LTE-R与GSM-R技术原理对比分析

合集下载

LTE―R与GSM―R对比介绍word资料4页

LTE―R与GSM―R对比介绍目前中国的铁路移动通信系统有三种制式，第一是列车调度无线通信系统（简称无线列调），第二是GSM-R数字移动通信系统，第三是LTE-R宽带数字移动通信系统。

一、标准GSM-R系统基于GSM标准设计，在引入中国前欧洲已完成标准编制，并已开始商用。

LTE标准分为频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD，简称FD-LTD）和时分双工（Time Division Duplexing，TDD，简称TD-LTE）两种，其中FD-LTE主要是WCDMA系统的演进方向，而TD-LTE是TD-SCDMA系统的演进方向。

目前两种LTE制式均已在全球建设商用网络，推出商用服务。

基于LTE的LTE-R标准尚未正式建立。

UIC正在研究基于GSM-R分组域承载列控信息的标准与技术，作为从GSM-R标准至LTE-R标准的一个过渡。

国内朔黄铁路发展公司的LTE-R系统在2012年完成功能业务试验后，正在建设中，尚未开通，具体标准亦未出台。

由于我国在LTE-R 系统试验、使用方面已领先，在标准制定方面可以有所优先选择权，对推动我国LTE-R系统产业发展亦将有所帮助。

二、架构GSM-R系统分为四个主要部分，分别是交换中心、基站控制器、基站、终端，其承载语音、实时安全性数据（如列控信息、重载列车的机车同步操控）均在电路域，分组域承载非实时数据（如调度命令、车次号等）。

LTE-R系统分为三个主要部分，分别是交换中心、基站、终端，其承载的语音、实时安全性数据、非实时数据等均在分组域，因为LTE系统全是基于分组域进行架构的。

为实现安全性数据、语音等的实时传输，主要靠各种Qos策略来保证。

三、性能3.1 传输延时由于LTE系统与GSM系统相比，减少了一部分（基站控制器），因此理论上其系统的语音、数据传输时延将更小。

3.2 吞吐量GSM-R系统无论是电路域、分组域传输数据，其吞吐量均小，因为GSM 系统本身即为一个窄带系统。

简谈LTE-R网络在铁路无线通信系统的发展趋势

简谈LTE-R网络在铁路无线通信系统的发展趋势赵　翔(太原铁路局电务处，太原 030013)摘要：随着通信行业的不断发展，LTE网络已经步入到大众的日常生活中，探讨如何使LTE网络在铁路通信行业中得到更好的应用。

从L T E-R网络的技术原理入手，与现阶段G S M-R网络在网络结构方面对二者进行比较，探讨现阶段实施网络改造的可行性并阐述L T E-R网络今后在铁路通信专业的发展方向。

关键词：铁路通信；LTE；发展Abstract: With the development of the communications industry, LTE network has entered into the public's daily life. The paper introduces how to well use LTE network in the railway communication industry. And it starts from the technical principles of LTE-R network to compare LTE network with GSM-R network in network structures, discusses the feasibility of reconstructing the network, and expounds the developing trend of LTE-R network in the railway communication industry.Keywords: railway communication; LTE; developmentDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2016.06.010G S M-R系统在铁路无线通信系统的成功应用，使得G S M-R系统成为铁路无线通信专业中现阶段主流的通信系统，承担起各类无线语音、数据等业务的传输工作，并在普速、重载、高速铁路中发挥着越来越重要的作用。

铁路无线通信工程中的LTE—R技术研究

铁路无线通信工程中的LTE—R技术研究当前，铁路交通发展的十分迅猛，传统GSM-R技术的语音和数据功能与列车和乘客数据需求严重不符。

现今乘客产生了移动宽带服务要求，并在铁路旅途中利用移动设备完成一些工作或娱乐消遣。

因此，在铁路无线通信中顺势产生了LTE-R技术。

该项技术可以提供多种宽带服务，确保百兆传输数据能力，最大程度保证了无线网络的准时性。

故对其研究拥有一定的实践意义。

标签：铁路无线通信；LTE-R技术；应用一、LATE-R技术出现的必然性（一）带宽业务需求的需要虽然我国当前已经迅速发展与应用GSM-R技术，但是作为第二代移动通信技术，其电路域数据业务只有400-9600bit/s，数据业务分组域的速率只达到一百多kbit/s，其利用频谱率和数据承载速率也十分低[1]。

导致对视频监控承载、视频会议等宽带业务需求逐步增加。

（二）无线宽带服务的需要由于传统3G通信设备利用频率效率很低，承载服务数据能力十分有限，其数据格式与承载突发式的IP数据业务高度不符。

此外，由于语音业务对2G技术进行了有效承载，导致3G技术语言业务与承载数据不能保持高度统一。

所以，只有积极改进，3G技术才可以与铁路无线通信要求很好适应。

二、系统性能介绍（一）网络架构系统可以有效优化3G网络架构，网络形成扁平化结构，具体包括了接入网与核心网。

若干个基站和终端用户设备共同组成了接入网。

其中由服务网关、移动管理实体和分组网关共同组成了核心网。

LTE的重要接口分别是：eNodeB与核心网SI接口的有效连接，在二者之间完成彼此互联的X2接口；用户向固定系统接口有效接入LTE-Uu接口。

eNodeB具体功能是对移动终端数据信息有效接收，以及管理一部分无线资源。

同时还有效地压缩与加密IP，在移动管理实体的选择功能上附着终端用户设备。

另外还包括路由、寻呼、广播功能，以及分类标识上传输层数据包。

MME主要功能是对NAS信令的有效管理和安全性。

LTE与GSM的优先级区别

LTE小区优先级在空闲态应用，GSM小区在空闲态无优先级概念；在连接态LTE 协议中未定义优先级概念，切换算法由厂家控制，通过测量事件的控制实现不同小区的切换优先级，较GSM通过小区分层可以实现切换优先级更为灵活和复杂，不同厂家切换算法差异较大。

1. LTE的空闲态优先级：LTE存在空闲态优先级的概念，可以针对异频（同频小区重选时忽略优先级）和异系统频点设置优先级，在空闲态优先级只针对频点，不针对具体小区。

E-UTRAN频点和异系统频点的优先级分为绝对优先级和专用优先级两种：●绝对优先级通过系统消息下发：1.服务频点的优先级通过参数CellReselPriority配置，在SIB3中广播。

2.EUTRAN异频邻频的优先级在SIB5中广播3.UTRAN邻频的优先级在SIB6中广播4.GERAN邻频的优先级在SIB7中广播5.CDMA2000邻频的优先级在SIB8中广播●专用优先级专用优先级在释放UE无线资源时，通过RRC Connection Release消息下发，针对单个UE有效。

专用优先级可用于负载均衡算法，将高负载小区下的部分用户设置本小区频点为专用低优先级从而实现用户迁移。

重选分为起测和重选判决两部分，●测量：1.同频小区：同频小区一定同优先级，测量由参数SIntraSearch控制。

2.异频异系统：异频小区的优先级<=当前服务小区，异系统小区的优先级低于当前E-UTRAN小区时，由参数SNonIntraSearch控制起测。

异频或异系统小区优先级>=服务小区优先级，则一直测量。

●重选判决：1、同频或同优先级小区使用R准则，UE在当前服务小区驻留超过1s，在小区重选时间TreselEutran内R_n>R_s时，重选至同频或同优先级小区。

2、高优先级小区重选：设定的小区重选时间内、高优先级小区S值>ThreshXHigh且UE在当前服务小区驻留超过1s，则重选至高优先级小区3、低优先级小区重选：没有高优先级邻区满足重选条件、在设定的小区重选时间内、服务小区的Srxlev值小于服务频点低优先级重选门限ThrshServLow且邻区Srxlev值大于低优先级重选门限ThreshXLow，则重选至低优先级邻区。

铁路LTE-R网络MCPTT的应用研究

檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾［14］刘衍琦，詹福宇．Matlab 图像与视频处理实用案例详解［M ］．北京：电子工业出版社，2015．［15］汪秦峰．基于直方图均衡化和Ｒetinex 的图像去雾算法研究［D ］．西安：西北大学，2016：25-35．［16］曹永妹，张尤赛．图像去雾的小波域Ｒetinex 算法［J ］．江苏科技大学学报（自然科学版），2014，28（1）：50-55，62．［17］甘玉泉，汶德胜，王乐，等．暗通道自然灾害遥感图像去雾［J ］．光子学报，2015，44（6）：53-57．［18］胡伟，袁国栋，董朝，等．基于暗通道优先的单幅图像去雾新方法［J ］．计算机研究与发展，2010，47（12）：21322140．［19］杜以清．基于暗原色先验与Ｒetinex 的图像去雾算法及改进［D ］．西安：西北师范大学，2015：34．［20］张驰宇，贾银亮，梁康武．基于暗通道的单幅图像快速去雾算法［J ］．电子测量技术，2017，40（10）：143147．［21］韩宇，王旭，阳曲．雾霾降质图像去雾算法的研究［J ］．科技与创新，2017（4）：2829．收稿日期：20180811；修回日期：20180826基金项目：中国铁路总公司重大课题（2017X013-A ）作者简介：李春铎（1994—），女，硕士研究生，主要从事铁路通信研究工作，E-mail ：790975197@qq．com 。

第63卷第6期2019年6月铁道标准设计ＲAILWAYSTANDAＲDDESIGNVol．63No．6Jun．2019文章编号：1004－2954（2019）06－0164－05铁路LTE －Ｒ网络MCPTT 的应用研究李春铎1，李辉2，蔺伟2（1.中国铁道科学研究院研究生部，北京100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所，北京100081）摘要：因现网调度语音通信系统的局限性，将基于LTE 标准的MCPTT （Mission Critical Push to Talk ）应用到下一代铁路移动通信系统LTE-Ｒ中。

GSM-R与LTE-R网络对比

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｎａｒｒｏｗｂａｎｄＧＳＭ—Ｒｎｅｔｗｏｒｋｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｎｅｗｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｂｒｏａｄｂａｎｄＩＴＰＲｓｙｓ～ｔｅｍｂｅｃｏｍｅｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｒａｉｌｗａｙｗｉｒｅｌｅｓｓｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｍｐａｒｅｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓａｎｄｐｒｏｔｏｃｏｌｓｏｆＧＳＭＲａｎｄＬＴＥ—Ｒ，ａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒａｉｌｗａｙｗｉｒｅｌｅｓｓｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＳＭ —Ｒ；ＬＴＥ－Ｒ；Ｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｐｒｏｔｏｃｏｌ
２０１８年８月第５４卷第８期
铁道通信信号ＲＡＩＬＷＡＹＳＩＧＮＡｌＬＩＮＧ＆Ｃ（）ＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ
Ａｕｇｕｓｔ２Ｏ１８Ｖｏ１．５４ＮＯ．８
ＧＳＭ．Ｒ与ＬＴＥ—Ｒ网络对比
赵泽宇
摘要：随着运输和养护技术的提高，窄带ＧＳＭ—Ｒ网络已不能满足新业务的需求，宽带Ｉ．ＴＥ—Ｒ系统成为下一代铁路无线通信系统的发展方向。本文对ＧＳＭ－Ｒ和ＬＴＥ—Ｒ的系统架构、接口及协议进行对比，并展望铁路无线移动通信技术的未来发展。关键词：铁路数字移动通信系统；铁路宽带移动通信系统；系统架构；接口协议

LTE & GSM各方面差异

LTE覆盖规划（3）
小区间干扰影响LTE覆盖性能
LTE系统引入OFDM技术，由于不同用户间子载波频率正交，使得同一小区内不同用户之间的干扰几乎可以忽略，但LTE系统小区间的同频干扰仍然存在，随着网络负荷增加，小区间的干扰水平也增加，使得用户SINR下降，传输速率相应降低，呈现一定的呼吸效应。此外，不同的干扰消除技术会产生不同的小区间业务信道干扰抑制效果，也会影响
• 空间复用： • 提高小区吞吐率及频谱效率 • 提高用户峰值速率
• 空间分集： • 增加覆盖 • 抗衰落，提高链路
性能
• 空分多址 • 提高小区吞吐率及
频谱效率
• 波束赋形 • 增加覆盖 • 抗衰落，抑制干扰
5 COPYRIGHT © 2011 ALCATEL-LUCENT. ALL RIGHTS RESERVED.
LTE覆盖规划（1）
目标业务为一定速率的数据业务，确定合理目标速率是覆盖规划的基础。
LTE资源调度复杂，覆盖特性和资源分
配紧密相关。
LTE可以灵活配置时隙比例、传输模式、RB资源和调制编码方式进行组合，以应对不同的覆盖环境和规划需
求。
在实际网络中， MCS、占用RB数、 SINR和用户速率，
• 以Tracking Area为寻呼单元，需规划TAC。
• 传输基于IP RAN，需进行大量IP地
址规划工作。 • 频率复用度低（同频或1×3复用），
频率规划简单。相邻小区间通过使用不同的PCI来减小干扰，需进行 PCI规划。
• 邻区规划需考虑同频、异频切换，
还要考虑不同系统间的切换关系。
GSM
• 传统的网络结构，基站＋基站控制器。无线网络CIQ制作报告RNC及 NodeB。

铁路数字移动通信系统GSM-R技术介绍

• 1、各种体制基本上都采用模拟体制，技术落后、设备陈旧，远远不能满足我国铁路通信未来发展的需要；
13
我国铁路无线移动通信系统的现状
• 公网体制：GSM，CDMA • 铁路专网体制： 1.无线列调 2.模拟集群：SMRATZONE（广深试验），
MPT1327（北京局、柳南），UNTDEN（北京、成都、上海等） 3.数字集群：TETRA（秦沈），GT800（重庆）， GOTA（长春）
GSM-R 技术
1
讨论提纲
➢ 什么是GSM－R ➢ 为什么我们需要建设GSM－R ➢ GSM－R基本原理 ➢ GSM－R组网
2
什么是GSM－R
• GSM－R（Globle System Mobile for Railway）是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并在其功能上有所超越，是一种成熟的技术。
•
我国铁路数字无线移动通信采用何种通信系
统，现在争论的焦点主要在GSM-R系统和TETRA
系统之间。究竟采用那一种通信系统，不同的专
家之间存在着较大的分歧。
20
欧洲选择GSM-R的原因
• 取代落后的模拟设备，提升系统性能的需要
• 欧洲铁路互通性的需要 • 新业务的需要（欧洲列车控制系统在2级以
上）
④
OCU及显示（主控）
启动！加速！减速！制动！
①
从
1
③
从1
④ 确认
④ 从2 确认从2
30
GSM-R承载的业务调度通信、应急语音通信
MSC
局级
FAS
GSM-R网络
BSC
BTS
站
段
FAS
应急指挥中心

【课件】GSM-R(GSM-Railway)__第18章铁路下一代移动通信-GSM-R向LTE-R演进(2017)

2020/9/9
15
提纲 LTE-R特殊需求
LTE-R关键技术
LTE-R网络架构
全IP分组网承载铁路业务
与GSM-R的兼容和平滑过渡
2020/9/9
16
LTE-R铁路业务
LTE-R是一张全IP，以分组域业务为目标，系统在整体架构上基于分组交换的网络。这使得其不能象GSM-R系统一样提供电路域交换业务。不过， LTE-R 具有提供语音业务及时延敏感业务QoS保障的方案。
通过提高直放站接收机的性能，降低对于车内终端接收机的复杂度要求，进而大大降低了成本；
车载直放站一般具有较强大的接收功能，其可以较好地处
理多普勒偏移效应，同时能兼顾不带频偏处理功能的老式
终端。
2020/9/9
10
六、泄漏电缆技术
列车内用户可以直接与高铁专网进行通信，但由于车厢穿透损耗及多谱勒频移的影响，接收的信噪比比较差。利用室内密闭环境的无线信号的传播损耗要低于自由空间下的传播损耗，由此，车外通过车载直放站与RRU进行通信，车内使用泄漏电缆来与用户进行通信，就会有利于提高接收信号功率。
2020/9/9
12
提纲 LTE-R特殊需求
LTE-R关键技术
LTE-R网络架构
全IP分组网承载铁路业务
与GSM-R的兼容和平滑过渡
2020/9/9
13
LTE-R网络结构
GSM-R网络简图
LTE-R网络简图
14
LTE-R网络架构
❖ 与GSM-R相比，LTE-R系统架构进行了大幅度简化。在 LTE-R的网络架构中，所有类型的业务都是基于IP进行的，增强型B节点eNB代替了以前的基站控制器和无线网络控制器，而各种核心网络实体和网关全部包含在EPC中。

LTE-R与GSM-R终端设备技术要求及测试方法对比

2020年6月（总第404期）·27·第48卷Vol.48第6期No.6铁道技术监督RAILWAY QUALITY CONTROL检验与认证INSPECTION AND CERTIFICATION收稿日期：2019-12-26基金项目：中国铁路总公司科技研究开发计划课题（J2018G004）作者简介：李苏雯，高级工程师；李鹍，研究员；张利飞，助理工程师；董成文，高级工程师1概述铁路移动通信作为铁路调度指挥的信息传输通道，对提高铁路运输效率、保障铁路运输安全有着至关重要的作用。

随着我国高速铁路的快速发展，与铁路运营维护相关的多种类业务对铁路移动通信系统的要求也越来越高。

现有铁路数字移动通信系统（GSM-R ）主要承载语音业务，数据业务少、数据速率低，无法承载不断涌现的高带宽高质量的铁路移动通信业务。

当前公众移动通信网已从2G 向4G/5G 方向发展，因此，发展铁路宽带移动通信系统（LTE-R ）已是大势所趋。

无论GSM-R 系统，还是LTE-R 系统，以及与设备维护、列车运行、管理等有关的铁路应用都必须通过无线终端设备才能实现相关功能。

无线终端的功能、性能直接影响铁路通信服务质量。

研究科学、完备的LTE-R 终端设备检测方法能有效检测LTE-R 终端设备品质，保障良好的铁路通信质量。

在GSM-R 终端设备技术要求的基础上，分析LTE-R 终端设备和GSM-R 终端设备技术要求的异同，确定LTE-R 终端设备在铁路移动通信系统应用中技术要求的合理性；在现有GSM-R 终端设备检测方法的基础上，分析LTE-R 终端设备测试方法，能更全面地保障LTE-R 终端设备质量，为发展LTE-R 系统提供支持。

2GSM-R 系统和LTE-R 系统结构对比现有移动通信系统，无论技术制式是2G ，还是4G ，系统组成基本都包含核心网设备、无线接入设备、网管设备和终端设备。

以业务子系统形式，通过控制信息、数据信息信令协议将相关业务接入系统，实现相应功能调用，满足各种业务需求。

浅析GSM—R技术

浅析GSM—R技术摘要：本文首先对GSM-R技术作了概括性的介绍，包括（GSM-R的定义及系统组成等）。

其次介绍了GSM-R的一些关键技术和系统功能。

最后介绍了GSM-R技术的发展方向。

关键词：GSM-R技术；功能；发展方向一、GSM-R技术概述（一）GSM-R的定义GSM-R（GSM for Railway）系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统。

该系统是在GSM技术的基础上发展而来的。

它在GSMPhase2+规范协议的高级语音呼叫功能基础上，融入了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。

主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列車自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务。

（二）GSM-R的系统组成GSM-R系统由网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和业务支撑子系统（OSS/BSS）及终端设备四部分组成。

其中，网络子系统包括移动交换子系统（SSS）、通用分组无线业务（GPRS）子系统和移动智能网（IN）子系统。

（1）交换子系统：主要完成用户的业务交换功能、数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能以及为无线用户提供分组数据承载业务等。

（2）基站子系统：BSS通过无线接口直接与移动通信用户相接，负责无线信号收发和无线资源管理。

与MSC相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。

（3）运行与业务支撑子系统：主要完成用户管理和网络设备维护管理。

（4）终端：是指用来接入GSM-R设备。

二、GSM-R关键技术1、网络结构的可靠性技术。

为确保系统网络的正常稳定运行，通常采用冗余技术，即对单移动交换中心（MSC）和基站控制器（BSC）作热备份配置，并用光缆对MSC和BSC单元做环状连接，以确保设备发生故障时系统仍具有较高的可靠性。

GSM—R向LTE—R不断演进,铸就万里通途

GSM—R向LTE—R不断演进，铸就万里通途铁路通信网络正在数字化转型的路上奔跑着，GSM-R难以满足重载铁路货运指挥调度对多种需求承载的要求，无法满足大量铁路非安全数据业务需求，如视频监控、与高速数据相关的旅客服务、列车日志传送等，因此车地通信无线网络从GSM-R向LTE-R演进规划正在日益，才能不断推动中国铁路走向世界。

本人现任武汉高铁训练段驻段培训师，下文对铁路通信做出了分析，以供参考。

标签：GSM-R；LTE-R；铁路通信被GSM—R作为基础技术的GSM已逐步从产品项峰向生命周期末期走下坡路，如今乘客和铁路运营商对视频和宽带的业务需求，以LTE 技术为代表的新一代的铁路无线通信技术的应用使得铁路无线通信能力的提高成为可能，LTE技术将有着更为广阔的技术应用前景。

本文将对GSM-R向LTE-R不断演进的缘由、可行性、演进条件、演进时间层面探索LTE-R无线铁路通信技术的发展。

一、GSM-R向LTE-R不断演进的缘由GSM-R通讯系统面临挑战，在越来越大的数据通信需求面前显得越来越力不从心，暴漏出一些技术上的局限性，承载数据较弱，难以承载重载铁路货运指挥调度对多种需求承载的追求，不能满足用户“看的见”的需求，只能是语音信息的传递。

因为自身容量的限制，不能实现乘客在长途旅行中的无限通信服务，只对于铁路员工开放。

GSM-R的生命周期即将结束，设备维护问题接连出现，GSM-R将被新的LTE-R技术所取代，LTE-R比GSM-R更加先进，如果大规模应用，将会为铁路的发展提供更为强大的助力。

二、GSM-R向LTE-R不断演进的可行性LTE-R使用调制技术大大提升了网络速度和容量，无论是传输技术还是系统架构，都有很大的革新，不仅完全继承了现有铁路通信系统GSM-R全部业务，提升了铁路运营的安全性和高效性，而且可为用户提供多媒体集群调度、可视电话、实时视频监控、客运综合信息发布等功能，假若出现异常情况，运用LTE-R 的视频监控功能就可以依据情况采取紧急措施，甚至地面维护中心可以通过LTE-R进行远程维护。

韩国铁路通信已经用上4G，中国用LTE-R需克服“惯性”

韩国铁路通信已经用上4G，中国用LTE-R需克服“惯性”最极客最具极客精神的新媒体近日，三星与电信运营商SK Telecom及釜山运输公司联合开发的4G LTE-R进入正式运行中。

这是韩国首个4G铁路无线管理系统，铁路运营商在LTE-R（宽带数字移动通信系统）的基础上使用“多媒体群组通话/短信服务”，从而加强车站工作人员、工程师及控制中心的一对一语音通话服务。

此外，在事故发生之时，可通过LTE-R在事故现场和控制中心之间实现实时视频的传输。

以上属铁路移动通信范畴内的技术。

铁路移动通信技术是在保证行车安全、提升运输效率、防止作业事故以及改善服务质量等方面不可或缺的通信手段。

随着移动数据网络速度的提升，铁路移动通信也被带动，LTE-R的应用就是最好的证明。

LTE的产生是以已存在的网络为基础的，与传统的GSM-R相比，LTE-R拥有更多优势。

如果LTE-R能在中国的铁路移动通信行业得到大规模应用，将对铁路的发展产生更大的助力。

不过中国目前仍普遍运用GSM-R技术，想要过渡到LTE-R并非一朝一夕就能完成的。

L TE是实现4G的技术基础，LTE-R比GMS-R更先进LTE（Long Term Evolution）即长期演进技术，在商业宣传中通常被称为4G LTE。

简而言之，LTE技术就是3G技术的升级版本。

该项目于2004年12月在多伦多3GPP TSG RAN#26会议上正式启动。

开始，LTE的定位只是3G的加强版，然而其后期的发展远远超出了设计者的预期，本来只能被称作3.9G的LTE凭着不断的升级与改善达到了真正的4G水平，2010年12月6日，国际电信联盟将LTE正式定义为4G。

从本质上来看，LTE建立在传统的GSM/EDGE与UMTS/HSPA网络技术之上，使用调制技术提升了网络速度及容量。

无论是传输技术还是系统架构，都有较大的革新，从而推进了通信行业的进一步发展，而LTE-R则代表着铁路下一代移动通信系统。

铁路无线通信从GSM-R向LTE-R的演进

铁路无线通信从GSM-R向LTE-R的演进李悦【摘要】介绍铁路通信系统从最初的只提供语音业务到语音和数据业务的共同使用,再到如今日益迫切的视频和宽带业务需求.其服务使用的对象也从铁路运营商的员工逐渐扩大至列车上的乘客.阐述演进过程需要考虑的市场需求变化、技术更新和整体演进策略与步骤,以及LTE-R技术在铁路应用的发展趋势.【期刊名称】《中国铁路》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】5页(P90-94)【关键词】铁路;通信;宽带;GSM-R;演进;LTE-R【作者】李悦【作者单位】中国铁通集团有限公司阜新分公司,辽宁阜新,123000【正文语种】中文【中图分类】U285.2安全可靠、便捷高效的运输是现代政治经济生活全球化的必然需求。

随着对铁路运输需求的不断增长，现代铁路面临的重要机遇是：在保证运输安全的基础上，如何采用更高的速度、更好的调度，提高生产效率；如何采用快捷方便的服务，提升旅客出行满意度；以及在现有基础设施的情况下，如何用最优质的投入产出比，利用既有资源，同时又跟进行业发展，以保持在竞争中的持续发展优势。

1.1 GSM－R系统功能GSM-R是铁路通信行业综合专用的数字移动通信系统，依托2G的基础设施并提供各种高级语音呼叫服务，如语音群组呼叫（VGCS）、通话广播（VBS）、增强多优先级与强拆（eMLPP），并承载一些铁路行业专用的调度服务，如：功能寻址和基于位置的寻址、矩阵接入服务，并作为铁路无线通信的承载体，承载调度、信号、集群通信和监控数据等业务。

GSM-R的最典型应用可以被归纳于GSM-R实际包含GSM传统业务、基于GSM的语音集群业务以及铁路行业通信服务。

1.2 GSM-R系统构成GSM-R移动通信系统作为目前铁路运营商最为广泛采用的铁路无线通信制式是有深厚历史背景的，其基础服务能力继承于3GPP标准，3GPP标准是以GSM核心网为根本的第三代技术规范。

针对铁路行业对无线业务的需求，提供铁路行业业务的承载能力，在众多产业链合作伙伴持续的投入和完善下，不断完善该标准的成熟度和技术细节，使GSM-R日益成为一项成熟而可靠的无线通信制式，得到更广泛的认可。

浅析铁路新一代无线通信技术LTE-R的应用及发展

浅析铁路新一代无线通信技术LTE-R的应用及发展玥琛摘要：不断发展的无线通信技术在铁路领域的应用，将不断优化铁路运能，对促进中国经济全面可持续发展具有深远意义。

现有的GSM-R技术在抗干扰性、传输速率、容量和频谱限制、发展前景等方面均具有的局限性，本文对下一代国际先进且符合铁路运营规律的专用通信LTE-R 技术进行了研究，并对其性能、核心技术进行了详细分析。

综述了LTE-R技术目前的研究实践以及未来中国铁路经济的发展方向。

关键词：无线通信GSM-R LTE-R 局限MIMO OFDM 演进1 引言作为目前我国铁路移动通信的主要应用技术，GSM-R技术以3GPP标准制式为基础，凭借其良好的组呼、强插，位置寻址及功能寻址等特性，能够迅速准确的诊断、传输数据信息，进而承载了大量的数据业务和语音通信业务，在我国得到了良好的发展和完善。

但是，随着全球经济一体化趋势的渐进和中国经济的强势崛起，高速铁路的发展也越来越迅速。

为了满足乘客对高质量、高带宽通信业务的需求，国际铁路联盟提出了将现有窄带铁路列控系统(GSM-R)向未来基于LTE的宽带铁路通信系统(LTE-R)平滑演进的方案。

[1]2 GSM-R的局限性分析虽然GSM-R技术在我国得到了快速的发展和应用，但是作为第二代移动通信技术，GSM-R系统的电路域数据业务仅为2 400～9600bit/s，分组域数据业务的速率也仅能达到一百多kbit/s，它的频谱利用率和承载的数据速率也较低。

这使得现有基于GSM-R的平台对承载视频监控、视频会议、铁路旅客移动信息服务等宽带业务的难度非常大。

[2]图1 GSM—R网络结构2.1 存在干扰问题由于GSM-R网络与公众电信网络共用900 MHz(E-GSM)频段，因此GSM-R网络容易受到网外电磁干扰进而影响服务质量，尤其对列控业务存在非常明显的安全隐患。

2.2 传输速率受限虽然目前GSM-R网络中的CSD和GPRS业务能够提供列控和非安全数据业务的承载服务，但作为窄宽通信技术，其数据传输速率有限。

2024年GSMR铁路移动通信(版)

GSMR铁路移动通信(附件版)GSM-R铁路移动通信：技术特点与发展前景引言一、GSM-R技术特点1.1专用频段GSM-R使用专用频段，避免与其他通信系统干扰，确保铁路通信的稳定性和可靠性。

在全球范围内，GSM-R主要使用900MHz频段，部分国家和地区使用1800MHz频段。

1.2安全性GSM-R采用了加密和认证机制，确保通信内容的安全。

同时，GSM-R还支持列车无线紧急呼叫功能，提高了列车运行的安全性。

1.3系统容量GSM-R系统具有较大的系统容量，可以满足铁路运营中的大量用户需求。

同时，GSM-R支持多用户同时通话，提高了通信效率。

1.4网络覆盖GSM-R系统实现了铁路线路的全覆盖，确保列车在任何位置都能进行通信。

GSM-R支持跨区切换，保证了列车在不同区域之间的通信连续性。

1.5兼容性GSM-R与其他通信系统具有较好的兼容性，可以与其他铁路通信系统（如TETRA、VHF等）进行互联互通，为铁路运营提供更多选择。

二、GSM-R发展历程与应用现状2.1发展历程GSM-R的发展始于20世纪90年代，欧洲铁路通信标准化组织（ERATO）开始研究铁路通信的标准化问题。

1993年，欧洲电信标准协会（ETSI）正式立项研究铁路通信标准。

1997年，ETSI发布了GSM-R标准。

此后，GSM-R在全球范围内得到了广泛的应用和推广。

2.2应用现状目前，GSM-R已经在全球范围内得到了广泛应用，成为铁路通信领域的事实标准。

在欧洲，GSM-R已经成为所有新建设的高速铁路线路的通信系统。

在中国，GSM-R也得到了广泛应用，成为高速铁路、普速铁路和城市轨道交通的主要通信系统。

三、GSM-R未来发展趋势3.1向LTE-R过渡随着4G移动通信技术的发展，GSM-R将逐渐向LTE-R （LongTermEvolution–Rlway）过渡。

LTE-R基于先进的4G技术，具有更高的数据传输速率、更大的系统容量和更好的性能。

浅谈GMS-R铁路移动通信系统

浅谈GMS-R铁路移动通信系统摘要：本文对GSM-R铁路移动通信系统的基本原理、网络结构、业务与应用进行了简单的介绍，明确GSM-R系统是我国铁路移动通信发展的方向。

关键词：GSM-R；基本原理；网络结构；业务与应用1、GMS-R在中国的发展我国GSM-R发展的目标：在全路建立一张移动通信网络，利用通信的手段实现铁路移动设施和固定设施的无缝连接，确保列车安全、高速地运行。

GSM-R 技术顺应时代的发展，是铁路信息化和自动化发展的基础。

2、GSM-R基本原理2.1区域覆盖2.1.1小区制小区制是将整改服务区划分成为若干个无线小区，每个无线小区设一基站负责小区内所有移动通信的联络和控制，在网络中设置一个移动交换中心，统一控制这些基站协调的工作，保证移动用户只要在服务区内，不论在哪个基站的辐射区都能正常通信。

小区制分为：面状服务覆盖和线状服务覆盖。

根据铁路沿线的情况，GSM-R 系统可以在铁路线采用线状覆盖，在车站及枢纽地区采用面状覆盖。

2.1.2GSM-R系统无线覆盖GSM-R系统无线覆盖是指沿着铁路线实现场强无线连续覆盖并达到系统QoS（业务质量）要求。

GSM-R系统沿着路轨方向安装定向天线，以形成沿轨的椭圆形小区，在话务量较大但对速度的要求较低的编组站内采用扇形小区覆盖；在人口密度不高的低速路段和轨道交织处一般是采用全向覆盖。

每个小区有一个或几个收发信机，数目的多少由话务量决定。

2.2多址技术蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的，一个信道只容纳一个用户进行通话，许多用户同时通话时，就要相互以信道来区分，这就产生多址问题。

解决多址问题的方法叫做多址技术。

多址技术分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）三种。

在GSM-R系统中大多采用TDMA。

TDMA 是通过时隙划分使用户共享无线资源。

每个时隙仅允许一个用户使用，每个用户占用一个周期重复的时隙，因为可以把一个信道看做每一帧都会出现的特定时隙。

GSM-R技术优势

GSM-R技术优势GSM-R是我国首次从欧洲引进的铁路数字移动通信系统，能够满足列车运行速度达到500 km/h时的无线通信要求，安全性好。

GSM-R技术是基于成熟、通用的公共移动无线通信系统GSM平台，专门为满足铁路应用而开发的数字移动无线通信技术。

针对铁路运输中的列车调度、列车控制、支持高速移动等要求，GSM-R技术能够提供定制的附加功能，如优先级和强插功能、话音组呼和广播功能、位置寻址、功能寻址和安全数据通信等。

1.基础技术较完善，发展有保障以公众移动通信产业链为支撑，基础技术较完善，发展有保障。

GSM-R技术基于GSM技术。

GSM技术先进、成熟，在世界范围内得到成功运用，为GSM-R 奠定了良好的技术基础。

欧洲GSM-R/ETCS的成功运用，对我国铁路通信信号技术的发展也具有良好的借鉴意义。

支持GSM的国内外厂家众多，目前能够提供GSM-R网络设备的厂家包括西门子、北电网络、华为等，能够提供GSM-R 终端设备的厂家有萨基姆、卡普什、马可尼等，能够提供GSM-R机车综合通信设备的厂家国内已达10余家，其他方面的国产化工作也正在加紧进行。

进一步而言，铁路调度通信用户必须采用GSM-R终端，其他普通用户可以采用普通GSM 终端，这样可以降低设备和系统的投入成本，有利于网络的规模发展和效益。

2.具有良好的接续性能GSM-R的集群模式快速呼叫建立时间能够满足铁路调度用户的需求。

GSM-R能够提供数字集群通信功能，能提供无线列调、编组站调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。

此外，GSM-R还可以作为信号及列车运行控制系统的信息传输平台。

3.可改进网络的服务质量和可靠性GSM-R技术可为高速列车提供清晰的语音和数据通信服务，形成综合业务的移动通信系统，最大限度地为铁路运输生产提供服务；满足铁路调度指挥现代化、运输管理信息化的需要，提高铁路技术装备水平。

4.可提供各类铁路特色业务基于强大的智能平台，GSM-R技术可提供各类铁路特色业务。