。無線網(wǎng)絡(luò)并沒喲實(shí)現(xiàn)全范圍的覆蓋，只是對相應(yīng)的特殊區(qū)域的覆蓋。要對這種現(xiàn)象進(jìn)行有效的完善，必須要對無線通信系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，將wifi作為無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的交換系統(tǒng)，數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)在wifi的支持之下，可以將傳輸?shù)乃俣冗M(jìn)行一定程度的提高，主要將其提高到16Mbps，在此系統(tǒng)中存在四個(gè)方面的工作內(nèi)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(wǎng)絡(luò)的配置。(1)對智能天線進(jìn)行相應(yīng)的闡述和分析，車廂在同一軌道上的時(shí)候，并不會(huì)出現(xiàn)差異比較大的軌跡，在此情況下，需要提供較好的條件實(shí)現(xiàn)地面接應(yīng)天線和車載天線之間的對接。在天線的陣列對車廂進(jìn)行了覆蓋的時(shí)候，一般情況下會(huì)發(fā)生多普勒頻移，在此基礎(chǔ)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(jìn)行相應(yīng)的闡釋，無線數(shù)據(jù)能夠?qū)?1個(gè)無線wifi橋接配備在交換系統(tǒng)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(tài)的，同時(shí)，可以對天線之間的間距進(jìn)行合理的保持，在此情況下，能夠?yàn)樾盘柕膹?qiáng)度提供重要的保障。(3)對IPv4網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行相應(yīng)的闡述和分析，在通過IPv4地址對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)的配置的時(shí)候，HA是本地代理的代表，F(xiàn)A所指的是外部代理。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，有著相應(yīng)的組成部分，分別是一個(gè)本地代理和三個(gè)外部代理，并且他們是在同一個(gè)網(wǎng)段之中的，除此之外，一個(gè)外部代理還需要三個(gè)或者是四個(gè)橋接設(shè)備的安裝和配備。網(wǎng)絡(luò)層會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的切換，而且需要對此情況進(jìn)行相應(yīng)的檢測，在檢測的過程中，還需要對外部代理的三個(gè)子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分的應(yīng)用。當(dāng)wifi橋接設(shè)備和交換機(jī)進(jìn)行交換的過程中，需要對相應(yīng)的形式進(jìn)行一定的應(yīng)用，所使用的形式主要是串聯(lián)，在此情況下，在高速列車中，進(jìn)行了wifi橋接設(shè)備和移動(dòng)路由器的安裝和配備(見圖1)。

　　2切換鏈路層

　　進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置的過程中，無線wifi網(wǎng)橋設(shè)備選擇，這種設(shè)備可以比較好的對快速切換無線鏈路層進(jìn)行支持。主要的切換的流程是：首先外部切換進(jìn)行觸發(fā)，數(shù)據(jù)的請求量相比于設(shè)定的閾值是比較大的，在有些時(shí)候，閾值是大于RSSI的接收值的。當(dāng)切換的發(fā)生是較大的數(shù)據(jù)請求量引發(fā)的時(shí)候，無線連接會(huì)一直處于激活的狀態(tài)之中，這種狀態(tài)的停止是物理連接因?yàn)榍袚Q而失敗造成的，在此情況下，車載天線會(huì)再次失去連接的狀態(tài)下可用的wifi無線設(shè)備進(jìn)行重新的搜索。當(dāng)鏈路層的觸發(fā)是因?yàn)檩^低的RSSI接收量所引起的時(shí)候，地面天線和車載天線之間還是保持著連接的狀態(tài)，不過，在前一個(gè)連接斷開之前，天線就會(huì)對新的可用wifi設(shè)備主動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的搜索。在此基礎(chǔ)上，鏈路層會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的切換，并且有著相應(yīng)的特定流程，具體內(nèi)容是：①進(jìn)行可用無線網(wǎng)絡(luò)的掃描;②檢查服務(wù)集標(biāo)示和密碼，其中可能存在相應(yīng)的無效的密碼，需要將其進(jìn)行有效剔除;③對所有的搜索結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的整合和總結(jié)，從中選擇出最佳的無線wifi網(wǎng)橋設(shè)備，并且進(jìn)行相應(yīng)的連接;④數(shù)據(jù)使用SNAP通過車載BP進(jìn)行發(fā)送出鏈路層的廣播幀;⑤地面的網(wǎng)橋會(huì)對特定的廣播幀進(jìn)行相應(yīng)的接收，對無線wifi網(wǎng)橋設(shè)備和L2SWs(第二層交換機(jī))的物理地址(MAC)地址鏈表進(jìn)行主動(dòng)地更新;⑥列車間和地面在自己所在的位置是可以實(shí)行交換網(wǎng)絡(luò)流量的。

　　3切換網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行比較穩(wěn)定的無線訪問。三個(gè)外部代理所來自的子網(wǎng)并不是同一個(gè)，在此情況下，在工廠自動(dòng)化中出現(xiàn)了便捷性更高的通道，同時(shí)，可以在對思科交換機(jī)進(jìn)行充分的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對此通道進(jìn)行有效的應(yīng)用。在另一個(gè)交換機(jī)上，端口能夠保護(hù)其中存在的配置，從而防止廣播幀等被相應(yīng)的外部因素所影響，導(dǎo)致其被打斷。在此基礎(chǔ)上，使得WIFI網(wǎng)橋設(shè)備距離較近的可以實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的目標(biāo)。比如說，當(dāng)列車的行駛方向是從左到右的時(shí)候，wifi就會(huì)將此作為重要的依據(jù)和參照進(jìn)行相應(yīng)的連接，首先是BR1-11，然后是BR1-12。相同的一個(gè)移動(dòng)IPv4隧道建立的時(shí)候會(huì)對外部代理FA1進(jìn)行充分的應(yīng)用。車載的MR會(huì)把一個(gè)注冊請求發(fā)送給FA2，然后進(jìn)行第三層切換。在此切換的過程中，需要對相應(yīng)的問題進(jìn)行注意，黨對路由表進(jìn)行相應(yīng)的更新的時(shí)候，需要一定的流量，在20ms左右，并且流量是一直處于傳輸?shù)谋３譅顟B(tài)的。

　　4結(jié)束語

　　在本文中，對基于wifi無線通信系統(tǒng)在高速鐵路中的應(yīng)用進(jìn)行了相應(yīng)的分析和研究，在此無線系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層是能夠相互之間進(jìn)行自由的切換的，很少有其它問題的出現(xiàn)，當(dāng)人們在乘坐高鐵的時(shí)候，可以充分應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)，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(chǎn)業(yè)服務(wù)有限公司