鐵路站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)探析(共4644字)

1、鐵路站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)探析（共4644字）1鐵路站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)運(yùn)用及發(fā)展目前，根據(jù)鐵路總公司的技術(shù)政策，無(wú)線(xiàn)列調(diào)通信主要選 擇450mhz無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)和gsm-r移動(dòng)通信系統(tǒng)之一。站場(chǎng) 常規(guī)無(wú)線(xiàn)通信主要采用400mhz無(wú)線(xiàn)電臺(tái)、400mhz數(shù)字集群 等實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)各類(lèi)業(yè)務(wù)的無(wú)線(xiàn)通信。隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展, 450mhz無(wú)線(xiàn)電臺(tái)在鐵路列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度通信系統(tǒng)應(yīng)用中將逐 漸被其他技術(shù)替代。鐵路總公司將lte無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)作為下 一代鐵路列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度通信技術(shù)正在展開(kāi)應(yīng)用技術(shù)研究。1.1數(shù)字無(wú)線(xiàn)電臺(tái)應(yīng)用目前，鐵路常用的數(shù)字無(wú)線(xiàn)電臺(tái)主要有450mhz、400mhz數(shù) 字無(wú)線(xiàn)電臺(tái)。450mhz數(shù)字無(wú)線(xiàn)電臺(tái)主要用于普

2、速鐵路列車(chē)無(wú) 線(xiàn)調(diào)度通信、調(diào)度命令和無(wú)線(xiàn)車(chē)次號(hào)校核信息傳送，400mhz 數(shù)字無(wú)線(xiàn)電臺(tái)主要用于站場(chǎng)常規(guī)無(wú)線(xiàn)通信。國(guó)家規(guī)定給鐵路 的450mhz、400mhz頻點(diǎn)有限，需要各鐵路局申請(qǐng)額外頻點(diǎn) 才能滿(mǎn)足站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)對(duì)講業(yè)務(wù)需求。鐵路總公司鐵運(yùn)函 2014j31號(hào)要求，貨車(chē)列尾裝置可采用gsm-r/400mhz雙模 列尾裝置，在非gsm-r鐵路區(qū)段，列尾無(wú)線(xiàn)通信使用400mhz 頻率;站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)調(diào)車(chē)?yán)^續(xù)使用鐵路專(zhuān)用的400mhz頻段頻率。 在編組站，規(guī)劃分配的400mhz專(zhuān)用頻率資源不足，無(wú)法滿(mǎn) 足運(yùn)用需求時(shí)，由各鐵路局無(wú)線(xiàn)電主管部門(mén)負(fù)責(zé)向?qū)俚厥〖?jí) 無(wú)線(xiàn)電管理部門(mén)申請(qǐng)400mhz額外的頻率。對(duì)于當(dāng)前使用

3、 450470mhz頻段頻率用于鐵路養(yǎng)護(hù)維修、生產(chǎn)組織、監(jiān)控 監(jiān)測(cè)、公安保衛(wèi)、應(yīng)急保障等各類(lèi)區(qū)域性普通無(wú)線(xiàn)電對(duì)講通 信業(yè)務(wù)，應(yīng)結(jié)合更新改造退出450470mhz頻率。需要繼續(xù) 使用的業(yè)務(wù)，由鐵路局統(tǒng)一向?qū)俚厥〖?jí)無(wú)線(xiàn)管理部門(mén)申請(qǐng) 400mhz、150mhz. 160mhz的頻率。鐵路總公司規(guī)定，對(duì)涉及 車(chē)地人員之間相互通信的業(yè)務(wù)，為簡(jiǎn)化終端設(shè)備的配置，宜 優(yōu)先規(guī)劃申請(qǐng)400mhz頻率，以便與總公司規(guī)劃的跨局通信 業(yè)務(wù)頻率工作在同一頻段。站場(chǎng)所有業(yè)務(wù)采用無(wú)線(xiàn)電臺(tái)通信, 則會(huì)造成無(wú)線(xiàn)設(shè)備設(shè)置分散、數(shù)量多、無(wú)法集中維護(hù)和管理。 而且，無(wú)線(xiàn)電臺(tái)通信不適應(yīng)高速率、高帶寬的車(chē)地?cái)?shù)據(jù)信息 業(yè)務(wù)傳送，不能滿(mǎn)足未

4、來(lái)站場(chǎng)的自動(dòng)化、智能化、高帶寬業(yè) 務(wù)發(fā)展需求。1. 2數(shù)字集群無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用集群通信，即無(wú)線(xiàn)專(zhuān)用調(diào)度通信系統(tǒng)，早期，集群通信從“一對(duì)一”的對(duì)講機(jī)形式、同頻單工組網(wǎng)形式、異頻雙工組 網(wǎng)形式以及進(jìn)一步帶選呼的系統(tǒng)，發(fā)展到多信道用戶(hù)共享的 調(diào)度系統(tǒng)，并在政府部門(mén)、警務(wù)、鐵路、地鐵、電力、民航 等各行各業(yè)的指揮調(diào)度中發(fā)揮了重要作用。國(guó)際上數(shù)字集群 調(diào)度系統(tǒng)主要有tetra、iden和fhma3種較為先進(jìn)的技術(shù)體 制，由于這3種技術(shù)體制構(gòu)成的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)互通性不太理 想，主要用于地鐵、航空、公安等專(zhuān)網(wǎng)應(yīng)用，未在鐵路領(lǐng)域 獲得推廣應(yīng)用。近年來(lái)，隨著數(shù)字移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)（dmr） 制定，我國(guó)無(wú)線(xiàn)設(shè)備供貨商根

5、據(jù)數(shù)字移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)（dmr） 為各企業(yè)用戶(hù)提供dmr數(shù)字集群系統(tǒng)設(shè)備。dmr標(biāo)準(zhǔn)是完全 公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)擁有眾多供應(yīng)商支持，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家生產(chǎn) 的400mhz的dmr數(shù)字集群系統(tǒng)已在部分鐵路站場(chǎng)獲得應(yīng)用。 鐵路使用的400mhz的dmr數(shù)字集群系統(tǒng)主要采用403 470mhz頻段的專(zhuān)用頻點(diǎn)，通過(guò)數(shù)字通道實(shí)現(xiàn)基站與ip控制 服務(wù)器間的連接，控制臺(tái)、運(yùn)用服務(wù)器與ip控制服務(wù)器連 接，構(gòu)成站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)通信平臺(tái)，可提供同頻單工或異頻雙工方 式，根據(jù)站場(chǎng)業(yè)務(wù)特性要求進(jìn)行業(yè)務(wù)與頻點(diǎn)綁定，也可以各 業(yè)務(wù)采用公共頻點(diǎn)通信。400mhz的dmr數(shù)字集群無(wú)線(xiàn)通信系 統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)人員間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)講功能，以及移動(dòng)終

6、 端與固定終端或移動(dòng)終端與移動(dòng)終端間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)低速率數(shù) 據(jù)信息傳送。站場(chǎng)所有業(yè)務(wù)釆用400mhz集群無(wú)線(xiàn)通信，其 無(wú)線(xiàn)設(shè)備可以集中設(shè)置、減少設(shè)備數(shù)量、并能集中維護(hù)和管 理，最適用于解決站場(chǎng)平面調(diào)車(chē)業(yè)務(wù)和無(wú)線(xiàn)對(duì)講業(yè)務(wù)，以及 綜合自動(dòng)化sam系統(tǒng)車(chē)地信息傳送。但是，不適應(yīng)高速率、 高帶寬的車(chē)地?cái)?shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)傳送，頻點(diǎn)也受限于國(guó)家規(guī)定給 鐵路的400mhz頻點(diǎn)，系統(tǒng)能提供的業(yè)務(wù)容量有限。1. 3gsm-r移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用gsm-r數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)作為中國(guó)鐵路列車(chē)無(wú)線(xiàn)通信主要 采用的技術(shù)，鐵路總公司已建立了一整套相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。 在中國(guó)高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、重載鐵路、城際鐵路或部分普 速鐵路均選擇gsm-r

7、數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)構(gòu)建鐵路無(wú)線(xiàn)通信系 統(tǒng)，主要用于列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度語(yǔ)音通信，以及調(diào)度命令、車(chē)次 號(hào)校核、列控信息、機(jī)車(chē)同步操控等數(shù)據(jù)信息傳送。gsm-r 系統(tǒng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)（sss）、移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)（in）、 通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（gprs）、無(wú)線(xiàn)子系統(tǒng)（bss）、無(wú) 線(xiàn)終端、運(yùn)營(yíng)與支撐子系統(tǒng)（0ss）等部分。其中，移動(dòng)智 能網(wǎng)子系統(tǒng)（in）由鐵路總公司統(tǒng)一設(shè)置2套，互為冗余, 作為全路gsm-r系統(tǒng)共用。在鐵路總公司各鐵路局設(shè)置移動(dòng) 交換子系統(tǒng)（sss）、通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（gprs）、運(yùn) 營(yíng)與支撐子系統(tǒng)（0ss）各1套設(shè)備，根據(jù)用戶(hù)需求在鐵路 沿線(xiàn)、車(chē)站、樞紐設(shè)置無(wú)線(xiàn)子系統(tǒng)（bss）

8、,配置相應(yīng)的無(wú)線(xiàn) 終端設(shè)備。雖然，gsm-r數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)鐵路沿 線(xiàn)和車(chē)站統(tǒng)一的綜合無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)平臺(tái)，提供列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度 通信、站場(chǎng)常規(guī)無(wú)線(xiàn)通信語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)信息傳送，設(shè)備能 集中維護(hù)和管理。但是，由于gsm-r數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻 點(diǎn)有限，站場(chǎng)所有業(yè)務(wù)采用gsm-r的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)會(huì)造成信道占 用很大，現(xiàn)有的頻點(diǎn)不夠使用，當(dāng)站場(chǎng)靠近正線(xiàn)鐵路或通過(guò) 正線(xiàn)列車(chē)時(shí)，會(huì)對(duì)列車(chē)調(diào)度指揮系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因此，gsm-r 數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)未被全面應(yīng)用于站場(chǎng)常規(guī)無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)。 目前，只能適用于解決站場(chǎng)部分語(yǔ)音業(yè)務(wù)，以及低速率、時(shí) 延要求不高的數(shù)據(jù)信息傳送。1. 4wlan無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用wlan無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)

9、是指利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在一定的局部范圍 內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn) 物。wlan無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)使用戶(hù)擺脫各種線(xiàn)路的束縛，可以 隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)。wlan （wi-fi）無(wú)線(xiàn)通信可采用2. 4ghz 或者5. 8ghz通信頻段。在鐵路領(lǐng)域，wlan無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù) 主要應(yīng)用在編組站綜合自動(dòng)化車(chē)地?cái)?shù)據(jù)信息無(wú)線(xiàn)傳送。釆用 2. 4ghz頻段和ieee802. llg、ieee802. un標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備進(jìn)行 組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化cips調(diào)機(jī)業(yè)務(wù)等信息傳送需求。綜 合自動(dòng)化wlan無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)系統(tǒng)主要由wlan終端設(shè)備、接入 點(diǎn)設(shè)備（ap）、接入控制點(diǎn)設(shè)備（ac）、portal服務(wù)器、

10、radius 認(rèn)證服務(wù)器、用戶(hù)認(rèn)證信息數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)等組 成。由于wlan無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)頻點(diǎn)是公眾頻點(diǎn)，將會(huì)受到外界 終端設(shè)備的干擾，列車(chē)遮擋物影響，以及缺乏站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)對(duì)講 業(yè)務(wù)、無(wú)線(xiàn)調(diào)車(chē)等業(yè)務(wù)的終端設(shè)備支持。因此，wlan無(wú)線(xiàn)局 域網(wǎng)不適用于涉及行車(chē)安全的鐵路調(diào)車(chē)業(yè)務(wù)，不適應(yīng)未來(lái)站 場(chǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。1. 5lte移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用lte移動(dòng)通信技術(shù)是鐵路下一代寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展方 向，比較適用于寬帶數(shù)據(jù)信息無(wú)線(xiàn)傳輸。lte有td-lte與 fd-lte兩種不同的制式，雖然總體上都滿(mǎn)足大帶寬的數(shù)據(jù)通 信需求，但也存在很多不同。fd-lte是在分離的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)頻 率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送，依靠頻

11、率來(lái)區(qū)分上下行鏈路。 td-lte是用時(shí)間來(lái)分離接收和發(fā)送信道，接收和發(fā)送使用同 一頻率載波的不同時(shí)隙作為信道的承載，可以根據(jù)上下行的 數(shù)據(jù)大小動(dòng)態(tài)進(jìn)行分配，對(duì)于頻率信道的利用率更好。未來(lái) 鐵路移動(dòng)通信采用td-lte的概率較大。目前，在朔黃鐵路 已引入td-lte集群技術(shù)應(yīng)用于列車(chē)同步操控、列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào) 度通信系統(tǒng)構(gòu)成；在部分鐵路局站引入td-lte集群技術(shù)應(yīng) 用于站場(chǎng)貨檢、車(chē)號(hào)等無(wú)線(xiàn)對(duì)講和作業(yè)信息傳送；在鄭州地 鐵引入td-lte集群技術(shù)用于車(chē)地間pis信息和視頻監(jiān)控圖 像傳送。工信部根據(jù)中華人民共和國(guó)無(wú)線(xiàn)電頻率劃分規(guī)定 及我國(guó)頻譜使用情況，確定使用14471467mhz頻段建設(shè)時(shí) 分雙工(

12、tdd)工作方式的寬帶數(shù)字集群專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)。而1785 1805mhz頻段，則主要用于本地公眾網(wǎng)接入，對(duì)確有需要的 本地專(zhuān)網(wǎng)也可用于無(wú)線(xiàn)接入，具體頻率指配和無(wú)線(xiàn)電臺(tái)站管 理工作，由各省、自治區(qū)、直轄市無(wú)線(xiàn)電管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。在 同一地區(qū)給一具有無(wú)線(xiàn)接入業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)權(quán)的公眾網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商或 專(zhuān)網(wǎng)單位指配的頻率寬帶一般不超過(guò)5mhz。未來(lái)，在鐵路領(lǐng) 域，可以考慮申請(qǐng)使用17851805mhz頻段的5mhz帶寬用 于站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)。td-lte支持1. 8g/1. 4g/400m專(zhuān)用頻 段，覆蓋增強(qiáng)算法、高增益定向天線(xiàn)、高終端發(fā)射功率，多 方式天線(xiàn)組網(wǎng)otd-lte移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)性好，支持350km/h, 具有完

13、善的qos業(yè)務(wù)保障，可二次開(kāi)發(fā)定制終端、調(diào)度臺(tái)、 無(wú)線(xiàn)通信模塊等；可提供調(diào)度通信語(yǔ)音業(yè)務(wù)、低速率或高速 率數(shù)據(jù)信息傳送業(yè)務(wù)，是一個(gè)比較完善的綜合無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng) 解決方案。lte移動(dòng)通信技術(shù)在鐵路調(diào)度通信業(yè)務(wù)中的應(yīng)用 正在研究開(kāi)發(fā)階段，在站場(chǎng)或編組站中的無(wú)線(xiàn)調(diào)車(chē)、無(wú)線(xiàn)對(duì) 講、綜合自動(dòng)化信息無(wú)線(xiàn)傳送系統(tǒng)中尚未被應(yīng)用開(kāi)發(fā)。2未來(lái)站場(chǎng)綜合無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)技術(shù)選擇站場(chǎng)或編組站作業(yè)范圍比較獨(dú)立，技術(shù)作業(yè)業(yè)務(wù)較多，綜 合上述幾種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用介紹，以及應(yīng)用于站場(chǎng)多種業(yè) 務(wù)情況下的可適用性進(jìn)行分析，結(jié)合無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展，選 擇td-lte移動(dòng)通信技術(shù)作為未來(lái)站場(chǎng)綜合無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。 td-lte移動(dòng)通信技術(shù)已在鐵路

14、和地鐵領(lǐng)域獲得應(yīng)用，具有技 術(shù)實(shí)用性和先進(jìn)性，系統(tǒng)安全可靠，具備集中監(jiān)測(cè)和維護(hù)管 理，能滿(mǎn)足站場(chǎng)各類(lèi)業(yè)務(wù)綜合承載能力和未來(lái)各業(yè)務(wù)信息化、 智能化發(fā)展需求。鐵路局可以申請(qǐng)使用17851805mhz頻段 的5mhz帶寬合法頻點(diǎn)用于站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)。站場(chǎng)無(wú)線(xiàn)通 信使用td-lte數(shù)字集群系統(tǒng)，可將公網(wǎng)mme、hss、s-gw以 及p-gw等多個(gè)網(wǎng)元合并為一個(gè)網(wǎng)元ecn,使其小型化，降低 核心網(wǎng)成本，可以有效的節(jié)約近期工程投資，為將來(lái)鐵路正 線(xiàn)引入lte移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用預(yù)留互聯(lián)互通條件。td-lte數(shù) 字集群通信系統(tǒng)主要由核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)子系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)終端 組成。其中，核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)置td-lte核心網(wǎng)設(shè)備，核心網(wǎng) 設(shè)備通過(guò)交換機(jī)等設(shè)備與各種業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器相連；無(wú)線(xiàn)子 系統(tǒng)根據(jù)站場(chǎng)覆蓋和業(yè)務(wù)需求在鐵路站場(chǎng)內(nèi)設(shè)置，無(wú)線(xiàn)子系 統(tǒng)設(shè)備包括lte基站設(shè)備bbu (basebandunit)和rru (radioremoteunit)設(shè)備；根據(jù)需要配置相應(yīng)的無(wú)線(xiàn)終端。td-lte系統(tǒng)組網(wǎng)方案結(jié)構(gòu)。3結(jié)束語(yǔ)td-lte數(shù)字集群