单击以编辑母版标题样式,*,*,GSM-R,铁,路专用综合数字移动,系统,11/17/2024,1,GSM-R铁路专用综合数字移动系统10/6/20231,一、,蜂窝通信的历史与现状,11/17/2024,2,一、蜂窝通信的历史与现状10/6/20232,1981,NMT,北欧解决方案,目前1,800,万用户,450 MHz,和,900 MHz,NORWAY,DENMARK,FINLAND,SWEDEN,FRANCE(450 MHz),英国1985,TACS,800,和,900 MHz,中国1990,TACS/ETACS/AMPS,800,和900,MHz,1982,AMPS,800 MHz,目前,2500,万用户,1985,RADIOCOM 2000,FRANCE,400 MHz,900 MHz,专用移动发展,Japan,NTT cellular(1979),JTACS(1988),1986,C.450,GERMANY,450 MHz,世界范围第一代模拟蜂窝系统(1980,s-,现在）,11/17/2024,3,1981 NMTNORWAY,DENMARK英国1985,世界范围第二代数字蜂窝系统(1990,s-,现在）,IS-54:North American Standard-TDMA,IS-95:CDMA(Qualcomm),GSM:Pan-European Digital Cellular,DECT:Digital European Cordless Telephone,11/17/2024,4,世界范围第二代数字蜂窝系统(1990s-现在）IS-54:,世界范围第三代数字蜂窝系统(2000,s-),WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA/TD-CDMA,11/17/2024,5,世界范围第三代数字蜂窝系统(2000s-)WCDMA10/6,3G,体制,WCDMA,核心网络：基于MAP和GPRS,无线传输技术：WCDMAFDD/TDD,TD-SCDMA,核心网络：基于MAP,无线传输技术：TD-SCDMA,cdma2000,核心网络：基于ANSI 41和MIP,无线传输技术：cdma2000,CDMA技术是3G的核心,3G的核心-CDMA技术,11/17/2024,6,3G体制 WCDMA核心网络：基于,三种主要体制比较,11/17/2024,7,三种主要体制比较10/6/20237,二、GSM-R与GSM,11/17/2024,8,二、GSM-R与GSM10/6/20238,名词缩写,GSM:GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS,全球移动通信系统,GSM-R:GSM for Railways,全球铁路移动通信系统,11/17/2024,9,名词缩写GSM:GLOBAL SYSTEM FOR MO,1.GSM与GSM-R的关系,六大关系,GSM-R理论建立在GSM理论基础之上；,GSM-R技术建立在GSM技术基础之上；,GSM-R工业以GSM工业为基础；,GSM-R工程建设以GSM工程经验为基础；,GSM-R应用开发吸收GSM成功经验；,GSM-R的市场铁路专用，GSM公众商用。,11/17/2024,10,1.GSM与GSM-R的关系六大关系GSM-R理论建立,1.GSM与GSM-R的关系-业务模型,GSM基础设施,eMLPP,VBS,VGCS,电信业务-ASCI,功能寻址,与位置有关,的寻址,接入,矩阵,铁路运营特色,铁路应用,功能号,的表示,安全综合移动信息服务,自动列车控制(CTCS),远程遥控,铁路紧急救援移动服务,调车作业移动服务,轨道维护移动服务,铁路客站综合移动信息服务,铁路货站综合移动信息服务,机车综合移动信息服务(无线列调),旅客列车综合移动信息服务,GSM电信业务,11/17/2024,11,1.GSM与GSM-R的关系-业务模型GSM基础设施e,2.GSM的过去与现状起源,GSM起源于1982年，由欧洲邮政与电信大会(CEPT)的“移动通信特别组”(,G,roup,S,pecial,M,obile)负责工作。,1988年成立欧洲电信标准研究所(ETSI)，由ETSI的技术委员会特别移动组(,S,pecial,M,obile,G,roup)负责GSM的标准化工作。,GSM是一种第二代数字蜂窝移动通信标准。世界上应用最广泛的第二代数字移动通信标准是GSM、IS-136和CDMA(IS95)。,11/17/2024,12,2.GSM的过去与现状起源GSM起源于1982年，由欧,2.GSM的过去与现状规范制定,GSM经历了以下几个主要阶段：,Draft(1991年),Phase 1(1992,年底冻结）,Phase 2（1994年底冻结）,Phase 2+R96,Phase 2+R98,Phase 2+R99,R4(2000),R5(2002),R6(2003),ETSI,3GPP,11/17/2024,13,2.GSM的过去与现状规范制定GSM经历了以下几个主要,2.GSM的过去与现状标准组织机构,SMG1 业务,SMG2 无线接入,SMG3 网络,SMG4 数据,SMG6 管理与维护,SMG7 移动设备测试,SMG9 IC卡,SMG10 安全,SMG11 语音,SMG12 基础设施,11/17/2024,14,2.GSM的过去与现状标准组织机构SMG1 业务,2.GSM的过去与现状,国际工作频段,GSM 450频段,450.4,457.6 MHz,460.4,467.6 MHz,GSM 480频段,478.8,486,MHz,488.8-,496 MHz,GSM 850,频段,824-,849,MHz,869-,894 MHz,P-GSM，标准GSM900频带,890-915 MHz,935-960 MHz,E-GSM，扩展GSM900频段,880-915 MHz,925-960 MHz,R-GSM，铁路GSM900频段,876-915 MHz,921-960 MHz,DCS 1800 频段,1710-1785 MHz,1805-1880 MHz,PCS 1900 频带,1850-1910 MHz,1930-1990 MHz,11/17/2024,15,2.GSM的过去与现状 国际工作频段GSM 450频段,5.GSM工作原理-网络结构,EIR,AUC,HLR,BTS,MSC,BSC,BSC,VLR,MSC,TSC,MS,互联网络,(IXC),本地交换网络,汇接局,交换中心,AT&T,MCI,Sprint,中国移动,中国联通,.,11/17/2024,16,5.GSM工作原理-网络结构EIRAUCHLRBTSM,5.GSM工作原理,向,GPRS网络演进,11/17/2024,17,5.GSM工作原理向GPRS网络演进10/6/2023,MS3,/,ARFCN,0,1,123,FDM,BTS,0,TDMAs,TS,7,n,n-1,n+1,MS2,MS1,time,GSM/GSM-R,工作原理,11/17/2024,18,MS3/ARFCN01123FDMBTS0TDMAsTS7,三、欧洲选择GSM-R及其进展,11/17/2024,19,三、欧洲选择GSM-R及其进展10/6/202319,(一)、UIC推出欧洲铁路运输管理系统(ERTMS),在欧洲，铁道和机车车辆的现代化要求引入通用信号系统，即欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)，ERTMS属于欧洲委员会(EC)管理的项目。,在高新技术驱动之下，协调和统一各国的运输管理系统模式，特别是通信信号方式，消除语言文化障碍、实现高速不停车跨国界铁路交通，达到提高铁路运输业的市场竞争优势。,ERTMS给欧洲铁路带来新的发展动力，其效益体现为：较低的铁路运营与维护费用、优质服务质量、极高安全可靠性、高能量利用率实现环保形交通，以及人文的工作环境。,ERTMS包括：ETCS（欧洲铁路控制系统）和GSM-R（铁路综合数字移动通信系统）。,11/17/2024,20,(一)、UIC推出欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)在欧洲，,1、从LZB、FZB、ASTREE发展到ETCS,LZB 利用轨道电缆环线传输列控系统行车指令和速度指示式机车信号，取消地面闭塞信号机，保留闭塞分区，列车按固定闭塞分区间隔运行。,ASTREE实时追踪控制系统,法国国铁1986年开始开发的系统，为Automatic Suiri des Trains en Lemps REEL简称，其目的是：提高功能，降低成本，采用新技术。系统停止开发，加入ETCS。,FZB基于无线的列控系统,德铁80年代末开发的新一代列控系统，为Funk Zug Bee in flussung-Radio based continue train control system简称，其目的是：实现低成本、高性能的列控系统。系统已加入ETCS,ETCS欧洲列车控制系统,欧共体支持的统一的列车控制系统，采用GSM-R作为传输系统。其开发目标：在欧洲铁路网运行互操作性(国际)，实施标准化，降低成本，提高模块化和灵活性。,11/17/2024,21,1、从LZB、FZB、ASTREE发展到ETCSLZB 利用,2.现代列车控制技术的演进,ATCS,AATC,CBATC,CBTC,北美/地铁,CARAT,日本,FZB,ASTREE,ETCS,欧洲/国铁,LZB,11/17/2024,22,2.现代列车控制技术的演进ATCSAATCCBATCCB,3.列车控制系统的传输通道,CBTC基于通信/传输的列车控制,漏泄波导,轨道电缆环线,GSM-R,扩频无线,等等,基于近场感应的列车控制,轨道电路,应答器,等等,11/17/2024,23,3.列车控制系统的传输通道CBTC基于通信/传输的列车控制,4.基于无线的列车控制系统原理图,11/17/2024,24,4.基于无线的列车控制系统原理图10/6/202324,5.基于无线的列控方式制动曲线,11/17/2024,25,5.基于无线的列控方式制动曲线10/6/202325,(三)、起源于欧洲的GSM-R系统,11/17/2024,26,(三)、起源于欧洲的GSM-R系统10/6/202326,1.欧洲,GSM-R,官方机构,定义新的铁路公用通信系统标准的需求,铁路通信标准机构，定义GSM-R网络功能特征和互操作性,根据EIRENE规范，开发和测试GSM-R系统,UIC,EIRENE,MORANE,ETSI,ETSI-SMG,工业界合作伙伴,11/17/2024,27,1.欧洲GSM-R官方机构定义新的铁路公用通信系统标准的,2.GSM-R时间进度表,研究,UIC开始考察铁路通信采用数字无线系统的可行性,UIC决定采用GSM-R,1992,1993,1994,1995,1996,1997,1998,1999,规范制定阶段,ETSI确定在GSM标准中引入ASCI功能,GSM-R特殊功能规范,试验测试阶段,97年7月签署EIRENE MoU,MORANE建立测试线路，证明以下概念：,GSM标准的演进(Phase 2),第一套产品的有效性,11/17/2024,28,2.GSM-R时间进度表 研究1992199319941,3.GSM-R 在欧洲试验项目,-MORANE三个测试试验基地,11/17/2024,29,3.GSM-R 在欧洲试验项目-MORANE三个测试,In realisation,Supplier selected,In negotiation,Planning/Study,Test trials,SBB,DSB,SJ,BV,CFR,DB AG,WCML,CD,TAV,MAV,JBV,NSB,NS,PKP,RENFE,SNCB,SNCF,SZ,FS,VR Track,RHK,BB,Railtrack,CTRL,GIF,4.欧洲GSM-R项目与状态,11/17/2024,30,In realisationSupplier