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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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RIS辅助高铁毫米波无线通信多普勒频移补偿技术研究

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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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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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基于延迟锁定环的5G下行PRS信号定位方法

基于延迟锁定环的5G下行PRS信号定位方法

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第十四届中国卫星导航年会

作者：温雯霏巴晓辉刘寅生姜维王剑蔡伯根北京交通大学电子信息工程学院北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京交通大学计算机与信息技术学院

自动驾驶、车联网和智能交通等新兴领域的快速发展需要定位技术具有高精度、高可靠和低延时等基本特点。导航与定位是5G技术的热门研究领域,5G具有超高速率、超低时延、超大连接等技术特点,可以更好地满足高精度定位的服务需求。3GPP在... 详细信息

自动驾驶、车联网和智能交通等新兴领域的快速发展需要定位技术具有高精度、高可靠和低延时等基本特点。导航与定位是5G技术的热门研究领域,5G具有超高速率、超低时延、超大连接等技术特点,可以更好地满足高精度定位的服务需求。3GPP在第17版的38.211中重新定义了定位参考信号(PRS)。PRS相较于现有参考信号具有更高的资源元素密度和更优良的相关性能。PRS可以从系统带宽中的任意物理资源块开始传输,并且可以配置0到275个物理资源块大小的带宽,在时域上可以选择在合适的时隙上传输。与4G LTE相比,5G NR的大带宽在提高到达时间(TOA)精度上的效果十分显著。本文首先利用PSS/SSS信号寻找一帧的起始点,然后利用5G NR下行信号的自相关性得到具有0.5个采样点精度的TOA时延估计信息。最后引入延迟锁定环(DLL)跟踪PRS信号的PRN码,通过仿真设计DLL估计出5G下行信号采样点偏差的小数部分,能够在亚米级精度上校正TOA测距信息。

关键词： 5G定位定位参考信号延迟锁定环到达时间

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基于单一切面的循环平稳检测方法

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计算机工程 2021年第1期47卷 196-202页

作者：勾志杭刘剑锋胡金龙冯雪林王宗伟重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 中国科学院计算技术研究所无线通信技术研究中心北京100190 国家移动卫星通信工程技术研究中心南京210000 移动计算与新型终端北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

在非授权频段的频谱感知方法中,循环平稳检测法具有鲁棒性好与信号类型识别性强的特点,但其计算复杂度很高。在改进传统快速傅里叶变换累加方法(FAM)的基础上,提出一种采用单一切面的循环平稳检测方法。根据循环平稳特性信号峰值变化规... 详细信息

在非授权频段的频谱感知方法中,循环平稳检测法具有鲁棒性好与信号类型识别性强的特点,但其计算复杂度很高。在改进传统快速傅里叶变换累加方法(FAM)的基础上,提出一种采用单一切面的循环平稳检测方法。根据循环平稳特性信号峰值变化规律推导出特定切面约束条件,并构建f-切面和α-切面两种循环谱单一切面,在无需建立完整循环谱的情况下对不同类型信号进行循环平稳特征检测。实验结果表明,与传统FAM相比,该方法可大幅降低计算复杂度,当信噪比低于-16dB时其检测性能略低于传统FAM,在信噪比达到-16dB后其检测性能与传统FAM一致。

关键词：非授权频谱循环平稳频谱感知循环谱快速傅里叶变换累加方法

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RIS辅助的去蜂窝网络前传压缩与混合预编码设计

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物联网学报 2025年

作者：张广阳甄若亦李宇航陆杨丁建文钟章队北京交通大学电子信息工程学院北京交通大学计算机科学与技术学院北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室宽带移动信息通信铁路行业重点实验室北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心

为了提升去蜂窝（CF，cell-free）网络的性能，对可重构智能表面（RIS，reconfigurable intelligent surface）辅助下的CF网络混合预编码设计进行了研究，其中接入节点与中央处理单元之间的前传链路容量受限。在满足用户服务质量（QoS，... 详细信息

为了提升去蜂窝（CF，cell-free）网络的性能，对可重构智能表面（RIS，reconfigurable intelligent surface）辅助下的CF网络混合预编码设计进行了研究，其中接入节点与中央处理单元之间的前传链路容量受限。在满足用户服务质量（QoS，quality of service）和前传链路容量约束下，建立了一个联合优化混合预编码矩阵、RIS相移参数和量化噪声协方差矩阵的加权和速率最大化问题。利用交替优化方法，该问题被分解为四个子问题并分别迭代求解。为了解决非凸QoS约束，使用二次转换方法近似该约束。针对非凸恒模约束，提出交替方向乘子法架构下的流形优化方法。仿真结果表明所提算法显著优于基准算法，同时在网络中部署RIS可以有效提高用户速率。

关键词：去蜂窝网络可重构智能表面混合预编码量化压缩

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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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基于边缘计算的中小型水库信息化管理新模式

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人民长江 2021年第S02期52卷 316-319页

作者：李麒杨光张玉炳吴波桂鹍鹏长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010 国家大坝安全工程技术研究中心湖北武汉430010 中国移动通信集团湖北有限公司湖北武汉430023

针对中国中小型水库信息化管理普遍存在的信息感知不透彻、数据处理不及时、应用服务不全面等现实问题,结合中小型水库信息化管理特点及各级用户业务需求,提出了基于边缘计算的中小型水库信息化管理新模式。从感知终端、边缘网关、数据... 详细信息

针对中国中小型水库信息化管理普遍存在的信息感知不透彻、数据处理不及时、应用服务不全面等现实问题,结合中小型水库信息化管理特点及各级用户业务需求,提出了基于边缘计算的中小型水库信息化管理新模式。从感知终端、边缘网关、数据通信、数据库及云平台、应用服务5个方面进行了详细研究和设计,并以湖北省陆水水库为试点构建了水库大坝信息化管理系统。结果表明:该系统应用情况良好,可适用于中小型水库信息化管理,有助于提高中小型水库安全监管能力。

关键词：中小型水库信息化管理边缘计算云平台陆水水库

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铁路5G技术创新应用探索

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铁道通信信号 2021年第6期57卷 1-9页

作者：丁建文孙斌郑鹏王玮代赛钟章队北京交通大学国家轨道交通安全评估研究中心北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心100044 北京交通大学电子信息工程学院北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044 移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室深圳518055 中兴通讯股份有限公司西安710114 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心北京100044

随着我国铁路智能化和数字化技术的不断发展,进一步推进铁路专用移动通信技术发展,并建立铁路5G技术体系成为必然趋势。介绍了国内外铁路通信技术发展现状和趋势,提出了面向智能高铁的5G应用场景和业务应用需求,分析了网络功能虚拟化、... 详细信息

随着我国铁路智能化和数字化技术的不断发展,进一步推进铁路专用移动通信技术发展,并建立铁路5G技术体系成为必然趋势。介绍了国内外铁路通信技术发展现状和趋势,提出了面向智能高铁的5G应用场景和业务应用需求,分析了网络功能虚拟化、软件自定义网络、多接入边缘计算等5G网络侧关键技术。从业务需求出发,以创新自主、开放融合为原则,提出了基于铁路5G专网、5G公网和5G公专融合的创新应用方案。

关键词：智能铁路铁路5G专网 5G公专融合创新应用技术体系

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