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GSM-R 移动通信系统
第三十四讲
GSM-R 移动通信系统
主 讲 人 郭 俊 丽
电 务 处
二〇一〇年二月二十一日
提纲
一、GSM-R系统概述
二、GSM-R系统功能
三、GSM-R系统的组成及应用
四、我局GSM-R网络现状
一、GSM-R系统概述
1.基本概念:
GSM-R:铁路专用移动通信系统
GSM: (Global System for Mobile communication )全球移动通信系统
R: (Railway) 铁路
2.GSM-R的发展过程
首先关注全球铁路移动通信的发展。早在1992年,欧洲的铁路通信标准机构——EIRENE,为满足欧洲数字集群系统要求,开始了将公共GSM平台移植为铁路应用的研究,即对GSM-R(Railway)的研究。从1992年开始研究,到1997年,在法国、德国和意大利建立了3个试验网,并进行了大量的系统试验验证。2000年第一个GSM-R网络在瑞典建成并投入商业运行。到目前为止,已有多个国家的GSM-R网络投入运用,其中覆盖线路最长的国家是德国,近4万公里。
我国是从1994年开始对此进行技术跟踪研究,认为GSM-R具有适应铁路运输特点的功能优势,符合通信信号一体化技术发展的需要,更重要的是GSM-R能够支持铁路移动通信的可持续发展。到2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路移动通信的发展方向。2004年分别在大秦线、青藏线和胶济线开展试验线建设,2005年完成测试,并于2006年开始相继正式投入运用。
在三条试验线建设过程中,积累了大量的经验,并且取得了很大的成功,继而铁道部在全路对GSM-R网络进行了规划,随后开始了大面积的推广。
3.GSM-R在我国的规划
规划图如下:
TMSC:汇接移动交换中心。现已建成2个:北京、武汉。
MSC:移动交换中心。现已建成9个:北京、武汉、西安、济南、南昌、广州、太原、拉萨、西宁。
规划时,铁道部提出了三个同步:与铁路信息化建设同步,提供综合移动信息传输平台;与铁路CTC(调度集中,干线)、CTCS(列车运行控制系统,3级以上)建设同步,提供综合移动话音通信业务,提供通用数据列控数据传输通道;与新建铁路同步,不再重复投资建设区间通信电缆、无线列调、站场无线通信等系统。
我局目前还没有建成交换中心,但是考虑到建设G网交换中心对通信事业发展的意义,我局的有关领导经过积极的努力,终于将呼和局的G网中心列入到张唐线的建设项目中,并且铁道部已经同意呼局的G网中心提前建设。
4.GSM-R系统介绍
(1)GSM-R系统很多技术借鉴了公网的GSM技术,保留了GSM的大体结构,使得从一开始GSM-R系统就是一个成熟可靠的系统,它的绝大多数软硬件都已在现网中得到过检验。由于GSM-R采用的是国际标准,可以实现跨越国界的高速铁路和一般列车之间的通信,能将现有的铁路通信应用融合到单一网络平台中,以减少集成和运行费用,而且GSM-R系统硬件是由已经标准化的设备改进而成,GSM平台上已经提供了大量的业务,因而引入铁路专用的功能时只需最低限度地改动,故能保证价格低廉、性能可靠地实现和运行。
(2)基站的间距为5~10km,这个间距能保证高速运行时的通信质量,能满足最大500km/h速度时的各种性能以及列控的需求。
(3)GSM-R在我国使用的频率:
上行885~889 MHz,下行930~934MHz。共4M频率带宽,双工收发频率间隔45 MHz,相邻频道间隔为200K Hz。
该频段在隧道内的传播性能好,特别是在新建的混凝土或钢构的隧道中,比450MHz和1800MHz好。铁路电气化干扰对900 MHz附近的通信频段几乎没有影响。
二、GSM-R系统功能
GSM-R系统的功能有两大部分:语音功能和数据功能。
1.语音功能:
(1)个别呼叫、通话:最常规的通话方式,实现点对点个别呼叫、建立通话。
(2)语音组呼(VGCS):预先设置业务用户组,主呼用户可以按组呼叫。所有业务用户在组呼进行当中只占用一个业务信道,且在同一时间只能由一个业务用户讲话。
(3)语音广播(VBS):与VGCS具有相似的业务功能,可以呼叫覆盖范围内的所有用户,只是业务用户没有讲话的权力。
(4)多优先级与强拆:对各种铁路业务预先定义成7个业务等级A、B、0、1、2、3、4级,并将设置存放在HLR中。当网络出现无空闲业务信道状态时,高优先级呼叫可立即打断低优先级呼叫。
(5)区间移动通信(代替区间通话柱,满足应急抢险、紧急救援、区间人员作业等)。
(6)旅客业务等。
2.数据功能
包括无线车次号传送、列尾信息传送、多机车牵引同步操控、调度命令传送、CTC列控信息传送、图像传送等等。
三、GSM-R系统的组成及应用
1.系统组成:
如图,GSM-R系统包括网络子系统(NSS)、通用分组
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