浅谈移动通信在铁路方面的使用
浅谈移动数字集群通信在铁路上的应用
浅谈移动数字集群通信在铁路上的应用作者：方堃来源：《科技探索》2013年第08期摘要：铁路综合调度移动通信系统通过交换、基站、运行与维护、通用分组无线、终端以及移动智能网子系统六大子系统完成基于GSM的基础设施及其提供的高级语音呼叫业务来实现对铁路部门独有的调度功能。
它能够在保证安全和速度的基础上将高速铁路列车自动控制信息的传输与以语音通信为主的调度通信完美统一。
关键词：GSM-R 无线列调信息交换铁路调度蜂窝移动通信网络目前在智能交通系统中使用的无线移动数字通信网络主要是基于GSM及窄带CDMA标准的蜂窝状结构的网络，简称蜂窝移动通信网络。
蜂窝移动通信系统主要由三大部分组成：交换网络子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）、移动台（MS）。
本片主要探讨的GSM-R正是蜂窝移动通信系统中的一种。
GSM-R（global System for mobile communications for railway）就是铁路综合调度移动通信系统的简称，是专门为铁路通信设计的综合数字移动通信系统。
它是在8时隙200kHz带宽TDMA多址方式的GSM蜂窝系统上增加调度通信功能构成的一个综合的专用移动通信系统。
它共享GSM的基础设施及其提供的高级语音呼叫业务，提供铁路特有的调度业务，并以此作为信息化平台，使铁路部门可以在这个平台上实现铁路管理信息的共享。
GSM-R系统是基于GSM的规范协议，增加了优先级、组呼、广播呼叫等铁路运输专用调度通信功能，适用于铁路通信的需要。
为了完成调度通信功能，GSM-R系统与GSM系统不同的是在其结构中增加了组呼寄存器（GCR），GSM-R系统除了具有语音传送功能外，更重要的是具有数据传送功能，它与GPS卫星定位系统、机车车载计算机结合后能够实现机车和地面之间列车控制信息的实时传送，达到控制列车运行，确保列车安全的目的。
由于GMS-R系统将完成无线列调功能，更重要的是要承载一些重要的控制列车的数据，这就要求铁路沿线和车站进行双网重叠覆盖，保证可靠的数据无线传输通道。
2024年GSMR铁路移动通信
GSMR铁路移动通信GSM-R铁路移动通信：技术特点与发展前景引言一、GSM-R技术特点1.1专用频段GSM-R使用专用频段，避免与其他通信系统干扰，确保铁路通信的稳定性和可靠性。
在全球范围内，GSM-R主要使用900MHz频段，部分国家和地区使用1800MHz频段。
1.2安全性GSM-R采用了加密和认证机制，确保通信内容的安全。
同时，GSM-R还支持列车无线紧急呼叫功能，提高了列车运行的安全性。
1.3系统容量GSM-R系统具有较大的系统容量，可以满足铁路运营中的大量用户需求。
同时，GSM-R支持多用户同时通话，提高了通信效率。
1.4网络覆盖GSM-R系统实现了铁路线路的全覆盖，确保列车在任何位置都能进行通信。
GSM-R支持跨区切换，保证了列车在不同区域之间的通信连续性。
1.5兼容性GSM-R与其他通信系统具有较好的兼容性，可以与其他铁路通信系统（如TETRA、VHF等）进行互联互通，为铁路运营提供更多选择。
二、GSM-R发展历程与应用现状2.1发展历程GSM-R的发展始于20世纪90年代，欧洲铁路通信标准化组织（ERATO）开始研究铁路通信的标准化问题。
1993年，欧洲电信标准协会（ETSI）正式立项研究铁路通信标准。
1997年，ETSI发布了GSM-R标准。
此后，GSM-R在全球范围内得到了广泛的应用和推广。
2.2应用现状目前，GSM-R已经在全球范围内得到了广泛应用，成为铁路通信领域的事实标准。
在欧洲，GSM-R已经成为所有新建设的高速铁路线路的通信系统。
在中国，GSM-R也得到了广泛应用，成为高速铁路、普速铁路和城市轨道交通的主要通信系统。
三、GSM-R未来发展趋势3.1向LTE-R过渡随着4G移动通信技术的发展，GSM-R将逐渐向LTE-R （LongTermEvolution–Rlway）过渡。
LTE-R基于先进的4G技术，具有更高的数据传输速率、更大的系统容量和更好的性能。
目前，欧洲、中国等国家和地区已经开始进行LTE-R的研究和试验。
铁路移动通信天线使用要求
铁路移动通信天线使用要求一、引言铁路移动通信天线是铁路通信系统中的重要组成部分，它承担着提供信号覆盖和通信传输功能的任务。
为了确保铁路通信系统的正常运行和通信质量的稳定性，对铁路移动通信天线的使用提出了一系列要求。
本文将从天线的安装位置、天线的性能指标、天线的调试和维护等方面，对铁路移动通信天线使用要求进行全面、详细、完整地探讨。
二、天线的安装位置要求2.1 安装位置的选择铁路移动通信天线的安装位置应根据实际情况进行合理选择，以确保信号覆盖范围广、通信传输质量好。
具体要求如下： - 天线应尽量安装在高处，避免受到障碍物的阻挡。
- 天线应避免与其他天线或大型金属结构物过近，以免发生干扰。
- 天线的安装位置应尽量远离电源线和高压线，以免受到电磁干扰。
2.2 安装位置的固定为了确保天线的稳定性和可靠性，天线的安装位置应进行固定，具体要求如下： - 天线应采用专用支架进行固定，支架应具有足够的强度和稳定性。
- 天线的固定螺栓应采用不锈钢材料，以防止腐蚀。
- 天线的固定螺栓应定期检查和紧固，以确保固定牢固。
三、天线的性能指标要求3.1 频率范围铁路移动通信天线应能够覆盖铁路通信系统所使用的频率范围，以确保通信的正常进行。
3.2 增益天线的增益是衡量天线指向性强弱的重要指标，合适的增益可以提高天线的接收和发送性能。
3.3 辐射特性天线的辐射特性包括水平和垂直辐射图案、波束宽度等，合适的辐射特性可以提高信号覆盖范围和通信质量。
3.4 驻波比天线的驻波比是衡量天线匹配性能的重要指标，合适的驻波比可以减小信号反射和衰减，提高通信质量。
四、天线的调试要求4.1 天线方向调试天线的方向调试是为了使其指向信号源，具体要求如下： 1. 使用天线调试仪器，根据信号强度指示进行调试。
2. 调试时，应逐步改变天线的方向，找到信号强度最大的方向。
4.2 天线倾角调试天线的倾角调试是为了使其与地面平行，具体要求如下： 1. 使用倾角仪器，根据倾角指示进行调试。
铁路通信系统中移动通信技术的应用分析
通信网络技术无线通信网络GRIS 节点GSM-R 接口服务器CTC 应用 服务器追踪服务器行调台显示台通信服务器车站自律机车站自律机其他中心 系统GRISCTC 系统BSS机车图2 某全场景的GSM-R 接口服务器测试平台系统 2024年3月25日第41卷第6期129 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6郭亚昀，等：铁路通信系统中 移动通信技术的应用分析组呼、语音广播以及多级静音等铁路专用业务功能。
GSM-R 系统由网络子系统、基站子系统、运维子系统及终端设备组成。
网络子系统包含移动交换子系统、智能网子系统及通用分组无线子系统等。
具体来说，移动交换子系统负责语音业务的交换连接，智能网子系统实现业务控制逻辑，通用分组无线子系统提供数据业务[2]。
系统使用主从同步机制，不同节点设备从高精度的时钟同步设备后台智能传输服务（Background Intelligent Transfer Service ，BITS ）获取精确的时钟信号。
基站子系统的基站控制器（Base Station Controller ，BSC ）则从移动交换中心（Mobile Switching Center ，MSC ）获取同步时钟。
GSM-R 的频段规划上行频带为885～889 MHz ，下行频带为930～934 MHz ，可以实现不同地域和运营商之间的互操作，每个语音信道的带宽为200 kHz 。
GSM-R 技术在多个方面改进了铁路通信。
第一，实现了语音组呼和语音广播功能，允许一个呼叫者与一个组内的多个用户同时通话，有效支持列车调度通信和运维通信。
语音组呼可以实现16人同时通话，语音广播可以向多个小区内的所有用户广播语音信息。
第二，可以以2 400 b/s 的速率传输车次信息、列车停止信号等关键数据，提高运输安全性。
第三，为调度员下达书面调度命令提供无线传输通道，调度命令数据传输速率可达9 600 b/s 。
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R起源于20世纪80年代，欧洲铁路业认识到使用通用移动通信标准可能无法满足它们的特殊需求。
因此，欧洲铁路联盟（UIC）开始协调铁路业内的各种操作方式和通信需求，以制定适合铁路通信的标准。
GSM-R标准于2005年在欧洲铁路系统中开始广泛应用，取代了之前使用的移动通信标准。
目前，GSM-R系统在全球范围内得到了广泛的应用，尤其是在欧洲、印度和中国。
1.列车调度
GSM-R可以让调度员与正在运行的火车司机进行无线通信，从而确保列车的安全和准时性。
调度员可以向司机传达列车的运行计划和行车命令，以及任何其他必要的信息。
这可以使列车在运行过程中更加高效和安全。
2.列车控制
GSM-R可以允许列车司机向信号系统发送信息，从而控制列车的速度和位置。
例如，司机可以发送一个停车请求或一个启动请求，或者调整列车的速度，以适应当前的运行条件。
3.列车保障
GSM-R可以保护列车的安全，使列车在可能发生事故的情况下得到保障。
司机可以通过GSM-R系统通知列车控制中心，并请求任何必要的支持。
此外，GSM-R系统还可以帮助列车监控并调整列车的速度和位置，以确保列车在紧急情况下能够尽快停下。
4.旅客通信
GSM-R系统还可以为旅客提供无线通信服务，以方便旅客进行信息查询和紧急联系。
旅客可以通过GSM-R系统与列车员、站务人员和救援人员进行通信，并获得所有必要的帮助和支持。
综上所述，GSM-R在铁路通信中的应用可以加强列车运行的安全性和效率性，为旅客提供更好的服务体验，提高铁路系统的整体运营水平。
浅谈GMS-R铁路移动通信系统
浅谈GMS-R铁路移动通信系统摘要：本文对GSM-R铁路移动通信系统的基本原理、网络结构、业务与应用进行了简单的介绍，明确GSM-R系统是我国铁路移动通信发展的方向。
关键词：GSM-R；基本原理；网络结构；业务与应用1、GMS-R在中国的发展我国GSM-R发展的目标：在全路建立一张移动通信网络，利用通信的手段实现铁路移动设施和固定设施的无缝连接，确保列车安全、高速地运行。
GSM-R 技术顺应时代的发展，是铁路信息化和自动化发展的基础。
2、GSM-R基本原理2.1区域覆盖2.1.1小区制小区制是将整改服务区划分成为若干个无线小区，每个无线小区设一基站负责小区内所有移动通信的联络和控制，在网络中设置一个移动交换中心，统一控制这些基站协调的工作，保证移动用户只要在服务区内，不论在哪个基站的辐射区都能正常通信。
小区制分为：面状服务覆盖和线状服务覆盖。
根据铁路沿线的情况，GSM-R 系统可以在铁路线采用线状覆盖，在车站及枢纽地区采用面状覆盖。
2.1.2GSM-R系统无线覆盖GSM-R系统无线覆盖是指沿着铁路线实现场强无线连续覆盖并达到系统QoS（业务质量）要求。
GSM-R系统沿着路轨方向安装定向天线，以形成沿轨的椭圆形小区，在话务量较大但对速度的要求较低的编组站内采用扇形小区覆盖；在人口密度不高的低速路段和轨道交织处一般是采用全向覆盖。
每个小区有一个或几个收发信机，数目的多少由话务量决定。
2.2多址技术蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的，一个信道只容纳一个用户进行通话，许多用户同时通话时，就要相互以信道来区分，这就产生多址问题。
解决多址问题的方法叫做多址技术。
多址技术分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）三种。
在GSM-R系统中大多采用TDMA。
TDMA 是通过时隙划分使用户共享无线资源。
每个时隙仅允许一个用户使用，每个用户占用一个周期重复的时隙，因为可以把一个信道看做每一帧都会出现的特定时隙。
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R是一种专为铁路通信而设计的移动通信标准，也是铁路行业中广泛使用的数字
无线通信系统。
它旨在实现铁路行业安全和高效的通信，支持列车控制和指挥，以及列车
位置、速度和任务等信息的实时交换。
GSM-R系统包括许多组件，如地面无线电信号设备、列车上的设备、国际公共移动通信系统网络，以及与列车运行命令有关的控制中心设备。
GSM-R广泛应用于铁路行业的各个领域，包括列车控制、通信运营、安全生产和旅客
服务等。
其中，列车控制是GSM-R最主要的应用领域之一。
GSM-R通过连接列车和控制中心，实现实时通信和信息交换，支持列车运行、控制和指挥。
例如，在铁路行业中，列车
驾驶员通过GSM-R系统可以接收到列车运行命令、调度信息和列车位置等实时数据，使其
能够及时做出反应和采取相应措施，确保列车行驶安全和准确性。
GSM-R在通信运营中也得到了广泛的应用。
铁路部门可以通过GSM-R系统管理通信设备、维护和控制网络，保障其稳定性和可靠性。
同时，在安全生产中，GSM-R也起到了至
关重要的作用。
铁路部门可以通过GSM-R系统及时共享安全生产信息，预防和应对各种安
全隐患，确保铁路运输的安全。
除了列车控制和安全生产，GSM-R也在旅客服务中发挥重要的作用。
在列车上，乘客
可以通过GSM-R系统收发短信、浏览网页等，实现信息交流和获取各种服务。
同时，铁路
部门也可以通过GSM-R系统向乘客发送重要信息，如列车晚点信息、旅行安全提示等。
5G技术在铁路通信系统的应用
5G技术在铁路通信系统的应用摘要：随着5G无线通信技术进入商用，人类改造世界有了更新的技术力量。
本文介绍了5G无线通信技术的特点和关键技术，并结合其特点对5G技术在铁路通信系统中的应用场景进行阐述。
关键词：5G关键技术铁路通信随着我国铁路技术的不断进步及其在铁路运输生产中的广泛应用，对铁路通信系统提出新的要求。
如果结合5G特点并利用其关键技术，将能够满足其不断发展的需求，更加有效地保障行车安全，提高运输效率。
一、5G概述5G是一个真正意义上的的融合网络，这个融合统一的标准将提供人与人、人与物、物与物之间高速、安全、自由的连接，这种席卷而来的融合力也在移动通信技术领域逐步显现；5G无线通信技术的基本特点是：高速度、泛在网、低功耗、低时延、万物互联和重构安全体系；5G旨在解决高速率、低延时通信、海量互联、智慧城市建设等方面的技术问题，如果说4G改变了人们生活的话，那么5G的到来将改变我们的社会，也就是说，这种新的改变，无论广度还是深度都要深刻得多；5G不是一项技术，而是由大量技术形成了一个综合体系，这些技术将在5G建设过程中不断完善。
二、5G的关键技术2.1超密集异构网络技术为了把带宽做的很宽，5G采用的是28GHZ——32GHZ的频率，也就是毫米波。
这种波基本没有穿透能力。
如果通信采用毫米波的频率，意味着没办法穿透障碍，所以就需要用到很多微基站，做到密集部署。
密集部署的网络拉进了终端与节点间的距离，使得网络的功率和频谱效率大幅度提高。
异构就是不同结构的意思。
5G网络需要采用一些措施来保障系统性能，主要有不同业务在网络中的实现，各种节点间的协调方案、网络的选择以及节能配置方法等。
这种将多种网络组织起来形成一个体系的方式就叫超密集异构。
虽然说超密集异构网络技术在5G通信传输中拥有很大发展空间和进步的余地，但是仍然有些缺点，主要可以体现为：一是各个节点排列得相对紧密，因此它们之间的距离就非常的有限，这样使得系统内出现以下问题：由于同种类别的无线接入所造成的同频干扰，以及不同种类别的无线接入所造成的分层干扰。
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浅谈移动通信在铁路方面的使用
徐 少彬 北京铁路局北京通信段丰润车间
【 摘 要ｌ最近 几年， 我 国铁路 移动通信科 学技术质量不断提 升， 通信 在铁 路 信号 体系纵 向成长 看， 德 国已慢 慢 形成 从 Ｌ Ｚ Ｂ 、 Ｆ Ｚ Ｂ运行 科技 发展 在促进我 国铁路 的进 步的同时， 还提 升劳动生产水平， 保护列车 到 Ｅ Ｒ Ｔ ＭＳ运 行的发 展态 势， Ｆ Ｚ Ｂ是 基于 无线 的列车 行驶 管理 体系， 行驶安 全。 伴随科学技 术的飞快进步， 铁 路通信在列车行驶过程 中的影响 是新 一代移 动 自 动 闭塞体 系， 它的 重要 目标 是完成 低成本 、 高能 力的铁 越 来越 大。 本 文依据 我国列 车通信的发展 情形， 剖析 了 列车移动通信应该 路行驶 管理体 系， 而且 已经参加 Ｅ ＴＣ Ｓ 。 Ｌ Ｚ Ｂ使用轨 道 电缆 环线 ， 传送 铁路行 驶管理 体系行车指令与速度指令 机车信号， 消除 了地面闭塞信号 怎样适合飞快进步的列车的需要。 机和 留存 闭塞分 区， 列车依照 固定 闭塞 方法行驶 ， Ｅ Ｒ Ｔ ＭＳ ＼ Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ是欧 Ｉ 关键 词ｌ铁路 ； 移动通信 盟支持 的一统 的行车管理 体系， 使用 Ｇ Ｓ Ｍ－ Ｒ 当作 传送 体系。 它的成功 使 用能够更 进 一层推进 列 车通信信号 的技 术发 展， 加 快完 成铁 路通信 建 国以 来， 我 国铁路移 动通信系统不 断进步， 迈入 ８ ０年代， 中国铁 信号一 体化 的过程 。 在信号 体系的横向发展而 言， 日 本新 干线在 很久 以
领域 慢慢 变宽， 全 球 数字化 、 网络 化、 智能化 获得更进 一层次 的进步。 例如 把全 球移动 通信系统 做例子， 这是 以成熟 、 使 用的公用移 动无线 通 信技 能为基本 ， 特别为了 满 足铁路使 用而 开发的 数字式移动 网络 通信体
４ ． 连入 网络 伴 随列车 现代化 改造 历程 的飞快 推进 ， 以前单调 的无 线列 调体 系 已经不可 以满足现 在 列车无线 通信 的需 求 ， 这 样就 急切要 求建 设一套 要求 的先 进的 无线通信体 系。 这个体 系 系， 有效 地提 升了铁 路的 安全 运行与工作能 力， 做 出了重大 的影 响。 而 适用在 列车现代化 行驶指 示中、 且我 国在青藏 铁路通话 中使用 了专门的移 动通信体系， 处理 了冻土 地带 应该使 用小区制 ， 并且完 成调度 中心和 车站值 班人 员之 间、 车站值 班人 信号传 枪难题 ， 减小了维修工作量， 还 有例如 增长秦县 是超载运行 专线 ， 员和铁 路司机之 间、 铁路司机 和调度 中心之 间的通信功能 ， 还能 够完成
平， 减 少 运行成本的 同时， 还 会对我 国铁 路现我们 在移动通信 网络 电线 互换 业务的基 本上， 主动研发了列 列车控制 区间的公务移动通信能 力。 另外还 可以完成调 度中心和 列车司 对于这个想法 ， 组成 列车无线接 车 同步运 行地 面应用节点、 车载通信 的有关 设施 ， 增加 了经济收 益。 胶 机 室之间的及时的 双向数据 通信能 力， 济 线提 速过 程中， 移 动通信体 系获 得了使用 ， 并且 攻克 了外在 的干扰 因 入 网络的方 法能 够使用 已有的 无线通信 方法 的集 群通信 方法 、 全 球移 素， 完善了移动通信 的无线 基站 布局， 积 累了在忙碌干 线运行 的全新 经 动 通信 方法 。 集群 通信 体系是一种 能力强大的 专门的移 动通信体 系， 是 程 控互 换 技术 、 计算 机 网络技 术 密切 配合的 产 验。 全 球移 动通信体 系已经在全世界 许多国家与地 域使 用， 它可以 满足 通信 和微 处理 的技 术 、 铁 路 使用对 于依 赖性与 可靠 性的需 求 ， 其 与稳定 通信 网络 的进步 是密 物 ， 其综合交换 、 管理 、 通信为一体 、 借 由无 线拨号的方法 将一组 通道 自 切 联系的， 和 发展的 网络科技 是同步进行 的。 伴随我 国铁路通信科 学技 动 地发放 到系统内部 使用者， 最大 程度地 使用系统资源 与频 率资源 ， 提 术质量不断提升， 通信 科技发 展在促进我 国铁 路进步 ， 提 升劳动生 产水 升服务水平。
了国际 ９ ０ 年达初 的层次， 比如各种光 缆线路 。 到２ ０世 纪末 ， 铁 路通 话 平。 此 外， 成功地 使用了安 全光纤局域 网络， 让 它变成 联 锁体 系， 铁路行 网络 基本上 完成了干线 传送 、 交 换网络 数字化 的任 务。 直到 ２ １ 世 纪 开 驶管 理体系的 安全 传送 通道 ， 到达 通信技 术和 信号安 全技 术的 完美 配 始的 最近几 年， 在现 在经济全球 化与信息化 的背景下， 通信技 能的使 用 合， 完成通信信号一体化 的过程 。
一
，
我 国铁 路移 动通 信 的历程
路移 动通信 出现 了 ． 令人可喜 的进 步， 可是与 国际水平 比较 ， 仍 然 有较 大 前就 成功研发与投入使用的又一个成功例 — 子 ａ 这个体系包括运输 计划 、 差易 Ｕ 。 伴随 连续 和 国外 配合， 先后 建立了北京 贝尔通信设 施有 限公司等 运行控 制、 维 护工作控制 、 设施控制 、 综 合信息 控制、 电力系统管 理、 车 十多家 公司 ， 产 品慢 慢靠近 国际先进水平 ， 其中某些技 术提 升到一 个全 辆控 制、 站 内工作控 制等 ８个子系统 ， 使用通信 信号一 体化技 术 ， 完成 新的层次 上， 技能指 引与技能 改造让中国列 车移动通信产品与设施 到达 中心 到车站 各 个子 系统 的 信息传 播， 并且让 系统 到达 很 强的 自动化 水