1、目录目录1.前言.12.6G 轨道交通覆盖技术概述.22.1.6G 轨道交通无线信道.22.2.6G 轨道交通覆盖技术.42.3.去蜂窝大规模 MIMO 技术.62.4.RIS 在高速移动场景中的应用.83.6G 轨道交通传输关键技术.93.1.面向未来高铁的智能快速随机接入.93.2.面向高铁 6G 演进的多址接入技术.103.3.OTFS 在智能高铁中的应用.133.4.太赫兹通信在高速移动场景中的应用.144.构建智能安全的 6G 轨道交通.164.1.面向 6G 轨道交通的边缘智能技术.164.1.1.面向 6G 轨道交通的边缘智能网络架构.164.1.2.边缘智能技术.174.2.轨

2、道智能交通系统 6G 网络内生安全.184.2.1.轨道交通 6G 网络面临的安全威胁与挑战.194.2.2.轨道交通 6G 网络内生安全架构.204.2.3.轨道交通 6G 网络内生安全关键技术.224.3.轨道交通数字孪生网络.265.轨道交通物联网技术.295.1.高铁物联网监测及传输技术.295.1.1.AI 助力的铁路物联监测技术.295.1.2.时域功率分配增强的铁路传输技术.305.1.3.无线射频供电驱动的高铁物联网技术.315.1.4.无人机辅助的的高铁物联网传输计算技术.325.2.绿色物联网反向散射技术在 6G 轨道交通中的应用.335.3.面向智能高铁的基于 6G 的海

3、量机器类通信.345.4.通信感知一体化.35参考文献.39致谢.4111.1.前言前言移动通信系统具有“使用一代、建设一代、研发一代”的发展特点，预计到2030 年将实现第六代移动通信系统（Sixth-Generation,6G）的商用。世界各国已经开始了 6G 研究，例如芬兰率先启动 6Genesis 旗舰研究计划，美国联邦通讯委员会为 6G 研究开放太赫兹频谱。2019 年 11 月，我国科技部成立了 6G 技术研发推进工作组和总体专家组，以“创新、协调、绿色、开放、共享”为内涵的新发展理念，成为推动移动通信网络可持续发展的思路、方向和着力点，标志着我国 6G 研究正式开始。交通是兴国之

4、要、强国之基。2019 年 9 月，我国颁布的交通强国建设纲要明确指出，到 2035 年，基本建成交通强国，到本世纪中叶，全面建成人民满意、保障有力、世界前列的交通强国。为了符合未来智能交通通信的愿景，铁路运输行业需要开发创新的通信网络架构和关键技术1，以确保为乘客及铁路运营和控制系统提供高质量的传输。6G 通信系统是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界，可实现全球无缝覆盖，其不再是简单的网络容量和传输速率的突破，更是为了实现万物互联的“终 极 目 标”。6G 的 数 据 传 输 速 率 可 能 达 到 第 五 代 移 动 通 信 系 统（Fifth-Generation,5G）的 50 倍

5、，时延缩短到 5G 的十分之一，在峰值速率、时延、流量密度、连接密度、移动性、频谱效率、定位能力等方面远优于 5G。在超高速交通场景下，一些终端移动速度将超过 1000km/h，需满足超高速下的超高安全性和超高精度定位需求。而 5G 定义的 ITU 指标仅支持 500km/h 的移动速度，对安全和定位精度没有定义。因此，对于未来智能交通应用场景带来的指标需求，仅依靠 5G 现有的网络和技术是难以满足的，需要未来的 6G 网络提供比 5G 更全面的性能指标，如超低时延抖动、超高安全、立体覆盖、超高定位精度等。6G 的发展将为多元化的服务质量（Quality-of-Service,QoS）需求、实

6、时触觉交互、定制开放服务、通信融合、广播、计算、传感、控制、安全和人工智能等奠定基础。6G 网络架构方面还需要进行创新，如空天地海一体化网络、全频谱全维度覆盖、智能自感知、机器学习、优化与演进等。另一方面，未来智能交通网络的潜在应用包括自动列车驾驶、协同列车网络、列车互联、超高清（4K/8K）列车视频、列车自组织网络和超精确(厘米级)列车定位。在 6G 智能交通领域，国内外高校和研发机构相继提出了多种技术方案2，但这些方案都处于概念阶段，能否成功实现还需更深入的研究与验证。欧洲铁路研究咨询委员会（ERRAC）制订了Rail Route 2050计划，提出基于 6G 的高资源效率、智能化 205