铁路专用全球移动通信系统

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GSM-R概述

出的专用系统，它基于GSM并在功能上有所超
越，是成熟的技术。是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种技术体制。
GSM-R概述
GSM与GSM-R的联系和区别
名词缩写
GSM（ Global System For Mobile Communications）全球移动通信系统 GSM-R（GSM for Railway）全球铁路移动通信系统
GSM-R概述
三、 GSM-R原理 1、面状覆盖
蜂窝思想:
诞生于20 世纪60 年代末，它是用许多小功率的发射机来代替单个的大功率发射机，每个小覆盖区域只提供服务范围内的一小部分覆盖。给相邻的基站分配不同的信道，以避免临近小区间的干扰。将网络中的所有小区分成若干簇，在不同的簇内使用相同的信道资源。
GSM1800 1710 ~ 1785
GSM1900 1850~1910
1805 ~ 1880 2 ×75
1930~1990 2 ×60
95
80
374
299
GSM-R概述

频道间隔

每载频占200 KHz带宽，采用TDMA，含8个物理信道

频道配置

GSM900MHz频段：
fu(n)=890.2MHz+(n-1)*0.2MHz
GSM-R概述
GSM与GSM-R的工作频段
工作频段
GSM系统 GSM900 上行/ MHz 890 ~ 915 下行/ MHz 935 ~ 960 925 ~ 960 带宽/ MHz 2 ×25 2 ×35 双工间隔/ MHz 45 45 双工信道数 124 174
GSM900E 880 ~ 915
二、为什么要建设GSM-R?

GSM-R 基本介绍解析

输速率 • 3.BTS在设备组网方式上分为（星型组网）、（链型组
网）、（树型组网）和（环型组网）。
GSM-R复习题
• 4.哈大高铁BTS组网方式为树型组网。（错） • 5.所有接入紧急呼叫的用户在呼叫结束后都需要AC确认。（对）
• 6.哪种业务不是GSM-R典型业务（ C）
• A.组呼 B.功能号码呼叫 C.漫游 D.呼叫区域限制 • 7.那种GSM-R设备是沈局没有的？（D）
组呼调度员
GSM-R网络
组呼发起者
小区1
组呼讲者小区2 听者小区3
铁路紧急呼叫
列车长普通低优先级呼叫主司机
调度员发起铁路紧急呼叫 5000001299
呼叫结束后发起AC确认
AC确认中心
• 一种特殊的组呼，组ID299 • 最高优先级，在无线信道资源紧张的时候可以强占低优先级呼叫资源 • 对于处于通话中的组用户，强制接入紧急呼叫，听者用户不允许主动退出紧急呼叫 • 所有接入紧急呼叫的用户在呼叫结束后都需要AC确认
制器，PCU-分组控制单元，FAS-固定用户接入交换
机，PSTN-公用电话网络，RBC-无线闭塞中心， GPRS-通用无线分组业务
GSM-R系统结构与功能分解

HLR的功能
• 归属用户位置寄存器(HLR)是GSM-R系统的中央数
据库，存储该HLR控制的所有存在的GSM-R移动用户的相关信息. • 所有移动用户的重要数据都存储在HLR中.包括用户识别号码，访问能力、用户类别、组呼业务和
2室外馈线 6走线架 5 馈线卡 7馈线过线窗
8防雷保护器基站主设备
Page25
GSM-R复习题
• 1.GSM-R系统用（885-889）MHz的频率作为上行，（930934）MHz的频率作为下行，信道间隔为（200KHz）。 • 2. GSM-R中CSD业务采用异步透明传输的优点？

2024年GSMR铁路移动通信

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。

CTCS技术规范总则(11[1].3)

中国列车运行控制系统CTCS技术规范总则（暂行）二零零三年十月目录CTCS技术规范-总则 (1)1范围与目标 (1)2引用标准 (1)3名词术语 (1)3.1 名词术语 (1)3.2 缩写语 (1)4系统描述 (2)4.1 定义 (2)4.2 基本功能 (2)4.3 CTCS体系结构 (3)4.4 系统构成 (3)5CTCS分级 (4)5.1 CTCS 0级 (4)5.2 CTCS 1级 (5)5.3 CTCS 2级 (5)5.4 CTCS 3级 (6)5.5 CTCS 4级 (7)6CTCS级间关系 (8)7CTCS系列规范 (8)附录 A (9)A.1CTCS背景 (9)A.2ERTMS概述 (10)A.3ETCS简介 (12)A.4GSM-R简介 (12)前言为适应铁路跨越式发展，保证我国铁路运输安全，满足互通运营需求，适应提速战略和高速建设的实施，迫切需要规范化的列车运行控制系统。

本标准结合中国国情，以现行《铁路技术管理规程》为依据，以ETCS技术规范为蓝本进行编制。

本标准起草单位：铁道部运输局基础部中国铁道科学研究院北京交通大学北京全路通信信号研究设计院北京和利时浩通科技发展有限公司本标准主要起草人：马念文、范明、杨悌惠、唐涛、钟章队、李开成、罗松、黄蔚、陆伟、何春明、李智。

CTCS技术规范-总则1 范围与目标本标准规定中国列车运行控制系统（简称CTCS）技术体制及基本框架。

本标准适用于各种铁路区段及客运列车。

本标准为CTCS技术规范总则。

本标准目标是提高安全性能，满足互通运营，规范系统设计，适应发展需求。

2 引用标准TB／T 1407-1998 列车牵引计算规程EEIG FRS-Version 4.29 ETCS功能需求规范SUBSET-026 ETCS系统需求规范99E5362 ETCS功能综述3 名词术语3.1 名词术语允许速度列车运行过程中允许达到的最高安全速度。

目标速度列车运行前方目标点允许的最高速度。

GSM-R铁路综合数字移动通信系统

隧道和地下车站覆盖
GSM-R系统采用特殊的信号传输技术，实现了隧道和地下车站的有效覆盖，保证了在这些区域的通信质量。
山区和荒漠覆盖
GSM-R系统具备在山区和荒漠等复杂地形下的覆盖能力，能够满足在这些区域的通信需求。
兼容性好
与现有通信系统兼容
GSM-R系统与现有的公众移动通信网络兼容，如GSM、GPRS等，方便用户在铁路沿线及列车上使用手机、上网等通信服务。
GSM-R铁路综合数字移动通信系统
目录
• 引言 • GSM-R系统的组成 • GSM-R系统的功能 • GSM-R系统的优势 • GSM-R系统的应用场景 • GSM-R系统的未来发展
01 引言ห้องสมุดไป่ตู้
目的和背景
铁路运输是全球范围内重要的交通方式之一，保障铁路运输的安全和效率至关重要。
GSM-R系统是为了满足铁路运输在移动通信方面的特殊需求而设计的，旨在提供高效、可靠的通信服务，支持列车控制、调度、旅客信息等多种应用。
VS
远程监控
GSM-R系统可以用于远程监控货运列车的运行状态和货物安全，提高运输安全性和可靠性。
06 GSM-R系统的未来发展
5G技术在GSM-R系统中的应用
5G技术将为GSM-R系统带来更高的数据传输速率、更低的延迟和更高的可靠性，提升铁路运输的安全性和效率。
5G技术将促进铁路移动通信系统的升级，支持更高清的视频监控、更准确的定位和更智能的调度控制。
列车控制和调度通信
列车控制指令的传输
GSM-R系统能够传输列车控制指令，如启动、停止、加速、减速等，实现对列车的远程控制。
调度指令的传输
调度员可以通过GSM-R系统向列车发送调度指令，如调整列车运行计划、优先级调整等，确保列车的有序运行。

GSM-R铁路移动通信

GSM-R铁路移动通信1·引言1·1 目的本文档旨在提供关于GSM-R铁路移动通信系统的详细信息，包括其基本概况、设计要求和技术规范等内容。

该文档可供设计人员、技术人员和有关方面参考使用。

1·2 范围本文档涵盖了GSM-R铁路移动通信系统的各个方面，包括网络结构、通信协议、硬件设备、通信范围和性能要求等。

2·概述2·1 GSM-R铁路移动通信系统概况GSM-R铁路移动通信系统是一种专门为铁路行业设计的移动通信系统，提供语音和数据传输功能，并具备可靠性和安全性要求。

该系统基于GSM技术，并在其基础上进行了优化和改进，以满足铁路行业的特殊需求。

2·2 设计要求为了满足铁路行业的通信需求，GSM-R铁路移动通信系统需要具备以下设计要求：●可靠性：能够在各种复杂的环境条件下提供稳定的通信服务。

●安全性：确保通信数据的机密性和完整性，防止未经授权的访问。

●全网覆盖：覆盖整个铁路网络，包括车站、铁路线路和隧道等地方。

●抗干扰能力：能够有效抵御各种干扰源对通信系统的干扰。

●低时延：保证通信时延在可接受的范围内。

●多频道支持：支持同时多个频道的通信。

3·网络结构3·1 网络拓扑结构GSM-R铁路移动通信系统的网络拓扑结构包括核心网和边缘网。

核心网由核心节点、网关和数据库组成，负责集中处理和控制各个边缘网的通信。

边缘网包括车站无线局部网和线路无线局部网，用于提供与车站和线路相关的通信服务。

3·2 通信协议GSM-R铁路移动通信系统使用各种通信协议来实现不同功能。

其中，ISDN-PRI协议用于提供语音通信，GPRS和EDGE协议用于数据传输。

此外，还有一些专用的信令协议，如RSL和LAPD，用于系统内部的控制和管理。

4·硬件设备4·1 基站设备GSM-R铁路移动通信系统的基站设备负责无线信号的发射和接收，并与移动设备进行通信。

GSM-R-基本介绍

通过定义呼叫矩阵，根据主、被叫用户的功能号码进行呼叫裁决，判断是否允许呼叫接续，从而定义GSM-R网络中主叫方与被叫方的接入关系。
在铁路无线列调作业过程中，每个调度员具有一定的管辖区域。通过利用呼叫区域限制功能，可以限制调度员呼叫非管辖区内的移动用户。呼叫区域限制仅适用于点对点呼叫。
eMLPP（Enhanced Multi-Level Precedence and Pre-emption）业务允许网络根据用户的不同优先级在网络资源被占用的情况下实施不同的策略：排队和抢占，另外还可采用不同的呼叫建立和指配过程以满足不同优先级呼叫对时延的要求。
• 2. GSM-R中CSD业务采用异步透明传输的优点？
• 异步传输保证数据业务的准确性，透明传输提高数据传输速率
• 3.BTS在设备组网方式上分为（星型组网）、（链型组网）、（树型组网）和（环型组网）。
第26页，共27页。
GSM-R复习题
• 4.哈大高铁BTS组网方式为树型组网。（错） • 5.所有接入紧急呼叫的用户在呼叫结束后都需要AC确认。（对） • 6.哪种业务不是GSM-R典型业务（ C） • A.组呼 B.功能号码呼叫 C.漫游 D.呼叫区域限制 • 7.那种GSM-R设备是沈局没有的？（D）
链型组网对串联的级数有限制，串联的节点数不要超过5 级。
BSC
BTS
BTS
BTS
第21页，共27页。
Page 21
设备组网-树型组网
BTS 树型组网方式适用于网络结构、站点及用户密度分布较复杂的情况，比如大面积用户与热点地区或小面积用户交错的地区。
树型组网对串联的级数有限制，一般要求串联不超过5 级，即树的深度不要超过5层。
GSM-R简介

GSMR概述

第一章 GSM-R概述
1
名词缩写
GSM: GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS 全球移动通信系统 GSM-R: GSM for Railways 全球铁路移动通信系统
2
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。
1.3 GSM-R与铁路信息化
铁路信息化是铁路现代化的重要标志铁路信息化的重要通道--发展综合数字移动通信网络 GSM-R是铁路信息化的重要组成部分铁路通信信号一体化是电务现代化的重要内容
公网技术体制：GSM、CDMA 铁路专网技术体制：（1）无线列调（2）模拟集群： SMRATZONE（广深试验）、 MPT1327（北京局、柳南）、UNIDEN（北京、成都、上海等）（3）数字集群：TETRA（秦沈）、GT800（重庆）、GOTA（长春）（4）GSM-R（欧洲）
1.2 中国铁路运输对无线通信的要求
（2）系统功能
话音、数据业务争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。经测算，在TDCS和CTC区段，当列车运行时速超过250公里时，综合考虑调度命令、行车凭证、车次号、进路预告等数据信息传送和车机联控话音通信需求时，业务密度加大，碰撞概率很大。基于无线列调系统的数据传输速率仅达到 1.2Kb/s。
（2）系统功能频点固定分配、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。这无疑是对频率资源的一种浪费，也制约了用户数量的进一步发展。

铁路数字移动通信系统（ＧＳＭ

铁路数字移动通信系统（ＧＳＭＲ）⼿持终端第１部分：技术
要求
设备分类和组成
ＧＳＭ-Ｒ⼿持终端设备是指在ＧＳＭＲ⽹络中能实现或获得业务服务的⼿持移动设备，可分为ＧＰＨ和ＯＰＨ。

ＧＰＨ主要⽤于铁路各类管理⼈员、与铁路业务相关的⼈员话⾳和数据通信。

ＯＰＨ⽀持调度通信业务，主要⽤于列车、车站、编组场、沿线区间及其他铁路作业区的各⼯种⼯作⼈员话⾳和数据通信。

⼿持终端主要由主机（含显⽰屏、键盘、天线、麦克风和扬声器）、电池、充电器、外置⽿机麦克风等组成。

ＧＰＨ可采⽤物理键盘或虚拟键盘，ＯＰＨ应有物理键盘。

结构要求
ＧＰＨ和ＯＰＨ结构要求：
ａ）ＧＰＨ：长不⼤
于１５０ｍｍ，宽不⼤于８０ｍｍ，厚不⼤于３０ｍｍ，重量（含电池）不⼤于２２０ｇ；
ｂ）ＯＰＨ：长不⼤于１５５ｍｍ，宽不⼤于６７ｍｍ，厚不⼤于４０ｍｍ，重量（含电池）不⼤于２８０ｇ。

功能要求
业务要求。

铁路G网系统简介和组成_图文

基础传送网：提供透明传输通道业务网：面向用户、提供通信服务支撑网：支撑网络正常运行
三、GSM-R系统构成图
2、交换子系统概述（1）
SSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以及用户数据管理和移动性管理。
提供的业务：基本话音呼叫业务；电路域数据传输。
话音呼叫：点对点话音呼叫（MS之间，MS与有线FT之间）；组呼、广播呼叫、多方通信、公众紧急呼叫。
6、漫游
概念：是指在某个国家或地区的GSM网（归属网）中登记使用的用户，当他到达另外一个国家或地区后，仍可获得同归属区相同的服务。
GSM网络基于SS7信令网，根据用户号码进行网络区分，不同的号码段属于不同的网络，用户的签约数据存储在归属地HLR。如：139XXXX（ HLR号）ABCD（用户号）。HLR：1170等，北京；0371等郑州。
GSM系统需占用指定频谱内的上、下行频率，即工作频段。 GSM系统中，频点之间的间隔为200KHz。上下行相差45MHz。
2)GSM-R的19对频率
在我国，信产部分配给铁道部900MHz频段4MHz带宽用于建设GSM-R，共计19个频点。统一频率在一定距离间隔的区域可以重复使用，即频率复用。工程中频道分配应避免同频干扰、邻频干扰和互调干扰。一般要求，同小区控制信道不小于600KHz，业务信道不小于400KHz；邻小区新到载波间隔不小于400KHz。因此，工程设计中，既要考虑容量、又要考虑服务质量要求进行频率规划。
2、交换子系统功能实体（2）
拜访位置寄存器（VLR）
动态数据库，负责管理漫游用户的动态数据信息，存储、更新漫游入用户的数据。
存储信息包括：移动用户IMSI，MSISDN，位置区等，支持寻呼功能。用户漫游入该控制区时，VLR从HLR获取上述信息；用户漫游出该控制区时，VLR删除上述信息。

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路的特点，在空中接口中引入了语音广播呼叫、话音通话组呼叫和用户优先级等功能，实现了调度员与司机间的通信、调车作业通信、远程遥控传输、车站和维修段的地区通信、旅客服务通信，也可实现与公网的互通互联。 • GSM-R在欧洲使用的频率是：上行876880MHz,下行921-925MHz。这段频带与GSM D900接近，硬件和软件改动少，成本较低；在5--l 0km范围，能满足最大速度 500km/h的高速列车运行中的通信和列车控制；隧道内传播特性比其它频带要好；电气化对这一频带也没有干扰。
3、GSM-R的用途
• • • • • 列车无线通信列车无线调度电话列车旅客无线电话站内无线通信编组站无线电话
4、GSM-R在世界各国的推广
• 瑞典 1998.6 签署欧洲第一个GSM-R商业合同，覆盖路网80%，迄今7500KM铁路采用GSM-R。 • 德国 1999年签署框架合同，在2004年前建成覆盖24500KM的GSM-R网络，占德国铁路的2/3。 • 英国 1999. 10 准备在西海岸铁路装GSM-R。 • 西班牙 2000. 10 马德里-莱里达高速铁路采用 GSM-R。 • 荷兰 2002.10 荷兰GSM-R安装工程开始 • 法国 2003.9 签署为期15年的GSM-R合同，首先在东TGV安装GSM-R。
• 具体的实际应用：青藏线、大秦线、厦深高铁、广深港高铁、胶济线、武广线、郑西线、新丰镇编组站、石太线、合宁线、合武线、京津城际线,京沪高铁等。Fra bibliotek谢谢观赏！
2、GSM-R的特点
• GSM-R采用时分多路复用技术时分多路复用：可实现不同功能的多路信号分时段轮流占用同一个公共传输信道，有多少路信号就划分出相同数量的时间间隙，每路信号占用一个固定编号的时间间隙，从而实现在同一个公共传输信道上以时间分割方式进行多路传输。
• GSM-R是铁路专用移动通信系统。针对铁
• GSM-R适应了欧洲高速铁路网的增长，可适应列车运行速度在200-500km/h的无线通信和隧道运营需要。针对铁路作业的工作组（如调车场、机务段）通信使它非常适于铁路运输的需要。欧洲铁路运营管理系统（ERTMS)中， GSM-R作为通信系统平台，在欧洲列车控制(ETCS) 2级和3 级中传输列车控制命令，实现车一地之间的双向通信，是实现泛欧洲路网可互操作的重要环节。
•
GSM-R沿轨道方向设定天线，形成椭圆状的小蜂区，覆盖轨道两侧100--200m的范围；在车站地区，通信量大，但速度要求低，多采用扇形覆盖方式。这种铁路专用通信网具有数字移动通信和与位置无关的接续功能。它采用了较高的冗余技术和可靠性技术，移动话务呼叫的时间不超过 2s，是普通移动电话的一半。通信蜂区覆盖铁路沿线和车站，每个蜂区有一个或多个用于传输和接受数据的基站。一个基站响应几个蜂区的访问，是与移动交换中心的接口，而移动交换承担与其它网络的接转。
1、GSM-R的由来
全球移动通信系统GSM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。 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。
铁路专用全球移动通信系统 GSM-R
11电子1班徐梦莹
1、GSM-R的由来 2、GSM-R的特点 3、GSM-R的用途 4、GSM-R在世界各国的推广
GSM与GSM-R
GSM: GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION 全球移动通信系统 GSM-R: GSM Railway 全球铁路移动通信系统