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高速铁路通信电源施工技术

中国高新技术企业 2010年第12期 85-87页

作者：邱庆伟中铁建电气化局集团南方工程有限公司湖北武汉361022

高速铁路通信电源是构成各种通信手段必不可少的组成部分,是高速铁路通信设备正常运行的保障,对确保通信质量具有重要的影响,因为通信设备发生故障是局部的,而通信电源的故障,影响面会更大。文章论述了高速铁路通信电源的特点,高速铁路... 详细信息

高速铁路通信电源是构成各种通信手段必不可少的组成部分,是高速铁路通信设备正常运行的保障,对确保通信质量具有重要的影响,因为通信设备发生故障是局部的,而通信电源的故障,影响面会更大。文章论述了高速铁路通信电源的特点,高速铁路通信电源对电源系统的新要求。

关键词：高速铁路通信通信电源施工技术蓄电池组

基于支持向量机的高速铁路通信系统信道预测算法

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电子技术应用 2018年第4期44卷 117-121页

作者：董志翔赵宜升黄锦锦陈梦嘉陈忠辉福州大学物理与信息工程学院福建福州350116

针对高速铁路通信系统,研究快速时变信道预测问题。通过引入支持向量机(SVM)模型,提出一种信道预测算法。通过求解二次优化问题,得到SVM的预测最优超平面,并通过循环迭代实现多步预测。为了进一步提高预测准确度,采用遗传算法(GA)对SVM... 详细信息

针对高速铁路通信系统,研究快速时变信道预测问题。通过引入支持向量机(SVM)模型,提出一种信道预测算法。通过求解二次优化问题,得到SVM的预测最优超平面,并通过循环迭代实现多步预测。为了进一步提高预测准确度,采用遗传算法(GA)对SVM模型的惩罚系数和高斯核宽度进行优化。仿真结果表明,与传统的自回归(AR)以及单一的SVM预测模型相比,所提出的同时考虑SVM和GA(SVM-GA)的预测模型具有较低的预测误差。此外,当考虑噪声对预测性能影响时,SVM-GA预测模型在归一化均方误差性能方面也优于AR和SVM模型。

关键词：信道预测支持向量机遗传算法高速铁路通信

高速铁路通信传输系统安全强化设计的途径研究

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西铁科技 2022年第4期 16-18页

作者：张小斌李伟西安局集团公司西安通信段西安局集团公司科学技术研究所

高速铁路事业的不断开拓以及现代通信技术的持续进步,使国内的高铁通信技术取得重大突破,车站、列车区间等的控制逐步实现了统一。高铁通信技术日益发展,克服了以往控制分散、功能单一等缺陷。目前,我国的高铁通信正逐步走向网络化和智... 详细信息

高速铁路事业的不断开拓以及现代通信技术的持续进步,使国内的高铁通信技术取得重大突破,车站、列车区间等的控制逐步实现了统一。高铁通信技术日益发展,克服了以往控制分散、功能单一等缺陷。目前,我国的高铁通信正逐步走向网络化和智能化。但随着高铁通信技术的发展,其存在的安全性问题也日益突出,严重影响着高铁运行的安全与稳定。因此,本论文围绕着高铁通信的传输安全展开论述,从而为这项工作的推进提供理论参考。

关键词：高速铁路通信通信传输强化设计

基于智能超表面的高铁场景下通感一体化数据传输研究

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基于智能超表面的高铁场景下通感一体化数据传输研究

作者：沙泓夷吉林大学

学位级别：硕士

交通强国,铁路先行。随着时代与社会的发展,高速铁路(HSR,High-Speed Railway)已成为最具可持续性与便捷性的大众交通工具。随着基础设施不断更新和人工智能、大数据、云计算等先进移动通信技术的发展,高速铁路正在向信息化、数字化、... 详细信息

交通强国,铁路先行。随着时代与社会的发展,高速铁路(HSR,High-Speed Railway)已成为最具可持续性与便捷性的大众交通工具。随着基础设施不断更新和人工智能、大数据、云计算等先进移动通信技术的发展,高速铁路正在向信息化、数字化、智能化演进。然而,高速铁路带来的网络频繁切换、高动态不稳定信道和多普勒干扰等问题,显著降低了高速铁路车地通信系统的服务质量(Qo S,Quality of Service),此外,由于高铁上用户通信设备和轨道旁的感知设备数量激增,现有的铁路专用移动通信系统(GSM-R,Global System for Mobile Communications-Railway)难以在有限频谱资源的条件下保证高速铁路感知和通信信息的可靠传输,制约了高速铁路安全、稳定、高效运行。因此,如何提高高速铁路系统的信息传输效率,降低列车高动态特性对车地服务质量的影响,是未来智能高速铁路系统亟需解决的关键问题。系统传输效率是通信系统在恶劣环境下正常运转的一个关键指标,并且通信服务质量在很大程度上依赖于系统传输效率。使用新型的通信感知一体化技术(ISAC,Integrated Sensing and Communication)和智能超表面技术(RIS,Reconfigurable Intelligent Surface)有助于增强高速铁路通信系统的传输效率。通过采用ISAC技术,高速铁路的通信系统和感知系统可以通过共享频谱、硬件和传输波形来提高频谱和系统效率,实现整体效益的提升。此外借助RIS技术,一方面可以通过为高速铁路通信系统增加额外的反射或透射链路来进一步提升系统性能;另一方面,可以利用RIS超大天线孔径来提升高速铁路网络的感知能力,实现列车的高精度定位和对异常目标的检测。然而,由于高速铁路系统的频谱资源有限,需要合理衡量复杂度及成本与列车精准感知之间的关系,此外如何在时变的高速铁路系统中设计最优的RIS相移矩阵,也是一个重要但困难的问题。针对上述问题,本文展开高铁场景下通信感知联合数据接收信噪比最大化研究,以基站为用户提供高效通信服务和辅助高铁进行轨道目标检测为目标,利用通信感知一体化基站进行通信感知联合波束形成,基于凸优化理论以系统接收信噪比最大化为目的进行问题构建与优化。其次,针对智能超表面辅助高铁场景下通信感知一体化系统数据传输,引入智能超表面进行辅助,进一步提高通信感知一体化系统效率,利用交替优化算法,以用户和速率最大化为目的进行问题构建与优化,通过仿真结果证明所提算法的优越性。本文的主要贡献可归纳如下:一、针对高铁场景下频谱资源紧张问题,设计了高铁场景下通信感知一体化数据传输模型,对于基站对高铁用户通信数据传输链路和雷达对高铁周遭环境感知链路,对其动态信道特性进行研究,并以感知雷达的接收信噪比最大化为核心构造优化问题,利用凸优化算法研究最优的通信感知联合发射波束形成设计。二、针对智能反射面辅助的高铁通信感知一体化系统,提出了联合波束形成和单相移矩阵数据传输算法,利用智能反射面对信号的反射作用,建立了智能反射面辅助高铁轨道目标感知与用户通信模型,在高铁场景下通信感知一体化系统研究基础上进一步提升系统性能。三、针对上述通信感知联合传输模型,提出了联合波束形成和多相移矩阵数据传输算法,通过理论推导,在系统模型设计上引入智能全表面,利用智能全表面对信号的透射和反射作用,进一步增强系统性能。基于Matlab进行仿真与对比实验,验证所提出系统和算法的有效性与稳定性,并对所提系统在不同列车行进速率和不同基站发射功率情况下进行验证,均可实现良好效果。上述研究内容探讨了如何在高速铁路通信中节省频谱资源和提高智能高速铁路通信传感数据传输效率的新理念和新技术。此外,本文还针对智能高速铁路系统与下一代移动通信技术相结合的潜在应用场景的优化策略进行了深入探讨。创新的内容是基于现有研究基础进行扩展,对未来场景进行探索,为后续的研究奠定了基础。

关键词：高速铁路通信通信感知一体化智能超表面凸优化理论

面向高铁车地通信系统的下行波束成形设计与自适应导频分配研究

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面向高铁车地通信系统的下行波束成形设计与自适应导频分配研究

作者：余杰西南交通大学

学位级别：硕士

随着高速铁路通信技术的发展,人们对铁路无线通信需求从传统的语音业务发展到现今的高数据速率业务,例如面向乘客的移动电视、互联网应用等通信业务。然而,高铁无线通信仍面临着许多挑战,包括复杂的电磁传播环境、频繁的越区切换、高多... 详细信息

随着高速铁路通信技术的发展,人们对铁路无线通信需求从传统的语音业务发展到现今的高数据速率业务,例如面向乘客的移动电视、互联网应用等通信业务。然而,高铁无线通信仍面临着许多挑战,包括复杂的电磁传播环境、频繁的越区切换、高多普勒频偏、车辆穿透损耗以及用户集中导致的信令风暴等。为了满足新型通信业务的需求并同时保证列车运行的安全性和高效性,需要对现有的高铁通信技术进行深入研究,并探索适用于未来超高速场景下低时延、高可靠的车地无线通信技术。因此,本文研究了高铁车地通信系统下行波束成形设计与自适应导频分配问题。首先,本文研究了不完美信道状态信息(Channel State Information,CSI)下的高铁车地通信系统多小区协作波束(Multicell Coordinated Beamforming,MCBF)成形问题。以最大化高速列车的信息传输速率为目标,考虑CSI反馈误差、用户间干扰、低移速用户最小信息传输速率需求以及最大传输功率约束,构建了高铁通信多小区协作波束成形鲁棒优化问题。通过半正定松弛有效近似的方法将非凸问题转换成确定性的凸优化问题,并利用二分法迭代出最优解。仿真结果表明,在保证低移速用户服务质量的前提下,所提出的多小区协作波束成形算法能够有效地提升高铁车地通信系统的信息传输速率,并降低其通信中断概率。其次,针对现阶段缺乏超高速场景(>600 km/h)下5G通信系统适用性研究的现状,本文首先基于5G标准框架搭建了5G-R链路仿真平台,随后研究了5G系统在超高速场景下的适用性问题,并分析在不同信道时延扩展、速度、子载波间隔以及MCS索引下高铁车地通信系统的误码率和吞吐量等性能。此外,根据高铁场景下列车位置的变化特性,提出了一种自适应DMRS导频分配方案,即通过固定帧长内的平均误块率和CSI反馈来动态调整解调参考信号(Demodulation Reference Signal,DMRS)在资源网格中的映射方式,所提方案充分权衡了信道估计精度与DMRS导频开销。仿真结果表明,与传统的固定DMRS导频映射方式相比,所提方案能够更好地适应高铁信道状态的快速变化,同时能够有效提升5GR系统的吞吐量。

关键词：高速铁路通信波束成形 5G-R 解调参考信号

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客运专线通信系统项目质量管理研究

中国新通信 2019年第8期21卷 9-10页

作者：徐文武哈尔滨局集团公司电务部

高速铁路作为新的国家运输大动脉,直接影响国家经济发展和人民生活水平。2007年至今,我国高速铁路的发展举世瞩目,在建设上取得了骄人的成就。本文以哈牡、哈大客专通信系统建设项目作为研究对象,应用项目质量管理的理论及方法,首先从... 详细信息

高速铁路作为新的国家运输大动脉,直接影响国家经济发展和人民生活水平。2007年至今,我国高速铁路的发展举世瞩目,在建设上取得了骄人的成就。本文以哈牡、哈大客专通信系统建设项目作为研究对象,应用项目质量管理的理论及方法,首先从质量管理组织体系、现行工作方法、质量计划、质量控制等方面,分析了该通信项目质量管理的现状。研究发现,由于客运专线建设的重要性和特殊性,通信系统中新技术、新网络、新产品的应用,成了客运专线建设的重中之重。文章着重分析了哈局客运专线通信系统项目建设中质量管理存在的问题。在此基础上,提出了通信系统项目质量管理的改进方案,从标准化管理、质量计划编制、质量控制等方面,着重探讨了如何提高通信系统实施质量管理水平。本文运用全面质量管理思想,提出建立客运专线通信各子系统项目质量管理体系,从质量计划的编制开始,进行了施工的全过程的管理工作。

关键词：高速铁路通信项目质量控制计划质量控制质量保

基于弹性接入控制架构的高铁通信系统切换技术

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价值工程 2016年第19期35卷 89-90页

作者：虞梦月西安铁路职业技术学院西安710000

为了解决高速铁路通信中的掉线问题和数据丢失问题,针对高铁通信系统的特性,提出了一种基于弹性资源占用和自适应资源预定算法的接入控制架构。自适应资源预定算法可以有效的利用有限带宽进行切换,弹性资源占用模型可以合理的进行带宽... 详细信息

为了解决高速铁路通信中的掉线问题和数据丢失问题,针对高铁通信系统的特性,提出了一种基于弹性资源占用和自适应资源预定算法的接入控制架构。自适应资源预定算法可以有效的利用有限带宽进行切换,弹性资源占用模型可以合理的进行带宽占用。通过仿真证明所提出的技术可以有效的降低切换掉线率,并且提高高铁通信系统的性能。

关键词：高速铁路通信切换技术弹性控制接入

基于摩尔状态机的LTE-R系统自适应调制编码方法

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电子技术应用 2018年第6期44卷 85-89页

作者：陈梦嘉赵宜升黄锦锦董志翔陈忠辉福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

针对铁路长期演进(LTE-R)通信系统,开展自适应调制编码(AMC)研究。通过引入摩尔状态机(MSM)模型,提出一种AMC策略。根据LTE-R系统采用的调制和编码方式(MCS),设计MSM的有限状态集。针对不同调制方式,得到误码率(BER)与信噪比(SNR)的关... 详细信息

针对铁路长期演进(LTE-R)通信系统,开展自适应调制编码(AMC)研究。通过引入摩尔状态机(MSM)模型,提出一种AMC策略。根据LTE-R系统采用的调制和编码方式(MCS),设计MSM的有限状态集。针对不同调制方式,得到误码率(BER)与信噪比(SNR)的关系曲线。通过给定目标BER,获得不同调制方式对应的SNR阈值。在这些阈值基础上,通过加减一定的SNR常数,得到不同MCS对应的SNR阈值。同时,为了减少MCS在SNR阈值附近发生频繁切换,对SNR阈值设置上下界,得到MSM的状态转换SNR阈值区间。基于得到的SNR阈值上下界,设计MSM,实现MCS的动态调整。仿真结果显示,所提出的AMC方法比传统的基于分段函数的AMC方法具有更加稳定的频谱效率和吞吐量。此外,相比固定调制方式策略,提出的AMC方法具有更好的BER性能。

关键词：自适应调制编码高速铁路通信摩尔状态机