高速列车5G服务增强方案研究

周欣; 王萌; 周明远; 马岩; 任俏; 林思雨

doi:10.3969/j.issn.2096-6091.2023.18.001

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高速列车5G服务增强方案研究

研究论文 | 更新时间：2025-03-26

- 高速列车5G服务增强方案研究
- Enhancement Scheme of 5G Services on High-Speed Train
- 新一代信息技术 2023年6卷第18期页码：1-6
- 作者机构：
  
  1.中国移动通信集团北京有限公司，北京 100102
  2.北京交通大学，北京 100044
- 作者简介：
  
  周欣（1974—），女，高级工程师。研究方向：5G无线网络架构研究，5G SA网络无线关键技术研究。
  王萌（1981—），男，高级工程师。研究方向：5G SA切片技术研究，5G MEC边缘计算技术研究。
  周明远（1983—），男，工程师。研究方向：5G传输网SPN技术研究，5G ToB解决方案研究。
  马岩（1983—），男，工程师。研究方向：5G ToB解决方案研究，5G网络通信安全技术研究。
  任俏（1999—），女，现为北京交通大学博士研究生。研究方向：无线通信，列车车载网络，资源分配。Email：qiaoren@bjtu.edu.cn
  林思雨（1984—），男，现为北京交通大学电子信息工程学院教授、博士生导师。研究方向：无线通信，车联网与轨道交通专用通信。Email：sylin@bjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(U2368201);中国移动研发项目(CMBJ-202300510)
- DOI：10.3969/j.issn.2096-6091.2023.18.001
  中图分类号： TN929.53
- 纸质出版日期：2023-09-30
- 稿件说明：
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周欣, 王萌, 周明远, 等. 高速列车5G服务增强方案研究[J]. 新一代信息技术, 2023, 6(18): 01-06

ZHOU Xin, WANG Meng, ZHOU Ming-yuan, et al. Enhancement Scheme of 5G Services on High-Speed Train[J]. New Generation of Information Technology, 2023, 6(18): 01-06
周欣, 王萌, 周明远, 等. 高速列车5G服务增强方案研究[J]. 新一代信息技术, 2023, 6(18): 01-06 DOI： 10.3969/j.issn.2096-6091.2023.18.001.

ZHOU Xin, WANG Meng, ZHOU Ming-yuan, et al. Enhancement Scheme of 5G Services on High-Speed Train[J]. New Generation of Information Technology, 2023, 6(18): 01-06 DOI： 10.3969/j.issn.2096-6091.2023.18.001.

摘要

5G网络不仅能为高铁旅客提供高质量的视频类娱乐服务，还可以为列车智慧运维提供高质量的车地信息传输通道。通过轨旁5G基站进行透射传播来实现车厢内部5G覆盖，由于列车车体会对5G信号造成较大衰减，所以该覆盖方法要求轨旁站址密集、大功率发射，导致5G服务提供成本高。本文研究基于车载5G设备的高速列车5G服务增强方案。根据车内覆盖方式和业务分流方式，5G服务增强方案可分为车内用户终端设备（Customer Premise Equipment，CPE）结合边缘UPF（User Plane Function，UPF）分流、车内Wi-Fi结合内容分发网络（Content Delivery Network，CDN）节点分流、5G小站上车结合边缘UPF分流、以及5G小站结合CDN节点分流4种方案。本文详细介绍了每个方案的技术实现方法，针对优势和劣势、技术难点进行了详细比较分析。最后，根据高速列车5G服务的技术难点，提出了进一步实践验证的建议。

Abstract

5G networks can not only provide high-quality video entertainment services for passengers on high-speed trains but also offer a reliable and efficient vehicle-to-ground information transmission channel for intelligent operation and maintenance of trains. To achieve 5G coverage inside the train carriages

signal propagation through 5G base stations located alongside the railway tracks is exploited. However

due to significant signal attenuation caused by the metallic body of trains

the above coverage method requires dense deployment of trackside stations and high-power transmission to guarantee adequate signal strength

resulting in high costs for providing 5G services of trains. This paper investigates enhancement schemes of 5G services on high-speed trains by leveraging onboard 5G devices. According to the onboard coverage method and services offloading approach

the enhancement schemes of 5G services can be categorized into four options: customer premise equipment (CPE) combined with edge user plane function (UPF) offloading

onboard Wi-Fi combined with content delivery network (CDN) node offloading

5G small cells onboard combined with edge UPF offloading

and 5G small cells combined with CDN node offloading. This paper provides a detailed description of the technical implementation for each scheme and investigates a comprehensive analysis of the advantages

disadvantages

and technical challenges of the above schemes. Finally

considering the technical challenges of providing 5G services on high-speed trains

recommendations for further practical validation are proposed.

关键词

Keywords

references

朱曼华 . 高铁WiFi系统技术应用的难点与对策 [J ] . 计算机产品与流通 , 2017 ( 10 ): 277 .

王同军 . 铁路5G关键技术分析和发展路线 [J ] . 中国铁路 , 2020 ( 11 ): 1 - 9 .

陈仕杰 . 高铁无线信道快速时变特性与信道均衡关键技术研究 [D ] . 北京 : 北京交通大学 , 2020 .

林尚静 , 田锦 , 马冀 , 等 . 高铁场景下移动性管理仿真评估 [C ] //中国智能交通协会. 第十六届中国智能交通年会科技论文集 . 北京 : 机械工业出版社 , 2021 : 263 .

张羽白 , 孙启民 , 张驰 . 铁路5G-R基站绿色化运行分析 [J ] . 铁路通信信号工程技术 , 2023 , 20 ( 11 ): 50 - 53, 59 .

孙业民 . 云内容分发网络视频传输优化研究 [D ] . 桂林 : 桂林电子科技大学 , 2023 ..

冯东 , 冯叶 . 列车转向架传感器无线组网仿真研究 [J ] . 控制与信息技术 , 2023 ( 5 ): 106 - 112 .

郭悦 . 基于动车组Wi-Fi的京张高速铁路超高清移动演播室关键技术研究 [J ] . 铁道运输与经济 , 2022 , 44 ( 9 ): 63 - 68 .

董兴芝 , 阎志远 , 王忠峰 . 高速铁路动车组Wi-Fi与5G融合组网应用研究 [J ] . 铁道标准设计 , 2021 , 65 ( 6 ): 123 - 128 .

顾汇贤 , 王海江 , 魏贵义 . 基于非协作博弈的边缘分布式缓存方案 [J ] . 软件学报 , 2022 , 33 ( 11 ): 4396 - 4409 .

王芳 . 基于内容分发与网络协同的缓存系统设计与实现 [D ] . 北京 : 北京邮电大学 , 2018 .

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