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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇铁路通信论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
城际铁路通信系统承载的主要业务，有电路域数据话音业务和分组域数据业务。具体如表1所示。电路域数据话音业务对实时性要求较高，又要十分准确地传递信息，具有最高或者较高的优先级；分组域数据业务对实时性要求较低（与电路域业务相比），突发性强，有一定的数据量。本文将跨层设计应用于城际铁路无线通信系统中，根据业务类型的不同，在物理层和链路层进行AMC－HARQ跨层优化设计。AMC－HARQ跨层自适应传输的系统模型如图1所示。
物理层釆用自适应调制编码技术，根据业务类型分类，制定M种调制方式和编码方式。首先，接收端通过信道测量技术，估计出信道质量信息，并通过反馈信道，将信道质量信息反馈给发送端；然后，发送端根据接收到的信道质量，选择下次传输要使用的调制编码阶数。MAC层采用同步并行停等协议即HARQ协议。首先对各数据帧分别进行CRC编码，级联构成数据帧进入物理层。物理层使用FEC编码对整个数据帧进行编码，然后存入缓存用以进行重传。接收端经过译码、CRC校验后，回送确认帧。确认帧包含了帧确认号和重传比特向量。
帧确认号表示链路层上一个按序接收的帧的序号，重传比特向量比接收窗口长度（W）小1的比特向量，即长度为W－1。比特向量表示当前接收窗口的所有帧接收情况，如“1”表示需要重传，“0”表示接收成功。由于重传比特向量是接收窗口的历史移位记录，即使当前的确认帧因信道变化而丢失，确认帧也不应重发，因为后续的确认帧包含历史的接收记录。确认帧格式如图2所示。收发双方的链路层都缓存W个数据帧。发方维护发送缓存和重传列表，发送缓存中保存着当前发送窗口中未确认的帧，重传列表中保存了待重传的帧序号。收方的接收缓存保存当前接收窗口中乱序的数据帧，当接收到的帧有序后，链路层向。
2AMC－HARQ跨层自适应传输性能分析
本文使用Matlab仿真工具对基于AMC－HARQ跨层自适应传输系统进行仿真分析，模拟信道使用瑞利衰落信道模型，每个数据包中含信息位500bit，通过1／3码率的卷积码，仿真包数目每次1000个，结果取6次平均值，同时假设CRC能正确校验。在物理层，提供不调制、BPSK、QPSK、8PSK等4种传输模式，系统可以根据AMC中每种传输模式的瞬时误包率（PER）和接收到的SNR在各种物理层传输模式之间的关系，自适应地选择合适的调制编码方式。在链路层，要综合考虑时延、误包率和吞吐量，真正满足城际铁路不同业务的QoS要求。设置最大重传次数为N＝0、1、2，测试在不同干扰条件下，不同的业务类型的成功率，见图3，图4，图5。可见，通过AMC－HARQ跨层自适应传输方案，当链路层重传1次，可以在5％干扰情况下实现95％的接收成功率；链路层重传2次，可以在5％干扰情况下实现99％的接收成功率，在10％干扰情况下实现94％以上的接收成功率。
1.1PDH光纤通信在铁路通信系统中的应用
光纤通信技术之所以在铁路通信系统里发挥重要作用，是因为当前对光纤通信技术的划分十分精细，在各个铁路通信系统里都会使用相应的光纤通信技术，达到最理想的通信效果。PDH光纤通信作为十分重要和关键的方面，能有效清除铁路通信系统里存在的隐患以及漏洞，确保铁路通信系统的正常与稳定。但PDH存在标准不一、复用结构过于复杂以及网络管理功能较弱的问题，所以其难以得到长远、有效的发展。
1.2SDH光纤通信在铁路通信系统中的应用
SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题，并在此基础上有所突破，让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式，能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术，SDH技术有四个显著优点：一是网络管理能力更强；二是比特率和接口标准均统一，让各个厂家设备间的互联成为了可能；三是提出“自愈网”这一新理论，能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常；四是运用字节复接技术，简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点，所以在铁路通信网发展规划里，已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列（SDH）基础上的传送网。就以xx铁路为例，该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上，开设SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统为长途传输网，在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备，并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连，发挥上联和保护作用。此外，还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s（1+0）光同步传输系统，将其作为当地的中继网，并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。
1.3DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用
DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。
2结语
1.1SDH光纤通信在铁路通信系统中的应用
SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题，并在此基础上有所突破，让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式，能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术，SDH技术有四个显著优点：一是网络管理能力更强；二是比特率和接口标准均统一，让各个厂家设备间的互联成为了可能；三是提出“自愈网”这一新理论，能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常；四是运用字节复接技术，简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点，所以在铁路通信网发展规划里，已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列（SDH）基础上的传送网[2]。就以xx铁路为例，该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上，开设SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统为长途传输网，在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备，并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连，发挥上联和保护作用。此外，还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s（1+0）光同步传输系统，将其作为当地的中继网，并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。
1.2DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用
DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。
2结语
数据网、通信网和计算机网络基础平台共同组成了通信网络基础平台，其中涉及多种通信业务，一方面可以发挥传送外部业务系统信息的作用，另一方面还能够提供IP数据互联服务，这类服务在实效性较差的特点，但可以保障专业通道服务的安全性能。
铁路客运专线的通信网络基础平台中的通信网能够为实现汇聚层的高效连接，不会对接入、宽带共享进行限制，应用环形拓扑设计原理，使铁路两旁光纤形成环形，进一步增强网络的安全性；而数据网又可以划分为接入层、汇聚层及骨干层三个部分，接入层及汇聚层的路由器分别设置在铁路通信站、车站站房或枢纽位置，具有接入远端用户数据业务的及汇聚数据等功能[2]。
这些功能都以业务接入网的汇聚及专线透传性能为基础；域名、局域网、广域网及IP地址设计是计算机网络设计的关键要素，其中在铁路工作站通过综合布线方式构建的局域网，可以共享通信链路及网络，广域网可以实现客运专线调度所同铁路客运沿线基层站链路的连接。
二、铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求与接口设计
在铁路客运专线中应用通信技术，在构建的通信网络平台基础上，可以将广域连接交换变为现实，使得低速数据传输的稳定性大大增强，同时还可以进行相应的视频监控和管理，加强多种业务之间的联系，使信息交换平台、网络互联更加高效化和安全化[4]。
针对网络系统中的可变宽业务、固定带宽业务，前者可以在基于SDH的多业务传送平台中借助传输通道完成，而后者需要将MSTP设备在原有基础上进一步增强调度及承载性能，GSM-R移动通信平台承载多种铁路业务应用系统，为运输调度指挥、设备维护及安全管理提供移动语音通信、短消息、电路域及分组域数据传输业务[5]。铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求详见表1。
三、结语
某运站处于国家铁路运输网和城市运输网的枢纽位置，决定着该城市交通业的发展，是经济发展最迅速的区域。因此，该客运站的存在使得这一城市成为了经济发达、城市化水平高的国际化大都市，这便又反过来促进了运输业的发展。但这一现状的存在，也使得城市用地十分紧张，并且环境污染也比较严重。这便需要我们发展绿色、环保、占地面积小、运输效率高的铁路干线。
2客运专线通信技术介绍
现今，应用范围较广的数据通信网技术包括纯IP技术、IP/ATMoverSDH技术、纯ATM技术等。2.1纯ATM技术这一技术发展的基础是光纤网络的成熟，在光纤基础上设立的ATM数据网可以承载多项业务，并且能促进QOS的发展，在我国发展的也比较成熟。可是，这一技术的协议存在很大的缺点，比如IP传输效率过低、成本高、推广性差等。2.2纯IP技术这一技术是在前兆以太网路由器的基础上发展起来的，所建成的纯IP数据网，有着端口容量大、传输方便、协议便捷等多方面的优势，不过它所产生的QOS不够严谨，很多协议也不够科学，所以安全性低、管理难度也很高。2.3IP/ATMoverSDH技术这一技术是在MSTP的基础上发展进步的，借助光纤产生数据传输平台后，再制造出IP/ATM接口，并将其联系起来组成数据网，以完成数据的传输工作。IP/ATMoverSDH技术现今已经十分完善和健全，并且可调动性很强，管理水平也比较高，发展前景良好。
3客运专线通信技术的应用方案
3.1传输网的架构
在设立传输组网时，要将工作分为三层逐步开展，这三层是汇聚层、骨干层和接入层。这三者中的重点是骨干层，其中的多个传输核心节点主要是为了进行多业务处理以及大颗粒业务的调度工作，骨干层对于安全性和稳定性的要求是很高的，通常用10Gb/s的网络来完成传输工作。传输设施中存在很多核心节点和汇聚节点，它们可以完成业务的疏导以及聚集工作。接入层中的各个网络可以通过汇聚节点来聚集到一处，这样便能够使接入节点有运输通道。汇聚层必须具有很强的汇聚性能和处理交叉业务的功能，并且需要有很好的扩展性，通常将622Mb/s的网络作为传输设施。接入层包括多个业务节点，因此接入方式也十分多样，可以处理好多种业务，必须在接入层安装多种多样的接口。现今，网络传输业务的发展趋势是由语音传输转变为数字传输，因此，要结合数字传输的各项要求要对整体网络结构进行完善，并结合业务的流向以及流量来开展组织工作，不断提高传输水平。最重要的是，要增加大颗粒组织管理的比重，实现高速度下的通道连接工作。需跨环的业务多或者是调度大时，通常选择多光口的SDH设施作为节点。
3.2汇聚层的组网设计
顾名思义，汇聚层的组成就是汇聚节点，它主要是梳理、聚集该范围中的各种业务，以增强业务的调度能力，并且该层次能够避免接入点直接引入核心层而产生的主干光纤消耗、跨度增大等问题。建设汇聚层的网络是多采取分波工艺、RPR以及MSTP工艺，尤其是MSTP工艺的应用，能够促进TDM性能的发挥，并且使数据业务传输的效率提高，保证宽带良好的工作性能。借助MSTP的汇聚以及交换性能，能够减少汇聚节点的数量，降低建设成本。今后铁路的发展进步中，将广泛地应用TDM业务，为了顺应这一发展趋势，我们便会将MSTP作为重要工作传输工艺。在处理IP数据业务时，便会应用到RPR技术，这样能够使数据业务的传输效率显著提高，并且能够产生不同级别的业务类型，能够更好地满足用户的多样化要求。
3.3骨干层的组网设计
骨干层网络的组成为核心节点，它的功能是联系铁路枢纽区域以及容量较大的中继电路，所以要求其工作时有很高的稳定性，并且对于安全等级的要求也很高。在建设骨干层时我们大多使用MSTP或者是波分工艺，但是核心设施的节点不多时，它的收敛度便会增强，这时便可应用40G设施来完成10G大颗粒业务的传输。我国的SDH设施起步较早，在这一前提下，MSTP的建设成本也大大减小，并且有着很完善的网络宽带和网络保护功能，可承载POS端口、IP端口和传统的SDH端口。若地区的业务量很多，则使用波分技术建设骨干层较为适宜。这种技术能够把传输层的骨干层和组网IP宽带聚集到一个波分物理平台内，然后借助这个平台内的波长完成MSTP业务、SDH业务、IP宽带业务的承载工作。这样的工作方式不仅能够最大化地利用资源，还能提升宽带的效率。另外，波分技术能够产生一个具有保护作用的波长通道，并借助QOS来完成业务的传输，保证IP网络的安全工作。使用波分技术构件的骨干层可以保证以后物理平台进化工作的顺利进行，避免各种融合问题的产生。骨干层网络的分布式控制方式，可以使用OXC技术完成组网的工作。但这一业务还不够完善，所以要不断提高其工作质量。结合该客运站的运行状况，分别在A、B、C三个区域各设置一套10G传输设备，共同构成两个STM-641+1自愈性链性传输系统。在建设骨干层的传输系统时要用到OPtixOSN7500设施，它不仅有着MSTP技术的优势，还能够和之前的MSTP、SDH网络很好地融合，所以在现今的工作过程中应用广泛。
3.4接入层的组网设计
建设接入层时使用的传输设施是OPTIXOSN2000，这一设施属于较先进的传输设施，有着噪音小、耗能小、环境友好等许多优势，能够为PDH、SDH、Ethernet等设施的工作提供保障，且该设施具备5Gbit/s的低阶交叉能力、10Gbit/s的高阶交叉能力以及4Gbit/s（26*26VC-4）的接入能力。在本客运系统的牵引变电所、通信基站、AT所、分区所、信号中继站等节点均安装了健全的622Mb/s的传输设备，组成了18个STM-4环形传输系统，且相邻信号中继站及站间奇数基站都设立了STM-4复用段保护环，在牵引变电所、AT所、分区所和偶数基站之间建立了STM-4复用段保护环。
4结语
1.1GSM-R数字移动通信系统
目前GSM-R数字移动通信系统主要应用在国家铁路，是由公众网络GSM演变过来适用于铁路的专用无线通信系统。（1）主要提供的业务语音业务：列车调度员与机车司机、车站值班员与机车司机之间等各种列车无线调度通信；铁路沿线维护人员的通信需求，用于养路、桥隧、接触网（供电）、电务等部门的区间维护作业通信；公安、抢修、救援等多部门、多工种的应急移动通信需求。数据业务：列车运行控制系统信息传送，机车同步操控信息传送，列车无线车次号校核信息传送，调度命令信息无线传送等。同时也可为城际铁路CTCS2+ATO列控系统传送站台门控制及运行计划处理两项业务。（2）频率规定根据相关规定，我国GSM-R系统采用专有的工作频段为：上行：885-889MHz（移动台发，基站收）；下行：930-934MHz（基站发，移动台收）；频道间隔为200KHz，双工收发间隔为45MHz。（3）网间互联互通GSM-R不同设备网间互联互通均可实现，可以满足不同设备网间机车的套跑需求。
1.2TETRA集群通信系统
我国城市轨道交通（地铁）则主要采用数字集群通信技术作为列车调度专用无线通信系统，一般采用800MHz频段TETRA集群通信系统。（1）主要实现的功能语音通话：通话功能是地铁专用无线通信的主要功能，为控制中心调度员、车辆段调度员、车站值班员等固定用户与列车司机、防灾、维修等移动用户之间提供通话手段，同时具备选呼、组呼、广播、紧急呼叫等几种调度呼叫方式。数据通信：系统可以为用户提供数据通信功能，满足列车车载台与控制中心及车辆段之间数据传输需求，包括：出入库通话组切换触发信息、移动用户设备状态信息、列车运行状况信息、调度信息；并满足移动用户之间、移动用户与固定用户之间短消息传送。（2）频率规定“国家对800MHz数字集群通信网使用的无线电频率资源进行统一规划和审批。使用800MHz数字集群通信频率应当经信息产业部无线电管理局批准；未经批准，任何组织和个人不得擅自使用数字集群通信频率”（原信无网[2007]18号文《800MHz数字集群通信频率台（站）管理规定》）。各省（自治区、直辖市）无线电管理机构根据当地实际需求，制定当地数字集群通信网使用频率的规划。（3）网间互联互通目前TETRA系统不同设备网间尚无法实现基于ISI互联互通。因此，若要实现不同设备网间机车套跑还需TETRA供应厂家及二次开发商共同开发解决。
1.3小结
由上可以看出，在城市轨道交通中采用的TETRA系统主要是用于语音调度通信，而与行车控制有关的数据业务基本由信号专业本身建设的无线通信网络来传送；而在国铁中GSM-R系统传送的业务相对比较丰富，不仅能满足列车调度语音通信，也能满足列控等数据业务，是一个承载语音、分组域数据及电路域数据的多业务综合通信平台。
2GSM-R与TETRA技术体制比较
2.1技术针对性
GSM-R是专门为铁路移动通信而设计开发的，满足铁路运输管理系统对铁路无线网络的业务需求和列车控制系统对其提出的服务质量要求。TETRA是新一代集群通信技术，具有较强的调度指挥功能，其针对的是专业部门的调度通信。该技术的主要应用对象是公共安全、运输调度、公用事业等领域。
2.2系统功能
两种技术都有集群调度通信所需要的各类语音业务，如个呼、组呼、紧急呼叫、广播呼叫等，但TETRA系统的呼叫建立时间较短，一般在0.3-0.5s，而GSM系统的呼叫建立时间一般在5-6s，紧急呼叫可以做到2s以内。两个系统均可完成电路域数据或分组域数据业务的应用，但从目前实际应用来看GSM-R系统承载列控数据业务更完善。TETRA系统的基站故障弱化功能较强，基站有单站集群的工作模式，并且支持直通模式（DMO）；而GSM-R系统则相对较弱。
2.3对高速运行的适应性
GSM-R在标准上要求支持500km/h的高速通信，并且在350km/h的运行环境已有大规模实用案例；根据TETRA标准组织所做的高速仿真测试，该技术可支持在800MHz频段450-500km/h的高速通信，但目前已建成的TETRA系统其移动用户的最高运行速度基本在200km/h以内。
2.4互联互通
GSM-R不同设备供应商网间互联互通可完全做到，在国内有完善成熟的标准规范，并已成熟运用；目前TETRA标准中ISI接口尚未能实现标准化，这将导致不同厂家设备并网运行困难。
2.5小结
由于GSM-R是专门针对铁路设计开发的标准，所以对于铁路所需专有业务更专；而TETRA在集群调度功能上较强。两种技术均能适应高速运行环境，都是成熟可靠的适用于列车调度的专用无线通信技术；尽管现阶段TETRA系统传送列控类数据尚不成熟，但从技术参数上看，TETRA系统具备此类数据业务传送能力，只是还需要开发验证。由以上分析我们也可以看到，GSM-R相对于TETRA的两大优势在于：（1）GSM-R的数据业务功能更为强大丰富，列控数据业务更为专业完善；（2）GSM-R系统不同设备网间的互联互通更为成熟，更适合于大型网络运营。同时，GSM-R系统的网络结构和空中接口与GSM相同，GSM技术已被100多个国家的200多个电信运营商所采纳，其网络在世界各种地形环境、各种气候条件下得到了广泛的验证，我国在铁路GSM-R系统网络规划、建设、运营维护等方面也积累了丰富的经验。GSM-R技术也可以走GSM/3G/LTE的持续性发展道路，与整个通信产业保持一致。
3城际铁路专用无线通信技术的选择
城际铁路与国铁的互联互通会影响列车专用无线通信技术的选择，城际铁路的业务功能需求、特别是信号列控业务的需求也会影响列车专用无线通信技术的选择。综合1、2两节所述，分析如下：（1）如果城际铁路需要与国铁互联互通，要求考虑机车套跑，采用与国铁一致的专用无线通信技术GSM-R系统是合适的；若采用TETRA系统，可通过设置双套机车台来解决互通套跑问题，但会增加运营难度，增加安全隐患，同时也影响行车效率。（2）如果城际铁路定位于在区域内运行，但各条线路仍有成网互联套跑的需求，鉴于TETRA系统不同设备网间互联互通仍不完善，所以采用GSM-R系统是一个更为妥当的选择。（3）如果城际铁路只在区域内运行，且各条线路之间运行相互独立，采用GSM-R和TETRA系统都是可行的，但在实现行车类数据业务上TETRA系统还需开发与完善。（4）如果城际铁路为地方政府与社会资本投资修建（地方铁路），则大多为自管运营模式，因此选择TETRA系统较为合适。
4结语
1.1数字无线电台应用
目前，铁路常用的数字无线电台主要有450MHz、400MHz数字无线电台。450MHz数字无线电台主要用于普速铁路列车无线调度通信、调度命令和无线车次号校核信息传送，400MHz数字无线电台主要用于站场常规无线通信。国家规定给铁路的450MHz、400MHz频点有限，需要各铁路局申请额外频点才能满足站场无线对讲业务需求。铁路总公司铁运函[2014]31号要求，货车列尾装置可采用GSM-R/400MHz双模列尾装置，在非GSM-R铁路区段，列尾无线通信使用400MHz频率；站场无线调车继续使用铁路专用的400MHz频段频率。在编组站，规划分配的400MHz专用频率资源不足，无法满足运用需求时，由各铁路局无线电主管部门负责向属地省级无线电管理部门申请400MHz额外的频率。对于当前使用450～470MHz频段频率用于铁路养护维修、生产组织、监控监测、公安保卫、应急保障等各类区域性普通无线电对讲通信业务，应结合更新改造退出450～470MHz频率。需要继续使用的业务，由铁路局统一向属地省级无线管理部门申请400MHz、150MHz、160MHz的频率。铁路总公司规定，对涉及车地人员之间相互通信的业务，为简化终端设备的配置，宜优先规划申请400MHz频率，以便与总公司规划的跨局通信业务频率工作在同一频段。站场所有业务采用无线电台通信，则会造成无线设备设置分散、数量多、无法集中维护和管理。而且，无线电台通信不适应高速率、高带宽的车地数据信息业务传送，不能满足未来站场的自动化、智能化、高带宽业务发展需求。
1.2数字集群无线通信技术应用
集群通信，即无线专用调度通信系统，早期，集群通信从“一对一”的对讲机形式、同频单工组网形式、异频双工组网形式以及进一步带选呼的系统，发展到多信道用户共享的调度系统，并在政府部门、警务、铁路、地铁、电力、民航等各行各业的指挥调度中发挥了重要作用。国际上数字集群调度系统主要有TETRA、iDEN和FHMA3种较为先进的技术体制，由于这3种技术体制构成的无线通信系统互通性不太理想，主要用于地铁、航空、公安等专网应用，未在铁路领域获得推广应用。近年来，随着数字移动无线电标准（DMR）制定，我国无线设备供货商根据数字移动无线电标准（DMR）为各企业用户提供DMR数字集群系统设备。DMR标准是完全公开的标准，国内拥有众多供应商支持，国内设备厂家生产的400MHz的DMR数字集群系统已在部分铁路站场获得应用。铁路使用的400MHz的DMR数字集群系统主要采用403～470MHz频段的专用频点，通过数字通道实现基站与IP控制服务器间的连接，控制台、运用服务器与IP控制服务器连接，构成站场无线通信平台，可提供同频单工或异频双工方式，根据站场业务特性要求进行业务与频点绑定，也可以各业务采用公共频点通信。400MHz的DMR数字集群无线通信系统主要功能是实现移动人员间点对点对讲功能，以及移动终端与固定终端或移动终端与移动终端间的点对点低速率数据信息传送。站场所有业务采用400MHz集群无线通信，其无线设备可以集中设置、减少设备数量、并能集中维护和管理，最适用于解决站场平面调车业务和无线对讲业务，以及综合自动化SAM系统车地信息传送。但是，不适应高速率、高带宽的车地数据信息业务传送，频点也受限于国家规定给铁路的400MHz频点，系统能提供的业务容量有限。
1.3GSM-R移动通信技术应用
GSM-R数字移动通信技术作为中国铁路列车无线通信主要采用的技术，铁路总公司已建立了一整套相关标准和规定。在中国高速铁路、客运专线、重载铁路、城际铁路或部分普速铁路均选择GSM-R数字移动通信技术构建铁路无线通信系统，主要用于列车无线调度语音通信，以及调度命令、车次号校核、列控信息、机车同步操控等数据信息传送。GSM-R系统包括移动交换子系统（SSS）、移动智能网子系统（IN）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、无线子系统（BSS）、无线终端、运营与支撑子系统（OSS）等部分。其中，移动智能网子系统（IN）由铁路总公司统一设置2套，互为冗余，作为全路GSM-R系统共用。在铁路总公司各铁路局设置移动交换子系统（SSS）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、运营与支撑子系统（OSS）各1套设备，根据用户需求在铁路沿线、车站、枢纽设置无线子系统（BSS），配置相应的无线终端设备。虽然，GSM-R数字移动通信系统可以实现铁路沿线和车站统一的综合无线通信系统平台，提供列车无线调度通信、站场常规无线通信语音和低速数据信息传送，设备能集中维护和管理。但是，由于GSM-R数字移动通信系统的频点有限，站场所有业务采用GSM-R的系统实现会造成信道占用很大，现有的频点不够使用，当站场靠近正线铁路或通过正线列车时，会对列车调度指挥系统产生影响。因此，GSM-R数字移动通信系统未被全面应用于站场常规无线通信业务。目前，只能适用于解决站场部分语音业务，以及低速率、时延要求不高的数据信息传送。
1.4WLAN无线局域网技术应用
WLAN无线局域网是指利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，属于计算机网络与无线通信技术相结合的产物。WLAN无线局域网技术使用户摆脱各种线路的束缚，可以随时随地接入网络。WLAN（Wi-Fi）无线通信可采用2.4GHz或者5.8GHz通信频段。在铁路领域，WLAN无线局域网技术主要应用在编组站综合自动化车地数据信息无线传送。采用2.4GHz频段和IEEE802.11g、IEEE802.11n标准的设备进行组网，实现综合自动化CIPS调机业务等信息传送需求。综合自动化WLAN无线局域网系统主要由WLAN终端设备、接入点设备（AP）、接入控制点设备（AC）、PORTAL服务器、RADIUS认证服务器、用户认证信息数据库、业务运营支撑系统等组成。由于WLAN无线局域网频点是公众频点，将会受到外界终端设备的干扰，列车遮挡物影响，以及缺乏站场无线对讲业务、无线调车等业务的终端设备支持。因此，WLAN无线局域网不适用于涉及行车安全的铁路调车业务，不适应未来站场业务发展需求。
1.5LTE移动通信技术应用
LTE移动通信技术是铁路下一代宽带无线通信技术发展方向，比较适用于宽带数据信息无线传输。LTE有TD-LTE与FD-LTE两种不同的制式，虽然总体上都满足大带宽的数据通信需求，但也存在很多不同。FD-LTE是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，依靠频率来区分上下行链路。TD-LTE是用时间来分离接收和发送信道，接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载，可以根据上下行的数据大小动态进行分配，对于频率信道的利用率更好。未来铁路移动通信采用TD-LTE的概率较大。目前，在朔黄铁路已引入TD-LTE集群技术应用于列车同步操控、列车无线调度通信系统构成；在部分铁路局站引入TD-LTE集群技术应用于站场货检、车号等无线对讲和作业信息传送；在郑州地铁引入TD-LTE集群技术用于车地间PIS信息和视频监控图像传送。工信部根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》及我国频谱使用情况，确定使用1447～1467MHz频段建设时分双工（TDD）工作方式的宽带数字集群专网系统。而1785～1805MHz频段，则主要用于本地公众网接入，对确有需要的本地专网也可用于无线接入，具体频率指配和无线电台站管理工作，由各省、自治区、直辖市无线电管理机构负责。在同一地区给一具有无线接入业务经营权的公众网运营商或专网单位指配的频率宽带一般不超过5MHz。未来，在铁路领域，可以考虑申请使用1785～1805MHz频段的5MHz带宽用于站场无线通信业务。TD-LTE支持1.8G/1.4G/400M专用频段，覆盖增强算法、高增益定向天线、高终端发射功率，多方式天线组网。TD-LTE移动通信系统移动性好，支持350km/h，具有完善的QoS业务保障，可二次开发定制终端、调度台、无线通信模块等；可提供调度通信语音业务、低速率或高速率数据信息传送业务，是一个比较完善的综合无线通信系统解决方案。LTE移动通信技术在铁路调度通信业务中的应用正在研究开发阶段，在站场或编组站中的无线调车、无线对讲、综合自动化信息无线传送系统中尚未被应用开发。
2未来站场综合无线通信系统技术选择
站场或编组站作业范围比较独立，技术作业业务较多，综合上述几种无线通信技术应用介绍，以及应用于站场多种业务情况下的可适用性进行分析，结合无线通信技术发展，选择TD-LTE移动通信技术作为未来站场综合无线通信技术。TD-LTE移动通信技术已在铁路和地铁领域获得应用，具有技术实用性和先进性，系统安全可靠，具备集中监测和维护管理，能满足站场各类业务综合承载能力和未来各业务信息化、智能化发展需求。铁路局可以申请使用1785～1805MHz频段的5MHz带宽合法频点用于站场无线通信业务。站场无线通信使用TD-LTE数字集群系统，可将公网MME、HSS、S-GW以及P-GW等多个网元合并为一个网元eCN，使其小型化，降低核心网成本，可以有效的节约近期工程投资，为将来铁路正线引入LTE移动通信系统应用预留互联互通条件。TD-LTE数字集群通信系统主要由核心网节点、无线子系统和无线终端组成。其中，核心网节点设置TD-LTE核心网设备，核心网设备通过交换机等设备与各种业务应用服务器相连；无线子系统根据站场覆盖和业务需求在铁路站场内设置，无线子系统设备包括LTE基站设备BBU（BasebandUnit）和RRU（RadioRemoteUnit）设备；根据需要配置相应的无线终端。
3结束语
铁路用户接入网应当为铁路部门下属各类用户以及路外用户提供综合性业务的接入服务（包括话音接入，数据接入，传真接入，图像接入，以及调度接入等内容在内）。系统建设初期，需要支持包括铁路专用通信电话调度电话，专用数据业务铁路运输管理信息系统，计算机联网售票预订系统，铁路调度管理信息系统下所涉及到的全部多媒体业务。伴随着近年来通信技术的发展与完善，铁路通信网传输通道建设过程当中的基本要求为：满足建立在SDH光同步数字传输通道基础之上的接入网系统，同时尝试通过引入ATM交换技术以及网络IP通信技术的方式，形成通信主干网以及光线用户接入网相配合的通信系统。我国当前铁路通信工程建设过程当中已经形成了一个稳定的铁路传输网络系统，共三个层级。第一层为长途干线网，第二层为局间中继网，第三层为区段接入网。其中，区段接入网的构成比例最大，可以进一步按照接入方式的不同，划分为两个部分，第一部分为有线接入，第二部分为无线接入。对于铁路通信工程中所涉及到的有线接入网而言，其接入情况与电信系统中的接入情况是基本一致，通过接入的方式，实现绝大部分城市与地区铁路通信系统的互联。而从无线接入的角度上来说，当前多表现为建立在无线通信基础之上的列车调度系统。该系统的主要功能是：支持列车司机与列车行驶至对应管辖区段内列车车长的交互通话。在实际工作中，若无特殊情况，一般不进行通话连接，以避免发生同频干扰的问题，同时使频率资源能够得到合理的节约。
2接入网技术
结合铁路通信工程的发展现状来看，受到传统用户终端铜缆接入以及光纤通信技术快速发展的双重影响，在接入网建设过程当中，必须以整个通信网络的发展现状为出发点。从这一角度上来说，当前可作用于实践的接入网技术有多种类型。根据接入方式的不同，可以划分为以下两个大类：
（1）有线接入技术：这种接入技术的主要代表包括以下几个方面：HDSL技术，即高速率数字用户环路技术；ADSL技术，即非对称数字用户环路技术；HFC技术，即混合光纤同轴电缆接入技术。首先，从HDSL技术的角度上来说，其依赖于2~3对双绞线，在双向对称的原则下对基群数字速率信号进行传送，信号传输中的速率取值大多在3.0~5.0km范围内，且上行与下行速率基本一致。具体到铁路通信的角度上来说，可以通过引入回拨抵消技术的方式，满足在一对双绞线上进行全双工传输的要求。同时，可借助于编码调试的方式，促进其信号传输质量的提升，也可通过多线对并行传输的方式，增加无中继传输距离。其次，从ADSL技术的角度上来说，其与HDSL技术最大的差异就在于数据传输中上行速率与下行速率有比较大的偏差，上行速率往往不足千kbit/s，而下行速率可达到9~10Mbit/s。由于这一特点，使该技术对于视频点播等功能的支持效果较佳。在将其作用于铁路通信工程的过程当中，不需要对现有的双绞线做特殊处理，即可确保传输的高速性。最后，从HFC技术的角度上来说，这一技术方案是建立在有线电视系统基础之上发展起来的，通过同轴电缆实现用户设备与光节点之间的连接，而光节点与地区中心之间的连接则通过光纤线路实现。该技术方案对现有的有线电视系统进行了充分地应用，在将其作用于铁路通信工程的条件下，投资少，且可构成一个具有综合业务特性的宽带业务网。
（2）无线接入技术：在铁路通信工程建设过程当中，应用无线接入技术的核心在于：在接入网中部分或全部引入基于无线技术的传输媒介，从而为用户终端提供固定的业务以及移动终端业务。在无线接入的基础之上，可进一步将其划分为固定接入与移动接入这两种类型。整个系统的构成包括控制器、基站、以及移动设备这三个方面。当前，铁路通信工程中可供采纳的无线接入技术主要包括以下几个方面：蜂窝技术，微蜂窝技术，微波一点多址技术。以上技术均具有建设方便，操作灵活的特点，故而备受重视。
3发展建议
以上多种接入网技术均可尝试引入铁路通信工程的建设中。针对当前铁路通信网络存在的滞后性问题，新业务的出现会导致原通信系统无法满足新的要求。因此，应用各种现代化的接入网技术势在必行。在此过程当中，需要特别重视以下几个方面的问题：
（1）在铁路调度通信网的运行过程当中，如何确保接入网的安全性是值得各方人员深入思考的问题之一。数字式调度交换机代替目前采用的Dc27模拟调度总机是铁路通信发展方向，但其正处于起步阶段。其使用过程中或许不可避免地出现一些问题。因此在铁路新线建设中，采用数字式调度交换机通过接入网提供调度主用系统，另用接入网提供的音频专线加干缆中的实回线和传统DC27调度总机提供调度备用系统。从而提高了调度系统的可靠性，保证行车安全。
（2）可尝试在接入网系统中纳入有线电视传输技术。我国幅员面积广阔，因此部分铁路点多线长，各小站地处偏僻山区，荒无人烟，文化生活贫乏，电视信号不易接收。为解决这一问题。从分局所在地发送节目源通过OLT中的CATV模块传送，在传送中使用单独的一根光纤，小站的光分路器设在0NU中，便于统一维护。同单独建设CATV工程相比大大节省工程投资，综合经济效益确切。
4结语
