GSM與GSM-R的異同及GSM-R在鐵路中的應(yīng)用

1、新技術(shù)講座學(xué)習(xí)報(bào)告班級(jí)：通信081班學(xué)號(hào)：200809413姓名：何雄雄1新技術(shù)講座學(xué)習(xí)報(bào)告GSM與GSM-R的異同及GSM-R系統(tǒng)在高速鐵路中的應(yīng)用【摘要】本文主要介紹 GSM和GSM-R的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分析它們之間的區(qū)別，描述GSM-R 作為鐵路數(shù)據(jù)移動(dòng)通信系統(tǒng)，能夠?yàn)殍F路提供的業(yè)務(wù)以及目前的應(yīng)用情況?！娟P(guān)鍵詞】 GSM GSM-R 移動(dòng)通信、 GSM系統(tǒng)組成包括：移動(dòng)交換子系統(tǒng)（ SS）或稱網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS ）、基站子系統(tǒng)（BSS）、移動(dòng)臺(tái)（MS）和操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（ OMS或OSS）。A接口MSUm接口Abit 接口GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)MS通過無線接口接入 GSM系統(tǒng)，即具有無

2、線傳輸和處理功能。此外， MS必須提供 和使用者之間的接口。MS的類型包括車載臺(tái)、便攜臺(tái)和手持臺(tái)（手機(jī)）；BSS通過無線接口之間與移動(dòng)臺(tái)相接，負(fù)責(zé)無線發(fā)送接收和無線資源管理。BSS主要有基站收發(fā)信機(jī)（BTS ）和基站控制器（BSC）兩部分組成。此外，BSC還應(yīng)包括碼型轉(zhuǎn)換 和速率適配單元（TRAU ）。BTS主要負(fù)責(zé)無線傳輸，它在網(wǎng)絡(luò)的固定部分和無線部分提供 中繼。BSC主要承擔(dān)無線資源、參數(shù)和接口的控制管理。BSC通過BTS和MS的遠(yuǎn)程命令對(duì)無線接口進(jìn)行管理，主要有無線信道的分配、釋放以及越區(qū)切換到管理等。根據(jù)話務(wù)量， 一臺(tái)BSC可以控制幾十個(gè) BTS。NSS對(duì)GSM移動(dòng)用戶之間通信和移動(dòng)用

3、戶與其他通信用戶之間通信起管理作用。其主要功能包括：交換、移動(dòng)性管理、安全管理等?；镜腘SS由6個(gè)功能實(shí)體組成，分別是：移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR ）、訪問位置寄存器（VLR ）、設(shè)備識(shí)別 寄存器（EIR ）、鑒權(quán)中心（AuC ）和互聯(lián)功能單元（IWF ）。OMS是操作人員與人機(jī)之間的中介，它實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的集中操作與維護(hù)，完成包括移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理及網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)等功能。GSM-R陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)由3個(gè)子系統(tǒng)組成，包括 BSS、NSS、OMS ;其基本機(jī)構(gòu)如下:Um接口GSM-R 陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)GSM-R與GSM在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)接口上都沒有大的區(qū)別，主要

4、區(qū)別在與根據(jù)鐵路通信網(wǎng)的特殊性，如功能編號(hào)、緊急狀況處理、定位信息應(yīng)用、控制調(diào)度信息等，弓I起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃方面要作相應(yīng)的調(diào)整。GSM-R的工作頻段與 GSM相同，876915MHz用于移動(dòng)端（基站接收）、921960MHz用于基站（移動(dòng)端接收）。三、GSM-R與GSM區(qū)別在業(yè)務(wù)方面，GSM-R系統(tǒng)是為專業(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)，因此，在傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)話音業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，GSM-R系統(tǒng)又增加了組呼（VGCS ）、廣播呼叫（VBS ）、多優(yōu)先級(jí)強(qiáng)插與搶占（eMLPP ）業(yè)務(wù)，通過這些業(yè)務(wù)的組合，可以完成一系列調(diào)度語音通信業(yè)務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方面，公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的建網(wǎng)目的是在保證用戶滿意度的前提下，

5、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資，追求最大的利潤(rùn)空間。 而專用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是保證行業(yè)生產(chǎn)的安全可靠性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)不僅要考慮經(jīng)濟(jì)效益，還要注重網(wǎng)絡(luò)安全性、可靠性。對(duì)GSM-R通信網(wǎng)絡(luò)的特殊性要求主要有：（1）、移動(dòng)速度高達(dá)200500km/h情況下的無縫通信；（2）、有限頻點(diǎn)數(shù)（例如20 個(gè)） 的有效利用；（3）、載干比（C/D、至少達(dá)到12dB ; （4）、在指定區(qū)域內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)達(dá)到95%的時(shí)間地點(diǎn)覆蓋率，信號(hào)強(qiáng)度大于-90dBm ; （5、越區(qū)切換成功率必須高于99.5%; （6）、根據(jù)所使用的業(yè)務(wù)、傳輸通道和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須具有較高的可用性；（7）保證隧道內(nèi)的覆蓋水平；（8）、在車站和編組站場(chǎng)內(nèi)覆蓋應(yīng)滿足要求；（9）

6、 95%的通話建立時(shí)間符合指標(biāo)要求，其余5%不高于指標(biāo)的1.5倍。四、GSM-R在鐵路上的應(yīng)用可歸納為 10種：（1 ）、調(diào)度通信：利用 GSM-R進(jìn)行調(diào)度通信系統(tǒng)組網(wǎng)，既可以完全利用無線方式，也可以 同有線方式結(jié)合起來，共同完成調(diào)度任務(wù)，實(shí)現(xiàn)列車調(diào)度、貨運(yùn)調(diào)度、牽引變電調(diào)度通信及其他調(diào)度等業(yè)務(wù)。（2 ）、列車自動(dòng)控制（CTCS3/CTCS4）：利用GSM-R提供車地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道，代替目前的軌道電路傳輸色燈信號(hào)，并通過GSM-R傳輸系統(tǒng)獲得由GPS或其他的定位服務(wù) 提供的準(zhǔn)確定位信息。（3）、機(jī)車同步控制：利用 GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供可靠數(shù)據(jù)傳輸通道，采用無線的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)車 間的同步操

7、作控制信息傳輸，并保證操作的可靠性。（4）、調(diào)度指令傳輸：基于 GSM-R電路交換技術(shù)構(gòu)建列車調(diào)度系統(tǒng)、調(diào)度命令子系統(tǒng)、或采用GPRS分組交換通信方式實(shí)現(xiàn)調(diào)度命令數(shù)據(jù)傳輸，可以加速調(diào)度命令傳遞過程，提高工作效率。（5） 、車次號(hào)傳輸與列車停穩(wěn)信息傳送：基于GSM-R電路交換技術(shù)（或 GPRS技術(shù)）的數(shù) 據(jù)采集傳輸應(yīng)用系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn) GSM-R車次號(hào)傳輸與列車停穩(wěn)信息的數(shù)據(jù)傳輸，保證鐵路運(yùn)輸管理和行車安全性。（6）、尾部風(fēng)壓反饋傳輸：基于 GSM-R通信網(wǎng)絡(luò)，列車尾部風(fēng)壓狀態(tài)可隨時(shí)通過列尾裝置傳輸，機(jī)車司機(jī)隨時(shí)可以查詢、反饋列尾工作狀態(tài)；在復(fù)線去也能傳輸數(shù)據(jù)。將尾部風(fēng)云數(shù)據(jù)反饋傳輸通道納入 GSM

8、-R，可避免單獨(dú)投資組網(wǎng)建設(shè)，同時(shí)利用GSM-R強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，克服原有的抗干擾性差，信息無法共享等缺點(diǎn)。（7） 、調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控信息系統(tǒng)傳輸：GSM-R調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是提供調(diào)查機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控信息傳輸通道，實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備和多臺(tái)車載設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸，存儲(chǔ)進(jìn)入和退出調(diào)車模式的有關(guān)信息，構(gòu)成鐵路戰(zhàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)重要組成部分。（8） 、區(qū)間移動(dòng)公（工）務(wù)通信：使用GSM-R作業(yè)手持臺(tái)代替區(qū)間通話柱，可滿足緊急救 援、應(yīng)急搶險(xiǎn)通信指揮的需要、方便靈活；同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)區(qū)間作業(yè)人員的移動(dòng)通信。（9 ）、鐵路緊急救援移動(dòng)服務(wù)：當(dāng)自然災(zāi)害或突發(fā)事件影響鐵路運(yùn)輸時(shí)，基于GSM-R移動(dòng)通信的應(yīng)急通信系統(tǒng)可迅速準(zhǔn)確、可靠暢通、機(jī)動(dòng)靈活的實(shí)現(xiàn)鐵路應(yīng)急通信。（10 ）、旅客業(yè)務(wù)：利用 GSM-R數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，可為旅客提供：如購(gòu)票服務(wù)、預(yù)訂服務(wù)、 時(shí)刻表信息以及公網(wǎng)通信等。班級(jí)：通信081班學(xué)號(hào)：200809413姓名：何雄雄4新技術(shù)講座學(xué)習(xí)報(bào)告