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题名基于SPN的LTE-R无线通信可靠性建模与分析
被引量：13
- 1
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作者
陈永
陈耀
张薇
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机构
兰州交通大学电子与信息工程学院
兰州交通大学交通运输学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期111-119,共9页
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基金
国家自然科学基金(61963023,61841303)。
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文摘
LTE-R是下一代高速铁路无线通信系统,开展对LTE-R通信可靠性的分析具有重要的现实意义。基于随机Petri网建立了LTE-R无线通信可靠性评价模型,采用TimeNET仿真工具对LTE-R可靠性进行了定量分析,并与朔黄重载铁路LTE-R线路实测结果进行了对比,验证了本文建立的LTE-R可靠性模型的有效性。结果表明,当列车运行速度在350 km/h时,LTE-R越区切换成功率为99.9137%,高于GSM-R无线通信的QoS指标要求。最后得到了采用2.6 GHz高频段和800 MHz低频段的越区切换率都随着列车车速的增加而呈现下降趋势的结论。研究结果为列车提速及LTE-R演进提供了一定的理论参考依据。
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关键词
铁路无线通信
下一代高速铁路无线通信
随机PETRI网
可靠性分析
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Keywords
railway wireless communication
LTE-R
stochastic Petri nets
reliability analysis
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分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
U283.2
[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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题名下一代高速铁路LTE-R时间同步网协议脆弱性分析
被引量：6
- 2
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作者
陈永
詹芝贤
刘雯
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机构
兰州交通大学电子与信息工程学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期63-74,共12页
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基金
国家自然科学基金(61963023,61841303)
兰州交通大学基础研究拔尖人才项目(2023TC36)。
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文摘
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。
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关键词
时间同步
下一代高速铁路无线通信系统
精确时钟协议
随机PETRI网
脆弱性分析
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Keywords
time synchronization
LTE-R
precision time protocol
stochastic Petri net
vulnerability analysis
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分类号
U285.5
[交通运输工程—交通信息工程及控制]
TP393
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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题名基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿
被引量：2
- 3
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作者
陈永
詹芝贤
蒋丰源
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机构
兰州交通大学电子与信息工程学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期81-91,共11页
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基金
国家自然科学基金(61963023,61841303)
兰州交通大学天佑创新团队支持计划(TY202003)
兰州交通大学基础研究拔尖人才项目(2022JC36)。
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文摘
LTE-R作为下一代高速铁路无线通信系统,保持时间同步对于高速铁路行车安全至关重要。针对现有时间同步方法仅考虑随机噪声,而忽略LTE-R无线信道多径衰落、多普勒频移等对时钟同步过程的影响,导致主从时钟偏移估计不准确的问题,提出一种基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿方法:建立LTE-R下主从时钟之间相位、频率偏移的状态转移方程;构建引入伯努利随机变量的时钟相位、频率偏移观测方程;利用改进的卡尔曼滤波算法得到最优时钟偏移估计值;使用本方法实现对LTE-R时间同步误差的补偿;通过实验仿真,得到LTE-R下信道多径衰落、多普勒频移、信噪比、列车车速等对高速铁路时间同步的影响,并实现对不同高铁运行场景下时间同步偏差的定量分析。结果表明:本方法能够有效消除LTE-R无线信道时钟偏差,与其他补偿方法相比,具有更好的稳定性和鲁棒性。
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关键词
时间同步
下一代高速铁路无线通信系统
精确时钟协议
卡尔曼滤波
时间补偿
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Keywords
time synchronization
long term evolution-railway
precision time protocol
Kalman filter
time compensation
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分类号
U285.5
[交通运输工程—交通信息工程及控制]
TP393
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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