鐵路5G通信研究

2021-01-13

隨著執行領導指示,目前鐵路很多單位都開展了“5G”研究,希望5G在鐵路開花應用。

鐵路每個專業都可能找出5G的應用點,有些是以前就開始研究現在要與5G建立聯係:
車輛廠研究如何使用5G傳輸車輛運行監測數據,隻要有了傳輸平台不是大問題;
鐵道建築單位研究線路橋梁的監測數據傳輸,這個傳輸也做了很多年了,原來計劃使用4G平台(有些地方已經在用),現在要擴充到5G網絡。
鐵路沿線地震監測,過去的成果是采用GSM-R短信傳輸,本來就有人提出了疑問,現在正好借助5G的NB-IoT。
道岔監測是信號部門一直在解決的項目,現在不僅要完成監測,還要考慮自動傳輸道岔監測數據,掛上5G最好。
供電專業走的較快,除了使用5G平台傳輸6C數據,變電站的機器人巡視也計劃搭載5G網路。
列控部門也在在考慮如何把5G用於列車控製ATO,這倒不算難事,京張高鐵已經在GPRS下應用了。隻要有了5G網絡,就可以承載新環境的列控信息。
看看這麽多研究方向,基本都是數據傳輸,都是在有了5G網絡後很快就能實現的任務。都要建立在鐵路已經建設了5G網絡或如何利用移動運營商的5G網絡。看來更主要的研究是鐵路如何建設5G網絡!
頻段選擇
茄子888app官网知道頻譜資源是有限的,沒有頻率談什麽無線網絡都是空的。在有限的頻段裏茄子888app官网鐵路應該提出有說服力的理由,可能才會得到一段寶貴的頻率。另一方麵頻率是資源,占用資源也要付出成本。因此,鐵路頻率的申請確實需要研究,希望茄子app懂你可以利用好有限的資源。這也是鐵路5G研究的一個重要方麵。
說沒研究頻譜很多鐵路通信專家不願意聽,但確實拿不出合理的研究報告,隻能自己痛斥說話的人。我下麵的說法假設以前的數據和決定都是正確的(不敢否定以前)。
比如說LTE-R申請的試驗頻段是450MHz,為什麽是450MHz呢,能夠看到的理由是傳播衰耗小,可以減少鐵路沿線的基站數量。這就是研究的結果嗎,好像延續的理由很快又會變化,自己否定自己!
據說目前鐵路在開展2.1GHz頻段作為鐵路5G頻段的研究,這就是與前麵的理由相矛盾。這個頻段與前麵說的研究結論相差了很多。傳播衰減增加了4-5倍,倍頻程約7個dB,這是要否定以前的研究嗎,或者說以前沒研究,隻是糊弄領導而已。
2016年鐵路在大西線專門設置了試驗線,但是通信專業沒有做過不同頻段LTE試驗,這麽好的機會失去了,而且不能提出疑問
5G頻率的選擇
不是茄子888app官网想用哪個頻段就能申請到,但如果理由非常充分,國家也可以協調就有可能。所以首先是茄子888app官网鐵路要有足夠的理由需要有分析有試驗。但好像現在的鐵路人對這方麵關心不夠(不了解,沒見過比較全的分析報告)。
比如對LTE-R,最早的理由是衰減小,可以少建基站,但沒有人分析電氣化對450MHz的幹擾問題。給出的理由是國家分的頻率茄子app安卓隻能服從,這個理由不需要鐵路通信人員進行研究了。
但是現在有提出在2.1G進行試驗,這也是國家分的,試驗研究還是要做的。首先茄子app安卓是否了解什麽頻段最適合鐵路應用?從我個人多年從事鐵路無線研究的數據看,900MHz頻段比較適合鐵路應用
首先是這個頻段對於鐵路電氣化區間受到的電氣化幹擾比450MHz小!這樣就可以在接收電平較低時進行通信。避免了450MHz雖然衰減小但不能在弱電平下工作(優勢抵消);
900MHz頻段在隧道內的衰減小於450MHz也小於2.1GHz頻段的信號,可以在中短隧道內不用外加設備進行隧道內通信,大大減輕了鐵路通信維護工作量,也是提高了鐵路運營安全係數;
對於目前的GSM-R網絡,可以在很多實施不做大的改變情況下過渡到900MHz的5G網絡,更符合領導要求。
很多人說用什麽頻點茄子888app官网自己說了不算,你要的頻點國家不給。那茄子app懂你是否提出過合理的理由呢!如果國家同意分給鐵路450MHz頻段,這個頻段也是移動運營商需要的頻段,茄子app為什麽不考慮與移動運營商更換900MHz頻點呢。移動運營商可以在偏遠地區使用450MHz,那樣的地區人煙稀少,不需要大量的基站覆蓋。減少基站建設但不削弱通信效果,他們比茄子888app官网更需要這樣的頻段。
隧道應用
茄子app安卓與其他國家不同,修建鐵路要考慮國家利益、人民的利益。青藏鐵路不是為了賺錢,很多新線建設也考慮了帶動當地發展的目的。所以在很多多山地區照樣修建鐵路(普速或高速),隧道內區間就會很多,甚至還有五十多公裏長的隧道(川藏鐵路)。這些線路建設複雜成本也高,維護成本也高。
雖然茄子app以國家為重,個人服從組織,也需要考慮維護人員的切身利益。技術人員應盡可能考慮采用適合的技術減小維護複雜性。
在隧道內茄子app安卓目前采用直放站技術進行無線覆蓋,在普速線,有幾條線在無線列調製式下一直就沒有在隧道內鋪設漏纜,就是說從來沒有做到全線的無線覆蓋。到了G網時期是不是要建設漏纜不是很清楚,反正線路複雜又不是繁忙線路,建了直放站和漏纜維護工作會很大,5G也是這樣。
維護者有自己的作息時間,我國很少考慮,你是我雇來的,給你錢你就要幹活。好聽一點就是為了國家、為了安全、不忘初心。但是幹活的很多都不是黨員,他們就是要賺錢養家
參考歐洲經驗
歐洲幾年前提出了下一代鐵路移動通信需求,製定了實施計劃,計劃2021年提出係統需求規範。歐洲也考慮2.1G頻段作為過渡,但最終還是使用900MHz作為下一代鐵路移動通信的頻點。
歐洲發布下一代鐵路移動通信用戶需求很多年了,並沒有提出使用什麽製式。隻要滿足鐵路需求,不給鐵路帶來經濟負擔,什麽通信製式不是主要的。因此,在準備製定係統需求規範時考慮會使用5G的通信製式,還要提出在現有技術中增加符合鐵路需要功能。
我國把發展5G當做提高國力的重要性來考慮,就是因為我國的企業在這方麵走到了世界前列。但茄子888app官网鐵路嘴上也說響應國家號召發展5G,卻看不到我國在鐵路5G研究上的優勢,不考慮把鐵路需求告訴相關企業。鐵路領導提出發展鐵路5G已經近3年了,鐵路通信研究人員還沒有向相關廠家企業協商完善鐵路特殊功能,到目前還有一些鐵路需要的功能不能在現有5G係統中得到。與歐洲的運作方式確實不一樣。
我國很多單位已開始在鐵路進行5G試驗,有人說試驗完了就提出需求了,好像邏輯不通啊。應該是結合鐵路需求進行5G試驗,對於5G還不具備的鐵路需求通過試驗補充到新的5G係統中去。
D2D通信
車廂內的覆蓋
在GSM-R係統下鐵路沒有考慮使用G網手機滿足車廂內的通信。車廂內的列車員間都是450MHz對講機通信。剛有車廂內電子補票時,車務部門還提出要滿足他們的補票需要。可是標準都沒有考慮車廂內的通信,隻能不做硬性要求。
我坐過美國和日本的列車(高鐵和普速),幾個小時的時間從沒有人在車上售貨、到站前會有列車員在車內喊一下在哪個門下車(不是哪個門都開)。整個列車隻有3個列車員,他們基本不用無線通信係統,與茄子app懂你國家相差很大。
建了鐵路5G係統,可能國家會收回鐵路450MHz的使用,車廂內的通信就要有5G來解決。即使不考慮車內旅客通信,茄子app安卓車廂內的工作人員間的提醒也要考慮。簡單來說D2D功能是應該具備的,可以像對講係統一樣實施通信。
隧道內通信
在無線通信網絡覆蓋盲區,用戶通過一跳或多跳D2D通信可以連接到無線網絡覆蓋區域內的用戶終端,借助該用戶終端連接到無線通信網絡。即使是長大隧道,如果不是列控運行,也可以考慮不設置隧道內直放站或RRU。隧道內可以不鋪設漏纜,在固定位置設置D2D轉發終端,不再有漏纜維護。
一個BBU有0-5號共有6個光口,每一個光口都可以幾個帶RRU,而RRU一般情況下可以三級級聯的,也就是6個光口可以帶18個RRU,但是這種站點的缺點就是中間出現斷鏈就會影響同一鏈上的下級站。因此即使采用隧道內漏纜方式也要做相關網路結構的試驗
因此,D2D通信功能也是鐵路發展5G必須確認的,需要進行試驗。其實在LTE-R中也應該做試驗但已經過去了。
其他
NB-IoT
前麵提到的鐵路不同專業的5G應用研究,就有鐵路沿線地理情況和設施情況的自動監測係統,也是需要NB-IoT功能。在係統的相關配置上需要通過試驗確認,但這不是其他專業的人來確認,要由鐵路通信人來確認。特別是邊遠地區,移動運營商的網絡比較少,鐵路自己的監測數據網必須起作用。
手持終端
雖然無線通信傳輸視頻能力已經很強,但鐵路行車與安全還是離不開語音通信,就是說手持終端是必須有的。手持終端應該具備上麵提到的對講功能,具備緊急呼叫功能,具備其它信息傳輸功能。
在試驗階段誰來提供設備,如果鐵路不把自己的需求告訴相關廠家,怎麽能得到適合鐵路應用的終端呢。因此,鐵路研究單位不能隻看到未來的設備可能會賺錢,要看到過於保密就得不到自己想要的終端。適合鐵路應用的LTE-R手持終端已經啟用了嗎,可能樣機也沒有出來,鐵路5G手持終端不要再關起門來做了。更不能為了維護個別廠家的利益犧牲鐵路應用的安全性。
定位通信功能
鐵路應急通信也是一個主要的應用,對於運行的列車,應急通信離不開位置信息。茄子app鐵路需要確認不同應急通信涉及的對象、不同的區域分配,才能在5G網絡中發揮大數據的特點把相關範圍內的用戶都納入到應急通信範圍內。





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