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摘要：近年來，移動通信已經逐漸被運用到人們生活的各個方面。高速鐵路是我國重要的交通運輸渠道，在高速鐵路中運用移動通信技術能夠有效提升鐵路運營效率，為乘客提供更加便利的服務，從而促進高速鐵路的發展。因此，在高速鐵路發展中，移動通信系統技術意義重大。文中分析了當前的高速鐵路移動通信技術的發展現狀，探究了高速鐵路移動通信系統關鍵技術，最后對高速鐵路移動通信技術的發展進行了分析。

關鍵詞：高速鐵路；移動通信；系統技術

高速鐵路在我國擁有十分重要地位，在高速鐵路發展中，移動通訊技術屬于關鍵技術之一。但是，我國高速鐵路移動通信技術相較于國際高速鐵路移動通信技術而言起步比較晚，效率不高。隨著國家對高速鐵路移動通訊技術的重視程度越來越高，在其中投入的精力與資金也越來越多。我國高速鐵路移動通訊技術也在不斷發展提升，分析探究高速鐵路移動通訊技術能夠為我國未來高速鐵路移動通訊技術的發展提供更多實踐性的幫助。

1高速鐵路移動通信技術的發展現狀

1．1國外的高速鐵路移動通信發展情況。國外高速鐵路移動通訊技術發展比較早，也相對比較成熟。其主要體現在移動通訊系統對列車的運營控制與乘客享受無限網服務方面［1］。通過將附近的無線網絡利用起來，能夠有效提升列車上無線網絡信號，為乘客提供更加優質的服務。同時在執行過程中，為了降低無線網絡的信號損失，為乘客提供更加完善的網絡服務，還需要進行相關處理。近年來，衛星覆蓋技術越來越成熟，由于國外移動通訊網絡技術的成熟，其網絡信號與速度也更快更穩定，乘客能夠獲取更好的網絡體驗。1．2國內的高速鐵路移動通信發展情況。我國高速鐵路移動通信技術起步比較晚，但我國高速鐵路移動網絡技術越來越完善，發展速度也越來越快。在移動網絡技術的運用中，GSM－R技術使用范圍最為廣泛，具有效率高、技術成熟等優勢［2］。但是，在我國高速鐵路移動通信技術不斷發展的時代，GSM－R技術的缺點也逐漸顯露出來，因此，為了更好地保證高速鐵路移動通信技術的發展，應該根據實際需求選擇合適的技術。

2高速鐵路移動通信系統的關鍵技術

2．1國際高速鐵路移動通信技術。國外高速鐵路移動通信技術發展時間比較長，水平比較高，使用經驗也更為豐富。加上國外高速鐵路移動通信技術相關專業人才層出不窮，國際高速鐵路移動通信技術相較于我國發展更為穩定，尤其是在供旅客使用通信方面，具備了完善的移動通訊服務體系［3］。同時，國家實際需要與國家文化的滲透，國際高速鐵路移動通訊技術與服務更偏向于乘客服務，其中日本、法國、德國等國家最具代表性。正是由于在乘客服務方面的偏向，通過通信技術的發展，高速鐵路無線網絡覆蓋率比較高，其中GSM－R（GlobalSystemforMobilecommunicationsforRailway）的技術是國外高速鐵路技術的典型，目前已經向印度、中國等東亞國家發展。2．2國內高速鐵路移動通信技術。我國在高速鐵路移動通信技術發展起步比較晚，但是發展速度比較快，同時，在高度鐵路移動通信中，同樣使用了GSM－R技術［4］。其中大秦線路、青藏線路都是利用GSM－R技術的典型。隨著我國經濟的發展，高速鐵路移動通信技術也在不斷發展與提升，GSM－R技術也越來越成熟，逐漸在更多的高速鐵路線路中運用，包括滬杭線路、滬寧線路、京滬線路等，GSM－R技術在我國使用效率越來越高。但同樣的，在科學技術發展迅速的同時，GSM－R技術的局限性也逐漸暴露出來，當前GSM－R技術已經逐漸無法滿足高速鐵路通信技術發展的要求。因此，鐵路通信部門還應該充分根據實際的要求運用其他技術，例如朔黃線路采用的LTE－R技術、臺灣臺北到高雄線路采用的WiMax系統等，通過不斷改進和完善，我國高速鐵路移動通訊系統技術也會不斷發展和完善。2．3專用移動通信系統的發展。為適應當前鐵路提速潮流，我國開始研制出高速鐵路專用移動通信系統。傳統的高速鐵路移動通信技術中，GSM－R技術起到了至關重要的作用。但是，隨著高速鐵路移動通信系統的不斷成熟，該系統也開始向商業化轉變［5］。來自于20世紀末的GSM－R技術已經難以滿足當前高速鐵路移動通信的需求，也難以承載高速鐵路將來智能調度和視頻監控等高數據速率業務。因此，為了有效解決當前高速鐵路移動通信技術中存在的問題，各廠商開始部署未來移動通信技術發展演進戰略，建立專用的移動通信系統，促進高速鐵路移動通信技術的發展也提升。2．4專用移動通信系統關鍵技術。在高速鐵路移動通信系統中，列車調度與列車控制屬于主要業務范圍。目前，我國高速鐵路移動通信技術逐漸向智能化方向發展，視頻監控與智能化調度漸漸取代傳統的業務，成為當前列車移動通信系統主要服務內容［6］。同時，針對乘客的服務也開始拓展與提升。在高速鐵路移動通信技術當中，確保用戶信息安全是首要問題。如果不能保證用戶的信息安全，那么高速鐵路移動服務也難以實現，更加不可能實現盈利。因此，針對高速鐵路移動通信系統關鍵技術進行分析，建立高速鐵路移動傳播信道十分重要。同時，技術人員還需要監控信道狀態信息，做好信道估計與建模、多普勒頻移估計與補償，提升干擾抑制、抗干擾技術，做好移動性管理，QoS（端至端）保證機制。

3高速鐵路移動通信技術的發展

3．1基于5G的高速鐵路移動通信技術。隨著我國移動通信技術的發展，移動通信速度也在不斷提升，5G在不久的將來也會逐漸普及。因此，在高速鐵路移動通信技術發展中，做好基于5G的高速鐵路移動通信技術發展尤為重要。（1）高速鐵路無線信道建模［7］。當前技術水平下的高速鐵路運行環境相對簡單，對散射環境的要求也不多，多徑數量相對比較少，呈現出比較明顯的LOS特征。在這種特征下，通信環境也會更加優質，LOS能夠有效降低移動速度過快時造成的增強多普勒頻移情況。（2）基于分布式網絡和云的架構。目前，我國高速鐵路網絡基站實際資源使用率非常低，造成這種情況的最大原因是由于網絡基站的位置。因此，在高速鐵路網絡通信當中，會存在比較明顯的潮汐現象，從而影響網絡穩定性與安全性。針對這種情況，可以采用云無線接入網絡架構的方式將網絡基站共有資源集中，然后有效控制。（3）控制面和用戶面分離。通常情況下，接入用戶與服務基站之間存在控制指令，從而實現數據傳輸功能。因此，在保證網絡覆蓋率的同時，還需要通過LTE－R遺留頻段的方法解決網絡傳輸性與穩定性的問題，從而擴大系統的容量。（4）頻譜融合的異構網技術。通過采用擴大系統寬帶或者增強頻譜效率的方式來將系統所需的容量提升是最有效的方式。（5）多天線及分布式天線技術。目前，在我國高速鐵路移動通信中，通過增加天線列組合數量，實現信號合并等調整方式，再結合LOS，能有效實現高速鐵路環境的系統容量的提升，從而減少不利于列車運行安全的因素，減少天線切換次數。（6）多普勒效應及快速切換技術。我國高鐵移動通信中，造成通信失誤的主要原因就是由于運行過程中的頻繁切換，因此，采用多普勒效應及快速切換技術能夠有效解決這個問題，提高移動通信的穩定性。3．2高速鐵路旅客無線網絡接入系統。除了列車的控制與調度之外，在高速鐵路移動通信服務當中，旅客無線網絡的接入服務同樣屬于主要的服務類型［8］。因此，還需要做好高速鐵路旅客無限網絡計入系統設計，通過重建下車地間寬帶數據接入移動數據額傳輸鏈路，充分解決不同旅客之間信號復雜多樣的問題，從未為旅客提供更加安全、穩定、高速的移動網絡服務，促進我國高速鐵路移動網絡通信技術未來的發展。

4結束語

綜上所述，在高速鐵路未來的發展中，移動通信技術發展屬于重要部分。因此，分析當前高速鐵路移動通信技術現狀，及其關鍵系統技術，同時根據高速鐵路移動通信系統的主要服務類型分析其未來的發展，能夠有效提升高速鐵路移動通信系統技術的重視程度，為其未來的發展奠定基礎。

參考文獻：

［1］劉斌，左自輝，王開鋒．高速鐵路調度指揮GSM－R分組域通信承載能力研究［J］．城市軌道交通研究，2017，20（10）：21－24．

［2］劉留，周濤，陶成，等．高速鐵路場景大尺度傳播模型與時頻色散特性研究［J］．鐵道學報，2017，39（4）：54－61．

［3］程夢，方旭明，閆莉．高速鐵路時變信道下大規模多天線系統基于權重預處理的天線選擇算法［J］．鐵道學報，2016，（1）：65－69．

［4］張娟娟，吳昕慧，任國彬，等．基于HTCPN的列車追蹤車地通信過程建模研究［J］．鐵道標準設計，2016，60（9）：146－151．

［5］廖勇，李瑜鋒，沈軒帆．基于DoA的高速場景下大規模MIMO自適應波束成形［J］．通信學報，2017，38（6）：58－67．

作者:賀明華 單位:湖南高速鐵路職業技術學院