铁路5G专网集群通信技术方案研究

杨 锐

铁路专用移动通信系统是保障铁路运输安全的关键基础设施,调度通信、列车控制是涉及铁路行车安全的重要业务。目前,铁路数字移动通信系统（GSM-R）承载的调度通信和列车控制业务均基于电路域技术实现。随着5G技术不断的成熟、公网大规模商用,铁路专网也将采用5G技术。5G网络承载与应用分离、全IP化组网,不再支持电路域业务。3GPP国际标准组织定义了MC（关键任务）集群通信技术体系,满足行业专网、公共安全等领域对传统电信业务的需求。为此,本文对铁路5G专网集群通信技术应用方案进行研究。

1 铁路业务

1.1 铁路调度通信

铁路调度通信业务包括:列车调度、货运调度、机务调度、动车调度、客运调度、供电调度、电务调度、工务调度等。业务应用涉及移动终端、移动与固定终端（调度台）之间的个呼及组呼［1］。以列车调度通信为例,“车机联控”是调度通信的术语,指车务、机务等行车有关人员使用铁路专用移动通信设备,按规定进行语音联络,提示行车安全信息,确认行车要求。铁路调度通信从无线列车调度系统发展至GSM-R系统,“车机联控”应用模式一直延续。GSM-R网络根据调度通信业务的呼叫场景、用户使用习惯,通过智能网设备为调度通信业务提供了接入矩阵、位置寻址、功能寻址、基于位置呼叫限制等功能［2］。

1.2 铁路列车控制

2009年武广高铁开通运营,基于GSM-R网络的CTCS-3级列控系统在我国高速铁路开始运用。GSM-R网络采用电路交换数据（CSD）业务通道承载列车控制系统的安全数据,与调度通信一样均是电路域业务。……