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GSM-R技术在铁路通信中的应用研究 　　摘要：随着无线通信技术的发展,铁路专用通信的方式也发生着巨大的改变。GSM-R技术适应铁路运输特点,符合通信信号一体化技术发展的需要,是有效的调度指挥通信工具。本文介绍了铁路GSM-R系统的结构，分析研究了GSM-R业务在我国铁路应用，包括列车调度通信、列车同步控制、车次号无线传递、调度命令无线传送、列尾监控数据传输等。 　　关键词：GSM-R系统铁路通信应用 　　 　　1.前言 　　随着无线通信技术的发展,铁路专用通信的方式也发生着巨大的改变。作为铁路运输部门，列车调度员除了利用有线调度系统与车站值班员进行通信联络外，在许多场合，尤其是紧急情况下，需要通过无线通信设备与机车司机、运转车长进行信息传递，实现行车指挥、业务联络。当前我国铁路运输正在不断提高列车运行速度，增加行车密度，延长机车运行区间，因此对行车组织和安全保障提出了更高的要求，以铁路运输调度为主要目的列车无线调度通信系统，日益显示着其重要性。 　　2.GSM-R系统介绍 　　GSM-R(GSM for Railways)是专为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统。该系统满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通信要求,在GSM Phase2+规范协议的高级语音呼叫功能:组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上,加入了基于位置寻址和功能寻址等功能,适用于铁路专用调度通信的需要。主要提供列车调度、养护维修作业通信、应急通信等语音通信功能,可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道。 　　2.1 GSM-R系统组成 　　GSM-R 系统由六个子系统组成:交换子系统(SSS)、基站子系统(BSS)、运行与维护子系统(OMC)、通用分组无线业务子系统(GPRS)、终端子系统及移动智能网子系统(IN),并通过交换子系统(SSS)中的网关移动交换中心(GMSC)实现与其他通信网络的电路域业务的互联互通,通过通用分组无线业务系统(GPRS)中的网关GPRS业务支持节点(GGSN)实现与其他数据信息网络的分组域业务的互联互通。 　　 　　GSM-R系统结构图 　　2.2 GSM-R工作频率 　　GSM-R系统可以在876～960MHz整个频率范围内工作,但CEPT(欧洲邮政与电信会议 )为欧洲国家的铁路通信系统指定了一个专用频??,也即UIC(国际铁路联盟)的GSM-R频带:移动站到基站(上行链路)为876～880MHz,基站到移动站(下行链路 )为921～925MHz。典型覆盖距离约为5～10公里,对高速列车来说这是保证系统容量和服务质量的最小范围;更适于隧道内通信 (相对450MHz和1800MHz频带)。 　　2.3 GSM-R系统结构与覆盖 　　GSM-R可以构成既含有面状覆盖又含有链状覆盖的网络,既可用于地区性的覆盖也可用于全国性的覆盖。面状覆盖采用多小区 (或多扇区)蜂窝结构,每个基站(BTS)覆盖一个小区(cell),当然也可以采用重叠覆盖小区结构。 　　2.4 GSM-R关键技术 　　工作频段的分配、时分多址(TDMA)技术、时分多址帧结构、空间分集、时间色散和均衡、基站与移动台间的时间调整、 话音编码、信道编码、交织技术、跳频技术、必威体育官网网址措施等。我国GSM-R除了具备GSM-R现有的功能特性,还应有无线列调功能、按近连续式机车信号传输、区间移动人员通信,以及根据我国的铁路的地理位置进行合理的GSM-R系统区间的场强覆盖。 　　3.GSM-R技术在铁路通信中的应用 　　GSM-R系统不仅可以提供语音业务，而且可以提供数据业务，智能业务。针对铁路应用，GSM-R系统还提供了功能寻址、基于位置寻址、组呼叫、广播呼叫、紧急呼叫等特殊功能，具体可归纳为以下9个方面： 　　3.1列车调度通信：列车调度通信是重要的铁路行车通信系统，负责列车的位置和运行方向，主要任务是实现“大三角”(列车调度员、车站值班员、机车司机)通信和“小三角”(车站值班员、机车司机、运转车长)通信。列车调度通信系统主要由NSS、BSS、OSS、FAS、调度台、车站台、机车综合通信设备、手持台等构成，系统构成如图2所示。 　　3.2 列车自动控制( CTCS3/CTCS4)：利用GSM-R提供车地之间双向安全数据传输通道，代替目前的轨道电路传输色灯信号，并通过GSM-R传输系统获得由GPS或其他的定位服务提供的准确定位信息。 　　3.3 机车同步控制：重载列车需要多个机车牵引，在牵引过程中，本务机车和补机机车之间需要同步操作，也就是说要尽可能同时加速、减速和制动。该业务可实现本务机与补机之间信息的交换和传递。 　　3.4 调度指令传输：铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令，它是列车行车安全的重要保障。TD