LTE-M通信系统传输建模与可用性分析

【摘要】目前CBTC系统采用LTE-M通信系统承载多种业务，其中列车控制业务关乎列车的运行安全，对传输的可用性要求极高，系统可用性亟需理论验证。从LTE-M系统数据包传输过程入手，结合CBTC业务模型和LTE-M系统传输模型，采用DSPN对数据包的传输过程进行建模，从理论上分析了数据包的传输时延，并在实验室环境下搭建了LTE-M系统测试平台来测试系统不同场景下的时延与吞吐量，根据测试结果确定不同场景下的DSPN模型参数，最后使用软件TimeNet对DSPN模型进行仿真，分析数据包长度以及业务接入量对传输可用性的影响。结果表明，当数据包长度由100 bits增加至400 bits时，端到端传输可用性平均下降0.03%；当业务接入量由系统最大吞吐量的0.9倍增加至0.9999倍时，端到端传输可用性平均下降5%。该模型与计算结果可为实际工程部署提供参考。

【关键词】轨道交通；LTE-M；可用性；DSPN建模

0 引言

目前CBTC（Communication Based Train Control，基于通信的列车控制）系统采用LTE-M（Long Term Evolution for Metro，针对城市轨道交通的长期演进）通信系统承载多种业务[1]。在LTE-M标准中，对系统传输可用性提出了要求，对于列车控制业务，其传输可用性不低于99.9999%；对于非列车控制业务，如：集群、CCTV（Closed Circuit Television，闭路电视监控系统）、PIS（Passenger Information System,乘客信息系统&

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