参考资料4(国内高铁通信研究现状简结)2011-5-31.doc

参考资料四：国内高铁通信研究现状简单总结目录1、安德鲁-直放站32、诺基亚西门子（诺西）-GSM-R方案和基于卫星，UMTS，HSDPA，Wi-Fi的旅客宽带接入方案43、日本中央铁路公司-漏缆54、德力风根TRainCom65、华为GSM-R、CDMA-R和LTE-R126、NTT, ZyXEL等WiMax147、简单对比表151、安德鲁-直放站安德鲁的直放站方案是众多方案中最简单的一种，效果较好。安德鲁的车载直放站和馈线安德鲁整体方案示意图安德鲁在德国ICE车厢内的布线和热点区域安排ICE车厢内WLAN和连接设备布置的例子：1-车厢和WLAN桥天线间的通信；2-为乘客连接服务的WLAN接入天线；3-WLAN系统内部控制逻辑；4-在线连接内容存储器，屋顶天线，无线局域网服务器机柜。2、诺基亚西门子（诺西）-GSM-R方案和基于卫星，UMTS，HSDPA，Wi-Fi的旅客宽带接入方案业界只有华为和诺西提供GSM-R解决方案，以前诺西的方案要好一点，但现在华为的GSM-R方案得到了较好的发展。诺西的基于卫星，UMTS，HSDPA，Wi-Fi的旅客宽带接入方案应该是所有旅客宽带接入方案中最复杂的一种，这个方案集合了好多个欧盟项目的成果，包括欧盟的MOWGLY（Mobile Wideband Global Link System）项目；第五框架计划项目FIFTH(Fast Internet for Fast Trains Hosts)以及一个叫NATACHA的项目。除了诺西，英国21NET公司和Telenet公司也参与该方案的研究。诺西GSM-R系统示意图诺西为旅客提供服务的整体方案示意图诺西能为旅客、列车控制提供的服务诺西在法国thalys上的车载天线和加了保护设施的车载天线3、日本中央铁路公司-漏缆日本国内应用的方案和资料比较少。但从日本高速铁路的发展情况和无线通信的发展情况看应该还有很多有参考价值的东西。日本应用于新干线的泄露电缆系统4、德力风根TRainCom从该公司与我方交流所给出的技术对比图以及测试结果来看，他们的技术有很强的竞争力。下面是该公司技术的一些说明。图1、微波辐射方向图2、轨旁系统结构图3、车载网络结构图4、典型的基站安装方式图5、车顶支架的安装（无收发器）图6、玻璃后的平面天线（车载设备的安装）整体方案示意图从红黄两条链路来看，他们应该用了类似于宏分集或者CoMP的技术。确实对隧道环境优化了，右图可以看出地面设备和车载设备间距离很短。可支持的业务好多5、华为GSM-R、CDMA-R和LTE-R华为的产品是最全的，各种解决方案都有。现有的GSM-R已经用在了中国很多铁路线是使用了。基于TD-SCDMA和基于WCDMA的高铁覆盖方案他们都有涉及。最近还在上海磁悬浮上实测了LTE-R系统，据说效果不错。基于不同技术的解决方案会有不同，但是针对高铁环境的很多特定技术应该还是相同的。比如用于降低多普勒频移影响的AFC（自动频率校正）算法应该差不多，网络覆盖时考虑的东西应该也差不多，天线方案应该差不多，还有对隧道的解决方案应该也差不多。基于CDMA技术的高铁覆盖方案是站在运营商的角度，为运营商提供解决方案的。因为中国3G技术有3种，所以华为有CDMA三个版本的高铁覆盖资料。但三个版本的资料都差不多，可能就TD方案特殊一点。虽然说基于CDMA的高铁覆盖方案可能效果还不错，但是既然UIC都已经否定了，而且行业发展的趋势是LTE-A，那基于LTE的高铁覆盖方案也应该是重点。华为的LTE-R系统已在上海磁悬浮上测试了一次。应该算比较好了。下面介绍下华为的LTE-R方案。华为HRC（high speed railway communication=LTE-R）解决方案构成为解决车体损耗用车载台汇聚，为了消除频繁群切换2G/3G用户需接入车内。AFC解决多普勒频偏问题6、NTT, ZyXEL等WiMax 现在来看基于wimax的高铁通信方案并没有什么优势。以色列的RUNCOM公司也有解决方案。但所有的关于高铁通信的wimax资料都比较少。基于wimax的高铁通信方案示意图7、简单对比表项目GSM-RTETRA3G(UMTS)Wimax(802.16e)WLAN(802.11g)TRainCom带宽9.6kbit/s (or 14.4kbps option ), 全双工。less than 538kbit/s (enhanced mode) ,全双工。less than 2Mbit/s, 全双工。70Mbit/s(uplink),70Mbit/s(downlink), 随列车速度增加而迅速下降。54Mbit/s, half duplex, drops under 1Mbps 随列车速度增加迅速下降。16Mpbs full duplex,同列车速度无关。最高速500km/h574.8km/h200km/h120km/h100km/h600km/h频段876-880 MHz (Uplink), 921-925 MHz (Downlink)410-420 MHz(Uplink),420-430MHz (Downlink) 1885-2025MHz(Uplink)2110-2200MHz(Downlink)not standardized2.4GHz5.725-5.775GHz, 5.825-5.875GHz.干扰来源轨旁民用GSM系统。轨旁其他机构使用的TETRA系统。占用邻近频段的无线系统。取决于Wimax系统占用的频段。其他WLAN系统及使用2.4 GHz频段的其他无线系统。干扰源很小，因为使用这个频段的无线系统较少。接入方式单载波 (增强模式使用多载波 ) FDMA/TDMA单载波 (增强模式使用多载波 ) FDMA/TDMACDMAOFDMA/TDMA with CSMA-CAOFDMA/TDMA with CSMA-CATFK-OFDMA/TDMA, 针对高速和隧道环境进行了优化发射功率依赖不同环境，从 1W 到高于 10W依赖不同环境，从 1W 到高于 10W依赖不同环境，从 1W 到高于 10W约 1W约 100mW从100mW到 4W（应该用了功率控制）覆盖距离典型值 5km (开放地带) 400m (隧道)典型值 3km (开放地带) 1.4km(隧道)小于50km（开放地带）小于50km（开放地带）低于1km (开放地带) 低于300m (隧道)低于 5km (开放地带), 低于1.5km ( 隧道).集成服务的灵活性受带宽限制。受带宽限制。受带宽限制。带宽不稳定，集成的服务性能无法保证。带宽不稳定，集成的服务性能无法保证。带宽恒定，容易集成多种服务。切换时间约 2.5秒约 1秒约 1秒约 150毫秒小于50毫秒小于 20毫秒（帧长？）可靠性因不同制造商而不同因不同制造商而不同因不同制造商而不同因不同制造商而不同因不同制造商而不同大于 99.99% (军事标准 ), 如果选择热冗余系统，可靠性会更高安全容易被侵入容易被侵入容易被侵入容易被侵入容易被侵入很难被侵入，专用空口及协议，加上基于linux的硬盘加密和防火墙支持的机构UICETSI3GPPIEEEIEEETelefunken历史1999年第一次在欧洲应用。GSM-R考虑铁路行业的特殊要求，从GSM技术衍生而来。华为，北电和西门子是这套系统的主要提供商。TETRA 于1995年成为欧洲标准，诺基亚和摩托罗拉是主要的供应商。第一个UMTS的商用网络于2001年在挪威建成。主要的供应商包括爱立信，诺基亚西门子网络和阿尔卡特朗讯。第一个商用的Wimax于2006年在韩国建成。Wimax致力于延伸WLAN的覆盖距离，给用户提供高速连接。1970 第一个无线网络出现在夏