通信让高铁更稳 打造精品高铁专网通信

“7.23”动车追尾事件已经过去一个月之久，事件的本身总是会渐渐的被人淡忘，然而由此产生的对与高铁本身及其相关技术的探讨才刚刚开始。

高铁故障保障体系是一个庞大复杂的系统，在该体系中，GSM-R作为高铁专网通信的重要支撑技术，承载了列车调度和列车控制系统中关键指令的传输，若发生故障将有可能引起铁路系统故障。因此，做好高铁专网通信是铁路部门的重要任务。

高速移动情况下GSM-R面临主要问题

GSM-R作为高铁专网通信技术，在高速移动情况下面临的一些技术问题有：由于高速列车车体采用全封闭式结构造成的严重性穿透损耗；超高的时速引发了用户在短时间内频繁的小区切换；在高速场景下移动通信中显著的多普勒效应；由于高速移动引起的无线信道的快速时变等。

目前，华为、中兴等许多知名厂商都投入到GSM-R的进一步升级改造当中。例如，中兴通讯针对上述问题提出进一步改善GSM-R系统，提供了一套完善和完整的高速移动解决方案。该公司专家表示：“该系统采用独特的频偏校正算法，可以抵御500km/h时速下的频偏，创新的多RRU共逻辑小区技术，扩大单个小区的覆盖距离，减少高速列车上移动终端的切换频度，降低掉话率。”此外，GSM-R系统优化的切换算法和网络优化手段等，也进一步保证了高速移动环境下的通信和控制的可靠性。

频谱不足是限制未来高速铁路宽带移动通信发展的主要原因

“高铁通信的一些技术问题在不久的将来会得到妥善的解决，另外，GSM-R高铁专网通信系统还会受到系统间干扰、系统内干扰以及电磁干扰等，但这些并不意味着GSM-R技术本身有问题，GSM-R是一个成熟的技术，目前真正制约其向铁路下一代宽带移动通信发展的主要瓶颈是频谱资源严重受限的问题。”北京交通大学教授、博导，轨道交通控制与安全国家重点实验室副主任艾渤表示。

随着高速铁路网的形成，在GSM-R网络上将会运行着数百对甚至上千对的高速列车，需要同时保证这些列车控制数据的可靠传输非常的困难。另外，受公众移动通信变化的影响，预计未来铁路应用将使用宽带和多媒体业务及新的附加业务。面对如此汹涌的铁路发展浪潮，仅有4M共用频宽的GSM-R系统显得严重不足，如何妥善解决频谱问题成了运营部门首要考虑的问题。据了解，目前欧洲的知名铁路联盟正在向国际电磁兼容和无线频率事务管理部门申请增加GSM-R频谱。

演进才是硬道理

我国铁路正逐步向铁路下一代宽带移动通信方向发展，为进一步提高行车安全、提高运输效率、优化资源配置，新的业务需求不断涌现。GSM-R作为窄带移动通信技术，承载的业务以话音为主，数据业务速率低，一般只能达到4800-9600bps，因此，在GSM-R平台上开拓新业务的难度大。

在2010年12月召开的第七届世界高速铁路大会上，国际铁路联盟(UIC)、中国铁道部明确指出：高速铁路移动通信长期演进采用铁路宽带移动通信系统(LTE-R)技术发展战略。也就是说，高铁通信将跨越3G，直接发展“准4G”技术。

新的通信技术必将会对旧指标进行修改、提升并加入新的特性，相对于GSM-R,新一代LTE-R系统应该至少具有以下四个新特征：一是“新”的服务，包括移动宽带业务、多媒体业务等；二是“高”的数据传输速率；三是“高”的频谱利用率；四是“非常快”的调制适应速度。

艾渤表示：“GSM-R的升级应考虑到三个问题：首先，必须要保证GSM-R的后向兼容能力，应该允许移动台在GSM-R网络和LTE-R网络之间进行切换；其次，若LTE-R的工作频段接近GSM-R的工作频率，则会与GSM-R之间产生无线频率的阻塞，干扰，互调等问题；由于频谱资源的相对紧张，运营部门必须考虑跨频段频率资源融合问题。”