軌道交通5G關(guān)鍵技術(shù)

目錄
序
前言
第1章 世界高速鐵路發(fā)展概述 1
1.1 高速鐵路概述及發(fā)展歷程 1
1.2 主要*高速鐵路發(fā)展概述 2
1.2.1 日本 2
1.2.2 法國 5
1.2.3 德國 7
1.2.4 意大利 9
1.2.5 西班牙 10
1.2.6 世界其他地區(qū) 10
1.2.7 中國 12
1.3 未來的智能高速鐵路 19
參考文獻 22
第2章 高速鐵路專用移動通信 23
2.1 列控及鐵路專用通信系統(tǒng) 23
2.2 高速鐵路移動通信場景劃分 27
2.3 GSM-R 30
2.3.1 GSM-R的發(fā)展和標準化歷程 30
2.3.2 GSM-R的應(yīng)用和業(yè)務(wù) 32
2.3.3 影響GSM-R系統(tǒng)性能的主要因素 33
2.4 LTE-R 34
2.4.1 當前鐵路移動通信系統(tǒng)現(xiàn)狀及不足 34
2.4.2 基于LTE的新一代鐵路移動通信系統(tǒng) 35
2.4.3 LTE-R與GSM-R系統(tǒng)互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 36
2.5 5G-R 36
2.5.1 高速鐵路場景對移動通信的新需求 36
2.5.2 高速鐵路場景新的業(yè)務(wù)應(yīng)用 37
參考文獻 38
第3章 高速鐵路5G業(yè)務(wù)模型 40
3.1 高速鐵路信息化現(xiàn)狀 40
3.2 國內(nèi)外研究進展 41
3.3 面向高速鐵路交通場景的5G承載業(yè)務(wù)分析 43
3.3.1 業(yè)務(wù)需求挖掘、定義與分類 43
3.3.2 5G-R業(yè)務(wù)分類 51
3.3.3 分析帶寬需求，建立業(yè)務(wù)模型 53
3.4 潛在問題 54
參考文獻 55
第4章 高速鐵路5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 56
4.1 高速鐵路網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進 56
4.2 國內(nèi)外研究進展 56
4.3 現(xiàn)有的高速鐵路通信網(wǎng)絡(luò)研究 58
4.3.1 基于毫米波的高鐵移動通信系統(tǒng) 58
4.3.2 多天線技術(shù) 59
4.3.3 分布式天線系統(tǒng) 61
4.3.4 控制層與用戶層分離的鐵路通信異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 61
4.4 5G-R場景中的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 62
4.4.1 5G-R系統(tǒng)設(shè)計：邏輯視圖 63
4.4.2 5G-R系統(tǒng)設(shè)計：功能視圖 64
4.4.3 5G-R組網(wǎng)設(shè)計：平臺視圖 65
4.4.4 5G-R關(guān)鍵性能指標分析 66
4.5 軌道交通場景下基于網(wǎng)絡(luò)切片的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 67
4.5.1 網(wǎng)絡(luò)切片 67
4.5.2 軌道交通網(wǎng)絡(luò)切片 68
參考文獻 69
第5章 高速鐵路高頻信道建模 72
5.1 軌道交通高頻信道建模綜述 72
5.1.1 研究背景 72
5.1.2 相關(guān)研究 73
5.2 測量系統(tǒng)與測量環(huán)境 75
5.2.1 測量系統(tǒng) 75
5.2.2 測量環(huán)境 77
5.3 測量結(jié)果與分析 80
5.3.1 基本信道參數(shù) 80
5.3.2 傳播機制探討 93
參考文獻 97
第6章 大規(guī)模天線信道建模 101
6.1 大規(guī)模天線信道建模研究綜述 101
6.1.1 大規(guī)模天線信道建模研究現(xiàn)狀 101
6.1.2 軌道交通場景大規(guī)模天線信道建模研究的意義 102
6.2 大規(guī)模天線信道與天線測量 103
6.2.1 信道測量系統(tǒng) 103
6.2.2 信道測量環(huán)境 105
6.2.3 天線校準 106
6.3 多徑分量估計與多徑簇萃取 107
6.3.1 多徑分量的估計 107
6.3.2 多徑分量的跟蹤與識別 108
6.3.3 多徑分量的分簇與多徑簇的劃分 109
6.4 基于多徑簇的三維信道特性分析與建模 111
6.4.1 散射體識別 111
6.4.2 總體角度分布 112
6.4.3 角度擴展統(tǒng)計 113
6.4.4 多徑簇內(nèi)參數(shù)建模 115
6.4.5 多徑簇間參數(shù)建模 118
參考文獻 122
第7章 高速鐵路場景5G非正交多址技術(shù) 128
7.1 5G非正交多址技術(shù) 128
7.1.1 PNOMA技術(shù) 128
7.1.2 SCMA技術(shù) 133
7.1.3 圖樣分割多址技術(shù) 138
7.1.4 多用戶共享接入技術(shù) 140
7.1.5 串聯(lián)擴頻多址技術(shù) 141
7.2 5G非正交多址技術(shù)在高速鐵路場景中的應(yīng)用 147
參考文獻 151
第8章 高速鐵路場景5G超可靠低時延技術(shù) 153
8.1 概述 153
8.2 高速鐵路場景的URLLC幀結(jié)構(gòu)設(shè)計 153
8.2.1 靈活可變的子載波間隔 154
8.2.2 靈活可變的每幀時隙數(shù) 157
8.2.3 靈活可變的上下行時隙配置 159
8.2.4 靈活可變的參數(shù)集復(fù)用 162
8.2.5 適配于低時延業(yè)務(wù)的mini-slot幀結(jié)構(gòu) 163
8.3 高速鐵路場景的URLLC控制信道設(shè)計 164
8.3.1 上行傳輸?shù)目刂菩诺涝O(shè)計 165
8.3.2 下行傳輸?shù)目刂菩诺涝O(shè)計 166
8.4 高速鐵路場景的半靜態(tài)URLLC包調(diào)度 169
8.5 本章小結(jié) 171
參考文獻 171
第9章 高速鐵路移動性網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 173
9.1 概述 173
9.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀概述 174
9.3 系統(tǒng)模型與問題構(gòu)建 175
9.3.1 系統(tǒng)模型 175
9.3.2 問題描述 177
9.4 基于移動網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)遷移機制設(shè)計 179
9.4.1 移動云服務(wù)器相遇預(yù)測階段 179
9.4.2 無線傳輸速率估計階段 180
9.4.3 動態(tài)時隙調(diào)度分配階段 182
9.5 仿真結(jié)果與分析 183
9.5.1 仿真設(shè)置 183
9.5.2 用戶車輛密度對數(shù)據(jù)遷移性能的影響 184
9.5.3 權(quán)重因子對數(shù)據(jù)遷移性能的影響 185
9.5.4 用戶車輛平均速度對數(shù)據(jù)遷移性能的影響 186
9.6 本章小結(jié) 188
參考文獻 188
第10章 總結(jié)與展望 190
10.1 智能鐵路D2D 190
10.2 智能鐵路空天地一體化網(wǎng)絡(luò) 190
10.3 智能鐵路物聯(lián)網(wǎng) 191
10.4 智能鐵路移動網(wǎng)絡(luò) 191
10.5 智能鐵路安全 191
10.6 智能鐵路人工智能 192
參考文獻 192
索引 193
彩圖