導(dǎo)語(yǔ)：高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：近年來(lái)，移動(dòng)通信已經(jīng)逐漸被運(yùn)用到人們生活的各個(gè)方面。高速鐵路是我國(guó)重要的交通運(yùn)輸渠道，在高速鐵路中運(yùn)用移動(dòng)通信技術(shù)能夠有效提升鐵路運(yùn)營(yíng)效率，為乘客提供更加便利的服務(wù)，從而促進(jìn)高速鐵路的發(fā)展。因此，在高速鐵路發(fā)展中，移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)意義重大。文中分析了當(dāng)前的高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，探究了高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；移動(dòng)通信；系統(tǒng)技術(shù)

高速鐵路在我國(guó)擁有十分重要地位，在高速鐵路發(fā)展中，移動(dòng)通訊技術(shù)屬于關(guān)鍵技術(shù)之一。但是，我國(guó)高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)相較于國(guó)際高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)而言起步比較晚，效率不高。隨著國(guó)家對(duì)高速鐵路移動(dòng)通訊技術(shù)的重視程度越來(lái)越高，在其中投入的精力與資金也越來(lái)越多。我國(guó)高速鐵路移動(dòng)通訊技術(shù)也在不斷發(fā)展提升，分析探究高速鐵路移動(dòng)通訊技術(shù)能夠?yàn)槲覈?guó)未來(lái)高速鐵路移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展提供更多實(shí)踐性的幫助。

1高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1．1國(guó)外的高速鐵路移動(dòng)通信發(fā)展情況。國(guó)外高速鐵路移動(dòng)通訊技術(shù)發(fā)展比較早，也相對(duì)比較成熟。其主要體現(xiàn)在移動(dòng)通訊系統(tǒng)對(duì)列車(chē)的運(yùn)營(yíng)控制與乘客享受無(wú)限網(wǎng)服務(wù)方面［1］。通過(guò)將附近的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)利用起來(lái)，能夠有效提升列車(chē)上無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，為乘客提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。同時(shí)在執(zhí)行過(guò)程中，為了降低無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)損失，為乘客提供更加完善的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，還需要進(jìn)行相關(guān)處理。近年來(lái)，衛(wèi)星覆蓋技術(shù)越來(lái)越成熟，由于國(guó)外移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，其網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與速度也更快更穩(wěn)定，乘客能夠獲取更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。1．2國(guó)內(nèi)的高速鐵路移動(dòng)通信發(fā)展情況。我國(guó)高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)起步比較晚，但我國(guó)高速鐵路移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越來(lái)越完善，發(fā)展速度也越來(lái)越快。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用中，GSM－R技術(shù)使用范圍最為廣泛，具有效率高、技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)［2］。但是，在我國(guó)高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代，GSM－R技術(shù)的缺點(diǎn)也逐漸顯露出來(lái)，因此，為了更好地保證高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的技術(shù)。

2高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2．1國(guó)際高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)。國(guó)外高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展時(shí)間比較長(zhǎng)，水平比較高，使用經(jīng)驗(yàn)也更為豐富。加上國(guó)外高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才層出不窮，國(guó)際高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)相較于我國(guó)發(fā)展更為穩(wěn)定，尤其是在供旅客使用通信方面，具備了完善的移動(dòng)通訊服務(wù)體系［3］。同時(shí)，國(guó)家實(shí)際需要與國(guó)家文化的滲透，國(guó)際高速鐵路移動(dòng)通訊技術(shù)與服務(wù)更偏向于乘客服務(wù)，其中日本、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家最具代表性。正是由于在乘客服務(wù)方面的偏向，通過(guò)通信技術(shù)的發(fā)展，高速鐵路無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋率比較高，其中GSM－R（GlobalSystemforMobilecommunicationsforRailway）的技術(shù)是國(guó)外高速鐵路技術(shù)的典型，目前已經(jīng)向印度、中國(guó)等東亞國(guó)家發(fā)展。2．2國(guó)內(nèi)高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)。我國(guó)在高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展起步比較晚，但是發(fā)展速度比較快，同時(shí)，在高度鐵路移動(dòng)通信中，同樣使用了GSM－R技術(shù)［4］。其中大秦線(xiàn)路、青藏線(xiàn)路都是利用GSM－R技術(shù)的典型。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)也在不斷發(fā)展與提升，GSM－R技術(shù)也越來(lái)越成熟，逐漸在更多的高速鐵路線(xiàn)路中運(yùn)用，包括滬杭線(xiàn)路、滬寧線(xiàn)路、京滬線(xiàn)路等，GSM－R技術(shù)在我國(guó)使用效率越來(lái)越高。但同樣的，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速的同時(shí)，GSM－R技術(shù)的局限性也逐漸暴露出來(lái)，當(dāng)前GSM－R技術(shù)已經(jīng)逐漸無(wú)法滿(mǎn)足高速鐵路通信技術(shù)發(fā)展的要求。因此，鐵路通信部門(mén)還應(yīng)該充分根據(jù)實(shí)際的要求運(yùn)用其他技術(shù)，例如朔黃線(xiàn)路采用的LTE－R技術(shù)、臺(tái)灣臺(tái)北到高雄線(xiàn)路采用的WiMax系統(tǒng)等，通過(guò)不斷改進(jìn)和完善，我國(guó)高速鐵路移動(dòng)通訊系統(tǒng)技術(shù)也會(huì)不斷發(fā)展和完善。2．3專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展。為適應(yīng)當(dāng)前鐵路提速潮流，我國(guó)開(kāi)始研制出高速鐵路專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)。傳統(tǒng)的高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)中，GSM－R技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用。但是，隨著高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)的不斷成熟，該系統(tǒng)也開(kāi)始向商業(yè)化轉(zhuǎn)變［5］。來(lái)自于20世紀(jì)末的GSM－R技術(shù)已經(jīng)難以滿(mǎn)足當(dāng)前高速鐵路移動(dòng)通信的需求，也難以承載高速鐵路將來(lái)智能調(diào)度和視頻監(jiān)控等高數(shù)據(jù)速率業(yè)務(wù)。因此，為了有效解決當(dāng)前高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)中存在的問(wèn)題，各廠(chǎng)商開(kāi)始部署未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展演進(jìn)戰(zhàn)略，建立專(zhuān)用的移動(dòng)通信系統(tǒng)，促進(jìn)高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展也提升。2．4專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。在高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)中，列車(chē)調(diào)度與列車(chē)控制屬于主要業(yè)務(wù)范圍。目前，我國(guó)高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)逐漸向智能化方向發(fā)展，視頻監(jiān)控與智能化調(diào)度漸漸取代傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)，成為當(dāng)前列車(chē)移動(dòng)通信系統(tǒng)主要服務(wù)內(nèi)容［6］。同時(shí)，針對(duì)乘客的服務(wù)也開(kāi)始拓展與提升。在高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)當(dāng)中，確保用戶(hù)信息安全是首要問(wèn)題。如果不能保證用戶(hù)的信息安全，那么高速鐵路移動(dòng)服務(wù)也難以實(shí)現(xiàn)，更加不可能實(shí)現(xiàn)盈利。因此，針對(duì)高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，建立高速鐵路移動(dòng)傳播信道十分重要。同時(shí)，技術(shù)人員還需要監(jiān)控信道狀態(tài)信息，做好信道估計(jì)與建模、多普勒頻移估計(jì)與補(bǔ)償，提升干擾抑制、抗干擾技術(shù)，做好移動(dòng)性管理，QoS（端至端）保證機(jī)制。

3高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展

3．1基于5G的高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)。隨著我國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信速度也在不斷提升，5G在不久的將來(lái)也會(huì)逐漸普及。因此，在高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展中，做好基于5G的高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展尤為重要。（1）高速鐵路無(wú)線(xiàn)信道建模［7］。當(dāng)前技術(shù)水平下的高速鐵路運(yùn)行環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)散射環(huán)境的要求也不多，多徑數(shù)量相對(duì)比較少，呈現(xiàn)出比較明顯的LOS特征。在這種特征下，通信環(huán)境也會(huì)更加優(yōu)質(zhì)，LOS能夠有效降低移動(dòng)速度過(guò)快時(shí)造成的增強(qiáng)多普勒頻移情況。（2）基于分布式網(wǎng)絡(luò)和云的架構(gòu)。目前，我國(guó)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)基站實(shí)際資源使用率非常低，造成這種情況的最大原因是由于網(wǎng)絡(luò)基站的位置。因此，在高速鐵路網(wǎng)絡(luò)通信當(dāng)中，會(huì)存在比較明顯的潮汐現(xiàn)象，從而影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性與安全性。針對(duì)這種情況，可以采用云無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方式將網(wǎng)絡(luò)基站共有資源集中，然后有效控制。（3）控制面和用戶(hù)面分離。通常情況下，接入用戶(hù)與服務(wù)基站之間存在控制指令，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。因此，在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的同時(shí)，還需要通過(guò)LTE－R遺留頻段的方法解決網(wǎng)絡(luò)傳輸性與穩(wěn)定性的問(wèn)題，從而擴(kuò)大系統(tǒng)的容量。（4）頻譜融合的異構(gòu)網(wǎng)技術(shù)。通過(guò)采用擴(kuò)大系統(tǒng)寬帶或者增強(qiáng)頻譜效率的方式來(lái)將系統(tǒng)所需的容量提升是最有效的方式。（5）多天線(xiàn)及分布式天線(xiàn)技術(shù)。目前，在我國(guó)高速鐵路移動(dòng)通信中，通過(guò)增加天線(xiàn)列組合數(shù)量，實(shí)現(xiàn)信號(hào)合并等調(diào)整方式，再結(jié)合LOS，能有效實(shí)現(xiàn)高速鐵路環(huán)境的系統(tǒng)容量的提升，從而減少不利于列車(chē)運(yùn)行安全的因素，減少天線(xiàn)切換次數(shù)。（6）多普勒效應(yīng)及快速切換技術(shù)。我國(guó)高鐵移動(dòng)通信中，造成通信失誤的主要原因就是由于運(yùn)行過(guò)程中的頻繁切換，因此，采用多普勒效應(yīng)及快速切換技術(shù)能夠有效解決這個(gè)問(wèn)題，提高移動(dòng)通信的穩(wěn)定性。3．2高速鐵路旅客無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)。除了列車(chē)的控制與調(diào)度之外，在高速鐵路移動(dòng)通信服務(wù)當(dāng)中，旅客無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入服務(wù)同樣屬于主要的服務(wù)類(lèi)型［8］。因此，還需要做好高速鐵路旅客無(wú)限網(wǎng)絡(luò)計(jì)入系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)重建下車(chē)地間寬帶數(shù)據(jù)接入移動(dòng)數(shù)據(jù)額傳輸鏈路，充分解決不同旅客之間信號(hào)復(fù)雜多樣的問(wèn)題，從未為旅客提供更加安全、穩(wěn)定、高速的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，促進(jìn)我國(guó)高速鐵路移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)未來(lái)的發(fā)展。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高速鐵路未來(lái)的發(fā)展中，移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展屬于重要部分。因此，分析當(dāng)前高速鐵路移動(dòng)通信技術(shù)現(xiàn)狀，及其關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)，同時(shí)根據(jù)高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要服務(wù)類(lèi)型分析其未來(lái)的發(fā)展，能夠有效提升高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)的重視程度，為其未來(lái)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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作者:賀明華 單位:湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院