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题名基于SPN的LTE-R无线通信可靠性建模与分析
被引量：14
- 1
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作者
陈永
陈耀
张薇
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机构
兰州交通大学电子与信息工程学院
兰州交通大学交通运输学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期111-119,共9页
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基金
国家自然科学基金(61963023,61841303)。
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文摘
LTE-R是下一代高速铁路无线通信系统,开展对LTE-R通信可靠性的分析具有重要的现实意义。基于随机Petri网建立了LTE-R无线通信可靠性评价模型,采用TimeNET仿真工具对LTE-R可靠性进行了定量分析,并与朔黄重载铁路LTE-R线路实测结果进行了对比,验证了本文建立的LTE-R可靠性模型的有效性。结果表明,当列车运行速度在350 km/h时,LTE-R越区切换成功率为99.9137%,高于GSM-R无线通信的QoS指标要求。最后得到了采用2.6 GHz高频段和800 MHz低频段的越区切换率都随着列车车速的增加而呈现下降趋势的结论。研究结果为列车提速及LTE-R演进提供了一定的理论参考依据。
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关键词
铁路无线通信
下一代高速铁路无线通信
随机PETRI网
可靠性分析
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Keywords
railway wireless communication
LTE-R
stochastic Petri nets
reliability analysis
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分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
U283.2
[交通运输工程—交通信息工程及控制]
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题名下一代高速铁路LTE-R时间同步网协议脆弱性分析
被引量：10
- 2
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作者
陈永
詹芝贤
刘雯
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机构
兰州交通大学电子与信息工程学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期63-74,共12页
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基金
国家自然科学基金(61963023,61841303)
兰州交通大学基础研究拔尖人才项目(2023TC36)。
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文摘
铁路无线通信系统时间同步网络,是保障行车安全和提高铁路运营效率的重要基础。针对下一代高速铁路LTE-R自身全IP化架构在使用精确时钟PTP时间同步协议过程中易受到ARP攻击的问题,提出基于随机Petri网(SPN)的LTE-R时间同步网协议脆弱性分析方法。建立了ARP攻击状态下LTE-R时间同步网协议脆弱性分析SPN模型;通过马尔科夫链同构的方法,得到ARP攻击下LTE-R三级时钟节点实施速率与PTP协议同步正常、异常之间的关系曲线;定量得到了影响LTE-R时间同步网协议脆弱性的关键因素。研究结果为GSM-R时间同步网络向LTE-R安全演进提供了一定的理论参考依据。
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关键词
时间同步
下一代高速铁路无线通信系统
精确时钟协议
随机PETRI网
脆弱性分析
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Keywords
time synchronization
LTE-R
precision time protocol
stochastic Petri net
vulnerability analysis
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分类号
U285.5
[交通运输工程—交通信息工程及控制]
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于量子密钥的高速铁路异构网络安全切换
被引量：3
- 3
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作者
陈永
刘雯
常婷
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机构
兰州交通大学电子与信息工程学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期78-89,共12页
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基金
国家自然科学基金(61963023,61841303)
兰州交通大学天佑创新团队支持计划(TY202003)
兰州交通大学基础研究拔尖人才项目(2022JC36)。
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文摘
随着高速铁路新一代无线通信系统的建设推进和GSM-R逐步退网,GSM-R和LTE-R网络将存在较长的共存期,如何保证高速列车在GSM-R和LTE-R异构网络之间的快速、安全切换,亟待解决。针对高速铁路无线通信异构网络切换认证过程中存在切换安全性低、认证开销高等问题,提出一种基于量子密钥的高速铁路异构网络安全切换认证方法。首先采用哈希操作生成伪身份PID和切换通行码PASS,实现异构网络间通信的平滑过渡。其次使用量子密钥分发策略实现认证切换过程中源网络和目标网络之间的预认证,降低异构网络间切换认证时延、抵抗临时通话密钥泄露。同时采用哈希、模指运算完成会话密钥的动态更新,实现密钥前后向安全性。最后采用认证测试方法进行安全性验证,并采用朔黄铁路LTE-R线路数据对本方法进行有效性验证。分析验证结果表明:本方法不仅能够抵抗伪装用户、中间人等攻击,而且在计算开销和通信开销等方面也较比较方法更优,能够满足下一代高速铁路异构网络的切换认证需求。
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关键词
异构通信网络
下一代铁路无线通信
量子密钥
切换认证协商
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Keywords
heterogeneous communication network
next generation railway wireless communication
quantum key
handoff authentication negotiation
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分类号
U285.2
[交通运输工程—交通信息工程及控制]
U929.5
[交通运输工程]
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题名朔黄铁路LTE-R系统干扰分析及对策研究
被引量：2
- 4
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作者
王远波
张志国
付文刚
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机构
朔黄铁路发展有限责任公司
中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所
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出处
《铁道通信信号》
2019年第5期70-72,80,共4页
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文摘
LTE-R网络系统已在朔黄铁路正式运营使用,网络干扰已逐渐成为朔黄网优工作面临的日益严重问题。本文详细分析了LTE-R网络系统干扰的来源,总结了网内和网外干扰的排查思路和步骤,并提出不同干扰源定位手段;介绍朔黄铁路LTE-R干扰应对措施,为LTE-R网络维护提供经验参考。
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关键词
下一代铁路无线通信系统
干扰分析
干扰定位
网络优化
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Keywords
LTE-R
Interference analysis
Interference pinpointing
Network optimization
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分类号
U285
[交通运输工程—交通信息工程及控制]
TN929.5
[电子电信—通信与信息系统]
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题名基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿
被引量：4
- 5
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作者
陈永
詹芝贤
蒋丰源
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机构
兰州交通大学电子与信息工程学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期81-91,共11页
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基金
国家自然科学基金(61963023,61841303)
兰州交通大学天佑创新团队支持计划(TY202003)
兰州交通大学基础研究拔尖人才项目(2022JC36)。
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文摘
LTE-R作为下一代高速铁路无线通信系统,保持时间同步对于高速铁路行车安全至关重要。针对现有时间同步方法仅考虑随机噪声,而忽略LTE-R无线信道多径衰落、多普勒频移等对时钟同步过程的影响,导致主从时钟偏移估计不准确的问题,提出一种基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿方法:建立LTE-R下主从时钟之间相位、频率偏移的状态转移方程;构建引入伯努利随机变量的时钟相位、频率偏移观测方程;利用改进的卡尔曼滤波算法得到最优时钟偏移估计值;使用本方法实现对LTE-R时间同步误差的补偿;通过实验仿真,得到LTE-R下信道多径衰落、多普勒频移、信噪比、列车车速等对高速铁路时间同步的影响,并实现对不同高铁运行场景下时间同步偏差的定量分析。结果表明:本方法能够有效消除LTE-R无线信道时钟偏差,与其他补偿方法相比,具有更好的稳定性和鲁棒性。
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关键词
时间同步
下一代高速铁路无线通信系统
精确时钟协议
卡尔曼滤波
时间补偿
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Keywords
time synchronization
long term evolution-railway
precision time protocol
Kalman filter
time compensation
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分类号
U285.5
[交通运输工程—交通信息工程及控制]
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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