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铁路通讯中移动通讯技术的应用分析

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  摘要:随着我国经济的发展,我国交通运输业有了很大的发展,因此,对于作为交通命脉的铁路系统而言,加强铁路通讯系统的应用是非常重要的。本文通过对我国铁路通讯中移动通讯技术进行分析,对铁路通讯系统进行分析。


  关键词:铁路通讯;移动通讯;应用


  中图分类号:F530文献标识码:A


  引言


  铁道部在20世纪初将GSM-R系统作为我国发展铁路移动通信网络的一个主要发展方向,到目前为止,它成为我国铁路运营商采用最广泛的铁路通信语言。虽然,GSM-R移动通信系统在我国大面积普及,但是此系统带宽太窄,频谱利用较低,己经无法满足未来高速铁路的通信需求。因此建立一个功能更加完善,技术构成更加先进的铁路通信网被提上了议程。考虑到未来高速铁路移动通信的总体需求,国际铁路联盟(UIC)在2010年12月召开的第七届世界高速铁路大会上,明确指出:高速铁路移动通信长期演进采用铁路宽带移动通信系统(LTE-R)技术发展战略。我国高速铁路通信也将跟随世界脚步,从2G的GSM-R直接跨越到4G的LTE-R通信。


  一、通讯系统的作用


  通讯作为人类社会交流沟通的必要措施,起到了信息交流与传输的作用,通过某种媒介将信息从一个点传递到另一个点。铁路通信就是指利用有线通信、无线通信、光纤通信等现代化技术和设备,能够有效处理交换并传输在运输、建设中铁路产生的各种信息数据,利用有线通信、无线通信、光纤通信等技术和设备,传输和交换处理铁路运输生产和建设过程中的各种信息。铁路运输生产和建设中,利用各种通信方式进行各种信息传送和处理的技术与设备。从1825年的人工摇旗引导到1839年的指针式闭塞电报设备的发明以及应用,就说明现代通信技术一开始就是与铁路运输紧密相关。随着我国高速铁路的建设和运行,对铁路通信技术提出了更高的要求,只有不断地发展和完善铁路通信系统,才能为现代化铁路的建设与运行提供重要技术支持和安全保障。文章对移动通信在铁路通信系统中的相关应用进行了分析。铁路移动通信系统即铁路部门专用的移动通信系统。它是铁路通信网的重要组成部分,可与铁路有线网、公众电话网互联,并具有接入其他话音、数据网络的能力。移动通信的覆盖范围为铁路沿线的狭长地带和站场、车站所在地的区域,既要面状覆盖又要链状覆盖;铁路沿线地形复杂、无线电传播环境恶劣,加之列车的快速移动,通信传输的连续性和可靠性至关重要;在传输调度、控制指令时,对实时性、可靠性要求极高;铁路用户分布的不均性,即在枢纽地区用户密度高,而区间用户密度低等。


  二、集群通讯


  在目前铁路通讯系统中该种系统主要被用于调度,是一种高级通讯系统,集群通讯系统代表了当前移动通讯专用网络的发展趋向。该系统内能够实现多信道的共享,根据动态信道的需要进行调整。集群通讯集成了漫游、调度、优先呼、群呼等功能,被广泛的用于各个部门的通讯中,而集群通讯系统中最突出的便是自欧洲的TETRA系统。但是该系统的缺陷也较为明显,比如系统设备采购、建网成本和终端价格较高,同时也存在信息丢失、保密性不高、易受干扰等,这从上海局目前所建成的集群系统就能看出来。这些缺点对普通语音通信的影响不大,但对要求较高的场合并不适用,比如列车与指挥中心的实时双向数据通信。


  三、智能天线技术


  将有线天线的相关原理应用到无线天线通讯技术当中以提高数据信息传输的质量,这就是人们所说的智能天线技术。将智能天线技术应用到4G移动通讯网络对于数据信息的传输中能够有效地消除数据信息传输中存在的干扰,扩大数据信息的传输半径,从而提高4G移动通讯的数据信息传输质量,为人们提供更为优质的数据传输服务。智能天线技术在对SDMA技术进行优化和改进的基础上,通过对数据传输的同码道信号进行区分,并对同码道信号的传输方向进行变更,从而能够实现对特定目标的数据信息传输,为某些特殊客户提供定向的服务。而且智能天线技术还能够实现对客户的实时跟踪,通过对客户周围的环境变化等信息进行分析来逐个消除对数据信息传输造成干扰的因素,从而实现4G移动通讯网络信号的定向优质输送,为特定的客户提供优质的专业化数据传输服务。


  四、正交频分复用技术


  作为4G移动通讯技术中最为核心的技术,正交频分复用技术也是一个主要用来消除4G移动通讯数据传输中信号干扰的技术。这一技术通过对信号信道频域之内骄子信道的子载波实行适当的调节与控制,并对这些骄子信道的子载波进行传输,以实现对干扰信号的消除。而正交频分复用技术的最主要特点为它能够实现对数据传输干扰信号的选择性消除,有极强的可控性。也正是由于正交频分复用技术能够实现对信道频谱的充分利用,因此能够为4G移动通讯各种业务的推出提供便利。


  五、6WIMAX


  该项技术术语宽带接入网络技术,基于IEEE802.16标准,WIMAX宽带无线技术是目前我国铁路通讯技术中应用的最新技术成果,是中国神华公司自主研发的通讯技术。在该项目研发中,中国神华公司基于当前铁路无线通讯技术自主研发了以WIMAX宽带技术作为列尾通讯、操控通讯以及列调通讯和监控系统等通讯系统的新型铁路无线通讯技术,并经过实际的实验和应用后,经过专业的检验,表明该项技术完全能够满足当代铁路运行的通讯要求,并且同国际领先技术相比在创新性以及先进性上都不相伯仲。


  六、网络融合,统一化


  网络融合主要包括两个方面的融合:一是3G网与固定网络的兼容;二是3G网与互联网、广播电视网之间的三网融合。移动网络与固定网络一旦在技术上与固定网络实现无缝连接,那么就意味着网络资源之间可以进行互补、融合、共享,从而降低网络运营成本。三网融合是我国未来的发展趋势之一。未来的移动互联网的网络基础必定是通过PI协议整合有线和无限网络方式,提供端到端的PI无缝连接,构成一个开放性、结构化、更加灵活的互联网络。三网融合后不但可以实现信息业务的最大化开发利用,而且还有利于减少运营成本,简化网络,降低维护成本。由单一性转向综合,网络性能得以提升,大大提高对资源利用的水平。


  七、高铁无线通信系统的发展方向


  由于GSM-R无线通信系统不能完全满足高速列车的运行安全,世界各国都开始进行下一代无线通信网络的研究。将3G无线网引入高速铁路的GSMR-C通信系统是下一代铁路无线通信系统的规划内容之一。GSMR-C的软切换等技术和原本的GSM-R系统互补,提高了切换速度,可以进一步保障铁路通信系统安全可靠的运行。但是,国际铁路联盟(UIC)己经明确表示,GSM-R无线通信系统将直接过渡到大容量、高带宽、多功能的LTE-R专用宽带移动通信系统。第七届世界高速铁路大会之后我国明确表示将直接升级到LTE-R专用宽带移动通信系统。


  八、GSM-R


  GSM-R系统是铁路运输通讯的重要组成,在区段维护、应急、隧道、编组调车以及无线列调等通讯中发挥了重要的作用,能够传递列车的检测信息、自控信息提供数据交流的通道,并且能够有效的提供旅客服务,并且能够自动寻径。GSM-R系统在我国的应用较为广泛,目前多条铁路线都使用了该种移动通讯系统,例如大秦线、京沪高铁线、京津线以及胶济线等。另外青藏铁路作为最高的运输线路,其整条线路大多经过的是无人区,为了使铁路运输通讯能够有效,便采用了该种通讯系统。


  结束语


  运输生产是铁路通讯系统运行的主要出发点,主要为列车的指挥调度以及系统的运行提供实时数据基础。但是随着铁路网络的不断延伸,线路逐步的分散,分支逐步的增加,且业务种类趋于多元化,因此对铁路通讯系统提出了更高程度的要求。因此,在当前的通讯系统技术应用中,应当结合各种先进的技术,通过综合的技术应用,保证铁路系统运行的稳定、列车运营的安全,避免铁路事故的发生,并在此基础上提高运输效率、改善服务,加速周转。本文来自《中兴通讯技术 》杂志

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