铁路通信论文

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铁路通信论文范文第1篇

城际铁路通信系统承载的主要业务，有电路域数据话音业务和分组域数据业务。具体如表1所示。电路域数据话音业务对实时性要求较高，又要十分准确地传递信息，具有最高或者较高的优先级；分组域数据业务对实时性要求较低（与电路域业务相比），突发性强，有一定的数据量。本文将跨层设计应用于城际铁路无线通信系统中，根据业务类型的不同，在物理层和链路层进行AMC－HARQ跨层优化设计。AMC－HARQ跨层自适应传输的系统模型如图1所示。

物理层釆用自适应调制编码技术，根据业务类型分类，制定M种调制方式和编码方式。首先，接收端通过信道测量技术，估计出信道质量信息，并通过反馈信道，将信道质量信息反馈给发送端；然后，发送端根据接收到的信道质量，选择下次传输要使用的调制编码阶数。MAC层采用同步并行停等协议即HARQ协议。首先对各数据帧分别进行CRC编码，级联构成数据帧进入物理层。物理层使用FEC编码对整个数据帧进行编码，然后存入缓存用以进行重传。接收端经过译码、CRC校验后，回送确认帧。确认帧包含了帧确认号和重传比特向量。

帧确认号表示链路层上一个按序接收的帧的序号，重传比特向量比接收窗口长度（W）小1的比特向量，即长度为W－1。比特向量表示当前接收窗口的所有帧接收情况，如“1”表示需要重传，“0”表示接收成功。由于重传比特向量是接收窗口的历史移位记录，即使当前的确认帧因信道变化而丢失，确认帧也不应重发，因为后续的确认帧包含历史的接收记录。确认帧格式如图2所示。收发双方的链路层都缓存W个数据帧。发方维护发送缓存和重传列表，发送缓存中保存着当前发送窗口中未确认的帧，重传列表中保存了待重传的帧序号。收方的接收缓存保存当前接收窗口中乱序的数据帧，当接收到的帧有序后，链路层向。

2AMC－HARQ跨层自适应传输性能分析

本文使用Matlab仿真工具对基于AMC－HARQ跨层自适应传输系统进行仿真分析，模拟信道使用瑞利衰落信道模型，每个数据包中含信息位500bit，通过1／3码率的卷积码，仿真包数目每次1000个，结果取6次平均值，同时假设CRC能正确校验。在物理层，提供不调制、BPSK、QPSK、8PSK等4种传输模式，系统可以根据AMC中每种传输模式的瞬时误包率（PER）和接收到的SNR在各种物理层传输模式之间的关系，自适应地选择合适的调制编码方式。在链路层，要综合考虑时延、误包率和吞吐量，真正满足城际铁路不同业务的QoS要求。设置最大重传次数为N＝0、1、2，测试在不同干扰条件下，不同的业务类型的成功率，见图3，图4，图5。可见，通过AMC－HARQ跨层自适应传输方案，当链路层重传1次，可以在5％干扰情况下实现95％的接收成功率；链路层重传2次，可以在5％干扰情况下实现99％的接收成功率，在10％干扰情况下实现94％以上的接收成功率。

铁路通信论文范文第2篇

数据网、通信网和计算机网络基础平台共同组成了通信网络基础平台，其中涉及多种通信业务，一方面可以发挥传送外部业务系统信息的作用，另一方面还能够提供IP数据互联服务，这类服务在实效性较差的特点，但可以保障专业通道服务的安全性能。

铁路客运专线的通信网络基础平台中的通信网能够为实现汇聚层的高效连接，不会对接入、宽带共享进行限制，应用环形拓扑设计原理，使铁路两旁光纤形成环形，进一步增强网络的安全性；而数据网又可以划分为接入层、汇聚层及骨干层三个部分，接入层及汇聚层的路由器分别设置在铁路通信站、车站站房或枢纽位置，具有接入远端用户数据业务的及汇聚数据等功能[2]。

这些功能都以业务接入网的汇聚及专线透传性能为基础；域名、局域网、广域网及IP地址设计是计算机网络设计的关键要素，其中在铁路工作站通过综合布线方式构建的局域网，可以共享通信链路及网络，广域网可以实现客运专线调度所同铁路客运沿线基层站链路的连接。

二、铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求与接口设计

在铁路客运专线中应用通信技术，在构建的通信网络平台基础上，可以将广域连接交换变为现实，使得低速数据传输的稳定性大大增强，同时还可以进行相应的视频监控和管理，加强多种业务之间的联系，使信息交换平台、网络互联更加高效化和安全化[4]。

针对网络系统中的可变宽业务、固定带宽业务，前者可以在基于SDH的多业务传送平台中借助传输通道完成，而后者需要将MSTP设备在原有基础上进一步增强调度及承载性能，GSM-R移动通信平台承载多种铁路业务应用系统，为运输调度指挥、设备维护及安全管理提供移动语音通信、短消息、电路域及分组域数据传输业务[5]。铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求详见表1。

三、结语

铁路通信论文范文第3篇

1.1数字无线电台应用

目前，铁路常用的数字无线电台主要有450MHz、400MHz数字无线电台。450MHz数字无线电台主要用于普速铁路列车无线调度通信、调度命令和无线车次号校核信息传送，400MHz数字无线电台主要用于站场常规无线通信。国家规定给铁路的450MHz、400MHz频点有限，需要各铁路局申请额外频点才能满足站场无线对讲业务需求。铁路总公司铁运函[2014]31号要求，货车列尾装置可采用GSM-R/400MHz双模列尾装置，在非GSM-R铁路区段，列尾无线通信使用400MHz频率；站场无线调车继续使用铁路专用的400MHz频段频率。在编组站，规划分配的400MHz专用频率资源不足，无法满足运用需求时，由各铁路局无线电主管部门负责向属地省级无线电管理部门申请400MHz额外的频率。对于当前使用450～470MHz频段频率用于铁路养护维修、生产组织、监控监测、公安保卫、应急保障等各类区域性普通无线电对讲通信业务，应结合更新改造退出450～470MHz频率。需要继续使用的业务，由铁路局统一向属地省级无线管理部门申请400MHz、150MHz、160MHz的频率。铁路总公司规定，对涉及车地人员之间相互通信的业务，为简化终端设备的配置，宜优先规划申请400MHz频率，以便与总公司规划的跨局通信业务频率工作在同一频段。站场所有业务采用无线电台通信，则会造成无线设备设置分散、数量多、无法集中维护和管理。而且，无线电台通信不适应高速率、高带宽的车地数据信息业务传送，不能满足未来站场的自动化、智能化、高带宽业务发展需求。

1.2数字集群无线通信技术应用

集群通信，即无线专用调度通信系统，早期，集群通信从“一对一”的对讲机形式、同频单工组网形式、异频双工组网形式以及进一步带选呼的系统，发展到多信道用户共享的调度系统，并在政府部门、警务、铁路、地铁、电力、民航等各行各业的指挥调度中发挥了重要作用。国际上数字集群调度系统主要有TETRA、iDEN和FHMA3种较为先进的技术体制，由于这3种技术体制构成的无线通信系统互通性不太理想，主要用于地铁、航空、公安等专网应用，未在铁路领域获得推广应用。近年来，随着数字移动无线电标准（DMR）制定，我国无线设备供货商根据数字移动无线电标准（DMR）为各企业用户提供DMR数字集群系统设备。DMR标准是完全公开的标准，国内拥有众多供应商支持，国内设备厂家生产的400MHz的DMR数字集群系统已在部分铁路站场获得应用。铁路使用的400MHz的DMR数字集群系统主要采用403～470MHz频段的专用频点，通过数字通道实现基站与IP控制服务器间的连接，控制台、运用服务器与IP控制服务器连接，构成站场无线通信平台，可提供同频单工或异频双工方式，根据站场业务特性要求进行业务与频点绑定，也可以各业务采用公共频点通信。400MHz的DMR数字集群无线通信系统主要功能是实现移动人员间点对点对讲功能，以及移动终端与固定终端或移动终端与移动终端间的点对点低速率数据信息传送。站场所有业务采用400MHz集群无线通信，其无线设备可以集中设置、减少设备数量、并能集中维护和管理，最适用于解决站场平面调车业务和无线对讲业务，以及综合自动化SAM系统车地信息传送。但是，不适应高速率、高带宽的车地数据信息业务传送，频点也受限于国家规定给铁路的400MHz频点，系统能提供的业务容量有限。

1.3GSM-R移动通信技术应用

GSM-R数字移动通信技术作为中国铁路列车无线通信主要采用的技术，铁路总公司已建立了一整套相关标准和规定。在中国高速铁路、客运专线、重载铁路、城际铁路或部分普速铁路均选择GSM-R数字移动通信技术构建铁路无线通信系统，主要用于列车无线调度语音通信，以及调度命令、车次号校核、列控信息、机车同步操控等数据信息传送。GSM-R系统包括移动交换子系统（SSS）、移动智能网子系统（IN）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、无线子系统（BSS）、无线终端、运营与支撑子系统（OSS）等部分。其中，移动智能网子系统（IN）由铁路总公司统一设置2套，互为冗余，作为全路GSM-R系统共用。在铁路总公司各铁路局设置移动交换子系统（SSS）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、运营与支撑子系统（OSS）各1套设备，根据用户需求在铁路沿线、车站、枢纽设置无线子系统（BSS），配置相应的无线终端设备。虽然，GSM-R数字移动通信系统可以实现铁路沿线和车站统一的综合无线通信系统平台，提供列车无线调度通信、站场常规无线通信语音和低速数据信息传送，设备能集中维护和管理。但是，由于GSM-R数字移动通信系统的频点有限，站场所有业务采用GSM-R的系统实现会造成信道占用很大，现有的频点不够使用，当站场靠近正线铁路或通过正线列车时，会对列车调度指挥系统产生影响。因此，GSM-R数字移动通信系统未被全面应用于站场常规无线通信业务。目前，只能适用于解决站场部分语音业务，以及低速率、时延要求不高的数据信息传送。

1.4WLAN无线局域网技术应用

WLAN无线局域网是指利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，属于计算机网络与无线通信技术相结合的产物。WLAN无线局域网技术使用户摆脱各种线路的束缚，可以随时随地接入网络。WLAN（Wi-Fi）无线通信可采用2.4GHz或者5.8GHz通信频段。在铁路领域，WLAN无线局域网技术主要应用在编组站综合自动化车地数据信息无线传送。采用2.4GHz频段和IEEE802.11g、IEEE802.11n标准的设备进行组网，实现综合自动化CIPS调机业务等信息传送需求。综合自动化WLAN无线局域网系统主要由WLAN终端设备、接入点设备（AP）、接入控制点设备（AC）、PORTAL服务器、RADIUS认证服务器、用户认证信息数据库、业务运营支撑系统等组成。由于WLAN无线局域网频点是公众频点，将会受到外界终端设备的干扰，列车遮挡物影响，以及缺乏站场无线对讲业务、无线调车等业务的终端设备支持。因此，WLAN无线局域网不适用于涉及行车安全的铁路调车业务，不适应未来站场业务发展需求。

1.5LTE移动通信技术应用

LTE移动通信技术是铁路下一代宽带无线通信技术发展方向，比较适用于宽带数据信息无线传输。LTE有TD-LTE与FD-LTE两种不同的制式，虽然总体上都满足大带宽的数据通信需求，但也存在很多不同。FD-LTE是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，依靠频率来区分上下行链路。TD-LTE是用时间来分离接收和发送信道，接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载，可以根据上下行的数据大小动态进行分配，对于频率信道的利用率更好。未来铁路移动通信采用TD-LTE的概率较大。目前，在朔黄铁路已引入TD-LTE集群技术应用于列车同步操控、列车无线调度通信系统构成；在部分铁路局站引入TD-LTE集群技术应用于站场货检、车号等无线对讲和作业信息传送；在郑州地铁引入TD-LTE集群技术用于车地间PIS信息和视频监控图像传送。工信部根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》及我国频谱使用情况，确定使用1447～1467MHz频段建设时分双工（TDD）工作方式的宽带数字集群专网系统。而1785～1805MHz频段，则主要用于本地公众网接入，对确有需要的本地专网也可用于无线接入，具体频率指配和无线电台站管理工作，由各省、自治区、直辖市无线电管理机构负责。在同一地区给一具有无线接入业务经营权的公众网运营商或专网单位指配的频率宽带一般不超过5MHz。未来，在铁路领域，可以考虑申请使用1785～1805MHz频段的5MHz带宽用于站场无线通信业务。TD-LTE支持1.8G/1.4G/400M专用频段，覆盖增强算法、高增益定向天线、高终端发射功率，多方式天线组网。TD-LTE移动通信系统移动性好，支持350km/h，具有完善的QoS业务保障，可二次开发定制终端、调度台、无线通信模块等；可提供调度通信语音业务、低速率或高速率数据信息传送业务，是一个比较完善的综合无线通信系统解决方案。LTE移动通信技术在铁路调度通信业务中的应用正在研究开发阶段，在站场或编组站中的无线调车、无线对讲、综合自动化信息无线传送系统中尚未被应用开发。

2未来站场综合无线通信系统技术选择

站场或编组站作业范围比较独立，技术作业业务较多，综合上述几种无线通信技术应用介绍，以及应用于站场多种业务情况下的可适用性进行分析，结合无线通信技术发展，选择TD-LTE移动通信技术作为未来站场综合无线通信技术。TD-LTE移动通信技术已在铁路和地铁领域获得应用，具有技术实用性和先进性，系统安全可靠，具备集中监测和维护管理，能满足站场各类业务综合承载能力和未来各业务信息化、智能化发展需求。铁路局可以申请使用1785～1805MHz频段的5MHz带宽合法频点用于站场无线通信业务。站场无线通信使用TD-LTE数字集群系统，可将公网MME、HSS、S-GW以及P-GW等多个网元合并为一个网元eCN，使其小型化，降低核心网成本，可以有效的节约近期工程投资，为将来铁路正线引入LTE移动通信系统应用预留互联互通条件。TD-LTE数字集群通信系统主要由核心网节点、无线子系统和无线终端组成。其中，核心网节点设置TD-LTE核心网设备，核心网设备通过交换机等设备与各种业务应用服务器相连；无线子系统根据站场覆盖和业务需求在铁路站场内设置，无线子系统设备包括LTE基站设备BBU（BasebandUnit）和RRU（RadioRemoteUnit）设备；根据需要配置相应的无线终端。

3结束语

铁路通信论文范文第4篇

我国铁路系统信息建设是1个超大规模的政企合一的内部网络。即铁路总公司、铁路局、主要铁路站段共同拥有1个内部的计算机网络。中国铁路的信息技术应用自20世纪60年代以来，从简单的单机应用，以18点报告为代表的统计项目，逐步发展到今天涉及全路各部门，覆盖车、机、工、电、辆、财务、统计和办公等铁路各系统。当前的铁路信息系统建设已进入飞速发展阶段，但是信息安全系统建设却一直处于滞后状态，并且存在许多隐患。由于各种原因造成的系统崩溃、中断及非法进入等信息安全问题则更为突出。主要表现在以下几个方面。

1.1缺乏上层的整体策略

主要体现在管理力度不够，政策的执行和监督力度不够，部分规定过分强调部门的自身特点，而忽略了在铁路运输的大环境下自身的特色。部分规定没有准确地区分技术、管理和法制之间的关系，以管代法，用行政管理技术的做法仍较为普遍，造成制度的可操作性较差。

1.2评估标准体系有待完善

主要表现在信息安全的需求难以确定，要保护的对象和边界难以确定。缺乏系统的全面的信息安全风险评估和评价体系，以及全面完善的信息安全保障体系。

1.3信息安全意识缺乏

普遍存在重产品、轻服务，重技术、轻管理的思想。

1.4安全措施建设滞后

主要体现在网络安全措施建设不够健全。随着网络技术的快速进步，网络安全也在不断地遇到新的挑战，原来的安全措施已经不能满足现代网络安全技术的需要。

1.5安全人才建设滞后

当前铁路系统信息技术人员较多，已经初步形成了一支铁路信息系统开发建设、运行维护的专业技术队伍。但从事信息安全技术方面的人才还非常缺乏，特别是既懂技术又懂管理的复合型人才。

2加强信息安全的重要性和必要性

2.1信息安全的重要性

近年来，信息技术的不断推广与应用推动了信息系统的基础性、全局性以及全员性的不断增强。铁路运输组织、客货服务、经营管理、建设管理和安全保障等对其依赖程度越来越高，特别是随着铁路生产与管理向着智能化和管控一体化方向的进一步发展，对网络和信息安全提出了更高的要求。由信息安全引入的风险也越来越大。网络和信息系统一旦发生问题，将给铁路生产、服务和经营带来重大威胁和损失，给铁路形象造成不良影响。信息安全已成为铁路安全的重要组成部分。铁路信息系统不仅包括管理信息系统、信息服务系统，而且还包括生产自动化系统等。因此，信息安全保护的内容不仅是数据和系统本身的安全，更重要的是运行于网络之上的业务安全，即保证业务应用系统的实时性、可靠性和操作的不可抵赖性。结合实际应用，就是要确保运行于网络之上的行车调度指挥、列车运行控制、编组站综合自动化等控制系统，以及生产实时管理、客票预订和发售、货运电子商务、12306客户服务等业务系统安全运行。

2.2信息安全的必要性

随着信息系统在铁路应用范围的不断扩大，功能的不断强大，网络覆盖的不断延伸，开放性与互联性的不断增强，以及技术复杂性的不断提升，由于信息网络和信息系统自身的缺陷、脆弱性以及来自内外部的安全威胁等所带来的信息安全风险日益凸现，而且日趋多样化和复杂化。传统的安全管理方式已不适应信息安全保障要求，必须采取先进的管理理念和科学的管理方法。信息安全管理的实质是风险管理。开展铁路信息安全风险管理，就是运用科学的理论、方法和工具，从风险评估分析入手，识别潜在风险，制定有效管控和处置措施，加强安全风险过程控制，强化应急处置，努力消除安全风险或使风险可能造成的后果降低到可以接受的程度。加强信息安全风险管理是铁路信息系统安全稳定运行的内在需要，是保障铁路运输安全和正常秩序的必然要求，符合信息安全管理工作特点，是做好信息安全工作的科学方法和有效手段。

3加强信息安全管理对策

为应对日益严峻的信息安全形势所带来的挑战，铁路系统必须采取一系列的措施来提高信息管理水平。主要体现在以下几个方面：

3.1端正信息安全认识

如何看待铁路系统的信息安全问题，实质上是如何看待铁路系统的信息资产的问题，信息化建设中的铁路系统管理者应该认识到，与铁路系统的有形资产相比，信息资产的生存和发展有着更加重要的地位。而铁路系统的信息安全防护，虽然不能直接参加铁路系统价值的创造，但能间接地影响铁路系统的管理水平，管理能力，影响铁路系统的竞争能力。在某些特殊条件下，甚至会影响铁路系统的生存和发展。因此，铁路系统的管理者必须充分认识到信息安全的重要性和严峻性，从铁路系统生存发展的战略高度来看待信息安全问题，国内有关研究机构和企业提出了“信息安全治理”的概念，即将信息安全策略提升到和企业发展策略相同的地位，作为企业策略层的1项重要任务来实施，这个观点在国外已经得到广泛实践，值得铁路系统借鉴。

3.2建立完善信息安全管理体制

在信息安全学界，人们经常会提到，对于信息安全防护，应该“三分技术，七分管理”，这充分说明了管理在铁路系统信息安全防护中的重要性，明确自己的信息安全目标，建立完善、可操作性强的安全管理体制，并严格执行，这也是铁路系统真正实现信息安全的重要环节。

3.3加大投入与提高人员素质

安全技术是铁路系统信息安全的基础，高素质的人员是实现铁路系统信息安全的保证，对于铁路系统的信息安全问题，必须加大人员、资金和技术投入力度，科学配置资源，达到投入和收益的最佳结合。围绕铁路系统的信息安全目标和策略，系统、科学地进行软硬件系统的采购和建设，要重点加强信息安全人员资源素质的培养和提高，在信息安全防护体系的建设和实践中，不仅要利用传统的补动防护技术，同时也要引入主动防护技术。此外根据实际的业务，可以引入PKI技术、VPN技术等，再结合专业素质过硬的人员以及科学的信息安全管理，从而达到最优的信息安全防护能力。定期组织专业的网络与信息安全培训，进一步提高人员素质。

3.4制定突发事件的应急预案

必须针对不同的系统故障或灾难制定应急计划，编写紧急故障恢复操作指南，并对每个岗位的工作人员按照所担任角色和负有的责任进行培训和演练。

3.5加强数据完整性与有效性控制

数据完整性与有效性控制要保证数据不被更改或破坏，需要规划和评估的内容包括：系统的备份与恢复措施，计算机病毒的防范与检测制度，是否有实时监控系统日志文件，记录与系统可用性相关的问题，如对系统的主动攻击、处理速度下降和异常停机等。

4结束语

铁路通信论文范文第5篇

英文名称：Railway Signalling & Communication

主管单位：铁道部

主办单位：中国铁道部科学研究院;通信信号研究所

出版周期：月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1000-7458

国内刊号：11-1975/U

邮发代号：2-403

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1957

期刊收录：

核心期刊：

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉：

中科双效期刊

联系方式

期刊简介

《铁道通信信号》（月刊）创刊于1957年，由铁道科学研究院、通信信号研究所主办。主要任务：以科学技术为主线，面向国家铁路、地方铁路及城市轨道交通领域，宣传党和国家的技术、装备政策；报道科技成果、新技术、新产品；交流设计、施工、维护经验；介绍国外相关技术资料等。