铁路无线通信概述第四章
现代铁路远程控制系统 第四章 TDCS
设备工作原理
数据采集编码器中电源模块将TAX箱提供的15V直流电源转换为直流5V的工 作电源。
带隔离的RS-485芯片MAX1480与TAX箱通信，采集TAX箱总线发出的机车 运行数据。
CPU单元以总线方式与程序存储器、数据存储器通信，处理从TAX箱得到 的机车运行数据。
外部看门狗复位电路用于当数据采集编码器出现故障时将数据采集编码 器复位到初始工作状态。
车次窗的设置
列车通过站内道岔区段的时间很短，所以一般只在区间、站内股 道或能够停车的无岔区段上设置车次窗。如下图所示，设置了区 间窗、股道窗、无岔区段窗等。
区间区段中，进站信号机外方的第一区段上设置的车次窗为接近 窗，出站进路中一离去区段上设置的车次窗为离去窗。每一个区 间区段均设一个车次窗，站内每个股道上各设一个车次窗，多段 股道可分别设置车次窗，能够停车的无岔区段上也可设置车次窗。 站内设置的窗口越多，就越能真实地表示列车运行或停留的位置。
引脚定义：芯1—通信线（A-）解码器发；芯2—通 信线（B＋）解码器发；芯5—公共地。
数据传输协议：包含—个起始位，8个数据位，一 个停止位，无奇偶校验，数据传输速率9600bit／s。
40
无线车次号/无线调度命令示意图
41
车次号技术
车次号技术包括：
车次窗的设置、车次号的显示、车次号的来源及优先级；车次号 自动跟踪；列车车次号校核。
机车数据采集编码器输出至机车电台调制入电平： -l0dBm 士 2dBm （ 1200Hz 和 1800Hz ） ； 输 出 阻 抗 小 于 200Ω 。
机车数据发送时序：PTT控发信号发送350ms后发送调 制数据。
39
4.4 无线车次号校核系统
高速铁路无线通信技术与网络覆盖优化
高速铁路无线通信技术的发展历程和趋势
发展历程：从模拟到数字，从窄带到宽带，从地面到卫星 技术特点：高速、大容量、低延时、高可靠性 发展趋势：更高速度、更大容量、更低延时、更高可靠性 应用领域：高速铁路、地铁、轻轨等轨道交通行业
02
高速铁路无线通信网络覆盖优化技术
网络覆盖优化的必要性
高速铁路对无线通信网络的需 求日益增长
网络覆盖优化可以提高通信质 量，减少通信中断和延迟
网络覆盖优化可以降低能耗， 提高能源效率
网络覆盖优化可以增强网络安 全，防止恶意攻击和信息泄露
网络覆盖优化的关键技术
01
多天线技术：提高信号覆盖范围和 传输速率
03
干扰抑制技术：降低干扰，提高信 号质量
05
节能技术：降低能耗，提高网络性 能
扑结构。
部署基站：在覆盖区域内， 部署无线通信基站。
测试网络性能：对部署好的 无线通信网络进行测试，确 保网络性能满足覆盖需求。
覆盖优化方案的
网络稳定性等
评估方法：现场 测试、数据分析、
用户反馈等
改进措施：调整 基站位置、增加 基站数量、优化
网络结构等
持续优化：定期 评估、持续改进， 确保网络覆盖质
05
高速铁路无线通信网络覆盖优化的挑战与 展望
当前面临的主要挑战和困难
高速铁路运行速度极快，对无线通信网络的覆盖范围和稳定性要求极高 高速铁路沿线地形复杂，如山区、隧道等，对无线通信网络的覆盖效果产生影响 高速铁路列车高速运行，对无线通信网络的切换和漫游性能提出挑战 高速铁路无线通信网络需要与现有通信网络兼容，实现无缝连接和协同工作
.
高速铁路无线通信技术与
网络覆盖优化
高速铁路信号系统-第四章 CTCS-2级列控系统
4.3 系统构成
CTCS-2 列控系统分为车载设备和地面设备两部分，地面设备又分为轨旁和室内设 备两部分
图4.1 CTCS-2系统构成图
4.3 系统构成
1．地面设备 列控中心的硬件设备结构要求与车站计算机联锁相同，采用联锁列控一体 化结构，根据列车占用情况及进路状态，通过对轨道电路及可变应答器信 息的控制产生行车许可信息和进路相关的线路静态速度曲线，并传送给列 车。 轨道电路采用ZPW-2000系列，完成列车占用检测及列车完整性检查，连 续向列车传送允许移动的控制信息。
4.4 技术规范
1．总体要求 （4）系统采用目标距离模式曲线监控列车安全运行。生成监控曲线所需的行车 许可、线路参数、限速等信息由轨道电路和应答器提供。 （5）列控车载设备具有设备制动优先和司机制动优先两种控车模式，一般应采 用设备制动优先控车模式。 （6）系统设备的可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）应符合EN50126 的有关规定。
4.4 技术规范
3．车站列控中心技术要求 （1）车站设置车站列控中心，主要用于实现对有源应答器报文的存储与控制。 报文存储器应至少有 20% 的余量。 （2）当车站联锁建立列车进路后，车站列控中心通过控制进站端处有源应答器 为列车提供车站进路信息和车站及区间的限速信息，车站进路信息报文包括：应 答器链接、线路速度、线路坡度、限速、轨道区段等信息；车站列控中心通过控 制出站端处有源应答器为列车提供限速信息，根据需要还可提供区间线路参数、 应答器链统
1 4.1 概述
2 4.2 技术条件
3 4.3 系统构成
4
4.4 技术规范
4.1 概 述
根据《CTCS技术规范总则》的描述，CTCS-2级列车控制系统是基于轨道电路和点式设备传 输信息的列车运行控制系统。它面向客运专线、提速干线，适用于各种限速区段，机车乘 务员凭车载信号行车。CTCS-2是结合中国实际情况，具有中国特色的列车控制系统，具有 以下特点： （1）基于轨道电路和应答器进行车地间信息传输。 （2）采用目标距离的控制模式，实现一次连续制动的控制方式。 （3）能在既有提速线路上叠加，实现在同一线路上与既有信号系统的兼容。 （4）采用了具有自主知识产权的ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，采用国内已有厂家试制 成功的欧标应答器，这就意味着地面设备已能国产化。车载信号设备已通过引进设备实现 技术引进，最终实现国产化。
铁路信号与通信设备操作与维护作业指导书
铁路信号与通信设备操作与维护作业指导书第1章铁路信号与通信设备概述 (4)1.1 铁路信号设备简介 (4)1.2 铁路通信设备简介 (4)1.3 信号与通信设备在铁路运输中的作用 (5)第2章铁路信号设备操作 (5)2.1 信号设备操作基本要求 (5)2.1.1 操作人员资质要求 (5)2.1.2 操作前准备 (5)2.1.3 设备操作规范 (5)2.1.4 安全防护措施 (6)2.2 轨道电路操作 (6)2.2.1 轨道电路设备检查 (6)2.2.2 轨道电路操作流程 (6)2.2.3 异常处理 (6)2.3 联锁设备操作 (6)2.3.1 联锁设备检查 (6)2.3.2 联锁设备操作流程 (6)2.3.3 异常处理 (6)2.4 信号机操作 (7)2.4.1 信号机检查 (7)2.4.2 信号机操作流程 (7)2.4.3 异常处理 (7)第3章铁路通信设备操作 (7)3.1 通信设备操作基本要求 (7)3.1.1 操作前准备 (7)3.1.2 操作规程 (7)3.1.3 安全注意事项 (7)3.2 电话通信设备操作 (8)3.2.1 电话交换设备操作 (8)3.2.2 电话终端设备操作 (8)3.3 无线通信设备操作 (8)3.3.1 无线电台操作 (8)3.3.2 无线手持台操作 (8)3.4 数据通信设备操作 (8)3.4.1 调制解调器操作 (8)3.4.2 传输设备操作 (9)第4章铁路信号设备维护 (9)4.1 信号设备维护概述 (9)4.1.1 信号设备维护的意义 (9)4.1.2 信号设备维护的基本要求 (9)4.1.3 信号设备维护的主要内容 (9)4.2 轨道电路维护 (9)4.2.1 轨道电路概述 (9)4.2.2 轨道电路维护内容 (9)4.3 联锁设备维护 (9)4.3.1 联锁设备概述 (10)4.3.2 联锁设备维护内容 (10)4.4 信号机维护 (10)4.4.1 信号机概述 (10)4.4.2 信号机维护内容 (10)第5章铁路通信设备维护 (10)5.1 通信设备维护概述 (10)5.1.1 通信设备维护的目的 (10)5.1.2 通信设备维护的原则 (10)5.1.3 通信设备维护的内容 (11)5.2 电话通信设备维护 (11)5.2.1 电话交换设备维护 (11)5.2.2 电话终端设备维护 (11)5.3 无线通信设备维护 (11)5.3.1 无线基站设备维护 (11)5.3.2 无线手持台设备维护 (11)5.4 数据通信设备维护 (12)5.4.1 数据交换设备维护 (12)5.4.2 路由器设备维护 (12)5.4.3 传输设备维护 (12)第6章铁路信号与通信设备故障处理 (12)6.1 故障处理原则与方法 (12)6.1.1 故障处理原则 (12)6.1.2 故障处理方法 (12)6.2 信号设备常见故障处理 (13)6.2.1 信号机故障 (13)6.2.2 道岔故障 (13)6.3 通信设备常见故障处理 (13)6.3.1 通信线路故障 (13)6.3.2 通信设备故障 (13)6.4 故障案例分析 (13)第7章铁路信号与通信设备安全管理 (14)7.1 安全管理制度与规定 (14)7.1.1 制定完善的安全管理制度，保证铁路信号与通信设备操作与维护过程中的安全。
铁路信号运营基础 第四章列车运行控制 知识点总结
第四章列车运行控制第一节机车信号一.机车信号的由来及作用1.恶劣的地形条件及自然环境（曲线、山区、林区、隧道、多雾、雨雪）2.列车高速度、高密度运行机车信号的作用：机车信号是一种能够自动复式列车运行前方地面信号机显示的机车车载系统。
二.机车信号的显示1.三显示自动闭塞区段的连续式机车信号机(1) 一个绿色灯光：准许列车按规定速度运行，表示列车接近的地面信号机显示绿色灯光(2) 一个黄色灯光：要求列车注意运行，表示列车接近的地面信号机显示一个黄色灯光(3) 一个双半黄色灯光：准许列车经道岔侧向位置，限速越过接近的地面信号机，表示列车接近的地面信号机显示两个黄色灯光(4) 一个半黄半红色灯光：要求及时采取停车措施，表示列车接近的地面信号机显示红色灯光(5)一个红色灯光：表示列车已越过地面上显示红色灯光的信号机(6)一个白色灯光：不复示地面上的信号显示，机车乘务人员应按地面信号机的显示运行。
无显示时，表示机车信号机在停止工作状态2．四显示自动闭塞区段连续式机车信号机(1) 一个绿色灯光：准许列车按规定速度运行，表示列车接近的地面信号机显示绿色灯光(2) 一个半绿半黄色灯光——准许列车按规定速度运行，要求注意，表示列车接近的地面信号机显示一个绿色灯光和一个黄色灯光(3) 一个黄色灯光：要求列车减速运行，表示列车应按规定的限速值越过接近的显示一个黄色灯光的地面信号机(4) 一个带“2”字的黄色灯光：要求列车减速运行，表示列车应按规定的限速值越过接近的显示一个黄色灯光的地面信号机，并预告次一架信号机开放经道岔侧向位置的信号显示(5) 一个双半黄色灯光：准许列车经道岔侧向位置，限速越过接近的地面信号机，表示列车接近的地面信号机显示两个黄色灯光(6) 一个半黄半红色灯光：要求及时采取停车措施，表示列车接近的地面信号机显示红色灯光(7) 一个红色灯光：表示列车已越过地面上显示红色灯光的信号机(8) 一个白色灯光：不复示地面上的信号显示，机车乘务人员应按地面信号机的显示运行。
现代无线通信原理：第四章 多址技术(2018)
带宽的比值来近似估算系统的扩频处理增益，
GP =
B F
4.1.1 扩频通信理论基础
iHale Waihona Puke 例2 有一个扩展频谱通信系统，信号扩频后带宽为20MHz， 原始基带信号带宽为20KHz，则系统的扩频处理增益为GP?
Gp＝10 lg[20 106(20 103)]=30 (dB)。
4.1.2 扩频通信方法
◼ 目前，最基本的展宽频谱的方法有三种
2
e
1.44
令x = S/(N0B)，代入上式得
lim C
B→
=
S N0
lim
B→
N0B S
log2 (1+
S )
N0 B
=
S N0
log2
e
= 1.44
S 极限值
N0
◼上式表明，保持S／N0一定，即使增加信号带宽B→ ，信 道容量C也是有限的。原因是当信号带宽B→ 时，噪声功率 N也趋于无穷大。
4.1.1 扩频通信理论基础
S )
N0 B
4.1.1 扩频通信理论基础
由香农定理可以得到如下结论：
1) 增大信号功率S可以增加信道容量，从而增加了信息传输
的极限速率Ri。若信号功率趋于无穷大，则信道容量也趋于无
穷大，即
lim
S→
C
=
lim
S→
B log2 (1+
S )
N0B
→
2) 减小噪声功率N（或减小噪声功率谱密度N0）可以增加信 道容量，若噪声功率趋于0（或噪声功率谱密度N0趋于0），则 信道容量趋于无穷大，即
4.1.3 跳频系统（4）
◼ 接收端必须以同样的伪码置定本地频率合成器，使 其与发端的频率作相同的改变，即收发跳频必须同 步，这样，才能保证通信的建立。解决同步及定时 是实际跳频系统的一个关键问题。
引领中国铁路通信发展的明灯——第四代无线通信技术4g
应用科技引领中国铁路通信发展的明灯—第四代无线通信技术“G)刘彦彬(广州铁路(集团)公司广州通信段流花桥传输室，广东广州510080)l l i寄要】我们处在一个高速发展的时代，随着人口、能源、气候、环境等问题日益突出。
航虚、公路运输、铁路等交通方式遭遇前所未有的压力。
可以预见，高速铁路作为高效、节能、环保的运输方式，将避^黄金发展时期。
铁路专用的G SM-R无线通信系统承栽着高速铁路的歹f1车控制业务。
自2009年开始我国进入3G时代。
仅一年的时问便普及开来，本文针对3G在铁路通信应用上的不足，简单阐述一下4G的发展趋势。
拱键闭镜路通信；4G；趋势4G通信的概念来自其他无线服务的技术，从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G：有人说4G通信是一个超越2010年以外的研究主题，4G通信是系统中的系统，可利用各种不同的无线技术。
对于铁路通信的发展来说，在经历了前面三个阶段的发展以后，现在迈入了3G时代，这就意味着铁路的网络通信跨越了一个从有至q无得时代，原先的铁路交通运载乘客的过程中，并没有网络可以使用，但是现在这种时代过去了。
13G与4G通信技术比较4G通信系统是继3G通信系统以后的又一无线通信技术演进，其开发的目标性j#常明确：为要提高移动装置无线访问互联网的速度，目前4G时代尚未到来，而现今覆盖全球的3G网络已经建成，全球25％以上人口都使用第三代移动通信系统。
在发达国家，3G服务的普及率更将超过60％，那么这时就需要有更新—代的系统来进一步提升服务质量。
而4G是—个必然的趋势。
第四代移动通信系统(4G)的目标是成为一个无所不在的无线通信系统，提供无缝、高Q O S、高速率的无线业务。
这必然要求在现存的体系、频谱分配及利用上进行刨新，对无线传输网络、无线业务和应用进行创新。
4G比3G更接近于个人通信。
另一方面，鉴于3G技术使用频点太高，不满足铁路部门希望经济、实惠地实现在广泛地域内的大覆盖目标，而且在语音业务上3G技术与2G技术并没有本质区别等诸多因素，U I C明确表示3G技术不适用于铁路。
宽带无线通信 第四章 正交频分复用(ofdm)
e j 2pkft , g k (t ) 0,
t [TG , Ts ] t [T G, Ts ]
总的OFDM块持续时间为T= TG + Ts
国家重点实验室
数学描述
每个子载波都能独立的用复调制符号Sn,k 进行调制， 下标n代表时间，k代表OFDM块中的子载波编号。 这样，在符号持续时间T内，形成的第n个OFDM 块信号如下： 1 N 1 sn (t ) S n ,k g k (t nT ) (3) N k 0 包含所有OFDM块的全部连续时间信号为：
gk , g Sn,k
* l
g k (t )gl* (t )dt TS k ,l
0
Ts
(6) (7)
其中
N * sn (t ), g k (t nT ) TS * gk (t ) 是 gk(t) 的共轭.
国家重点实验室
IFFT实现
1 sn (t ) N
S
k 0
N 1
t [0, Ts ] t [0, Ts ]
(1)
国家重点实验室
载波间的干扰
国家重点实验室载波间的干扰源自国家重点实验室数学描述
因为系统带宽B被分为N个窄带子信道，在相同 系统带宽的情况下，OFDM块的持续时间Ts 是单 载波传输系统符号周期的N倍。将子载波信号gk(t) 进行扩展一个长度为TG的周期前缀（称为保护间 隔）后，形成如下信号：
f0
fN-1
国家重点实验室
多用户OFDM（OFDMA）
• 不同的子载波分配给不同的用户；
－载波分配为正交或者准正交
f0
fN－1
• 每个用户在各个子载波的衰落相互独立； • 自适应的资源分配保证给予每个用户最好的子载 波并最佳的适应这些信道； • 当多个用户分配了相同的子信道时，采用多天线 系统可以降低干扰。
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车地移动通信技术
4.1 铁路无线通信概述
4.1.1
铁路无线通信发展历程
我国铁路无线通信系统主要实现无线列车调度、铁路站场调车通信、铁 路区间移动通信等话音通信功能，以及列车运行控制、车次号传输、列 车尾部风压数据传输、道口预（报）警等数据的无线传输功能。具体包 括：
①
②
无线列车调度电话：主要有A、B、C三种制式，频率为450MHz或150MHz 的单工或双工通信系统。
必选
必选
GSM-R补充业务
GSM-R补充业务主要目的是为了保证列控数据链路的 可靠性。 基于GSM-R的列控数据呼叫的优先级为1级，而普通的 调度通信呼叫为3级。 当网络资源拥塞时，列控数据呼叫的优先级高于普通话 音呼叫，具备强拆能力，能够将低优先级的话音呼叫拆 除，腾出信道资源供列控数据呼叫使用。
4.3.1 系统结构及功能
基于GSM-R的列控系统包括地面设备和车载设备。GSM-R网 络是列车控制系统安全数据的透明承载平台，提供车－地双 向高可靠性的数据传输通道。列控系统与GSM-R网络间的接 口为IGSM-R接口、IFIX接口，如下图所示。
IGSM-R 车载安全 通信单元 Um GSM-R 网络 IFIX RBC安全通 信单元
主呼的移动台在控制信道的接入时隙中发出请求，经基站鉴权、确立加密 模式、分配业务信道，通过MSC建立与PSTN/ISDN用户的连接信道。
来自PSTN/ISDN的呼叫送入到最近的入口局MSC，入口局MSC查询原籍 位置寄存器得到用户漫游的区域的MSC地址，建立起拜访MSC的呼叫， 此MSC经所属基站的寻呼，得到被呼移动台的回答，鉴权加密，建立起 与移动台的通信。
MSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS BTS BTS BTS BTS
（5）双MSC，同站址双层无线覆盖 全线配置双套核心网设备（包括MSC、IN、SGSN等）和双 套无线网络设备（包括BSC、BTS等），两套基站采用同站 址双层网络覆盖，基站采用环形连接，全面系统冗余，但如 果某一站址故障，同样发生服务中断。
MS
BTS/BSC
SS7网络
基站（BSS）包括收、发信机（BTS）和基站控制器（BSC）两部分。
BTS为无线部分和固定部分提供中继；
BSC具有一定交换功能，是无线信道接至MSC的接口。
移动交换中心除包括移动交换机（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、 访问位置寄存器(VLR)，还有鉴权中心（AUC）、设备识别寄存器 （EIR）、操作与维护中心（OMC）等。
4.2.1
GSM-R网络结构
GSM-R系统由基站（BSS）、移动交换中心（MSC）和移动 台（MS）组成。
MSC PSTN/ISDN HLR/VLR SMSC
MS： 移动台 BSC： 基站控制器 BTS： 基站收发信台 MSC： 移动业务交换中心 HLR： 归属用户位置寄存器 VLR： 来访用户位置寄存器 SMSC：短消息中心 PSTN: 公用电话网 ISDN：综合业务数字网
（2）话音编码、信道编码、交织技术和窄带数字调制技术 GSM-R统信源编码器是“规则脉冲激励编码—长期预测” （RPE—LTP），其编码速率是13 kbit/s，采用1/2码率的卷 积码进行信道编码并交织后，码率为22.8 kbit/s，加入同步和 控制信息后33.85kbit/s，形成分配时隙的突发信号，码率 270.8kbit/s，采用GMSK（比特速率带宽积BbTb 0.3 ） 调制发送。 基站将接收的13 kbit/s，加上3 kbit/s成为16 kbit/s，经4 16 kbit/s复用成64kbit/s，送移动交换控制器。 同样移动交换控制器来的64 kbit/s转换为16 kbit/s，最后分配 到各时隙信道上。
MSC
MSC
BSC
4.3
列控系统与GSM-R
GSM-R具有更适应铁路运输特点的功能优势/更成熟的技术优势、满足列 车控制的需要以及更符合通信信号一体化技术发展的趋势。 2000年底，铁道部正式确定将GSM-R作为我国铁路移动通信的发展方向。 随着青藏铁路、大秦铁路和客运专线的建设，采用GSM-R技术成为铁路 发展一项重要的技术装备政策。 ETCS（欧洲列车控制系统）2级采用GSM-R作为列车控制数据传输平台。 GSM-R通过标准的GSM承载业务来传输从地面控制中心到车载终端的数 据，为地面控制中心和车载终端之间的数据传输提供安全的无线传输通道。 中国列车控制系统（CTCS）3级参考欧洲规范，结合中国铁路实际情况， 采用GSM-R作为数据传输平台，目前已经制定了一系列相应的技术规范。
（3）空间分集、时间色散与均衡 GSM-R统中采用空间分集技术来克服多径衰落和阴影衰落。 为改善多径传播产生的码间干扰，每个语音数据包都在包头 前先发一定长度的测试脉冲序列，又称训练序列，用于以调 整均衡器的抽头系数，使均衡器基本上趋于收敛，然后再改 变为自适应工作方式进行均衡。 （4）基站与移动台间的时间调整 每个移动台占用各自的时隙与基地台通信，当两者的距离增 大时，传输延时会增大，严重时会影响其它时隙的用户。所 以，在呼叫进行期间，必须监视呼叫到达基站的时间，并由 系统向移动台发送指令，随着移动台离开基站的距离，逐步 指示移动台提前发送的时间，这就是时间调整。
MSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
（4）单MSC，异站址交织双层无线覆盖 全线配置单套核心网设备（包括MSC、IN、SGSN等）和双 套无线网络设备（包括BSC、BTS等），两层无线网络基站 按异站址交织设置，基站采用环形连接，某一套无线子系统 故障时，或某一站址故障时，网络仍能正常工作，但核心网 设备出现故障时网络不提供冗余。
4.2.2
GSM-R的主要技术
（1）多址技术（TDMA+FDMA） GSM-R系统中，无线路径上是采用时分多址+频分多址 （TDMA+FDMA）方式。 基站收发信机（BTS）有若干收发信单元（TRX），一个 TRX占用一个频点（频道），每个频点上可分成8个时隙，每 一时隙为一个信道，因此，一个TRX最多可有8个移动客户同 时使用。 相邻基站使用不同上下行频率。
（5）保密措施
安全性方面，GSM-R在下列部分加强了保护：
接入网络方面采用了对客户鉴权；
无线路径上采用对通信信息加密； 对移动设备采用设备识别；
对客户识别码用临时识别码保护；
SIM卡用PIN码保护。
4.2.3
GSM-R工作频率
欧洲GSM-R使用专用的R-GSM频段，即876～880MHz。 由于支持该频段的移动终端种类较少，而且在我国该段频 率另有其用，因此我国GSM-R使用E-GSM频段。 原信息产业部分配给GSM-R的频率范围885~889MHz（上 行）、930~934MHz（上行），带宽4MHz，共19个频点可 用，该频段在沿铁路线周围2km范围内属铁路专用。频率 资源的获得为GSM-R的发展注入了生机。
站场无线通信：在铁路的区段站、编组站使用平面调车等站场无线通信系 统。
③
各种独立的单工通信系统：在站场内及铁路沿线由公务、公安、电力、电 务维修、列检、 施工等部门或单位自行投资建设的各种独立的单工通信系 统。
集群移动通信系统：早期为模拟集群系统，目前数字集群系统，如iDEN、 TETRA、FHMA等系统 。 GSM-R：欧洲铁路综合调度移动通信系统，GSM for Railway。
4.3.3
GSM-R组网方案
（1）单MSC，单层无线覆盖
全线配置单套核心网设备（包括MSC、IN、SGSN等）和单 套无线网络设备（包括BSC、BTS等），基站覆盖重叠区域 较少，基站采用环形连接。
MSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
（2）单MSC，交织站址单层无线覆盖 全线配置单套核心网设备（包括MSC、IN、SGSN等）和单 套无线网络设备（包括BSC、BTS等），基站采用环形连接， 基站的重叠区域较深，有一定的基站冗余且互为冗余的基站 不分层。某一基站故障时，网络仍能正常工作，但BSC出现 故障时，网络不提供冗余。
AUC是对用户有效性进行鉴定，保护用户通信不受侵犯； EIR通过对移动台号码的识别，禁止非法用户使用； OMC用于对BS、MSC、HLR、VLR、AUC、EIR进行操作和维护。
开机的移动台搜寻最强的控制信道载频，扫描邻近小区场强并报告给基站， 以备小区切换，周期性的位置登记，以备MSC查找，守候在控制信道上 随时发出主呼和接受被呼。
4.2 GSM-R系统基本原理
GSM-R以GSM技术为基础，除具有GSM的性能，还融合了集群通信的特 点。通过标准的GSM承载业务来传输从固定的自动控制端到移动自动控 制端的数据传输，为地面控制中心和车载控制中心之间的数据传输提供透 明的无线传输通道。 GSM-R可以连接GSM、PSTN、PDN、IP、TETRA和卫星等系统，为铁 路提供综合数字化移动和多媒体的信息服务平台，具有完善的互联接口。 它具有GSM全部的业务和功能，频率管理与GSM相兼容，能满足所有语 音与数据通信的需要。 GSM-R支持分组数据传输方式GPRS，可按需分配带宽，提供列车自动 控制信息与安全系统，并可提供新的业务和特殊功能，是具有智能功能的 网络，并可以向第3代移动通信平稳过渡。 GSM-R与GSM的主要区别在于引入了语音组呼、话音广播、增强优先级 与强占的功能，以及在GSM基础上增加了满足铁路运行需要的特殊功能。
④ ⑤
4.1.2 GSM-R的提出与发展
GSM：特别移动通信组（Group Special Mobile）→全球移动通信 系统（Global System for Mobile Communication）。GSM系统工 作在900 MHz和1800 MHz频段。 GSM-R：欧洲铁路综合调度移动通信系统，GSM for Railway。 GSM-R是在GSM蜂窝系统的基础上增加了调度通信功能和适合高 速环境下使用的要素，能满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通 信的要求。 GSM-R主要解决在列车高速运行时语音数据的可靠传输以及跨国 运行时列车自动防护（ATP，Automatic Train Protection）的互操 作性问题。