铁路GSM-R数字移动通信系统解析

我国高速铁路采用GSM-R数字移动通信系统作为移动通信平台，承载多种铁路业务应用系统，为运输调度指挥、设备维护及安全管理提供移动语音通信、短消息、电路域及分组域数据传输业务。

我国高速铁路GSM-R系统主要承载了CTCS-3级列控信息传送、调度通信、调度命令信息无线传送、列车无线车次号校核信息传送等应用业务。

CTCS-3级列控系统是基于GSM-R无线通信实现车地信息双向传输，无线闭塞中心生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统，由地面设备和列控车载设备组成。

高速铁路调度通信系统包括列车调度通信、客运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及区间通信、应急通信、施工养护通信等。

调度命令信息无线传送系统是我国高速铁路GSM-R系统承载的重要应用业务之一，主要实现调度员通过GSM-R系统向列车司机发送调度命令、调度集中系统（CTC）自动通过GSM-R系统向列车司机发送进路预告等信息的功能，达到进一步提高列车运行效率的目的。

列车无线车次号校核信息传送系统主要实现车载机车综合无线通信设备（CIR）向CTC发送车次号校核信息的功能，可向CTC提供列车当前实际的车次号、机车号、公里标、列车运行速度、经纬度等信息，由CTC判断对运行图上相应列车的车次进行校核及处理，并建立该列车的车次号与动车组或牵引机车机车号之间的一一对应关系。

高速铁路GSM-R系统承载的CTCS-3级列控信息传送、调度通信、调度命令信息无线传送、列车无线车次号校核信息传送等业务均与列车的高效率运行直接相关，要求GSM-R系统的场强覆盖、网络服务质量（QoS）等应满足相关标准的要求，保证高速铁路行车指挥的需求。

我国GSM-R系统工作频率采用900MHz EGSM频段，885MHz～889MHz （移动台发，基站收）、930MHz～934MHz（基站发，移动台收），共4MHz 频率带宽。

双工收发频率间隔45MHz，相邻频道间隔为200kHz。

全球铁路专用移动通信（GSM-R）GSM-R是以全球移动通信系统为平台，针对铁路的特点，适应高速铁路发展的铁路专用数字移动通信标准。

目前，欧盟已有12个国家铁路装备或准备装备GSM-R，我国铁路已经确定GSM-R为我国铁路移动通信的发展方向，青藏铁路和大秦铁路将首先采用GSM-R系统。

移动通信是铁路运营的基础。

在高速铁路对地面信号依赖逐渐减少的情况下，列车安全运行更需要高质量的通信设施，来满足列调和列车控制、司乘人员、运营指挥中心、车站管理和线路维护人员之间的话务通信等等。

这样，一个统一标准的铁路移动通信系统在开放和统一的铁路网中具有重大作用。

1 .GSM-R的由来全球移动通信系统GSM（GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION的英文缩写）起始于1982年，是欧洲邮电局长会议（CEPT）的一个特别工作组为泛欧洲移动通信制定的一个标准。

这个工作组的名称是GSM，开始时并不指这个通信系统。

1988年在马德拉岛的GSM全体会议上，通过了系统的基本参数。

1989年欧洲通信标准研究所（ETSI）成立，特别工作组成了ETSI的一个部分。

1992年1月20日这个工作组才得以新命名SMG（Special Mobile Group），开始了对GSM标准进行详细说明。

1992年GSM网络标准开始公开，之后应用范围不断扩大，它所代表的第2代数字移动通信的份额达到了世界市场的2/3。

上世纪90年代，欧洲铁路通信多采用电缆和模拟无线技术，存在35个不同平台，仅德国铁路就有8个模拟无线系统；存在着维修、更新成本高、与现代通信不兼容等问题。

国际铁路联盟(UIC)旨在为不间断的过境运输提供一个标准铁路通信系统，进行了统一铁路通信的研究，包括：无线频带的确定以及通信系统的选取。

1995年选定了900MHz的频段。

1997年开始在法国、德国和意大利建立了试验网，在与Tetra（Terrestrial Trunked Radio）对比和试验后，针对高速铁路的需要，决定在全球数字移动通信（GSM）平台上，开发出具有铁路的专用功能的移动通信系统GSM-R（Global System for Mobile to Railway的缩写）。

GSMR铁路移动通信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。

目前，欧洲、中国等国家和地区已经开始进行LTE-R的研究和试验。

第三章GSM-R系统的组成及业务功能第一节 GSM-R系统概述一、名词解释GSM:全球移动通信系统GSM-R: 全球铁路移动通信系统。

GSM-R是铁路综合数字无线通信系统，通过无线通信方式实现移动话音和数据传输,是基于GSM（公网）而发展起来的一种数字传输技术体制GPS ：全球定位系统，铁路上用于实现列车追踪控制GPRS：通用分组无线业务IN：智能网二、GSM与GSM-R的关系—六大关系GSM-R理论建立在GSM理论基础之上；GSM-R技术建立在GSM技术基础之上；GSM-R工业以GSM工业为基础；GSM-R工程建设以GSM工程经验为基础；GSM-R应用开发吸收GSM成功经验；GSM-R的市场铁路专用，GSM公众商用。

GSM-R是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，属于第二代铁路数字移动通信系统。

三、GSM与GSM-R的关系--业务模型图3-1 GSM与GSM-R业务模型图四、铁路通信为什么要建设GSM-R系统1、既有铁路无线通信系统存在许多问题：（1）功能单一、系统分散、相互间无法互通、维护成本高。

各分散系统主要有：无线列调、站场调车、客运、货运、列检、商检、车号、公务维修、公安等。

功能：主要为语音业务，少量数据业务。

这些系统均为自行投资建设、独立使用、分散维护，造成设备型号各异，种类繁多，相互间无法互通，维护运营成本较高。

（2）频点固定分配、信道固定使用，频率利用率低，容量有限。

铁路无线通信系统主要使用450M频段，共58对频点，固定分配给了无线列调、站调、公安等无线系统使用，各个部门间不能相互共享，造成频率资源的极大浪费。

如北京、徐州、郑州枢纽等地已无频点可供申请使用。

既有无线通信系统采用频点（信道）固定分配的方式，信道长期指配给某一系统（通常按专业划分）用户使用，当一个信道遇忙时，其它用户只能等待，往往造成该信道上的用户争抢或者出现阻塞，通信质量得不到保证；而信道空闲时，别的系统用户也并不能利用该信道进行通信。

GSM-R铁路移动通信GSM-R铁路移动通信简介GSM-R (GSM-Rlway) 是一种专门用于铁路通信的移动通信系统，它基于GSM (Global System for Mobile Communications) 技术，为铁路环境中的通信需求提供了专门的解决方案。

GSM-R的应用范围包括列车司机和驾驶员之间的语音通信、列车位置报告、列车调度和信号控制等。

技术特点GSM-R在技术上与传统的GSM相似，但为了满足铁路环境中的特殊需求，它进行了一些修改和改进。

以下是GSM-R的一些技术特点：1. 频率带宽分配GSM-R使用专门的频率带宽进行通信，它与传统GSM网络的频率带宽是分开的，以避免干扰。

2. 呼叫设备GSM-R在列车上使用专门的呼叫设备，这些设备经过特殊设计，可以适应列车震动和噪音环境，并且能够提供清晰的通信效果。

3. 优先级和紧急呼叫GSM-R可以通过设定不同的优先级，为不同类型的呼叫提供不同的处理方式。

例如，紧急呼叫可以绕过其他通信，被优先处理。

4. 位置报告GSM-R可以使用GPS等定位技术来获取列车的准确位置，并将位置信息传输给调度员和信号控制中心。

这样，调度员可以实时了解列车的位置，更好地进行调度和管理。

5. 组呼和广播GSM-R支持组呼和广播功能，可以向一组列车司机或驾驶员发送通信信息，提高信息传递效率。

6. 安全和保密性GSM-R采用了一系列的安全措施，以保障通信的安全性和保密性。

它使用加密技术对通信内容进行保护，防止信息被非法窃听和篡改。

应用场景GSM-R广泛应用于铁路运输领域，提供可靠的移动通信服务。

以下是一些GSM-R的常见应用场景：1. 列车司机通信GSM-R允许列车司机与驾驶员之间进行语音通话，以确保安全和协调各项运输任务。

2. 列车位置报告GSM-R可以定期报告列车的准确位置给调度员和信号控制中心，以便及时做出调度和管理决策。

3. 列车调度GSM-R可以使调度员与列车司机和驾驶员保持实时联系，通过语音通话和位置报告，调度员可以更好地进行列车调度和管理。

GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R是铁路通信系统中用于移动通信的一种专用无线通信技术，它是根据GSM （Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）标准开发的铁路专用通信系统。

GSM-R广泛应用于铁路运输行业，用于实现列车之间、列车与车站之间以及列车与调度中心之间的语音和数据通信。

GSM-R系统在列车之间的通信中起着关键的作用。

通过GSM-R系统，列车乘务员和驾驶员可以进行实时的语音通话。

这样可以有效地协调列车运行，确保行车安全。

GSM-R系统还提供了列车位置信息的传输功能，可以实时监测列车的位置和运行状态，为运营调度提供准确的数据支持。

在实际的铁路通信应用中，GSM-R系统还具备一些特殊的功能。

它可以提供列车进入特殊区域（如隧道和山区）时的自动报警功能，为列车运行提供更加安全的保障。

GSM-R 系统还支持列车乘务员发起呼叫服务请求，如医疗急救等，以便及时处理紧急情况。

GSM-R是铁路通信中应用广泛的一种无线通信技术。

它在列车之间、列车与车站之间以及列车与调度中心之间的通信中发挥着重要的作用，帮助实现铁路运输的信息化和智能化。

GSM-R系统还具备许多特殊功能，能够提供更加安全和便捷的通信服务。

数字移动通信系统GSM-R核心网.数字移动通信系统 GSMR 核心网在当今高度信息化的时代，铁路运输的安全和效率对于国家的经济发展和人民的出行至关重要。

数字移动通信系统 GSMR（GSM for Railway）作为专门为铁路通信设计的数字移动通信系统，其核心网在保障铁路运营的稳定、高效和安全方面发挥着关键作用。

GSMR 核心网是整个 GSMR 系统的控制和管理中心，它负责处理呼叫控制、用户数据管理、移动性管理等重要功能，以确保铁路通信的顺畅和可靠。

首先，呼叫控制是 GSMR 核心网的一项基本任务。

当铁路工作人员需要进行通信时，核心网会接收并处理呼叫请求。

它会根据用户的权限和当前网络的资源状况，为呼叫建立合适的连接路径。

无论是语音呼叫还是数据呼叫，核心网都要迅速而准确地完成路由选择和连接建立，以保障信息的及时传递。

比如，列车司机与调度员之间的紧急通话，必须在最短时间内接通，以确保列车运行的安全。

用户数据管理也是核心网的重要职责之一。

GSMR 系统中的每个用户都有相关的身份信息、权限级别和服务配置等数据，这些数据都存储在核心网的数据库中。

核心网需要对这些数据进行有效的管理和维护，确保用户信息的准确性和完整性。

同时，当用户的状态发生变化，如位置更新、权限调整等，核心网要及时更新相应的数据，以提供准确的服务。

移动性管理是 GSMR 核心网的另一个关键功能。

由于铁路运输的特点，用户（如列车上的工作人员）在移动过程中会不断跨越不同的基站覆盖区域。

核心网需要实时跟踪用户的位置变化，并在用户移动时，确保通信的连续性和稳定性。

当用户从一个基站覆盖区域移动到另一个区域时，核心网要迅速进行切换控制，使通话和数据传输不受影响。

为了实现这些功能，GSMR 核心网采用了一系列先进的技术和架构。

它通常由多个网络节点组成，包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）等。

移动交换中心是核心网的核心组件之一，它负责处理呼叫的建立、释放和切换等功能。