中兴通讯5G-R，为铁路发展注入新动力

        5G正在全球范围内引领第四次工业革命，以其高速率、低时延和大连接特性驱动各行业数字化转型。2020年，国铁集团确立了铁路无线通信向5G发展的技术路线，启动了5G技术应用技术攻关三年计划。作为新一代铁路移动通信系统，5G-R是铁路信息化、数字化、智能化的重要基础设施和关键技术装备，在支撑铁路运营、保障行车安全、提高运输效率、提升维护水平等方面发挥着重要作用。

        中兴通讯围绕铁路新一代无线通信系统“四智”和“六可”目标（网络智能运行、资源智能管理、系统智能维护、业务智能应用；可视、可管、可控、可测、可靠、可信），推出谱系化定制5G-R产品和多层级可靠性方案，以及超级小区、智能运维等铁路定制方案，实现铁路全业务、全场景覆盖，提供安全、高效、智能、绿色的5G-R网络，为铁路带来运行安全、生产效率、服务能力等多方面的提升，为铁路发展注入新动力。中兴通讯5G-R网络架构如图1所示。

谱系化铁路定制产品，建设先进高效的5G-R网络

        中兴通讯谱系化铁路专用5G-R产品，包括专为铁路定制的基带处理单元BBU、多通道射频模块RRU、室内分布微站pRRU等多款产品。产品基于自研高性能SOC和ASIC芯片开发，RRU采用基于自研功放管和Super-N创新架构的高效功放，整机功耗业界最低。产品满足多层级冗余热备、RRU环形组网等要求，能够在低温、高海拔等恶劣环境下稳定运行。

        中兴通讯高功率分布式射频拉远模块ZTERRU-508-R9018R基于最新RAN统一平台设计，支持8T8R（8路发射8路接收通道）。作为铁路定制的2.1GHz频段10MHz带宽专用产品，R9018R可有效减少与外部系统的相互干扰。产品采用自研GaN功放和Super-N创新架构，结合高精度的准神经网络DPD（QNN-DPD）算法，提升功放效率，降低TCO。它体积小、重量轻，支持挂墙和抱杆安装方式。相比4T4R，8T8R的RRU能显著提升5G-R网络覆盖能力，并有效提升小区边缘上下行速率。

        此外，8T8R塔上安装可降低馈线损耗3dB左右，小区边缘下行速率可提升约27%，上行速率提升80%~100%；通过光纤拉远替代7/8馈线上塔，实现2根光缆替代18根馈缆，与塔下安装方案相比，上塔安装使得线缆重量减少近90%，大大降低线缆采购和安装成本，降低铁塔的承重和风载要求；上塔安装还可以降低机房建设要求和散热要求，降低空调采购成本和机房能耗，助力绿色铁路建设。

        借助谱系化的定制产品，中兴通讯5G-R方案可以满足铁路正线、隧道，以及车站、调度中心、编组站、动车所、货场、办公楼等各种场景覆盖要求，为铁路通信提供全面的覆盖方案，实现一网全覆盖，降低铁路无线网络管理、运维的难度和成本（见图2）。随着5G-R网络的部署，它将极大提升铁路行车和运营维护智慧化智能化，下一代列控信息传送、多媒体调度通信、列车接近预警、列车超视距视频瞭望、自然灾害与异物监测、地震预警等业务都将由5G-R一网承载，为现代化铁路保驾护航。

多层级可靠性方案，确保服务不掉线

        无线通信系统作为铁路运输的重要基础设施，肩负着列车控制、调度等行车信息的传送交互任务。中兴通讯提供多层级可靠性解决方案，从网络级、节点级、链路级、单板级、器件级等多层级提升5G-R通信系统的可靠性和安全性，为铁路安全运行保驾护航。

        此外，5G-R通过5QI技术对不同类型业务实行精细化管理，铁路业务单位可以根据实际需求，灵活分配网络资源，确保关键业务的高优先级处理。5QI不仅提高了网络资源的利用率，还将推动铁路业务的创新和发展。

多项专利技术，保障高速列车信号稳定连接

        自2008年第一条设计时速350公里的京津城际铁路建成运营以来，我国高铁建设突飞猛进。2023年6月28日，福厦高铁湄洲湾跨海大桥段，搭载新技术部件的试验列车以单列最高时速453公里成功运行，我国高铁建设向着更高速度进发。高速移动的列车给通信系统带来挑战，主要包括多普勒频移和信号频繁切换。

        中兴通讯多普勒频偏补偿算法支持更灵活的自适应DMRS（demodulation reference signal，解调参考信号），专利技术可检测并补偿UE高速运动中产生的多普勒频移, 大幅改善无线链路性能，支持最高时速达500km/h。针对信号切换问题，中兴通讯特有的超级小区技术可显著减少切换频次，优化移动性能，还可结合MU-MIMO技术提升高铁超级小区容量和频谱效率；超级小区上行联合接收，可提高上行链路性能、增强链路可靠性。

智能运维方案，助力5G-R“可视、可管、可控”

        5G-R应用场景和业务的多样化带来网络运维和业务质量保障的双重挑战。中兴通讯uSmartNet智能化网络方案基于内生智能，通过智算融合、孪生进化和意图驱动，实现多场景智能化，是5G-R网络可视、可管、可控的关键，让5G-R网络维护更智能、业务应用更智慧，助力铁路无线通信网络智能化发展。

持续创新，助力5G-R演进

        针对铁路业务中的难点和痛点，中兴通讯积极研究新技术、新方案，助力铁路智能、绿色、高效运营。

        针对列车行车数据转储业务场景，中兴通讯正在同铁路科研单位一起，进行利用毫米波进行自动转储的技术和应用研究。毫米波具有超大带宽、超低时延、抗干扰的特性，利用5G毫米波实现车地数据传输可以保证车载数据完整、安全、高效地转储，提升运营效率。

        在绿色节能方面，中兴通讯提出基于来车识别的来车点亮方案。列车间隙时段，以低碳运营为目标，站台小区和邻接小区作为哨兵小区持续保持激活状，实时监测高铁来车状态，其他小区在无车时间进入休眠模式，当识别到来车时提前唤醒，保障网络覆盖。列车停运阶段，可根据列车时刻表优先采用深度休眠模式，晚间定时进入深度休眠，早晨列车运营前提前唤醒。高铁列车按照列车行驶速度350km/h、5G-R基站站间距3.5km测算，列车在单逻辑小区停留时间大约为41.5秒，而列车来车间隙时间一般在5分钟以上，存在很大的节能空间。

        在铁路关键任务通信服务（mission critical services，MCS）中，列车的行车应用、运营及维护应用中都存在着大量点到多点的信息传输需求，系统传输带宽成为制约业务发展的瓶颈。5G MBS（multicast and broadcast services）技术通过多份应用数据共享一份传输资源的方式，很好地解决了这个痛点。在接入网，承载网、核心网数据传输方面，中兴通讯各设备不仅支持点到点的数据传输，同样也支持点到对点的组播数据传输，极大地节省了回传网的传输带宽。

        针对铁路沿线设备和环境监测，中兴通讯积极探索RedCap技术实现铁路沿线基础设施及自然环境的实时状态监测，助力铁路低成本实现全域监测，保障行车安全。

        此外，中兴通讯还在开展功随车动、通感一体化、数字孪生等5G-A新技术在铁路系统的应用。

        作为全球GSM-R供应商、中国铁路5G-R标准的重要参与者以及5G-R践行者，中兴通讯铁路移动通信专网产品覆盖近2万公里铁路线路。中兴通讯是5G-R标准制定重要参与者之一，积极参与《铁路5G专用移动通信（5G-R）系统总体技术要求》《铁路5G专用移动通信（5G-R）系统基站设备暂行技术条件》等规范编写，是编写组核心成员。中兴通讯策划并组织铁路5G-R“六可”技术应用系列白皮书编写，也是首批参与铁科院“铁路5G创新实验室”建设及5G-R环形道测试的厂家。为进一步提升5G-R技术的研发能力，中兴通讯在西安研究所设立端到端铁路行业无线创新中心，为5G-R精品网络的建设、5G-R快速部署及技术创新提供保障。

        中兴通讯将继续秉持创新、可靠、高效的理念，为全球铁路行业提供最优质的铁路无线产品和服务。我们将与全球铁路合作伙伴紧密合作，推动铁路行业的数字化转型和智能化发展，共同见证一个更加智能、高效、绿色的未来铁路。