摘要：移动通信系统作为高速铁路的重要一部分，对高速铁路列车行驶调度控制以及乘客通信实现有着非常重要的作用和影响，随着现代通信技术的发展，高速铁路移动通信应用技术也发生了一定的变化，对高速铁路移动通信系统关键技术发展演变的分析研究，有利于促进对当前高速铁路移动通信系统的了解，对于推动其技术发展提升也有着十分重要的作用和意义。
关键词：高速铁路；移动通信；关键技术
移动通信系统是高速铁路的重要一部分，主要用于满足高速铁路列车运行调度、控制以及铁路乘客通信需求。纵观国内外高速铁路移动通信的发展应用，从高速铁路实现时期起，就伴随有铁路移动通信系统，因此可见，其在高速铁路中的重要地位影响。当前，信息化与通信技术不断的发展提升，现代高速铁路中对于移动通信技术的要求也越来越高[1]，不仅要满足基本的移动通信需求，同时还需要相应的互联网信息功能实现，因此，结合移动通信技术发展现状，对高速铁路移动通信关键技术的应用发展进行研究，对于推动高速铁路移动通信关键技术的发展提升有着非常重要的积极作用和意义。下文在分析国内外高速铁路移动通信技术现状基础上，对其关键技术的演进与发展进行总结分析。
1、国内外高速铁路移动通信技术现状分析
结合当前国际移动通信技术的发展应用现状，国内外高速铁路移动通信系统中应用较多，并且具有较强的先进性特征的技术模式主要为综合专用数字移动通信技术，即GSM-R技术[2]，该项技术在高速铁路移动通信系统中的应用，与传统铁路通信系统相比，不仅能够为铁路列车运动调度和控制以及铁路乘客移动通信服务，同时还能够以面向乘客的形式，帮助乘客通过铁路移动通信系统接入到互联网中，提供更加稳定可靠与高速全面的通讯服务。
此外，当前国际高速铁路移动通信系统中应用较多的技术模式还有高速列车（TGV）以及城际快车（ICE）、高速铁路新干线移动通信技术等，都是当前国际范围内高速铁路移动通信系统应用较多的技术，并且这些技术模式首先由西方欧洲国家开始推广应用，逐渐发展到现阶段的中国、印度等国家地区，很大程度上推动了高速铁路移动通信技术的发展演变。
最后，在我国的高速铁路移动通信系统中，除了对上述国际高速铁路移动通信系统常见技术模式有应用实现外，还应用了长期演进移动通信技术模式（LTE-R）和台湾高速铁路中的全球微波互联接入技术模式（WiMax）。其中，LTE-R技术主要在朔黄重载铁路干线上，通过这种技术手段能够实现列车级车数据的同步操控，从而来实现列车控制业务的传输。
总之，随着现代移动通信技术的发展，高速铁路移动通信系统所应用的技术模式也出现了相应的发展和改进，在高速铁路运行中提供更加稳定、可靠的服务。
2、高速铁路移动通信关键技术的演进
结合上文对国内外高速铁路移动通信技术应用现状的分析，GSM-R技术作为当前国内外高速铁路移动通信系统应用较为广泛的先进技术手段，其演进发展过程中，其实也就是高速铁路移动通信技术的演进发展历程。
2.1高速铁路移动通信系统GSM-R的演进
高速铁路移动通信系统中，GSM-R技术作为一种具有先进性和代表性特征的技术手段，在高速铁路移动通信技术的发展演变中具有不可忽视的作用意义，它也是高速铁路移动通信系统实现成熟化、标准化以及向商业化方向发展演变的重要标志，不仅在很大程度上提升高速铁路运营管理水平，而且也促进了高速铁路运营效益提升，实现了高速铁路移动通信中漫游以及列车运行自动化控制管理，同时也为铁路系统实现统一语音、数据平台开发应用提供了可能性支持。
值得注意的是，由于GSM-R技术虽然是全球信息技术高速发展下的产物，但是，信息通讯行业高速发展的现代化社会环境中，GSM-R技术应用也受到了自身技术时代产物特征的制约[3]，在现在以及未来无线通信技术高速应用实现的环境下，它的技术缺陷与应用局限性更加的突出显现，因此，其未来发展也成为当前高速铁路移动通信系统技术创新思考的重要问题之一。
2.2 GSM-R系统中关键技术的演进分析
根据高速铁路运营对移动通信的需求变化，未来移动通信技术的应用实现，不仅需要满足高速铁路列车运行调度控制外，还需要满足当前智能化以及视频监控、运营管理等高速率数据传输功能，同时还需要满足当前国际铁路移动通信中逐渐实现的乘客宽带接入服务需求，进而来促进高速铁路移动通信技术系统的进一步发展，推动高速铁路建设的进一步发展。
在高速铁路移动通信技术的这一需求引导下，当前铁路移动通信中应用的GSM-R技术的演进发展，就可以划分为两个阶段。其中，第一阶段主要实现GSM-R技术与LTE-R技术在铁路移动通信的合并应用，通过GSM-R技术部分实现列车运行调度控制等需求，同时通过LTE-R技术满足视频监控、运营管理高速率数据传输和乘客宽带接入需求；第二阶段主要就是进行更多的铁路移动通信业务开发，同时由LTE-R技术部分实现，并逐渐将LTE-R技术部分转换成为LTE-R网络，来满足更多的铁路运营通信需求。需要注意的是，GSM-R技术在高速铁路移动通信系统的演进应用，重点需要研究和实现以下几点，即高速铁路无线传播信道模型构建实现、信道与多普勒频移估计实现、端与端之间保证机制的构建、多天线与智能天线技术、抗干扰以及干扰抑制技术等。
3、高速铁路移动通信系统关键技术的发展方向研究
结合上述对高速铁路移动通信系统技术现状与演进的分析，从高速铁路移动通信需求出发，在移动通信技术与信息化、智能化高速发展的现代通信环境下，进行基于5G技术的高速铁路移动通信系统关键技术开发应用将会成为发展研究的重要方向之一。此外，高速铁路乘客无线网络在移动通信系统的接入实现，也必然会成为发展研究的重点方向。
其中，基于5G技术的高速铁路移动通信关键技术发展研究中，除了需要进行公众移动通信系统的共性技术研究与开发外，还需要结合高速铁路移动通信自身的特殊性，对于技术实现过程中存在的问题进行研究解决，最终才能够实现在高速铁路移动通信系统中应用实现，进而推动高速铁路移动通信技术的发展实现。一般情况下，从高速铁路移动通信系统自身的特殊性出发，基于5G技术的高速铁路移动通信系统建立实现，不仅需要对基于5G技术的高速铁路无线信道模型进行设计构建，同时还要在当前分布式移动通信结构基础上实现相应的网络、云结构设计，如下图1所示，即为对5G技术支持下的高速铁路移动通信系统分布式云无线网络接入结构的设想。
图1 基于5G技术的高速铁路移动通信分布式云无线网络接入结构的设想
此外，要想实现基于5G技术的高速铁路移动通信系统设计实现，还需要解决面向用户的高速铁路运营控制分离技术问题，建立一个能够实现频谱融合的异构网，满足移动通信过程中的多天线或分布式天线技术需求等，从而才能够实现基于5G技术的高速铁路移动通信系统构建，促进高速铁路移动通信建设发展。
4、结语
总之，随着移动通信技术的发展应用，对于高速铁路移动通信系统关键技术演进与发展的研究分析，有利于促进高速铁路移动通信系统关键技术发展应用，推动高速铁路移动通信建设的发展，具有积极作用和意义。
参考文献：
[1]熊磊，钟章队，艾渤，朱明伟.高速铁路移动通信系统WINNER信道性能分析[J].铁道学报，2012，34（03）：44-49.
[2]李美艳.高速铁路移动通信中的一种频偏校正方法[J].陕西理工学院学报（自然科学版），2013，29（03）：14-17.
[3]李争鹏.高速铁路隧道公众移动通信网络覆盖方案研究[J].高速铁路技术，2013，4（04）：56-60.
论文作者:宋良宏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/7
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