“噔噔噔噔，5G车站到了，请拿好行李，准备下车”~

2GB高清电影2秒下完

刷脸进站3秒通过

候车厅里畅玩VR游戏

机器人小哥送餐、指路

……

这些都是5G车站里正在上演的场景！

5G车站里的视频通话

机器人小哥送餐

车站导航

5G一下子就成为了我们生活中的热词，关于它的报道，出现在各大科技媒体的头版头条~

5G有多厉害呢？大带宽、海量连接、高数据传输速率，以及超可靠低时延等技术特征，正在交通、医疗、农业、能源、金融等许多领域发挥巨大作用。国家工信部、发改委等部门都将5G移动通信系统的研发作为重点发展领域。

在交大，有这样一支团队，他们在高速铁路5G技术领域有着深厚的积累，目前已在北京南站、雄安、石家庄等火车站5G部署的方案制定和顶层设计方面发挥了重要作用，彰显了5G交通领域的交大担当。该团队的研究成果也对提升我国在国际5G研发中的影响力有着重要意义。

下面就跟小编一起走进北京交通大学钟章队、艾渤教授团队的故事~

   “5G-R”是啥？   

宽带移动通信与轨道交通专用移动通信研究团队

北京交通大学在轨道交通领域具有很强的专业背景和优势。以钟章队、艾渤等无线通信领域知名教授为代表的学者，在2015年就开始了轨道交通5G技术的研究，在该领域有着深厚的积累。

团队在国际上首次提出5G-R(5G for railway)的概念，该研究区别于公众移动通信网络中的5G研究，5G-R的研究更适合铁路高速移动状态及复杂场景、适合高速铁路移动通信中的可信性、持续在线可靠传输等严苛的性能指标。

5G-R中的毫米波

大规模天线阵列

技术

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5G-R中的

边缘计算

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其核心技术研究包括：

5G-R业务模型和网络架构；

适用于高速铁路高速移动性以及复杂场景的非正交多址（Non-orthogonal multiple access, NOMA）等波形与调制技术；

毫米波大规模天线阵列信道测量与建模方法；

大规模天线波束管理（包括波束赋形、波束追踪、波束备份、波束存储、波束切换）；

移动性网络技术；

机器与机器通信（Machine-to-machine, M2M）；

铁路沿线及车载边缘计算；

超可靠低时延（Ultra-reliability low latency, URLLC）等。

“5G-R的核心技术研究，对于承载车载及轨旁高清晰度视频监控、列车多媒体调度信息流、列车自动驾驶、列车物联网等铁路专用移动通信网络的新业务和需求；对于承载列车上的虚拟现实、高清视频会议、多媒体娱乐、网络直播等旅客业务，对于实现铁路安全、可靠、高效运营，对于提升旅客出行体验，对于未来智能铁路的实现都具有重要意义。”团队成员艾渤教授介绍道。

   “我见过凌晨四点的北京”    

任何研究成果的取得都不是一蹴而就的，团队在研究过程中付出了艰辛的努力。

以5G-R中的大规模天线研究为例，无线信道建模工作是对该项技术进行性能评估的基石，而要对其进行建模，大量信道测量是关键。由于大规模天线实体阵价格极其昂贵，研究组最终决定用虚拟天线阵列和切换开关的方式进行信道测量。

团队电波传播与信道建模研究组的信道测量

但这种方法对周围环境要求极高，需要在一段时间内信道保持相对静止，也就是说不能有外界，比如车站内旅客的移动对测量带来的干扰。为此，团队成员的测量工作每天都在凌晨12点之后进行。

冬天的凌晨格外寒冷，在这刺骨寒风中，团队成员常常会在室外测量至凌晨4点多。由于测量条件苛刻，完成一次测量往往需要持续至少一周以上的时间，可完成最终的建模又何止于一次测量。

“以前总在网上看到鸡血文，‘你见过凌晨四点的北京吗？’我想说，我不仅见过，而且是在寒风中见过很长时间。”

这样的艰辛付出，也使团队掌握了第一手高速铁路场景下的大规模天线阵列无线信道的宝贵数据。

   成果bling～bling～   

团队5G-R的研究成果一经推出便受到了业界的强烈反响。目前，成果已发表在IEEE Communications Magazine、IEEE JSAC、IEEE TWC、IEEE TVT等国际通信领域著名期刊上，8篇论文成为该领域ESI高被引论文和热点论文，7篇论文获得了国际会议最佳论文奖。

团队成员艾渤教授获得了由国家自然科学基金委和英国皇家学会联合资助的“牛顿高级研究学者”基金，与英国皇家工程院院士、IEEE Fellow、英国Queen Mary大学的Yang Hao教授团队联合开展关于5G-R核心技术：毫米波大规模天线系统天线与电波传播的研究工作。艾渤教授也经过中国工程院的选拔、受到美国工程院的邀请，将作为中美工程院青年前沿论坛5G无线通信技术单元的中方2名报告人之一，参加2019年6月在美国圣地亚哥召开的中美工程院青年前沿研讨会，在世界舞台上展示中国5G/B5G技术在智能铁路中的研究与应用。

美国工程院邀请函

除此之外，团队将高速铁路作为国际标准组织3GPP重要场景的提案被3GPP TR38.913采纳。这对于将高速铁路作为5G重要场景、对中国在高速铁路5G研究中的引领地位具有重大意义。

目前团队分别于2017年和2018年与中国移动创新研究院、华为、中兴、展讯等联合发布了“高速铁路5G关键技术及解决方案”白皮书；与中国移动中移智行、华为联合发布了“5G智慧车站”白皮书。

《中国移动智慧车站》白皮书

未来，团队将继续造福更多5G车站建设，促进中国智能铁路等轨道交通系统的发展。

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——北京交通大学官方微信 出品——

资料整理 | 马国玉 龚家琦

图片来源 | 马国玉、《小哈尝鲜5G火车站》

本期编辑 | 李嘉仪

责任编辑 | 安薇 龚家琦

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