陈永，陈耀

(兰州交通大学 电子与信息工程学院，甘肃 兰州730070)

目前，我国高速铁路无线通信系统使用的是GSM-R(Global System for Mobile Communications-Railway)通信系统，GSM-R 承载着大量列车控制与调度运营等核心业务，对于保证行车安全起着至关重要的作用。但是，GSM-R 属于2G 窄带通信系统，信道带宽仅2 × 4 MHz，存在着频率受限、传输速率低等缺点，已无法满足高速铁路的发展需求。而另一方面，随着公众移动通信由2G 技术向5G 技术演进，GSM-R 相关产品及应用都在不断萎缩，预计在2025～2030 年GSM-R 设备商将逐步终止GSM-R产品的技术支持[1]。国际铁路联盟UIC明确指出：GSM-R 将跨越3G 技术直接将向LTE-R(Long Term Evolution-Railway)演 进[2]。LTE-R 是 我国下一代高速铁路无线通信系统，其中D2D(De‐vice-to-Devic)通信也称邻近服务技术，该技术改变了传统以地面为中心处理行车信息的“车地车”通信方式，能够实现同一线路前后列车间直接交换行车信息的“车对车”通信模式。车车通信方式降低了列车控制系统系统对核心网设备的依赖，增加了信息的获取渠道，增强了主动防护的能力，车车通信成为铁路无线通信系统的发展方向[3]。车车通信技术需要LTE-R 系统提供更庞大的实时数据传输业务，对通信的实时性及通信时延迟要求越来越高[4]。因此，开展LTE-R 无线通信端到端时延性能研究，对于保证通信质量，具有重要的理论意义和现实意义。端到端的时延通常采用排队论或自动机方法，上述方法被广泛应用于通信系统的平均时延分析。DOU等[5]采用改进排队论方法分析了高速铁路通信中的越区切换机制。FENG等[6]利用标记变迁自动机验证了车车通过程的安全性。……