“7.23”動車追尾事件已經(jīng)過去一個月之久，事件的本身總是會漸漸的被人淡忘，然而由此產(chǎn)生的對與高鐵本身及其相關技術的探討才剛剛開始。

高鐵故障保障體系是一個龐大復雜的系統(tǒng)，在該體系中，GSM-R作為高鐵專網(wǎng)通信的重要支撐技術，承載了列車調(diào)度和列車控制系統(tǒng)中關鍵指令的傳輸，若發(fā)生故障將有可能引起鐵路系統(tǒng)故障。因此，做好高鐵專網(wǎng)通信是鐵路部門的重要任務。

高速移動情況下GSM-R面臨主要問題

GSM-R作為高鐵專網(wǎng)通信技術，在高速移動情況下面臨的一些技術問題有：由于高速列車車體采用全封閉式結構造成的嚴重性穿透損耗；超高的時速引發(fā)了用戶在短時間內(nèi)頻繁的小區(qū)切換；在高速場景下移動通信中顯著的多普勒效應；由于高速移動引起的無線信道的快速時變等。

目前，華為、中興等許多知名廠商都投入到GSM-R的進一步升級改造當中。例如，中興通訊針對上述問題提出進一步改善GSM-R系統(tǒng)，提供了一套完善和完整的高速移動解決方案。該公司專家表示：“該系統(tǒng)采用獨特的頻偏校正算法，可以抵御500km/h時速下的頻偏，創(chuàng)新的多RRU共邏輯小區(qū)技術，擴大單個小區(qū)的覆蓋距離，減少高速列車上移動終端的切換頻度，降低掉話率。”此外，GSM-R系統(tǒng)優(yōu)化的切換算法和網(wǎng)絡優(yōu)化手段等，也進一步保證了高速移動環(huán)境下的通信和控制的可靠性。

頻譜不足是限制未來高速鐵路寬帶移動通信發(fā)展的主要原因

“高鐵通信的一些技術問題在不久的將來會得到妥善的解決，另外，GSM-R高鐵專網(wǎng)通信系統(tǒng)還會受到系統(tǒng)間干擾、系統(tǒng)內(nèi)干擾以及電磁干擾等，但這些并不意味著GSM-R技術本身有問題，GSM-R是一個成熟的技術，目前真正制約其向鐵路下一代寬帶移動通信發(fā)展的主要瓶頸是頻譜資源嚴重受限的問題。”北京交通大學教授、博導，軌道交通控制與安全國家重點實驗室副主任艾渤表示。

隨著高速鐵路網(wǎng)的形成，在GSM-R網(wǎng)絡上將會運行著數(shù)百對甚至上千對的高速列車，需要同時保證這些列車控制數(shù)據(jù)的可靠傳輸非常的困難。另外，受公眾移動通信變化的影響，預計未來鐵路應用將使用寬帶和多媒體業(yè)務及新的附加業(yè)務。面對如此洶涌的鐵路發(fā)展浪潮，僅有4M共用頻寬的GSM-R系統(tǒng)顯得嚴重不足，如何妥善解決頻譜問題成了運營部門首要考慮的問題。據(jù)了解，目前歐洲的知名鐵路聯(lián)盟正在向國際電磁兼容和無線頻率事務管理部門申請增加GSM-R頻譜。

演進才是硬道理

我國鐵路正逐步向鐵路下一代寬帶移動通信方向發(fā)展，為進一步提高行車安全、提高運輸效率、優(yōu)化資源配置，新的業(yè)務需求不斷涌現(xiàn)。GSM-R作為窄帶移動通信技術，承載的業(yè)務以話音為主，數(shù)據(jù)業(yè)務速率低，一般只能達到4800-9600bps，因此，在GSM-R平臺上開拓新業(yè)務的難度大。

在2010年12月召開的第七屆世界高速鐵路大會上，國際鐵路聯(lián)盟(UIC)、中國鐵道部明確指出：高速鐵路移動通信長期演進采用鐵路寬帶移動通信系統(tǒng)(LTE-R)技術發(fā)展戰(zhàn)略。也就是說，高鐵通信將跨越3G，直接發(fā)展“準4G”技術。

新的通信技術必將會對舊指標進行修改、提升并加入新的特性，相對于GSM-R,新一代LTE-R系統(tǒng)應該至少具有以下四個新特征：一是“新”的服務，包括移動寬帶業(yè)務、多媒體業(yè)務等；二是“高”的數(shù)據(jù)傳輸速率；三是“高”的頻譜利用率；四是“非?？?rdquo;的調(diào)制適應速度。

艾渤表示：“GSM-R的升級應考慮到三個問題：首先，必須要保證GSM-R的后向兼容能力，應該允許移動臺在GSM-R網(wǎng)絡和LTE-R網(wǎng)絡之間進行切換；其次，若LTE-R的工作頻段接近GSM-R的工作頻率，則會與GSM-R之間產(chǎn)生無線頻率的阻塞，干擾，互調(diào)等問題；由于頻譜資源的相對緊張，運營部門必須考慮跨頻段頻率資源融合問題。”