简谈铁路通信系统向LTE-R的发展与演进

简要介绍宽带移动通信系统LTE-R,通过与目前GSM-R系统相比较,发现LTE-R在性能、安全等方面存在优势,更适用于铁路的快速发展,GSM-R系统向LTE-R演进也成为未来必然趋势。     

铁路5G-R与GSM-R基础设施共用共存工程建设方案

铁路GSM-R系统将演进到5G-R系统,在5G-R系统正式投入使用前,仍需要新建GSM-R系统,未来5G-R系统与GSM-R系统将有一段时间同时运行。因此,从设备演进、业务实现及基础设施共用等方面进行深入探讨,提出铁路5G-R与GSM-R共用共存工程建设方案,确保顺利实现GSM-R向5G-R的过渡,保护铁路建设投资。     

铁路移动通信的发展及演进方向

分析目前铁路移动通信的发展现状以及未来铁路发展GSM-R存在的主要瓶颈,针对铁路未来发展对铁路车地宽带通信的需求,探讨铁路移动通信的发展及演进方向,从业务及平台演进两方面提出了GSM-R向LTE-R演进的技术方案.研究表明,未来铁路GSM-R网络向LTE-RR的方向演进是合理、可行的.     

GSM-R与LTE-R网络对比

随着运输和养护技术的提高,窄带GSM-R网络已不能满足新业务的需求,宽带LTE-R系统成为下一代铁路无线通信系统的发展方向。本文对GSM-R和LTE-R的系统架构、接口及协议进行对比,并展望铁路无线移动通信技术的未来发展。     

高速铁路车地宽带无线通信方案比较研究

研究目的:目前作为无线调度的GSM-R技术已不能满足高速铁路车地宽带无线通信的需求,探讨高速铁路车地宽带无线通信的实现方案,为我国铁路宽带无线网络规划和优化方案提供依据和参考。研究结论:LTE技术是目前车地间宽带无线通信系统建设方案中比较理想的技术,既能提供安全、可靠的车地间宽带无线通信,又是今后车地宽带无线发展的方向,同时还符合目前国际铁路联盟确定的GSM-R向LTE-R的基本演进策略和步骤。     

铁路无线通信技术向LTE-R的演进

铁路通信系统从最初仅提供语音业务到语音和数据业务共同使用,再到如今日益迫切的视频和宽带业务需求,其使用对象也从铁路工作人员逐渐扩大至列车旅客。因此,由GSM-R向LTE-R的演进过程需考虑市场需求变化、技术更新及整体演进策略与步骤。     

铁路下一代移动通信系统LTE-R检测技术研究

GSM-R应用过程中,在频率规划、传输速率和系统应用等方面受到较大限制,我国铁路已确定下一代专用移动通信系统的发展方向为LTE-R。从带宽、网络结构和系统承载的业务等方面分析LTE-R系统与GSM-R系统的异同;基于LTE-R所承载的业务,前瞻性地研究了LTE-R相关检测技术及其检测系统的架构和组成,为LTE-R系统日常动态检测提供技术积累和系统支撑。     

GPRS网络优化

正GSM-R系统引入通用分组无线服务业务(GPRS)网络,为GSM-R运营者由话音业务向综合信息服务领域拓展提供了重要的网络平台,并为GSM-R向3G演进打下基础。基于GSM-R的GPRS网络已在青藏铁路完成测试     

下一代高速铁路LTE-R时间同步网协议脆弱性分析

铁路无线通信系统时间同步网络,是保障行车安全和提高铁路运营效率的重要基础。针对下一代高速铁路LTE-R自身全IP化架构在使用精确时钟PTP时间同步协议过程中易受到ARP攻击的问题,提出基于随机Petri网(SPN)的LTE-R时间同步网协议脆弱性分析方法。建立了ARP攻击状态下LTE-R时间同步网协议脆弱性分析SPN模型;通过马尔科夫链同构的方法,得到ARP攻击下LTE-R三级时钟节点实施速率与PTP协议同步正常、异常之间的关系曲线;定量得到了影响LTE-R时间同步网协议脆弱性的关键因素。研究结果为GSM-R时间同步网络向LTE-R安全演进提供了一定的理论参考依据。     

铁路LTE-R语音组呼业务实现方案探讨

简要阐述GSM-R向LTE-R的发展趋势,提出LTE-R如何实现类似于GSM-R语音组呼功的问题。通过对语音组呼对网络承载层和业务层的需求分析,结合LTE eMBMS多播技术和应用层的MCPTT技术方案,对LTE-R语音组呼的整体实现方案进行探讨。     

LTE-R与GSM-R终端设备技术要求及测试方法对比

铁路数字移动通信系统(GSM-R)主要承载话音业务,数据业务少、数据速率低,发展铁路宽带移动通信系统(LTE-R)已是大势所趋。概述GSM-R和LTE-R系统结构以及2种系统的差异。从功能及业务、性能、环境要求3个方面,对比分析LTE-R和GSM-R终端设备技术要求和检测方法,指出2种系统由于技术要求和实现方式不同,终端设备测试方法存在较大差异。     

基于SPN的LTE-R无线通信可靠性建模与分析

LTE-R是下一代高速铁路无线通信系统,开展对LTE-R通信可靠性的分析具有重要的现实意义。基于随机Petri网建立了LTE-R无线通信可靠性评价模型,采用TimeNET仿真工具对LTE-R可靠性进行了定量分析,并与朔黄重载铁路LTE-R线路实测结果进行了对比,验证了本文建立的LTE-R可靠性模型的有效性。结果表明,当列车运行速度在350 km/h时,LTE-R越区切换成功率为99.913 7%,高于GSM-R无线通信的QoS指标要求。最后得到了采用2.6 GHz高频段和800 MHz低频段的越区切换率都随着列车车速的增加而呈现下降趋势的结论。研究结果为列车提速及LTE-R演进提供了一定的理论参考依据。     

5G-R和GSM-R网络列车调度通信业务平滑过渡方案研究

随着铁路新一代移动通信系统建设推进和GSM-R逐步退网,5G-R和GSM-R网络将存在较长的共存期,为保证铁路调度通信业务在两种不同制式网络之间平滑过渡,互联互通问题亟待解决。首先,对双网络共存场景及业务需求进行分析,基于此提出支持互联互通的铁路调度通信业务系统架构;其次,对不同网络用户之间开展语音个呼、语音组呼、功能寻址、基于位置寻址等调度通信业务互联互通流程进行分析研究,并提出实现方案,同时针对数据业务和视频业务互联互通的可能性进行分析;最后,总结提出5G-R和GSM-R网络调度通信平滑过渡建议。该方案在尽可能减少对既有GSM-R网络调整的基础上,分析实现跨网用户之间语音个呼、语音组呼、功能寻址和基于位置寻址等业务的可行性,为网络升级时调度通信业务平滑过渡提供技术支撑。     

合蚌客专接入合肥枢纽GSM-R系统优化及运营安全方案

以合肥至蚌埠客运专线项目作为研究对象,该工程在合肥枢纽GSM-R系统无线覆盖设计和频率规划非常困难。对高速环境下的GSM-R移动通信系统接入既有速度不同、列控等级不同、GSM-R,系统承载的业务也不同的线路进行探讨,提出解决方案。同时为确保高铁通信设备的安全,保障已运营线路稳定、可靠的安全行车,新建线路接入时需对既有线路核心设备安全运营方面进行考虑,采取保障运营安全措施。     

LTE-R与GSM-R技术原理对比分析

借鉴GSM-R系统GPRS网络分组域的知识,对比分析了LTE-R系统的网络结构、网元功能、接口协议、网络状态、网络承载和语音业务等方面的技术原理,为从事铁路无线通信系统维护的技术人员学习理解LTE-R系统的基本原理提供了参考。     

支持GSM-R与LTE-R通信的双模车载电台技术研究

介绍一种既支持GSM-R又支持LTE-R通信的双模车载电台的技术方法。分析双模车载电台的基本原理、拨号机制,并重点分析其中关键的PPP协议和实际应用。按照该方法构造的双模车载电台实现了同一设备支持GSM-R与LTE-R通信,可以替代目前单一制式的高铁列车车载电台。无论是在单一的GSM-R通信网络或LTE-R通信网络或这两种通信网络混合构成的高铁线路上,本双模车载电台都能满足车载设备的通信需求。     

从GSM-R向LTE-R演进

GSM-R作为全球铁路无线通信的主流技术,承担了铁路列车语音调度和列车控制数据承载的重要责任.但GSM-R无法满足大量铁路非安全数据业务需求,如视频监控、与高速数据相关的旅客服务、列车日志传送等,无线技术发展日新月异,被GSM-R作为基础技术的GSM已逐步从产品顶峰向生命周期末期走下坡路,GSM-R从长远考虑必然向新技术演进.     

海青线GSM-R复杂地段无线覆盖及频率规划分析

无线覆盖和频率规划情况直接关系到GSM-R系统能否实现预期功能以及系统能否稳定运行。新建海青线上跨胶济客专后接入胶济线,形成三角地带,对此特殊地段的无线覆盖和频率规划进行了研究分析,提出了切实可行的解决方案,保障新建及既有GSM-R系统的安全性和可靠性,为今后相似工程的设计提供参考。     

铁路编组站GSM-R分层覆盖系统及其干扰共存分析

GSM-R技术在高速铁路领域取得了巨大的成功,但是在铁路编组站的应用方面一直进展缓慢,主要问题在于,编组站属于典型高强度、高密度的通信热点区域,有限的频率资源很难同时满足高速铁路、编组站的容量需求,系统间干扰又导致系统容量进一步下降。本文分析铁路编组站GSM-R系统容量需求及其流量统计特性,提出一种基于GSM-R分层结构的分布式天线覆盖系统,能够有效提高编组站业务系统容量并满足系统间干扰共存的需要。仿真结果表明,该系统具有更好的无线覆盖特性,系统干扰隔离度指标邻信道干扰比ACIR下降约10~15dB,有利于在铁路编组站区域实现多个GSM-R系统共存。     

市域铁路与国铁共线运营专用无线通信系统方案研究

针对市域铁路与国铁共线运营的运输组织模式,从两种不同铁路制式下的专用无线系统业务需求分析着手,根据行业规范和技术现状,重点研究GSM-R系统和LTE-M系统共存的总体技术方案和无线覆盖方案,并提出两个专用无线系统共用漏泄同轴电缆的方案。