2019年9月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，明確提出：“到2035年，基本建成交通強(qiáng)國。到本世紀(jì)中葉，全面建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強(qiáng)國。”交通強(qiáng)國、鐵路先行。鐵路是我國綜合交通運(yùn)輸體系的骨干。截至2019年底，我國鐵路營業(yè)里程達(dá)到13.9萬公里，其中高速鐵路里程3.5萬公里；鐵路里程位居世界第二，高速鐵路里程位居世界第一。
　　我國鐵路正向智能化方向發(fā)展。移動通信系統(tǒng)是鐵路的神經(jīng)中樞，正與大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新型技術(shù)深度融合，為列車運(yùn)行控制、調(diào)度指揮、安全視頻監(jiān)控、機(jī)車遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷、鐵路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控、旅客信息、客運(yùn)信息等系統(tǒng)提供及時、可靠的信息傳輸，是實(shí)現(xiàn)鐵路建設(shè)和運(yùn)輸全生命周期的高度信息化、自動化、智能化，打造更加安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、溫馨舒適、方便快捷、節(jié)能環(huán)保的新一代鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵。
　　鐵路寬帶移動通信系統(tǒng)（LTE-R）是基于公網(wǎng)LTE技術(shù)，考慮鐵路業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用特點(diǎn)的專用移動通信系統(tǒng)。LTE-R采用了OFDM、MIMO、Turbo碼等一批新技術(shù)，在系統(tǒng)容量、傳輸可靠性、端到端時延等方面都有了明顯提升。當(dāng)前LTE技術(shù)已經(jīng)在朔黃鐵路上得到了應(yīng)用，為重載組合列車的開行發(fā)揮了重大的作用。
　　本書重點(diǎn)闡述了鐵路寬帶移動通信系統(tǒng)（LTE-R）原理和關(guān)鍵技術(shù)，全書共分6章。
　　第一章為概述，介紹了鐵路無線通信的發(fā)展史，分析了鐵路向智能化方向發(fā)展對無線通信系統(tǒng)提出的新要求，對當(dāng)前的寬帶無線通信技術(shù)進(jìn)行了介紹和分析，介紹了國際上和我國LTE-R的發(fā)展歷程和最新動態(tài)。
　　第二章介紹了LTE-R的業(yè)務(wù)，結(jié)合鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)各專業(yè)的調(diào)研結(jié)果，參考當(dāng)前鐵路移動通信系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)，分析提出LTE-R系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求，并對業(yè)務(wù)進(jìn)行了分類和建模。
　　第三章介紹了LTE-R的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，并重點(diǎn)介紹了LTE-R系統(tǒng)與調(diào)度通信系統(tǒng)、鐵路應(yīng)用系統(tǒng)和GSM-R系統(tǒng)的互聯(lián)互通。
　　第四章介紹了LTE-R無線傳輸技術(shù)，包括雙工方式、多載波技術(shù)、多址技術(shù)、多天線技術(shù)、差錯控制技術(shù)、無線資源調(diào)度等。
　　第五章介紹了LTE-R無線物理層，包括空中接口、幀結(jié)構(gòu)、參考信號、無線信道和傳輸信道、傳輸方案、信道編碼、多天線信號處理和物理信道過程。
　　第六章介紹了LTE-R電波傳播與無線信道，分析了鐵路場景電波傳播與無線信道特性，鐵路場景的劃分方式，重點(diǎn)介紹了高架橋、路塹、隧道等鐵路典型場景的大尺度和小尺度信道模型，并探討了鐵路場景MIMO信道模型。
　　本書得到了北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助。相關(guān)研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2016YFE0200900）、國家自然科學(xué)基金杰出青年基金（61725101）、國家自然科學(xué)基金鐵道聯(lián)合基金（U1834210）、國家自然科學(xué)基金牛頓高級學(xué)者基金（NA191006，61961130391）等科研項(xiàng)目的支持，特此感謝。同時特別感謝中國鐵道出版社有限公司崔忠文主任和亢嘉豪編輯的大力支持和幫助，沒有他們的鼓勵和鞭策，這本書很有可能無法問世。最后衷心感謝所有支持和幫助我們的領(lǐng)導(dǎo)、專家和各界朋友。