高鐵智能通信技術與應用專題導讀

專題策劃人

艾渤

北京交通大學教授、博士生導師、電子信息工程學院副院長，軌道交通控制與安全國家重點實驗室常務副主任，國家6G技術研發總體專家組專家，中國移動集團軌道交通聯盟5G產業推進委員會主任，IET Fellow，IEEE VTS杰出講師，中共中央組織部“萬人計劃”領軍人才，科技部中青年創新領軍人才；獲國家自然科學基金委杰出青年基金、優秀青年基金，以及國家自然科學基金委-英國皇家學會牛頓高級學者基金資助；發表論文150余篇，獲授權發明專利32項。

近年來，高鐵智能無線通信技術受到全球學術界和工業界的極大關注。中國國家鐵路集團在其發布的《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》中提出，到2035年，智能高鐵率先建成，智慧鐵路加快實現。未來鐵路發展對無縫高數據速率通信、信號覆蓋范圍等提出更高要求。隨著智能高鐵業務的持續增多和應用需求的不斷提升，高鐵移動通信系統將建立可信的通信網絡，以實現高移動速度下高數據速率的持續在線可靠傳輸。同時，隨著5G在全球的部署和6G的進一步研究，人工智能、智能超表面、云計算等先進技術有望被應用于高鐵智能通信。

智能鐵路的關鍵挑戰之一是在各種鐵路場景下實現高數據率的可靠信息傳輸。本期專題圍繞高鐵通信場景下的移動通信關鍵技術展開深入討論。《智能超表面技術在智能高鐵通信場景的應用探討》探討了智能超表面（RIS）技術在智能高鐵通信場景應用中的關鍵技術和面臨的機遇與挑戰；《智能反射面在高鐵通信下的應用研究》提出了一種智能反射面（IRS）輔助的高鐵通信方案；《用于超高移動性信道的正交時頻空調制》比較了正交時頻空（OTFS）與正交頻分復用（OFDM）技術在超高速移動下的性能，指出OTFS有望在支持超高移動性信道可靠通信方面發揮重要作用；基于信道路徑角度在高速移動情況下的變化規律，《面向高速移動的毫米波信道估計》構建了信道測量體系；基于瑞利信道模型和萊斯信道模型，《高速鐵路高架橋場景中的復合無線信道特性》推導出了兩種新的概率密度函數；針對未來高鐵通信中5G-R業務的異構無線網絡接入問題，《基于5G-R業務的高速鐵路異構網絡接入技術》提出了一種基于馬爾可夫決策過程（MDP）的網絡接入算法；針對高鐵車載緩存系統在內容放置、請求調度、內容分發階段面臨的問題，《智能化高鐵車載緩存》總結了相應的智能化解決方案。

本期文章的作者均來自中國的知名高校和一線科研機構。針對高鐵智能通信技術與應用，專題文章從系統建模、通信設計、性能評估等方面介紹了最新的研究成果和經驗，希望能為讀者提供有益的借鑒與啟示。在此，對所有作者和專家的大力支持表示由衷的感謝！

艾渤

2021年7月25日