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TETRA与GSM-R角逐铁路通信谁领风骚
 
慧聪网   2005年3月29日14时46分   信息来源:《通讯世界》    

    目前高速铁路的运行速度已经达到300km/h,欧洲和日本还在研制列车速度达到500km/h的高速铁路线。高速化是铁路提高竞争力的手段,是铁路发展的必然趋势,同时也给未来的铁路无线移动通信系统在技术上提出了更高的要求。特别是在无线传输信道的条件上,高速铁路与普通铁路有较大的差别,从而对铁路无线移动通信系统的传输可靠性的研究带来了新的课题

  铁路对无线通信要求何在?

  未来铁路移动通信系统必须要适应铁路高速化的要求。在技术和功能方面,未来铁路对移动通信系统的要求主要包括:

  * 移动通信系统在网络结构、硬件设备、软件算法方面都要适应列车最高时速达到300km/h~500km/h时的情况。

  * 无线移动通信系统能够实现无线列控方式。此种方式为基于通信的信号和列车控制方式,在高速列车和地面调度中心之间进行大量的双向信息传输。

  * 高速铁路移动通信网沿着高速铁路建设,无线基站设置为链状结构;由于列车的高速行使,频繁跨越小区,移动通信系统必须具有快速越区切换的功能。

  * 系统应该满足双线双方向运行要求和功能寻址的要求。

  * 具有可靠的保密措施。

  * 能够适应不同的地形环境(平原、丘陵、山区、桥梁、隧道、城市)。

  * 模块式结构、公共标准、维护简单。

  * 系统满足故障安全原则,与现在列控系统比较具有相同或更高的安全可靠性。

  * 充分利用频谱资源,具有较强的通用性,适用各种铁路运输的需要。

  综合以上分析,我国铁路新一代的移动通信解决方案的选择必须能够提供一个综合的移动通信系统平台,可以根据铁路各个部门的需求提供虚拟的独立的专用移动通信系统;还要满足我国铁路未来的移动通信业务需求,保证铁路运行的安全高效;既能适应我国铁路向高速化发展对移动通信系统的技术需求,能够有效地利用无线频率资源;又要采用先进成熟的现代通信技术,并且技术标准能与发达国家接轨;还要能够便于向更先进的通信系统过渡,以便满足铁路发展的新的需求。

  目前,欲进入我国市场的具有调度功能的数字移动通信系统包括欧洲的GSM-R系统、欧洲的TETRA系统、MOTOROLA的iDEN系统、以色列的FHMA系统,它们都是基于TDMA多址方式系统。我国铁路数字移动通信采用何种通信系统,现在争论的焦点主要在GSM-R系统和TETRA系统之间。

  TETRA vs GSM-R: 谁领风骚?

  在语音业务方面,我国铁路的列车调度通信与欧洲有很大不同。欧洲铁路的列车调度体制是调度指挥行车,没有车站台的概念。而我国是客货混跑,绝大部分线路是车站指挥行车。虽然GSM-R 在欧洲已有应用,但在中国铁路各调度部门应用GSM-R 系统也需要进行二次开发,还要制定相应的规范,其工作量与TETRA 系统所需要的二次开发的工作量基本相同。由于GSM-R 的呼叫和漫游机制,使得调度台和机车台可以呼叫任意的GSM-R 机车台,难以对调度台呼叫非本调度辖区的机车台和车站台呼叫非本车站辖区的机车台从系统上加以限制,容易造成管理上的混乱。

  在数据业务方面,GSM-R 系统是采用电路方式传输ETCS 数据的。由于电路方式接续较慢,传输数据的时间最短也需要几秒钟。在高速情况下,为保证控制的实时可靠,每个列车数据传输都需要长期占用一个专门的信道。目前正在试验采用分组方式GPRS传输ETCS 数据。

  TETRA系统数据传输功能很强,有电路数据方式、分组数据方式、短数据传输方式等。TETRA系统目前已有类似GPRS 的分组数据方式,并且可以开辟专用的通信时隙传输列控信息,所有列控用户在这专用时隙上传输数据,既可保证通信安全又可以快速实时地传输数据。此外在短消息传输、呼叫建立时间等方面,TETRA也都比GSM-R具备不少优势。

  总之,GSM-R系统虽然在欧洲得到应用,但由于我国与欧洲铁路的管理体制、调度方式、地理环境及经济发展水平都不相同,GSM-R 系统在我国铁路应用还有很多问题要解决。TETRA 系统是专用数字移动通信系统,本身就具备了所有的调度功能。而且,TETRA 所具有的直通功能和单基站独立工作能力(单站集群),使得TETRA系统网络具有很高的可靠性和安全性,对我国铁路的应用环境极为有利。

  天津轻轨数字集群实战剖析

  天津轻轨无线通信系统采用的是MOTOROLA公司提供的Dimetra数字集群系统。Dimetra系统在满足TETRA标准的同时提供了很多附加功能,大大增强了系统的效率,如:动态站分配和倾向站锁定等。

  天津轻轨的数字集群系统主要解决固定人员(调度员、值班员)与流动人员(司机、站务、维修人员与列检人员等)及其相互之间的通话及数据传输问题。

  天津轻轨无线通信系统功能组成上主要分7个无线通信子系统,分别为这7个通信组提供服务,既可实现不同通信组的相互独立性,使其各自通信操作互不妨碍,又可以实现系统设备和频率资源的共享。这7个无线通信系统包括:行车调度通信子系统、车辆段调度通信子系统、停车场调度通信子系统、维修调度通信子系统、公安调度通信子系统、防灾调度通信子系统、站务无线通信子系统。

  行车调度通信子系统负责完成正线行车调度员与机车司机的通信联系,传送行车指挥话音和数据指挥命令。呼叫方式采用选号呼叫,行车调度员通过行车调度台完成对机车司机的一对一个别选呼,并可以发送数据指令和接收列车上传来的信息。

  车辆段调度通信子系统、停车场调度通信子系统负责完成段、场内的行车调度员与机车司机的通信联系,传送行车指挥话音和数据指挥命令。维修调度通信子系统提供各专业调度员对本专业维修人员的调度通信(组呼方式)。

  公安调度通信子系统、防灾报警系统提供公安、防灾调度员、沿线指挥人员和抢险救灾人员之间的调度通信(采用组呼方式)。必要时由网络调度员通过动态重组功能设置临时通话小组,将各专业的维修人员组成一组以适应现场救护需要。而站场无线通信系统则提供站场管理人员与相应移动人员之间的调度通信(采用组呼功能)。

  在网络构成上,天津轻轨的Dimetra数字集群系统采用的是800MHz数字集群系统,上行(移动台、基站收)806MHz—821MHz;下行(无线基站发、移动台收)851MHz—866MHz。另外,为解决部分站厅的弱场覆盖问题,还采用一些弱场覆盖设备。

  无线通信系统采用单交换控制设备+多基站的方式构成。其中交换控制设备在控制中心(以下简称OCC)内,位于东海路站;沿线共6个基站,分别设在休闲娱乐区、洞庭路站、车辆段、大无缝站、东丽开发区站、二号桥站。根据用户分布情况,这6个基站依次配置2+1载频、2+1载频、2+1载频、1+1载频、2+1载频、1+1载频(“+1”的载频为备用)。以上基站用于覆盖从东海路到中山门的轻轨运营线路和沿线15个车站(包括站台和站厅),以及车辆段、停车场地面区域。


 
 
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