高速铁路无线通信介绍

功能单一、系统分散、相互间无法互通、维护成本高。例如，客运、货运、公安系统均为自行投资建设，无法互通。频点固定分配、信道固定使用，频率利用率低，容量有限。450M频段，58对频点固定分配给无线列调、公安，无法共享，造成资源浪费。话音、数据业务争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。列车时速超过250公里，业务密度加大，碰撞概率大。枢纽地区干扰严重。各个车站终端争抢信号，同频干扰严重。既有铁路无线通信不具备网络能力。移动终端对讲距离有限，各个系统不能联合组网。开放系统，不具保密性。无需身份识别即可加入通信，可被窃听。GSM（GlobalSystemforMobileCommunications）意为全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式，允许在一个载频同时进行8组通话。GSM-R（GlobalSystemofMobileforRailway）专门针对铁路对移动通信的需求而推出的专用系统，它基于GSM并在功能上有所超越，是成熟的技术。既有铁路无线通信系统的缺点1、功能单一、系统分散、相互间无法互通、维护成本高2、频点固定分配、信道固定使用，频率利用率低，容量有限3、话音、数据业务争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差…铁路发展出现许多新业务需求1、客运专线的业务需求2、货运专线机车同步控制传输3、车地信息化数据传输的需要4、有线、无线调度两网融合的需求…编组站移动信息综合接入系统区间移动信息接入及公务移动通信调度通信列车尾部风压信息传送CTCS3/CTCS4Locotrol动车段/车站移动信息综合接入系统集装箱结点站移动信息综合接入系统机车移动信息综合接入系统旅客列车移动信息综合接入系统功能寻址功能号表示接入矩阵基于位置寻址eMLPPVGCSVBSGSM功能与业务第第44层层铁铁路路应应用用第第33层层第第22层层第第11层层随着欧洲铁路的迅速发展，国际铁路联盟(UIC)为满足欧洲21世纪铁路路网一体化进程的需要，于1993年向欧委会推荐了铁路综合调度移动通信系统——GSM-R(GSMforRailway)。从1999年开始，欧洲一些国家开始了GSM-R网络的运行。2002年以来铁道部经过几年的论证、研究，决定借鉴欧洲先进国家铁路通信在GSM-R系统上成功经验，决定在国内选择GSM-R作为铁路专用移动通信系统，替代原有的模拟通信系统，支持铁路跨越式发展，首批试点线路为青藏线、大秦线和胶济线，并在实验成功的基础上逐步在全国各条铁路干线和新建城际客运专线上推广使用。2015年1月29日，中国铁路总公司召开工作会议，会上通报，2014年，我国铁路新线投产规模创历史最高纪录，铁路营业里程突破11.2万公里。高速铁路营业里程超过1.6万公里，稳居世界第一。1993年1999年2002年2015年IPGbGnSMSCACBSCBTS电路域数字应用系统调度交换机调度台车载台车站台手持台OMC用户管理系统铁路应用系统OSSGPRSBSSINSSSCBCBTSSGSNGGSNPCUGRISTRAU其他通信网无线固定台MSC/VLR/GCR/IWFHLR/AuCSMPSMAPSCPSSPGMSCTCP/IPUmAbisAC/DMSC/VLRDSS1DSS1E/GNo.7LNo.7SCEPNo.7有线终端无线终端GbGnGrAterGi对核心网MSC、SGSN、GGSN等网元进行状态监测对无线子系统BSC、BTS、直放站等网元进行状态监测，提供网络状态数据提供GSM-R网络Abis、A、Gb、PRI等接口监测提供用户话单查询、分析信号覆盖的前方阵营-基站信号覆盖的前方阵营-基站基站的全称是基站收发信机，基站的作用是在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。信号覆盖的前方阵营-基站交织单网普通单网（无冗余）频道号基站接收频率(Mhz)基站发射频率(Mhz)频道号基站接收频率(Mhz)基站发射频率(Mhz)999885.000930.0001010887.200932.2001000885.200930.2001011887.400932.4001001885.400930.4001012887.600932.6001002885.600930.6001013887.800932.8001003885.800930.8001014888.000933.0001004886.000931.0001015888.200933.2001005886.200931.2001016888.400933.4001006886.400931.4001017888.600933.6001007886.600931.6001018888.800933.8001008886.800931.8001019889.000934.0001009887.000932.000这根大杆子是干啥用的？成绵乐客专区间这根大杆子是干啥用的？南广线黎塘西站这根大杆子是干啥用的？铁塔是为了架高天线架高天线是为了增大信号覆盖范围基站与天馈系统的关系弱场补强-直放站直放站是基站（BTS）与移动台（MS）之间的中继转发器，是在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。使用直放站主要原因：一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。直放站可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，优化无线通信网络。弱场补强-直放站远端机光缆扩展区域CoverageArea近端机B.T.S光纤直放站的基本组网图光纤直放站的近端机以电缆直接耦合的方式从基站直接耦合到RF信号，并变换为光信号经过光纤传输到远端机，远端机再将光信号变换为原始的RF信号，通过天线或漏泄电缆将RF信号发送直放站到所要覆盖的地区。弱场补强-直放站弱场补强-直放站弱场补强-直放站弱场补强-直放站铁路隧道通信信号覆盖利器-漏缆铁路隧道通信信号覆盖利器-漏缆铁路隧道通信信号覆盖利器-漏缆泄漏电缆集信号传输、发射与接收等功能于一体，同时具有同轴电缆和天线的双重作用，特别适用于覆盖公路、铁路隧道、城市地铁等无线信号传播受限的区域。漏缆的作用：铁路隧道通信信号覆盖利器-漏缆GSM-R设备介绍-用户终端GPH•GPH主要用于铁路各类管理人员、与铁路业务相关的人员话音和数据通信。•包括显示屏、键盘、MIC、扬声器等•需要PTT按键，用于组呼GSM-R设备介绍-用户终端OPH•OPH主要用于列车、车站、编组场、沿线区间及其他铁路作业区的各工种工作人员话音和数据通信。•包括显示屏、键盘、MIC、扬声器等•需要PTT按键，用于组呼，在主机左侧面•应有一个红色的紧急呼叫按钮，在面板右上方•易于携带，允许操作人员腾出双手，可挂在车辆的突出部位上•面板设计便于操作人员带手套用GSM-R设备介绍-用户终端GSM-R手持终端只能实现与铁路自动电话、车站/调度FAS台、移动终端通信；不支持与移动、联通、电信公众网络互打GSM-R手持终端拨打其它手持终端，直接拨打对方号码（如直接拨打14986931234）GSM-R手持终端拨打铁路电话，拨打901+铁路区号+铁路5位号码（如90106935776）GSM-R手持终端拨打FAS台，直接拨打对方ISDN号（如直接拨打76910006）GSM-R手持终端拨打功能号（如呼叫D333次列车司机，可以直接拨打2006833381，其中2表示车次功能号呼叫，0068表示“D”，333表示车次，81表示司机手持台）高速列车的耳朵-CIR高速列车的耳朵-CIRCRH2型动车组：高速列车的耳朵-CIRCRH5型动车组：高速列车的耳朵-CIRCRH380A型动车组：高速列车的耳朵-CIRMMI实图：竖屏横屏高速列车的耳朵-CIRMMI基本信息显示区安全预警显示区功能按键显示区列尾状态显示区工作模式及运行线路显示区调度通信状态显示区高速列车的耳朵-CIRMMI的按键分为可配置式按键、数字字母输入按键、功能按键和列尾按键，如下图所示。高速列车的耳朵-CIR送受话器通用式紧凑式高速列车的耳朵-CIR打印机,合路器,天线实物图。打印机GSM-R天线合路器GPS天线高速列车的耳朵-CIR主要功能：点对点语音通话司机调度车长前方车站本站后方车站↓司机高速列车的耳朵-CIR主要功能：组呼司机本站前方车站后方车站调度车长高速列车的耳朵-CIR语音功能：高速列车的耳朵-CIR数据功能：移动台国际ISDN号码（MSISDN）–MSISDN是主叫用户为呼叫移动用户而拨打的号码。国家代码（CC）：如中国为86。国家目标代码（NDC）：国内接入号。如中国移动的NDC目前有139、138、137、136、135等，中国联通的NDC目前有130、131、133等。用户号码（SN）：在某一PLMN内MS唯一的识别码。我国GSM-R网络的NDC暂定为149；SN号码长度暂定为8位，结构为：H0H1H2+ABCDE。H0H1H2为HLR的识别号，其中H0＝8，H1H2为铁路调度通信网络长途区号，例如铁道部为H1H2=20，北京局为H1H2=21。按照调度网的编号规则，为各工种分配移动用户号码ABCDE，其中预留00000为HLR识别号。MSISDN号码H1H2分配表MSISDN号码“AB”位分配表MSISDN号码“E”位分配表MSC/VLR智能网智能网数据库MSISDN功能号13次列车司机1149XXXXX9012T130113次列车列车长1149XXXXX6332T131069次列车司机2149XXXXX6462T6902FAS基站基站典型应用：调度员→司机BSC2T13012T1301149XXXXX90113次列车司机1149XXXXX9012T1301MSC/SSPVLR/AC智能网平台智能网数据库车站值班员1300调度员1200小区ID（01）7XXXXXX17XXXXXXX3小区ID（02）7XXXXXX27XXXXXXX4FAS基站基站辖区1调度员调度辖区1调度辖区2“1200”“1200”典型应用：司机→调度员、值班员辖区2调度员BSC1200小区017XXXX37XXXX4小区02小区ID（01）7XXXXXXX17XXXXXXX3小区ID（02）7XXXXXXX27XXXXXXX4SSPBTSBSCMSCHLR/AUCSCPFAS调度台车站台VLRGCRSSPBTSBSCMSCHLR/AUCSCPFAS调度台车站台VLRGCRCTCS-3级列控系统示意图GSM-R网络CTCS-3车载应用MTCTCS-3车载安全通信单元CTCS-3RBC安全通信单元CTCS-3RBC应用CTCS-3车载设备CTCS-3地面设备IGSM-RIFIXUmATPRBC车次号校核信息发送时机：列车进站、出站；进入新的闭塞分区；机车由非监控状态进入监控状态；机车在非监控状态时速度由0变为5km/h；列车启动、停稳。调度命令发送：调度命令信息包含调度命令、行车凭证、调车作业通知单、调车请求、列车进路预告等信息。调度命令、行车凭证、调车作业通知单和调车请求按照需要发送，规律性不强；进路预告信息在列车通过出发站的出站信号机时发送，列车进入区间后如进路发生变更，也立即发送新的进路预告信息。列尾信息发送时机：机车人工查询；列车正常运行每两分钟1次；列尾主风管风压低于设定值或电池电量不足报警。以上三类信息的发送具有发送频繁、每次发送的数据量较小、接收实时性要求不高等特点，因此，可采用分组域数据传送方式解决这些业务需求。CIR机车数据采集编码器监测装置GPRS接口服务器列尾装置主机GSM-R核心网（GPRS）CTC/TDCS系统Copyright?1996NorthernTelecomCTC/TDCS行车调度台或车站设备BTSBBTTSSBBTTSSBBTTSSBBTTSSBBTTSSBSC/PCUGSM-R基站子系