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铁路通讯需求日益多元 LTE-R范例2022年上路_建伍无

通讯体系是铁路的关键基础设备之一,承载了铁路疗养指示、列车运转控制、缺点预警、险情通告、应急拯救等责任。铁路通讯的运用情境多样化,歧车内、车厢之间、车对铁道等,因此铁路运业务者一样寻常同时将窄频和宽带无线通讯技术运用于列车无线通讯体系,如TETRA、数字移动无线电(DMR)、GSM和Wi-Fi等。

铁路通讯直接进入4G世代

国际铁路联盟(UIC)于1995年评价了TETRA和GSM两项技术的特性,最后遴选GSM作为铁路通讯技术基础,发展GSM-R(GSM-Railway)成为铁路国际无线通讯类型。

GSM-R为第二代移动通讯技术,属于窄频通讯体系,频谱运用率较低,主要承载语音业务和少量数据业务,数据速率较低,一样寻常仅为2,400~9,600bps,使得在现有GSM-R平台上拓荒各种新业务有其难度。 其次,随着通讯技术改朝换代,GSM-R相关设备、技术支持等预计至2030年末了;最后,随着铁路通讯网络朝向融合、宽带、创新等倾向发展,将一切的通讯需求整合到单一网络运转亦存在需求。

因此,UIC从2008年最早着手铁路下世代行动通讯体系钻研,2009年和2010年前后宣告铁路下世代行动通讯体系业务需乞降技术需求白皮书;另外在2010年12月召开的第七届世界高速铁路大会中, UIC邃晓泄漏显示3G技术不适用于铁路,因此高铁通讯将跨越3G,直接发展「准4G」技术。

2014年4月,UIC提出铁路下世代行动通讯发展谋划,并与3GPP合作睁开类型化事变。 根据UIC提出的LTE-R(LTE-Railway)发展步骤,于2014年9月最早举办Release 12(R12)事变,R12是LTE-R网络直立的主要环节,重若是对R11类型化作进一步拓荒和实体钻研。

为了能在2020年组成类型,并在2022年最早布建,UIC进一步于2016年3月宣告未来铁路行动通讯体系-用户需求类型(Future Railway Mobile Communication System-User Requirements Specification),制定了新一代铁路通讯用户需求类型。 同年3GPP事变组SA1着手钻研,为UIC一定哪些FRMCS要求在3GPP的事变范围内,并完成与R14中现有服从的差别理会,列为3GPP R15所需事变。

中/欧/韩均回收1GHz以下频段

当GSM技术竖立为铁路无线通讯技术今后,选定一个合营的频段可以也许也许通行各个国家成为铁路无线通讯体系运转的关键要素。 以往铁路通讯体系已运用的450/460MHz频段,已无足够的带宽满足未来无线电运用。 因此1995年ETSI (European Telecommunications Standards Institute)在UIC托付下,衡量无线电撒布和体系可用性等诸多启事,900MHz频段被证实是最合适的频段, 为GSM-R设计了876~880 MHz(上行链路)和921~925 MHz(下行链路)两个频段。

为了供给更多运用、更高质量于高速铁路(High Speed Rail,HSR)的通讯,LTE-R频次的遴选为至关主要,搜罗欧洲铁路局(ERA)、中国铁路和UIC都已着手谈论HSR运用的频谱分配。

现在,大多数已商转的LTE体系大多运转在1GHz以上的频段,歧1.8GHz、2.1GHz、2.3GHz和2.6GHz等,低频段700~900MHz在部分国家亦有商转。 以频谱特性而言,高频谱有较大的带宽,可供给较高传输流量有助传输速率的选拔,低频谱则可供给较长距离的掩饰。

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LTE-R若运转在高频谱,则基站建置密度要求较高,由于高频谱有较高的撒布斲丧、较严重的讯息吸取式微,因此LTE-R基地台之间的距离必须小于2千米,如此将以致基地台数增加、投资资本激增,基地台间的频次也必须频繁地切换。 有鉴于此,低频频谱如450~470MHz、800~900MHz和1.4GHz也被广泛推敲供给给LTE-R运用,其中450~470MHz一直被铁路业运用、900MHz用于GSM-R,因此这两个频次最可以也许继续延用于LTE-R (表1)。

以中国为例,450~470MHz早用于中间党政机关、军队、铁路、公安等部分通讯和一些企事业单位的指示疗养体系的通讯频次。 450MHz由于频段低,撒布斲丧小,绕射能力强,回收相同数量的基地台,可以也许掩饰更大范围。 相同的发射功率和撒布条件下,一样是运转FDD-LTE技术,450MHz的掩饰距离约是1.8GHz的3.5倍,掩饰一样区域的行动通讯网络,运用450 MHz频段所需要的基地台数量仅为1.8GHz的8.3%, 非常适合于铁路通讯直立,因此中国铁路局评价因袭450~470MHz运转LTE-R。

欧洲方面,UIC在其所宣告的FRMCS中泄漏显示,LTE-R要直立在今后GSM-R的基础上,以重复运用已投资的基础设备,如此可以也许勤俭高额的布建资本;再者,铁路公司也推敲继续运用现有的GSM-R体系,届时平滑升级至LTE-R。 因此,1GHz以下的频谱在欧洲被视为具有高度资本效益的遴选将优先被回收。 而在韩国方面,因全国性的PS-LTE(Public safety-LTE)网络已閞始布建,并且运转于700MHz,因此与PS-LTE同步举办的LTE-R也运转于700MHz。

在UIC还没定下全球LTE-R类型之前,韩国先自行拓荒,将第四代LTE运用于国家铁路平台,于2014年就最早举办LTE-R相关技术的发展,韩国当局设想在全国范围内直立并装配LTE-R基站,投资预算达16亿美圆, 到2025年掩饰全国铁路网总长约5,000千米。

LTE-R类型2022年睁开导入

推动进程方面,合营3GPP R15、R16类型竖立的时程,欧盟设计于2018年竖立铁路未来通讯体系仔细的体系定义以及世代交替计谋,并在2020岁尾举办场域测试、2022岁尾最早举办体系迁移至下世代通讯技术。

由于铁路通讯的运用情境多样化,歧高速火车的提高、火车/轨道旗子暗记和语音通讯、或是火车/轨道记忆通讯,或因应紧急救灾通讯需求,使LTE技术成为下世代铁路无线通讯最适遴选。 因此UIC与3GPP合作,将铁路运用所需的技术、类型归入LTE类型制定与谈论,尤其在R15。 依现在设计预计2020年LTE-R类型竖立,2022年可以也许最早导入。

中/欧频谱政策各有难题待解

观察LTE-R发展相对快速的国家如韩国、欧盟、中国等,发展LTE-R有各自不合的命题。 韩国于2014年着手构造全国公共安全PS-LTE网络时,即整合铁路、海事之运用。 当3GPP尚在类型LTE-R类型时,韩国就设计于2017岁尾完成属于韩国类型的LTE-R,显见其意在于藉由PS-LTE、LTE-R等项目,直立韩国无线列车控制体系,确保铁路旗子暗记和通讯方面世界抢先技术能力, 同时也促使韩国LTE-R供给链的完全。

欧盟LTE-R的发展最大问题在于频谱的决定。 欧洲国家土地相连,跨国列车若运用不合频谱,将构成通讯体系的不一致性;另一方面未来面临短距离无线通讯设备(SRD)、物联网(IoT)等运用的兴起,欧洲各国之间的频谱需求,将构成未来铁路通讯频谱达成全欧一致性的难度提高, ETSI与UIC设计将于WRC-19聚会会议进一步提出谈论。

中国羁系部分若将450MHz频段部分频谱划为LTE-R运用,除邻频干扰问题之外,最大的难题是450MHz缺乏LTE产业链的支持。 由于450MHz尚不是3GPP所定义的行动通讯频谱,所以现在几乎没有网络设备和终端支持。 电信业者中国联通一直在推动450MHz频段运转FDD-LTE技术成为大陆IMT设计设计,2017年末中国的管理当局已劈头赞许,并要求中国联通举办相关类型化事变, 歧将450MHz新增B1离别设计列入在ITU-RM.1036提议书中,期能在3GPP完成新增相关带宽。返回首页,审查更多

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