采用LTE Cat.1通信的物联网高精度高度计设计

为解决传统的基于物联网的远程测量技术中存在的测量精度与传感器成本无法兼顾、数据更新实时性不好、通信成本过高的问题,提出一种传感器数据采集方案,利用软件算法实现了高精度。同时,采用LTE Cat 1为数据通信方式,将数据传输到远程云服务器及终端。将方案运用到远程海拔高度测量中,经过严谨的计算和测试验证,测量的绝对误差小于5 m,相对误差低于0.5%,数据传输的稳定性高,实时性可以控制到1 s之内,同时兼顾了通信的成本,在数据上传频率达到1次/s的情况下,数据流量可以控制在600 KB/h,满足系统的高精度、低成本、高实时性和稳定性要求。

LTE无线通信技术与物联网技术的结合应用

随着科技的不断发展,人们对信息服务的需求越来越高。在无线通信技术方面,长期演进(Long Term Evolution,LTE)被广泛应用于移动通信领域,因其高速、高质量的数据传输能力而备受青睐。物联网技术的出现和发展为各行各业带来了巨大的机遇和挑战。将LTE无线通信技术与物联网技术相结合,可以进一步提高用户的信息服务体验,为后续发展提供坚实的基础。

轨道交通LTE系统等保接入方案及实现

根据西安地铁14号线研究对承载信号业务的LTE系统增加3级等级保护的具体方案及步骤,针对14号线线路特点提出2个可行的等级保护接入方案,并通过网络架构及性能评估比较,选择最优的等保接入方案,确保网络传输的安全稳定。同时通过等保系统相关接口配置、注意事项等描述,详细阐述涉及行车安全的LTE系统在增加等级保护过程中的重要步骤,确保网络安全,为轨道交通信号系统的行车指挥和列车运行控制提供重要保证,为后续轨道交通等保接入提供可参考价值。

LTE与WLAN技术在轨道交通PIS系统中的应用对比

随着城市交通的不断发展,轨道交通PIS系统在提供实时乘客信息和确保交通系统的高效运行方面变得愈发重要。文中比较了LTE和WLAN两种通信技术在轨道交通PIS系统中的应用。通过性能、可靠性、成本、适用性等方面的比较,揭示了两种技术各自的优势和不足。研究结果有助于决策者选择适当的通信技术,以满足PIS系统的需求,提高系统性能。

基于LTE-R网络的高速铁路机车通信信息集成方法

现有的针对高速铁路机车通信的信息集成方法效果并不理想,为此,文章提出基于铁路长期演进(Long Term Evolution for Railway,LTE-R)网络的高速铁路机车通信信息集成方法。基于LTE-R技术构建高速铁路机车通信信息集成模型,结合LTE-R网络算法提取高速铁路机车通信信息,采用Revit软件和收集器收集数据,实现高速铁路机车通信信息的统计与集成。实验结果证明,文章设计的基于LTE-R网络的高速铁路机车通信信息集成方法,对高速铁路机车通信信息集成的自动化程度较高,可节省99.99%的时间,具有较好的应用性能。

LTE-M技术在大连地铁13号线信号CBTC系统的规划研究

随着通信技术的迭代发展,基于CBTC的无线列车控制系统已逐步代替基于轨道电路的车地通信技术。其中,WLAN技术应用广泛。大连城市轨道交通中地铁1、2号线信号数据通信系统采用2.4 GHz频段的WLAN技术。近几年,随着我国无线网络的迅速普及、Wi-Fi的大量使用,对地铁1、2号线信号系统车地无线通信的稳定性带来了隐患。因此,大连地铁13号线在修建过程中,信号数据通信网络DCS系统采用了1.8 GHz专用频段的LTE-M技术。文章以此为切入点,对大连地铁13号线信号系统LTE-M技术方案进行详细介绍,同时通过对WLAN技术以及LTE技术对比分析,阐述LTE技术在轨道交通车地无线通信系统中具有的技术优势。

LTE-M车地无线通信系统中的自适应调制编码技术

城市轨道交通车地综合通信(LTEM)系统在通信环境、业务需求等方面与公共无线通信系统有较大的差异。传统的调制编码技术已无法满足系统性能要求。文章针对LTE-M应用场景的特殊性,提出了一种AMC技术的优化方案。经过测试证明,该方案解决了由于信号质量变化太快以及信号频繁抖动所带来的调制编码等级不准确问题,保证了在切换过程中的丢包率以及时延,大大提高了切换过程中的性能指标。

下一代高速铁路LTE-R时间同步网协议脆弱性分析

铁路无线通信系统时间同步网络,是保障行车安全和提高铁路运营效率的重要基础。针对下一代高速铁路LTE-R自身全IP化架构在使用精确时钟PTP时间同步协议过程中易受到ARP攻击的问题,提出基于随机Petri网(SPN)的LTE-R时间同步网协议脆弱性分析方法。建立了ARP攻击状态下LTE-R时间同步网协议脆弱性分析SPN模型;通过马尔科夫链同构的方法,得到ARP攻击下LTE-R三级时钟节点实施速率与PTP协议同步正常、异常之间的关系曲线;定量得到了影响LTE-R时间同步网协议脆弱性的关键因素。研究结果为GSM-R时间同步网络向LTE-R安全演进提供了一定的理论参考依据。

基于混合密钥增强的LTE-R车地认证密钥协商方案

针对LTE-R车地认证协议EPS-AKA中IMSI明文传输、密钥泄露和认证开销高等问题,提出一种基于混合密钥增强的LTE-R车地认证密钥协商方案。针对典型高速铁路认证场景,分别设计注册认证、全认证、重认证和切换认证四种协议,提出采用非对称公钥加密和私钥签名机制,解决了IMSI明文传输的问题;并混合引入椭圆曲线密钥算法对密钥动态更新,可有效防范中间人、重放等攻击。该方案不仅能减少全认证协议的频繁重启,而且还具有前后向安全。最后,采用BAN逻辑进行形式化验证,结果表明:本文方法在安全性、认证开销较其他方法更优,能够满足LTE-R车地认证安全性和实时性的要求。

基于LTE-M的下一代列控数据通信系统设计与可用性评估

相对于传统的基于通信的列车运行控制系统(communication based train control,CBTC),下一代列控系统将具有架构可靠、速率快、成本低以及服务质量高等优点,且数据通信系统的可用性能够保障列车的安全和高效运行。面向下一代列控系统,首先设计基于LTE-M(long term evolution-metro,LTE-M)的通信系统结构;然后针对下一代列控系统典型场景,利用确定与随机Petri网(deterministic and stochastic petri nets,DSPN)进行可用性建模,最后进行模型求解和可用性评估。仿真结果显示,基于LTE-M的下一代列控数据通信系统能够满足实际通信需求,其可用性分析方法可以完成数据通信系统的可用性建模与评估。

捕获效应对LTE授权辅助接入网络的影响

LTE授权辅助接入(LAA)和WiFi网络的共存性能已经被广泛研究。然而,这些工作忽略了捕获效应,即当两个以上的信号在相同信道上同时传输时,最强的信号仍然可能成功接收。这种现象在共存场景中可能比在WiFi网络中更频繁地发生。基于此,该文深入研究了LAA和WiFi网络在捕获效应下的共存性能。具体地,在共存场景中首先提出了两个以上信号的捕获模型,并推导出了捕获概率;然后,将LAA接入方案建模为具有捕获效应的新的2维离散马尔可夫模型,其中退避计数器的减少不仅取决于空闲的时隙,还取决于捕获效应发生的时隙;最后推导出共存性能的表达式。大量的仿真和数值结果验证了所提出的马尔可夫链和捕获模型的有效性。而且,仿真结果也证明了考虑捕获效应的必要性。

LTE网络环境下单基站验证典型问题诊断及对策分析

为了保证LTE网络基站的正常运行,该文研究了LTE网络单基站验证的过程和验证中出现的典型问题,形成了一套标准化的问题诊断流程以及通用的解决方案。优化后复测结果显示,基站的RSRP值高于-85 dBm,SINR值高于25 dB,FTP下载速率高于85 Mbps,完全达到基站入网指标。实践结果表明,该方案步骤清晰、易操作,能够高效、准确定位基站问题,并且实施有效优化,具有通用性和普遍性,值得在全网基站验证工作中推广。

5G异构网络中的LTE与WiFi共存方法

提出基于遗传算法的LTE-U空白子帧GA-ABS(generic algorithm based-almost blank subframe)配置方法。将空白子帧配置问题映射到遗传算法模型,进行一定的合理修改,考虑不同网络的公平性,使LTE-U网络可以动态地产生较优的空白子帧数量与位置配置方案。仿真结果表明,与传统配置方法相比,该方法较好解决了LTE-U与现有WiFi网络在非授权频段共存的问题,提高了网络的频谱利用率和吞吐量性能,具有较好的公平性,适用于多个LTE-U小基站和多个WiFi热点共存的场景。

基于改进灰色-马尔可夫模型的LTE-R越区切换算法

高速列车在越区切换过程中,由于路径损耗和地形等因素的影响,参考信号接收功率(reference signal receiving power,RSRP)会发生上下波动,采用基于A3事件的传统越区切换判决方法,会导致发生乒乓切换和切换成功率下降。文中提出基于改进灰色-马尔可夫模型的切换算法,改进灰色-马尔可夫模型对参考信号接收功率进行处理和预测,结合预承载方法,利用处理结果作为切换判决依据执行切换过程。仿真结果表明,采用改进切换算法,使列车接收到的源小区和目标小区RSRP值的波动情况得到明显改善,乒乓切换概率更低,切换成功率得以有效提高。

南京地铁7号线LTE-M车地无线通信系统方案研究

地铁无人驾驶技术的发展应用对地铁车地无线通信提出更高的要求和挑战。南京地铁7号线是南京市首条全自动无人驾驶地铁线路,采用自动驾驶的最高等级(GoA4)全自动无人驾驶运行,对车地无线通信的性能要求较高。为保障车地无线通信的安全性和可靠性,南京地铁7号线采用LTE-M车地无线通信系统,该系统能为各类业务应用提供可靠的、冗余的、可灵活配置的透明传输通道。文章基于南京地铁7号线对LTE-M车地无线通信系统方案进行研究,以期为后续全自动无人驾驶地铁新线建设提供参考。

基于加权贝叶斯分类器的LTE接入网中间人攻击检测研究

由于LTE接入网的开放特性,任何人都可以访问其空中接口,因此很容易受到攻击者的控制并遭受网络攻击。其中,中间人攻击是典型的攻击方式之一。文章以检测LTE接入网的中间人攻击为研究目的,以较容易受到中间人攻击的接入过程为研究对象,分析信令和参数变化,并提取8个具有可识别性的特征。由于每个特征对分类结果的影响不同,因此文章利用遗传算法在组合优化问题上的优势,求解加权贝叶斯分类器的权值最优组合,改进加权参数的计算方法,从信令和日志角度提出了一种中间人攻击检测算法。文章将所提基于加权贝叶斯分类器的检测算法与常用中间人检测方法进行对比验证,结果表明,该算法在准确率和漏报率指标上明显优于其他算法。

城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)枢纽换乘站频段规划方案研究

城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)在枢纽换乘站存在同频干扰问题,需研究干扰源头——枢纽换乘站基站的频率配置方案。以昆明轨道交通4号线和5号线枢纽换乘站火车北站两线LTE-M系统频段规划方案为例,基于LTE-M系统承载业务需求和频段使用实际情况,分析了枢纽换乘站LTE-M系统基站的不同频段异频和同频段异频2种规划方案,以及同频段的全部同频、部分同频和无线网络共享3种规划方案,并比较了各种规划方案的优缺点,提出了各种规划方案的适用性建议。

XSRP平台的TD-LTE物理层协议实验设计

针对通信技术更新迅速,导致LTE等无线通信设备更新价格昂贵,从而提出使用通用软件无线电开发平台XSRP实现TD-LTE物理层协议实验,设计并实现了TD-LTE物理层协议的收发通信实验。设计的实验中XSRP和上位机通过以太网口传输数据流,基于软硬件协同,上位机利用Matlab负责获取处理基带数据流和配置XSRP射频参数,XSRP负责数据实时处理和射频收发。通过实验表明:基于XSRP通用平台的收发天线,在真实信道环境条件下实现了多机通信,真实模拟了TD-LTE物理层协议的实现过程,接近现实的通信系统,为移动通信系统协议栈的原型开发与验证提供了范例。

一种基于拥塞等级划分的LTE-V资源碰撞避免机制

为了降低车联网(Long Term Evolution-Vehicle to Everything,LTE-V)终端间的相互干扰并提升通信的可靠性,提出通过资源分配和拥塞控制来解决资源碰撞的问题。依据信道忙率(Channel Busy Ratio,CBR)划分拥塞等级,融合资源分配与拥塞控制提出相应的方案,形成资源碰撞避免机制。为了减少重选资源时发生的碰撞,提出了资源重选竞争退避机制以降低重选带来的不确定性;针对拥塞导致的碰撞,改变调制编码策略从而优化资源占用。仿真结果表明,与标准中基于感知的半持续调度(Semi-persistent Scheduling,SPS)相比,所提出的机制在传输距离为300 m时可以实现0.85以上的数据包投递率,有效减少资源碰撞,提升传输可靠性。

基于同PCI小区导频信号互扰实现的LTE信号屏蔽系统

针对传统压制式干扰仪对宽带长期演进(Long Term Evolution,LTE)信号干扰效果不理想,以及伪基站类干扰实现复杂的问题,基于通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)设计并实现了一套LTE信号屏蔽系统。该系统利用LTE系统中同物理层小区标识(Physical-layer Cell Identity,PCI)小区会产生严重同频干扰的特点,通过构建与屏蔽区域服务小区具有相同PCI的LTE小区,发射主同步信号(Primary Synchronization Signal,PSS)、辅同步信号(Second Synchronization Signal,SSS)、公共参考信号(Cell-specific Reference Signal,CRS)、广播信号和系统消息,使服务小区的信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)严重恶化,终端业务中断甚至掉线,从而达成屏蔽效果。该屏蔽系统包括扫频和信号接收单元、获取PCI单元、屏蔽信号生成单元以及屏蔽信号发送单元四个部分。实验测试表明,在天线增益不小于15 dBi、屏蔽区域所在公网服务小区的参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)不大于-63 dBm时,该设备能有效管控半径为10 m范围的LTE信号。