下一代铁路移动通信系统关键技术研究课题合同0210提交
铁路信息化基础通信网络的发展建设及关键技术探讨王钟文
铁路信息化基础通信网络的发展建设及关键技术探讨王钟文发布时间：2023-08-04T08:30:58.555Z 来源：《工程建设标准化》2023年10期作者：王钟文[导读] 随着目前我国的经济实力、科技实力的不断发展。
铁路建设的重要性也显得越来越突出了。
今天我们这篇文章就是从铁路信息化基础通信网络发展的基础之上, 再浅析一下其发展的关键技术。
希望可以对我国铁路事业的发展起到帮助的作用。
牡丹江电务段黑龙江牡丹江 157500摘要：随着目前我国的经济实力、科技实力的不断发展。
铁路建设的重要性也显得越来越突出了。
今天我们这篇文章就是从铁路信息化基础通信网络发展的基础之上, 再浅析一下其发展的关键技术。
希望可以对我国铁路事业的发展起到帮助的作用。
关键词：铁路信息化;基础通信网络;发展建设;关键技术;随着信息技术的不断发展, 铁路信息化基础通信网络也受到了极大的考验。
铁路信息化基础通信网络是国家信息基础设施的重要组成部分, 因此, 铁路部门应当将它的发展作为重点的工作项目。
我们就以此题,从铁路信息化通信网络的建设宗旨、现状、铁路信息化基础通信网络发展中大关键技术三个方面进行一个简单的探讨。
1 铁路信息化基础通信网络的建设宗旨1.1 总体原则组建铁路信息化基础通信网络的基本原则是:追踪国外铁路信息化基础通信网络的发展趋势, 并且借鉴国外先进的电子信息化技术, 同时还要依据本国的实际情况, 遵循先进、规范、安全、开放、共享的思想。
注重信息网络的适用性以及安全性, 组建一套适用于我国社会、并且是服务于全社会的信息化基础通信网络。
1.2 发展目标根据上面所说到的方针, 铁路信息化基础网络在发展中应当完善现在的网络系统、提高网络的安全性能、满足铁路信息系统的入网要求, 为铁路的全面信息化提供一个安全、可靠、实用的平台。
最终, 我们要达到网络系统一体化、传输交换一体化、有线无线一体化的最终目标, 同时, 还要为发展铁路信息化基础通信网络提供一套切实可行的方案。
铁路下一代移动通信系统业务需求分析
万方数据
万方数据
万方数据
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铁路下一代移动通信系统业务需求分析
作者：蒋志勇， 左自辉， 殷亚勋， 孙照辉
作者单位：蒋志勇,左自辉(中国铁道科学研究院通信信号研究所通信事业部)， 殷亚勋(广州铁路(集团)公司电务处510080广州)， 孙照辉(济南铁路局 250001济南)
刊名：
铁道通信信号
英文刊名：Railway Signalling & Communication
年，卷(期)：2013,49(z1)
1.中华人民共和国铁道部铁路技术管理规程 2006
2.NING Bin;TANG Tao;Gao Zi you Intelligent railway systems in China 2006
3.UIC E-TRAIN project team E-TRAIN-Broadband Communication with Moving Trains Technical Report 2010
4.夏云琦铁路无线通信技术向LTE-R的演进[期刊论文]-中国铁路 2012(08)
5.黄韬LTE/SAE移动通信网络技术 2009
6.李晓辉;崔伟演进分组系统(EPS):3G UMTS的长期演进和系统结构演进 2009
7.辛伟演进分组系统(EPS)业务应用技术 2011
本文链接：/Periodical_tdtxxh2013z1001.aspx。
下一代移动通信网络传输层关键技术研究与应用
可 以允许
，
但都 可 以规 为 两 种 ： 对 称 密钥 加 密
。
用 户 自行安 装 应 用 软 件
自由使 用 各 种类 型 的移 动 业 务
，
算 法 和 非 对 称 密钥 加 密算 法
对 称 密 钥 加 密技术使 用 相 同
，
病毒
、
恶 意代 码
、
木 马 程 序 等 利 用 了 智 能 手 机 的特 点
，
。
、
网 络 互 动 以 及 应 用平 台 等 多 元 化 业 务 转 变
，
在这 样 的
应 用于 下
…
．
一
代 移 动 通 信 网 络 的认 证 体 系 主 要 有 两
”’
。
技术 发展 趋 势 要 求 下
终 端 的基 本 要 求
M o b ile
。
对 多媒体 业 务 的 支 持成 为所 有智 能
、
种：
lP 等 在 无 线 网 络 中 的 部 署
。
因 此 如 何提
用 户数据的保护 包 括保 密性
4
．
、
完整 性 和 抗 重 放保护
，
。
供 快 速 高效 的 切 换 认 证 技术成 为 了 无 线 网 络 发 展 中急 需 解
信 令保 护
。
这 里 的信令 是 指 网 络 控 制 报 文
。
需要完
决 的难 题
，
，
生 活 网 络化 的进 程 加 快
，
。
结合 无
针 对 公 共 安全 特 定 应 用 场景
下
一
代移动 通 信 网 络数
：
线 通 信 网 络 技术 的发 展 趋 势
浅谈利用IMS构架搭建下一代铁路通信网
ａ ｄ ｏ ｉ ｉ ａｌ ｅ ｎ ｄ ｆｒｍｏ ｉ ｅｗ ｒ ｙ３ Ｐ． Ｉ ｈ ｒ ｍｅ ｏ ｋ ｏ ＧＮ，Ｉ ａ ｕ ｐ ｒ ｂ ｔ ｈ ｎ ｒ ｎ ｌ ｄ ｆ ｅ ｏ ｂ ｌ ｎ ｔ ｏ ｋ ｂ ｇ ｙ ｉ ｅ ＧＰ ｎ ｔｅ ｆａ ｗ ｒ ｆＮ ＭＳ ｃ ｎ ｓ ｐ ｏ ｔ ｏ ｈ ｔ ｅ
汪
摘
涌
要 ：Ｉ （Ｐ Ｍ ｌｍ ｄａＳ ｂｙｔｍ）是 一种新 的 网络 构 架 。该项 技 术植根 于移 动领 域 ，最初 ＭＳ Ｉ ｕｔ ｅ ｉ ｕ ｓｓ ｉ ｅ
是３ Ｐ Ｇ Ｐ为移动 网络定 义的 ，而在 Ｎ Ｎ （ ｅｔ ｅｅａ ｏ ｅ ｏｋ 的框 架 下 ，Ｉ Ｇ Ｎ ｘ Ｇ ｎ ｒｔ ｎＮ ｔ ｒ ） ｉ ｗ ＭＳ同时 支持 固定 和 移动 网络 。结合铁 路 信 网现状 ，探 讨 Ｉ ＭＳ技 术在铁 路通信 网的应 用发 展 。
关 键词 ：铁路 ；Ｉ Ｓ Ｍ ；发展
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｉ ｌ ｍｅ ｉ ｕ ｓ ｓｅ ｉ ｗ ｉ ｄ ｏ ｅ ｗｏ ｋ ｆａ ｗｏ ｋ，ｗｈ ｃ ｓｒ ｏ ｅ ｎ ｍｏ ｉｅ ｆ ｌ Ｐ Ｍｕ ｔ ｄ ａ Ｓ ｂ ｙ ｔ ｍ ｓ ａｎｅ ｋ ｎ ｆｎ ｔ ｒ ｒ ｍｅ ｒ ｉ ｉｈ ｉ ｏ ｔｄ ｉ ｂ ｌ ｅｄ ｉ
Ａ ｄｅｓ ｒｎｌ ｉｎ） 穿 透 、 与 ｄ ｒｓ Ｔ ａｓ ｔ ａｏ
Ｓ ｉ ｈ ｄ ｅｅｈ ｎ Ｎ ｔｏｋ） 和 ｗｔ ｅ Ｔ ｌ ｏ ｅ ｅ ｒ ｃ ｐ ｗ
Ｐ Ｔ （Ｐ ｂ ｃ ＳＮ ｕ ｌ ｉ
Ｐ ＭＮ （Ｐ ｂ ｃ Ｌ ｕｌ ｉ
ＩＤ Ｓ Ｎ技 术 ，也有 ２ １世 纪的移 动通信 和 多媒 体通 信 技术） ，因此存 在 着 系统 复 杂 、接 口种 类 繁 多 、网 络 扩展 性差 、维 护难度较 大 、运营成 本高 、信息 共
下一代铁路专用无线通信系统的技术标准
下一代铁路专用无线通信系统的技术标准
1.频段：采用≥400MHz的频段，避免与其他频段干扰。
2.传输速率：无线通信系统应具有较高的传输速率，以满足高速列车运行的数据传输需求。
3.网络结构：应采用分布式网络结构，减少单点故障的风险。
4.网络拓扑：采用无线网状拓扑结构，以实现更好的覆盖范围和连接性，提高通信可靠性。
5.安全性：应采用高安全性的加密算法，确保数据传输的保密性和完整性，防止黑客攻击和信息泄露。
6.抗干扰性：无线通信系统应具有一定的抗干扰能力，以避免信号受到电磁干扰、多径衰减或其他因素影响。
7.低延迟：通信系统的延迟应尽量降低，以确保数据实时传输和处理。
8.实时性：应具有良好的实时性，在高速列车运行中能够及时传输和处理信息。
9.兼容性：通信系统应具有一定的兼容性，与现有的通信设备和系统进行良好的集成，以方便升级和扩展。
10.可靠性：通信系统应具有较高的可靠性，确保信息传输的稳定性和连续性，降低故障的发生率。
基于下一代网络的铁路VoIP通信关键技术研究
ＶｏＰ是应 用 Ｉ Ｉ Ｐ进行 语音 通信 ，其 基本 原理 为 通过 语音 压缩 算法 对 语 音 信 号进 行 压缩 编 码 处 理 ， 把语 音数 据 以数据 包发 送 ；接收 端把 语音 数据 包 串 起来 ，经 过解 码解 压缩处 理 后恢 复成 原来 的语 音信 号 。Ｉ ｖ Ｐ ６网络 将 为 ＶｏＰ 的部 署 提 供 更 多 的 Ｉ Ｉ Ｐ层 支持 ，具 体特 点如 下 。
服 务器 ；③ 接入路 由器 （ ＡＲ） ＭＮ 外地 子 网 接入 是
果 Ｃ 为支 持 ＭＩ ｖ Ｎ Ｐ ６的终 端 ，则 会 将 数 据 包 直 接 发往 ＭＮ 的转交 地址 ，实 现最 佳路 由；如果 Ｃ 不 Ｎ 支持 ＭＩ ｖ ，则会 将 数据 包继 续发 往 ＨＡ，始 终通 Ｐ６
过 ＨＡ转 发 。
随 着 Ｉｖ Ｐ ６技 术 的 逐 渐 成 熟 ，Ｉ Ｔ 已 经 将 Ｅ Ｆ Ｉ ｖ （ｎ ｅｎ ｔ ｒｔｃ ｌ ｅｓｏ ） 定 为 下 一 代 网 Ｐ ６ Ｉｔｒｅ ｏｏ ａ ｖ ｒｉｎ ６ 制 Ｐ 络 的标准 技 术 。以 ＶｏＰ（ ｉ ｖ ｒＩ ） 代 表 的 Ｉ Ｖｏｃ ｏ ｅ Ｐ 为 ｅ 网络 实时 通信技 术 ，因其能 够提供 丰 富多样 的创 新 业务 ，无 疑也将 成 为下 一代 网络 的主 流技 术 。 铁 路 通 信 系 统 不 同 于一 般 意 义 上 移 动 通 信 系 统 ，具有 高速 、单 向路 径 、节 点管理 信 息明确 等特 点 。为此 ，提 出了以 ＶｏＰ技 术 为 代 表 ，为 旅 客列 Ｉ
２ Ｖｏ Ｐｖ ｌ ６
路 由器 ；④通 信 节点 （ Ｎ） 与 ＭＮ 通 信 的对 端节 Ｃ 是
点 。移 动 Ｉ ｖ Ｐ ６通信 过 程如 图 １ 示 。 所
铁路新一代移动通信专网互联互通关键技术研究
铁路新一代移动通信专网互联互通关键技术研究丁建文1，3，郑鹏2，3，李海鹰4，孙斌1，3，费丹3，5（1.北京交通大学国家轨道交通安全评估研究中心，北京100044；2.北京交通大学电子信息工程学院，北京100044；3.北京交通大学北京市高速铁路宽带移动通信工程技术研究中心，北京100044；4.上海申铁投资有限公司，上海200003；5.北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京100044）摘要：第五代移动通信（5G）具有低时延、高速率的特点，同时在我国5G发展具有良好的政策环境和商业环境。
5G技术铁路应用已具备良好的基础和技术支撑，将5G技术应用到铁路有利于提升安全保障水平、运营效率、智能化水平并促进5G相关产业链的发展。
对铁路5G专网架构、互联互通接口及协议栈进行论述，结合技术特点和信令流程提出铁路5G专网互联互通测试方案，提出将开源平台应用到铁路5G专网互联互通测试的方法，能够提高测试效率，扩大测试覆盖范围。
关键词：铁路5G专网；互联互通；核心网；无线网中图分类号：U285文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）11-0031-10 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.11.0311概述高速铁路的便捷性、高效性和高安全性使其成为大众化的交通工具，同时高速铁路也是国家关键基础设施和重要的基础产业之一［1］。
近年来，由于信息通信技术的突飞猛进，智能化技术取得了突破性进展，铁路数字移动通信系统（GSM-R）的瓶颈开始逐渐凸显。
当前GSM-R系统瓶颈主要体现在以下方面：（1）承载业务量有限：GSM-R系统只有4MHz频段，带宽为200kHz，属于窄带通信，因此其容量受限。
（2）GSM产业链逐渐萎缩：2020年5月中华人民共和国工业和信息化部发文推动存量2G/3G物联网业务向NB-IoT/4G（Cat1）/5G网络迁移。
（3）传输效率低：无法提供图像、视频等多媒体基金项目：国家自然科学基金（U1834210）；中国铁路总公司科技研究开发计划项目（N2018G072）；中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（P2020G004）；中兴产学研合作项目（P20L00110）；上海申铁课题（I20L00240）第一作者：丁建文（1980—），男，副研究员，博士。
下一代移动通信发展趋势与若干关键技术
下一代移动通信发展趋势与若干关键技术作者：马文波薛向华来源：《中国新通信》 2018年第17期【摘要】下一代移动通讯网络，在面临移动通信发展关键性的进化过程中，人们在研究中发现，下一代网络具有超高的频谱利用率和超低的功效，因此在传输速度和资源利用方面具有独特的优势。
下一代移动通讯网络，拥有无线覆盖性很强，且用户体验更为舒适的感觉，这种发展趋势需要一系列关键性技术与之相匹配才能够达到移动通信快速发展的实际效果。
针对下一代通信网络最基本的发展需求，技术特点和未来可能的发展途径进行展望，就可以找到这一富有发展前景的移动通信关键技术具有怎样的特点。
【关键词】下一代移动通信发展趋势关键技术一、下一代移动通讯网络的概念及内涵下一代移动通信也就是下一代移动电话行动通信标准，它是一种在以往通信标准之上的延伸，是可以下行速度达到10Gb/s（相当于下载速度1.25GB/s）的一种新型的网络，是由国外率先提出的全面部署的网络通信新标准。
下一代移动通信网络是在物联网和互联网汽车等行业快速发展的基础之上，对于网络速度提出的更高要求，成为推动网络快速发展的重要因素，也是在大力推进全世界各地下一代网络构建过程中，引发新一波科技浪潮的起点。
未来下一代通信网络正在朝着网络多元化，宽带化，综合化和智能化的方向发展，各种各样综合的智能终端普及的速度，引发了移动通信网络流量爆炸式的增长，尽可能的减小移动通信小区的半径，增加低功率的节点数量，将保证未来的移动通信网络一千倍以上流量增长是一种核心性的技术，利用的是超密集的异构网络，作为提高数据流量的关键性技术。
二、下一代移动通讯的发展趋势2.1 引入无线传输技术、提升资源利用率移动互联网络的蓬勃发展，使得下一代移动通信网络成为主要的驱动力，移动通讯将是未来各种新兴业务形成的基础性业务平台，在现有固定的互联网业务，越来越多地与无线方式相连接的过程中，移动通信系统的主要发展目标，将与其他的无线移动通信技术紧密相连。
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中国铁路总公司科技研究开发计划
课题合同
课题名称：下一代铁路移动通信系统关键技术研究课题合同
课题类别：重大课题■重点课题□引导课题□
承担单位：太原铁路局
课题负责人：
起止年限： 2014年至 2015年
中国铁路总公司制
填写说明：
1、本合同由铁道部科学技术司与课题承担单位签订,甲方为铁道部科学技术
司，乙方为课题承担单位。
2、本合同一式六份，铁道部科学技术司2份；财务司1份；课题承担单位1
份；课题承担单位的上级单位1份；课题负责人1份。
3、合同应用A4纸打印填报，宋体小4号字体。
4、合同编号由铁道部科学技术司统一规定。
5、合同密级由课题承担单位提出建议，铁道部科学技术司审查后，按规定程
序报批。
一、国内外现状及简要说明
二、主要研究内容、关键技术及研究方法
（课题研究的创新点和内容，要解决的主要技术难点以及采用的研究试验方法等）
司机可视前方危险路段监控
本次试验拟选取大西线太原到原平段，约100km做下一代移动通信系统的试验段，该试验段为高铁线路，可以验证LTE系统在高速铁路下的性能，并且通过试验测试，
定下一代铁路移动通信系统的QoS验收标准。
课题二：研究铁路下一代移动通信技术体制、网络架构等关键技术
1、下一代移动通信技术体制
LTE网络分为无线侧(E-UTRAN)和核心网侧(EPC)。
无线侧网元即基站，称为eNodeB；核心网网元包括MME、S-GW、P-GW等。
所有网元之间均采用IP传输进行通信。
下图虚线框内为LTE网络所有逻辑网元及其逻辑接口：
课题三：研究铁路下一代移动通信系统的频率需求、带宽需求；
1、频率需求分析
LTE系统可以选择TDD制式或者FDD制式，FDD制式的频段必须成对，上下行各使用一个频段，如下图所示：
TDD制式只要求一段连续的频段即可，上行和下行按照时分复用原则使用同一频段，如下图所示。
下一代铁路移动通信系统的频率需求有以下几个方案可考虑：
3.主要研究方法：
⑴调研2G系统现状和未来发展趋势，下一代通信系统需求；
⑵选取典型实验线路，针对问题和需求，制定解决方案；
⑶对解决方案进行评审；
⑷针对每个覆盖场景提供方案、链路预算分析报告；
⑸仿真分析：覆盖，干扰，吞吐率类专题提供仿真分析（请太原局确认能
否提供试验线电子地图）？？，验证与理论分析的吻合度，并指导实际线路部署；
⑹实际线路测试：吞吐率，时延，覆盖、应用等专题测试,给出基于LTE
系统的QoS性能验收建议；
⑺输出测试报告；
⑻完善和优化系统方案；
⑼编制系统研制报告和技术报告。
三、课题预期目标、技术经济指标和成果形式
（主要包括①主要技术指标：如形成的专利、新技术、新产品、新装置、论文专著等数量、指标及其水平等；②主要经济指标：如技术及产品应用所形成的市场规模、效益等；③项目实施中形成的示范基地、中试线、生产线及其规模等；④成果形式。
）
四、课题的年度计划及年度目标
五、课题参加单位及主要研究人员
六、总经费预算单位：万元
七、分年度拨款计划单位：万元
九、合同签订各方意见
十、共同条款
1.合同各方共同遵守《铁道部科技研究开发计划管理办法》和《铁路科研经费管理暂行办法》。
2.课题承担单位的上级单位或其他有关单位，若承诺课题实施所需要的配套资金等条件，则须在“经费来源预算”栏相应处加盖公章。
3.本合同涉及的研究课题未经甲方同意，乙方不得向其他单位申请结题、验收、评审、鉴定及申报国家、省部级奖励，不得在国际交流活动中针对该研究成果发表论文和演讲。
4.本课题研究所产生的知识产权由甲、乙双方共有。
乙方对知识产权进行转让、许可他人使用，需经甲方同意；为保证国家和重大社会公共利益，铁道部有权决定课题研究成果在一定范围内推广应用，允许指定单位实施，并区别不同情况，决定实施单位无偿使用，或由实施单位按照有关规定适当支付知识产权使用费。
如需要特殊约定的，可在以下条款中另行约定。
5.本合同所规定的其他条款如下：无。