铁道信号远程控制课程设计GSM-R系统在我国铁路上的应用场合和实现的功能
姓名：苟凯
学号：20098609
班级：09信号1班
指导教师：黄高勇
日期：2012年6月10日
GSM-R系统在我国铁路上的应用场合和实现的功能
摘要：本文围绕GSM-R技术的具体原理和在目前已经及即将投入运营的高速铁路GSM-R系统的具体应用展开讨论，同时充分说明了我国铁路通信技术未来发展的方向，希望对全面实现铁路通信信息化建设有所帮助。
关键词:铁路通信GSM-R 信息化网络建设业务功能
1 引言
铁路是我国国民经济的大动脉，铁路的运输能力直接影响着我国国民经济的发展。进入21世纪，随着铁路跨越式的发展，铁路通信系统也迎来了划时代的转变，近年来随着运输量的日益增长，使得列车重量加大，列车编组加长。GSM-R技术是基于成熟、通用的公共移动无线通信系统GSM平台之上，专门为满足铁路应用而开发的数字式移动无线通信技术。在铁路通信中，它能够提供定制的附加功能，如优先级和强插功能、话音组呼及广播功能、位置寻址及功能寻址和安全数据通信等，是一种经济高效的综合数字移动通信系统。铁路无线全球通信系统GSM-R的建设和使用，表明中国铁路正不断吸取国外铁路的先进经验和成果，努力提升自身的经济技术结构和规模水平，加快发展步伐，争取在较短时间内运输能力满足国民经济和社会发展的需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。
2 正文
2.1 铁路通信的发展过程和现状
新中国成立初期，铁路长途通信一直采用的是以架空明线和电缆为传输媒质的载波通信设备，电话交换大量发展步进制自动交换机及人工长途台，在专用通信方面，全路调度、各站、养路等通信系统改造为铁路支流脉冲选叫方式。进入70年代，随着国外铁路开始应用光纤技术,我国铁路光缆、数字通信也随之进入研究阶段，进入80年代中后期,数字光纤通信已经在多条线上试用成功；90年代数字光纤通信已经在铁路通信中被广泛使用，这一时期除光缆建设迅速发展以外，其他数字通信建设也得到了相应的发展。在交换方面大量采用程控交换设备，90年代末全路长途交换网基本形成，在数据交换方面根据铁路运输管理信息系统(TMIS)、客票预定和发售信息系统及铁路其他信息业务的需要，建设了
铁路第一个分组交换数据网，在专用通信方面由于光数字分插设备的应用，区段通信电缆数大幅度增加，中间站通信条件大为提高。调度等共线电话也推广采用了程控共线设备。
随着我国铁路信息化建设的不断发展，铁路数据信息业务量的多样化和高速率，使得GSM-R系统在国内有着广阔的发展空间，GSM-R技术也正是顺应时代的发展，利用其固有的GSM-R网络特性，为铁路信息化和自动化发展奠定良好的基础，利用通信的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。
2.2 GSM-R系统的介绍
GSM-R(GSM for Railway) 中文全称为铁路移动通信系统标准，GSM-R是一种专门为铁路设计的专业无线数字通信系统，基于GSM系统技术平台，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点，为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统，并将铁路移动通信所具有的特色（群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能）加进去，构成GSMR用于铁路的全球移动通信系统的解决方案。从集群通信的角度来看，GSM-R是一种数字式的集群系统，能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。GSM-R能满足列车运行速度为0-500km／小时的无线通信要求，安全性好。GSM-R可作为信号及列控系统的良好传输平台，正在试验中的ETCS 欧洲列车控制系统(也称FZB)和另一种用于160公里以下的低成本的列车控制系统(FFB)，都是将GSM-R作为传输平台。
2.3 GSM－R系统组成
GSM-R 系统由六个子系统组成：交换子系统（SSS）、基站子系统（BSS）、运行与维护子系统（OMC）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、终端子系统及移动智能网子系统（IN），并通过交换子系统（SSS）中的网关移动交换中心（GMSC）实现与其他通信网络的电路域业务的互联互通，通过通用分组无线业务系统（GPRS）中的网关GPRS业务支持节点（GGSN）实现与其他数据信息网络的分组域业务的互联互通。
GSM－R系统框图如下图，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），组呼寄存器（GCR）, 操作维护中心(OMC),A接口往左Um接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。
2.4 GSM-R工作频率
GSM-R系统可以在876～960MHz整个频率范围内工作，但CEPT(欧洲邮政与电信会议 )为欧洲国家的铁路通信系统指定了一个专用频带，也即UIC(国际铁路联盟)的GSM-R频带：移动站到基站(上行链路)为876～880MHz，基站到移动站(下行链路 )为921～925MHz。 GSM-R选择工作在900MHz频带有如下的理由：适合500km/h高速移动体的通信 (最大多普勒频移为415Hz)；抗电气化铁道电火花干扰(电火花的频率多集中在400～800MHz)；典型覆盖距离约为5～10公里，对高速列车来说这是保证系统容量和服务质量的最小范围；更适于隧道内通信(相对450MHz和1800MHz频带)。
2.5 GSM-R技术在我国铁路通信中的应用
1青藏铁路：我国在青藏铁路通信中采用了专用的GSM-R系统，解决了冻土地带信号传输问题，减少了维护工作量；创造性的采用双交换机、同站址双基站
无线覆盖方式，使GSM-R网络达到了可靠性、有效性、可维护性、安全性等技术指标要求。
2大秦重载铁路：大秦线是重载运输专线，山区多、隧道多、曲线多。铁道部针对大秦线的技术难点，组织多方力量集中攻关，在GSM-R网络电路交换业务的基础上，自主研发了机车同步操控地面应用节点、车载通信单元和管理维护设备，为实现多种编程方式2万吨重载组合列车同步操控提供了可靠的网络条件；同时采用同站址双基站和基站交织两种无线覆盖方式混合组网，满足了不同地理环境的网络可靠性需求；在机车同步操控系统通信平台的基础上进行系统功能升级，自主研发了可控列尾主机和控制盒，从而节省了机车使用数量，提高了经济效益。
3胶济线提速工程：胶济线地处我国经济发达地区，是客货混运线路，运输非常繁忙，电磁环境复杂。围绕200KM/H干线铁路建设和发展的需要，铁道部组织多家单位积极开展GSM-R应用创新，协调移动运营商进行GSM电磁环境清理，克服了外界干扰，优化了GSM-R无线基站分布，创造了在繁忙干线运营GSM-R
的新经验。
4合宁客运专线：进入2008年，我国铁路GSM-R通信系统进入全面建设和使用阶段，安徽省内合宁高速客运专线铁路建设完工并投入运营，合宁客运专线全长166公里，其中客车运行期间为合肥站至南京站，同时组织部分跨线客车，货车运行期间为合肥东站至南京东站，因此合宁线GSM-R网络覆盖合肥、合肥东至南京、南京东站。合宁GSM-R系统设置基站子系统的基站控制器、编码器和速率适配单元、PCU设备，根据场强覆盖的需要在铁路沿线设置基站设备和弱区覆盖设备，动车组和机车配备机车综合通信设备，相关移动，工作人员配置手持终端。
3 结论
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具。介于GSM-R技术在铁路通信网中的应用现状及其未来的发展趋势，铁路通信网应该抓住当今通信技术的发展潮流和市场的需要，在保证铁路通信要求的前提下，既要符合中国铁路技术政策和有关行业的技术政策要求，也要密切结合我国实际需求，合理利用资源，做到技术先进、经济合理、安全适用、现实可行，从而参与同其他电信部
门的竞争，为出行的旅客以及网络覆盖区域的用户提供高质量、方便、快捷、多元化的电信服务，进一步推动全国既有铁路通信系统的改造,全面加快铁路跨越式发展,实现运输生产力的大幅度提升，到2020年基本实现中国铁路现代化，为国民经济的稳步增长打下坚实的基础。
4 参考文献
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铁路智能运输系统构成及作用
铁路智能运输系统构成及作用 北京交通大学交通运输学院摘要：本文总结了国内外铁路智能运输系 统的研究进展，介绍了我国铁路智能运输系 统的主要构成及其作用，通过对铁路智能运 输系统构成及主要研究内容的分析，总结出 了ITS的实际意义。 关键词：智能交通；铁路智能运输系统；构成；作用 中图分类号：U29-39 文献标志码：A Composition and Function of Railway Intelligent Transportation System School of Traffic and Transportation，Beijing Jiaotong University,Beijing,100044,China Abstract: This paper summarizes the research progress of railway intelligent transportation systems, introduces the main components and their role in China's railway intelligent transportation systems, intelligent transportation system through the railway structure and main content of the analysis, summed up the practical significance of ITS. Keywords: Intelligent Transportation; RITS; Composition ; Function 铁路作为服务于社会的一种公共运输形式，其始终不变的目的是安全、迅速、可靠、准确和经济地运送旅客和货物。铁路作为社会的主导产业和新兴科学技术的推动者和体现者，在各国社会和经济发展中起着不可替代的作用。以货物重载化和客运高速化为典型特征和发展方向的中国铁路不仅是国民经济发展水平和国家综合科技水平的重要标志，而且是相关产业和技术发展的巨大推动力。 20世纪80年代以后，社会对铁路运输业的
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目录 （一）光电子与光电子产业概况 （二）光电子的地位与作用 （三）二十一世纪信息光电子产业将成为支柱产业 （四）国际光电子领域的发展趋势 （五）光电子的应用
（一），光电子及光电子产业概况 光电子技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。在信息技术发展过程中，电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。 采用光子作为信息的载体，其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上，加之光子的高度并行处理能力，不存在电磁串扰和路径延迟等缺点，使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点，必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。 今天，光电子已不再局限传统意义上的用于光发射、光调制、光传输、光传感等的电子学的一
无线通信技术应用及发展 无线通信技术热点领域 近几年来，全球通信技术的发展日新月异，尤其是近两三年来，无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术，呈现出如火如荼的发展态势。其中最具代表性的有蜂窝移动通信、宽带无线接入，也包括集群通信、卫星通信，以及手机视频业务与技术。 蜂窝移动通信从上世纪80年代出现到现在，已经发展到了第三代移动通信技术，目前业界正在研究面向未来第四代移动通信的技术;宽带无线接入也在全球不断升温，近几年来我国的宽带无线用户数增长势头强劲。宽带无线接入研究重点主要包括无线城域网（WMAN）、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)技术;模拟集群通信的应用开始得比较早，但随着技术的发展，数字集群通信技术越来越赢得大家的关注;卫星通信以其特殊的技术特性，已经成为无线通信技术中不可忽视的一个领域;手机视频广播作为一种新的无线业务与技术，正在成为目前最热门的无线应用之一。 无线通信技术演进路线 2.1 无线技术与业务发展趋势
无线技术与业务有以下几个发展趋势: （1）网络覆盖的无缝化，即用户在任何时间、任何地点都能实现网络的接入。 （2）宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取代。 （3）融合趋势明显加快，包括:技术融合、网络融合、业务融合。 （4）数据速率越来越高，频谱带宽越来越宽，频段越来越高，覆盖距离越来越短。 （5）终端智能化越来越高，为各种新业务的提供创造了条件和实现手段。 （6）从两个方向相向发展—— ①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加，在原来的移动网上叠加，覆盖可以连续;另外，WiMAX的出现加速了新的3G增强型技术的发展;
1、智能铁路总体研究现状 欧阳光明（2021.03.07） （1）我国铁路发展及面临挑战 根据中国铁道部发布的《中国铁路中长期发展规划》，到2020年，为满足快速增长的旅客运输需求，将建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，规划“四纵四横”铁路快速客运通道以及三个城际快速客运系统。其中，预计到2012年，中国将有1.3万公里高速铁路投入运营。省会城市都将通过快速客运专线连接，时速200公里以上的铁路线路将达到5万公里以上。预计到2020年，中国200公里及以上时速的高速铁路建设里程将超过1.8万公里，将占世界高速铁路总里程的一半以上。同时，中国铁路的运营里程仅占世界铁路的6％，却完成了世界铁路总运量的22％。 中国铁路目前正面临着有史以来最深刻的变革和社会经济发展所提出的越来越高、越来越多样化和越来越复杂的需求。目前和未来相当长的时期内，铁路运输系统所面临的挑战主要归结为几个方面：①在运输能力的保持与优化方面:需要提供集成化的列车运营管理系统、智能化的列车运行控制系统和智能化检测、诊断和维修系统以实现“高速度、高密度”的铁路运输。建立全国通用的铁路数据共享平台，实现铁路运输各子系统之间信息的高度共享和充分利用以及资源的优化管理。提供可靠的高速、宽带的车地高速数据接入手段，以实现铁路移动设备和固定设备间的一体化协同管理。
②在提高效率方面: 建立综合化的调度指挥系统，以实现运输、机务、电务等相关资源的综合利用，以便充分挖掘基础设施的潜力，提高调度指挥的效率和水平。提供面向局部和全国的客货运输营销决策支持体系，以增强铁路适应市场需求的能力、提高运营效率和效益。 ③在提高安全保障能力方面: 提供保障运营安全和维修效率的移动 设备和固定设备状态的实时检测、评估和维修支持的手段，以及在安全数据共享基础上的安全评估决策体系。提供完善的以状态实时检测系统为基础，以包括语音、数据、静态及动态图像传输系统为信息支持，以GPS/GIS为定位手段的具备快速响应能力的铁路防灾、救援、决策与指挥信息系统。提供基于图像识别技术的智能化平交道口监控和车站监控系统，以保障列车运行的安全和防止铁路与其它相关系统的冲突。 ④在提高服务品质方面:为旅客提供详尽的信息查询服务、客票电子交易服务及导航服务等，辅助旅客制定出行决策，以及提供相关信息在车站及车上的传输、显示等。为货主提供与货运资源相关的实时位臵、状态等信息查询服务，以满足货主对货运过程全程监督的需要。 面临这些需求和挑战，单纯依靠设备设施在速度和载重等方面的提高来提升铁路能力、效率、安全和服务已愈来愈受到限制。同时，随着运输能力瓶颈问题的逐步解决，铁路运输系统的优化和低成本运维等问题愈来愈显著。而且，客运专线已逐步成网，和既有线一起构成规模巨大的中国铁路网，网络化运营带来了信息获取共享、协同、优化和决策支持等空前复杂问题。因此，重新审视铁路发展
电力电子技术的发展与应用作为电气自动化的学生，我们有必要对专业课程电力电子技术做个全面的了解。我们先对电力电子的定义做了解，再对电子电力技术的发展做大致介绍，最后综述电力电子技术的应用。 电力电子技术，是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面，涉及电力电子器件，电力电子设备和系统，电力电子技术在各个行业的应用。与以信息处理为主的信息电子技术不同，电力电子技术主要用于功率（电力）变换，所变换“电力”功率的范围小到数瓦（W），大到数百兆瓦（MW）甚至吉瓦（GW）。 电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术，电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了
微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。 电力电子技术的发展史：一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎明期。1904年出现了电子管，它能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开启了电子技术用于电力领域的先河。20世纪30年代到50年代，水银整流器广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流输电。1947年美国著名的贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命。 晶闸管时代，晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能，使之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组，并且其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
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北京交通大学 毕业设计(论文)任务书 本任务书下达给：XXX 级通信工程专业学生XX 设计（论文）题目：GSM-R无线通信系统在铁路上的应用 一、设计（论述）内容 GSM-R技术是基于成熟、通用的公共移动无线通信系统GSM平台之上，专门为满足铁路应用而开发的数字式移动无线通信技术。针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点，为铁路运营提供特殊通信功能（如群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等）、信号及列控系统传输功能等，是一种经济高效的综合数字移动通信系统。 我国从上个世纪末开始研究GSM-R技术，到目前GSM-R技术已成功应用到我国青藏铁路、大秦重载铁路等多条城际、高速铁路线。随着应用的不断增加，如何合理使用频率资源、保证无线场强可靠覆盖等问题，是铁路通信工作者必须要重视和考虑的问题。 结合我国铁路运输对通信的实际应用需求，研究探讨GSM-R系统功能寻址的特殊功能，为我国铁路GSM-R系统的合理应用提出一些参考意见。 二、基本要求 1.资料查询与分析：通过现场调研、实习，利用图书馆及电子资源等对搜集的资料、参考文献进行整理和分析。 2.论文撰写：内容要理论结合实际，提出自己的观点，语言通顺，格式符合北京交通大学本科论文写作规范要求。提出的意见对铁路无线通信应用有一定的指导意义。 3.论文必须结合工作岗位经历完成，字数不少于12000字；通过论文的写作，培养理论联系实际的工作作风和严谨的工作态度。培养综合应用、独立分析和解决实际问题的能力，培养创新意识和创新能力。
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光纤通信系统的基本组成部分有光发信机、光纤线路、光收信机、中继器及无源器件组成。光发信机的作用是将要传输的信号变成可以在光纤上传输的光信号，然后通过光纤线路实现信号的远距离传输，光纤线路在终端把信号耦合到收信端的光检测器上，通过光收信端把变化后的光信号再转换为电信号，并通过光放大器将这微弱的电信号放大到足够的电平，最终送达到接收端的电端完成信号的输送。中继器在这一过程中的作用是补偿光信号在光纤传输过程中受到的衰减，并对波形失真的脉冲进行校正。无源器件的作用则是完成光纤之间、光纤与光端机之间的连接及耦合。其原理图如图1所示： 通过信号的这一传输过程可以看出，信号在传输过程中其形式主要实现了两次转换，第一次即把电信号变成可在光纤中传输的光信号，第二次即把光信号在接收端还原成电信号。此外，在发信端还需首先把要传输的信号如语音信号变成可传输的电信号。 三、光纤通信的特点 1.抗干扰能力强。光纤的主要构成材料是石英，石英属绝缘材料的范畴，绝缘性好，有很强的抗腐蚀性。而且在实际应用过程中它受电流的影响非常小，因此抗电磁干扰的能力很强，可以不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等的干扰。这一特性相比于普通无线
信息技术在铁路行车安全中的应用 中国铁路实施六次大面积提速以来，铁路建设全面展开，对铁路运输安全的要求越来越高。因此，加快建设和完善铁路行车安全保障体系，深入探索和把握安全管理规律，利用信息技术保障行车安全，实现事故管理从被动到主动、从事后到超前、从经验到科学分析，是深入推进安全基础建设的关键性、基础性工作。根据发达国家的经验和我国铁路的实践，采用信息技术建立健全铁路安全保障体系，对确保铁路持续安全具有重要意义。 1 信息技术在行车安全保障方面的应用 1.1 在运输装备安全保障方面的应用 1.1.1 机车安全监控系统机务系统已将信息技术应用于机车调度指挥、机车运行状态检测、检测数据采集、检修作业监控等领域。车载智能设备已经发展到覆盖牵引、制动、辅助系统、列车控制、司机室显示器及其电器的监测与控制等方面，通过对机车在线运行的实时监测、分析，向地面提供机车在途运行故障与状态信息，以及地面向机车乘务员途中故障处理提供远程技术支持。充分利用车载设备的检测记录信息，为机车检修，质量及技术管理系统实现检修生产、设备管理等生产管理过程数字化、网络化提供信息支持。
机务安全监控系统由车载设备、地面数据服务器>、铁路局通信服务器>、地面查询分析工作站等构成，通过无线数据通信将机车运行状态，机车监控装置、走行部检测装置等信息实时上传铁路局，实现对列车安全运行实时监控。 1.1.2 动车组与客车运行安全系统 客车运行安全监控系统（TCDS）利用车载安全监控系统在客车运行中，对客车运行状态的车下制动系统、转向架动力系统、轴温监测系统l>、电子防滑器等运行状态进行数据采集，通过机车车载无线传输装置将重要数据实时发回地面（运行全过程数据到站后通过无线下载到地面）维修基地。经专家系统分析处理，指导客车车辆维修以提高检修效率。 1.1.3 车辆安全防范预警系统 截止2009年底，车辆红外线轴温智能探测系统（THDS）已在全路建立了个探测站，并实现了全路联网运行，通过配套故障智能跟踪装置，实现车次、车号跟踪，热轴货车车号的精确预报，有效地防止了热轴事故的发生。
电子技术的发展与应用综述 摘要:本文针对电子技术的基本概念,发展及在自动化专业中的典型应用、工艺、功能电路实现手段及未来发展前景等进行了综述。其中,着重介绍了电子技术自动化、温度控制系统等当前电子技术应用较为广泛的领域。同时，文章以微电子领域为主阐述了电子技术未来发展的方向。 关键词:电子技术;EDA;自动控制;变革 引言 人类历经过以火、陶瓷及金属农具生产为代表的年代；人类也走过以英国瓦特蒸汽机发明为代表的产业革命、以德国李比希为代表的化工技术革命以美国爱迪生发明为代表的电力革命；如今跨入了以高新科技综合创新为代表的信息革命时代。 而正是电子技术的出现和应用，使人类进入了高新技术时代．电子技术诞生的历史虽短，但深入的领域却是最广最深，而且成为人类探索宇宙宏观世界和微观世界的物质技术基础．随着新型电子材料的发现，电子器件发生了深刻变革。 二十一世纪，人类进入信息时代，信息社会中信息的生产、存储、传输和处理等过程一般均由电子电路来完成，因此电子技术在国民经济各方面占有至关重要的作用。尤其是近年来，随着计算机技术、通信技术和微电子技术等高新科技的迅猛发展，大量的生产实践和科学技术领域都存在着大量与电子技术有关的问题，目前，电子技术的应用极其广泛，涉及计算机产业、通讯、科学技术、工农业生产、医疗卫生等各个领域，如电视信号传播、无线电通信、光纤通信、军事雷达、医疗X射线透视等，所有这些方面均与电子科学与技术学科息息相关，密不可分。 电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。电子技术是其他高新技术发展的基础和龙头，它的发展带动了其他高新技术的发展。 1.电子技术发展史概述 电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破，电子技术在二十世纪发展最为迅速，应用最为广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。
浅析5G移动通信技术的发展前景及应用 摘要在移动通信技术飞速发展，并且已经广泛地运用到大众的日常生活中的今天，移动通信技术为人们的生活带来了诸多便利。随着人们对互联网和移动终端的需求愈发强烈，特别是物联网的发展，对网络通信速度有着更高的要求，这些产业需求无疑是推动5G网络发展的重要动力。但是目前，5G移动通信技术依然是探索性阶段，本文将针对性阐述5G移动通信技术研究过程中的一些关键性技术，展望移动通信技术的未来发展，以期促进5G移动通信技术的发展。 关键词5G移动通信技术；发展方向；关键技术 前言 随着移动通信技术被广泛运用到大众的生活，大众对于移动通信技术也提出了更高的要求。移動通信技术在保证自身功能日趋完善的同时，也要满足用户日益复杂、多样的需求。5G技术正是在这样的前提下诞生的，并且具备高功能性和高效能，为客户提供更加丰富多样的应用体验。有科学家指出，5G技术目前还处于研究阶段，在未来的几年里，4G还将保持移动通信行业的主导地位，并依旧在持续高速发展。但5G 移动通信技术很有可能在2020 年正式进入市场，并逐渐被广大用户接受和认可。本文将以5G移动通信技术为依托，探究与5G 相关的关键性技术和其未来的发展趋势。 1 5G移动通信技术的未来发展前景 5G，是第五代移动通信技术的简称。相比于4G技术，5G将是移动通信技术革命性的转变。5G技术专为互联网而生，且相比于4G技术，它将拥有更大的容量，更快的响应速度，更多的设备支持，更短的时间消耗，更低的功耗要求[1]。从用户体验来看，在5G技术支持下，下载一部高清电影只需要几秒钟的时间。换言之，5G的出现就是要为用户提供更高效、更快捷、更方便、更全面的优质服务。该技术可以通过智能手机、可穿戴通信设备和智能物联网设备等移动设备终端实现更广泛的连续覆盖。相比于4G技术只能满足智能手机的技术需求的局限，5G移动通信技术将为未来物联网的发展提供超大的带宽，它的容量将会是目前广泛应用的4G技术的1000倍，真正实现“万物皆可联”的梦想，这为智能家居生活，智能办公需求等提供前所未有的发展空间。是21世纪最具革命性的技术变革。 2 5G移动通信技术中的关键性技术应用 5G移动通信正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。它将从前“人与人”的沟通，转变为”人与物”、“物与物”的沟通。将为人们在获取信息、感知信息、参与信息制造和控制信息的能力上带来革命性的飞跃。5G技术的研发不会孤立进行，开发过程中也将吸收4G的优秀技术特性，如wifi局域网和蜂窝网，将会形成一个更智能、更广泛的网络新体系。随着各种智能新产品
电子技术的发展及应用前景 摘要：电子技术是一种工程理论与技术体系，是随着电子技术与信息技术的应用而发展起来的。电子技术应用，就是利用电子信息工程的相关工程理论解决电子技术的应用。在不同的工程领域，电子技术提供了信号，信息采集，传输和处理的实现技术，随着各行业信息化，智能化的发展，导致信息技术已经成为各工程应用领域的基本技术之一。本文介绍了电子信息技术应用的特点以及各种应用。电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在，电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面，像电话交换局里怎么处理各种电话信号，手机是怎样传递我们的声音甚至图像的，我们周围的网络怎样传递数据，甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西，并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。 关键词：电子信息技术应用的特点，应用 电子技术是基于电子技术的信号或信息处理技术，电子信息应用前景非常广泛。电子信息工程是电子科学与技术，计算机科学与技术，信息与通信工程等学科支撑下的综合性工程应用技术体系，其核心是以电子信息技术和信息处理技术为支撑，研究相关应用领域中电子技术与信息技术的应用原理，方法和技术，创造性地应用电子科学与信息科学的基本原理，以设计，操作和维护满足应用领域所需要的机器设备和系统。 随着科学技术的日新月异的发展，电子技术也在不断的向前探索，以满足人们的生活需求。我认为，今后的电子技术的发展将会朝着智能化，集成化的方向发展。电子技术的应用也会非常广泛，和人们的生活息息相关。本文将就电子技术的发展及应用前景浅谈个人的一些肤浅认识。信息技术是现代文明的技术基础, 是科学研究和技术开发中不可缺少的技术手段,是高技术中的关键技术。它以微电子技术为基础, 以计算机和通信技术为主体, 并渗透到各种传统技术中, 又形成了许多边缘学科。正如江总书记指出: “四个现代化, 哪一化也离不开信息化”。信息技术的发展, 影响着整个国民经济的发展, 也直接影响了国家综合实力的变化。 纵观电子技术的发展，从第一代晶体管时代到第二代电子管时代，再到第三代集成化时代，以及现在的超大规模集成化时代。我们发现，电子技术的发展一
万方数据
从图１覆盖接收电平看，如参考交叉冗余的覆盖标准，这个线路范围的覆盖电平高于规范要求１０ｄＢ。这两个区间基站间距平均６ｋｍ，远大于京津城际铁路３ｋｍ的距离。 １．２合宁客运专线覆盖情况 南京一合肥客运专线设计运行速度为２５０ｋｍ／ｈ以下，采用ＧＳＭ—Ｒ移动通信系统，不考虑ＣＴＣＳ一３列控制式，即合宁客运专线ＧＳＭ—Ｒ也是单网络系统，只有话音通信要求。根据话音通信的网络覆盖标准，场强覆盖要求在两基站间的切换区域，９５％概率下的接收电平大于一９８ｄＢｍ。图２是合宁客运专线某个基站的覆盖测试曲线。图２中绿色曲线是一９５ｄＢｍ基准（高于ＧＳＭ—Ｒ语音通信规范要求３ｄＢ作为余量）。如按单网覆盖要求，该基站高于规范要求２５ｄＢ以上。即使按ＣＴＣＳ一３的列控区段交叉冗余要求也高于规范１５ｄＢ。 覆盖要求的定义为，满足半区间覆盖在两基站间有１ｋｍ的覆盖重叠区用于切换。 １．３京津城际铁路覆盖情况 京津城际铁路按３５０ｋｍ／ｈ无线列控ＣＴＣＳ一３设计，基站为交叉冗余覆盖。规范要求在一个基站故障的特殊情况下，场强覆盖电平９５％的概率下满足一９２ｄＢｍ。图３是京津城际铁路ＧＳＭ—Ｒ系统测试曲线，图３中显示４个基站３个区间的覆盖情况。 京津城际铁路８７％线路为高架桥，基站间距短（平均３ｋｍ），无线传播无空间阻挡，从图３看到，这几个区间在规范要求应该覆盖的范围内，最低接收电平为一６４ｄＢｍ，高于规范要求２８ｄＢ。 ２覆盖测试数据分析 从以上的测试数据看到，已建的几条客运专线ＧＳＭ—Ｒ不管是否有ＣＴＣＳ一３需求，无线场强覆盖都可以达到交叉冗余要 －５８－ 铁路客运专线ＧｓＭ—Ｒ基站覆盖的探讨王惠生等 求，但过高的覆盖也有不利的隐患。 ２．１覆盖与话音质量的关系 表１是对胶济客运专线６个基站小区通信质量的比较，其中后４个基站的平均接收电平要小于前两个基站的平均接收电平，后４个基站最小接收电平低于前２个基站最小接收电平５ｄＢ左右。１，２，６号基站位于城镇附近，因此通信质量相对较差。 从ＧＳＭ—Ｒ覆盖测试结果看，京津城际铁路的场强覆盖电平要高于胶济客运专线的覆盖电平，比较表１和表２可以看到，虽然小于３级的话音都大于９８％，但京津城际铁路０级和１级的话音占比例较少，很强的覆盖电平并不能保证较好的通信质量，还要考虑环境干扰的影响，因此不能无限制的提高场强覆盖电平。 ２．２邻频干扰 图４为铁道部０号综合检测车测试的京津城际铁路场强覆盖曲线图。测量接收机采用的检波方式为有效值检波，曲线是９５％地点概率下的百米统计值。图４显示了４个基站的３个覆盖区间的接收电平统计 图２合宁客运专线ＧＳＭ—Ｒ场强覆盖曲线 图３京津城际铁路ＧＳＭ－－Ｒ场强覆盖 表１话音质量比较 话音蔓堕！墨堕！墨堕！蔓堕！叁塑！：薹堕！＝垦！塾量墅墼曼墅墼曼整塑曼篓垫墨墅塾曼墅０３１８８７．９２２３７８．８４０４９１．６４４７９４．１４２１９６．６５３６７９．６１１９９３．１１４８３８１３９４．８２５９９．４１３９９．５３３“．６２２１１９６．１＇９９０．５１８驰．６２９９．８２１∞约∞．８３８９８．３９９３．６４９９．５Ｏ９９．９Ｏ１∞２＇９１．９４５９９．７８９５．８２ １∞１１∞Ｏ拍９６．１５１１∞８９８．８ＯＯＯ１３９８１６０４，∞Ｏ０Ｏ，３，∞．Ｏ合计∞２２８３４４１４７５４３６６７３ 表２京津城际铁路部分基站话音质量统计 万方数据
电子技术的发展与应用综述 宋佳斌 09213048 （电子信息工程学院自动化） 摘要：本文首先介绍了电子技术的发展与应用，以此为线索介绍了自动化的发展 历史、各方面的应用，联系所学相关专业给出了铁路信号的发展历史和应用，根据 上述三者，对未来的电子技术、自动化和铁路信号做出了展望。 关键词：电子技术；自动化；铁路信号；发展；应用 中图分类号：文献标志码：A 当下，世界的科学技术发展迅猛，微电子、计算机、互联网、高速列车、智能交通等等使我们眼花缭乱、目不暇接。新技术不断涌现，新产品层出不穷。在我们享受科学带来的便利应用之时，不能够忘记它们的发展历史，了解它们，我们才能够饮水思源，不断进步，迈向更好的未来。 1 电子技术概述 历史不断前进，技术的发展也日新月异。今天，人类生活在各种技术构成的世界中，电子技术已成为其中的佼佼者，它的出现并不久远，但已深入到了社会各个领域，无法想象没有它，我们将活在怎样的一个世界之中。 1.1 通信技术的发展 原始的通信技术仅仅依靠人力完成，例如信件的传递和战时的狼烟。到了18世纪末19世纪初，人类掌握了电流的使用，美国人莫尔斯发明的电报机、苏格兰人贝尔发明的电话使人类进入了有线通讯时代。科技的脚步没有停止，1855年苏格兰人麦克斯韦提出的方程组、电磁波使世界的距离进一步缩小。在德国人赫兹验证了电磁波的存在、新西兰人卢瑟福成功传送电磁波后，1894年俄国人波波夫发明了世界上第一台无线电接收机。从此，开启了无限时代的大门。 1.2 电子器件的发展 当时的器件无法完成远距离通信，为了实现这一梦想，在科学家的努力下，诞生了许多新的电子器件，例如二极管、三极管等。 1.2.1 真空电子管的发明 1904年真空二极管诞生，其特性为单向导电。1906年真空三极管诞生，它能够生产从低频到微波范围的振荡，放大各种微弱的信号，电子电路技术进入到了实际应用阶段。 1.2.2半导体材料的发现和晶体管的产生 1833年法拉第首先发现了硫化银的电导率随温度增加，1893年法国人贝克勒尔发现了某些材料具有光电效应，1900年德国人普朗克提出的料子理论和1905年爱因斯坦对贝克勒尔光电效应的成功解释推动了人们对半导体材料的研究，经过美国贝尔实验室的不断探索，半导体横空出世了。 1947年，第一支晶体管的问世便水到渠成了。 1.2.3 集成电路的出现 20世纪50年代末，研制出了集成电路。它是在一小块的基片上光刻出许多晶体管、电阻和电容，并将其连接起来完成一定功能的电子电路。按原件的集成度可以将其分为小规模集
GSM-R通信过程 1 GSM-R通信过程 1.1 个别呼叫 1.1.1 移动终端按MSISDN号码呼叫移动终端 (1) 移动终端以被叫移动终端的MSISDN号码发起呼叫。 (2) GSM-R网络收到呼叫后，以MSISDN号码呼叫移动终端，双方建立通信。 (3) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 1.1.2 移动终端按功能寻址呼叫移动终端 (1) 移动终端以功能号码发起对移动终端的个别呼叫。 (2) GSM-R网络收到呼叫后，将被叫移动终端的功能号转换为MSISDN号码，并以MSISDN呼叫移动终端，双方建立通信。 (3) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 1.1.3 移动终端按ISDN号码寻址呼叫固定终端 (1) 移动终端以被叫固定终端的ISDN号码发起呼叫。 (2) GSM-R网络收到ISDN号码，进行号码分析后，把呼叫路由到FAS，并向FAS发送被叫固定终端ISDN号码。 (3) FAS根据ISDN号码呼叫固定终端，双方建立通信。 (4) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 1.1.4 移动终端按位置寻址呼叫固定终端 (1) 移动终端以短号码发起对固定终端的呼叫。 (2) GSM-R网络接收到呼叫，对短号码进行分析，根据移动终端所在位置把短号码转换为被叫固定终端的ISDN号码，并将呼叫路由到相应的FAS。 (3) 由FAS根据ISDN号码呼叫固定终端，双方建立通话。 (4) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 1.1.5 固定终端按MSISDN号码呼叫移动终端 (1) 固定终端以MSISDN号码对移动终端发起呼叫。 (2) FAS收到MSISDN号码，进行号码分析后，判断是移动终端MSISDN号码，把呼叫路由到GSM-R网络，并把MSISDN号码发给GSM-R网络。 (3) GSM-R网络根据MSISDN号码呼叫移动终端，双方建立通信。 (4) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 1.1.6 固定终端按功能寻址呼叫移动终端 (1) 固定终端以功能号码发起对移动终端的个别呼叫。 (2) FAS收到呼叫，进行号码分析，判断是移动终端功能号码，会把呼叫路由到GSM-R网络。 (3) GSM-R网络将移动终端功能号转换为被叫移动终端的MSISDN，并以MSISDN呼叫移动终端，双方建立通信。 (4) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 1.1.7 固定终端呼叫固定终端 (1) 固定终端以被叫固定终端ISDN号码发起呼叫。 (2) FAS收到呼叫后，根据ISDN号码呼叫被叫固定终端，双方建立通信。 (3) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7e370052.html, 移动通信的技术发展及应用 作者：郝央纪刘相如龙珊 来源：《科学与财富》2017年第35期 移动通信是当前信息技术领域发展最活跃的分支之一，其在军事通信中的应用价值正日益凸显。尤其近来，最为热门的第三代数字移动通信系统（3G）实现了宽带数据信息传输，使 各国信息产业界对发展3G均情有独衷，一些业界专家尤其对发展3G手机格外青睐。那么何谓3G？它和军事通信发展有何联系？还需进一步了解移动通信的技术发展及用途，以给我们带来更多的便利。 一、第一代移动通信（1G） 所谓1G，英语是一代、世代的意思，中文含义是指第一代移动通信系统。随着1895年俄国物理学家波波夫发明了世界上首部无线电接收机以来，世界通信技术便揭开了崭新的一页，从此人类迎来了利用无线电波进行远距离通信的新时代。 无线通信与移动通信都是靠无线电波进行通信的，所以它们既有联系又有区别。移动通信肯定是无线通信，移动通信涵盖了无线通信的基本技术，但无线通信侧重于无线通，而移动通信更注重于移动性，突出动中通、优质通、个人通。正因为如此，移动通信对无线电波频率的选择更加谨慎，要求更高，大都选择超短波以上的工作频段。从20世纪20年代至40年代初，移动通信就有了初步的发展，不过当时的移动通信使用范围非常小，主要使用对象是船舶、飞机、汽车等专用移动通信以及运用在军事通信中，使用的频段主要是短波段。 人们所称的第一代移动通信（1G），则是诞生于20世纪70年代至80年代，当时集成电路技术、微型计算机和微处理器技术快速发展，美国贝尔实验室推出了蜂窝式模拟移动通信系统，使得移动通信真正进入了个人领域。具有代表性的有美国的AMPS系统、英国的TACS 系统、北欧的NMT系统、日本的NAMTS系统等。第一代移动通信（1G）以模拟调频、频分多址为主体技术，又称为模拟移动通信。它包括以蜂窝网系统为代表的公用移动通信系统，以集群系统为代表的专用移动通信系统以及无绳电话等。由于受模拟通信体制和技术水平的限制，当时手机就成了俗称的“砖头”式“大哥大”。 二、第二代移动通信（2G） 为了使移动通信快速向小型化、便携化以及个人化方向发展，移动通信采用了数字技术。第二代移动通信（2G）以数字传输、时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA）为主体技 术，有时也称数字移动通信。它包括数字蜂窝系统、数字无绳电话系统和数字集群系统等。国际上普遍进入商用和具有典型代表性的数字蜂窝移动通信系统是欧洲的GSM系统和美国的IS-95CDMA系统；典型的数字无绳电话系统有欧洲的DECT系统和日本的PHS系统；典型的数字集群系统有欧洲的TETRA系统、美国MOTOROLA公司的IDEN系统以及欧洲的GSM-R
智能铁路运输系统应用关键技术研究及前景展望 【摘要】智能铁路运输系统是我国铁路系统的必然发展趋势，同时也是实现安全、高效、快速的重要之举。智能铁路运输系统综合了多门现代高新科技，以收集、输送、处理和共享信息为基础，充分利用与铁路运输相关的资源设备，以低廉的成本达到确保安全、提高运输效率和服务质量的目的。本文通过分析智能铁路运输系统的内涵以及特点，归纳总结了智能铁路运输系统的关键技术，以此展望智能铁路运输系统良好的发展前景。 【关键词】智能铁路；运输系统；发展前景；技术研究 目前，智能铁路运输系统在国外的发展比较成熟，应用也比较广泛，而中国的智能铁路运输系统相比国外而言起步较晚，但是随着科学技术的发展和物联网等高端产业的进步，我国的智能铁路运输系统也逐步取得了一些斐然的成就，并成功地在多个领域中运用。此外，本着高速铁路“更方便、更快捷、更智能”的目标，铁路运输系统智能化改革也是必然的趋势。 自“七五”以来，我国铁路总公司根据国家的需要推广了各种先进的信息系统，如监控列车运行状况的系统、计算机联锁系统、面向管理运作和提高服务水准的铁路运输信息管理系统、预定与发售客票系统以及调度管理信息系统等，这些系统已经取代了全国大部分陈旧的信息系统。上述科技化、自动化的系统技术应用给中国的铁路事业开辟了一个全新、高效的智能管理模式，也为中国铁路推行智能化运输管理奠定了良好的基础。 1.智能铁路运输系统的基本内涵和特征 1.1智能铁路运输系统的内涵 铁路运输系统的生存和发展同其他运输系统一样，即运用一切可利用的资源实现便捷、高效、安全的物流，以达到满足社会需求的目的。现代运输业的特点是规模大、地域宽广、业务繁杂、相关技术环环相连，在这种情况下为了优化使用资源和安全保障运输过程，就要确保信息流的畅通。因为建立在畅通和共享信息基础上的资源优化是保证运输业实现其目的的前提条件，所以现代运输系统在本质上是建立在信息流基础上的物流以及人流的输送系统。 通过上述介绍，可以归纳为智能铁路运输系统就是将现代通信技术、现代信息处理技术、自动化控制技术、管理与决策技术等多门技术综合在一起，把实现信息的收集、处置、传输以及共享作为基础，充分利用一切与铁路运输相联系的资源以达到保障铁路运输的安全、提高运输效率、提高服务质量等目的的新一代铁路运输系统。 1.2智能铁路运输系统的特征
铁路智能交通系统研究 陈天鹰 刘贺军 胡亚峰 （北京全路通信信号研究设计院，北京 100073） 摘要：总结了铁路智能交通系统(RITS)的国内外研究进展，提出中国RITS的基本组成和总体结构，探讨了中国RITS标准体系，并分析了中国RITS的若干关键技术。 关键词：铁路智能交通系统 基本组成 总体结构 标准体系 Abstract: The paper sums up the research progress on railway intelligent transportation system (RITS) in the world, then presents the basic components and general structure of Chinese RITS, and studies the standard system, at last, analyzes the key techniques of RITS. Keywords: RITS, Basic components, General structure, and Standard system DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2010.04.005 1 RITS概述 随着经济的高速发展和全球化进程的加速，运输需求不断增长。受制于有限的运力，交通拥堵渐成常态，事故频发，对其有效控制和管理已成为政府和公众关注的大问题。解决这一矛盾的传统方法是加大基础设施投入，新建或改造道路与其他交通设施。但城市空间越来越有限，拆迁费用不断升高，能源日渐短缺，这一方法越来越有局限性。自上世纪90年代以来，信息技术被引入运输系统，把道路、车辆、人等众多要素综合起来，借助先进的计算机、通信及控制等技术管理交通，从而产生了智能交通系统(ITS)[1][2]。 铁路是发展中国家的主要交通工具之一。伴随着高速铁路的迅猛发展，安全高效、经济舒适的铁路交通日益获得大众的青睐。铁路智能交通系统是在较完善的轨道交通设施基础上，将道路、车辆、旅客和货物有机结合在一起，利用先进的计算机技术、智能信息处理技术、网络技术、通信技术及控制技术，完成对铁路交通信息的实时采集、传输和分析，协同处理各种铁路交通情况，使铁路运输服务和管理实现智能化。 R I T S致力于强化铁路运输的安全可靠性，提升对旅客服务的水平，提高铁路企业的运营效益。R I T S的基础是信息集成，核心是智能。从广义上说，R I T S是一种人工智能系统，用感知轨道交通 *********************************************** 议所规定的隔离度要求。 5 结束语 公众移动通信信号引入铁路的共建共享是一项综合性工作，需要充分考虑多种因素，其中多系统间的干扰和隔离度分析以及对共用方案的确定是首当其冲的任务。根据本文分析和计算，多系统间的干扰在采取合理工程措施的情况下，完全可以达到所要求的隔离度标准，多系统共建共享的建设方案可以最大程度实现资源共享和节约投资。 参考文献 [1]向志华．GSM-R系统与公众移动通信系统的干扰分析[C]// 2007铁路通信、信号、信息设计年会暨设计系统集成技术研讨会论文集．北京：北京全路通信信号研究设计院，2007. [2] 3GPP Technical Specification 45.005，Radio transmission and reception [S]. [3] 3GPP Technical Specification 25.104，Base Station （BS）radio transmission and reception（FDD）[S]. [4] 3GPP Technical Specification 25.105，Base Station（BS）radio transmission and reception（TDD）[S]. [5] 3GPP2 C.S0010-C v2.0, Recommended Minimum Performance Standards for CDMA2000 Spread Spectrum Base Stations[S]. (收稿日期：2009-12-11)