铁路5G-R终端及应用接入安全管控关键技术

终端及其接入是铁路5G-R系统安全保障的薄弱环节。为了加强对5G-R终端及其接入应用的管控,梳理铁路5G-R终端应用场景、运用模式、承载业务及其接入铁路应用业务系统的数据路由,分析5G-R手持终端智能化、物联网通信终端轻量化、车载综合无线传输设备公专融合化特点带来的安全风险。针对上述风险提出终端安全管控需求,结合已规划的铁路5G-R系统架构及终端身份认证、行为审计等安全技术,提出铁路5G-R终端安全管控系统的总体架构、功能实现及接口设置等成套解决方案,实现对5G-R手持终端、物联网通信终端、车载综合无线通信设备接入铁路应用系统的统一准入和访问控制、终端行为及应用数据的安全监控和分析、终端的安全管理以及移动应用的安全发布、下载和安装。

铁路5G-R移动终端发射功率参数研究

移动终端发射功率是影响5G-R基站间距的关键因素之一,选择合理的终端发射功率参数,对于扩大基站间距、充分利用铁路沿线既有基站站址资源及节省5G-R基站部署成本具有重要意义。从5G-R业务和功能需求出发,计算不同类型移动用户带宽需求;基于上行链路需求,采用理论计算和仿真2种方式对5G-R移动终端发射功率分别采用0.2 W和2 W时的基站间距进行计算。结果表明:终端发射功率2 W相比于0.2 W,5G-R基站间距扩大为原来的1.79~2倍;采用高速铁路典型工程参数,小区边缘上行传输速率不小于1 Mb·s^(-1),终端发射功率为2 W时,5G-R基站在郊区开阔区的间距可达3.3~4.0 km(RRU在塔上);移动终端应根据各自承载的业务量,确定其适合的上行发射功率等级,车载综合传输设备的5G-R通信模块可采用2 W发射功率。

铁路5G-R基站太阳能供电架构及应用

针对铁路5G专用移动通信(5G-R)系统基站布置密集、单体功耗高的特点,结合铁路无线通信的需求,研究采用太阳能(PV)为5G-R系统基站的射频拉远单元(RRU)设备供电的方案。对比分析5G-R系统RRU设备日用电规律及太阳能电池日发电规律,确定了采用太阳能结合储能与外电源的供电体系,通过比较几种太阳能电池与外电源组合供电架构的经济性与可靠性,推荐采用直流侧切换的供电架构,并进一步提出了采用直流侧智能配电的太阳能供电方案。本研究在保证5G-R系统运行安全可靠的同时,通过采用太阳能供电方式降低了铁路5G-R系统对外电源的需求。

5G-R终端检验检测设施建设初探

基于5G技术的铁路新一代移动通信系统(5G-R)科技攻关正在加快进行,然而国内尚无适用于5G-R专网和终端的检验检测设施。为了进一步支撑铁路5G-R技术运用,助力智能铁路高质量发展,论述了铁路5G-R终端检验检测设施建设的必要性、可行性,提出方案设想,阐明其预期目标,并进行了效益分析,为检验检测设施建设提供参考。

基于5G-R的智能调度通信业务服务质量保障研究

首先提出了基于5G-R的智能调度通信系统架构,分析各组成单元的主要功能;其次研究了5G-R QoS保障原理,分析QoS流的映射规则、QoS参数,并在此基础上,根据语音、视频、数据等业务对网络的不同需求,提出铁路调度通信业务的QoS特性;最后,以语音个呼为例,对调度通信业务QoS保障进行了研究,包括QoS流建立流程及业务数据保障机制,可在网络资源紧张的情况下,保障数据传输速率,实现业务稳定运行。

铁路新一代移动通信系统对我国S频段卫星移动通信系统干扰分析

铁路新一代移动通信系统(5G-R)使用频段为1965~1975MHz和2155~2165MHz,与我国已经在轨的S频段卫星移动通信系统工作频带仅间隔5MHz,本文针对两系统相互之间的兼容性进行了仿真。通过建立铁路5G-R用户终端对我国S频段卫星移动通信系统上行接收的干扰模型和5G-R基站对我国S频段卫星移动通信系统下行地面移动终端接收的干扰模型,仿真分析了铁路5G-R对S频段卫星移动通信系统的影响,从而给出兼容使用的条件。

基于交换测试粒子的半量子车地认证协商方案

针对下一代高速铁路通信系统车地认证协议中根密钥泄露、通信双方未相互认证、难以抵抗拒绝服务攻击等问题,提出了一种基于交换测试粒子的半量子车地认证协商方案.首先采用半量子密钥分配方法对量子比特制备和测量生成安全会话密钥,解决了根密钥泄露问题.然后引入网络身份认证的交换测试粒子,利用量子力学密码技术实现通信双方共享秘密的一种强相互认证,可抵抗中间人攻击、拒绝服务攻击.最后利用基于信念的模态逻辑进行理论安全性验证和Scyther安全分析工具实验验证.结果表明:所提方法具有更高的安全性和更低的计算开销,能满足下一代铁路无线通信系统车地认证安全性和实时性的需求.