铁路新一代移动通信专网互联互通关键技术研究 被引量：12

1

作者 丁建文 郑鹏 +2 位作者 李海鹰 孙斌 费丹 《中国铁路》 2020年第11期31-40,共10页

第五代移动通信(5G)具有低时延、高速率的特点,同时在我国5G发展具有良好的政策环境和商业环境。5G技术铁路应用已具备良好的基础和技术支撑,将5G技术应用到铁路有利于提升安全保障水平、运营效率、智能化水平并促进5G相关产业链的发展... 第五代移动通信(5G)具有低时延、高速率的特点,同时在我国5G发展具有良好的政策环境和商业环境。5G技术铁路应用已具备良好的基础和技术支撑,将5G技术应用到铁路有利于提升安全保障水平、运营效率、智能化水平并促进5G相关产业链的发展。对铁路5G专网架构、互联互通接口及协议栈进行论述,结合技术特点和信令流程提出铁路5G专网互联互通测试方案,提出将开源平台应用到铁路5G专网互联互通测试的方法,能够提高测试效率,扩大测试覆盖范围。 展开更多

关键词 铁路5G专网 互联互通 核心网 无线网

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铁路新一代移动通信5G标准体系研究

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作者 丁建文 钱超晨 +3 位作者 孙斌 孙宵芳 陈小平 王玮 《铁道技术标准（中英文）》 2022年第8期13-19,共7页

随着5G“新基建”战略的部署和推进,我国正积极开展铁路新一代移动通信技术创新及标准研究工作。本文首先调研了3GPP、UIC以及我国通信行业的5G标准研究进展,提出铁路5G专用移动通信系统(5G-R)标准体系架构,接着通过分析公网5G专用方案... 随着5G“新基建”战略的部署和推进,我国正积极开展铁路新一代移动通信技术创新及标准研究工作。本文首先调研了3GPP、UIC以及我国通信行业的5G标准研究进展,提出铁路5G专用移动通信系统(5G-R)标准体系架构,接着通过分析公网5G专用方案中无线接入网与核心网方案,提出10种适用于铁路行业的公网5G专用组网方案。最后针对目前公网5G专用面临的挑战,提出了公网5G铁路行业专用的标准体系架构。 展开更多

关键词 5G 铁路5G专用移动通信系统 公网5G专用 业务 接口 标准体系

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铁路通信云测试方法与评估体系研究

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作者 游梓良 丁建文 +2 位作者 石座 孙斌 张鑫 《中国铁路》 北大核心 2024年第12期100-107,共8页

在数字铁路建设整体布局的背景下,对标铁路通信“四智”“六可”的发展方向和发展目标,分析目前铁路通信云现状及云平台相关标准,研究铁路通信云平台逻辑架构和测试需求,采用最小系统思想构建铁路通信云测试框架。从业务功能、运行性能... 在数字铁路建设整体布局的背景下,对标铁路通信“四智”“六可”的发展方向和发展目标,分析目前铁路通信云现状及云平台相关标准,研究铁路通信云平台逻辑架构和测试需求,采用最小系统思想构建铁路通信云测试框架。从业务功能、运行性能、服务质量3个方面总结铁路通信云测试指标,提出适用于铁路通信云的测试方法和评估体系。搭建测试环境对指标进行测试,通过分析测试结果,验证了铁路通信云测试方法与评估体系的可用性。研究成果可为后续铁路现场通信云设备入场提供测试方法和检测依据,同时促进各设备商在技术与性能方面的一致性,推动铁路通信云发展。 展开更多

关键词 铁路通信云 测试框架 评估体系 功能测试 性能测试 服务质量测试

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新基建背景下铁路5G技术应用研究 被引量：7

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作者 丁建文 王蕾 +3 位作者 孙宵芳 孙斌 王玮 钟章队 《中国铁路》 2022年第9期54-61,共8页

随着第五代移动通信(5G)技术的发展,移动通信系统性能大幅提升。在国家政策支持和铁路行业数智化转型推动下,发展铁路5G技术已经成为下一代铁路移动通信系统研究的主要目标。基于铁路行业新型融合基础设施的建设背景,构建以5G技术为核... 随着第五代移动通信(5G)技术的发展,移动通信系统性能大幅提升。在国家政策支持和铁路行业数智化转型推动下,发展铁路5G技术已经成为下一代铁路移动通信系统研究的主要目标。基于铁路行业新型融合基础设施的建设背景,构建以5G技术为核心的铁路新基建架构,分析铁路新基建带来的新需求,提出铁路5G技术发展新思路、新框架。面向铁路5G技术信息通信融合发展带来的新机遇和新挑战,展望5G技术在未来铁路行业的融合应用。 展开更多

关键词 5G技术 新基建 铁路移动通信系统

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MIMO技术演进及其在铁路5G专网应用展望 被引量：7

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作者 刘寅生 孙宵芳 +5 位作者 胡光祥 李海鹰 王月辉 丁建文 孙斌 钟章队 《中国铁路》 2021年第10期93-99,共7页

多输入多输出(MIMO)技术是移动通信系统中的重要技术。随着第五代移动通信系统(5G)的发展,传统MIMO已演进为大规模MIMO,不仅使移动通信系统性能显著提升,还对5G及未来移动通信系统设计产生了深远影响。公众移动通信网络的发展也促进了... 多输入多输出(MIMO)技术是移动通信系统中的重要技术。随着第五代移动通信系统(5G)的发展,传统MIMO已演进为大规模MIMO,不仅使移动通信系统性能显著提升,还对5G及未来移动通信系统设计产生了深远影响。公众移动通信网络的发展也促进了铁路专用移动通信系统的进步,铁路5G专网已成为新时代铁路信息化的下一个发展目标。为满足行车安全、运营维护、安全监测等方面新型专网业务对高速数据传输速率的需求,MIMO技术必将在提升未来铁路5G专用移动通信系统性能中发挥重要作用。介绍MIMO技术在3GPP标准体系中从4G时代到5G时代的发展历程,梳理其中蕴含的MIMO技术演进思路,并结合铁路专用移动通信系统特点,展望MIMO技术在未来铁路5G专网中的应用。 展开更多

关键词 MIMO 多天线 5G 铁路专用移动通信

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基于射线追踪的高速磁悬浮高架桥场景的无线信道特性研究

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作者 熊磊 桂壮飞 +1 位作者 唐霈 钟章队 《铁道技术标准（中英文）》 2022年第8期7-12,共6页

高速磁悬浮列车能够实现高达600km/h运行速度,是当前速度最快的地面交通工具,已经成为轨道交通的一个重要发展方向。本文针对高速磁悬浮列车高架桥场景,采用自主研发的射线追踪平台,研究5G-R系统2.1GHz频段和公网5G系统的3.5GHz两个典... 高速磁悬浮列车能够实现高达600km/h运行速度,是当前速度最快的地面交通工具,已经成为轨道交通的一个重要发展方向。本文针对高速磁悬浮列车高架桥场景,采用自主研发的射线追踪平台,研究5G-R系统2.1GHz频段和公网5G系统的3.5GHz两个典型频段的无线信道参数,包括电波传播路径、路径损耗、多径时延扩展等,分析无线信道特性,提出网络覆盖建议;并以此为基础,进行了5G-R系统的链路预算。本文研究成果为高速磁悬浮无线通信系统设计、性能评估、网络部署与优化等提供重要的参考。 展开更多

关键词 高速磁悬浮 高架桥场景 射线追踪 信道特性

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基于元学习的小样本铁路入侵检测研究

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作者 陈为 郭疆远 +2 位作者 韩晓极 宫啸 钟章队 《铁道技术标准（中英文）》 2022年第8期1-6,共6页

基于监控视频的入侵检测是保障铁路安全运营,人工智能技术赋能智慧铁路的一项重要业务。然而,传统深度学习模型依赖海量训练数据,实际铁路场景中面临场景差异大、侵限样本稀缺等问题,使得传统深度学习模型在铁路场景中迁移难、过拟合,... 基于监控视频的入侵检测是保障铁路安全运营,人工智能技术赋能智慧铁路的一项重要业务。然而,传统深度学习模型依赖海量训练数据,实际铁路场景中面临场景差异大、侵限样本稀缺等问题,使得传统深度学习模型在铁路场景中迁移难、过拟合,无法实现高识别准确率。本文提出一种基于MAML元学习算法的铁路入侵检测方案;设计一个轻量级的深度神经网络,并在国产飞桨深度学习平台实现。最终,在目标监控场景下,利用本文所提模型,仅经过少量标注数据快速微调训练,可达到82.4%的检测准确率。 展开更多

关键词 铁路入侵检测 小样本学习 元学习 视频监控 飞桨

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基于高性能射线跟踪技术的城市隧道无线信号覆盖研究 被引量：12

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作者 唐庆涛 马子昂 +2 位作者 官科 罗丹 徐奂 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期16-21,共6页

城市隧道封闭狭长的结构使其内部的电波传播特性不同于室外,其内部的无线信号覆盖情况一直都被广泛关注.隧道内的无线通信系统可承载安全管理、调度指挥等业务,在行业信息化方面发挥重要作用.随着天线技术的不断成熟,分布式天线系统已... 城市隧道封闭狭长的结构使其内部的电波传播特性不同于室外,其内部的无线信号覆盖情况一直都被广泛关注.隧道内的无线通信系统可承载安全管理、调度指挥等业务,在行业信息化方面发挥重要作用.随着天线技术的不断成熟,分布式天线系统已逐步应用在城市隧道内.采用高性能射线跟踪技术开展分布式天线系统的无线信道仿真,得到分布式天线系统的部署方案,并对分布式天线系统和泄漏电缆系统的无线信号覆盖情况进行比较.结果表明在城市隧道内分布式天线系统的天线间隔采用400 m即可满足接收门限要求且可实现近似泄漏电缆的均匀覆盖效果,为城市隧道内分布式天线系统的部署提供了理论与技术支持. 展开更多

关键词 电波传播 分布式天线 泄漏电缆 射线跟踪

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5G-R增强现实通信系统方案研究 被引量：4

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作者 李明春 钟章队 +4 位作者 陈为 丁建文 单洪政 丁晓强 李如辉 《中国铁路》 2021年第8期26-32,共7页

中国国家铁路集团有限公司提出构建铁路第五代移动通信技术(5G)智能联接的战略构想,以实现智能铁路各要素全面感知、泛在互联、融合处理的技术战略目标。增强现实(AR)技术在铁路行业的应用前景广阔,而具有增强现实能力的通信系统,将是... 中国国家铁路集团有限公司提出构建铁路第五代移动通信技术(5G)智能联接的战略构想,以实现智能铁路各要素全面感知、泛在互联、融合处理的技术战略目标。增强现实(AR)技术在铁路行业的应用前景广阔,而具有增强现实能力的通信系统,将是充分挖掘铁路5G专用移动通信(5G-R)网络能力的关键应用。通过全面梳理AR技术的产生、发展、现状和关键技术,研究铁路AR通信的应用场景,提出并进行AR通信系统设计,设计典型业务流程,并全面分析5G-R网络对AR通信的支撑能力。AR通信系统的提出,将为5G-R网络的价值挖掘开辟广阔空间。 展开更多

关键词 5G-R 增强现实(AR)通信 远程指导 远程协作 标准作业

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铁路5G专网核心网设备云平台建设方案研究 被引量：2

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作者 刘立海 奚敏 丁建文 《中国铁路》 2022年第9期69-75,共7页

研究分析基于网络功能虚拟化(NFV)技术的铁路5G专网核心网设备(5GC)对通信云在可靠性、安全性、时延等方面的苛刻要求,比较不同解耦方式的云平台方案,提出铁路5GC采用软硬件一体化方案或软硬件二层解耦方案。同时提出基于云平台的5GC可... 研究分析基于网络功能虚拟化(NFV)技术的铁路5G专网核心网设备(5GC)对通信云在可靠性、安全性、时延等方面的苛刻要求,比较不同解耦方式的云平台方案,提出铁路5GC采用软硬件一体化方案或软硬件二层解耦方案。同时提出基于云平台的5GC可以采取的冗余、容灾方案和措施。最后,以中兴通讯股份有限公司的产品为例,给出了1+1冗余方式的铁路5GC云平台实现架构,对5G-R核心网的工程建设具有参考作用。 展开更多

关键词 5GC 5G-R 核心网 解耦 网络功能虚拟化 云平台

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智能轨道交通场景下的毫米波大规模多天线信道测量与建模

11

作者 官科 单馨漪 +1 位作者 柴金川 刘立海 《铁道技术标准（中英文）》 2022年第8期20-25,共6页

将毫米波传播与新型大规模多天线技术相结合,对于未来通信理论与系统而言具有革命性意义,有望满足“智慧轨道交通”愿景所提出的高速率、大带宽要求。本文针对轨道交通场景,论述毫米波大规模多天线信道测量与建模的技术路线和研究方法... 将毫米波传播与新型大规模多天线技术相结合,对于未来通信理论与系统而言具有革命性意义,有望满足“智慧轨道交通”愿景所提出的高速率、大带宽要求。本文针对轨道交通场景,论述毫米波大规模多天线信道测量与建模的技术路线和研究方法。总结轨道交通场景下毫米波大规模多天线系统的现有研究,分析其在电波传播机理、静态信道和动态信道3个层面存在的科学问题和技术挑战,针对问题与挑战,制定相应研究方案,为毫米波大规模多天线通信系统的设计、评估以及在轨道交通中的应用、部署提供重要参考。 展开更多

关键词 重载铁路 移动通信 LTE-R 5G-R 网络架构

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地铁地下人行通道场景无线信道大尺度衰落特性研究

12

作者 杨汨 柴金川 +1 位作者 李毅 高闯 《铁道技术标准（中英文）》 2022年第8期26-31,共6页

无线通信系统在城市轨道交通建设和运营中起到了重要作用。无线信道特征的刻画和建模是轨道交通无线网络覆盖、规划、乃至通信系统设计的关键基础性工作,尤其是大尺度信道特性,直接影响接收信号质量的信道参数,对通信质量有关键性影响... 无线通信系统在城市轨道交通建设和运营中起到了重要作用。无线信道特征的刻画和建模是轨道交通无线网络覆盖、规划、乃至通信系统设计的关键基础性工作,尤其是大尺度信道特性,直接影响接收信号质量的信道参数,对通信质量有关键性影响。本文开展了针对性的信道测量工作,并基于采集的实测数据对信道大尺度衰落特性进行量化表征和建模,并将建模结果和现有信道模型进行了对比分析。相关成果可以服务于城市轨道交通地下通道场景无线网络的覆盖和规划工作。 展开更多

关键词 城市轨道交通 无线通信 无线信道 大尺度衰落 路径损耗

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基于列车先验信息的RIS-MIMO系统鲁棒波束成形算法

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作者 张泽鹏 李翠然 +2 位作者 吴昊 谢健骊 许琼 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期29-43,共15页

针对高移动性场景中完美信道状态信息(CSI)难以获取导致的智能超表面多输入多输出(RIS-MIMO)系统主被动波束成形算法性能恶化的问题,构建了RIS辅助的高铁毫米波MIMO中继通信模型。首先,在列车位置信息不完全的情况下,估计并推导了RIS-... 针对高移动性场景中完美信道状态信息(CSI)难以获取导致的智能超表面多输入多输出(RIS-MIMO)系统主被动波束成形算法性能恶化的问题,构建了RIS辅助的高铁毫米波MIMO中继通信模型。首先,在列车位置信息不完全的情况下,估计并推导了RIS-车载移动中继(MRN)之间视线战略(LOS)路径角度估计误差的统计特性;其次,对毫米波MIMO系统的中断性能进行了研究,给出了以信道容量作为中断判决的中断概率表达式;最后,将优化问题建模为5G基站(gNB)发射功率约束的中断概率最小化问题,提出了一种基于黎曼共轭梯度下降的复圆流形优化算法并求解该问题。仿真结果表明,与现有算法和传统的无RIS系统以及RIS随机相位调节下的高铁通信系统相比,所提算法具有更快的收敛速度和更高的系统鲁棒性。 展开更多

关键词 高速铁路 智能超表面 毫米波MIMO 鲁棒波束成形 流行优化

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