下一代车地通信技术.docx

用于列控系统的下一代车地移动通信技术综述学 院：电子信息工程学院专 业：学生姓名：学 号：指导教师：2015 年 11 月日用于列控系统的下一代车地移动通信技术综述我国铁路无线通信1.1 我国铁路无线通信技术发展历程我国铁路无线通信系统主要实现无线列车调度、铁路站场调车通信、铁路区间移动通信等话音通信功能，以及列车运行控制、车次号传输、列车尾部风压数据传输、道口预（报）警等数据的无线传输功能。具体包括：① 无线列车调度电话：主要有A、 B、 C三种制式，频率为450MHz或150MHz的单工或双工通信系统。② 站场无线通信：在铁路的区段站、编组站使用平面调车等站场无线通信系统。③ 各种独立的单工通信系统：在站场内及铁路沿线由公务、公安、电力、电务维修、列检、 施工等部门或单位自行投资建设的各种独立的单工通信系统。④ 集群移动通信系统：早期为模拟集群系统，目前数字集群系统，如iDEN、TETRA、 FHMA等系统 。⑤ GSM-R：欧洲铁路综合调度移动通信系统， GSM for Railway。下一代移动通信技术2.1下一代移动通信技术概述下一代移动通信技术涉及宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2?Mbit/s的数据传输能力；包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。与传统通信技术相比，下一代移动通信技术的优势在于通话质量好、数据通信速度高以及通信费用更加便宜，可以在不同的固定、无线平台和跨越不同频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网(包括卫星通信和平流层通信)，能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。下一代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统、宽带接入IP系统。2.2 下一代移动通信技术的需求(1)更快的通信速度速度达到10?Mbit/s～20?Mbit/s，最高可以达到100?Mbit/s。(2)更宽的网络频谱每个信道将占有100?MHz的频谱，相当于WCDMA网络的20倍。(3)更灵活的通信方式终端从功能到式样将有更惊人的突破。(4)更高的智能化智能性更高，不仅表现在终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是可以实现许多难以想象的功能。(5)更平滑的兼容性能终端将具备全球漫游、接口开放、网络互连、终端多样化，以及能从2G、2.5G/3G平稳过渡等特点。(6)更高质量的多媒体通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息将透过宽频的信道传送出去，因此也可称为“多媒体移动通信”。(7)更低的通信费用通过解决与3G的兼容性问题，从而使现有通信用户能轻易地升级；通过引入多项尖端通信技术，使下一代移动通信部署起来相对容易，将有效地降低运营成本。可用于列控系统的下一代车地移动通信技术3.1 下一代车地移动通信技术概述近年来，移动技术的飞速发展在许多领域造成了革命性的冲击，对于铁路系统也不例外。随着高铁技术的飞速发展，以及CTCS-3级列控系统在高铁中成熟的应用，GSM-R在车地通信中起到的扮演了重要的角色，移动通信技术发展在铁路系统中起到了意义深远的作用。GSM-R基于GSM无线通信技术，属于2G网络。近年来随着3g网的成熟，4g的推广，以及5g的研究，移动通信飞速更新，在此我们讨论可以用于列控系统的下一代车地移动通信技术，包括3G、LTE、Wimax和IEEE802.20等，通过对这些技术特点的介绍，讨论在列控系统中应用的可能性。3.2 3G技术3G是第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，目前3G存在3种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。3G下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s（一说2.8Mbit/s），上行速度峰值也可达384kbit/s。中国国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，GSM设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA。原中国联通的CDMA卖给中国电信，中国电信已经将CDMA升级到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。对于将3G网络应用于高速铁路的列控系统，首先解决的就是如何提供良好的3G信号覆盖的问题。由于高速列车运行速度快且无线信号穿透列车车体的损耗大因此不仅无线信号衰减严重，同时多普勒效应明显且越区切换频繁 ，这样就非常不利于作为列控系统的通信信号，也是一些