基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿

LTE-R作为下一代高速铁路无线通信系统，保持时间同步对于高速铁路行车安全至关重要。针对现有时间同步方法仅考虑随机噪声，而忽略LTE-R无线信道多径衰落、多普勒频移等对时钟同步过程的影响，导致主从时钟偏移估计不准确的问题，提出一种基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿方法：建立LTE-R下主从时钟之间相位、频率偏移的状态转移方程；构建引入伯努利随机变量的时钟相位、频率偏移观测方程；利用改进的卡尔曼滤波算法得到最优时钟偏移估计值；使用本方法实现对LTE-R时间同步误差的补偿；通过实验仿真，得到LTE-R下信道多径衰落、多普勒频移、信噪比、列车车速等对高速铁路时间同步的影响，并实现对不同高铁运行场景下时间同步偏差的定量分析。结果表明：本方法能够有效消除LTE-R无线信道时钟偏差，与其他补偿方法相比，具有更好的稳定性和鲁棒性。     

ATP电台动态检测平台研究

针对CTCS-3级列控系统无线通信超时，提出车载ATP电台动态检测方法，并设计了ATP电台的室内动态检测平台。该平台依据无线网络设计指标、现场运营记录指标，以及电台允许的最低指标，设置无线网络通信环境，在ATP动态行车过程中，实时监测及分析车地无线通信数据和电台射频指标，实现电台的动态特性检测；同时，该平台可在Um空口处施加量化的同频、邻频、偏离载波400 kHz的干扰信号，实现电台的抗干扰特性检测。经过一年的现场使用，该检测平台运行稳定，电台故障检测效果明显。     

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。     

面向中老铁路跨境运输需求的电务专业工程实践

为了对中老铁路更好地维护管理,解决跨境运输面临的技术挑战,研究定制了跨境机车、动车组LKJ、CIR设备方案,并以管理模式创新、维修工艺创新、技术支持创新为基础,不断强化专业管理及标准落实,持续做好技术保障支持,切实提升设备质量,全力确保中老铁路运输安全持续稳定。     

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。     

C3级列控系统无线通信协议引起的无线通信超时优化建议

无线通信超时是铁路信号故障整治的重点和难点，中国国家铁路集团有限公司联合各铁路局集团公司、通信信号厂商开展专项整治以来，无线通信超时情况虽降幅显著，但在铁路信号故障中仍占有较大比例。结合无线通信超时整治工作，以几种典型车地无线通信协议引起的无线通信超时为例，对无线通信超时发生的原因进行专项剖析，明确了车载ATP和地面RBC设备在协议处理中不合理之处，并在深入研究无线通信协议规范的基础上，提出了相关优化建议，为完善无线通信协议、减少无线通信超时问题提供方案和思路。     

铁路GSM-R无线网络时间提前量异常问题研究

针对与光纤直放站区段CTCS-3级无线通信超时经常伴随出现的小区切换时间提前量（TA）异常问题，分析了TA基本原理和GSM-R无线网络基站子系统的拓扑结构，计算TA理论值并进行现场测试。目前已知的TA异常问题通常由Handover Access消息发射端引起，通过对空口监测系统的关键技术进行研究，优化和增强了Handover Access消息捕捉功能；同时定义并引入比特偏移量BitShift进行多路径信号TA估算，验证了空口监测系统和基站的TA计算结果一致，解决了因技术手段和方法缺失导致无法分析和定位TA异常现象的问题。     

银川动车所GPS信号不良问题解决方案研究及实践

GPS系统为机车综合无线通信设备提供公用、原始位置信息，一旦GPS信息无效，将会严重影响动车组司机出库作业。分析了GPS信息无效的原因，从信号放大、电磁场叠加方面来优化银川动车所GPS信号场强，以解决GPS信号不良的问题。     

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。     

CTCS-3级列控车载电台无线通信超时问题探讨

CTCS-3级列控系统因车载电台未正常起呼或单电台RBC交权而引起的无线通信超时，均被判定为电台工作异常导致，但更换电台也无法解决，运维效率低下。通过自主化电台日志分析，得出电台小区重选或位置更新异常是造成这2类故障的根本原因。结合电台小区重选和位置更新的流程，提出在电台及网络侧的优化建议方案，为从根本上解决类似问题提供思路。