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北京交通大学学报 2025年

作者：马铂琳甄姬娜张昶申凌峰杨靖雅王宁郑州大学电气与信息工程学院河南大学软件学院河南省高速铁路运营维护工程研究中心北京交通大学北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心东南大学毫米波全国重点实验室

在可重构智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS）辅助的高铁毫米波无线通信系统中，为克服高速高动态通信场景下电磁波传播多普勒效应带来的频率偏移，研究了RIS辅助的多普勒频移补偿技术。在时变3D Saleh-Valenzuela... 详细信息

在可重构智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS）辅助的高铁毫米波无线通信系统中，为克服高速高动态通信场景下电磁波传播多普勒效应带来的频率偏移，研究了RIS辅助的多普勒频移补偿技术。在时变3D Saleh-Valenzuela毫米波信道模型下，推导了多普勒频移的表达式，以补偿级联链路多普勒频移为目标设计了最优RIS相移矩阵，分析了算法中对车速估计误差带来的残余多普勒频移的影响，评估了补偿后的频谱效率（Spectral Efficiency，SE）和中断概率（Outage Probability，OP）性能变化情况。仿真结果表明，以多普勒频移最小化代替常见的接收功率最大化为优化目标，除了获得更好的多普勒频移补偿效果外，所实现的SE和OP性能也更优。此外，在增加系统中RIS单元数量和降低基站天线高度可以带来更优的性能，但前者会导致算法复杂度的增加。

关键词：可重构智能超表面高铁毫米波无线通信多普勒频移补偿相移矩阵优化

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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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通信学报 2024年第5期45卷 29-43页

作者：张泽鹏李翠然吴昊谢健骊许琼兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070 北京交通大学北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044

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-... 详细信息

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。

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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3.5GHz车联网信道测量与仿真对比分析

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电波科学学报 2017年第5期32卷 584-594页

作者：王少石官科林雪何丹萍费丹黄邦彦李广恺王龙河艾渤北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044

针对第五代(the 5th Generation,5G)移动通信试验频段中的3.5GHz开展测量和分析研究.利用自主研发的频域信道探测系统对车联网场景进行测试,同时,利用自主研发的射线跟踪仿真器产生车联网场景的信道数据.通过校正几何模型和材料库对实... 详细信息

针对第五代(the 5th Generation,5G)移动通信试验频段中的3.5GHz开展测量和分析研究.利用自主研发的频域信道探测系统对车联网场景进行测试,同时,利用自主研发的射线跟踪仿真器产生车联网场景的信道数据.通过校正几何模型和材料库对实测场景进行仿真,并与实测结果进行接收功率的对比,进而利用对数距离路径损耗模型对实测和仿真场景的路径损耗曲线进行拟合.结果表明,仿真场景的路径损耗因子和阴影衰落标准差的相对误差都不超过7%,从而验证了射线跟踪仿真器在信道仿真中的有效性和准确性.本文的研究内容将对未来5G车联网中低于6GHz频段的选择和网络部署提供研究依据和指导.

关键词： 3.5 GHz 车联网信道探测射线跟踪路径损耗模型几何校正仿真对比

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基于射线跟踪的车联网毫米波信道准平稳区间研究

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电波科学学报 2017年第5期32卷 570-577页

作者：崔壮壮钟章队官科何丹萍北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044

针对28GHz车联网中车对基础设施(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)毫米波信道,开展了准平稳区间的研究.首先,分析了信道准平稳区间的理论基础和计算方法.其次,利用功率相关(Correlation of Power,CP)算法和谱散度(Spectral Divergence,SD)算法进行准平稳区间的计算.结果表明,CP算法复杂度低且精度较高,更适合用于计算V2I通信场景下的准平稳区间.最后,利用CP算法计算出的准平稳区间作为新的采样间隔,从而减少了射线跟踪仿真器的采样点数.通过原始采样和减少采样点后的信道特性的比较,在合理的门限值下,利用信道准平稳区间的方法加速了射线跟踪仿真器,并且不会造成信道参数的失真.另外,对于信道特性的分析结果也对车联网在毫米波频段的仿真和设计具有重要意义.

关键词：毫米波车联网 V2I信道 CP算法 SD算法射线跟踪

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基于射线跟踪的毫米波大规模天线车地间信道特性研究

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电波科学学报 2017年第5期32卷 595-601页

作者：林一川钟章队官科何丹萍北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044

以轨道交通列车地面间通信作为研究场景,毫米波大规模多天线信道作为研究对象,采用车厢接入点进行用户信息分发的方案,利用毫米波大规模天线波束赋形与空间复用技术与射线跟踪信道仿真,仿真了大规模多天线下,不同阵列和地面基站位置的... 详细信息

以轨道交通列车地面间通信作为研究场景,毫米波大规模多天线信道作为研究对象,采用车厢接入点进行用户信息分发的方案,利用毫米波大规模天线波束赋形与空间复用技术与射线跟踪信道仿真,仿真了大规模多天线下,不同阵列和地面基站位置的接收功率、角度扩展,并列举了不同方案之间在传输速率上所存在的差别.通过对结果的分析,在轨道交通车地间通信场景下,毫米波频段散反射体一般存在于列车接入点周边;相比于阵列的垂直分辨率,更多的水平分辨率往往拥有更好的效果;更低的路径损耗与更广的覆盖范围不可兼得.研究成果将为轨道交通车地场景下毫米波大规模多天线系统的设计、评估及其在轨道交通中的应用、部署提供不可或缺的信道信息和理论依据.

关键词：波束赋形信道仿真大规模天线阵列毫米波射线跟踪

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高架桥场景下的射线跟踪仿真器校正及信道特性分析

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电波科学学报 2018年第1期33卷 41-47页

作者：林雪艾渤何丹萍官科钟章队北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044

基于93.2GHz频段下高速铁路典型高架桥场景中的通信信道测量数据,利用射线跟踪仿真器对无线信道传播特性进行仿真,并通过与实测数据的对比进行场景结构尺寸、收发机位置、材料介电常数等仿真器基本输入参数的校正,实现路径损耗数据的平... 详细信息

基于93.2GHz频段下高速铁路典型高架桥场景中的通信信道测量数据,利用射线跟踪仿真器对无线信道传播特性进行仿真,并通过与实测数据的对比进行场景结构尺寸、收发机位置、材料介电常数等仿真器基本输入参数的校正,实现路径损耗数据的平均误差为0.2dB,提升了仿真器的有效性和可靠性.利用校正后的仿真器输出结果对高架桥场景下的信道传播特性做了进一步的分析,分别对莱斯K因子、均方根时延扩展、功率时延谱以及角度扩展进行了计算.结果表明,高架桥场景的特殊结构导致随着收发机距离的增大,各多径成分与直射径成分的路程差减小,从而使多径在较小的时延范围内分布,同时由于半功率波束宽度为10°的喇叭天线的使用导致多径分量减少且集中,因此在高架桥场景下各参数数值均相对较小.除此之外,本文还利用相关性对整个场景进行了准平稳区间的划分,并计算了一个准平稳区间内各大尺度参数间的互相关性.

关键词：高架桥场景毫米波信道仿真器校正参数分析

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太赫兹电波传播及信道特性

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通信学报 2022年第1期43卷 34-48页

作者：弋浩凡官科何丹萍艾渤赖峥嵘钟章队北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044 智慧高铁系统前沿科学中心北京100044 广东省新一代通信与网络创新研究院广东广州510700

首先,综述太赫兹电波相较于低频电波传播的不同特性,包括气象因素和材料粗糙表面对电磁波的影响。接着,提出利用射线跟踪技术仅通过有限的信道测量数据校准目标场景中的三维环境模型以及材料电磁参数;然后,利用从射线跟踪仿真反演出的... 详细信息

首先,综述太赫兹电波相较于低频电波传播的不同特性,包括气象因素和材料粗糙表面对电磁波的影响。接着,提出利用射线跟踪技术仅通过有限的信道测量数据校准目标场景中的三维环境模型以及材料电磁参数;然后,利用从射线跟踪仿真反演出的参数在类似场景中进行大量仿真,代替信道测量生成大量真实有效的全维度信道数据;最后,提取并分析信道特性,例如路径损耗、阴影衰落、莱斯K因子、均方根时延扩展、角度扩展及多普勒参数。2个案例研究是从室内桌面通信到室外智能车联网场景,分别代表了6G移动通信从近到远用例的两端,对于室外场景还额外考虑了不同气象条件下对信道参数的影响,对太赫兹系统的设计和评估具有重大意义。

关键词：信道特性信道测量射线跟踪太赫兹通信电波传播

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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

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北京交通大学学报 2021年第5期45卷 16-21页

作者：唐庆涛马子昂官科罗丹徐奂华东勘测设计研究院有限公司交通市政工程院杭州311100 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京交通大学北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044

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... 详细信息

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.

关键词：电波传播分布式天线泄漏电缆射线跟踪

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基于语义的位置隐私保护综述

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计算机应用 2023年第11期43卷 3472-3483页

作者：李雯萱吴昊李昌松轨道交通控制与安全国家重点实验室(北京交通大学) 北京100044 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心北京100044 北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044

5G时代的到来使基于位置的服务(LBS)应用更加广泛,但用户在享受LBS带来的巨大便利时,也会面对由位置服务引发的诸多隐私泄露问题。为了加强匿名的安全性,提高数据效用,对抗拥有一定背景知识的攻击以及保护用户的敏感信息,研究者们提出... 详细信息

5G时代的到来使基于位置的服务(LBS)应用更加广泛,但用户在享受LBS带来的巨大便利时,也会面对由位置服务引发的诸多隐私泄露问题。为了加强匿名的安全性,提高数据效用,对抗拥有一定背景知识的攻击以及保护用户的敏感信息,研究者们提出了基于语义的位置隐私保护机制。首先,对位置隐私保护系统结构和传统的保护技术进行介绍;其次,分析了基于语义的隐私泄露和攻击方式,给出了结合语义的位置隐私保护需求,重点从单点位置隐私保护和轨迹隐私保护两个方面综述了基于语义的位置隐私保护研究中最新的关键技术和成果;最后,对未来技术发展趋势和下一步研究工作进行展望。

关键词：隐私保护位置语义位置服务位置数据轨迹数据

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铁路通信云测试方法与评估体系研究

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中国铁路 2024年第12期 100-107页

作者：游梓良丁建文石座孙斌张鑫北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室北京100044 北京交通大学宽带移动信息通信铁路行业重点实验室北京100044 北京交通大学北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 佳讯飞鸿(北京)智能科技研究院有限公司北京100044

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... 详细信息

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。

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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