GSM-R高速铁路论文

摘要:本文简述了GSM-R系统的发展和结构组成,并介绍了作者自身对GSM-R系统的维护经验以及一些故障的处理方法。关键词:GSM-R高速铁路通信安全维护安全是铁路运输永恒的主题,是铁路的生命线。今天小编给大家找来了《GSM-R高速铁路论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

GSM-R高速铁路论文 篇1：

浅析高速铁路GSM-R覆盖与切换

【摘要】 本文介绍了高速铁路GSM-R的覆盖方式，分析了GSM-R越区切换的优化方法。

【关键词】 高速铁路 GSM-R 覆盖方式 越区切换

前言：近年来随着铁路运输的发展，高速铁路的运营，大大提升了铁路的运行速度。高速铁路运行过程中，采用专用的移动通信GSM-R，以GSM Phanse2+为协议标准，承担调度、指挥任务，目的在于保证列车安全运行。

一、高速铁路GSM-R覆盖方式

1.1单基站覆盖

GSM-R系统中，包含多种覆盖方式，其中最为基本的即为单基站覆盖，在铁路沿线设置基站，安装定向天线时，与铁路线方向相同，沿着铁路线，形成椭圆形小区，实际的使用需求应能够满足无线场强充分覆盖，一个GSM-R小区包含一个基站，每个基站上安装的定向天线数量为2根，经功率合成器，合成2根定向天线，之后与基站内部的收发信机相连接，保证列控通信业务的顺利开展[1]。

1.2冗余覆盖

冗余覆盖也是GSM-R无线覆盖中常用的方式，分为两种：一种为同站址冗余覆盖。在同一站点上并列设置两个基站，这两个基站完全相同，覆盖的地理区域也相同，形成两个一模一样的GSM-R无线网络。设置单个基站时，方法相同于单基站覆盖。对于同站址冗余覆盖来说，互为冗余形成的两个GSM-R无线网络，当其中一个网络出现故障导致通信无法进行时，移动台即可开展网络切换操作，启用另一个相同的网络，保证通话及数据传输的正常进行[2]；另一种为交织站址冗余覆盖，在同站址冗余覆盖方式中，容灾问题并未考虑，為了解决这一问题，组建出交织站址形式，设置冗余基站时，以原有相邻基站为基础，在其中间部位设置，相当于交织的无线网络设计了两套，而且两套相互独立，业务可由双层网络同时分担，执行通信时，可在一层网络中锁定，避免GSM-R停止通信的问题。

1.3频率分配

冗余覆盖中，方案不同，频率分配也存在差异。频率分配效果良好，能提升网络质量。GSM-R网络中，工作频段为900MHz，上行频段为885～889MHz，下行频段为930～934MH，频率带宽4MHz。配置方法为间隔频道配置时，载频共包含21个。分配频率的过程中，应对同频道干扰、邻频道干扰等因素做出充分的考虑，载干比若为同频道，控制信道及列控业务信道C/I应在12dB以上，其他的C/I在9dB以上，若为邻频道，C/I在-6dB以上。规划频率时，同频频点不允许存在于同基站内，在同一小区内，BCCH、TCH之间最佳的频率间隔应超过400MHz。以单小区双方向为例，设计频率覆盖方案时，相当于同一组频点被两个同基站小区使用，如图1。

二、高速铁路GSM-R越区切换优化方法

GSM-R网络中，BTS系统消息发送通过SACCH信道实现，将相邻小区BCCH的BA列表等发送移动台，移动台以此为依据，完成BCCH上接收电平的测量，同时，形成测量报告，反馈至BTS处。

单基站覆盖中，列车运行方向上前面邻小区即为目标小区，可以采取预先制定目标小区方式，移动台监测时，对象包含本小区上下行链路、目标小区下行链路，根据门限值，通过比较确定切换要求是否达到。若达到，越区切换命令由BSC发出切换执行，选择过程被省略，简化切换过程，缩短切换时间。在冗余覆盖中，新建邻小区列表中包含3个小区，为有效节省存储空间，采取预先存储相邻小区切换信息方式，使移动台预同步邻小区过程省略。

切换前，移动台预处理工作仅包含两项，一是测量本小区上下行链路，二是测量预存储邻小区的下行链路，完成后将结果反馈给BTS，若小区符合条件，方能进入切换列表中。但需要注意，切换邻小区列表包含的小区中，目标小区并非一定为条件最优的小区，原因是新建列表中，两层网络中共同包含邻小区。

三、结论

铁路通信中，GSM-R无线网络发挥重要的作用，高速铁路具有更为特殊的环境。规划GSM-R无线覆盖方式，应以铁路沿线实际情况为根本，科学设立基站，采取简化越区切换过程的方式缩短切换时间，保证GSM-R系统能够正常通信，保障行车安全。

参 考 文 献

[1]赵留俊.铁路交汇区域GSM-R无线网络覆盖方案研究[J].高速铁路技术，2014，（05）：38-42.

[2]高云波.基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析[J].铁道标准设计，2015，（02）：113-117.

作者：郑伟

GSM-R高速铁路论文 篇2：

浅谈高速铁路GSM-R系统的维护

摘 要:本文简述了GSM-R系统的发展和结构组成,并介绍了作者自身对GSM-R系统的维护经验以及一些故障的处理方法。

关键词:GSM-R 高速铁路 通信 安全 维护

安全是铁路运输永恒的主题,是铁路的生命线。高速铁路由于列车运行速度高、密度大,运送对象以旅客为主,一旦发生事故后果不可想象,所以保证高铁的安全更成为重中之重。

高速铁路通信的核心便是GSM-R系统,那么安全有效的维护好GSM-R系统对保证高铁的安全起到了至关重要的作用。

1 GSM-R系统的维护

1.1 基础的维护工作

基础维护工作主要包括:保持基站环境和机柜清洁,保证环境温度正常,定期对铁塔、天线方向角进行检查等等,这些都能影响设备的正常运行,如果像这类问题都不能解决,再进行技术性的维护也是毫无意义的。

1.2 技术性的维护工作

技术维护从小处讲是对基站系统进行实时监控,遇到问题及时解决,如:更换模块、调节天线方向角、俯仰角等;从大处讲即整个本地网进行话务均衡,提高接通率,降低拥塞率和掉话率,也就是网络优化。技术维护一般要以网管中心或本地终端出来的话务统计报告为依据。现就几个常用的指标,谈谈自己在维护过程中遇到的问题及解决办法。

1.2.1 拥塞

拥塞率一项指标,而且还会影响来话接通率,所以,消除拥塞很重要。拥塞包括TCH拥塞和SDCCH拥塞两方面。

1.2.2 调整载频配置。从整个本地网考虑,将话务量小的小区抽调1至2套载频到话务拥塞的小区。

1.2.3 对TCH拥塞,也可通过调整BSC参数,从降低话务量的角度解决拥塞问题,即:提高拥塞小區的接入电平,降低该小区某一个话务量不高的邻小区的接入电平;或改变天线俯仰角,缩小拥塞小区的覆盖范围,提高其某一邻小区的覆盖范围。

1.3 掉话

掉话率是我们考核网络的一项重要指标,它从一个侧面反映了网络运行的良好程度。产生掉话的原因很多,情况也较复杂,在话务统计中一般考虑较多的是占用次数多而掉话率高的小区,对于这个问题一般从下面的几方面分析。

1.3.1 射频掉话

射频掉话即是由于硬件方面原因,如TPU、PA等模块工作不稳定,钢芯电缆松动或断裂等造成信号不稳定而断话,一般从检查机柜硬件入手。如:钢芯电缆有无松动或折断,各模块TPU、PA、FICOM、RXMOCU等是否正常工作,还有天馈线是否接反,有无受到邻频或同频干扰等。

1.3.2 切换掉话

当移动台驶近小区边界时,由于载波信号强度弱而造成信杂比S／N太低。当返回SAT的信噪比小于越区切换的信噪比门限值(SNH)时,就要求越区切换。但有时,由于SAT验证否决或话音信道拥塞而无信道可用等原因,没有执行越区切换。此时话音质量继续恶化,最后达到呼叫释放门限值(SNR),呼叫释放,引起掉话。

具体分析时,我们可先用测试车进行较大范围的测试。因为切换是在小区及基站之间发生的,本小区的掉话有可能是因为其与相邻小区之间的切换设置不合理造成的。对于一些与该小区有切换拓扑关系而拥塞率又较高的小区应作为测试的重点,并需要检查小区周围是否有盲区存在,如果是这种原因应及时修改相关频率并增加新基站或扩大原有基站的覆盖范围。对于因切换设置不合理而造成的掉话可根据实调情况适当修改切换参数。对那些由于话务量不均衡,造成忙时因目标基站无切换信道而产生的掉话,解决的办法是进行话务量的调整。

1.3.3 干扰引起的掉话

(1)移动通信系统内部频率的干扰。当手机在服务小区中收到很强的同频或邻频干扰信号时,会引起误码率恶化,使手机无法准确解调邻近小区的BSIC码或不能正确接收移动台测量报告。基站在通过SDCCH为手机分配好应使用的话音信道后,由于没有临近小区BSIC码而无法判断该使用哪个小区的话音信道,从而产生掉话。

(2)外来电波的强烈干扰。由于移动通信是靠空中电波传播的,当空中某些电波对正在使用的电波产生的干扰达到一定程度时,会使信号噪声比下降到标准值以下(影响通话质量),手机将自动关闭,出现掉话。

对于干扰掉话的分析方法,一般是通过在0MC中取得切换测量报告及DRIVE TEST中的相关报告来加以分析,并辅以场强测试车测试以取得实际资料,列出受干扰小区及其信道数、闭塞数、干扰数等。根据干扰数可以判断该信道的闭塞是否由干扰所引起;根据干扰信号的SAT音和同频信道资料可以查出是否是由本系统内的同频站引起的同频干扰或外来干扰。

1.3.4 因网络存在漏覆盖区或盲区而引起的掉话

当移动台进入网络的漏覆盖区或信号强度盲区时,信号变得太弱而发出切换请求,但切换不成功引起掉话。

1.3.5 因基站方面的原因引起的掉话

(1)对于模拟系统,如SCA扫描值比实际值偏高,会造成切换后信号强度值偏低而掉话;工程中遗留下的VOC、VCC、CSC板的连线错误也会造成掉话。

(2)天馈线和信道板之间某部位接触不良,或天馈线损伤、进水、打折和接头处接触不良,均会降低发射功率和收信灵敏度,引起掉话。

(3)天馈线的府仰角及方位角设置有误,或分集接收的两副天线之间的水平距离设置有误,均会造成掉话。

1.3.6 因交换系统原因引起的掉话

(1)系统的硬件故障或软件不完善,程序或数据差错等原因都会造成掉话。

(2)Abis接口或A接口失败产生的掉话。原因可能是BSC未收到来自BTS的测量报告,超过TA极限,切换过程的一些信令失败,以及Abis接口或A接口的误码率的影响等。

(3)由于某种原因,当BSC计算出的时间提前量(TA)与实际所需要的TA不相符时,会造成时隙上干扰,干扰严重时会引起掉话。

2 结语

通信技术在飞速的发展,作为铁路专用通信的GSM-R系统也可以在GSM的基础之上持续发展,依照GSMR-C/GPRS/WCDMA-R/LTE-R发展的道路,与通信产业保持一致,能够持续稳步的朝着移动分组数据、宽带多媒体、基于IP的核心网络方向融合发展。那么,作为高速铁路通信维护从业者,我们更应该进一步提高自己的技术,更新知识库,不断的积累经验,从而保证高速铁路的安全运行！

参考文献

[1] 钟章队.路数字移动通信系统(GSM-R)应用基础理论[M].北京:铁道出版社.

作者：尚卿

GSM-R高速铁路论文 篇3：

GSM—R移动通信系统在高速铁路中的应用

【摘要】我们知道在一些专属的领域，进行通讯必须使用一些专用的通讯方式，比如飞机使用的导航系统就和我们平常用的导航系统在功能，频率上都是不同的；再说到火车，其实也是一样的，列车使用的无线电通讯系统就和我们生活中的不大一样，火车使用的就是GSM-R这样的一个通讯系统。本文就是针对GSM-R做了一个基本的介绍，然后结合GSM-R的使用也谈了谈GSM-R在现在的高速铁路中的运用。

【关键词】GSM-R；高速铁路；调度；无线通讯

一、前言

我们几乎都坐过火车，但是似乎都会发现，有时候我们的火车在某些路段的时候只有一条铁轨，但是从来也没有发生过撞车；我们也发现，铁路每个站都是很繁忙的，每天在铁路上运行的列车那么多，如何来保证这些列车正常的运行，可定是花费了不少的功夫的。但其实，GSM-R移动通讯系统就是能够来很好的保证列车系统正常运行，能够保证列车与调度，列车和乘客很好交流的一个先进系统，所以我们有必要对这样的一个系统有一些了解。

二、铁路GSM-R移动通信系统的概述

GSM-R就是铁路使用的专属的移动通讯系统，是一种专用的信号传输系统。主要就是把铁路的通讯系统也民用的信号区分开来，避免民用的通讯系统对于铁路运输调度的影响。GSM-R的运用有效的提高了铁路运输系统的调度能力，对于铁路运输的日常管理工作也是起到了不小的作用。到了今天GSM-R更多的是体现着一种数字化传输的功能，在铁路调度中，能够很好地跟踪列车的位置，能够很好地进行列车的管理，然后GSM-R还有呼叫的功能，可以运用到列车广播系统中；对于乘坐如今火车的人来说，GSM-R还有了旅客电话的功能，能够运用GSM-R进行无线通讯有了更多的人性化。当然还有一个功能并不能忽视，那就是在铁路系统运行的过程中发生事故，出现故障的时候GSM-R也能为搜救起到有效的作用。这一切都是靠GSM-R移动通讯技术的数字化功能来起作用的。

当然，我们不得不承认GSM-R移动通讯技术的起源不是中国，而是西方一些发达的国家，毕竟火车也是西方列强入侵中国的时候带进中国的。但是火车的技术发展在中国却取得长足的进步，如今中国的高速列车，高速铁路建设都已经走在世界发达的行列中。当然GSM-R系统起到的作用也是功不可没的。中国的GSM-R无线通讯频率如今分为两个频率段，那就是把上行线路和下行线路的频率段区分开，相差100MHz。

其实GSM-R的发源是从上个世纪二十年代就开始的，渐渐的很多西方国家在那个时候就给列车装上无线电电话，这也就是GSM-R移动通讯系统的前身。主要的发展是到了上个世纪五十年代以后，很多的西方国家都在晶体管技术得到发展之后，在列车的无线电通讯系统中加入了更多的功能，也就能够很好的来控制无线电通讯的频率了。渐渐地列车的无线电通讯系统的设备越做越小，功能越来越强大，也就是铁路无线电通讯系统走向现代化的标志。在八十年代以后GSM-R可以说就已经出现确立了并且广泛的在铁路的相关部门和列车管理调度中起到很大的作用。中国在二十一世纪一开始，也就确定了GSM-R通讯系统要成为中国铁路的专属移动通讯系统，铁路移动通讯系统必须要朝着GSM-R的方向发展。到了今天我国的很多普通铁路和告诉铁路中都已经使用了GSM-R无线通讯系统，并且使用的效果比较好，技术也越来越成熟了。

三、在高速铁路中运用GSM-R移动通信系统有什么优点

就是因为GSM-R在铁路通讯系统中展现出的很多优势，才让GSM-R能够被更多的人认可，也才让GSM-R系统越来越多的被使用到最先进的高速铁路中去。我们就简单的来分析GSM-R的一些优点：

1.GSM-R有比较好的兼容性；能够很好地来兼容如今还被使用的数字模拟系统共，这样也就利于GSM-R更好的去替换这些传统的铁路无线通讯系统。在专属的方面GSM-R可以做的很好，同时GSM-R也能很好地和民用网络兼容，能够很好地和网络技术兼容，也就有了很大的发展空间。

2.在网路技术快速发展的今天，铁路的通讯系统必须朝着网络化发展，而GSM-R正是有着强大的网络功能。最为GSM-R不仅仅是简单的传统铁路通讯系统有的通讯和基本调度，更多的还是综合整个铁路系统网络很好的来进行综合网络化运用。

3.GSM-R系统的运用时十分灵活的，不仅如此GSM-R还有很好的扩充性能，这样也就让GSM-R能够有越来越多的功能。其实在今天的高速铁路系统中，直接把GSM-R系统接入到一些电子购票系统，自助查询系统中，已经很大程度上方便了旅客了。

4.GSM-R有着极高的稳定性，也有着良好的接通率，这样就保证GSM-R能够很好地在高速铁路中运用。如今我国的高速铁路能够承载将近600千米每小时的时速，但是运行测试中能够达到的最高时速还能是400千米每小时以上。而GSM-R能够承受的时速达到500千米每小时以上，这也就保证GSM-R能够在如今的高速铁路系统中发挥出优势。

5.GSM-R系统的运行成本也是非常经济的。因为GSM-R的设备制造成本相对不是很高昂，维护的成本也是比较低的，这样就让GSM-R能够让铁路无线电通讯的成本降低，也就能够降低铁路系统调度管理的成本，简化调度管理的流程。

四、通过实例分析GSM-R移动通信系统在高速铁路中的应用

我们想要用一个GSM-R移动通讯系统在实际高速铁路中运用的实际例子，来分析GSM-R在高速铁路中的应用情况。如今GSM-R铁路移动通讯系统在我国的很多高速铁路中已经得到了比较好的运用了，比如北京开到周围城市的高速铁路，比如青藏铁路都是运用到了GSM-R。但是因为GSM-R无线通讯在武广高速中的运用比较典型，资料较为齐全，就选用武广高速铁路中的GSM-R运用作为分析的案例。

1.GSM-R系统的各个部分组成和通讯频率：GSM-R的组成主要就是三个大的部分，包括“网络子系统”，“基站子系统”，还有“操作和维护子系统”。每个系统GSM-R完整的系统中都有著不同的功能。按顺序来简要的说明各个部分的功能就是，GSM-R的使用从整个网络的组建开始，建立各个部分之间良好的联系，然后需要每一个系统中部件都能够稳定的运行，才能来进行有序的操作。而GSM-R系统的频率是铁路系统的专属频率，一般基站发送的频率在930兆赫兹上下4兆赫兹的范围内，而移动的发送设备发送的频率一般在885兆赫兹。整个GSM-R的工作频率是在870兆赫兹到960兆赫兹之间的。

2.GSM-R在武广高速铁路中的功能。武广高速全长一千多公里，列车运行的正常时速是350公里。而且武汉就是国家如今的三个“移动汇接交换中心”之一。武广高速铁路中使用的GSM-R移动通讯系统同样的使用到了音组呼叫、话音广播、增强优先级与强占等功能，增加了功能寻址；调度模式；优先级呼叫确认来保证列车的安全稳定运行。为了适应高速的情况，GSM—R系统也采用快速场强衰落切换，“同步”和“予同步”切换和基于速度有关的越区切换算法。此外，为补偿无线信号传输中大尺度衰落和阴影衰落问题。GSM—R系统在射频放大器中引入了功率控制，降低无线传输的误码。

3.武广高速铁路中的GSM-R移动通讯系统运用，也是有两个特别的地方：

（1）武广高速铁路GSM—R通信网络系统采用的是单层交织冗余覆盖技术。这样就可以避免高速运行的过程中很多故障的产生，也就能够很好的在故障产生的时候依旧保持GSM-R移动通讯系统的稳定联通状态。

（2）武广高铁采用了承载CTCS一3业务的GSM—R系统，以确保列车高速行车安全。如今，武广高铁采用GSM—R通信网络，从而创造了CRH3型动车运行时速394公里的世界记录，使其成为“中国速度”的象征。

五、结束语

通过本文对GSM-R移动通讯系统的介绍，相信能够给不了解GSM-R的人带来一些帮助。高速列车将是我们未来生活中最重要，也最常打交道的交通工具，所以我们就有必要对它进行一些了解。GSM-R自从在我国的铁路系统中运用，就给我们国家的铁路运输系统的发展带来的不少的动力，但是我们在未来还需要更多的推广使用GSM-R，让它为我们的铁路系统发展带来更多的贡献。

参考文献

[1]赵旺.GSM-R系统在铁路无线通信系统中的应用与发展[J].中国高新技术企业，2009（02）：45-46.

[2]金鑫鑫.數据通信的应用及发展[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（08）：34-35.

[3]郝红东.宽带接入技术发展与应用[J].科学之友，2011（18）：23-24.

[4]刘新宇.大准铁路GSM-R无线网络方案[J].内蒙古科技与经济，2010（07）：25-28.

[5]黄绍伟，郑义军.铁路GSM-R网络优化设计[J].铁道通信信号，2011（01）：59-61.

作者：郭刚