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。     

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。     

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。     

面向GSM-R/LTE-R双模基站功放的通用双带Volterra预失真系统模型及算法

在GSM-R/LTE-R双模基站中,双带射频功放的非线性使得发射信号中2个频带的信号在时域产生混叠,将有可能威胁通信基站的安全。因此,基于通用通带Volterra非线性系统模型,理论推导得到通用双带Volterra预失真系统模型,对其分别进行简化得到双带记忆多项式模型和双带无记忆多项式模型;同时给出双带Volterra预失真系统模型的参数估计算法。以GSM-R信号(带宽200kHz)和LTE信号(带宽5MHz)作为双带的基带输入信号,信号的长度均为2×104个样本,用于预失真参数估计的样本长度为2 000个,分别采用3种模型进行预失真仿真试验。实验结果表明:双带Volterra预失真系统模型不但具有较好的通用性,而且其预失真效果最优,带外频谱抑制达到约20dB,但实现也最难。因此,在实际功放预失真系统应用中,可根据应用场景的需求,选用预失真系统性能与实现复杂度平衡的模型。同时也验证了通用双带Volterra预失真系统模型及其参数估计算法对预失真系统具有重要的实用价值。     

铁路无线通信从GSM-R向LTE-R的演进

介绍铁路通信系统从最初的只提供语音业务到语音和数据业务的共同使用,再到如今日益迫切的视频和宽带业务需求。其服务使用的对象也从铁路运营商的员工逐渐扩大至列车上的乘客。阐述演进过程需要考虑的市场需求变化、技术更新和整体演进策略与步骤,以及LTE-R技术在铁路应用的发展趋势。     

GSM-R网中一种基于中继站辅助的切换策略

GSM-R(GSM for Railway)网是铁路运输所专用的GSM无线通信网络。与普通GSM网中移动台的低速移动不同,GSM-R网中列车的高速移动会使接收信号产生严重的多普勒频移,另外接收信号还会受到电力牵引等其他干扰。因此对这些质量不佳的信号进行检测将导致移动台的切换误判,造成列车越区切换成功率较低,从而削弱GSM-R网的安全性和可靠性。本文对GSM-R网传统切换策略进行建模,并且分析其切换中断率。为减小GSM-R网切换中断率,提出一种利用中继站辅助列车进行越区切换的策略。在该策略中,移动台在切换时不仅要检测相邻基站的信号,还将对重叠区中的中继站信号进行检测。仿真结果表明:本文提出切换策略的切换中断率明显小于未使用中继站时的情况,能够提高列车越区切换的成功率。     

GSM-R核心网设备的维护方法

对GSM-R核心网在日常网络维护中的手段做一定阐述,并针对未来GSM-R运维的新思路进行探讨。     

GSM-R系统双层网参数分析

介绍了GSM—R系统小区重选和越区切换的几个网络参数，根据GSM—R双层网的特点和测试数据分析了GSM—R双层网网络参数设置的一些问题，提出了对双层网优先级的看法和网络参数设置的意见。     

GSM-R手持终端呼叫FAS失败案例分析

介绍一个因MSC处理A接口信令消息不规范,导致部分型号的GSM-R手持终端无法成功呼叫FAS的案例,从场景模拟、原因分析和解决方案等3方面,分析问题的处理过程,为新建GSM-R系统开通使用,互联互通试验等工作提供参考。     

一种基于车载双天线的GSM-R冗余网络无缝切换方案

随着铁路现代化的发展,列车运行速度逐渐增加,由此导致列车在穿越GSM-R网络小区的过程中需要频繁地执行越区切换操作。由于GSM-R网络先断后连的硬切换方式必然造成切换过程中存在通信中断等问题,对行车造成一定的安全隐患。传统的切换优化方法仅针对单层网络中移动台越区切换过程进行改进,忽视了GSM-R系统现有的冗余网络配置特点。本文提出一种将GSM-R双层冗余网络中的不同基站组成一个为列车服务的虚拟小区,并采用车载双天线与虚拟小区进行协作通信的方案,以充分利用冗余网络配置特点,从而实现列车穿越小区过程中完成无缝切换操作。仿真结果表明:所提出的方案使切换中断率明显降低,为列车的安全运行提供了可靠保证。     

青藏铁路GSM-R错网故障的分析与处理

青藏铁路GSM—R通信工程在开通调试期间，曾出现过小区信息无故发生地理换位，造成基站错网故障的情况，现对其故障产生的原因进行分析。[第一段]     

一种有效的GSM-R系统越区切换方案

介绍GSM-R越区切换的过程和切换准则,并且根据GSM-R小区分布的特点,在传统目标小区排队模型的基础上,提出切换呼叫采用排队而源发呼叫不采用排队的方案,仿真结果表明,这种方案有效地降低了GSM-R系统的切换阻塞率.     

一种新型的GSM-R无线信道仿真机制

在CTCS-3级列控系统中,GSM-R无线通信系统负责承载车地间传输的关键列控数据,其传输能力与CTCS-3列控系统性能紧密相关。借助无线信道仿真机制模拟现场信道特性,分析无线传输性能,是研究GSM-R系统性能的重要手段。然而,在列车行驶过程中,终端移动速度、传播环境都会发生快速变化,无法使用传统电信领域的基于固定速度与场景的信道仿真机制。提出一种新型的GSM-R无线信道仿真机制,通过建立与铁路线路匹配的无线信道模型,并根据列车移动速度信息动态配置仿真输出特性,模拟车载电台在变化场景与运行速度下的传输性能,实现在CTCS-3级列控仿真系统中实时仿真GSM-R信道性能的目的。     

基于随机Petri网的GSM-R越区切换成功率分析

CTCS-3级列车运行控制系统利用GSM-R网络进行车地间连续、双向的安全信息传输。而GSM-R系统采用硬切换技术,切换时必然会产生短暂的通信中断,这就会影响列车控制类数据传输业务。为保证安全数据传输的可靠性,迫切要求更短的切换时间和更高的切换成功率。对此,建立GSM-R系统越区切换的随机Petri网模型,分析影响越区切换成功率的因素,并利用MATLAB仿真得到列车运行速度、越区切换中断时间以及列车追踪间隔与越区切换成功率的关系;最后说明列车在350 km/h和430 km/h速度下运行时,越区切换成功率是否满足CTCS-3级系统需求标准要求。     

一机双网浅谈

一机双网就是在一个交换机上实现公网和专网并行运用,既相互独立又能互拨.铁路专网为原服务于铁路的普通电话,号长为5位,有自己的铁路长途区号,其权限复杂.铁通公网是铁通对社会开放的固定电话号码,号长8位,权限与电信固定电话相同,要求实现的功能与电信无差别.     

基于LTE-R的无线列车定位方法研究

列车定位是保障铁路运输安全和高效运营的关键。针对当前列车定位方法中普遍存在的不能实时连续定位、定位精度不高及设置轨旁设备引起的维护成本高等弊端,提出一种基于铁路专用移动通信网络(LTE-R)的无线列车定位方法。在该方法中,列车(移动台)接收含有定位参考信号的下行链路信号,估计2个定位参考基站的多径到达时延差、多普勒频移等参数,并根据时延差曲线和列车行进曲线确定列车的位置。通过对列车行进于直线线形、圆曲线线形时的定位均方根误差及定位误差累计分布函数的性能仿真,结果表明:当信噪比分别为18、25dB时,90%的定位误差分别在15m内和8m内,可以满足列车定位精度要求。     

一种适用于GSM-R应急网络的分簇算法

GSM-R作为铁路通信调度数据的承载网络,其网络的稳定和畅通对于保证铁路运输安全、高效运行至关重要。由于铁路沿线的桥梁、隧道、边坡、路堑等各种复杂传输环境,使得GSM-R网络中的基站等网元易遭受自然灾害的影响。针对GSM-R基站设施毁坏或终端处于信号覆盖盲区的情形,在GSM-R系统中引入多跳组网方式,并提出一种适用于GSM-R应急多跳网络的分簇算法。性能分析和仿真结果表明:在终端数目较多以及终端移动性较高的情形下,文中的分簇算法具有优良的簇维护开销和网络稳定度性能,适用于铁路应急通信需求。     

基于随机Petri网的GSM-R双层网络建模与性能分析

利用随机Petri网,综合信道降质、链路中断、越区切换、灾害等因素,建立GSM-R的同站址网络与交织站址网络的故障模型,针对同站址与交织站址两种不同的网络结构,给出利用马尔可夫链求解可靠性与可用性的方法。通过马尔可夫链的有关概率分别计算:不同网络结构的可靠性;不同列车运行速度对应不同网络结构的可用性。分析计算结果表明:同站址网络的可靠性与可用性远高于交织站址网络,主要原因是同站址网络中一层基站业务中断时不会导致系统失效,交织站址网络中一层基站业务中断时,并联的另一层相邻两个基站均可以提供业务才不会导致系统失效。另外,同站址网络中越区切换速率较小,有效减小了列车越区切换对可靠性与可用性的影响。     

GSM-R移动通信系统的干扰分析及解决方法

在GSM-R数字移动通信系统中，为保证系统的运用质量和传输可靠性，必须对系统的电磁干扰及电磁兼容问题给予足够的重视。本文分析了GSM-R系统干扰产生的种类和原因，并给出了降低干扰的若干措施。