铁路5G专网集群通信技术方案研究

首先介绍铁路调度通信、列车控制系统基本特点;在分析基于LTE的语音业务(VoLTE)技术和MC(关键业务)集群通信技术的基础上,针对铁路5G专网MC系统架构以及铁路5G专网集群通信技术应用方案进行研究.     

铁路5G技术创新应用探索

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,...     

欧洲铁路5G专网发展分析及思考

随着移动通信技术演进及铁路智能化发展,全球铁路移动通信专网正在向5G专网升级。国际铁路联盟（UIC）制定了面向未来铁路移动通信系统的升级计划,从标准、技术、产业、频率、试验等方面分阶段推进系统研发和部署,目标是2025年在欧洲开展第1版本铁路5G专网系统的部署。国际标准组织第3代合作伙伴计划（3GPP）根据铁路行业需求制定通信技术规范,不断演进的5G标准逐步满足未来铁路通信要求。介绍铁路5G专网发展背景,跟踪欧洲铁路5G专网技术发展情况,分析3GPP针对铁路行业技术规范和5G标准演进情况,对我国铁路5G专网技术发展提出建议。     

5G-R核心网容灾组网方案及关键技术研究

铁路5G专网是我国铁路新一代移动通信系统,正处于科技攻关阶段。为规范核心网组网,明确设备技术要求,确保系统服务质量符合要求,核心网容灾组网方案亟待研究。首先,在调研分析铁路需求基础上,研究提出5G-R核心网规划方案;其次,研究组网关键技术,包括设备故障检测方式、参数设置和网元容灾备份部署方式及其适用性;然后,结合网元作用和接口协议,重点研究并提出4种网元容灾备份组网方案;最后,依托研发实验室进行测试验证。试验表明,网元故障时,系统自动倒换,网元故障倒换时间与设置的故障检测时长相关,建议小于20 s。建议将来在实际应用中,综合考虑网元的平均无故障恢复时间(MTBF)、交互心跳的性能处理能力等因素,进一步优化调整。     

公专网融合的5G数据分流方法研究

国铁集团在2021年披露了铁路5G专网的业务和功能需求,明确提到5G公网可以作为5G专网的补充。因此,研究如何实现5G公专网的协同使用以及在此过程中需要解决的问题具有重要意义。5G公网在与铁路5G专网协同使用过程中,需要预先设想应用场景和系统架构,同时在利用5G公网资源的过程中,还应解决如何在公网核心网AUSF单元进行授权认证和通过不同路径传输数据的难题。以上述问题为切入点,在充分理解国铁集团对业务和功能需求的基础上,对铁路5G公专网融合应用场景和架构提出初步假设,研究了铁路UE在公网AUSF单元的授权和认证流程,并提出了一种公专网融合的5G数据分流方法。     

5G公网铁路站场专用研究

针对铁路货场、编组站、客运站等铁路站场应用场景,研究梳理5G公网铁路站场专用业务及网络需求,并结合运营商5G专网建设模式,提出5G公网铁路站场专用解决方案,包括组网架构、网络服务质量方案、业务服务质量方案、高可靠性方案、网络运维方案和网络安全方案,并给出5G公网专用方案在智慧编组站、智慧车站的应用案例。方案具有实用性、创新性和灵活性,有助于在站场基于运营商5G网络快速部署5G专网,充分发挥5G优势,为铁路站场提供技术支撑,实现站场保安全、提效率、增效益的目标,并推动铁路站场数字化、智能化、智慧化发展。     

铁路5G公专网融合应用移动智能终端管控方案研究

随着铁路5G-R新一代移动通信系统的建设和基于运营商5G公网的创新应用,铁路移动智能终端管控变得尤为重要。从公网、专网不同场景研究铁路5G公专网融合应用移动智能终端管控总体方案,提出基于两级部署架构的管理平台构建方案及终端软件方案,并通过IMSI方式实现公网、专网模式选择。该研究方案可实现对公网、专网场景下的铁路移动智能终端管控,保障终端和应用的安全、可管、可控。     

2100 MHz频段铁路5G专网电磁兼容特性研究

2 100 MHz频段电波传播特性良好,可申请作为我国铁路5G专网频率。但该频段与天通卫星通信系统、中国联通LTE系统的频率相邻,存在系统间干扰风险,可能影响铁路通信系统的可靠性。对2 100 MHz频段铁路5G专网频率的电磁兼容特性进行研究,计算出与中国联通LTE系统所需的空间隔离距离,并提出在铁路基站加装滤波器、铁路基站与中国联通基站临近部署等干扰控制建议。     

5G技术在中国铁路的应用研究

5G技术将给铁路通信的建设使用和运维管理都带来巨大的变化。对5G网络的主要技术特点和铁路5G的主要应用场景进行分析,并对铁路的5G建设提出规划建议。     

城市轨道交通5G公专网融合组网方案研究

从城市轨道交通无线承载业务需求出发,介绍当前城轨主要无线承载业务并展望面向未来的宽带无线业务需求;结合运营商5G网络能力及主要核心技术,对城轨5G公专网融合的5种组网方案进行比选：主要包括城轨完全利用运营商5G网络设备,结合切片及边缘计算技术建设虚拟专网;城轨与运营商共享5G基站,独立建设小型核心网、城轨利用运营商5G核心网、无线网,独立建设UPF、MEC以及城轨租赁运营商频率、独自建网等,并对各方案的优缺点进行比选分析。     

5G公网铁路应用接入架构设计研究

为顺应铁路大规模开展5G公网业务应用的发展趋势,进一步加强铁路5G业务应用集中管控,提高5G公网铁路应用的一致性、安全性和规模效应,深入开展5G公网铁路应用架构研究。以实际铁路业务5G公网应用需求为驱动,以5G网络切片、边缘计算等技术为依托,基于铁路业务的部署特点及应用场景,提出广域号卡集、广域切片、局域切片、局域物理专网4种网络接入架构,并针对典型应用业务提出相应的5G公网接入方案。5G公网为铁路信息化业务提供了辅助承载能力,通过5G公网铁路应用架构设计,规范铁路业务使用5G公网的技术接口,为业务扩展、资费优惠、安全防护、运营管理、服务质量控制等工作提供技术支撑,有助于提升铁路智能化服务水平。     

5G高铁专网部署优化策略及应用技术研究

针对高铁运行车速快、无线网络环境复杂、制约5G高铁专网应用的因素较多等问题,探究如何充分利用5G网络优势支撑信息化、智能化高铁发展成为迫切需要。通过分析归纳近年来国内外5G高铁专网技术发展与应用的研究现状,指出该领域的主要研究方向;然后,通过经验总结与理论推导对5G高铁专网SA与NSA(独立组网与非独立组网)部署架构、站址规划选择方法和设备选型策略进行分析并给出指导性建议;接着,对影响5G高铁专网质量的3个主要基础优化方向和原则进行理论分析并特别针对切换问题提出“日”字形切换方案;最后,结合5G高铁专网大带宽、低时延、大连接的特性对3个主要应用领域进行了基本方案设计与概述并说明了其面临的问题和挑战。研究成果解决了我国5G高铁专网部署与应用过程中面临的部分规划、建设、优化及应用方案设计问题,具有一定的借鉴与指导意义。     

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。     

移动性增强技术在铁路5G专网中应用场景研究

超高可靠低时延通信是5G移动通信系统的三大特性之一,移动性增强是实现超高可靠低时延特性的一个关键技术。铁路5G专网同样也有高可靠性低时延的要求,列车在高速运行过程中,用户设备需要不断在相邻小区间进行业务切换,主要探讨移动性增强技术中的条件切换、双激活协议栈和快速切换失败恢复等3项功能在铁路5G专网中的应用场景。根据这3项功能的工作机制和铁路5G专网覆盖模型的特点,认为双激活协议栈和快速切换失败恢复对减少业务中断时延,保障列车运行安全具有很好的应用价值。     

铁路视频会议通信技术发展应用研究

新一代音视频编解码技术、大数据云计算、5G宽带移动网、AI人工智能等通信技术协同发展,给视频会议通信带来新的发展机遇。针对国铁集团现有2套视频会议系统,即铁路电视电话会议系统和铁路云视频会议系统的现状,从产品国产化、音视频专业化、云会议轻量化、5G移动化、AI智能化及交互式数据协作等方面进行分析,提出了通信技术协同发展在铁路视频会议通信领域的应用建议。     

PLC与5G融合通信在铁路信号设备状态监测系统中的应用研究

针对铁路信号设备状态监测系统中常见的PLC+ADSL组网模式存在硬件设备复杂、带宽有限、维护难度大等问题,分析了铁路5G专网建设情况及应用场景,研究了PLC+5G专网融合通信在道岔缺口监测系统、信号设备故障预测与健康管理系统中的组网及部署方案,实现了监测数据的实时上报,并在包神铁路现场进行了验证。结果表明:相较于PLC+ADSL组网模式,PLC+5G的融合通信实时性更高、可扩展性更强、部署简单更灵活,具有较高的工程应用价值。     

新基建背景下铁路5G技术应用研究

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。     

基于5G通信的铁路车载大数据车地传输方案研究

随着我国铁路路网规模的迅速扩大,以及基础设施、移动装备的健康管理数字化和智能化发展,越来越多的机车、动车组和检测车投入运营,车载设备所产生的数据也呈指数级增长.为了研究高效、可靠、安全的车地数据传输技术,实现车载大数据实时传输,本文结合5G通信在我国铁路应用中的发展趋势,基于5G通信传输特点和铁路车地通信场景,提出正线...     

基于5G传输的铁路基础设施监测方案研究

随着铁路基础设施监测技术智能化、信息化的高速发展,现有铁路通信技术难以满足铁路基础设施监测大容量、低时延的传输需求,亟需新技术提供支撑。利用铁路5G通信技术的大带宽、低时延、海量连接等特性,可解决铁路基础设施监测相关通信需求。针对铁路基础设施监测需求,对5G和互联网协议安全虚拟专网（IPSec VPN）、虚拟专用拨号网络（VPDN）、数据网络名称（DNN）等网络技术进行研究,并分析基于不同网络接入方式的铁路基础设施智能监测技术方案及其适用场景,为铁路基础设施监测相关工作提供参考。     

无线集群技术在兖州矿区铁路调度通信中的应用

兖州矿区位于鲁西南地区,跨越济宁、兖州、邹城、曲阜4市,共有矿井9对,年产量近3 000万t.矿区铁路是兖州矿区煤炭销售的主干运输系统,以铁运处为中心,呈伞面状分布,由184 km的铁路线和16个车站组成,矿区铁路的运量已近2000万t/年.