轨道交通5G关键技术

本书是一部面向高速铁路等轨道交通场景和业务的5G关键技术研究与应用的学术著作。本书结合作者所在研究团队的近期新成果，详细介绍高速铁路5G业务模型和网络架构、毫米波与大规模天线阵列信道建模、非正交多址、超可靠低时延、移动性网络等适用于高速铁路场景的5G关键技术。本书适用于高等院校及科研院所通信、交通等专业高年级研究生，以及从事轨道交通移动通信专业的研究人员和铁路等相关行业的工程师。

序
前言
第1章 世界高速铁路发展概述
1.1 高速铁路概述及发展历程
1.2 主要国家高速铁路发展概述
1.2.1 日本
1.2.2 法国
1.2.3 德国
1.2.4 意大利
1.2.5 西班牙
1.2.6 世界其他地区
1.2.7 中国
1.3 未来的智能高速铁路
参考文献
第2章 高速铁路专用移动通信
2.1 列控及铁路专用通信系统
2.2 高速铁路移动通信场景划分
2.3 GSM-R
2.3.1 GSM-R的发展和标准化历程
2.3.2 GSM-R的应用和业务
2.3.3 影响GSM-R系统性能的主要因素
2.4 LTE-R
2.4.1 当前铁路移动通信系统现状及不足
2.4.2 基于LTE的新一代铁路移动通信系统
2.4.3 LTE-R与GSM-R系统互联互通网络结构
2.5 5GR
2.5.1 高速铁路场景对移动通信的新需求
2.5.2 高速铁路场景新的业务应用
参考文献
第3章 高速铁路5G业务模型
3.1 高速铁路信息化现状
3.2 国内外研究进展
3.3 面向高速铁路交通场景的5G承载业务分析
3.3.1 业务需求挖掘、定义与分类
3.3.2 5G-R业务分类
3.3.3 分析带宽需求，建立业务模型
3.4 潜在问题
参考文献
第4章 高速铁路5G网络架构
4.1 高速铁路网络架构演进
4.2 国内外研究进展
4.3 现有的高速铁路通信网络研究
4.3.1 基于毫米波的高铁移动通信系统
4.3.2 多天线技术
4.3.3 分布式天线系统
4.3.4 控制层与用户层分离的铁路通信异构网络
4.4 5G-R场景中的新型网络架构
4.4.1 5G-R系统设计：逻辑视图
4.4.2 5G-R系统设计：功能视图
4.4.3 5G-R组网设计：平台视图
4.4.4 5G-R关键性能指标分析
4.5 轨道交通场景下基于网络切片的系统架构设计
4.5.1 网络切片
4.5.2 轨道交通网络切片
参考文献
第5章 高速铁路高频信道建模
5.1 轨道交通高频信道建模综述
5.1.1 研究背景
5.1.2 相关研究
5.2 测量系统与测量环境
5.2.1 测量系统
5.2.2 测量环境
5.3 测量结果与分析
5.3.1 基本信道参数
5.3.2 传播机制探讨
参考文献
第6章 大规模天线信道建模
6.1 大规模天线信道建模研究综述
6.1.1 大规模天线信道建模研究现状
6.1.2 轨道交通场景大规模天线信道建模研究的意义
6.2 大规模天线信道与天线测量
6.2.1 信道测量系统
6.2.2 信道测量环境
6.2.3 天线校准
6.3 多径分量估计与多径簇萃取
6.3.1 多径分量的估计
6.3.2 多径分量的跟踪与识别
6.3.3 多径分量的分簇与多径簇的划分
6.4 基于多径簇的三维信道特性分析与建模
6.4.1 散射体识别
6.4.2 总体角度分布
6.4.3 角度扩展统计
6.4.4 多径簇内参数建模
6.4.5 多径簇间参数建模
参考文献
第7章 高速铁路场景5G非正交多址技术
7.1 5G非正交多址技术
7.1.1 PNOMA技术
7.1.2 SCMA技术
7.1.3 图样分割多址技术
7.1.4 多用户共享接入技术
7.1.5 串联扩频多址技术
7.2 5G非正交多址技术在高速铁路场景中的应用
参考文献
第8章 高速铁路场景5G超可靠低时延技术
8.1 概述
8.2 高速铁路场景的URLLC帧结构设计
8.2.1 灵活可变的子载波间隔
8.2.2 灵活可变的每帧时隙数
8.2.3 灵活可变的上下行时隙配置
8.2.4 灵活可变的参数集复用
8.2.5 适配于低时延业务的mini-slot帧结构
8.3 高速铁路场景的URLLC控制信道设计
8.3.1 上行传输的控制信道设计
8.3.2 下行传输的控制信道设计
8.4 高速铁路场景的半静态URLLC包调度
8.5 本章小结
参考文献
第9章 高速铁路移动性网络技术
9.1 概述
9.2 国内外研究现状概述
9.3 系统模型与问题构建
9.3.1 系统模型
9.3.2 问题描述
9.4 基于移动网络的数据迁移机制设计
9.4.1 移动云服务器相遇预测阶段
9.4.2 无线传输速率估计阶段
9.4.3 动态时隙调度分配阶段
9.5 仿真结果与分析
9.5.1 仿真设置
9.5.2 用户车辆密度对数据迁移性能的影响
9.5.3 权重因子对数据迁移性能的影响
9.5.4 用户车辆平均速度对数据迁移性能的影响
9.6 本章小结
参考文献
第10章 总结与展望
10.1 智能铁路D2D
10.2 智能铁路空天地一体化网络
10.3 智能铁路物联网
10.4 智能铁路移动网络
10.5 智能铁路安全
10.6 智能铁路人工智能
参考文献
索引
彩图