电子学报 ›› 2020, Vol. 48 ›› Issue (9): 1748-1754.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2020.09.012

• 学术论文 • 上一篇    下一篇

高铁场景下基于缓存的无线云接入预下载机制研究

张嘉驰1,2, 刘留1, 韩柏涛1, 王栋2, 唐盼3   

  1. 1. 北京交通大学电子信息工程学院, 北京 100044;
    2. 山东交通学院轨道交通学院, 山东济南 250357;
    3. 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室, 北京 100876
  • 收稿日期:2019-09-25 修回日期:2019-11-04 出版日期:2020-09-25 发布日期:2020-09-25
  • 通讯作者: 刘留
  • 作者简介:张嘉驰 男,1991年5月生,山东省潍坊市人,现为北京交通大学电子信息工程学院在读博士生,主要从事高铁通信、通信资源管理方向的研究.E-mail:jiachi_zhang@bjtu.edu.cn
    韩柏涛 男,1985年3月生,山西省运城市人,现为北京交通大学电子信息工程学院在读博士生,主要从事高铁通信、真空管高速飞行列车通信方向的研究.E-mail:bthan@bjtu.edu.cn
    王栋 男,1980年7月生,山东省济南市人,博士,现在山东交通学院信息科学与电气工程学院讲师,主要从事通信与计算资源管理的研究.E-mail:215020@sdjtu.edu.cn
    唐盼 男,1991年5月生,湖南省衡阳市人,现为北京邮电大学博士后。主要研究方向为毫米波、太赫兹以及V2X信道测量与建模,信号处理和混合波束赋形技术等.E-mail:tangpan27@bupt.edu.cn
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(No.2018YFE0205501);中央高校基本科研业务费(No.2018JBZ102);北京市科技新星计划交叉学科合作课题(No.Z191100001119016)

Research on Pre-downloading Mechanism of Cache-Based Wireless Cloud Radio Access in HSR Scenarios

ZHANG Jia-chi1,2, LIU Liu1, HAN Bo-tao1, WANG Dong2, TANG Pan3   

  1. 1. School of Electronic and Information Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China;
    2. School of Rail Transportation, Shandong Jiaotong University, Jinan, Shandong 250357, China;
    3. Key Lab of Universal Wireless Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
  • Received:2019-09-25 Revised:2019-11-04 Online:2020-09-25 Published:2020-09-25

摘要: 云接入网(Cloud Radio Access Network,C-RAN)中有限带宽的前程链路无法有效应对高铁场景下乘客大量集中式的网络资源请求.针对这一不足,本文对C-RAN架构中的射频拉远头(Remote Radio Head,RRH)配置缓存设备使其具有存储转发资源的功能,利用列车运行信息可预知的先验条件,针对乘客数据通信提出基于缓存机制的预下载方案以提升网络系统的吞吐量.仿真结果表明,在前程链路拥挤情况下,基于缓存的预下载方案可明显提升资源的平均传输速率和高铁通信网络的吞吐量,进而提升了乘客的在途通信服务质量(Quality of Service,QoS).

关键词: 高铁通信, 云接入网, 前程链路, 受限带宽, 缓存机制, 预下载方案

Abstract: The cloud radio access network (C-RAN) with limited-capacity fronthauls cannot cope with the large-scale centralized passenger resource requests efficiently in high-speed railway (HSR) scenarios.As such,this paper adds a cache device to the remote radio head (RRH) to enable the function of storing and forwarding resources.Moreover,a cache-based pre-downloading scheme for passenger data communication is proposed to improve the network throughput by using the predictive information of the train.The simulation results show that the proposed scheme can significantly boost the average transmission rate of resources,enhance the throughput of HSR communication network and improve passengers' in-journey communication quality of service (QoS) when the fronthaul link is congested.

Key words: high-speed railway communication, cloud RAN, fronthaul link, limited capacity, cache mechanism, pre-downloading scheme

中图分类号: