【《5G技术在铁路通信工程中的运用分析（开题报告+论文）》13000字】.docx

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1、5G技术在铁路通信工程中的运用分析开题报告题目：5G技术在铁路通信工程中的运用分析学生姓名：学号：年月日一、文献综述H前全球多个国家和地区正在枳极推进5G商用部署。美国在2019年4月推出“5G加速发展计划”，在频谱可用性、基础设施许可和部署计划方面为5G发展指明方向，由于美国整体准备不足，在5G整体竞争力方面析时落后中国。在5G网络部署速度方面，韩国一直处下全球领跑的地位，韩国最快完成商用，5G用户已超过100万人，普及速度超同期4G（第4代移动网络）水平，建设了9万个5G基站，在高铁5G网络覆盖方而，韩国骑绝尘，首尔-釜山段为全球第条高铁5G圈盖线路，日本计划在2020年欲借东京奥运会之机

2、加快商用5G应用，并将在受季奥运会和残奥会上，实现对赛事的VR实时直播。欧洲的主要国家德国、英国、法国5G布同相对缓慢，5G整体准备进度被挤到了第二梯队，预计2020年以后才商用。根据美国无线通信和互联网协会CTIA报告指出，中国位F全球5G整体发展进度排名第一梯队，背后核心的助推力是国家战略的竞争%5G技术和网络已经上升到了国家战略层面，我国于2016年进行了5G大健技术验证,201.72018年完成了解决方案险证与系统验证，2019年正在进行多项产品研发试验，并2019年10月30日，三大运营商启动5G商用，上线5G商用套餐，正式进入5G商用时代.虽然高速铁路2G/3G/4G无线通信网络在

3、我国已经得到了广泛建设应用，但5G网络覆盖才刚刚起步.目前，仅有少数线路的而速铁路正在建设5G海盖，高铁5G网络技术、规划设计、网络优化等方面的研究较空白。因此，相关人员有必要对该类网络系统的初盖与优化方法进行认真的研究分析，找出解决办法，以便更好的促进高铁5G通信的发展。二、选题的目的和意义1 .选题目的随着我国科学技术的发展，进步推动了中国铁路的建设。根据目前的发展现状可以发现，在铁路建设特别是建设高速铁路的过程中已经广泛的应用到云计算技术和大数据技术。在这样的背景下，高铁通信仍有许多的问题，比如系统的承载效果和稳定性能较低，在遇到更杂地形部分功能无法实现，像经过隧道的时候信号频率很容易受

4、到干扰甚至出现没有信号的情况，并且在高铁列车运行的过程中会出现一些防忠等问题，根据各个场景的实际情况和5G技术向结合进行优化，同时通过合理的规划进步促进我国建设热铁通信系统，并且更加安全和智能。2 .选题意义根据铁路场景的特点系统的应用5G技术，既可以提升旅人的高铁体验感，乂能分析我国铁路运行中存在的各种问题并制定对应的策略，对目前的铁路通信网络进一步的优化，提升网络的运行状况和通信质量。以此使得铁路列车能够有序的运行，很大程度上有利于高铁运行过程中更加安全和智能化，在我国高铁建设网络化和智能化的通信系统过程中有这非常重耍的意义.三、研究方案(框架随着我国经济的飞速发展和互联网技术的普及，我国

5、交通体系中自速铁路也在不断的发展和完善。在高铁场景中人员密度非常大，因此全面覆盖5G网络是必不可少的，但是因为高铁场景比较特殊，需要深入的研究分析出该场毋的特点，并结合该场景特点进行制定松盖方案。因此本文主要研究有两个方面，首先是5G技术的原理，其次是5G技术的组网方式。同时多方面研究分析在高铁场景中5G通信系统进行全面覆盖过程中的问题，比如5G网络频段和功耗都较高，对传输宽带的要求也非常要，并且切换频繁有者非常大的穿透损耗,基丁这些问题建立解决方案，并同时关注在高铁场景下的业务需求和体征。圾后提供出一个在高铁场景卜.能够全面覆盖并且随机切换和接入的参考建议。5G(跋At差技术0点含铁专场景S

6、G覆盖毁立方泉杯建议算分析切掩区nnn域设计常前方不高艮修至高钛站rrIVa1.方*审方字图I研究库框架四、进度计划2022年6月30日至2022年7月150撰写开超报告在论文系统提交2022年7月16日至2022年9月3日提交论文初稿、中期进展情况2022年9月3日至2022年9月1()0在老师帮助下进行修改直至论文定稿并包成2022年9月22日至IO月8日进行论文评审并答姆五、指导教师意见指导教师：年月日中期报告Sg:5G技术在铁路通信工程中的G用分析学生姓名：学号：一、进展情况（1）已完成5G技术在铁路通信工程应用研究绦述归纳总结（2）已完成5G（铁覆盖重:要性及技术难点分析（3）已完成

7、5G高铁多场景5G覆盖规划方案初步设计（4）已针对5G高铁覆盖难点，提出了相应的高铁5G网络优化方案二、指导教师意见指导教师：年月日中文摘要随着我国经济的匕速发展和互联网技术的普及，我国交通体系中高速铁路也在不断的发屣和完善.在高铁场景中人员密度非常大，因此全面覆盖5G网络是必不可少的，但是因为高铁场景比较特殊，需要深入的研究分析出该场景的特点，并结合该场景特点进行制定覆盖方案。因此本文主要研究有两个方面，首先是5G技术的原理,其次是5G技术的组网方式。同时多方面研究分析在高铁场景中5G通信系统进行全面极盖过程中的问题，比如5G网络频段和功耗都较高，对传输宽带的要求也非常要，并且切换频繁有着非

8、常大的穿透损耗。基于这些问题建立解决方案，并同时关注在高铁场景下的业务需求和体征。最后提供出一个在高铁场毋下能够全面覆盖并且随机切换和接入的参考建议。关键词：高速铁路：5G通信系统：规划方案目录北京交通大学错误:未定义书签.毕业设计（论文）成绩评议错误:未定义书签.北京交通大学毕业设计（论文）任务书错误:未定义书签.开题报告I中期报告4结题验收错误:未定义书签.中文摘要6ABSTRACT错误!未定义书签.目录61绪论11.1 研究背景11.2 研究目的和意义11.2.1 研究目的11.2.2 研究意义11.3 文献综述及相关概念21.3.1 相关概念21.3.2 文献综述41.4 主要研究内容

9、525G高铁凝盖重要性及技术难点62.1 5G高铁覆盖的重要性62.2 5G高铁覆盖技术难点62.2.1 多普勒频偏影响接收机解调性能62.2.2 超高速移动导致切换区不足及频繁切换问题72.2.3 5G高频段的车体穿透损耗更大73高铁多场景5G覆盖规划方案83.1 规划目标建议83.2 链路预算分析93.3 切换区域设计I1.3.4 高铁线路覆盖方案123.5 高铁隧道覆盖方案133.6 高铁站厅次盖方案144高铁场景5G网络优化154.1 覆盖的优化154.2 多普勒频偏补偿154.3 切换参数优化175总结18参考文献191绪论1.1 研究背景我国高速铁路发展非常迅速，在2015年未运营

10、里程已有198万公里，发展到2020年未更是达到3.79万公里，目前我国高速铁路运营里程在世界上稳居第一.中国铁路已经经过6次大提速，截止到最后一次大提速后，我国铁路高速列车已经在多条线路开始运行并I1.最高时速高达380千米。我国对高速铁路的建设仍然还有着很大的发展空间，未来仍会快速增长.随着高铁的发展，不断有新的通信业务需求被提出，人们对车地通信的要求越来越高，同时还需要更富质量的网络服务。截止到目前，5G网络技术发展的越来越成熟,更多的人们看到5G网络的发展趋势,开始重视建设5G网络。同时，为了推进5G网络的商用，我国相关部门发布许多文件，这些文件很大程度上影响到通信行业的发展进程。抓住

11、全球移动互联网的发展契机，进一步推动5G产业的快速发展目前是我国重要的任务和战略要求。将5G网络全面覆盖高铁场景并为旅客提供更高质信的通信服务，这是一个新的竞争领域，通过该领域相关的运营商可以获得客观的利润。因为高铁列车的技术较为先进，导致5G信号有更大的路径损耗、更强的多普勒效应和更高的基站覆盖密度等问题，这些问题进一步制约了5G网络的建设，因此攻克这些难题是目前需要迫在眉睫的任务。1.2 研究目的和意义1.2.1 研究目的随着我国科学技术的发展，进一步推动J中国铁路的建设.根据目前的发展现状可以发现，在铁路建设特别是建设高速铁路的过程中已经广泛的应用到云计兑技术和大数据技术。在这样的背景卜

12、.，高铁通信仍有许多的问题，比如系统的承载效果和桎定性能较低，在遇到第杂地形部分功能无法实现，像经过隧道的时候信号频率很容易受到干扰甚至出现没有信号的情况，并且在高铁列车运行的过程中会出现一些隐患等问题U1.根据各个场景的实际情况和5G技术向结合进行优化，同时通过合理的规划进一步促进我国建设高铁通信系统，并口更加安全和智能。1.2.2 研究意义根据铁路场景的特点系统的应用5G技术，既可以提升旅人的高铁体验感，又能分析我国铁路运行中存在的各种问题并制定对应的策略.对目前的铁路通信网络进步的优化，提升网络的运行状况和通信质量.以此使得铁路列车能锅有序的运行，很大程度上有利于高铁运行过程中更加安全和

13、智能化，在我国高铁建设网络化和智能化的通信系统过程中有这非常重要的意义。1.3 文献综述及相关概念1.3.1 相关概念1) )5G系统概述我国移动通信发展非常快速，在2019年11月移动通信的第五代系统已经开始商用，目前我国越来越多的人们开始研究5G技术。为了能够加强人们与万物之间的联系，信息随心所至和万物触手Uf及的愿景得以次现，围绕着用户全方位的建设信息生.态系统。5G的特点有可共和容量高，时延和功耗低。相较于传统的蜂窝网络，5G网络的数据传输速率更高,用户体验速率最高可以达到IoGbits,是4G网络的100倍。同时时延可达亳秒，很大程度上改善了实时应用。5G网络相较于传统的空中接口技术

14、向智能化发展，不仅仅在速率、能力和带宽上获得提升，更是全面的面对用户融合多项技术和业务I久5G技术很大程度上将会影响到会话类、消息类、控制类、交互类、采集类和物流类业务，成为连接世界和社会的重要支柱。2) )5G网络架构重构5G的基站功能主要有两个功能实体，分别是CU和DU,这两者功能进行切分需要根据处理内容的实时性区分。CU：主要功能是无线高层协议栈，这个功能并不具备实时性，同时部署边缘应用业务和一些核心网功能下沉也需要CU的支持.DU:主要处理实时性需求和物理层功能。考虑到需要节省RRU和DU之间的传输资源，RRU也可以实现些物理层功能.I)C-RANC-RAN：和4GBBU情况一样，C-

15、RAN机房中集中了CU和DU,CU和DU在一个机房之中，协作时延小的同时还能够得到高低层协作增益。通过RRU和BB1.HKW效连接构架C-RAN.构建的无线网络想要广程盖和高容量则需要结合天线和RRU共同进行。集中化基带处理单元，有利于进一步提升处理的效率。因为BBU池中集中进行多个基站的基带处理，需要单基站能力的综合比基带处理能力要高，进一步提升网络容量和频谱利用率，以此将总体的利用率提升同时降低BBU数贵阳.还可以根据实际情况，将BBU在使用潦圻低的时间段关闭，整体网络法盖并不会受到影响，还有利于降低消耗的电量。3) D-RAND-RAN：CU/DU主要安装在无线接入机房中，它的操作与BBU间无站间协作不同。2.33G在部署安装5G网络的时候，使用的方式为两种，即SA与NSA5G独立组网在建立的过程中，主要使用5G核心网NGC技术，使其实现建立端与端之间的网络连接。将5G技术的突出作用做了展示，使其服务水平得到了进一步的提升：而使用的5G非独立组网则是将当前的5G网络连接到1.TE中，通过使用双连接技术，使其建造成本得以节约，完成了资源的合理配置川。4) SA5G选择采用新网络的架构方式进行独立组网