公网5G小站对铁路5G-R车载终端的电磁干扰研究

为了评估公网5G上高铁的小站系统对铁路5G-R车载终端的电磁干扰风险，研究了动车组内5G小基站和5G网关的射频指标，以及铁路5G-R车载终端的抗干扰电平要求。对公网5G小站系统与5G-R车载终端间的杂散干扰和阻塞干扰进行了理论分析和实验室静态测试，得出了公网5G网关与铁路5G-R车载终端的车顶天线之间无电磁干扰风险的最小距离结论。测试结果表明，在满足适当部署间距的前提下，公网5G小站系统对铁路5G-R车载终端无电磁干扰风险。     

铁路5G-R系统覆盖方案研究

基于5G技术的新一代铁路专用移动通信（5G-R）系统已成为铁路智能联接的首选。铁路专用移动通信系统需要解决高可靠性和高速移动性的问题，以及轨道交通枢纽群与场景独特性带来的挑战，因此5G-R系统覆盖方案需结合铁路自身特点开展设计。重点对5G-R系统链路预算、无线组网方案进行研究，探讨分析单BBU和双BBU星型组网、环型组网方案的优缺点及适用场景，并提出在5G-R系统建设初期，GSM-R与5G-R系统共存时的覆盖方案。     

铁路5G-R基础设施管理系统研究

铁路5G-R系统具有基站布设密集、核心网采用云架构部署等特点，对基础设施运行的稳定性要求更高，导致运维难度有所提升。本文引入数据中心行业基础设施管理系统的概念，研究设置基础设施管理系统与铁路5G-R运维系统的互联接口，实现基础设施与5G-R运维系统的数据互通，形成有效的运维综合分析基础，有助于提升铁路5G-R的运维水平，为保障铁路5G-R安全可靠运行创造条件。     

5G-R接入网基站单元设备组网可靠性分析

铁路5G-R专网的可靠性、安全性和容灾能力是铁路独特场景下组网的重要需求，基站组网方案的可靠性定量分析是5G-R组网方案设计的重要理论依据，冗余组网对5G-R基站中主要单元设备进行备份是5G-R场景下提高系统可靠性的主要方案。针对射频拉远单元（RRU）与基带处理单元（BBU）组成的基站系统和将BBU拆分为分离的集中式单元（CU）及分布式单元（DU）的基站系统，利用静态分析和动态故障树分析方法建立可靠性分析模型，定量计算2种基站系统的可靠性参数。同时，采用蒙特卡洛仿真法，建立较完备的基站设备管控和故障切换逻辑，模拟基站故障场景，对2种基站组网系统的薄弱环节进行分析。仿真结果和可靠性参数指标表明：冗余组网设计有效地提高了2种基站组网系统的可靠性，且通过交叉连接方式可以有效减小CU和DU分离部署带来的可靠性损失，验证了该冗余组网方案的可行性。     

5G承载铁路业务需求分析及方案研究

目前,我国铁路移动通信专用网络（GSM-R）承载能力达到饱和,铁路各专业开始探索应用运营商公共通信网络推进铁路通信技术发展。我国铁路行业制定了以5G技术作为铁路下一代移动通信专用网络的发展路线,并提出统筹利用5G公网提升铁路智能化能力。基于5G技术特点,对铁路典型业务进行分析,提出铁路业务在移动通信网络中的分类承载方案,以及基于5G-R的铁路业务分级承载方案;最后,提出加快5G-R技术装备发展、采用多种移动通信网络承载铁路业务等建议,为铁路通信的相关研究提供参考。     

铁路5G-R网络特点及网络规划技术研究

铁路5G-R网络即将进入工程建设阶段,为做好前期工程技术储备,需提前研究5G-R网络特点与网络规划技术。5G-R网络与运营商5G网络有较大不同,主要提供给铁路工作人员使用,覆盖目标为铁路沿线,是铁路上一代移动通信系统GSM-R技术的演进。通过全面总结梳理5G-R的系统架构、网络覆盖、组网技术、业务特点、设备冗余、网络性能等特点,研究5G-R网络规划技术,包括频率、覆盖、容量、参数、室分、切换等关键技术,提出5G-R网络规划建议,为后续工程部署提供技术支撑。     

铁路5G-R系统技术标准解读

铁路5G-R技术标准体系对于指导5G-R系统工程建设与运营维护,支撑5G-R系统设备制造与测试验证,实现不同厂商设备之间的互联互通,引导5G-R产业良性发展具有重要意义。为便于相关人员对铁路5G-R系统更深入地了解和运用,介绍了铁路5G-R技术标准体系的研究背景、形成过程、构建原则,以及标准体系的分类和构成;阐述了铁路5G-R技术标准研究进展情况,包括已经发布的标准规范和近期标准编制与发布计划;从标准编制过程、编写思路、标准规定的主要内容、标准发挥的主要作用等几个方面,重点对已经发布的《铁路5G专网业务和功能需求暂行规范》《铁路5G专用移动通信(5G-R)系统总体技术要求(暂行)》两项系统类标准进行了深入解读。     

基于SRv6的铁路承载网隧道技术研究

为更好满足铁路5G专用移动通信（5G-R）、数据中心高速互联和云网融合等智慧铁路新型应用需求,对面向铁路承载网的隧道技术进行研究,聚焦铁路应用场景,结合SRv6技术特点和优势,提出基于SRv6-TEPolicy隧道和SRv6-BE隧道的铁路承载场景部署方案并验证分析,给出关于铁路承载网的SRv6应用部署方案建议。     

5G-R无线通信系统承载重载铁路机车同步操控业务研究

基于对重载铁路机车同步操控业务的分析，首先提出5G-R承载机车同步操控业务的网络架构，以及核心网、无线接入网等冗余组网方式。其次从数据路由、会话和服务连续模式、IP地址分配等方面，研究机车同步操控业务在5G-R网络中的实现方式；其中数据路由可采用归属地路由方式，会话和服务连续模式建议采用SSC模式1，对于不同核心网架构给出3种IP地址分配实现方案。最后对既有重载铁路建设5G-R网络进行方案探讨，包括以大秦铁路为例，提出5G-R网络建设方案，以及机车同步操控系统地面设备和车载设备的改造方案；以朔黄线为例，提出与既有业务运用相适应的5G-R网络双网冗余组网且业务负荷分担方案。通过对5G-R系统承载重载铁路机车同步操控业务的网络架构、工程应用等研究和分析，为未来5G-R系统应用于重载铁路提供一些参考。     

铁路5G综合创新试验平台方案研究

第五代移动通信技术（5G）应用于铁路已是必然趋势。铁路行业的应用场景和业务类型复杂多样,在实际部署前对铁路5G业务进行试验验证环节必不可缺。铁路5G综合创新试验平台的设计与创建,为5G公网和5G-R在铁路场景下的组网、覆盖、业务开发等提供了工程设计和试验验证条件。针对铁路网络需求、应用场景、智能化发展趋势,设计铁路5G综合创新试验平台总体架构;结合铁路场景特点以及铁路调度、运行、安全等需求,分别阐述环行铁道5G-R核心网、承载网、无线接入网的设计;为满足5G公网应用需求,进一步给出5G公网的网络部署、覆盖等方案。研究结果表明,铁路5G综合创新试验平台方案具备5G公专网并存、室内外场景结合、动静态试验兼顾,满足全部网络功能的铁路5G综合试验和应用环境,可为铁路5G技术研发、标准制定、测试试验等提供综合性技术支撑。     

铁路5G-R研发关键问题探讨

在铁路5G-R技术研究、系统研发、技术应用全面推进的背景下,围绕其频率传播特性、网络承载能力、产业支撑能力、系统适用性,以及铁路5G-R与其他系统兼容共存等方面,对其应用频率进行初步研究。结合我国铁路GSM-R应用实践及铁路应用需求,重点开展5G-R基站设备统型、终端优化、核心网优化等关键技术研究,为我国铁路5G-R的发展指明了重点,可为相关技术的研究应用提供参考。     

射频拉远单元与天线交叉冗余连接的相关性能分析

为确保高铁列车的运行安全，铁路5G专网（5G-R）需要比5G公网具备更高的可靠性，通过引入基于射频拉远单元（RRU）的交叉连接冗余（CCR）技术，对5G-R系统无线信号覆盖性能的影响进行分析。首先，介绍CCR冗余技术的系统模型，并对相关参数进行分析；其次，通过理论分析和数学建模，探讨这些参数对覆盖性能的影响机制；最后，通过仿真试验验证理论分析的结果，并比较参数偏差对覆盖性能的影响程度。试验结果表明：在参数偏差较大的情况下，RRU的CCR冗余技术会导致铁路5G-R通信系统的覆盖性能降低。     

铁路5G专网MIMO技术研究

随着铁路信息技术的发展,车地间的通信业务需求不断扩展。新业务的涌现对铁路车地无线通信提出了更高要求。在5G-R专网建设中,通过引入多输入多输出（MIMO）技术可以有效提升5G-R专网性能,更好满足铁路智能化发展要求。结合铁路关键场景特点,以及5G无线通信中的MIMO关键技术,研究分析适合于铁路不同场景的MIMO技术集合,为5G-R专网未来部署与应用提供可行建议。     

面向下一代铁路无线通信的数字化协同设计研究

随着通信行业飞速发展，我国铁路无线通信系统即将迎来5G-R新时代，而伴随着技术的更新迭代，设计方法也向着更加先进的数字化协同设计发展。为实现下一代铁路无线通信的数字化协同设计，迫切需要在现有基站布点设计方法的基础上，研究并解决无线仿真技术、边界场强计算、动态过程检验、协同数据流转、BIM快速布点5个难题。首先通过有线和无线传播损耗的计算，研究对比5G-R和数字无线列调与GSM-R的无线覆盖特性差异。然后，利用分层设色法进行无线覆盖特性仿真，并绘制无线信号场强覆盖曲线、基站切换过程的动态特性分析曲线，提出针对前3个问题的解决方案，简要分析了多普勒效应对下一代铁路无线通信的影响和解决思路。针对第4个问题，利用集合空间理论证明了无线通信系统设计上、下序专业间数据流转的无损性。同时，在BIM设计空间中，构造出与设计里程相对应的通信铁塔模型姿态旋转矩阵，作为第5个问题的解决方案。最后，综合上述问题的解决方案，提出一种面向下一代铁路无线通信数字化协同设计的新方法，能够实现通信基站布点设计过程的可视化、数字化、动态化、协同化和高效化。     

铁路5G-R与GSM-R基础设施共用共存工程建设方案

铁路GSM-R系统将演进到5G-R系统,在5G-R系统正式投入使用前,仍需要新建GSM-R系统,未来5G-R系统与GSM-R系统将有一段时间同时运行。因此,从设备演进、业务实现及基础设施共用等方面进行深入探讨,提出铁路5G-R与GSM-R共用共存工程建设方案,确保顺利实现GSM-R向5G-R的过渡,保护铁路建设投资。     

基于射线跟踪与离开角空间聚类的5G-R网络优化技术研究

当前反复“路测-调整”的传统无线网络优化方式难以满足铁路5G专用移动通信系统（5G-R）的网络优化需求。面向京沈铁路干线场景，在确定了射线跟踪传播机理模型后，进行了5G-R无线信道建模仿真，提出一种基于射线跟踪与离开角空间聚类的网络优化算法。该算法以全向天线仿真结果为基础，使用K-means++算法对射线跟踪仿真的角度-能量域数据进行聚类，将水平离开角的空间聚类中心作为扇区方位角；结合水平离开角的聚类中心与高铁行车路径的空间位置关系，计算相应扇区的下倾角；以上述基于射线跟踪与离开角空间聚类的结果为初值，基于粒子群算法进行优化迭代，高效地完成铁路干线场景下的5G-R网络优化。结果表明，在相同的计算资源和仿真条件下，基于射线跟踪与离开角空间聚类的5G-R网络优化算法对比直接使用粒子群算法，在收敛速度方面提升了约10%，在优化效果方面提升了约30%。该方法针对铁路干线场景能够实现在迭代计算次数更少的情况下，给出更好的网络优化方案，为未来建设高质量5G-R通信系统提供技术积累和参考。     

铁路5G-R隧道覆盖方案研究

铁路隧道口通常地形较复杂,隧道内空间较封闭,隧道口或隧道群之间无线场强起伏较大,因此隧道无线覆盖方案一直是铁路通信行业研究的重点和难点。通过分析5G-R系统隧道内上下行链路预算,针对短隧道、中长隧道、长大隧道和隧道群等场景,介绍5G-R隧道内组网方案,针对新建铁路和既有铁路隧道内建设5G-R可能遇到的问题给出工程建议,可为5G-R工程建设提供参考。     

基于5G-R的铁路物联网固定终端连接管理平台方案

5G-R系统是铁路下一代数字宽带移动通信系统,在民用5G系统的基础上针对中国铁路应用场景定制化开发。在高带宽、大连接、低时延的标准特性上,增加了集群通信、智能呼叫、位置管理等铁路特定功能。为适应智能铁路物联网需求发展,面向铁路沿线5G-R网络覆盖,针对铁路物联网数据回传与行车业务数据共网回传的需要,在5G-R体系中提出连接管理平台功能实体。连接管理平台用于管理铁路物联网中进行基础设备设施监测检测的地面固定终端,通过协调数据发送计划,平衡无线网络话务量,实现对无线资源的统一调度,在保障行车数据传送的基础上实现铁路基础设备设施监测检测系统数据有序回传。针对铁路基础设备设施监测检测系统固定终端的业务需求,对连接管理平台的系统架构、功能组成、运维管理提出细化方案。     

蒙巴萨-内罗毕铁路工程车辆设计研究

肯尼亚蒙内（蒙巴萨-内罗毕）铁路项目是首条海外项目中完全采用中国标准的铁路，为了总结海外项目中车辆设备设计经验，结合肯尼亚蒙内铁路车辆设备设计实例,通过对蒙内项目铁路客货车辆检修、车辆运行安全监控系统（5T 系统）、车辆综合管理系统等特点的分析研究，总结海外铁路项目与近年来国内车辆设备设计的不同之处，为后续海外项目车辆设备设计提供参考和依据。     

蒙巴萨-内罗毕铁路工程车辆设计研究

肯尼亚蒙内（蒙巴萨-内罗毕）铁路项目是首条海外项目中完全采用中国标准的铁路，为了总结海外项目中车辆设备设计经验，结合肯尼亚蒙内铁路车辆设备设计实例,通过对蒙内项目铁路客货车辆检修、车辆运行安全监控系统（5T 系统）、车辆综合管理系统等特点的分析研究，总结海外铁路项目与近年来国内车辆设备设计的不同之处，为后续海外项目车辆设备设计提供参考和依据。