高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中国铁道出版社 编

图书标签:

• 高速铁路
• 通信技术
• GSM-R
• 铁路通信
• 数字移动通信
• 铁路信号
• 通信系统
• 交通运输
• 无线通信
• 技术标准

出版社： 中国铁道出版社

ISBN：9787113183486

版次：1

商品编码：11600405

包装：平装

丛书名： 高速铁路管理人员和专业技术人员培训教材 ，

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：424

正文语种：中文

内容简介

　　《高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R）》为中国铁路总公司组织编写的高速铁路管理人员和专业技术人员培训教材之一，是通信专业关键技术教材。《高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R）》共十一章，主要内容包括：GSM-R基础知识、GSM-R移动交换子系统、GSM-R通用分组无线业务子系统、GSMR智能网子系统、GSM-R无线子系统、GSM-RSIM卡、GSM-R运营与支撑子系统、GSM-R业务及流程、信令流程、网络测试与优化等。
　　《高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R）》适用于高速铁路通信专业技术人员培训，也可供铁路数字移动通信系统（GSM-R）运用管理人员学习，对各类职业院校相关师生学习也有重要的参考价值。

目录

第一章 绪论
第一节 GSM-R发展
第二节 GSM-R关键技术和工程措施
第三节 中国铁路GSM-R

第二章 GSM-R基础知识
第一节 基本原理
第二节 GSM-R系统结构
第三节 GSM-R系统编号
第四节 接口
第五节 GSM-R信令系统及同步

第三章 GSM-R移动交换子系统
第一节 概述
第二节 移动交换中心
第三节 归属位置寄存器／鉴权中心
第四节 短消息中心
第五节 设备标识寄存器
第六节 路由组织及码号传递
第七节 相关接口与协议

第四章 GSM-R通用分组无线业务子系统
第一节 概述
第二节 GPRS业务支持节点
第三节 GPRS网关支持节点
第四节 域名系统
第五节 远程用户接人认证系统
第六节 GPRS接口服务器
第七节 GPRS归属位置服务器
第八节 用户数据编号与存储
第九节 接口与协议
第十节 数据传输

第五章 GSM-R智能网子系统
第一节 智能网系统结构和功能
第二节 CAMEL协议
第三节 智能网业务模型

第六章 GSM-R无线子系统
第一节 概述
第二节 基站控制器
第三节 码变换和速率适配单元
第四节 分组控制单元
第五节 基站
第六节 直放站
第七节 天馈、漏缆及铁塔
第八节 接口与协议
第九节 GSM-R无线覆盖方式

第七章 GSM-R SIM卡
第一节 结构与特性
第二节 SIM卡数据

第八章 GSM-R运营与支撑子系统
第一节 接口监测系统
第二节 漏泄电缆监测系统
第三节 数据管理系统
第四节 铁塔监测系统
第五节 网络管理系统

第九章 GSM-R业务及流程
第一节 语音类业务
第二节 智能业务
第三节 电路交换数据业务
第四节 GPRS业务流程

第十章 信令流程
第一节 电路域业务信令流程
第二节 分组域业务信令流程

第十一章 网络测试与优化
第一节 互联互通测试
第二节 业务功能测试
第三节 电磁环境测试
第四节 场强测试
第五节 服务质量测试
第六节 网络优化

附录 名词术语英（缩略语）中对照
参考文献

前言/序言

铁轨上的脉搏：现代铁路通信的演进与展望 在现代交通运输体系中，铁路以其高效、环保、安全等优势扮演着举足轻重的角色。而支撑起这庞大交通网络高效运转的，离不开一套精密、可靠的通信系统。这套系统如同铁路的“神经系统”，负责传递指令、保障安全、优化运营，让钢铁巨龙在广袤的土地上穿梭自如。本书将带您深入探究现代铁路通信技术的演进历程，从历史的沉淀中梳理脉络，在当下的实践中聚焦前沿，并以前瞻性的视野描绘未来的发展蓝图。 第一章：铁路通信的黎明——从电报到模拟时代的跃迁 在电气化铁路初露锋芒的年代，通信手段也经历了从无到有的突破。最初的铁路通信，主要依赖于相对原始的电报系统。操作员通过莫尔斯电码将信息传递给远方的同事，速度虽慢，却已是当时最可靠的远距离通信方式。随着技术的进步，电话开始引入铁路系统，大大提高了通信的实时性和效率。然而，这些早期的通信系统多为点对点或专线连接，灵活性和覆盖范围有限，且难以满足日益增长的客货运量对通信能力的需求。 进入20世纪中后期，模拟通信技术的发展为铁路通信带来了新的机遇。模拟调度电话、车载电话系统逐步普及，使得列车员、司机、调度员之间能够进行更直接、实时的语音交流。这种模拟通信系统在当时的条件下，极大地提升了铁路运营的安全性与效率。但其固有的缺点也日益显现：频谱利用率低、通信质量易受干扰、信息传输容量有限，且无法实现数据化的信息交换，与日益发展的铁路信息化需求存在明显差距。本章将回顾这些早期通信技术的特点、应用场景以及它们在推动铁路发展中所扮演的角色，为理解后续的数字化转型奠定基础。 第二章：数字浪潮的洗礼——GSM-R技术的诞生与核心原理 数字通信技术的兴起，标志着铁路通信进入了一个崭新的时代。GSM-R（Global System for Mobile Communications–Railway）作为专为铁路环境设计的数字移动通信系统，其诞生是行业发展的必然选择。GSM-R基于成熟的GSM（Global System for Mobile Communications）移动通信技术，并针对铁路运行的特殊需求进行了优化和定制，例如增强的语音清晰度、更快的终端切换速度、以及更高的可靠性。 本章将深入剖析GSM-R的核心技术原理。我们将首先介绍GSM-R的整体架构，包括基站、核心网、终端设备（如列车上的车载终端）以及相关的接口和协议。在此基础上，我们将详细阐述GSM-R在信号传输、语音编码、数据传输等方面的关键技术。例如，GSM-R采用的语音编码技术（如EFR - Enhanced Full Rate）能够提供卓越的语音质量，即使在高速移动和复杂的电磁干扰环境下也能保证清晰通话。此外，GSM-R具备强大的数据传输能力，为实现列车自动控制（ATC）、列车调度（TD）、列车信息系统（TIS）等高级应用提供了技术支撑。我们还将探讨GSM-R在频率分配、网络安全、漫游机制等方面的设计考量，旨在解释为何GSM-R能够成为全球铁路通信领域的通用标准。 第三章：GSM-R的应用场景——连接铁轨上的每一个环节 GSM-R并非仅仅是一种通信技术，更是实现铁路现代化运营的强大赋能者。本章将聚焦GSM-R在铁路系统中的具体应用场景，展示其如何深刻地改变铁路的运营模式。 语音通信： 这是GSM-R最基础也是最重要的功能。它实现了列车员、司机、调度员、车站工作人员等之间的实时、可靠的语音通信。例如，司机可以随时向调度中心报告列车运行情况，接收指令，确保行车安全。在紧急情况下，GSM-R能够提供快速、稳定的通信通道，为应急响应争取宝贵时间。 数据通信： GSM-R支持数据传输，这为各类铁路信息化应用奠定了基础。 列车自动控制（ATC）： GSM-R作为ATC系统的通信通道，能够传输列车运行速度、位置、道岔状态等关键信息，实现列车的自动驾驶和安全防护。 列车调度（TD）： 调度中心通过GSM-R网络接收和发送列车运行计划、实时位置信息，并能够远程控制道岔等设备，实现对列车运行的精细化调度。 列车信息系统（TIS）： GSM-R可以将列车运行相关的实时信息，如预计到站时间、车辆故障等，传输到乘客信息显示系统，提升乘客出行体验。 车载设备状态监控： 通过GSM-R，可以实时监测车载设备的运行状态，如空调、供电系统等，提前预警潜在故障，降低维修成本，提高车辆运用效率。 无线闭塞中心（RBC）： 在基于通信的列车控制（CBTC）系统中，GSM-R是RBC与列车进行通信的关键。RBC通过GSM-R向列车发送安全运行信息，指导列车安全运行。 短消息（SMS）通信： GSM-R支持短消息功能，可用于发送非紧急但重要的通知、指令或状态报告，如设备故障告警、天气预警等，具有高效、便捷的特点。 定位服务： GSM-R系统结合GPS等定位技术，能够实现列车和关键人员的精确定位，为调度指挥、安全管理提供有力支持。 通过这些应用，GSM-R实现了铁路系统内部信息的互联互通，提高了运营的自动化水平，显著增强了铁路的安全性和运输效率。 第四章：GSM-R的挑战与优化——应对复杂环境下的严苛考验 尽管GSM-R取得了巨大的成功，但在实际运营过程中，仍然面临诸多挑战。本章将深入探讨这些挑战，并介绍相关的优化和解决方案。 电磁干扰： 铁路沿线存在大量的电磁干扰源，如接触网、变电站、其他通信设备等，这些干扰可能影响GSM-R信号的传输质量。本章将分析不同类型的电磁干扰，以及GSM-R在设计中为抵抗干扰所采取的措施，例如特有的天线设计、滤波器技术等。 山区、隧道等特殊环境的覆盖： 山区、隧道、桥洞等复杂地形和地下空间，是GSM-R网络覆盖的难点。本章将讨论如何通过优化基站布局、部署隧道覆盖设备（如漏缆）、采用定向天线等技术手段，来解决这些区域的信号盲区问题。 容量瓶颈与升级需求： 随着铁路客货运量的不断增长，以及新应用的不断涌现，现有的GSM-R网络容量可能面临瓶颈。本章将探讨GSM-R在容量扩展方面的潜在方法，以及为满足未来更高带宽、更低时延通信需求而进行的升级准备。 终端设备的多样性与兼容性： 铁路系统涉及多种类型的列车和人员，对通信终端的需求也各不相同。本章将分析不同终端设备的设计特点，以及确保不同代际、不同厂商终端之间的兼容性问题。 维护与升级的挑战： GSM-R系统的稳定运行需要持续的维护和定期的升级。本章将探讨在保证现有运营不受影响的前提下，如何高效地进行系统维护和技术升级，以及相关的运维策略。 第五章：未来展望——下一代铁路通信技术的探索 随着科技的飞速发展，下一代铁路通信技术正在蓄势待发。本章将以前瞻性的视角，描绘未来铁路通信的发展趋势和潜在技术。 4G/LTE-R和5G-R： 移动通信技术已经从3G、4G发展到5G。铁路通信也在积极拥抱这些新技术。4G/LTE-R（Long-Term Evolution-Railway）和5G-R（5th Generation-Railway）将为铁路带来更高的带宽、更低的延迟、更广泛的连接能力。本章将探讨4G/LTE-R和5G-R的核心技术特点，以及它们在列车控制、车地通信、乘客服务、大数据分析等方面的巨大潜力。例如，5G的超低延迟将为实现更高级别的列车自动驾驶提供可能，而其高带宽则能支持高清视频监控、VR/AR应用等。 车联网（V2X）与智慧交通： 未来铁路通信将更加注重与外部环境的互联互通，实现车车通信（V2V）、车路通信（V2I）、车人通信（V2P）等，构建一个更智能、更安全的交通生态系统。 物联网（IoT）在铁路的应用： 大量传感器将部署在轨道、车辆、车站等各个环节，通过物联网技术收集海量数据。这些数据将用于优化运营、预测性维护、提升安全性能。 人工智能（AI）赋能铁路通信： AI技术将应用于网络优化、故障预测、智能调度、安防监控等多个方面，进一步提升铁路通信系统的智能化水平。 卫星通信的补充作用： 在一些偏远地区或应急情况下，卫星通信可以作为GSM-R或5G-R的有效补充，保证通信的连续性。 本章将深入分析这些新兴技术为铁路通信带来的机遇和挑战，以及它们将如何重塑未来铁路的运行模式，为构建更加高效、安全、智能的现代化交通体系贡献力量。 结语 从最初的电报到数字移动通信，再到面向未来的5G技术，铁路通信技术的发展史是一部不断创新、持续演进的奋斗史。它不仅是技术的进步，更是现代社会对高效、安全、便捷交通需求的生动回应。理解和掌握铁路通信技术的最新进展，对于推动铁路事业的持续发展，构建智慧交通、平安交通具有深远的意义。本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，共同探索铁轨上的脉搏，感受现代铁路通信的强大生命力。

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5. 严谨的学术态度与生动的语言表达，知识的“双重盛宴” 我一直认为，一本好的技术书籍，不仅要有严谨的学术态度，还需要具备生动有趣的语言表达。《高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R）》这本书恰恰做到了这两点。从书中对GSM-R的原理阐述，我们可以感受到作者严谨的科学态度和扎实的技术功底。每一个公式的推导，每一个技术的解释，都经过了周密的思考和验证。然而，与许多枯燥的技术论文不同的是，这本书并没有采用过于生硬的学术语言，而是巧妙地融入了一些生动形象的比喻和贴切的类比。例如，在解释信道分配时，作者将其比作“空中交通管制”，形象地说明了资源协调的重要性。这种将严谨性与趣味性相结合的写作风格，使得原本可能晦涩难懂的技术知识，变得易于理解和接受。阅读这本书，不仅是一次知识的汲取，更是一次轻松愉快的思想交流，让我仿佛在与一位经验丰富、博学多才的老师对话，受益匪浅。

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1. 深度与广度并存，为铁路通信领域注入新知 我是一名铁路通信爱好者，一直以来对高速铁路通信技术的发展有着浓厚的兴趣。偶然间翻阅到《高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R）》这本书，着实让我惊喜不已。本书并非仅仅停留在对GSM-R技术概念的泛泛介绍，而是深入剖析了其在高速铁路场景下的具体应用和技术细节。从通信系统的架构设计，到信号的传输与接收，再到数据安全与可靠性保障，书中都给予了详尽的阐述。尤其令我印象深刻的是，作者并非一味堆砌技术术语，而是通过大量的图表和实际案例，将复杂的通信原理娓娓道来，使得即使是初学者也能逐步理解GSM-R的核心技术。书中关于干扰抑制、移动性管理以及与其他铁路系统（如信号系统、调度系统）的接口集成等内容的探讨，更是让我看到了GSM-R在保障铁路运行安全和效率方面所扮演的关键角色。对于希望深入了解高速铁路通信奥秘，或者在相关领域工作的工程师和技术人员而言，这本书无疑是一本不可多得的宝贵参考资料，它不仅拓宽了我的视野，也为我后续的学习和研究指明了方向。

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3. 历史的视角审视技术演进，洞察GSM-R的战略意义 长期以来，我一直对通信技术在推动社会发展中的作用充满好奇。阅读《高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R）》这本书，让我得以从一个更宏观、更具历史纵深的视角来审视GSM-R技术。书中不仅仅是介绍当前的技术细节，更是追溯了GSM-R的起源和发展历程，解释了它为何会在全球范围内被广泛应用于高速铁路领域。通过了解GSM-R的出现是基于对早期铁路通信系统（如模拟无线电）的局限性的深刻认识，以及各国在标准制定和技术推广过程中所经历的博弈，我更加深刻地理解了这项技术的战略重要性。它不仅是简单的一个通信标准，更是承载着保障铁路安全、提升运输效率、实现信息化管理等诸多国家战略目标的重要基础设施。本书对GSM-R在不同国家和地区的应用案例分析，也让我看到了不同文化背景和发展水平下，这项技术如何被因地制宜地推广和应用，这为我们思考未来技术传播和应用提供了宝贵的经验。

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2. 理论与实践的完美融合，解锁GSM-R的无限可能 作为一名长期从事铁路通信设备研发的工程师，我深知理论知识与实际应用之间的鸿沟。然而，《高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R）》这本书恰恰弥合了这一差距。它不仅系统地梳理了GSM-R的技术体系，更将理论知识与中国高铁在实际建设和运营过程中遇到的挑战相结合，提供了切实可行的解决方案。书中对GSM-R网络规划、基站选址、天线布局等方面的详细指导，以及对不同地理环境和运行速度下的信号覆盖优化策略的探讨，都展现了作者深厚的实践经验。我尤其欣赏书中对于GSM-R系统性能评估和故障诊断方法的介绍，这对于我们解决日常工作中遇到的实际问题具有极强的指导意义。此外，书中对GSM-R与下一代铁路通信技术（如FRMCS）的对比分析，也为我们未来的技术发展趋势提供了前瞻性的思考。这本书就像一本“工具箱”，里面装满了解决铁路通信难题的“利器”，它不仅提升了我对GSM-R技术的理解深度，更启发了我对未来铁路通信系统创新的思路。

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4. 脉络清晰的逻辑梳理，层层递进的学习体验 我对技术书籍的阅读体验有着较高的要求，最怕那种杂乱无章、内容碎片化的书籍。《高速铁路通信技术：铁路数字移动通信系统（GSM-R）》在这方面做得非常出色。本书的编排逻辑清晰，结构严谨。从最基础的GSM-R系统概述，到核心的通信原理，再到具体的系统设计、网络优化、安全保障，以及最后对未来发展的展望，每一个章节都层层递进，如同构建一座知识的大厦。我尤其喜欢作者在讲解复杂概念时，总是能够先给出一个整体的框架，然后再逐步展开细节，这种“由大到小”的讲解方式，让我能够快速把握核心，然后深入理解每一个环节。书中反复出现的关键术语，作者都会在首次出现时进行详细解释，并在后续章节中不断强化，确保读者不会迷失在技术术语的海洋中。这种脉络清晰、循序渐进的教学方式，极大地降低了学习难度，让我能够以一种非常舒适和高效的方式，逐步掌握GSM-R技术的精髓。

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