高速鐵路無線通信介紹

高速鐵路無線通信簡介 既有鐵路無線通信系統(tǒng)存在的問題 功能單一 系統(tǒng)分散 相互間無法互通 維護成本高 例如 客運 貨運 公安系統(tǒng)均為自行投資建設(shè) 無法互通 頻點固定分配 信道固定使用 頻率利用率低 容量有限 450M頻段 58對頻點固定分配給無線列調(diào) 公安 無法共享 造成資源浪費 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 列車時速超過250公里 業(yè)務(wù)密度加大 碰撞概率大 樞紐地區(qū)干擾嚴(yán)重 各個車站終端爭搶信號 同頻干擾嚴(yán)重 既有鐵路無線通信不具備網(wǎng)絡(luò)能力 移動終端對講距離有限 各個系統(tǒng)不能聯(lián)合組網(wǎng) 開放系統(tǒng) 不具保密性 無需身份識別即可加入通信 可被竊聽 GSM及GSM R的定義 GSM GlobalSystemforMobileCommunications 意為全球移動通信系統(tǒng) 是世界上主要的蜂窩系統(tǒng)之一 GSM是基于窄帶TDMA制式 允許在一個載頻同時進行8組通話 GSM R GlobalSystemofMobileforRailway 專門針對鐵路對移動通信的需求而推出的專用系統(tǒng) 它基于GSM并在功能上有所超越 是成熟的技術(shù) 為什么要建設(shè)GSM R系統(tǒng) Gsm r GSM R業(yè)務(wù)模型 GSM R業(yè)務(wù) GSM業(yè)務(wù) 鐵路專用業(yè)務(wù) 鐵路特殊應(yīng)用業(yè)務(wù) 中國GSM R的發(fā)展 隨著歐洲鐵路的迅速發(fā)展 國際鐵路聯(lián)盟 UIC 為滿足歐洲21世紀(jì)鐵路路網(wǎng)一體化進程的需要 于1993年向歐委會推薦了鐵路綜合調(diào)度移動通信系統(tǒng) GSM R GSMforRailway 從1999年開始 歐洲一些國家開始了GSM R網(wǎng)絡(luò)的運行 2002年以來鐵道部經(jīng)過幾年的論證 研究 決定借鑒歐洲先進國家鐵路通信在GSM R系統(tǒng)上成功經(jīng)驗 決定在國內(nèi)選擇GSM R作為鐵路專用移動通信系統(tǒng) 替代原有的模擬通信系統(tǒng) 支持鐵路跨越式發(fā)展 首批試點線路為青藏線 大秦線和膠濟線 并在實驗成功的基礎(chǔ)上逐步在全國各條鐵路干線和新建城際客運專線上推廣使用 2015年1月29日 中國鐵路總公司召開工作會議 會上通報 2014年 我國鐵路新線投產(chǎn)規(guī)模創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄 鐵路營業(yè)里程突破11 2萬公里 高速鐵路營業(yè)里程超過1 6萬公里 穩(wěn)居世界第一 為什么要建設(shè)GSM R系統(tǒng) GSM R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹 核心網(wǎng) GSM R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹 核心網(wǎng) GSM R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹 核心網(wǎng) 對核心網(wǎng)MSC SGSN GGSN等網(wǎng)元進行狀態(tài)監(jiān)測對無線子系統(tǒng)BSC BTS 直放站等網(wǎng)元進行狀態(tài)監(jiān)測 提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)提供GSM R網(wǎng)絡(luò)Abis A Gb PRI等接口監(jiān)測提供用戶話單查詢 分析 信號覆蓋的前方陣營 基站 信號覆蓋的前方陣營 基站 基站的全稱是基站收發(fā)信機 基站的作用是在一定的無線電覆蓋區(qū)中 通過移動通信交換中心 與移動電話終端之間進行信息傳遞的無線電收發(fā)信電臺 信號覆蓋的前方陣營 基站 交織單網(wǎng) 普通單網(wǎng) 無冗余 GSM R系統(tǒng)的無線工作頻率 這根大桿子是干啥用的 成綿樂客專區(qū)間 這根大桿子是干啥用的 南廣線黎塘西站 這根大桿子是干啥用的 鐵塔是為了架高天線架高天線是為了增大信號覆蓋范圍 基站與天饋系統(tǒng)的關(guān)系 弱場補強 直放站 直放站是基站 BTS 與移動臺 MS 之間的中繼轉(zhuǎn)發(fā)器 是在無線通信傳輸過程中起到信號增強的一種無線電發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備 使用直放站主要原因 一是在不增加基站數(shù)量的前提下保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋 二是其造價遠遠低于有同樣效果的微蜂窩系統(tǒng) 直放站可廣泛用于難于覆蓋的盲區(qū)和弱區(qū) 如商場 賓館 機場 碼頭 車站 體育館 娛樂廳 地鐵 隧道 高速公路 海島等各種場所 提高通信質(zhì)量 優(yōu)化無線通信網(wǎng)絡(luò) 弱場補強 直放站 光纖直放站的基本組網(wǎng)圖 光纖直放站的近端機以電纜直接耦合的方式從基站直接耦合到RF信號 并變換為光信號經(jīng)過光纖傳輸?shù)竭h端機 遠端機再將光信號變換為原始的RF信號 通過天線或漏泄電纜將RF信號發(fā)送直放站到所要覆蓋的地區(qū) 弱場補強 直放站 弱場補強 直放站 弱場補強 直放站 弱場補強 直放站 鐵路隧道通信信號覆蓋利器 漏纜 鐵路隧道通信信號覆蓋利器 漏纜 鐵路隧道通信信號覆蓋利器 漏纜 泄漏電纜集信號傳輸 發(fā)射與接收等功能于一體 同時具有同軸電纜和天線的雙重作用 特別適用于覆蓋公路 鐵路隧道 城市地鐵等無線信號傳播受限的區(qū)域 漏纜的作用 鐵路隧道通信信號覆蓋利器 漏纜 GSM R設(shè)備介紹 用戶終端 GPHGPH主要用于鐵路各類管理人員 與鐵路業(yè)務(wù)相關(guān)的人員話音和數(shù)據(jù)通信 包括顯示屏 鍵盤 MIC 揚聲器等需要PTT按鍵 用于組呼 GSM R設(shè)備介紹 用戶終端 OPHOPH主要用于列車 車站 編組場 沿線區(qū)間及其他鐵路作業(yè)區(qū)的各工種工作人員話音和數(shù)據(jù)通信 包括顯示屏 鍵盤 MIC 揚聲器等需要PTT按鍵 用于組呼 在主機左側(cè)面應(yīng)有一個紅色的緊急呼叫按鈕 在面板右上方易于攜帶 允許操作人員騰出雙手 可掛在車輛的突出部位上面板設(shè)計便于操作人員帶手套用 GSM R設(shè)備介紹 用戶終端 GSM R手持終端只能實現(xiàn)與鐵路自動電話 車站 調(diào)度FAS臺 移動終端通信 不支持與移動 聯(lián)通 電信公眾網(wǎng)絡(luò)互打GSM R手持終端撥打其它手持終端 直接撥打?qū)Ψ教柎a 如直接撥GSM R手持終端撥打鐵路電話 撥打901 鐵路區(qū)號 鐵路5位號碼 如90106935776 GSM R手持終端撥打FAS臺 直接撥打?qū)Ψ絀SDN號 如直接撥打76910006 GSM R手持終端撥打功能號 如呼叫D333次列車司機 可以直接撥打2006833381 其中2表示車次功能號呼叫 0068表示 D 333表示車次 81表示司機手持臺 高速列車的耳朵 CIR 高速列車的耳朵 CIR CRH2型動車組 高速列車的耳朵 CIR CRH5型動車組 高速列車的耳朵 CIR CRH380A型動車組 高速列車的耳朵 CIR MMI實圖 豎屏橫屏 高速列車的耳朵 CIR MMI 基本信息顯示區(qū) 安全預(yù)警顯示區(qū) 功能按鍵顯示區(qū) 列尾狀態(tài)顯示區(qū) 工作模式及運行線路顯示區(qū) 調(diào)度通信狀態(tài)顯示區(qū) 高速列車的耳朵 CIR MMI的按鍵分為可配置式按鍵 數(shù)字字母輸入按鍵 功能按鍵和列尾按鍵 如下圖所示 高速列車的耳朵 CIR 送受話器通用式緊湊式 高速列車的耳朵 CIR 打印機 合路器 天線實物圖 打印機GSM R天線合路器GPS天線 高速列車的耳朵 CIR 主要功能 點對點語音通話 車長 司機 高速列車的耳朵 CIR 主要功能 組呼 車長 高速列車的耳朵 CIR 語音功能 高速列車的耳朵 CIR 數(shù)據(jù)功能 GSM R移動用戶號碼 移動臺國際ISDN號碼 MSISDN MSISDN是主叫用戶為呼叫移動用戶而撥打的號碼 國家代碼 CC 如中國為86 國家目標(biāo)代碼 NDC 國內(nèi)接入號 如中國移動的NDC目前有139 138 137 136 135等 中國聯(lián)通的NDC目前有130 131 133等 用戶號碼 SN 在某一PLMN內(nèi)MS唯一的識別碼 我國GSM R網(wǎng)絡(luò)的NDC暫定為149 SN號碼長度暫定為8位 結(jié)構(gòu)為 H0H1H2 ABCDE H0H1H2為HLR的識別號 其中H0 8 H1H2為鐵路調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)長途區(qū)號 例如鐵道部為H1H2 20 北京局為H1H2 21 按照調(diào)度網(wǎng)的編號規(guī)則 為各工種分配移動用戶號碼ABCDE 其中預(yù)留00000為HLR識別號 MSISDN號碼H1H2分配表 GSM R移動用戶號碼 GSM R移動用戶號碼 MSISDN號碼 AB 位分配表 GSM R移動用戶號碼 MSISDN號碼 E 位分配表 GSM R基本業(yè)務(wù) 功能尋址過程 MSC VLR 智能網(wǎng)數(shù)據(jù)庫 FAS 基站 基站 典型應(yīng)用 調(diào)度員 司機 BSC 2T1301 2T1301 149XXXXX901 GSM R基本業(yè)務(wù) 基于位置尋址 MSC SSPVLR AC 智能網(wǎng)數(shù)據(jù)庫 FAS 基站 基站 轄區(qū)1調(diào)度員 調(diào)度轄區(qū)1 調(diào)度轄區(qū)2 1200 1200 典型應(yīng)用 司機 調(diào)度員 值班員 轄區(qū)2調(diào)度員 BSC 1200 小區(qū)01 7XXXX3 7XXXX4 小區(qū)02 GSM R基本業(yè)務(wù) empll SSP BTS BSC MSC HLR AUC SCP FAS 調(diào)度臺 車站臺 VLR GCR GSM R基本業(yè)務(wù) VGCS SSP BTS BSC MSC HLR AUC SCP FAS 調(diào)度臺 車站臺 VLR GCR CTCS 3列控信息傳送 CTCS 3列控信息傳送 CTCS 3級列控系統(tǒng)示意圖 車次號 調(diào)度命令 列尾信息的傳送 車次號校核信息發(fā)送時機 列車進站 出站 進入新的閉塞分區(qū) 機車由非監(jiān)控狀態(tài)進入監(jiān)控狀態(tài) 機車在非監(jiān)控狀態(tài)時速度由0變?yōu)?km h 列車啟動 停穩(wěn) 調(diào)度命令發(fā)送 調(diào)度命令信息包含調(diào)度命令 行車憑證 調(diào)車作業(yè)通知單 調(diào)車請求 列車進路預(yù)告等信息 調(diào)度命令 行車憑證 調(diào)車作業(yè)通知單和調(diào)車請求按照需要發(fā)送 規(guī)律性不強 進路預(yù)告信息在列車通過出發(fā)站的出站信號機時發(fā)送 列車進入?yún)^(qū)間后如進路發(fā)生變更 也立即發(fā)送新的進路預(yù)告信息 列尾信息發(fā)送時機 機車人工查詢 列車正常運行每兩分鐘1次 列尾主風(fēng)管風(fēng)壓低于設(shè)定值或電池電量不足報警 以上三類信息的發(fā)送具有發(fā)送頻繁 每次發(fā)送的