铁路GSM-R的频率规划和特点

2025-8-3 15:20| 发布者: 我要心雨| 查看: 7710| 评论: 0

摘要: 本期的话题可能听起来有点“硬核”，没有它，铁路列车调度和安全运行就会彻底“掉线”。今天要聊的就是G网频率和频段——这个藏在背后的通信“神经系统”，一起来看看吧！无线通信频率和频段无线电频段按照频率的不 ...

本期的话题可能听起来有点“硬核”，没有它，铁路列车调度和安全运行就会彻底“掉线”。今天要聊的就是G网频率和频段——这个藏在背后的通信“神经系统”，一起来看看吧！

无线通信频率和频段

无线电频段按照频率的不同，被划分为多个区间，每个区间有着特定的用途。

我国无线频段划分遵循国家无线电管理的相关规定，由国家无线电管理机构负责，主要依据国际电信联盟（ITU）的框架和国内的具体需求进行分配，因为不同行业都有各自的频段应用需求。具体来说按以下频段进行分配。

极低频（ELF）和超低频（SLF）：3Hz-30kHz，波长10km~100km（甚长波），主要用于特定的军事通信和潜艇通信。

低频（LF）：30kHz-300kHz，波长1km~10km（长波），长波通信，用于海上、水下和地下通信与导航。

中频（MF）：300kHz-3MHz，波长100m~1km（中波），主要用于中波广播，如AM广播。

高频（HF）：3MHz-30MHz，波长10m~100m（短波），短波通信，适合远距离通信和国际定点通信，也用于业余无线电、航海和航空通信。

甚高频（VHF）：30MHz-300MHz，波长1m~10m（超短波），用于电视广播、FM广播、陆地移动通信（如对讲机）、航空通信和航海通信。

特高频（UHF）：300MHz-3GHz，波长0.1m~1m（分米波），覆盖了电视的更高频道、移动通信（如4G/5G）、卫星通信、无线麦克风、无线视频传输等。

超高频（SHF）：3GHz-30GHz，波长0.01m~0.1m（厘米波），包括Wi-Fi（2.4GHz和5GHz）、卫星通信、雷达、微波链路等。

极高频（EHF）：30GHz-300GHz，波长0.001m~0.01m（毫米波），毫米波段，用于卫星通信、雷达、高速无线局域网、毫米波5G、实验室和医疗应用等。

2022年11月，工信部批准中国联通将现用于2G/3G/4G系统的904-915/949-960MHz频段(900MHz频段)频率资源用于5G系统。2023年8月，工信部许可中国电信将现网用于2G/3G/4G系统的800MHz频段频率用于5G公众移动通信系统。

中国四大运营商频段分配

GSM-R频率频段规划

GSM-R是由国际铁路联盟与欧洲电信标准组织在1993年协商提出的，是为铁路通信设计的专用综合数字移动通信系统，属于专网。在常规业务方面，GSM-R延续了GSM性能，充分利用了GSM公众网成熟的通信技术，具有组呼、广播、多优先级及紧急呼叫等功能，适用于铁路系统的移动通信和综合调度。

我国从上世纪90年代初期，重点对GSM-R通信系统和800MHz无线电集群通信系统进行了考察和比较论证，专家最终得出GSM-R技术更成熟、更适合我国铁路运输通信调度的结论。2001年，我国最终确定在中国铁路通信系统全面应用GSM-R技术。

关于GSM-R的使用频率问题，工信部曾两次发文予以明确。

2003年发布的《关于铁路专用GSM-R移动通信系统使用频率及有关问题的函》（信部无函〔2003〕394号）规定：在铁路车站及铁路轨道沿线两侧的地域，885-889/930-934MHz频段，即4MHz×2带宽的频率，由铁路GSM-R系统使用，在直辖市、省会城市和计划单列市的城区，铁路GSM-R系统的覆盖范围应小于铁路轨道两侧各2km，其他地域覆盖范围应小于铁路轨道两侧各6km。

2007年又发布了《关于铁道部和中国移动共用900MHz移动通信网频率资源问题的函》（信部无函〔2007〕136号），规定中国移动使用EGSM频段的GSM/GPRS移动通信系统的信号电平在铁路轨道上方4.5m处的最大值应不大于-105dBm，铁路GSM-R系统在铁路轨道两侧2km和6km处的最大信号电平应不大于-85dBm和-90dBm。

GSM-R的频率特点

GSM-R系统工作频率为885-889MHz（移动台发，基站收）和930-934MHz（基站发，移动台收），共4MHz频率带宽、21个载频，双工收发频率间隔是45MHz，相邻频道间隔是200kHz，实际可用频道有19个。这一频段最早是由中国移动通信集团公司使用的，后由铁路试验使用，2003年信息产业部规定与中国移动公司共同使用，并逐渐演变为铁路专用。

GSM-R系统工作频率更适于每小时500km的高速移动通信，能有效抗击频率为400-800MHz电气化铁路电火花的干扰，更适合高速列车在隧道内穿行时的通信，能有效保证高速列车的通信质量。

GSM-R网络结构是交叠的椭圆形线状覆盖，形成了以线为主、线面结合的沿铁路路轨的椭圆形链状网。这种线性覆盖方式，大多使用定向8字形天线或者功分器，将一个小区分为两个方向。这样做可以减少过区的切换次数，克服蜂窝的边缘处出现的信号电平弱、场强冗余值低、通话质量差、基站与移动终端连接不上等各类问题，保证网络的通信质量。

GSM-R的频率干扰

虽然GSM-R很强大，但既然是无线通信系统，就不可避免的会遇到干扰问题。干扰对GSM-R网的影响极大，会造成传输质量下降，影响列控和语音业务的传递，严重时危及行车安全。

GSM-R频率干扰分同频干扰、邻频干扰、互调干扰、带外干扰、阻塞干扰几种类型。

同频干扰比较好理解，主要是因为干扰源发射信道和GSM-R接收端使用了同一频率造成；邻频干扰是相隔一定带宽的两个近邻频率所引发的干扰；互调干扰一般常见分为三阶互调和五阶互调，是由于多个干扰信号同时加载到接收机端，组合成新的频率，对GSM-R形成干扰；带外干扰是指其他发射机在发射有用信号的同时，由于器件本身的原因和滤波器带外抑制的限制，在它的工作频带外产生杂散、谐波等无用信号，这些信号落到GSM-R的工作频带内，就会形成干扰；阻塞干扰是较强的外界信号与弱的有用信号同时进入GSM-R接收端，使得强信号使接收端器件失真，或GSM-R自身信号强度过大，造成接收机阻塞。

干扰对GSM-R系统危害性是多方面的，比如掉话、连接丢失、数据接收不到、C3通信降级或超时、语音通话质量降低、数据通信误码丢包，甚至造成数据通信中断、通信连接失败、无法正常跨区切换、通信系统被阻塞等。

为应对干扰，铁路部门也有相应管理手段和应急措施。2024年12月，甘肃省无线电管理委员会接到兰州局集团有限公司兰州通信段嘉峪关通信车间的干扰投诉，反映兰新铁路客专GSM-R基站上行信道发生5级干扰告警，影响调度命令，危及行车安全。接到投诉后，相关人员立即按照《无线电干扰排查应急响应机制》前往受干扰区域开展监测排查，利用移动监测车、便携式监测设备测向定位，最终在某单位会议室发现一部手机信号屏蔽器。经现场通断电测试，确定为干扰源。执法人员依据《中华人民共和国无线电管理条例》和《甘肃省无线电管理办法》有关规定，责令设备所有人立即停止使用该设备，自行封存，消除有害干扰。

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