GSM-R综合移动通信系统在青藏铁路的应用研究

摘要

GSM-R是ETSI(欧洲电信标准协会)在第二代数字移动通信GSM标准的基础上，经过十多年的技术条件制定、测试和认定推出的一个针对铁路的专用数字移动通信标准，其在欧洲己投入使用。随着运输事业的发展，中国铁路需要建立一整套符合通信信号一体化要求的新一代数字综合移动通信系统，以满足日益增长的铁路移动话音业务、数据传输业务和客货服务类业务的需求。中国铁路在选择新一代数字移动通信制式的时候，将GSM-R作为发展方向。 研究GSM-R系统的基本功能和系统性能，验证GSM-R技术在中国铁路通信网中的适应性，是一项具有重要实际应用价值的课题。青藏铁路GSM-R系统作为铁路全新的行车指挥模式已经发挥了其特有的优势，其强大的组网能力使得无线列调功能更加强大，其成功建设经验对铁路无线列调功能的演变将起到极大的推动作用，目前京津城际、石太线、武广线、郑西线、京哈线等均已陆续开始铺轨建设，客运专线GSM-R移动通信网络的建设迫在眉睫，这些研究工作对客运专线的建设具有参考意义。本文选择青藏线GSM-R系统作为综合移动通信平台实现无线列调功能为主要研究方向。 本文结合青藏铁路GSM-R系统工程建设的实践，对GSM-R系统做了详细的分析和介绍，分析了GSM-R系统功能，结合青藏铁路对GSM-R系统的需求，给出了青藏铁路GSM-R系统的建设方案、GSM-R系统区间的场强覆盖方案和无线列调功能的实现方案，提出了青藏线网络配备的原则，归纳了青藏线GSM-R作为综合移动通信平台的主要应用，并对GSM-R系统的可靠性、经济性等进行了分析，提出了影响GSM-R系统可靠性的外部条件。 其中创新性的工作主要有：结合青藏铁路GSM-R系统的工程建设经验，提出了一种适合目前中国铁路运输服务的GSM-R系统的无线组网方案。通过分析北电网络硬件设备冗余性和网络自愈性能，得出了GSM-R系统能够以高可靠性成为行车指挥的重要手段的结论。 由于GSM-R系统在中国仍处于实验阶段和引进成熟阶段，加上时间和水平有限，一些实验性的数据还需要在实践中积累和优化，这些都需要在今后的工作和学习中进一步改进与完善。

目录

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缩略语一览表

第一章绪论

1.1我国铁路无线通信的发展现状

1.2GSM-R系统应用情况

1.2.1GSM-R在欧洲的应用情况

1.2.2GSM-R在我国的应用情况

1.3课题的提出及其意义

第二章GSM-R铁路综合移动通信系统

2.1GSM-R系统概述

2.2GSM-R系统的网络结构[7]

2.2.1GSM-R核心子系统

2.3GSM-R系统的业务模型

2.3.1业务模型

2.4GSM-R标准

2.5GSM-R频率的选择

第三章GSM-R的发展趋势

3.1智能网（IN）与GSM-R

3.2在GSM-R中引入GPRS

3.3面向GSM发展的增强型数据速率(EDGE)

3.4优化现有的服务功能

3.5提供更多的服务功能

第四章青藏铁路GSM-R系统建设方案

4.1青藏铁路格尔木至拉萨段沿线地貌情况

4.2青藏铁路对GSM-R数字移动通信系统的需求

4.3青藏线GSM-R数字移动通信系统方案

4.3.1青藏线GSM-R系统各种业务对场强覆盖的要求

4.3.2呼叫建立时间[21]

4.3.3青藏线GSM-R方案

4.3.4青藏铁路GSM-R网络配备原则

4.4车站/区间设备配置

4.4.1铁路沿线基站类型

4.4.2铁路车站、基站类型

4.5青藏线GSM-R数字综合移动通信系统的主要应用

4.6GSM-R无线列调实现方案

4.6.1无线列调实现的主要功能

4.6.2既有无线列调业务与系统使用现状(如表4-2)

4.6.3采用GSM-R网络实现无线列调功能的方案

4.6.4青藏铁路GSM-R网络实现无线列调功能规划方案

4.6.5无线列调主要通信过程及通信完成方式

4.6.6移动台呼叫模式

4.7GSM-R的同步

4.7.1同步方式

4.7.2交换局时钟的基本工作参数

4.7.3时钟的可靠性要求

4.7.4外时钟接口

4.8网络管理（OMC）

4.8.1无线网络管理子系统（OMC-R）

4.8.2交换网络管理子系统（OMC-S）

4.9青藏铁路GSM-R移动终端的配置

4.10GSM-R与其它系统的互联与关系

4.10.1与信号调度指挥系统之间的关系

4.10.2与微机联锁系统之间的关系

4.10.3与列车控制系统之间的关系

4.10.4与光纤骨干传输系统之间的关系

4.10.5与光纤本地接入系统之间的关系

4.10.6与固定网（PSTN、PDN）之间的互联

4.10.7与TMIS/DMIS之间的关系

第五章青藏铁路GSM-R系统性能分析

5.1可靠性分析

5.1.1设备冗余度分析

5.1.2传输网络具有高可靠性

5.2越区切换分析

5.3影响GSM-R系统的外部因素

5.4结论

第六结束语

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文