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中国铁路 2022年第9期 54-61页

作者：丁建文王蕾孙宵芳孙斌王玮钟章队北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心北京100044 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 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 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 北京交通大学国家轨道交通安全评估研究中心北京100044 移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室广东深圳518055

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... 详细信息

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。

关键词： 5G技术新基建铁路移动通信系统

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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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基于多层感知器神经网络的路径损耗预测研究

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电波科学学报 2021年第3期36卷 396-404页

作者：吴丽娜何丹萍艾渤王剑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 北京高速铁路宽带移动通信工程研究中心北京100044 北京轨道交通电磁兼容与GNSS技术工程研究中心北京100044

为了更好地服务于5G及未来无线通信系统的网络规划与优化,开展了基于多层感知器(multi-layer perceptron,MLP)神经网络的路径损耗预测研究.利用有限的地物类型,提出一种表征传播环境的简易方法,避免了繁琐的三维场景建模.结合测量数据... 详细信息

为了更好地服务于5G及未来无线通信系统的网络规划与优化,开展了基于多层感知器(multi-layer perceptron,MLP)神经网络的路径损耗预测研究.利用有限的地物类型,提出一种表征传播环境的简易方法,避免了繁琐的三维场景建模.结合测量数据和由环境表征方法提取的环境特征,基于MLP神经网络建立了路径损耗模型.数据实验的对比分析表明MLP神经网络能够实现路径损耗的准确预测,且环境特征的引入有助于提升模型性能.为解决干扰地物影响路径损耗模型的准确性以及模型对环境变化的敏感性问题,根据视距(line-of-sight,LoS)和非视距(non-line-of-sight,NLoS)标签改进环境表征方法,进一步提升了模型的稳定性和泛化能力.所做工作有助于了解无线电波传播特性,为无线网络优化和通信系统设计提供了理论依据.

关键词：路径损耗模型多层感知器(MLP) 误差反向传播地物类型视距非视距(LoS NLoS)

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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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铁道技术标准（中英文） 2022年第8期4卷 7-12页

作者：熊磊桂壮飞唐霈钟章队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 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 中铁第四勘察设计院集团有限公司通信信号设计研究院湖北武汉430063

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... 详细信息

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。

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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智能高铁铁路枢纽场景5G-R信道与传播特性分析

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太赫兹科学与电子信息学报 2022年第8期20卷 747-753页

作者：杨琪单馨漪冯敬然郭兴海何丹萍中国铁路设计集团有限公司电化电信工程设计研究院天津300308 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 北京交通大学宽带移动信息通信铁路行业重点实验室北京100044

为构建现代综合交通运输体系,支撑我国高速铁路向智能化方向发展,基于第五代移动通信技术(5G)的铁路5G专用移动通信(5G-R)系统将成为铁路智能联接的首选。2.1 GHz频段有望承载5G-R系统,支持铁路产业不断涌现的新业务。高速铁路枢纽场景... 详细信息

为构建现代综合交通运输体系,支撑我国高速铁路向智能化方向发展,基于第五代移动通信技术(5G)的铁路5G专用移动通信(5G-R)系统将成为铁路智能联接的首选。2.1 GHz频段有望承载5G-R系统,支持铁路产业不断涌现的新业务。高速铁路枢纽场景是列车行车指挥和客货调度的中枢,具有业务量大、业务类型复杂等特点,对铁路通信系统提出了更高的要求。本文以厦门北站铁路枢纽为研究场景,基于电子地图建立三维场景模型,采用射线跟踪方法,仿真并分析场景的信道与传播特性,并提出了通信系统设计的相关建议。本文的研究结果将有助于为铁路枢纽场景5G-R系统设计与优化提供参考,提高铁路枢纽场景无线覆盖质量。

关键词： 5G-R 射线跟踪信道仿真传播特性

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基于测量的典型工业物联网场景毫米波信道特性分析

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无线电通信技术 2024年第5期50卷 876-885页

作者：王丽红朱春华杨靖雅河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室河南郑州450001 河南工业大学河南省粮食光电探测和控制重点实验室河南郑州450001 河南工业大学河南省粮情智能监测与应用工程研究中心河南郑州450001 郑州铁路职业技术学院河南省高速铁路运营维护工程研究中心河南郑州451460 北京交通大学北京市高速铁路宽带移动通信工程研究中心北京100044

为更好地补充和扩展典型工业物联网(Industrial Internet of Things,IIoT)场景中毫米波频段电波传播特性的研究,并满足IIoT在连接性、可靠性、安全性、智能化和覆盖性等方面的更高需求,在26 GHz频段下,对典型IIoT场景进行了信道测量与... 详细信息

为更好地补充和扩展典型工业物联网(Industrial Internet of Things,IIoT)场景中毫米波频段电波传播特性的研究,并满足IIoT在连接性、可靠性、安全性、智能化和覆盖性等方面的更高需求,在26 GHz频段下,对典型IIoT场景进行了信道测量与特性分析。研究涉及的典型工业场景包括不同设备布置密度的工业密集场景和工业稀疏场景。基于实测数据,对上述两种工业环境下的信道特征参数进行了萃取,并在此基础上分析和比较了两种典型工业场景的毫米波信道特性。研究发现,由于工业密集场景存在大量金属设备会对信号产生强反射,导致其路径损耗指数小于工业稀疏场景,且莱斯K因子更小、时延扩展更大。当接收端使用相控阵天线时,通过波束跟踪可以实时调整波束方向,从而提高信号的传输效果,减小信号传播时延。对IIoT场景信道特性的准确分析将有助于理解信号在工业环境中的传播规律,预测和评估通信系统的传输可靠性,进而优化系统设计和网络规划,确保IIoT应用的高效稳定运行。

关键词：工业物联网信道特性宽带信道测量毫米波信道

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铁路新一代移动通信的挑战与思考

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中兴通讯技术 2021年第4期27卷 44-50页

作者：钟章队官科陈为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交通大学宽带移动信息通信铁路行业重点实验室智慧高铁系统前沿科学中心

铁路新一代移动通信将面向铁路全场景、全业务、全链接、强安全,不仅有望完全取代既有系统,还能为列车自动驾驶、列车安全视频监控等业务提供高速信息传输服务,是铁路物联网的信息承载平台和高速铁路运行安全保障的基础。感知-通信-计... 详细信息

铁路新一代移动通信将面向铁路全场景、全业务、全链接、强安全,不仅有望完全取代既有系统,还能为列车自动驾驶、列车安全视频监控等业务提供高速信息传输服务,是铁路物联网的信息承载平台和高速铁路运行安全保障的基础。感知-通信-计算一体化、数智融合、新型阵列理论、新材料物理电磁特性为铁路新一代移动通信发展提供前沿应用基础理论支撑;"大智移云物"技术群、区块链技术、高精度无线网络规划与优化、建筑信息模型(BIM)与增强现实(AR)融合技术以及数字孪生将为铁路新一代移动通信发展提供技术保障。在当前和未来的落地应用中,铁路新一代移动通信系统需要树立"可管、可控、可信、可视、可靠、可测"的六大设计理念,需要解决频率资源有限和新需求不断涌现之间的矛盾,高速移动性与可靠性问题,以及综合轨道交通枢纽集群与场景独特性带来的挑战,需要厘清在技术体制、公专共存、异构网络协同等方面存在的开放性问题。

关键词：高速铁路 5G 新一代信息通信技术

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铁路5G专网核心网设备云平台建设方案研究

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中国铁路 2022年第9期 69-75页

作者：刘立海奚敏丁建文中铁第四勘察设计院有限公司通信信号设计研究院湖北武汉430063 中兴通讯股份有限公司江苏南京210012 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 北京交通大学国家轨道交通安全评估研究中心北京100044 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 北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心北京100044

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... 详细信息

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。

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

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铁道技术标准（中英文） 2022年第8期4卷 20-25页

作者：官科单馨漪柴金川刘立海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 中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁道试验中心北京100015 中铁第四勘察设计院集团有限公司通信信号设计研究院湖北武汉430063

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... 详细信息

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。

关键词：重载铁路移动通信 LTE-R 5G-R 网络架构

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《轨道交通先进移动信息通信技术与应用》专栏发刊词

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太赫兹科学与电子信息学报 2024年第11期22卷 I0001-I0001页

作者：官科北京交通大学宽带移动信息通信铁路行业重点实验室

随着智慧交通与移动通信技术的深度融合,现代轨道交通系统正向更高效、更安全、更智能的方向发展。这一趋势不仅是移动通信、物联网、人工智能等前沿技术的交汇点,也是轨道交通运营、安全保障和服务创新的关键所在。从基于车地通信的高... 详细信息

随着智慧交通与移动通信技术的深度融合,现代轨道交通系统正向更高效、更安全、更智能的方向发展。这一趋势不仅是移动通信、物联网、人工智能等前沿技术的交汇点,也是轨道交通运营、安全保障和服务创新的关键所在。从基于车地通信的高速数据传输,到依托边缘计算的实时数据处理与分析,再到利用人工智能的智能调度与故障预测,各项技术的进步都为轨道交通的智能化转型提供了强有力的支撑。

关键词：人工智能物联网信息通信技术智慧交通轨道交通高速数据传输移动通信智能调度

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