5G-R基站间距研究及海外工程实证分析

当前海外多国已经开展铁路5G专用移动通信（5G-R）即下一代铁路移动通信系统（FRMCS）的应用研究，基站间距的问题亟待解决，铁路原采用的无线模型已不再适用。从基础理论入手，通过确定模型、选取参数、路损计算、链路预算等研究，得出基站间距的理论值，并与海外5G-R的试验值比较，剖析天线挂高、基站接收能力、小区边缘速率等关键特性，得出5G-R基站间距结果。将基础理论与工程实践相结合，对部署5G-R提供有力参考。     

基于GSM-R和5G-R的CTCS-3级列控系统无线通信协议设计及差异性分析

随着我国5G网络建设日趋成熟，CTCS-3级列控系统及下一代列控系统承载大容量数据业务的需求也愈发强烈。5G-R网络作为替代GSM-R网络的下一代铁路通信移动系统，提供面向字节流的传输服务，具有宽带宽、高速率、低时延的优势，GSM-R网络下的无线通信协议已不再适用。从总体结构、协议分层和协议分割重组等方面对5G-R网络下的无线通信协议进行设计，从协议功能、传输可靠性、传输速率等方面对GSM-R网络和5G-R网络下的两种无线通信协议的差异性进行比对分析。5G-R网络下设计的无线通信协议可靠性更高、传输速率更快，可充分利用和发挥5G-R网络的优势。研究成果可对CTCS-3级列控系统在5G-R网络下的无线通信协议建设提供思路和借鉴。     

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。     

光纤直放站的设计与施工

新长铁路北起江苏省北部的新沂市并与陇海铁路接轨，南至浙江省的长兴县与宣杭铁路接轨，全长638km，采用数字无线集群解决调度及公务通信。图1为新长线无锡西-长兴段数字无线集群系统构成图。在新长铁路中设置有武进、宜兴北、丁山、夹蒲4个基站，宜兴、无锡西2个直放站。但由于江浙两省交界处为山区丘陵地形，基站覆盖困难，需要在弱场强区段的麒麟山隧道、K140处设置光纤直放站达到场强覆盖，解决通信盲区问题。[第一段]     

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。     

铁路无线通信场强质量问题分析

为了对我国铁路无线通信系统场强运用质量进行科学评定,通过实际检测,取得我国铁路GSM-R系统18条线路、450?MHz无线列调系统5条线路的无线场强覆盖数据。对这些数据的综合分析结果表明,我国铁路无线通信系统场强覆盖满足GSM-R系统不低于-92?dBm(或-98?dBm)、450?MHz无线列调系统不低于10?dBμV的技术要求。经过对发现的22个场强覆盖问题的深入研究,确认其形成原因有2个方面:一是天馈系统元器件材质不合格;二是天馈系统施工质量差。据此,提出相应解决措施。     

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-R智能手持终端设计方案

随着我国铁路5G-R网络建设和铁路移动互联网的发展,5G-R智能手持终端在铁路各专业中的应用将越来越广泛。介绍铁路手持终端发展现状与趋势;分析铁路手持终端在铁路各专业应用场景中的通信业务需求;提出5G-R智能手持终端的总体设计方案;从终端用户的使用体验出发,提出5G-R智能手持终端的多业务融合方案、业务优先级保障方案以及通信业务与移动应用融合方案;针对5G-R手持终端智能化和宽带化引入的网络安全问题,提出终端安全管控和移动应用商店解决方案。     

基于Atoll的GSM-R无线场强覆盖仿真研究

铁路沿线的电磁环境日趋复杂,无线网络场强分布示意图已经成为各路局向北京铁路通信技术中心报审网络数据申请的必要材料。然而,目前主要的无线网络规划软件均未对铁路数字移动通信系统(GSM-R)仿真提供直接支持,无线网络场强分布示意图的制作存在一定的难度。本文将以GSM-R的理论特性为依据,通过论述Atoll软件中的三维电子地图模型信息导入、GSM-R网络参数配置、无线基站仿真参数设置、特殊区段无线仿真处理等关键性问题,提出一种GSM-R无线场强覆盖仿真方法。最后,结合国内某条高速客运专线的无线网络场强分布仿真结果,说明本文方法的合理性,并且验证该线路的无线网络设计方案具备理论可行性。     

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。     

大西高铁综合试验段时延色散干扰问题解决方案的研究

针对大西高铁高速综合试验段通信系统采用的GSMR移动通信系统和无线场强覆盖采用单网交织覆盖方式,YPX-XZX07至YPX-XZX08基站间由于时延色散干扰导致下行侧通话质量差,造成通讯中断的问题,提出时延色散干扰的解决方案,并对如何规避时延色散干扰进行研究分析。     

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。     

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。     

GSM-R系统的无线覆盖理论分析

研究目的：GSM-R是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统,能满足列车运行速度为0～500km/h的无线通信要求,安全性好。GSM-R的无线覆盖是影响GSM-R系统的重要因素,本文从理论上对GSM-R系统的无线覆盖进行分析,从而在GSM-R的设计和网络优化中进行指导,便于基站和直放站选址等。研究方法：对Hata模型进行模拟,并用直放站之间的时延问题进行理论分析和模拟验证。研究结果：移动台距离基站越远,传播路径损耗越大;地形越复杂,传播路径损耗越大。基站与光纤直放站均采用全向空间波覆盖的覆盖距离不超过3.2km。光纤直放站采用单向覆盖时距离不超过6km。研究结论：选择合适的Hata模型及传播时延有利于更好得到传播损耗,从而决定基站和直放站的传播距离和站址的选择。     

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。     

基于成本费用的铁路无线通信基站设计优化研究

目前,我国铁路无线通信系统设计从整体上考虑优化困难,这在一定程度上制约了铁路的长远发展。在成本结构分析的基础上,以总费用最小、基站数最少为目标,以满足基站无线信号覆盖为主要约束,建立铁路无线通信系统优化模型,并以国内某条已有铁路线为例求得模型的最优解。与已有方案对比表明,新方案不仅大大降低设计费用,而且具有普遍适用性。     

铁路通信动态检测系统标定方法研究

为提高检测系统的准确性和一致性,对铁路无线通信动态检测系统标定方法及技术要求进行研究。该标定方法适用于安装在综合检测列车或电务检测车上的通信检测系统,包括场强覆盖、无线干扰和GSM-R服务质量等子系统,并在实际通信动态检测系统标定工作中开展应用与验证。     

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。     

重载铁路双洞单线长大隧道GSM-R覆盖方案研究

重载铁路双洞单线长大隧道的场强覆盖是GSM-R覆盖领域的难点,通过对比分析提出此种隧道类型GSM-R覆盖的解决方案,解决列车沿上下行不同线路驶入双洞单线隧道可能出现的掉话问题,并给出洞内逻辑基站洞外放置原则。     

山区长隧道无线列调弱场强的抑制及分析

结合局内弱场覆盖状况介绍了山区无线弱场强问题，对三种主要抑制弱场强设备进行了介绍和对比，根据对山区、隧道场强覆盖系统和无线场强中干扰的综合分析，提出了一些对策和综合解决方案。