GSM-R与LTE-R网络对比

LTE―R与GSM―R对比介绍目前中国的铁路移动通信系统有三种制式，第一是列车调度无线通信系统（简称无线列调），第二是GSM-R数字移动通信系统，第三是LTE-R宽带数字移动通信系统。

一、标准GSM-R系统基于GSM标准设计，在引入中国前欧洲已完成标准编制，并已开始商用。

LTE标准分为频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD，简称FD-LTD）和时分双工（Time Division Duplexing，TDD，简称TD-LTE）两种，其中FD-LTE主要是WCDMA系统的演进方向，而TD-LTE是TD-SCDMA系统的演进方向。

目前两种LTE制式均已在全球建设商用网络，推出商用服务。

基于LTE的LTE-R标准尚未正式建立。

UIC正在研究基于GSM-R分组域承载列控信息的标准与技术，作为从GSM-R标准至LTE-R标准的一个过渡。

国内朔黄铁路发展公司的LTE-R系统在2012年完成功能业务试验后，正在建设中，尚未开通，具体标准亦未出台。

由于我国在LTE-R 系统试验、使用方面已领先，在标准制定方面可以有所优先选择权，对推动我国LTE-R系统产业发展亦将有所帮助。

二、架构GSM-R系统分为四个主要部分，分别是交换中心、基站控制器、基站、终端，其承载语音、实时安全性数据（如列控信息、重载列车的机车同步操控）均在电路域，分组域承载非实时数据（如调度命令、车次号等）。

LTE-R系统分为三个主要部分，分别是交换中心、基站、终端，其承载的语音、实时安全性数据、非实时数据等均在分组域，因为LTE系统全是基于分组域进行架构的。

为实现安全性数据、语音等的实时传输，主要靠各种Qos策略来保证。

三、性能3.1 传输延时由于LTE系统与GSM系统相比，减少了一部分（基站控制器），因此理论上其系统的语音、数据传输时延将更小。

3.2 吞吐量GSM-R系统无论是电路域、分组域传输数据，其吞吐量均小，因为GSM 系统本身即为一个窄带系统。

铁路无线通信工程中的LTE—R技术研究当前，铁路交通发展的十分迅猛，传统GSM-R技术的语音和数据功能与列车和乘客数据需求严重不符。

现今乘客产生了移动宽带服务要求，并在铁路旅途中利用移动设备完成一些工作或娱乐消遣。

因此，在铁路无线通信中顺势产生了LTE-R技术。

该项技术可以提供多种宽带服务，确保百兆传输数据能力，最大程度保证了无线网络的准时性。

故对其研究拥有一定的实践意义。

标签：铁路无线通信；LTE-R技术；应用一、LATE-R技术出现的必然性（一）带宽业务需求的需要虽然我国当前已经迅速发展与应用GSM-R技术，但是作为第二代移动通信技术，其电路域数据业务只有400-9600bit/s，数据业务分组域的速率只达到一百多kbit/s，其利用频谱率和数据承载速率也十分低[1]。

导致对视频监控承载、视频会议等宽带业务需求逐步增加。

（二）无线宽带服务的需要由于传统3G通信设备利用频率效率很低，承载服务数据能力十分有限，其数据格式与承载突发式的IP数据业务高度不符。

此外，由于语音业务对2G技术进行了有效承载，导致3G技术语言业务与承载数据不能保持高度统一。

所以，只有积极改进，3G技术才可以与铁路无线通信要求很好适应。

二、系统性能介绍（一）网络架构系统可以有效优化3G网络架构，网络形成扁平化结构，具体包括了接入网与核心网。

若干个基站和终端用户设备共同组成了接入网。

其中由服务网关、移动管理实体和分组网关共同组成了核心网。

LTE的重要接口分别是：eNodeB与核心网SI接口的有效连接，在二者之间完成彼此互联的X2接口；用户向固定系统接口有效接入LTE-Uu接口。

eNodeB具体功能是对移动终端数据信息有效接收，以及管理一部分无线资源。

同时还有效地压缩与加密IP，在移动管理实体的选择功能上附着终端用户设备。

另外还包括路由、寻呼、广播功能，以及分类标识上传输层数据包。

MME主要功能是对NAS信令的有效管理和安全性。

GSM-R调度通信网络GSM-R在数字蜂窝移动通信系统（global system for mobile communication，GSM）上增加了调度通信功能和适合高速环境下使用的要素，能满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通信的要求。

在GSM-R网络上实现我国铁路无线列调需要增加一个车站台，而车站台既要具有调度业务又要具有站内通信、站间通信、区间通信等各类通信业务。

固定用户接入交换（fixed users access switching，FAS）系统和数字调度通信系统是同一设备，只是在不同的使用场合，配置有所不同，称谓也就不同，在GSM-R网络中称为FAS，在非GSM-R网络中称为数调。

设在铁路局调度所、大型站场的FAS称为调度所FAS，主要用于接入各种调度台、调度分机及站场电话；设在铁路沿线各车站、站场的FAS称为车站FAS，主要用于接入各种值班台、调度分机及站场电话。

1.GSM-R调度通信网络的构成由于铁路上的有线通信比较完善，因此可以利用现有的有线资源构成“GSM R+FAS”的无线/有线混合网络。

这种混合网络的系统主要由NSS（包括MSC、HLR、AuC、VLR、GCR等）、BSS（包括BSC、BTS）、OSS、FAS、调度台、车站台、机车综合通信设备、OPH及其他固定终端等构成。

国家铁路局调度所FAS 至各铁路局调度所FAS间的网络应采用星型复合结构，并应有迂回路由；相邻铁路局调度所FAS间应设直达路由。

铁路局调度所FAS至车站FAS间的网络宜采用环型或星型结构；当铁路局调度所FAS至车站FAS间的网络采用星型结构时，两个相邻车站FAS应设置直达路由。

铁路沿线采用无线覆盖，机车上采用无线终端，即机车综合通信设备，而车站台和调度台都是有线终端。

采用有线/无线组网方式。

车站台和调度台通过FAS连接到GSM-R系统的MSC上，从而实现有线用户和无线用户的通信。

2.GSM-R调度通信网络内的通信过程（1）点对点个别呼叫。

铁路无线通信从GSM-R向LTE-R的演进李悦【摘要】介绍铁路通信系统从最初的只提供语音业务到语音和数据业务的共同使用,再到如今日益迫切的视频和宽带业务需求.其服务使用的对象也从铁路运营商的员工逐渐扩大至列车上的乘客.阐述演进过程需要考虑的市场需求变化、技术更新和整体演进策略与步骤,以及LTE-R技术在铁路应用的发展趋势.【期刊名称】《中国铁路》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】5页(P90-94)【关键词】铁路;通信;宽带;GSM-R;演进;LTE-R【作者】李悦【作者单位】中国铁通集团有限公司阜新分公司,辽宁阜新,123000【正文语种】中文【中图分类】U285.2安全可靠、便捷高效的运输是现代政治经济生活全球化的必然需求。

随着对铁路运输需求的不断增长，现代铁路面临的重要机遇是：在保证运输安全的基础上，如何采用更高的速度、更好的调度，提高生产效率；如何采用快捷方便的服务，提升旅客出行满意度；以及在现有基础设施的情况下，如何用最优质的投入产出比，利用既有资源，同时又跟进行业发展，以保持在竞争中的持续发展优势。

1.1 GSM－R系统功能GSM-R是铁路通信行业综合专用的数字移动通信系统，依托2G的基础设施并提供各种高级语音呼叫服务，如语音群组呼叫（VGCS）、通话广播（VBS）、增强多优先级与强拆（eMLPP），并承载一些铁路行业专用的调度服务，如：功能寻址和基于位置的寻址、矩阵接入服务，并作为铁路无线通信的承载体，承载调度、信号、集群通信和监控数据等业务。

GSM-R的最典型应用可以被归纳于GSM-R实际包含GSM传统业务、基于GSM的语音集群业务以及铁路行业通信服务。

1.2 GSM-R系统构成GSM-R移动通信系统作为目前铁路运营商最为广泛采用的铁路无线通信制式是有深厚历史背景的，其基础服务能力继承于3GPP标准，3GPP标准是以GSM核心网为根本的第三代技术规范。

针对铁路行业对无线业务的需求，提供铁路行业业务的承载能力，在众多产业链合作伙伴持续的投入和完善下，不断完善该标准的成熟度和技术细节，使GSM-R日益成为一项成熟而可靠的无线通信制式，得到更广泛的认可。