Broadband internet access for trains with quality of service by interworking of heterogeneous wireless networks

Het spoorvervoer biedt nu al een betere oplossing inzake milieuvriendelijkheid en veiligheid dan andere transportmiddelen en kan in de toekomst wellicht een nog belangrijkere rol spelen. Het aanbieden van internettoegang aan passagiers en het mogelijk maken van nieuwe of verbeterde operationele diensten, bijvoorbeeld een live videobeeld van de volgende spoorwegovergang aan de machinist tonen, kan een trein rit nog comfortabeler en veiliger maken. Om deze dataconnectiviteit aan boord van de trein mogelijk te maken, beschouwen we het gebruik van een centraal systeem, een ‘train-to-wayside communication system’ (TWCS). We concentreren ons op een geoptimaliseerd ontwerp om vlot van de ene naar de andere netwerkoperator te kunnen overschakelen en om rekening te houden met de eigenschappen van de datastromen. Aangezien de draadloze WiMAX technologie vaak gebruikt wordt voor een draadloos netwerk langs het spoor, modelleren we daarnaast ook de eigenlijke datasnelheid waaraan men gegevens kan verzenden in dit netwerk. Door te focussen op het gemengd gebruik van meerdere heterogene draadloze links, het maken van een kwalitatief onderscheid tussen verschillende datastromen en het beschouwen van de eigenlijke datasnelheid waaraan men gegevens kan verzenden, behandelt dit proefschrift enkele van de grote uitdagingen voor het aanbieden van een dataverbinding tussen de trein en het vasteland.Rail transportation is already a more environmental-friendly and safer choice than most other transportation modes. Therefore, one expects that the railway industry will be even more important in the future. Offering Internet services to passengers and enabling new or improved operational services, e.g. offering a live camera view of the next level crossing to the train driver, results in an even more comfortable and safe journey. In order to provide this data connectivity on board trains, we consider the use of a central system, a train-to-wayside communication system (TWCS). We focus on designing an optimized TWCS to easily switch from one network operator to another and to reckon with the different data flow characteristics. As WiMAX technology is sometimes used as a dedicated wireless trackside network, we also model the maximum achievable throughput over this wireless network. Focusing on the interworking of multiple heterogeneous wireless links, enabling Quality of Service and considering the actual achievable throughput, the work presented in this dissertation covers some of the major challenges that are faced by Train-to-Wayside Communication Systems today