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1、第三章 GSM-R系统统的组成成及业务务功能第一节 GSSM-RR系统概概述一、名词词解释GSM:全球移移动通信信系统GSM-R: 全球铁铁路移动动通信系系统。GSMM-R是是铁路综综合数字字无线通通信系统统，通过过无线通通信方式式实现移移动话音音和数据据传输,是基于于GSMM（公网网）而发发展起来来的一种种数字传传输技术术体制GPS ：全球球定位系系统，铁铁路上用用于实现现列车追追踪控制制GPRSS：通用用分组无无线业务务IN：智智能网二、GSSM与GGSM-R的关关系六大关关系GSM-R理论论建立在在GSMM理论基基础之上上；GSM-R技术术建立在在GSMM技术基基础之上上；GSM-R工业
2、业以GSSM工业业为基础础；GSM-R工程程建设以以GSMM工程经经验为基基础；GSM-R应用用开发吸吸收GSSM成功功经验；GSM-R的市市场铁路路专用，GGSM公公众商用用。GSM-R是专专门为铁铁路通信信设计的的综合专专用数字字移动通通信系统统，属于第第二代铁铁路数字字移动通通信系统统。三、GSSM与GGSM-R的关关系-业务模模型图3-11 GSSM与GGSM-R业务务模型图图四、铁路路通信为为什么要要建设GSSM-RR系统1、既有有铁路无无线通信信系统存存在许多多问题：（1）功功能单一一、系统统分散、相相互间无无法互通通、维护护成本高高。各分散系系统主要要有：无无线列调调、站场场调车
3、、客客运、货货运、列列检、商商检、车车号、公公务维修修、公安安等。功功能：主主要为语语音业务务，少量量数据业业务。这这些系统统均为自自行投资资建设、独独立使用用、分散散维护，造造成设备备型号各各异，种种类繁多多，相互互间无法法互通，维维护运营营成本较较高。 （2）频频点固定定分配、信信道固定定使用，频频率利用用率低，容容量有限限。铁路无线线通信系系统主要要使用4450MM频段，共共58对对频点，固固定分配配给了无无线列调调、站调调、公安安等无线线系统使使用，各各个部门门间不能能相互共共享，造造成频率率资源的的极大浪浪费。如如北京、徐徐州、郑郑州枢纽纽等地已已无频点点可供申申请使用用。既有有无线
4、通通信系统统采用频频点（信信道）固固定分配配的方式式，信道道长期指指配给某某一系统统（通常常按专业业划分）用用户使用用，当一一个信道道遇忙时时，其它它用户只只能等待待，往往往造成该该信道上上的用户户争抢或或者出现现阻塞，通通信质量量得不到到保证；而信道道空闲时时，别的的系统用用户也并并不能利利用该信信道进行行通信。这这无疑是是对频率率资源的的一种浪浪费，也也制约了了用户数数量的进进一步发发展。（3）话话音、数数据业务务争抢信信道，传传输可靠靠性低，数数据传输输能力差差。 经测算算，在TTDCSS和CTTC区段段，当列列车运行行时速超超过2550公里里时，综综合考虑虑调度命命令、行行车凭证证、车
5、次次号、进进路预告告等数据据信息传传送和车车机联控控话音通通信需求求时，业业务密度度加大，碰碰撞概率率很大。基于无无线列调调系统的的数据传传输速率率仅达到到1.22Kb/s。（4）枢枢纽地区区干扰严严重。枢纽站往往往是多多条线路路的交汇汇处，通通话的无无序性，使使各个机机车台终终端会对对无线列列调信道道进行争争抢，造造成“大信号号抑制小小信号”的后果果。目前前，在枢枢纽车站站设置多多套车站站电台（每每条线11套），其其中部分分车站台台使用同同频工作作，这些些电台在在车站附附近形成成一个大大范围内内的同频频干扰，降降低了车车站值班班员的行行车指挥挥效率。（5）既既有铁路路无线通通信不具具备网络络
6、能力。既有铁路路移动终终端对讲讲距离受受限。铁铁路各个个无线通通信系统统分散，不不能联合合组网，使使得各系系统之间间用户无无法进行行联络。铁铁路无线线、有线线调度网网基本独独立，无无法形成成有机融融合的整整体。（6）开开放系统统，不具具保密性性 无线列列调系统统是开放放系统，并并未做任任何鉴权权加密处处理，对对用户无无需进行行身份识识别，只只要无线线终端用用户频点点和调制制方式与与无线列列调相同同，便可可以加入入到无线线列调系系统内的的通信。因因此，话话音业务务可以被被接收或或窃听，给给行车安安全带来来极大的的隐患。此此外，公公安系统统对保密密性的要要求也很很高，现现有系统统无法达达到。2、铁
7、路路新业务务对铁路路通信新新的业务务需求。（1）客客运专线线的业务务需求（对对通信系系统在高高速情况况下的安安全性、可可靠性、实实时性、便便捷程度度提出了了更高的的要求）。话音类：调度通信、区间通信。数据类：列控信息传送、调度指挥信息传送、行车安全监控信息的传送、旅客综合服务信息的传送等（2）机机车同步步控制传传输（重重载货运运专线）的需求。重载运输输中为了了实现牵牵引过程程中多个个机车头头的同时时加速、减减速、制制动，主主控机车车和从控控机车之之间需要要通过GGSM-R无线线信道实实时传递递控制命命令，这这就是机机车同步步操控信信息传送送业务。 通过采用用多机车车牵引模模式，实实现机车车间的
8、同同步操控控，达到到单列运量量2万吨，使用用3-44个机车车头进行行牵引。如如果牵引引机车操操作不同同步，就就会造成成车箱间间的挤压压或者拉拉钩现象象，影响响运输安安全，降降低运输输效率。为为了保证证操作的的可靠性性，利用用GSMM-R网网络提供供可靠的的数据传传输通道道，采用用无线通通信的方方式来实实现机车车间的同同步操控控。图3-22 机车车同步控控制传输输示意图图（3）车车地信息息化数据据传输的的需求。 列车与与地面之之间的无无线通信信一直是是信息化化发展中中的最薄薄弱环节节。随着着铁路的的发展，铁铁路信息息化要求求的无线线数据传传输内容容越来越越多，一一方面，列列车运行行控制、列列车安
9、全全监控、诊诊断以及及承载货货物等实实时信息息需要传传送到地地面上来来，为实实现列车车信息实实时追踪踪、客票票发售、货货运计划划、货车车追踪、集集装箱追追踪等提提供基础础信息，满足铁路路网移动体（机车、车辆等）实时动态跟踪信息传输的需要；另一方面，以旅客为主体的移动信息，需要在车地之间实时进行传送，为旅客提供多方位的综合信息服务。 （4）有有线、无无线调度度业务融融合的需需求。3、铁路路通信采采用GSSM-RR系统的的优势。GSM-R是通通过无线线通信方方式实现现移动话话音和数数据传输输的一种种技术体体制。它它是基于于GSMM，并在在功能上上有所超超越的成成熟技术术，是专专门针对对铁路对对移动
10、通通信的需需求而推推出的专专用系统统。它可以以满足铁铁路的特特殊需求求：（1）高高级语音音呼叫，包包括：组组呼、群群呼、增增强多优优先级与与强拆（2）功功能寻址址、基于于位置的的寻址（3）高高速情况况下的数数据、语语音业务务的准确确传输（4）数数据业务务需求。（5）其其系统标标准公开开，可互互联互通通；欧洲洲有成功功的标准准、工程程、试验验经验可可借鉴。无无需从头头研发，节节约了时时间，且且支持的的厂家为为多家，有有利于形形成良好好的竞争争局面。第二节 GSSM-RR系统业业务网络络构成一、GSSM-RR的频率率资源1、采用用无线资资源中GGSM9900MMHZ工工作频段段，上行行8855-8
11、889MHHZ（移移动台发发，基站站收），下下行9330-9934MMHZ（基基站发，移移动台收收），共共4MHH频率带带宽。双双工收发发频率间间隔455MHZZ，相邻邻频道间间隔为2200KKHZ。共共有211个载频频。频道道序号从从9999-10019，扣扣除低端端9999和高端端10119作为为隔离保保护，实实际可用用频道119个。图3-33 无线线资源频频谱图图3-44 GGSM-R频道道号对应应频率表表2、小区区频率配配置的基基本原则则：同一一个基站站的载频频间隔不不小于4400KKHz，相相邻基站站载频间间隔不小小于4000KHHz。3、GSSM-RR系统的的频率资资源很紧紧张，既
12、既然这一一段频段段资源少少，为什什么不考考虑使用用更高的的频段，比比如18800MM左右的的频率（3G所使用的频率）? 无线电波波频率越越高，在在传播过过程中造造成的衰衰落就约约快，这这样一个个基站的的覆盖范范围就越越小，则则小区半半径越小小，所以以频率是是和小区区的半径径成反比比的，频频率高，半半径小，那那么一定定的范围围内，沿沿线所建建基站就就多，这这样干扰扰就大。此外，高速列车要频繁的进行越区切换，其对铁路业务的影响是极大的，容易能造成通信延时以及掉话。4、GSSM-RR系统使用用对称无无线信道道，采用用频分多多址（FFDMAA）+时分多多址（TTDMAA）的多址址方式。先先将4MM频谱
13、划划分为221个载载频，每每一个载载频分成成8个时时隙，88个时隙隙组成一一个TDDMA帧帧，即11个载频频可以提提供8个个物理信信道（时时隙），提提供给88个用户户同时使使用，用用来传输输语音或或数据业业务。也也就是说说一个频频点可以以同时88个用户户进行语语音或数数据的通通信。图3-55时分多多址常规的多多址方式式有三种种：频分分多址（FDMMA），时分分多址（TDMMA），码分分多址（CDMMA）。FDMAA是将规规定的频频谱划分分为若干干个规定定带宽的的信道，每每个用户户在通信信的时候候占用一一个信道道。其是是最早广广泛应用用也最成成熟的多多址技术术，主要要用于第第一代模模拟移动动通信
14、系系统中。TDMAA是将规规定的带带宽的信信道在时时间轴上上分成一一个个时时隙，若若干个时时隙组成成一帧。每每一帧中中的若干干时隙构构成一个个物理信信道。其其在第二二代蜂窝窝移动通通信系统统中使用用。铁路路GSMM-R系系统也是是采用这这种多址址方式。CDMAA的物理理信道在在时间和和频谱上上是重叠叠的，利利用码字字的正交交性来区区分不同同的物理理信道。即即在TDDMA基础上上，在每每个时隙隙上承载载多个正正交码型型，属于于第三代代移动通通信技术术（3GG）。二、GSSM-RR承载的的铁路业业务。1、电路路域业务务：目前，高高铁GSSM-RR系统所所承载的的电路域域数据业业务主要要有C33列控
15、及及调度语语音业务务。电路域业业务又分分为电路路域数据据业务和和电路域域话音业业务。电路域数数据业务务:列车车控制信信息（CC3列控控业务）。电路域话话音业务务：调度度移动通通信语音音（基础础语音）业业务、高高级语音音业务。GSM-R除了了提供基基础语音音通话功功能外，还还具备较较高级的的语音功功能，如如：优先先级与强强拆(eeMLPPP)、语语音组呼呼(VGGCS)、语音音广播(VBSS)。优先级与与强拆:包括两两个方面面：优先先级和资资源抢占占。优先先级是指指在呼叫叫建立时时给该呼呼叫指配配一个优优先级，该该呼叫可可以此级级参与网网络资源源的竞争争和调配配。资源源抢占是是指当网网络中没没有空闲闲资源可可用时，具具有较高高优先级级的用户户可以抢抢占强拆拆低优先先级的用用户的信信道资源源进行通通信。语音组呼呼：一个个讲话（呼呼叫的发发起人），多多人聆听听。当发发起人停停止讲话话，某个个人需要要讲时，需需要先进进行申请请，同意意后也可可以讲话话。语音广播播：只能能由发起起人讲话话，其他他人听没没有讲话话的权力力。语音组呼呼和语音音广播可可以用于于实现调调度的指指挥、紧紧急通知知等，尤尤其适用用于铁路路的行车车指挥调调度部门门。电路域业业务主要要针对于于那些对对实时性性要求较较高，又又要十分分准确的的传递信信息，具具有最高高或者较较高的优优先级的的业务。一一
