鐵路GSM-R系統(tǒng)高速適應(yīng)性測(cè)試及分析

田 園，梁軼群，3，4，蔣 韻，3，高尚勇，3，李岸寧，李 德

(1.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司通信信號(hào)研究所,北京 100081; 2.北京華鐵信息技術(shù)有限公司,北京 100081; 3.國(guó)家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心,北京 100081; 4.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院研究生部,北京 100081)

引言

鐵路技術(shù)水平的不斷提高助推了高速鐵路向更高速度、更安全舒適、更高標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展[1]:日本的ALFA-X高速試驗(yàn)車最高試驗(yàn)速度已經(jīng)達(dá)到400 km/h,預(yù)計(jì)運(yùn)營(yíng)速度為360 km/h[2];英國(guó)政府于2017年計(jì)劃建設(shè)最高設(shè)計(jì)速度400 km/h的高速鐵路;意大利于2015年研制出測(cè)試速度達(dá)到390 km/h的高速列車[3],投入運(yùn)營(yíng)前在意大利佛羅倫薩、捷克Velim環(huán)形試驗(yàn)線開展了400 km/h的走行動(dòng)力性能、受電弓性能、線路、空氣動(dòng)力學(xué)和氣流噪聲等試驗(yàn);2015年6月,中鐵二院中標(biāo)了400 km/h的俄羅斯莫斯科—喀山高速鐵路設(shè)計(jì)項(xiàng)目[4]。我國(guó)復(fù)興號(hào)CR400系列高速動(dòng)車組已經(jīng)達(dá)到350 km/h的運(yùn)營(yíng)速度[5],高速列車技術(shù)發(fā)展成熟,較為先進(jìn),已具備向更高速度提速的潛力,需要對(duì)鐵路GSM-R系統(tǒng)高速適應(yīng)性相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試及分析。

GSM-R系統(tǒng)是專用于鐵路的綜合數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng),為保證列車運(yùn)行的安全性和可靠性,定期開展GSM-R系統(tǒng)全面檢測(cè)工作及高速條件下GSM-R系統(tǒng)適應(yīng)性研究具有重要意義[6]。于曉泉[7]等針對(duì)列車運(yùn)營(yíng)速度提升至400 km/h的需求,對(duì)現(xiàn)有信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行高速適應(yīng)性分析,針對(duì)存在的主要問(wèn)題提出適配性修改方案;張大林等[8]基于TRDP協(xié)議構(gòu)建服務(wù)質(zhì)量參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)平臺(tái),對(duì)最大時(shí)延抖動(dòng)、丟包情況、亂序情況、吞吐量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)及統(tǒng)計(jì)性分析,對(duì)列車車載網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性加以驗(yàn)證;代賽等[9]研究GSM-R系統(tǒng)在列車運(yùn)營(yíng)速度超過(guò)350 km/h的高速適應(yīng)性,通過(guò)搭建半實(shí)物仿真系統(tǒng)開展QoS測(cè)試,分析越區(qū)切換場(chǎng)景下速度對(duì)服務(wù)質(zhì)量的影響;劉樹楷[10]提出需要建立全路數(shù)據(jù)共享平臺(tái)以便各個(gè)部門及時(shí)得到數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)共享平臺(tái)基礎(chǔ)上搭建數(shù)據(jù)檢測(cè)/監(jiān)測(cè)平臺(tái),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可用于評(píng)估網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,最后提出了構(gòu)建該平臺(tái)需要解決的關(guān)鍵技術(shù);DU等[11]通過(guò)分析、訓(xùn)練瞬時(shí)頻率直方圖在時(shí)域的統(tǒng)計(jì)特征,提出了一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)帶內(nèi)干擾檢測(cè)與預(yù)警的新方法,并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了在實(shí)際應(yīng)用中該方法的有效性;CAO等[12]使用確定性和隨機(jī)Petri網(wǎng)(DSPN)對(duì)單MT、冗余熱備的MT和列車前后有2個(gè)冗余的MT 3種場(chǎng)景進(jìn)行仿真,得出在所有情況下,傳輸延遲都能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的結(jié)論,尤其是對(duì)于冗余的MT和網(wǎng)絡(luò),其概率結(jié)果大于99.996%。因此,CTCS-3中的傳輸延遲標(biāo)準(zhǔn)有必要得到改進(jìn)。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)350 km/h以上速度級(jí)列車進(jìn)行了研究,但尚無(wú)400 km/h成熟運(yùn)營(yíng)的高速列車。國(guó)內(nèi)既有的GSM-R評(píng)價(jià)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)技術(shù)可能無(wú)法完全滿足未來(lái)更高運(yùn)營(yíng)速度的要求,國(guó)外也沒有成熟的技術(shù)體系可以參考借鑒,所以鐵路GSM-R系統(tǒng)高速適應(yīng)性指標(biāo)的分析研究顯得尤為重要。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)分析,可以幫助我們對(duì)高速鐵路GSM-R系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行研究,從而為中國(guó)高速鐵路的不斷發(fā)展以及實(shí)施中國(guó)高鐵"走出去"的戰(zhàn)略提供理論依據(jù)與科技保障[13]。

1 高速鐵路GSM-R系統(tǒng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)方案

1.1 測(cè)試環(huán)境搭建

1.1.1 測(cè)試方案

本文測(cè)試環(huán)境選在高速列車車廂內(nèi),使用場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量接收機(jī)連接車頂天線,對(duì)GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況進(jìn)行測(cè)試。PC端安裝測(cè)試軟件控制各儀表,獲取接收電平、CSD連接建立時(shí)延和失敗率、CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延和丟包率、CSD連接丟失率、GPRS傳輸延時(shí)、丟包率、峰值吞吐量、平均吞吐量等數(shù)據(jù)。測(cè)試設(shè)備連接示意見圖1。

圖1 GSM-R系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試環(huán)境示意Fig.1 GSM-R system dynamic test environment schematics

1.1.2 試驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)

測(cè)試中沿線基站數(shù)量、平均站間距及設(shè)備參數(shù)具體如表1所示。

表1 試驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)Table 1 Test system parameters

1.2 速度級(jí)的選取原則

國(guó)家鐵路局將高速鐵路新建設(shè)計(jì)時(shí)速定義為250 km(含)至350 km(含)[14]。國(guó)家發(fā)改委將中國(guó)高速鐵路定義為時(shí)速250 km及以上的新線或既有線鐵路[15]。250 km/h一般為受到高鐵線路標(biāo)準(zhǔn)制約的高鐵時(shí)速,例如昌九高鐵、青榮高鐵、南廣高鐵等。300 km/h和350 km/h為高鐵的典型運(yùn)營(yíng)速度。380 km/h是以350 km/h的10%上浮計(jì)算的高鐵驗(yàn)收速度。400 km/h及以上速度等級(jí)為高速鐵路下一步逐級(jí)提速后的目標(biāo)速度。因此,依照以上內(nèi)容,測(cè)試數(shù)據(jù)分別選取250,300,350,380 km/h以及400 km/h五個(gè)等級(jí)。

2 不同速度級(jí)GSM-R系統(tǒng)的指標(biāo)測(cè)試及適用性分析

本文選擇搭載高速動(dòng)車組在列車最高試驗(yàn)速度為420 km/h條件下進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)關(guān)鍵指標(biāo)如下。

(1)GSM-R系統(tǒng)最小可用接收電平。

(2)GSM-R列控類電路數(shù)據(jù)傳輸特性。

(3)不同傳輸速率CSD傳輸特性。

(4)GPRS數(shù)據(jù)傳輸特性。

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析得到更高速度下GSM-R系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。

2.1 最小可用接收電平數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,按不同速度等級(jí)對(duì)接收電平與通話質(zhì)量RxQual的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果如圖2所示。

圖2 接收電平與通話質(zhì)量RxQual的關(guān)系Fig.2 The relationship between receiving level and call quality RxQual

對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行匯總,可得到:當(dāng)滿足RxQual≤4級(jí)要求時(shí),不同運(yùn)行速度條件下的最小可用接收電平見表2。

表2 RxQual≤4(95%)時(shí)最小可用接收電平統(tǒng)計(jì)Table 2 Minimum available receiving level statistics when RxQual≤4(95%)

從表2可以看出,當(dāng)列車運(yùn)行速度等級(jí)為380 km/h時(shí),實(shí)際測(cè)試得到的系統(tǒng)最小可用接收電平最佳,這與測(cè)試段的GSM-R網(wǎng)絡(luò)主要針對(duì)列車運(yùn)行速度380 km/h進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化有關(guān)。這也從一個(gè)側(cè)面表明,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和相關(guān)參數(shù)的調(diào)整,GSM-R系統(tǒng)能更好適應(yīng)不同運(yùn)營(yíng)速度等級(jí)的需求。

為避免網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量結(jié)果產(chǎn)生影響,本文給出最小接收電平不同速度的建議取值要求如下:250～380 km/h時(shí),選擇最小可用接收電平的最差情況-81 dBm;400 km/h時(shí),最小可用接收電平取為-79 dBm。

針對(duì)GSM-R無(wú)線覆蓋和服務(wù)質(zhì)量情況,國(guó)際鐵路聯(lián)盟UIC制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范[16],其中要求列車運(yùn)行速度高于280 km/h條件下滿足列控類CSD數(shù)據(jù)傳輸要求的GSM-R系統(tǒng)最小可用接收電平為不低于-92 dBm。UIC制定的標(biāo)準(zhǔn)要求環(huán)境底噪電平最小不小于-105 dBm,而我國(guó)由于通信系統(tǒng)較多導(dǎo)致在實(shí)際情況下電磁底噪偏高,所以UIC標(biāo)準(zhǔn)不能直接作為我國(guó)鐵路測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果,我國(guó)鐵路沿線GSM-R頻段內(nèi)的電磁環(huán)境底噪一般高達(dá)-90～-95 dBm。圖3為試驗(yàn)段實(shí)際測(cè)試的某個(gè)基站范圍內(nèi)GSM-R頻段電磁環(huán)境頻譜圖。

圖3 試驗(yàn)段基站GSM-R頻段電磁環(huán)境頻譜Fig.3 Test section base station GSM-R band electromagnetic environment spectrum

如果按GSM-R頻段內(nèi)的電磁環(huán)境平均底噪電平為-95 dBm計(jì)算,試驗(yàn)得到的最小可用接收電平-81,-79 dBm所對(duì)應(yīng)的C/I(載波/干擾)分別為14,16 dB,剛好能滿足GSM-R網(wǎng)絡(luò)中“同頻道干擾保護(hù)比:C/I(載波/干擾)≥12 dB”的要求[17]。因此,通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的GSM-R系統(tǒng)最小接收電平取為-81 dBm(380 km/h速度等級(jí))、-79 dBm(400 km/h速度等級(jí))符合我國(guó)高速鐵路沿線電磁環(huán)境底噪聲較高的現(xiàn)狀。

2.2 列控類電路數(shù)據(jù)傳輸特性數(shù)據(jù)分析

GSM-R系統(tǒng)列控類電路數(shù)據(jù)傳輸特性的試驗(yàn)包括以下5項(xiàng)指標(biāo)[18-19]。

(1)CSD連接建立時(shí)延和失敗率。

(2)CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延和丟包率。

(3)CSD連接丟失率。

(4)CSD傳輸干擾時(shí)間。

(5)CSD傳輸無(wú)差錯(cuò)時(shí)間。

試驗(yàn)中CSD連接建立時(shí)延和失敗率的測(cè)試數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 CSD連接建立時(shí)延和失敗率試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 3 CSD connection establishment delay and failure rate test data

在列車高速運(yùn)行條件下,CSD連接建立時(shí)延和失敗率指標(biāo)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求[20]。

試驗(yàn)中CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延和丟包率的測(cè)試數(shù)據(jù)見表4。

表4 CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延和丟包率試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 4 CSD data transmission end-to-end delay and packet loss rate test data

在列車高速運(yùn)行條件下,CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延指標(biāo)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

試驗(yàn)中CSD連接丟失率的測(cè)試數(shù)據(jù)見表5。

表5 CSD連接丟失率試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 5 CSD connection loss rate test data

在列車高速運(yùn)行條件下,CSD連接丟失率指標(biāo)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

試驗(yàn)中CSD傳輸干擾時(shí)間的測(cè)試數(shù)據(jù)見表6。

表6 CSD傳輸干擾時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 6 CSD transmission interference time test data

在列車高速運(yùn)行條件下,CSD傳輸干擾時(shí)間指標(biāo)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

試驗(yàn)中CSD傳輸無(wú)差錯(cuò)時(shí)間的測(cè)試數(shù)據(jù)見表7。

表7 CSD傳輸無(wú)差錯(cuò)時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 7 CSD transmits error-free time test data

在列車高速運(yùn)行條件下,CSD傳輸無(wú)差錯(cuò)時(shí)間指標(biāo)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

列車運(yùn)行速度300～420 km/h時(shí), GSM-R系統(tǒng)列控類CSD服務(wù)質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行匯總,得到不同速度級(jí)別下CSD傳輸連接建立時(shí)延及失敗率的變化情況,結(jié)果如圖4所示;不同速度級(jí)別下CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延的變化情況,結(jié)果如圖5所示;不同速度級(jí)別下傳輸干擾時(shí)間的變化情況,結(jié)果如圖6所示。

圖4 CSD傳輸連接建立時(shí)延及失敗率與速度的關(guān)系統(tǒng)計(jì)結(jié)果Fig.4 Statistical results of the relationship between CSD transmission connection establishment delay and failure rate and speed

圖5 CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延與速度的關(guān)系統(tǒng)計(jì)結(jié)果Fig.5 Statistical results of the relationship between end-to-end delay and speed of CSD data transmission

圖6 CSD傳輸干擾時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)Fig.6 CSD transmission interference time test data

不同速度等級(jí)條件下,CSD傳輸連接建立時(shí)延及失敗率與速度沒有明顯的關(guān)系,速度對(duì)CSD傳輸連接建立時(shí)延及失敗率幾乎沒有影響。

不同速度等級(jí)條件下的CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延99%統(tǒng)計(jì)值約為420 ms,差值<7 ms。CSD數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延與列車運(yùn)行速度沒有關(guān)系。

對(duì)于CSD傳輸干擾率而言,CSD傳輸干擾時(shí)間是關(guān)注的重點(diǎn)。這里重點(diǎn)對(duì)CSD傳輸干擾時(shí)間與速度的關(guān)系進(jìn)行分析。

不同速度等級(jí)條件下的CSD傳輸干擾時(shí)間95%統(tǒng)計(jì)值相差不大,變化不明顯。速度對(duì)CSD傳輸干擾時(shí)間的影響較小,可以認(rèn)為基本沒有影響。

列車運(yùn)行速度300～420 km/h條件下,速度對(duì)列控類電路數(shù)據(jù)傳輸特性基本沒有影響。

2.3 GPRS數(shù)據(jù)傳輸特性分析

試驗(yàn)中進(jìn)行了GPRS數(shù)據(jù)傳輸特性的測(cè)試,包括傳輸延時(shí)、丟包率、峰值吞吐量、平均吞吐量等[21]。

2.3.1 GPRS傳輸延時(shí)

GPRS傳輸延時(shí)及丟包率試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表8。

表8 GPRS傳輸延時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)Table 8 GPRS transmission delay test data

與行車相關(guān)的業(yè)務(wù)對(duì)GPRS時(shí)延要求較高,根據(jù)GPRS時(shí)延等級(jí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[22],需達(dá)到1級(jí)。綜合表8測(cè)試結(jié)果,實(shí)際測(cè)試中,GPRS傳輸延時(shí)達(dá)到1級(jí),符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

按不同延時(shí)等級(jí)對(duì)GPRS傳輸延時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),結(jié)果見表9。

表9 GPRS傳輸延時(shí)分類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)Table 9 GPRS transmission delay classification statistical data

按照CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)的要求,CSD數(shù)據(jù)端到端傳輸延時(shí)(40字節(jié)數(shù)據(jù)包)的99%統(tǒng)計(jì)值應(yīng)小于500 ms。表8中,128字節(jié)數(shù)據(jù)包GPRS傳輸延時(shí)的99%統(tǒng)計(jì)值為475 ms,達(dá)到小于500 ms的要求。表9中,傳輸延時(shí)小于500 ms的比例為99.27%,達(dá)到高于99%的要求。試驗(yàn)中使用的是128字節(jié)的數(shù)據(jù)包,若使用40字節(jié)的列控?cái)?shù)據(jù)包,傳輸時(shí)延還會(huì)減小。從試驗(yàn)結(jié)果看, GPRS數(shù)據(jù)傳輸方式可以滿足列控系統(tǒng)端到端傳輸延時(shí)99%小于500 ms的要求。

2.3.2 GPRS數(shù)據(jù)吞吐量

GPRS數(shù)據(jù)吞吐量試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表10。進(jìn)行下行GPRS數(shù)據(jù)吞吐量測(cè)試時(shí)的動(dòng)車組最高運(yùn)行速度約為421 km/h,進(jìn)行上行GPRS數(shù)據(jù)吞吐量測(cè)試時(shí)的動(dòng)車組最高運(yùn)行速度則約為416 km/h。

表10 GPRS數(shù)據(jù)吞吐量測(cè)試數(shù)據(jù)Table 10 GPRS data throughput test data

根據(jù)GPRS數(shù)據(jù)吞吐量級(jí)別的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),在列車高速運(yùn)行條件下,GPRS數(shù)據(jù)傳輸指標(biāo)均能滿足標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)GPRS業(yè)務(wù)QoS指標(biāo)的要求,具體等級(jí)對(duì)應(yīng)情況見表11。

表11 GPRS數(shù)據(jù)傳輸指標(biāo)等級(jí)對(duì)應(yīng)Table 11 GPRS data transmission index level corresponding

2.3.3 GPRS傳輸延時(shí)與速度關(guān)系

對(duì)GPRS傳輸延時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)按照不同速度級(jí)別進(jìn)行分類分析和統(tǒng)計(jì),結(jié)果見表12。

表12 GPRS傳輸延時(shí)不同速度級(jí)別統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 12 GPRS transmission delay statistical results of different speed levels

從表12可知,不同速度等級(jí)下GPRS傳輸平均延時(shí)在173～181 ms之間,差距不大,與速度沒有明顯的相關(guān)性。

對(duì)GPRS傳輸95%延時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果按照不同速度等級(jí)繪制變化趨勢(shì)圖,結(jié)果見圖7。

圖7 GPRS傳輸95%延時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Fig.7 GPRS 95% transmission delay experimental data statistics results

從圖7可以看出,不同速度等級(jí)下GPRS傳輸95%延時(shí)在188～257 ms之間,變化范圍略大。其中,在列車速度為300～330 km/h及高于390 km/h時(shí)GPRS傳輸95%延時(shí)值略大,為257 ms,可能與這兩個(gè)速度級(jí)別下樣本數(shù)略少影響95%統(tǒng)計(jì)值有關(guān)。如果排除這2個(gè)樣本點(diǎn),可以看出隨著速度的增加,GPRS傳輸95%延時(shí)略有增加,但增加值較小,速度對(duì)GPRS傳輸95%延時(shí)值的影響較小。

2.3.4 GPRS數(shù)據(jù)吞吐量與速度關(guān)系

對(duì)不同速度等級(jí)下的GPRS下行和上行數(shù)據(jù)傳輸吞吐量測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果分別見表13和表14。

表13 GPRS數(shù)據(jù)吞吐量(下行)不同速度級(jí)別統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 13 Statistical results of data throughput (downlink) at different speed levels

表14 GPRS數(shù)據(jù)吞吐量(上行)不同速度級(jí)別統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 14 Statistical results of data throughput (uplink) at different speed levels

從表14中可以看出,隨著速度的增加, GPRS數(shù)據(jù)傳輸平均吞吐量未見明顯下降。理論上,隨著速度的增加產(chǎn)生快衰落,終端接收到的信號(hào)較弱,導(dǎo)致誤碼率增加,丟包率和重傳次數(shù)增多,吞吐量降低。但實(shí)際測(cè)試中,終端接收信號(hào)大部分保持在-70 dBm以上,高于-81 dBm(380 km/h等級(jí))、-79 dBm(400 km/h等級(jí)),滿足最小可用接收電平要求,即使移動(dòng)終端出現(xiàn)瞬時(shí)較深的衰落,實(shí)際接收信號(hào)也遠(yuǎn)好于其接收靈敏度,不會(huì)影響GPRS數(shù)據(jù)的傳輸,所以GPRS數(shù)據(jù)傳輸吞吐量沒有明顯變化。

3 結(jié)論

我國(guó)目前已建成了現(xiàn)代化的鐵路網(wǎng)以及發(fā)達(dá)的高鐵網(wǎng),正在加快推進(jìn)交通強(qiáng)國(guó)鐵路先行規(guī)劃綱要。400 km/h的高速鐵路是未來(lái)世界鐵路的發(fā)展趨勢(shì),列車速度的提高需要各系統(tǒng)保持健康的服役狀態(tài),因此,各系統(tǒng)在高速環(huán)境下適應(yīng)性的測(cè)試與研究尤為重要。

GSM-R系統(tǒng)多年來(lái)在鐵路的運(yùn)輸中發(fā)揮了重要作用。本文對(duì)不同速度級(jí)GSM-R系統(tǒng)指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了研究分析,得出更高速度下GSM-R系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的適應(yīng)性結(jié)論如下。

(1)更高速度下,建議根據(jù)我國(guó)高速鐵路沿線電磁環(huán)境底噪聲較高的現(xiàn)狀和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)將GSM-R系統(tǒng)最小接收電平要求從目前的-92 dBm按照速度等級(jí)不同分別修改為-81 dBm(380 km/h)、-79 dBm(400 km/h)。

(2)列車運(yùn)行速度為300～420 km/h時(shí),速度對(duì)列控類電路數(shù)據(jù)傳輸特性指標(biāo)基本沒有影響,GSM-R系統(tǒng)列控類CSD服務(wù)質(zhì)量具有良好的高速適應(yīng)性。

(3)列車運(yùn)行速度為300～420 km/h時(shí),GSM-R系統(tǒng)GPRS數(shù)據(jù)傳輸特性高速適應(yīng)性較好。在接收電平較好的條件下,速度對(duì)GPRS傳輸延時(shí)、吞吐量等關(guān)鍵指標(biāo)沒有明顯影響。

綜上,本文對(duì)GSM-R系統(tǒng)在高速條件下的適應(yīng)性進(jìn)行了評(píng)價(jià),為我國(guó)實(shí)現(xiàn)開通更高速度鐵路提供了技術(shù)參考,并為我國(guó)實(shí)現(xiàn)更高水平高速鐵路技術(shù)的引領(lǐng)提供了技術(shù)支撐。