LTE-M通信系统在CBTC中的传输建模与可用性分析

统的可用性，而PetriNet则是一种图形化模型，能描述系统的工作流程并分析其性能。在本文中，作者采用了Discrete-Event System Specification (DSPN) 方法，这是一种特殊的PetriNet，专用于离散事件系统的建模和分析。 1 LTE-M通信系统概述 LTE-M是针对城市轨道交通优化的4G移动通信技术，旨在提供高带宽、低延迟的无线通信服务，以满足CBTC系统对实时性和可靠性的严格需求。它在传统LTE的基础上增加了对低功耗和深度覆盖的支持，特别适合于地下或高密度城区的列车通信。 2 CBTC系统与传输可用性 CBTC系统依赖于连续的双向通信，确保列车的安全运行。其核心功能包括列车定位、移动授权和速度控制，这些都对通信系统的可用性有极高的要求。根据标准，列车控制业务的传输可用性应达到99.9999%，而非控制业务也需保证在99.99%以上。 3 DSPN建模与分析 DSPN模型通过对数据包在LTE-M网络中的传输过程进行精确建模，考虑了各种可能的传输状态和转换，包括成功传输、重传、丢失等。通过这种模型，可以计算出数据包的传输时延，并预测不同条件下的系统性能。 4 实验室测试与参数确定 为了验证理论模型，作者在实验室环境中建立了LTE-M系统测试平台，模拟了各种实际运营场景。测试结果提供了系统时延和吞吐量的实测数据，这些数据被用来校准DSPN模型的参数。 5 可用性影响因素研究 通过TimeNet软件对DSPN模型进行仿真，分析了数据包长度和业务接入量对传输可用性的影响。结果表明，数据包长度的增加和业务接入量的接近饱和都会导致传输可用性的下降。 6 结论与应用 本研究的模型和结果为实际工程部署提供了理论依据，有助于设计更可靠的通信系统，优化资源配置，以满足CBTC系统对传输可用性的高要求。未来工作可以进一步考虑其他影响因素，如网络拥塞、干扰和多路径效应，以提高模型的全面性和准确性。 LTE-M通信系统的可用性分析是保证CBTC系统安全稳定运行的关键。通过DSPN建模，不仅可以深入理解系统的性能瓶颈，还能提前预估潜在问题，从而为系统设计和优化提供有力支持。