【正文】 第三章 GSMR系統(tǒng)的組成及業(yè)務(wù)功能第一節(jié) GSMR系統(tǒng)概述一、名詞解釋GSM:全球移動通信系統(tǒng)GSMR: 全球鐵路移動通信系統(tǒng)。GSMR是鐵路綜合數(shù)字無線通信系統(tǒng)，通過無線通信方式實現(xiàn)移動話音和數(shù)據(jù)傳輸,是基于GSM（公網(wǎng)）而發(fā)展起來的一種數(shù)字傳輸技術(shù)體制GPS ：全球定位系統(tǒng)，鐵路上用于實現(xiàn)列車追蹤控制GPRS：通用分組無線業(yè)務(wù)IN：智能網(wǎng)二、GSM與GSMR的關(guān)系—六大關(guān)系GSMR理論建立在GSM理論基礎(chǔ)之上；GSMR技術(shù)建立在GSM技術(shù)基礎(chǔ)之上；GSMR工業(yè)以GSM工業(yè)為基礎(chǔ)；GSMR工程建設(shè)以GSM工程經(jīng)驗為基礎(chǔ)；GSMR應(yīng)用開發(fā)吸收GSM成功經(jīng)驗；GSMR的市場鐵路專用，GSM公眾商用。GSMR是專門為鐵路通信設(shè)計的綜合專用數(shù)字移動通信系統(tǒng)，屬于第二代鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)。三、GSM與GSMR的關(guān)系業(yè)務(wù)模型圖31 GSM與GSMR業(yè)務(wù)模型圖四、鐵路通信為什么要建設(shè)GSMR系統(tǒng)既有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題：（1）功能單一、系統(tǒng)分散、相互間無法互通、維護成本高。各分散系統(tǒng)主要有：無線列調(diào)、站場調(diào)車、客運、貨運、列檢、商檢、車號、公務(wù)維修、公安等。功能：主要為語音業(yè)務(wù)，少量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這些系統(tǒng)均為自行投資建設(shè)、獨立使用、分散維護，造成設(shè)備型號各異，種類繁多，相互間無法互通，維護運營成本較高。 （2）頻點固定分配、信道固定使用，頻率利用率低，容量有限。 鐵路無線通信系統(tǒng)主要使用450M頻段，共58對頻點，固定分配給了無線列調(diào)、站調(diào)、公安等無線系統(tǒng)使用，各個部門間不能相互共享，造成頻率資源的極大浪費。如北京、徐州、鄭州樞紐等地已無頻點可供申請使用。既有無線通信系統(tǒng)采用頻點（信道）固定分配的方式，信道長期指配給某一系統(tǒng)（通常按專業(yè)劃分）用戶使用，當(dāng)一個信道遇忙時，其它用戶只能等待，往往造成該信道上的用戶爭搶或者出現(xiàn)阻塞，通信質(zhì)量得不到保證；而信道空閑時，別的系統(tǒng)用戶也并不能利用該信道進行通信。這無疑是對頻率資源的一種浪費，也制約了用戶數(shù)量的進一步發(fā)展。（3）話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爭搶信道，傳輸可靠性低，數(shù)據(jù)傳輸能力差。 經(jīng)測算，在TDCS和CTC區(qū)段，當(dāng)列車運行時速超過250公里時，綜合考慮調(diào)度命令、行車憑證、車次號、進路預(yù)告等數(shù)據(jù)信息傳送和車機聯(lián)控話音通信需求時，業(yè)務(wù)密度加大，碰撞概率很大。（4）樞紐地區(qū)干擾嚴重。 樞紐站往往是多條線路的交匯處，通話的無序性，使各個機車臺終端會對無線列調(diào)信道進行爭搶，造成“大信號抑制小信號”的后果。目前，在樞紐車站設(shè)置多套車站電臺（每條線1套），其中部分車站臺使用同頻工作，這些電臺在車站附近形成一個大范圍內(nèi)的同頻干擾，降低了車站值班員的行車指揮效率。（5）既有鐵路無線通信不具備網(wǎng)絡(luò)能力。既有鐵路移動終端對講距離受限。鐵路各個無線通信系統(tǒng)分散，不能聯(lián)合組網(wǎng)，使得各系統(tǒng)之間用戶無法進行聯(lián)絡(luò)。鐵路無線、有線調(diào)度網(wǎng)基本獨立，無法形成有機融合的整體。（6）開放系統(tǒng)，不具保密性 無線列調(diào)系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，并未做任何鑒權(quán)加密處理，對用戶無需進行身份識別，只要無線終端用戶頻點和調(diào)制方式與無線列調(diào)相同，便可以加入到無線列調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的通信。因此，話音業(yè)務(wù)可以被接收或竊聽，給行車安全帶來極大的隱患。此外，公安系統(tǒng)對保密性的要求也很高，現(xiàn)有系統(tǒng)無法達到。鐵路新業(yè)務(wù)對鐵路通信新的業(yè)務(wù)需求。（1）客運專線的業(yè)務(wù)需求（對通信系統(tǒng)在高速情況下的安全性、可靠性、實時性、便捷程度提出了更高的要求）。話音類：調(diào)度通信、區(qū)間通信。數(shù)據(jù)類：列控信息傳送、調(diào)度指揮信息傳送、行車安全監(jiān)控信息的傳送、旅客綜合服務(wù)信息的傳送等（2）機車同步控制傳輸（重載貨運專線）的需求。重載運輸中為了實現(xiàn)牽引過程中多個機車頭的同時加速、減速、制動，主控機車和從控機車之間需要通過GSMR無線信道實時傳遞控制命令，這就是機車同步操控信息傳送業(yè)務(wù)。 通過采用多機車牽引模式，實現(xiàn)機車間的同步操控，達到單列運量2萬噸，使用34個機車頭進行牽引。如果牽引機車操作不同步，就會造成車箱間的擠壓或者拉鉤現(xiàn)象，影響運輸安全，降低運輸效率。為了保證操作的可靠性，利用GSMR網(wǎng)絡(luò)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道，采用無線通信的方式來實現(xiàn)機車間的同步操控。圖32 機車同步控制傳輸示意圖（3）車地信息化數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?列車與地面之間的無線通信一直是信息化發(fā)展中的最薄弱環(huán)節(jié)。隨著鐵路的發(fā)展，鐵路信息化要求的無線數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)容越來越多，一方面，列車運行控制、列車安全監(jiān)控、診斷以及承載貨物等實時信息需要傳送到地面上來，為實現(xiàn)列車信息實時追蹤、客票發(fā)售、貨運計劃、貨車追蹤、集裝箱追蹤等提供基礎(chǔ)信息，滿足鐵路路網(wǎng)移動體（機車、車輛等）實時動態(tài)跟蹤信息傳輸?shù)男枰?；另一方面，以旅客為主體的移動信息，需要在車地之間實時進行傳送，為旅客提供多方位的綜合信息服務(wù)。 （4）有線、無線調(diào)度業(yè)務(wù)融合的需求。鐵路通信采用GSMR系統(tǒng)的優(yōu)勢。GSMR是通過無線通信方式實現(xiàn)移動話音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N技術(shù)體制。它是基于GSM，并在功能上有所超越的成熟技術(shù)，是專門針對鐵路對移動通信的需求而推出的專用系統(tǒng)。它可以滿足鐵路的特殊需求：（1）高級語音呼叫，包括：組呼、群呼、增強多優(yōu)先級與強拆 （2）功能尋址、基于位置的尋址（3）高速情況下的數(shù)據(jù)、語音業(yè)務(wù)的準確傳輸（4）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。（5）其系統(tǒng)標準公開，可互聯(lián)互通；歐洲有成功的標準、工程、試驗經(jīng)驗可借鑒。無需從頭研發(fā)，節(jié)約了時間，且支持的廠家為多家，有利于形成良好的競爭局面。第二節(jié) GSMR系統(tǒng)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一、GSMR的頻率資源采用無線資源中GSM900MHZ工作頻段，上行885889MHZ（移動臺發(fā)，基站收），下行930934MHZ（基站發(fā)，移動臺收），共4MH頻率帶寬。雙工收發(fā)頻率間隔45MHZ，相鄰頻道間隔為200KHZ。共有21個載頻。頻道序號從9991019，扣除低端999和高端1019作為隔離保護，實際可用頻道19個。 圖33 無線資源頻譜圖 圖34 GSMR頻道號對應(yīng)頻率表小區(qū)頻率配置的基本原則：同一個基站的載頻間隔不小于400KHz ，相鄰基站載頻間隔不小于400KHz。GSMR系統(tǒng)的頻率資源很緊張，既然這一段頻段資源少，為什么不考慮使用更高的頻段，比如1800M左右的頻率（3G所使用的頻率）? 無線電波頻率越高，在傳播過程中造成的衰落就約快，這樣一個基站的覆蓋范圍就越小，則小區(qū)半徑越小，所以頻率是和小區(qū)的半徑成反比的，頻率高，半徑小，那么一定的范圍內(nèi)，沿線所建基站就多，這樣干擾就大。此外，高速列車要頻繁的進行越區(qū)切換，其對鐵路業(yè)務(wù)的影響是極大的，容易能造成通信延時以及掉話。GSMR系統(tǒng)使用對稱無線信道，采用頻分多址（FDM