高速铁路移动通信系统集成方案及关键技术研究

论文摘要

目前我国高速铁路正处于高速发展的黄金时期。截至2010年底,我国高速铁路运营里程已达8358公里,2011年还将有4715公里建成。随着我国高速铁路的大规模建设,原有的通信网络已经不能很好地满足高速铁路的需要。因此,我国高速铁路需要一整套成熟的符合高速运行环境的专用综合通信系统,来提供安全、可靠、高速的语音、数据通信等综合业务,以满足高速铁路的列控调度、公务通信、应急指挥等需要。我国从上个世纪末开始了对GSM-R技术的跟踪研究,目前已经在多条普速铁路及客运专线中应用。基于GSM-R技术的铁路综合数字移动通信系统,为我国铁路信息化和自动化的发展奠定了坚实的基础。XX高速铁路等多条高速铁路的建设和通车,对GSM-R移动通信网络提出了更高的要求。研究GSM-R通信系统的结构原理和性能运用,充分完善GSM-R系统在高速铁路通信信息系统的应用和发展,具有十分重要的应用价值。本文首先系统地描述了我国铁路通信系统的现状和GSM-R技术的发展历程,介绍了GSM-R通信系统的基本组成结构和工作原理,分析了GSM-R系统的业务功能；结合xx高速铁路的具体环境,分析了高速铁路对现代通信系统的性能要求,提出了综合通信系统的集成建设方案。并且针对XX高速铁路中的无线信号覆盖、抗干扰等问题进行了分析和研究,提出了有效的解决方案；归纳了XX高铁GSM-R作为移动通信平台的具体应用,提出了高速环境下GSM-R通信系统与列车控制系统、综合调度通信系统的互联互通方案,针对综合网络设计作出了具体的接口说明和技术要求。本文结合XX高速铁路提出的GSM-R系统建设方案,既满足当前高速铁路的运行要求,又进一步推动我国既有铁路线路的通信系统改造,为中国铁路全面实现跨越式发展奠定了坚实的基础。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 缩略词
• 第一章 绪论
• 1.1 铁路无线通信的发展
• 1.1.1 我国既有铁路无线通信的现状
• 1.1.2 GSM-R数字移动通信系统的发展历程
• 1.1.3 铁路综合数字移动通信系统在信息化中的地位
• 1.2 高速铁路对无线通信系统的需求
• 1.3 论文的主要内容及结构
• 1.4 本章小结
• 第二章 GSM-R简介
• 2.1 GSM-R通信系统体系结构
• 2.1.1 交换子系统（NSS）
• 2.1.2 基站子系统（BSS）
• 2.1.3 通用分组无线业务系统（GPRS）
• 2.1.4 智能网系统
• 2.1.5 固定用户接入交换系统（FAS）
• 2.1.6 运行与维护子系统（OMC）
• 2.1.7 终端子系统
• 2.2 GSM-R数字移动通信系统的业务功能
• 2.2.1 话音业务
• 2.2.2 数据业务
• 2.2.3 调度业务
• 2.2.4 承载业务
• 2.2.5 补充业务
• 2.3 本章小结
• 第三章 XX高铁中GSM-R无线通信系统集成方案
• 3.1 移动汇接网规划方案
• 3.2 XX高铁中GSM-R本地网设计方案
• 3.2.1 移动交换中心MSC的设置原则
• 3.2.2 GSM-R本地网的网络结构
• 3.3 信令与接口
• 3.4 网间互联互通
• 3.5 终端配置
• 3.6 GSM-R系统同步
• 3.7 本章小结
• 第四章 高速铁路无线网络覆盖与抗干扰技术研究
• 4.1 高速铁路移动通信带来的问题与特点
• 4.1.1 车体穿透损耗
• 4.1.2 高速移动下的多普勒频移
• 4.1.3 高速移动对呼叫和切换的影响
• 4.1.4 高速移动对重叠区的影响
• 4.2 XX高铁GSM-R网络QoS参数
• 4.3 解决方案
• 4.3.1 降低多普勒频移的设计方案
• 4.3.2 频率配置
• 4.3.3 重叠区域设计
• 4.3.4 铁路线路覆盖设计
• 4.4 GSM-R系统频率干扰分析及预防办法
• 4.5 本章小结
• 第五章 XX高铁GSM-R通信系统与其他通信系统的互联设计
• 5.1 调度通信系统结构介绍
• 5.2 XX高速铁路调度通信系统设计
• 5.3 XX高速铁路调度通信系统的主要功能
• 5.4 CTCS-3级列控系统结构
• 5.5 CTCS-3级列控系统对GSM-R网络的业务需求
• 5.6 GSM-R网络与RBC的接口互联
• 5.7 GSM-R网络中CTCS-3的越区切换
• 5.8 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 6.3 本章小结
• 致谢
• 参考文献
• 学位论文评阅及答辩情况表