本书是“高速铁路基础研究与技术创新丛书”之一，主要包括无线信道测量与建模理论、高速铁路宽带无线信道测量方法、高速铁路宽带无线信道测量系统、高速铁路宽带无线信道特征、高速铁路宽带无线信道模型、机器学习在高速铁路信道测量与建模中的应用等。

随着高速铁路向数字化、智能化发展,高速铁路移动通信系统也将从窄带向宽带演进。下一代高速铁路宽带移动通信系统对高速铁路的运营安全与旅客服务质量提升起着至关重要的作用。无线信道是移动通信系统的基础,无线信道测量与建模是任何移动通信系统研发与无线通信传输技术应用必须解决的问题。与传统的陆地蜂窝移动通信不同,高速铁路车地移动通信具有场景复杂多样、高移动性、受列车车体影响、带状覆盖等特点,这些特殊性给无线信道测量与建模带来了巨大挑战。对于无线信道测量,已有时域信道探测、频域信道探测、多天线信道探测等技术,但这些传统技术直接应用于高速铁路场景时,存在实施难度大、测试效率低、适用性差等弊端,导致现有高速铁路宽带无线信道实地测试数据极其匮乏。本书从下一代高速铁路宽带移动通信系统的设计与优化需求出发,以无线信道测量与建模基础理论为指导,提出了高效率的高速铁路宽带无线信道测量方法,全面解析了真实的高速铁路复杂场景宽带无线信道特征,多角度构建了可信的高速铁路宽带无线信道模型,并探索了机器学习在高速铁路无线信道研究中的创新应用。


当前国内外关于无线信道的著作较多,但专门针对高速铁路宽带无线信道的著作非常稀缺,本书凝练了笔者十年来积累的关于高速铁路宽带无线信道测量与建模研究的经验和研究成果,其特色主要体现在以下两个方面:一是论述了当今高速铁路无线信道的全新研究成果。本书阐释了高速铁路宽带无线信道测量的创新方法及其系统设计过程,深入分析了高速铁路单天线、多天线和多链路信道的新特征,全面论述了基于当前zui先进的建模方法的高速铁路宽带无线信道模型。二是论述了将机器学习应用于高速铁路无线信道场景识别、多径分簇和特性预测的学科交叉研究方法。


笔者所在研究团队是国内zui早开展高速铁路宽带无线信道测试的研究团队,目前已积累国内多条高速铁路线路的宽带信道测量数据,获得了多种高速铁路场景的宽带信道测量结果,其中高架桥和路堑场景下的信道特征参数结果被相关国际电信联盟建议书收录,填补了该建议书在高多普勒环境传播特性方面的空白。

第1章绪论 1.1高铁宽带移动通信系统发展趋势 1.2高铁宽带移动通信传输新技术1.2.1移动中继1.2.2分布式天线系统1.2.3多天线或大规模多天线1.2.4协作多点传输1.2.5毫米波1.3高铁宽带无线信道研究意义与挑战1.4高铁宽带无线信道测量与建模研究现状1.4.1高铁宽带无线信道测量研究现状1.4.2高铁宽带无线信道建模研究现状1.5高铁宽带无线信道模型标准化进展第2章无线信道测量与建模理论2.1电波传播机制2.1.1自由空间传播2.1.2反射和透射2.1.3绕射2.1.4散射2.2信道衰落特性2.2.1大尺度衰落特性2.2.2小尺度衰落特性2.3信道测量技术2.3.1时域信道探测2.3.2频域信道探测2.3.3多天线信道探测2.4信道建模方法2.4.1统计建模2.4.2确定性建模2.4.3基于几何的随机建模2.4.4基于传播图的随机建模第3章高铁宽带无线信道测量方法3.1高铁宽带无线信道

周涛，工学博士，北京交通大学电子信息工程学院副教授、博士生导师，国家铁路智能运输系统工程技术研究中心客座研究人员。研究方向：无线信道测量与建模、人工智能在无线通信的应用等。承担国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年科学基金项目、北京市自然科学基金项目等10余项课题研究，发表SCI/EI论文60余篇、ESI高被引论文1篇，授权发明专利10余项。获得中国电子学会优秀博士学位论文奖。何睿斯，男，教授，主要研究方向为宽带移动通信系统与专用移动通信。曾主持多项国铁集团和科技部重大项目，发表SCI论文50篇以上。国家优秀青年科学基金获得者，中国电子学会高级会员、中国电子学会青年科学家俱乐部成员，中国通信学会高级会员，北京交通大学“卓越百人计划”入选者，北京交通大学五四奖章，入选第三届中国科协青年人才托举工程。艾渤，男，北京交通大学教授、博士生导师，轨道交通控制与安全国家重点实验室副主任，现代通信研究所副所长。主持了国家自然科学基金项目2项，国家863计划项目2项，国家科技部国际合作项目1项，教育部博士点基金项目、北京市自然科学基金项目、陕西省自然科学基础研究计划、国家重点实验室重点项目等合计20项，参与国家自然