随着高速铁路的快速发展，传统的单信道模拟铁路通信系统已经无法满足现代化高速铁路通信的需求，GSM-R(为铁路专用的通信网络)市场面临着巨大的发展机遇。但是，在拓宽通信频段、与公网实现互联以及宽带数据通信接入等关键技术方面，我国GSM-R发展仍需要突破更多的核心技术。

    GSM-R契合铁路通信要求

    作为GSM-R系统的母体，GSM系统已经在全球广泛应用，其以良好的网络覆盖能力和强大的产业链，获得了各大运营商和用户的青睐。

    实际上，GSM-R系统是欧洲铁路综合调度移动通信系统的简称，脱胎于GSM系统，是专门为铁路无线通信设计的综合专用数字移动通信系统。它是在GSM系统上增加了调度通信功能和适应高速移动环境的要素构成的一个综合专用移动通信系统。

    “作为从GSM公网延伸出来的铁路专用网络系统，GSM-R系统的构成既含有面状覆盖又含有链状覆盖的网络，既可用于地区性的覆盖也可用于全国性的覆盖。”北电大中国区企业网解决方案及销售工程部总经理曾勉之告诉《中国电子报》记者。

    根据铁路沿线的情况，GSM-R系统可以在沿铁路线采用链状覆盖，在车站及枢纽地区采用面状覆盖。为了满足铁路对传输的高可靠性需求，链状覆盖一般采用双重冗余的重叠小区结构，每2个基站(BTS)重叠覆盖一个小区(cell)；面状覆盖采用多小区(或多扇区)蜂窝结构，每个基站(BTS)覆盖一个小区(cell)，也可以采用重叠覆盖小区结构。

    桑达无线通讯技术有限公司市场总监胡小荣告诉《中国电子报》记者，为实现相应的铁路通信的功能，GSM-R通信协议在GSM协议的基础上，增加了语音组呼业务(VGCS)、语音广播呼叫业务(VBS)、增强多优先级与强拆(EMLPP)业务等铁路调度功能业务以及功能寻址、基于位置的寻址等服务，不仅可以实现GSM语音呼叫、短消息等功能，还能够实现铁路紧急呼叫、广播呼叫、组呼叫、多方通话、铁路功能号等铁路调度专用的铁路无线通信以及列车控制和调度命令的数据传输功能。

    我国铁路网对GSM-R需求巨大

    我国铁路覆盖面大，铁路线长，沿线地形复杂，无线通信覆盖困难较多。尤其是广大西部边远地区，山川纵横，铁路沿线自然环境相对较差。

    以青藏铁路来说，青藏铁路建设是中国西部开发的标志性工程，是目前世界上海拔最高、线路最长、穿越冻土里程最长的高原铁路。纵观青藏铁路1142千米全线，平均海拔4500米，最高点唐古拉山垭口达到海拔5072米。海拔4000米以上地段长达960千米，多年冻土地带550多千米。

    “如此恶劣的沿线环境，给铁路无线通信保障带来了巨大的困难。”曾勉之在接受《中国电子报》记者采访时说，“但事实证明，作为世界上平均海拔最高的GSM-R系统，其适应了青藏高原特殊的自然环境，经受了高寒、高海拔、低气压的严酷考验，具备极高的可靠性。”这也为GSM-R在我国西部铁路的无线通信应用市场打开了突破口。

   而伴随着今年4月份全国铁路网的再次提速，我国已经出现了大量时速超过200千米、甚至300千米的高速动车。而我国铁路通信以列车无线通信系统为主，属于单信道模拟通信系统。这些高速列车的广泛出现，给传统的铁路通信系统带来了许多新的课题。

    由于列车时速过快，采用传统的覆盖系统，必然会出现由于多普勒效应以及信号小区切换过于频繁导致的掉话率升高和接通率降低等问题。“每小时超过300千米的时速将使用户在非常短的时间内穿过多个小区，会引起用户在通话过程中在不同的小区覆盖范围内的频繁切换，导致掉话等诸多问题。”部电信研究院高级工程师张俊峰告诉《中国电子报》记者。安全性和稳定性是铁路通信的关键所在，一旦出现信号间断问题，将会造成难以估量的严重后果。传统的单信道模拟信号铁路无线传输网络已经远远不能满足高速列车运行的要求。

    目前，通过采用交织站址(单)双层网和同站址双层网的方法，GSM-R系统克服了小区切换频繁的问题，能够满足运行速度为0-500千米/小时之间的列车无线通信的要求。GSM-R网络属于铁路运输指挥专用的移动通信系统，其网络和业务具有调度通信网络要求的封闭性、安全性、可靠性和实时性特征。

    我国铁路建设已经进入全面数字化和GSM-R全面建设的时期。按照相关规划，到2010年我国将实现全国3万千米铁路的GSM-R覆盖，到2020年实现铁路10万千米的GSM-R覆盖。

    核心技术需要更大突破

    “自从2002年11月，中国铁道部科技司与当时的西门子公司签订协议，正式引进第一套GSM-R系统以来，GSM-R系统在中国经过了接近7年的理论研究和运行并取得了良好的效果。”诺基亚西门子通信GSM-R解决方案销售管理部总监杨久渝告诉《中国电子报》记者。

    按照规划，中国铁通要在全路建立一张移动通信网络，利用通信手段实现铁路移动设施和固定设施的无缝连接，确保列车平稳、高速、安全地运行。

    在中国铁通高度重视GSM-R建设，不断加快GSM-R全路建设进程的同时，华为已经通过自主创新，成长为少数几家能够提供GSM-R端到端解决方案的厂商之一。中国电子信息产业集团旗下的桑达也通过自主研发，在GSM-R核心技术方面取得了重大突破。

    胡小荣告诉记者，作为高科技国有企业，桑达始终重视自主知识产权的研发。2007年，公司成功研发了我国第一台具有自主知识产权的铁路GSM-R无线通信终端作业手持台，并于2008年4月17日通过铁道部运输局和科技司组织的技术审查，成为第一款通过铁道部技术审查的GSM-R无线通信终端产品，并于当年投入线路使用。通过不断努力，桑达在我国铁路GSM-R无线通信领域已经取得了一定的市场份额。

    虽然桑达和华为在GSM-R最为关键的知识产权部分——协议栈方面取得了重大突破，开发出了具有完全自主知识产权的GSM-R协议栈，但是由于我国铁路线路沿线环境的复杂程度在世界上是独一无二的，所以在GSM-R标准体系的建设上有很多特殊的要求。这些都要求我国必须在拓宽通信频段、与公网实现互联、宽带数据通信接入等方面取得更多核心技术。

    华信邮电咨询设计研究院有限公司高级工程师葛海平告诉《中国电子报》记者：“GSM-R系统是我国引进的欧洲标准，相较于欧洲国家，当前GSM-R系统在中国铁路的应用还处在起步阶段。我国的运营企业和设备企业在GSM-R的发展，尤其是核心技术方面还需要进一步突破。”

    采用GSM-R系统是我国铁路信息化建设的迫切需求，能够极大地推进CTCS(中国列车运行控制系统)的进程，推进铁路控制信号、通信的一体化，将为铁路现代化发展奠定坚实的基础。在这个过程中，必须加强基础科研工作，完善标准体系结构，立足国产化，进一步突破核心技术。