高速铁路通信系统技术
高速铁路通信系统技术【1】
摘要：随着社会的技术飞跃和高速发展，人们对高速铁路通信的要求越来越高，构建一个先进的高速铁道通信系统已成为大众日期夜盼的事项。
目前，我国对高速铁路通信系统的存在较高需求，而目前高速铁路通信系统仍存在较多问题，需要改进和提升。
因此，本文通过对高速铁路系统的现状进行分析，提出了系统仍存在的问题及目前可以应用的解决方法，并对高速铁路通信系统所采用的高新技术进行阐述，把通信技术、计算机及网络技术有效地结合在一起，构成满足大众需求的综合性的通信系统。
关键词：高速铁路 通信系统 技术
1 高速铁路通信需求分析
随着我国交通技术的进步和发展，高速铁路的出现和普及大大方便和便捷了大众的交通出行，成为可我国交通运输体系中的重要组成部分，有效地调整了我国交通运输体系的结构方式。
而出行的旅客享受了高速铁路带来的快捷与舒适后对在旅途过程中的通信系统的要求也水涨船高。
旅途是单调的，也是劳累的，旅客需要在列车上与他人进行语音、数据、图像、视频等信息交流，而互联网的普及也使更多的乘客需要在列车上接入互联网，享受数字化和智能化的通信服务。
因此，为了满足乘客的通信需求，构建一个稳定、先进的高速铁路通信系统迫在眉睫。
另外，为了实现有效的人机控制，同时保障列车的行车安全，提高运输效率，铁路通信网的建立也需要先进的科学技术支持，使其功能更加完善，安全更有保障。
2 我国高速铁路通信系统现存的问题
目前，我国高速铁路通信系统仍然存在较多问题。
与普通的有线通信或无线通信相比，甚至与一般的公共移动通信系统相比，高速铁路通信仍存在较大区别。
无论是在系统组成还是使用环境，对高速铁路通信系统的技术和设备需求均较高。
一般而言，我国高速铁路通信系统主要存在三方面的问题。
一是多普勒频移。
多普勒频移是指接收器的移动引发的信号频移现象。
一般的列车多普勒频移现象不太明显，而高速列车由于在高速运动中，列车与基站之间的距离会频繁改变，多普勒频移现象非常严重。
多普勒频移过大会导致高速移动通信的通话质量下降，同时高速列车在高速移动时产生的高频次深度快衰落现象对正常通信也有很大程度的影响，这将导致通信系统的解调性能大幅下降。
第二是小区尺寸问题。
一般而言，在高速列车上使用WiFi、WiMAX等通信机制时，将通信的小区尺寸进行缩小至直径100m以内，就能为列车上实现有效的宽带连接服务。
而随着列车的速度越来越快，导致小区尺寸出现过小、引发小区切换过于频繁的问题，加上信号的快速衰落现象存在，高速铁路通信系统对用户的小区切换以及功率控制提出了更高要求。
三是隧道通信问题。
由于隧道在铁路的组成中占据非常重要的地位，隧道通信问题严重影响铁路通信覆盖问题，不同隧道方式对通信系统的覆盖方式和信号源的选取要求均不相同，造成铁路通信系统的整体兼容性较差的局面。
因此，如何对高速铁路通信系统进行改进，寻找出科学合理的系统方案成为现今铁路通信部门亟待解决的难题。
3 高速铁路通信系统技术分析
根据高速铁路对通信系统的要求以及我国高速铁路通信系统现存的问题，作者对多种通信系统技术进行了阐述和分析，以期建立一个高效先进的高速铁路通信系统，满足大众对通信系统的需求。
3.1 通信传输及线路
现代高速铁路通信传输系统由骨干层传输和接入层传输两部分组成。
骨干层传输主要为链型MSTP 1+1复用段骨干层多业务传输系统，它是通过利用铁路正线线路两侧不同物理径路的两条光缆中的各两芯光纤，开通10G骨干光同步数字传输系统，利用两条光缆中的各四芯组成环状光纤局域网，传送列控信息。
接入层传输系统的主要由车站汇聚设备、站内接入设备、站间接入设备等构成。
通常情况在车站汇聚节点设MSTP STM-16 ADM的汇聚设备，而站间接入层节点采用STM-4 ADM或者STM-16 ADM设备，以完成各基站、信号、牵引及供电等节点的业务接入。
也可利用铁路两侧光纤组成环实现对各接入层站点的保护。
3.2 综合业务接入系统
高速铁路的传输系统需要将各个旅客服务业务系统纳入其中，为高速车站旅客服务、电话接入等系统提供专用的音频、监视图像等接口。
在沿线区间中设立信息采集点，接入传输设备，构成区间信息接入系统，将信息在区间、车站和综合调度中心之间传播。
另外还可在站内及沿线区间信息接入点等地设置光网络单元和局端OLT等设备，构成一体化的综合业务接入网络，以满足高速铁路站内及区间多种用户的综合业务需求。
3.3 综合无线通信GSM-R系统
GSM-R是为满足铁路应用而开发的数字无线通信系统，作为铁路无线通信平台已成为趋势。
高速铁路GSM-R系统包括交换子系统(SSS)、基站子系统(BSS)、通用分组无线业务系统(GPRS)、移动智能网系统(IN)、运行与维护子系统(OMC)、移动终端子系统等6个子系统，可提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修通信等语音通信功能。
对铁路沿线进行GSM-R组网及信号覆盖，可以满足现代铁路构建地面调度中心与移动体之间的信息交换与传输通道的需求。
3.4 专用调度通信系统
专用调度通信系统是全线专用通信网和承载综合调度信息系统的'组成部分，是供高速铁路调度、车站运营部门及维修单位进行行车指挥和业务联系的专用通信系统，可对全线进行高可靠、高安全的行车控制及统一的调度指挥，性能可靠、功能先进，具有话音功能数据和图像等多媒体通信功能，综合造价较经济，是高速铁路现代化通信的重要保证。
3.5 数据通信系统
数据通信系统可提供数字数据服务、电台广播、电视网等模拟数据。
高速数据通信网设立独立的OSPF 自治域，在整个骨干承载网上使用独立的路由设备，路由器间形成部分网状连接，兼顾路由冗余与合理利用传输带宽，管理区直接接入核心路由器。
4 结束语
为了满足现时人们对高速铁路通信系统的需求，我们需要正视高速铁路通信系统存在的问题及解决方案，提高其科学技术水平，建设一个为高速铁路运输服务的专用通信网络，推动高速铁路快速发展。
参考文献：
[1]徐淑鹏.高速铁路专用通信系统技术介绍[J].铁路通信信号工程技术，2010(01).
[2]张昊.高铁车地通信系统级仿真平台设计与多基站协作技术的研究[D].西南交通大学，2013.
[3]陈晨，李长乐.高速铁路通信系统方案研究综述[J].计算机工程与应用，2010(34).
高速铁路通信系统的数字化技术与实现【2】
摘要：高速铁路无线通信，面对有限的频谱资源之间的矛盾日益增加的交通和处理大量的信息，传统的模拟技术已经不能完全满足高速铁路高速，重载，信息技术，现代的需要。
数字技术(尤其是DMR技术)和产品已经出现。
本文主要结合高速铁路通信系统分析数字化技术与实现。
关键词：高速铁路通信系统 无线 数字化技术
随着人类社会的发展和生活水平的提高，资源日趋紧张，持续的需求和质量要求的人，这就需要提高资源利用率和科技创新水平的提升水平。
要培养，例如，为了满足的上升需求的速度，乘车环境，从在早期的蒸汽引擎的火车，内燃机已经被发展到现在普遍可见的电力机车燃料资源的利用率已也被提高，人们的生活带来了极大的方便。
同时，技术进步和不断地影响甚至改变人们的思想观念，行为方式和管理风格，和习惯。
的发展，计算机技术对人们的生活也可以说给大家看，的第一个大型机到PC的发展，计算机开始，以传播并逐渐成为生活的必需品，现在的智能终端的出现提供了人与更快的免费平台。
在许多方面，电脑已经改变了传统的方式生活的人[2]。
1高速铁路无线通信数字化的必要性
中国高速铁路GSM-R移动通信系统升级的GSM-R到目前为止，除了在个别的主干速度，这是高速铁路无线通信系统的改造，几乎所有的客运线，高速高速铁路是用在所有的GSM- R移动通信系统。
促进GSM-R应用过程中是不容易的，但逐渐显露出许多重要的问题。
1)的频谱资源严重不足。
国家分配给GSM-R频段4MHz的，考虑到保护间隔，只有19个可用的频率。
5细胞色带复用模式下，每个基站的四个频率;7细胞色带复用模式下，每个基站是最多只有3个频点。
对于一般的高速铁路区段和车站，频率是最基本的范围足够多线并行的高速铁路枢纽和大型客车站，频率资源短缺的问题非常突出。
2)GSM-R无线通信终端的适应性，系统功能，系统大量的二次开发，当总线发生故障时，可用于所有的连接件和短的电流差动继电器的流入电路中的电流差动继电器切除总线上，然后所有的组件。
3)GSM-R本身面临着落后的技术和技术演进的问题，最近的演变路径移动软交换和IMS(IP多媒体子系统)，长期演进到第四代移动通信技术为基础的3GPPLTE(移动通信长期演进)。
进化的过程，涉及改造的MSC，BSC，基站和移动终端还涉及到一个根本性的变化[3]。
4)如果GSM-R无线列调改造的近70000公里的高速铁路，不仅是一个巨大的工程量是难以实现的，和改造资金。
为了解决上述问题，它可以在同一时间在两个方面：第一，更加积极地为GSM-R频率资源的国家权威，但这个程序只能解决频率资源不足的问题，并达到了非常可能性很小。
高频保护行动之间的差异是主要的保护范围内的全方位的路线，快速反应区域相短路和接地故障更频繁的行动之一，其正确率也较高，误操作的4倍两部次测试错误的接线，再次因误投。
然而，这种保护装置采取两次出口的比例，提高了可靠性，但增加的固有的动作时间，所以，在近用部的断层运动速度是小于的距离 I段，零序 I段或电流速断快。
此外，由于涉及范围很广，不仅涉及的侧保护装置和高频率的渠道，如高频电抗器组合过滤器，高频电缆分频的保护，发送和接收信息机等设备，并也由对侧的保护装置，和高频率的信道条件。
因此，组保护装置的运行质量差，尤其是高频信道的阻抗匹配分频器的滤波特性，还在探索之中。
可以保留使用现有的高速铁路无线通信基础设施(如天，艾菲尔铁塔(Eiffel Tower)的馈线，漏泄同轴电缆，等)，可以降低无线通信系统的升级改造成本的难度[4]。
2站场数字无线通信系统总体框架设想
母差保护的情况下操作的设备在下列情况下，应立即检查处理：(1)交流电流回路断线，直流电源消失“光字也发出后，应立即退出母线差动保护，并通知如下保安人员处理。
直流熔断器(2)直流电源消失，你应该检查端子块DC电路监视继电器ü常闭触头相关的电路，为了提高利用有限的频谱资源，随后由数字技术只能被视为以提高各信道的利用率[7]。
1)无线控制器可以设置站地板任意一种通信机房，需求设置基站站的地理覆盖范围。
2)从无线控制器设置的固定终端位置上的地点的限制，根据需要，可以设置在不同的位置也可以对焦点设置在相同的位置。
3)采取一定的QoS措施，既适合站楼的语音通信，数据传输更适合。
3空中接口的建议
物理信道使用的LTE主流复用 - 正交频分复用(OFDM)，和它的优点，可以得到高度的频谱利用率，而在同一时间更高的数据传输速率，给用户带来。
上行链路和下行链路的传输方案：确保在250公里每小时列车运行速度的峰值256KB / s的用户数据速率。
研究，以确定的框架结构，以待试验。
能够满足最专业的无线用户的需要DMR作为公开的欧洲标准，一些制造商的支持下，经过数年的研究和开发，产品已基本成熟，并广泛在世界上使用的。
美国的主流对讲机公司摩托罗拉基于DMR的数字无线电产品，并销售开始于2007年推出的世界，2011年7月，全球已售出超过100万台。
TAIT，SELEX和海可以达到制造商已经加大了产品开发和营销，PDT / CDMR相关的行业标准或技术联盟的研究工作已经开始有条不紊地进行。
集成的应用程序的二次开发和集成商也加入了这个行列，DMR产品已经能够满足大部分的专业无线用户的需求。
DMR系统已经在社会各阶层的生活开始了全面的应用。
高速铁路平面灯显示设备使用DMR技术和铁道部技术审查，是促进整个道路。
多个林业部门已经开始使用DMR系统。
DMR系统的深入推广和渗透端口，林业，数字平调，油田，道路，社区国防，市政，公安等领域。
从市场的角度来看的专业无线数字化，数字对讲机系统的应用后的增值服务，在数字化和数字化，市场潜力是巨大的。
DMR技术先进的系统，以及DMR不断升级，其市场应用的覆盖范围将逐步扩大。
参考文献：
[1]葛斌. 浅谈铁路客运专线通信系统的维护[J]. 铁道通信信号，2012，15(01)：132-133.
[2]李学彦，栾学军. 数字通信技术在无线调车灯显设备中的应用[J].铁道通信信号，2012(02)：180-182.
[3]闻映红，张金宝. 数字与模拟对讲系统的对比分析[J]. 铁道通信信号，2012，7(02)：167-168.
[4]龚原斌. 浅谈铁路电务系统故障应急处置存在问题及对策[J]. 铁道通信信号，2012(01)：160-162.
[5]刘正自.铁路区间通信解决方案[J]. 铁道通信信号，2012，12(01)：178-180.
【高速铁路通信系统技术】相关文章：
无线通信系统的安全技术06-17
计算机数控系统通信技术03-18
电子通信技术通信论文07-11
通信技术的通信论文07-11
通信系统论文07-12
铁路通信系统的数字化技术与实现03-18
OFDM技术在光纤通信系统中的运用08-23
量子通信技术03-18
通信电源技术03-04
消防通信技术02-16