本文關(guān)鍵詞：數(shù)字移動通信系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）（integrated digital mobile communicationsystem for railway）采用GSM-R數(shù)字技術(shù)體制，能夠滿足鐵路客貨運輸、公務(wù)通信、物流管理等需要的，提供語音、數(shù)據(jù)、靜止圖像等綜合業(yè)務(wù)的移動通信系統(tǒng)。

GSM-R的起源 國際鐵路聯(lián)盟（UIC）在1992年提出采用GSM-R發(fā)展新一代鐵路數(shù)字移動通信的建議，并得到許多國家和工業(yè)組織的響應(yīng)。GSM最初是歐洲特別移動小組（Group SpecialMobile）的縮寫，現(xiàn)在則是全球移動通信系統(tǒng)（GlobalSystem for Mobilecommunication）的簡稱，截止到2003年11月底的統(tǒng)計，GSM是世界上應(yīng)用最廣泛的第二代數(shù)字移動通信標(biāo)準(zhǔn)。GSM-R是GSM for railway的英文縮寫，其意為鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)。1997年，24個國家的32個鐵路組織簽署了諒解備忘錄。此后，歐洲委員會確定GSM-R作為歐洲新一代鐵路綜合無線通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。2002年7月5日歐洲郵政與電信管理委員會（CEPT）根據(jù)歐委會的1996/48/EC和1999/569/EC 指令文件，頒布了ECC/DEC/（02）05 指令文件，為歐洲鐵路綜合數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)指配了876～880/921～925MHz專用頻帶，從而為GSM-R在歐洲的實施奠定了堅實基礎(chǔ)。同時期，為實施智能鐵路運輸系統(tǒng)，，UIC提出構(gòu)建基于GSM-R無線通信平臺的歐洲列車控制系統(tǒng)（ETCS），并且，在GSM-R和ETCS的基礎(chǔ)之上發(fā)展歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)(ERTMS)。

中國鐵路在多年研究和探索的基礎(chǔ)之上，根據(jù)中國經(jīng)濟遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃對鐵路運輸現(xiàn)代化的需求，分析世界鐵路市場技術(shù)裝備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，結(jié)合中國鐵路運輸?shù)膶嶋H情況和需要，確定GSM-R作為發(fā)展鐵路綜合數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體制，建設(shè)具有無線列調(diào)、區(qū)間移動通信、應(yīng)急通信、調(diào)度指令/車次號傳輸、編組站/車站綜合移動通信、組合列車多機車同步控制信息傳輸、尾部風(fēng)壓檢測信息和控制指令的傳輸、機況/弓況信息傳輸、鐵路沿線的固定無線接入、公務(wù)移動通信、旅客列車移動信息傳輸?shù)裙δ艿臒o線通信系統(tǒng)。同時，中國列車控制系統(tǒng)（CTCS）第三級采用GSM-R發(fā)展固定閉塞的列車運行控制系統(tǒng)，CTCS第四級采用GSM-R發(fā)展移動閉塞的列車運行控制系統(tǒng)。為此，信息產(chǎn)業(yè)部信部無函〔2003〕394號文批準(zhǔn)了中國鐵路GSM-R所使用的頻段，為GSM-R的實施鋪平了道路。

技術(shù)特征 GSM-R技術(shù)是GSM在鐵路方面的應(yīng)用，它采用標(biāo)準(zhǔn)的GSM Phase 2+技術(shù)和為鐵路專用的頻段。GSM技術(shù)經(jīng)歷了Phase 1，Phase 2，Phase 2+等階段，GSM規(guī)范從1992年公布以來，一直在不斷地完善和發(fā)展，出現(xiàn)了許多版本：R1996，R1997，R1998，R1999。Phase 1和Phase 2階段規(guī)范只提供語音、傳真、文本短消息、電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在Phase 2+階段引入了許多新業(yè)務(wù)，包括：通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）、定位通信業(yè)務(wù)（LCS）、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)（IN）、高級語音呼叫業(yè)務(wù)（ASCI）、虛擬歸屬環(huán)境（VHE）等。GSM全速率語音編碼方案為RPE-LTP-LPC（規(guī)則脈沖激勵-長期預(yù)測-線性預(yù)測編碼），速率為13kbit/s），其包含的技術(shù)主要有全速率不連續(xù)傳輸（DTX）、全速率語音活動檢測（VAD）、全速率舒適噪聲插入、全速率丟失語音幀內(nèi)插和靜默等。GSM無線接入為時分多址（TDMA），調(diào)制方式為高斯最小頻移鍵控（GMSK），載波間隔為200kHz，載波調(diào)制速率為270.833 kbit/s，一個載波8個時隙。GSM分為邏輯信道和物理信道，物理信道是指由載波頻率號、時隙號確定的、承載消息的最小物理資源；邏輯信道是指承載用戶信息或信令信息的消息。邏輯信道又分為業(yè)務(wù)信道和控制信道，前者是指承載語音或用戶數(shù)據(jù)的消息；后者是指承載信令信息的消息。GSM的信道編碼采用系統(tǒng)分組編碼、卷積編碼、交織、重序相結(jié)合的方案，具有很強的檢糾錯能力。為適應(yīng)高速率電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要，在GSM Phase 2+中引入了高速調(diào)制方式——8元相移鍵控（8PSK）。為滿足大容量網(wǎng)絡(luò)的需要，引入了半速率語音編碼方案，速率為6. 5 kbit/s。

業(yè)務(wù)與功能GSM-R的業(yè)務(wù)與功能為鐵路移動通信提供了標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)平臺。它基于GSM的基本電信業(yè)務(wù)，利用了高級語音呼叫業(yè)務(wù)（ASCI），提供鐵路特有的調(diào)度業(yè)務(wù)和各種應(yīng)用。GSM-R業(yè)務(wù)與功能分為4 個層次。第一層為GSM基本電信業(yè)務(wù)，包括GSM標(biāo)準(zhǔn)中定義的基本承載業(yè)務(wù)、終端業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)。基本承載業(yè)務(wù)主要包括無限制數(shù)據(jù)信息（UDI）、3.1kHz音頻信息、異步分組組裝/分拆信息（PAD）、同步分組信息；終端業(yè)務(wù)主要包括語音、短消息、傳真和語音組業(yè)務(wù)；補充業(yè)務(wù)是對基本電信業(yè)務(wù)的補充，包括優(yōu)先級業(yè)務(wù)、號碼識別、呼叫轉(zhuǎn)移、多方通話、呼叫禁止等業(yè)務(wù)。第二層為高級語音呼叫業(yè)務(wù)，包括增強多優(yōu)先級與強拆（eMLPP）、語音組呼業(yè)務(wù)（VGCS）和語音廣播業(yè)務(wù)（VBS）。第三層為鐵路基本業(yè)務(wù)，根據(jù)鐵路的特殊需求為使用者定義了一些特殊功能，包括功能尋址、功能號表示、接入矩陣和基于位置的尋址，這些業(yè)務(wù)體現(xiàn)了鐵路用戶的移動性和身份的多樣性。第四層為鐵路應(yīng)用，是根據(jù)我國鐵路通信的需求和實際制定的功能應(yīng)用，包括調(diào)度通信、列車自動控制、區(qū)間移動通信、旅客業(yè)務(wù)、尾部風(fēng)壓檢測、高速數(shù)字通信、鐵路緊急通信、早面調(diào)車、軌道維護(hù)和遠(yuǎn)程控制等。第一、二、三層是基礎(chǔ)和平臺，第四層是建立在基礎(chǔ)之上開發(fā)的具體應(yīng)用。

移動臺（Mobile Station） GSM-R移動臺是指接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)的用戶設(shè)備，由移動設(shè)備（ME，Mobile Equipment）和SIM卡構(gòu)成。移動臺可以是單獨的移動終端（MT，Mobile Terminal），或者是移動終端直接與終端設(shè)備（TE，Terminal Equipment）相連接而成，或者是移動終端（MT）通過終端適配器（Terminal Adapter）與終端設(shè)備（TE）相連接而成。根據(jù)應(yīng)用情況，移動臺有3種類型：MS-0，具備支持某種業(yè)務(wù)功能（例如通話功能）的移動終端；MS-1，提供S接口，支持ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口建議的標(biāo)準(zhǔn)終端；MS-2，具有移動終端的功能，支持國際電信聯(lián)盟（ITU）X系列，V系列接口建議的非ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端。根據(jù)任務(wù)和工作環(huán)境，GSM-R移動臺分為：機車臺，給列車司機使用；通用電臺，給鐵路公務(wù)人員使用；作業(yè)電臺，給參加列車運行的人員使用，如調(diào)車作業(yè)和現(xiàn)場維護(hù)。

GSM-R移動臺的業(yè)務(wù)和功能包括：通過無線接口接入GSM-R數(shù)字移動通信網(wǎng)；支持話音傳輸、短消息業(yè)務(wù)、傳真業(yè)務(wù)、語音組呼業(yè)務(wù)、語音廣播業(yè)務(wù)等終端業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)；支持增強多優(yōu)先級與強拆業(yè)務(wù)（eMLPP）、用戶到用戶信令（UUS）業(yè)務(wù)、多方通話業(yè)務(wù)等補充業(yè)務(wù)；支持功能尋址、基于位置的尋址、調(diào)車作業(yè)模式、同一列車上的多司機通信、鐵路緊急呼叫等鐵路特定的業(yè)務(wù)；對用戶數(shù)據(jù)和信令單元進(jìn)行加密；語音編解碼和信道編譯碼，完成無線信道速率和用戶數(shù)據(jù)速率之間的適配；協(xié)助進(jìn)站子系統(tǒng)完成切換；提供友好的人機接口（MMI），完成相關(guān)的交互功能。

移動臺的用戶識別模塊（SIM）是一張帶有微處理器的IC卡片，由于CPU，RAM，ROM，EPROM及串行通信單元等部分組成。GSM-R的SIM卡內(nèi)存儲4類信息：一是與卡和持卡者特征有關(guān)的信息；二是GSM網(wǎng)絡(luò)操作所需的信息，例如國際移動用戶身份識別號（IMSI）、加密鍵Kc、用戶密鑰Ki、鑒權(quán)算法等；三是撥號號碼、網(wǎng)絡(luò)承載性能、短消息業(yè)務(wù)信息等；四是與鐵路應(yīng)用相關(guān)的信息，例如功能號、語音組ID、緊急呼叫確認(rèn)、調(diào)車信息等。GSM-R系統(tǒng)通過SIM卡來識別移動用戶。

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