通信工程毕业设计-1.5万字基于5G高铁IPTV旅客信息系统的研究.docx

大盅文还大弯毕业设计（论文）题目基于5G高铁IPTV旅客信息系统的研究学生姓名李闪闪专业班级通信工程112班所在院系电气信息学院指导教师陈少华职称讲师所在单位通信教研室教研室主任冯庆胜完成日期2015年6月20日摘要铁路是我国国民经济的重要基础，随着科技的不断创新，我国铁路迅速地发展。旅客信息系统是在铁路既有的管理信息系统和控制系统的基础上构筑的、面向旅客出行需求的信息系统，是铁路站车客运服务的窗口，是铁路客运服务的形象工程。我国铁路经过不断的提速，站车环境已经大大改善，同时，提供准确、实时的客运信息也成为了发展不可缺少的一步，所以进一步深化建设旅客信息系统成为了铁路发展当中比较重要的课题之一。本课题从高铁旅客信息系统的现状出发，将IPTV技术引入到列车的新媒体当中,同时根据铁路旅客信息系统的实际情况，并通过对5G通信的关键技术进行研究,对铁路通信的发展进行假设，设计出一套基于5G通信技术并且将IPTV运用其中的高铁旅客信息系统的方案。5G作为新一代通信技术，其更加快速的无线通信速度获得了越来越多人的青睐,也促进了中国通信产业的规模扩张和跨越发展，如果将5G运用于铁路通信系统,必定会为铁路运输系统增添更高的工作效率。关键词：旅客信息系统5GIPTV高速铁路AbstractRailwayistheimportantbasisofnationaleconomyinChina.Withthecontinuousinnovationofscienceandtechnology,China'srapiddevelopmentofrailway.Passengerinformationsystemisainformationsystembasedontherailwayexistingmanagementinformationsystemandcontrolsystem,whichisbasedonthepassengertravelinformationsystem.Itistherailwaystationcarpassengerservicewindow,andtherailwaypassengerserviceimageproject.ChinaRailwayafterspeedincreasing,pointstotheenvironmenthasbeengreatlyimprovedprovides,atthesametime,accurate,real-timepassengerinformationhasbecomeindispensabletothedevelopmentofastep,sotofurtherdeepenconstructionofpassengerInformationsystemisbecomingoneoftherailwaydevelopmentofthemoreimportantissue.Thisthesisfromthestatusquoofthehigh-speedrailpassengerinformationsystemofIPTVtechnologyisintroducedtothetrainofthenewmedia,alsoaccordingtotheactualsituationoftherailwaypassengerinformationsystem,andthroughthekeytechnologiesof5Gcommunicationresearch,hypothesisofthedevelopmentofrailwaycommunication,designbasedonasetof5GcommunicationtechnologyandschemeofIPTVuseofthehigh-speedrailpassengerinformationsystem.5Gasanewgenerationofcommunicationtechnology,themorerapidspeedofwirelesscommunicationwonthefavorofmoreandmorepeople,butalsopromotetheChinacommunicationindustryscaleexpansionandrapiddevelopmentof,ifthe5Gusedinrailwaycommunicationsystemwilladdmorehighworkefficiencyfortherailwaytransportationsystem.Keywords:Passengerinformationsystem5GIPTVHighspeedrailway目录第一章绪论11.l铁路旅客信息系统的发展11.25G通信技术发展背景11.3 IPTV技术发展背景2课题研究意义31.5课题发展前景41.6论文完成的主要研究内容4第二章关键技术及原理62.1 5G通信的核心技术62.2 5G通信的网络结构82.3 IPTV的关键技术92.4 IPTV技术的整体架构102.4.1 业务运营平台112.4.2 IPTV网络逻辑结构12第三章高铁旅客信息系统方案设计133.1 旅客信息系统介绍133.2 旅客信息系统的功能1333旅客信息系统的设计133.4 铁路旅客信息系统工作环境分析153.5 铁路旅客信息系统存在的问题153.6 IPTV-R系统的研究163.6.1 IPTV-R系统功能173.7 本章小结17第四章铁路下一代移动通信系统LTE-Rl94.1 铁路通信网络现状与存在问题194.2 引用5G技术194.3 高铁5G专网覆盖2044本章小结21第五章结束语225.1 总结225.2 展望22谢辞23参考文献24第一章绪论1.1 铁路旅客信息系统的发展铁路旅客信息系统是车站客运服务的窗口，是车站信息化建设的关键。为了加快车站的信息化建设，进一步提高车站的服务质量，研究旅客信息系统具有重要的意义。从20世纪90年代起，随着信息技术的迅猛发展，日本、法国、意大利以及英国等国家都采用先进的计算机和网络技术开发人性化的铁路旅客信息系统，各国铁路运输企业建立了完全由计算机管理的旅客信息系统，实现了列车的到发、中转、停靠站台、售票和列车运行信息以及旅客休闲娱乐信息等的自动发布和交互式查询。旅客信息系统由传统的只提供单向静态客运服务信息的方式发展为动静结合、实时发布、异地连网、交互查询的旅客信息系统。我国在铁路系统已成功启动了一批大型信息系统，如全路客票发售与预定系统、铁路运输调度指挥系统、运输管理信息系统等C各铁路局、客运站也根据本单位的实际情况，开发了不同层面的业务管理信息系统C这些系统的开发使用不仅满足了本单位的需求，也为旅客信息系统的建设做了前期准备。1.2 5G通信技术发展背景移动通信技术已经经历了三个主要发展阶段每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。新一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带，不仅传输话音，还能传输高速数据,从而提供快捷方便的无线应用。然而，第三代移动通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统，尽管其传输速率可高达2Mbs,但仍无法满足多媒体通信的要求。因此，第四代移动通信系统(5G)的研究随之应运而生。5G通信技术是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度-据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统。在发达国家,3G服务的普及率更超过60%,那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。1.TE采用新的网络结构，与2G的GSM、3G的UMTS相比，LTE具有更高的速率、更高的频谱效率、更灵活的载波带宽及更好的系统兼容性等特点，充分满足宽带无线接入的需求，真正实现了固定网和移动网的融合，提高了3G在新兴的宽带无线接入市场的竞争力，最终登上了未来无线技术统一者的舞台。GSM-R作为我国铁路移动通信的主流技术，承载着车一地之间大量的语音业务和数据业务，包括调度通信、调度命令、车次号校核信息、列尾信息、列控信息、机车同步操作控制信息等。目前，我国多条高速和客运专线，如京津城际、京沪、京广、津秦、武广、郑西、沪宁、沪杭、合宁、石太、合武、甬台温、温福、福厦等，均建设了GSM-R系统。虽然GSM-R在我国得到了快速的发展，但GSM-R作为第二代移动通信技术，属于窄带通信系统，频谱利用率较低，其承载的数据速率较低，电路域数据业务一般仅为24009600bit/s,分组域数据业务的速率也仅能达到一百多kbit/s。这使得现有的GSM-R平台承载视频监控、视频会议、铁路旅客移动信息服务等宽带业务的难度非常大。考虑到未来高速铁路移动通信的总体需求，国际铁路联盟(UIC)在2010年12月召开的第七届世界高速铁路大会上,明确指出：高速铁路移动通信长期演进采用铁路宽带移动通信系统（LTE-R）技术发展战略。也就是说，高速铁路通信将从2G的GSM-R技术跨越3G,直接发展准5G的“LTE-R”技术。1.3 IPTV技术发展背景所谓IPTV,是InternetProtocolTelevisionORInteractivePersonalTelevision的英文缩写,即为交互式电视,也称之为网络电视,其本质是基于TCP/IP协议,在不同物理网络（如FHC、ADSL等）中传送视音频业务的终端。它将宽带有线电视网，集互联网、多媒体、通讯等技术融合，向家庭用户提供多种交互式服务的新型技术。用户足不出户就可以享受两种方式的IPTV服务：一是互联网，用户通过互联网收看影视节目等视频或者欣赏音乐、听广播等音频；二是网络机顶盒+电视机，用户安装网络机顶盒，直接和家庭电视机连接，通过网络机顶盒选择收看网络电视或者收听广播。通过互联网协议IP来提供包括视频节目在内的多媒体实时交互式业务。所以用户终端可以是IP机顶盒加电视机,也可以是计算机PC,还可以是手机等可以承载音视频业务的智能显示设备。IPTV技术的最主要的特点就是是电视业务在互联网上的应用成为了现实。IPTV利用宽带业务给电视服务注入了新的服务内容，集合电视业务和宽带业务的优势，整合多种多媒体资源，它建立于宽带技术基础上，发展势头迅猛。它特点显著，应用范围广泛，易于学习操作简单，并且逐渐替代传统的通讯技术，迅速成为主流的通讯技术。IPTV在我国发展迅猛，是我国电视下一步重点发展的技术。在三网融合机遇下，掌握IPTV技术必将成为电视产业革新的旗帜与标杆。这种在近三年内才叁屣起来的新媒体形态，其形式多样复杂、内容新颖独特。与此同时，媒体价值及广告效果尚待考证。因此，其推广人员要想说服广告主、取得广告主信任、甚至拿到广告主订单，需要付出几倍于传统媒体（电视、广播、报纸、通信）推广人员的努力。1.4 课题研究意义鉴于3G技术使用的频点太高，不满足铁路部门希望经济、实惠地实现网络在广泛地域内的覆盖目标，而且在语音业务上3G技术与2G技术并没有本质区别等诸多因素，国际铁路联盟（UlC）明确表示3G技术不适用于铁路。虽然GSM-R在我国得到了快速的发展，但GSM-R作为第二代移动通信技术，属于窄带通信系统，频谱利用率较低，其承载的数据速率较低，电路域数据业务一般仅为2400-9600bit/s,分组域数据业务的速率也仅能达到一百多kb