1  绪论

GSM-R铁路无线调度网络在中国已经运营十几年了，但是随着铁路通信网络向着宽带、融合、创新等方向发展以及原有解决方案生命周期等原因，现有无线信道模型已经无法满足其未来技术发展要求。为了解决这个问题，顺应国民经济和社会发展需求，我国通信方面的研究员正积极地研究并完善无线信道模型。论文网

1。1 GSM-R系统概述

GSM-R（Global System for Mobile Communications-Railway）无线通信技术的摇篮为欧洲。现在，瑞士、英国、美国等很多国家都将GSM-R无线通信技术运用于商业。因为GSM-R能够出色地满足无线通信信号一体化、铁路运输发展的需求，所以在2000年年底，正式将GSM-R铁路无线通信技术确立为我国铁路专用通信技术[2]。

1。1。1 网络结构和接口

GSM-R系统由OSS/BSS（运行及业务支撑子系统）、BSS（基站子系统）、终端设备、NSS（网络子系统）四个部分构成。SSS（移动交换子系统）、IN（移动智能网）、GPRS（子系统及通用分组无线业务子系统）构成了网络子系统[11]。如下图所示，主从同步方式是GSM-R系统的一个显著特点[3]。其网络的接口以及基本结构见图1-1。

1。1。2 频率选择

欧洲使用的GSM-R频率为下行（终端到基站）921—925赫兹，上行（基站到终端）876—880赫兹。下面4点是欧洲铁路标准化组织选择以上频率的理由[4]：

（1）与GSM-RD900频率相距较近，在硬件、软件方面修改较少，价格低；

（2）基站相距5到10公里，这确保了最大时速为500公里的列车，其在高速运营环境下的通信质量和列控需求；

（3）在隧道（尤其是钢铁或者新建的混凝土隧道）内的传播性能很好，比起频率为450和1800赫兹，900赫兹的最好；

（4）900Hz邻近的通信频段几乎不受电气化干扰的影响。

图1-1 GSM-R网络接口以及基本结构

1。2 国内外主要研究现状

1。3 本文研究目的和意义

GSM-R无线通信技术建立于通用、成熟的公共移动GSM的基础上，主要针对铁路通信领域的应用而研发的综合数字移动无线通信技术。它是一种效率高、成本低的数字移动无线通信系统。

21世纪的今天，铁路步入了跨越式发展的新阶段。铁路运输量的快速增长不仅促使了列车加大了重量，加长了编组，而且也使铁路无线通信领域发生了具有划时代意义的转变。铁路是我国重要的长途出行以及货物运输的方式，它直接或间接地影响了我国国民经济。换句话说，它扮演着我国国民经济的大动脉的角色。

总而言之，研究、建立、完善符合中国高速铁路运营条件下的GSM-R无线信道模型，对于中国铁路综合数字移动无线网络具有重要影响。这是一项值得深入透彻地进行分析研究并且具有实用价值的项目。文献综述

1。4 本文主要工作

GSM-R无线信道模型研究是当前世界的重难点问题。本篇论文主要工作的入手点是GSM-R无线信道系统和几种电波传播预测模型。具体如下：

(1) 论文第1章主要分析了GSM-R系统概述、国内外发展概况以及本文的研究目的和意义。

(2) 第2章对GSM-R无线通信系统的相关原理进行了详细的讨论，包括无线电波的传播特性、无线信道的分类、移动通信的四大效应以及无线电波传播模型的分析。本章系统地对大尺度、小尺度衰落以及无线电波的传播特性进行了深入地分析研究。主要通过对无线电波传播的特性研究结果以及几种应用较为广泛铁路电波的传播预测模型不足之处进行对比分析，例如Okumura（奥村）模型、Okumura-Hata预测模型、COST231-Walfish-Ikegami模型等，进而分析研究了在高速铁路运营条件下的多径信道模型。为接下来新的无线通信信道模型的完善与构建充实了GSM-R无线通信信道模型基础理论，为实现信道模型的优化奠定了基础。