通訊體系是鐵路的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備之一，承載了鐵路療養(yǎng)指示、列車運(yùn)轉(zhuǎn)控制、缺點(diǎn)預(yù)警、險(xiǎn)情通告、應(yīng)急拯救等責(zé)任。鐵路通訊的運(yùn)用情境多樣化，歧車內(nèi)、車廂之間、車對鐵道等，因此鐵路運(yùn)業(yè)務(wù)者一樣尋常同時(shí)將窄頻和寬帶無線通訊技術(shù)運(yùn)用于列車無線通訊體系，如TETRA、數(shù)字移動無線電(DMR)、GSM和Wi-Fi等。

鐵路通訊直接進(jìn)入4G世代

國際鐵路聯(lián)盟(UIC)于1995年評價(jià)了TETRA和GSM兩項(xiàng)技術(shù)的特性，最后遴選GSM作為鐵路通訊技術(shù)基礎(chǔ)，發(fā)展GSM-R(GSM-Railway)成為鐵路國際無線通訊類型。

GSM-R為第二代移動通訊技術(shù)，屬于窄頻通訊體系，頻譜運(yùn)用率較低，主要承載語音業(yè)務(wù)和少量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)速率較低，一樣尋常僅為2,400~9,600bps，使得在現(xiàn)有GSM-R平臺上拓荒各種新業(yè)務(wù)有其難度。 其次，隨著通訊技術(shù)改朝換代，GSM-R相關(guān)設(shè)備、技術(shù)支持等預(yù)計(jì)至2030年末了;最后，隨著鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)朝向融合、寬帶、創(chuàng)新等傾向發(fā)展，將一切的通訊需求整合到單一網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)亦存在需求。

因此，UIC從2008年最早著手鐵路下世代行動通訊體系鉆研，2009年和2010年前后宣告鐵路下世代行動通訊體系業(yè)務(wù)需乞降技術(shù)需求白皮書;另外在2010年12月召開的第七屆世界高速鐵路大會中， UIC邃曉泄漏顯示3G技術(shù)不適用于鐵路，因此高鐵通訊將跨越3G，直接發(fā)展「準(zhǔn)4G」技術(shù)。

2014年4月，UIC提出鐵路下世代行動通訊發(fā)展謀劃，并與3GPP合作睜開類型化事變。 根據(jù)UIC提出的LTE-R(LTE-Railway)發(fā)展步驟，于2014年9月最早舉辦Release 12(R12)事變，R12是LTE-R網(wǎng)絡(luò)直立的主要環(huán)節(jié)，重若是對R11類型化作進(jìn)一步拓荒和實(shí)體鉆研。

為了能在2020年組成類型，并在2022年最早布建，UIC進(jìn)一步于2016年3月宣告未來鐵路行動通訊體系-用戶需求類型(Future Railway Mobile Communication System-User Requirements Specification)，制定了新一代鐵路通訊用戶需求類型。 同年3GPP事變組SA1著手鉆研，為UIC一定哪些FRMCS要求在3GPP的事變范圍內(nèi)，并完成與R14中現(xiàn)有服從的差別理會，列為3GPP R15所需事變。

中/歐/韓均回收1GHz以下頻段

當(dāng)GSM技術(shù)豎立為鐵路無線通訊技術(shù)今后，選定一個(gè)合營的頻段可以也許也許通行各個(gè)國家成為鐵路無線通訊體系運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵要素。 以往鐵路通訊體系已運(yùn)用的450/460MHz頻段，已無足夠的帶寬滿足未來無線電運(yùn)用。 因此1995年ETSI (European Telecommunications Standards Institute)在UIC托付下，衡量無線電撒布和體系可用性等諸多啟事，900MHz頻段被證實(shí)是最合適的頻段， 為GSM-R設(shè)計(jì)了876~880 MHz(上行鏈路)和921~925 MHz(下行鏈路)兩個(gè)頻段。

為了供給更多運(yùn)用、更高質(zhì)量于高速鐵路(High Speed Rail，HSR)的通訊，LTE-R頻次的遴選為至關(guān)主要，搜羅歐洲鐵路局(ERA)、中國鐵路和UIC都已著手談?wù)揌SR運(yùn)用的頻譜分配。

現(xiàn)在，大多數(shù)已商轉(zhuǎn)的LTE體系大多運(yùn)轉(zhuǎn)在1GHz以上的頻段，歧1.8GHz、2.1GHz、2.3GHz和2.6GHz等，低頻段700~900MHz在部分國家亦有商轉(zhuǎn)。 以頻譜特性而言，高頻譜有較大的帶寬，可供給較高傳輸流量有助傳輸速率的選拔，低頻譜則可供給較長距離的掩飾。

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LTE-R若運(yùn)轉(zhuǎn)在高頻譜，則基站建置密度要求較高，由于高頻譜有較高的撒布斲喪、較嚴(yán)重的訊息吸取式微，因此LTE-R基地臺之間的距離必須小于2千米，如此將以致基地臺數(shù)增加、投資資本激增，基地臺間的頻次也必須頻繁地切換。 有鑒于此，低頻頻譜如450~470MHz、800~900MHz和1.4GHz也被廣泛推敲供給給LTE-R運(yùn)用，其中450~470MHz一直被鐵路業(yè)運(yùn)用、900MHz用于GSM-R，因此這兩個(gè)頻次最可以也許繼續(xù)延用于LTE-R (表1)。

以中國為例，450~470MHz早用于中間黨政機(jī)關(guān)、軍隊(duì)、鐵路、公安等部分通訊和一些企事業(yè)單位的指示療養(yǎng)體系的通訊頻次。 450MHz由于頻段低，撒布斲喪小，繞射能力強(qiáng)，回收相同數(shù)量的基地臺，可以也許掩飾更大范圍。 相同的發(fā)射功率和撒布條件下，一樣是運(yùn)轉(zhuǎn)FDD-LTE技術(shù)，450MHz的掩飾距離約是1.8GHz的3.5倍，掩飾一樣區(qū)域的行動通訊網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用450 MHz頻段所需要的基地臺數(shù)量僅為1.8GHz的8.3%， 非常適合于鐵路通訊直立，因此中國鐵路局評價(jià)因襲450~470MHz運(yùn)轉(zhuǎn)LTE-R。

歐洲方面，UIC在其所宣告的FRMCS中泄漏顯示，LTE-R要直立在今后GSM-R的基礎(chǔ)上，以重復(fù)運(yùn)用已投資的基礎(chǔ)設(shè)備，如此可以也許勤儉高額的布建資本;再者，鐵路公司也推敲繼續(xù)運(yùn)用現(xiàn)有的GSM-R體系，屆時(shí)平滑升級至LTE-R。 因此，1GHz以下的頻譜在歐洲被視為具有高度資本效益的遴選將優(yōu)先被回收。 而在韓國方面，因全國性的PS-LTE(Public safety-LTE)網(wǎng)絡(luò)已閞始布建，并且運(yùn)轉(zhuǎn)于700MHz，因此與PS-LTE同步舉辦的LTE-R也運(yùn)轉(zhuǎn)于700MHz。

在UIC還沒定下全球LTE-R類型之前，韓國先自行拓荒，將第四代LTE運(yùn)用于國家鐵路平臺，于2014年就最早舉辦LTE-R相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，韓國當(dāng)局設(shè)想在全國范圍內(nèi)直立并裝配LTE-R基站，投資預(yù)算達(dá)16億美圓， 到2025年掩飾全國鐵路網(wǎng)總長約5,000千米。

LTE-R類型2022年睜開導(dǎo)入

推動進(jìn)程方面，合營3GPP R15、R16類型豎立的時(shí)程，歐盟設(shè)計(jì)于2018年豎立鐵路未來通訊體系仔細(xì)的體系定義以及世代交替計(jì)謀，并在2020歲尾舉辦場域測試、2022歲尾最早舉辦體系遷移至下世代通訊技術(shù)。

由于鐵路通訊的運(yùn)用情境多樣化，歧高速火車的提高、火車/軌道旗子暗記和語音通訊、或是火車/軌道記憶通訊，或因應(yīng)緊急救災(zāi)通訊需求，使LTE技術(shù)成為下世代鐵路無線通訊最適遴選。 因此UIC與3GPP合作，將鐵路運(yùn)用所需的技術(shù)、類型歸入LTE類型制定與談?wù)?，尤其在R15。 依現(xiàn)在設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)2020年LTE-R類型豎立，2022年可以也許最早導(dǎo)入。

中/歐頻譜政策各有難題待解

觀察LTE-R發(fā)展相對快速的國家如韓國、歐盟、中國等，發(fā)展LTE-R有各自不合的命題。 韓國于2014年著手構(gòu)造全國公共安全PS-LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，即整合鐵路、海事之運(yùn)用。 當(dāng)3GPP尚在類型LTE-R類型時(shí)，韓國就設(shè)計(jì)于2017歲尾完成屬于韓國類型的LTE-R，顯見其意在于藉由PS-LTE、LTE-R等項(xiàng)目，直立韓國無線列車控制體系，確保鐵路旗子暗記和通訊方面世界搶先技術(shù)能力， 同時(shí)也促使韓國LTE-R供給鏈的完全。

歐盟LTE-R的發(fā)展最大問題在于頻譜的決定。 歐洲國家土地相連，跨國列車若運(yùn)用不合頻譜，將構(gòu)成通訊體系的不一致性;另一方面未來面臨短距離無線通訊設(shè)備(SRD)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等運(yùn)用的興起，歐洲各國之間的頻譜需求，將構(gòu)成未來鐵路通訊頻譜達(dá)成全歐一致性的難度提高， ETSI與UIC設(shè)計(jì)將于WRC-19聚會會議進(jìn)一步提出談?wù)摗?/span>

中國羈系部分若將450MHz頻段部分頻譜劃為LTE-R運(yùn)用，除鄰頻干擾問題之外，最大的難題是450MHz缺乏LTE產(chǎn)業(yè)鏈的支持。 由于450MHz尚不是3GPP所定義的行動通訊頻譜，所以現(xiàn)在幾乎沒有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端支持。 電信業(yè)者中國聯(lián)通一直在推動450MHz頻段運(yùn)轉(zhuǎn)FDD-LTE技術(shù)成為大陸IMT設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，2017年末中國的管理當(dāng)局已劈頭贊許，并要求中國聯(lián)通舉辦相關(guān)類型化事變， 歧將450MHz新增B1離別設(shè)計(jì)列入在ITU-RM.1036提議書中，期能在3GPP完成新增相關(guān)帶寬。返回首頁，審查更多