高速铁路移动通信覆盖研究.docVIP

高速铁路移动通信覆盖研究 摘 要 近些年，铁路开通的新线路逐渐增多，铁路的运行速度提高得也是越来越快，现在我国高速区段的累计运营里程数字已经达到2.5万公里之多。自从1997年4月1日铁路开始提速后，截止目前最高运行速度应经到达 350公里每小时。车厢在持续高速行驶过程中，坐在列车车厢里面的的乘客，可以感受到手机经常出现完全没有信号、通话时掉话的严重现象。选择乘坐高铁作为交通出行方式的人群也是日益增多，现代的快节奏生活，也对乘坐高铁时，手机通话质量提出了严苛的要求，人们迫切需要提升在高铁上实时通话质量。通信运营商在给列车高速度运行时，给予一个良好状态的移动网络环境，变为大家关注的点。 在我国运行速度最快、运行里程最大的铁路：京沪铁路和京广铁路，都在运行途中经历复杂的环境，山区多、隧道长的地理劣势环境。尽管如此，它们在保证通信质量这方面，有着成功的经验。成都铁路集团有限公司管辖的云、贵、川，地势更加艰险、恶劣，桥梁、隧道占了整条线路的三分之二。列车在高速行驶过程中，由于车体的组成材料，会对信号产生一些损耗，多普勒频移效应、频繁的越区切换、桥梁隧道的组网和网络覆盖率问题，都对移动通信提出了考验。 本课题对在山区、隧道等环境条件恶劣下的高速铁路GSM移动通信网络覆盖问题进行研究，通过对网络覆盖需要的组网方式和设备的电源、传输系统等方面的内容，为高速铁路移动网络覆盖提供一定的参考。 关键词：高速铁路 移动通信 工程设计 隧道覆盖 绪论 研究背景与意义 现今世界高速铁路发展迅速，而中国也在短短几年内成为世界关注的焦点，中国高铁正在引领世界。铁路作为国家的交通建设基础设施，除了是老百姓出行的重要方式外，对社会经济效益也会产生重大影响。从国情出发，高速铁路的发展也是国家的必然趋势，甚至是世界发展的必然趋势。 高速铁路的发展，必须得借助高铁移动网络系统。GSM-R主要以GSM技术作为基础，为铁路通信设计出专业化的数字移动方案，同时提供一体化的综合性服务平台，这样不但能够完成列调、区间移动通信等语言功能，更担负了车次号、调度命令、列控信息的传达任务，在铁路安全中发挥重要作用。而高铁移动通信系统的覆盖，更是可以增加多种新的宽带高速数据业务的应用，拓展铁路通信覆盖范围，同时也可以为铁路通信系统提供多种系统备份手段，从而增加现代铁路的运行管理的安全性和可靠性。 国内外现状 国际铁路联盟的简称为UIC，为了快速实现新世纪欧洲国家铁路一体化的运作速度，在此基础上专门推荐了铁路专用的移动通信系统，也就是GSM-R（GSM Railway），当前在全世界很多国家已经大量实施，比如目前在西班牙、瑞典、德国、荷兰等国家纷纷开通商用GSM-R网络，而我国也已经开通该网络。 国外其他欧洲国家发展较成熟，主要集中表现在对列车的运输控制和旅客无线网享受方面。高速铁路移动通信技术在我国即使起步晚，但铁路部门也是在加快完善。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 第 西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 第 PAGE 1 页 移动通信系统简单概述 2.1 GSM移动通信的发展历史 现代化移动通信最初发展时间为1920年前后，到1970年左右，蜂窝网方式的发明成为第一代移动通信系统（1G）,提供模拟电话服务。90年代初，泛欧数字蜂窝网正式开放使用，采用时分多址（TDMA），为第二代蜂窝网（2G）。之后的GPRS，介于2-3G间，俗称2.5G。第三代移动通信系统，既3G，采用无线电技术、扩大利用数字技术。一直到4G，数据传输速度不断提升，传输速率可以达到100Mbps。 移动通信系统有了更进一步的飞跃，其演进过程如图2-1所示： 图2-1 移动通信系统演进 对于铁路数字移动通信系统来说，其发展主要历经了三大不同的阶段。 第一阶段为标准制定，1993年欧洲电信组织以及全球铁路联盟经过数次商议结果，最终商定：欧洲所有国家铁路领域范围，其全新一代无线通信标准为GSM Phase2+。该提议经过UIC综合评估以及严格确认，最后以次为基础专门制定了铁路运行过程中的相关需求规范，为GSM-R奠定了坚实发展基础。 第二阶段为系统实验阶段。1997年，为了验证铁路移动通信系统可靠性等指标,UIC成立了专门组建了组织，在德国以及法国等国家的高速铁路线上展开各种大型试验，对该移动通信系统展开严格意义上的测试。 第三阶段则为系统投产以及运行。经过严格精密验证，欧洲各国开始建设GSM-R网络，取代落后的模拟无线通信设备。2000年，瑞典到丹麦的大桥铁路投入商业运营，成为首条应用了铁路移动通信系统网络的商业运营线路。 2.2 GSM移动通信系统简介 2.2.1GSM系统技