发布时间 : 星期三 文章GSM-R系统的组成及业务功能更新完毕开始阅读
4、GSM-R系统使用对称无线信道，采用频分多址（FDMA）+时分多址（TDMA）的多址方式。先将4M频谱划分为21个载频，每一个载频分成8个时隙，8个时隙组成一个TDMA帧，即1个载频可以提供8个物理信道（时隙），提供给8个用户同时使用，用来传输语音或数据业务。也就是说一个频点可以同时8个用户进行语音或数据的通信。
图3-5 时分多址
常规的多址方式有三种：频分多址（FDMA），时分多址（TDMA），码分多址（CDMA）。
FDMA是将规定的频谱划分为若干个规定带宽的信道，每个用户在通信的时候占用一个信道。其是最早广泛应用也最成熟的多址技术，主要用于第一代模拟移动通信系统中。
TDMA是将规定的带宽的信道在时间轴上分成一个个时隙，若干个时隙组成一帧。每一帧中的若干时隙构成一个物理信道。其在第二代蜂窝移动通信系统中使用。铁路GSM-R系统也是采用这种多址方式。 CDMA的物理信道在时间和频谱上是重叠的，利用码字的正交性来区分不同的物理信道。即在TDMA基础上，在每个时隙上承载多个正交码型，属于第三代移动通信技术（3G）。
二、GSM-R承载的铁路业务。 1、电路域业务：
目前，高铁GSM-R系统所承载的电路域数据业务主要有C3列控及调度语音业务。
电路域业务又分为电路域数据业务和电路域话音业务。 电路域数据业务:列车控制信息（C3列控业务）。
电路域话音业务：调度移动通信语音（基础语音）业务、高级语音业务。
GSM-R除了提供基础语音通话功能外，还具备较高级的语音功能，如：优先级与强拆(eMLPP)、语音组呼(VGCS)、语音广播(VBS)。
优先级与强拆:包括两个方面：优先级和资源抢占。优先级是指在呼叫建立时给该呼叫指配一个优先级，该呼叫可以此级参与网络资源的竞争和调配。资源抢占是指当网络中没有空闲资源可用时，具有
较高优先级的用户可以抢占强拆低优先级的用户的信道资源进行通信。
语音组呼：一个讲话（呼叫的发起人），多人聆听。当发起人停止讲话，某个人需要讲时，需要先进行申请，同意后也可以讲话。
语音广播：只能由发起人讲话，其他人听没有讲话的权力。 语音组呼和语音广播可以用于实现调度的指挥、紧急通知等，尤其适用于铁路的行车指挥调度部门。
电路域业务主要针对于那些对实时性要求较高，又要十分准确的传递信息，具有最高或者较高的优先级的业务。一般用于列车控制，调度语音指挥行车，铁路应急指挥通信等重要的业务。采用电路交换数据传输方式，配置固定信道，无法和其他信道共享，以此来保证传输的实时性和准确性。电路交换数据传输通过占用一条话音信道提供端到端的数据传输。建立完成后，每条链路数据独占一个时隙（即一个信道），数据传输速率最高为 。
2、分组域业务。 目前，一般高铁线路GSM-R系统所承载的分组域数据业务主要有无线车次号信息、调度命令、近路预告信息。
分组域数据业务主要针对于那些对实时性要求较低（与电路域业务相比），突发性强，有一定的数据量的业务。采用分组交换技术，可以高效传输数据和信令，只有当传输数据时才占用网络资源。优化了对网络资源和无线资源的利用，同时提高了传输的速率。无线资源中的一个频点即一个TDMA帧可分配1到8个无线接口时隙。这些时隙能为用户所共享，且上行链路和下行链路的分配是独立的。可以同时使用8个时隙进行数据传输，最高速率可达（理论值）。
我国铁路发展基于GSM-R的GPRS业务，是根据我国铁路运输对通信业务需求量大、但频率资源紧张的实际情况而进行的技术决策。为提高有限的频率资源利用率而引入的(在我国铁路GSM-R系统可以使用的频率只有4M)。GSM-R系统内加入GPRS，把一些特定的铁路业务来通过GPRS进行分组传输，以提高频率的利用率。
3、智能业务
（1）功能号注册、注销与管理业务
利用智能网数据库管理功能实现机车功能号注册、注销以及管理。
（2）增强型接入矩阵业务
根据主、被叫的身份进行呼叫裁决，判断是否允许呼叫继续。 （3）功能寻址业务
根据被叫用户所承担的功能来发起呼叫，而不是根据被叫用户的号码来寻址。主要用于解决固定用户呼叫移动用户，即调度员和车站值班员呼叫机车司机或手持台用户。
（4）位置寻址业务
将移动用户发起的呼叫，路由到一个与该用户当前所处位置相关的目的地址。这个功能主要用于解决移动用户呼叫固定用户，包括司机或运营手持台用户呼叫调度员和当前车站值班员等。 三、GSM-R小区覆盖 1、GSM-R小区形状。
GSM-R网络是沿路铁路线方向布放基站铁塔，铁塔顶端安装定向天线，以形成沿铁路线椭圆型的全向小区。在话务量较大但对于速度要求较低的编组站则采用扇行小区覆盖。人口密度不高的低速路段和轨道交织处一般是农村地区的采用全向小区覆盖。
2、频率复用。
铁路GSM-R系统线状覆盖的频率复用：
f1
f2
fn
f1
f2
fn
图3-6 频率复用示意图
在系统中会给每一个小区的基站分配一组信道，只要相隔距离足够远，相同的信道可以在另一个小区重复使用。把若干个使用全部频率的小区组成的集合称为一个簇，把不同簇中使用相同频率的小区成为同频小区。任2个同频小区之间的距离成为同频复用距离。为了避免同频小区之间的干扰，必须选定合适的同频复用距离。
复用距离 D
频率组A1 其他频其他频频率组A1 R R 有用信号 干扰信号
图3-7 同频复用距离
其中：小区半径R/小区簇、小区簇内的小区数N、同频复用距离D、同频复用比Q
3、GSM-R的干扰
有线通信是可以基本上不考虑干扰问题的，而无线通信首先要考虑的就是干扰问题，这是有线通信与无线通信最大的不同之处。
（1）同频干扰：由于采取频率复用，在同频小区之间产生的干扰。通常我们用同频干扰信噪比C/I来衡量接收机的接收质量。小区簇的N值决定了移动台的接收信噪比，同时也决定了系统的容量。所以只要指定一个能够保证话音质量的接收门限电平，就能够确定簇的大小和频率复用的方案。
图3-8 同频干扰
第一代移动通信：要求信噪比〉20dB，即有用信号为干扰信号的100倍以上。第二代移动通信：要求信噪比〉9dB，即有用信号为干扰信号的10倍左右。而这是对公网GSM系统而言，对于铁路通信，由于其中包括了很重要的列车控制、调度命令等业务，所以对GSM-R来说，为了保证其更高的安全性，要求信噪比〉12dB。现有的GSM公网采用的小区复用模型，其信噪比〉9dB，不适合与铁路专网使用。