作者：阮一凡 黃健 張東升 單位：中國鐵道科學(xué)研究院標(biāo)準(zhǔn)計量研究所 中國鐵道科學(xué)研究院鐵道科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展中心

根據(jù)牽引機車功率不同，可以采用不同的編組方式，如1+1，2+2方式等。3分集接收技術(shù)在山區(qū)隧道地區(qū)，障礙物的阻擋使得無線通信質(zhì)量大幅下降，分集接收技術(shù)能夠減輕這種影響。在多個支路上接收相關(guān)性很小的載有同一消息的信號，然后通過合并/選取后輸出，這樣便可以在接收端降低無線通信信號衰落的概率。目前，較多采用的分集接收技術(shù)主要有空間分集和頻率分集。空間分集是利用多副接收天線獨立地接收統(tǒng)一信號，然后選擇質(zhì)量較好的信號進(jìn)行輸出；頻率分集是通過多個頻率的載波同時發(fā)送和接收同一信息，然后選擇質(zhì)量較好的信號輸出，即利用不同的載波在衰落特性的差異，實現(xiàn)降低信號衰落的概率，提高無線通信傳輸質(zhì)量。

無線同步操控通信系統(tǒng)我國長大重載列車的無線同步操控通信系統(tǒng)較多采用空間分集和頻率分集相結(jié)合的分集接收技術(shù)。頻率分集技術(shù)中采用的載波頻率主要有800MHz、900MHz（GSMR頻率）、400kHz（感應(yīng)通信頻率）；空間分集技術(shù)主要采用廣播與接力傳播相結(jié)合的方式。

不同制式通信系統(tǒng)800MHz通信在開闊地段和隧道內(nèi)的通信效果都能滿足要求，但并不能避免由于高大物體或隧道口的遮擋帶來的通信質(zhì)量下降，需要在特殊地段增加地面中繼設(shè)備進(jìn)行信號補償，增加了系統(tǒng)成本。GSMR通信是鐵路基于GSM制式的專用通信系統(tǒng)，其基站和中繼設(shè)備的合理配置能夠滿足無線信號的覆蓋要求，但投入資金很大。400kHz感應(yīng)式通信是通過機車頂部的耦合天線將400kHz調(diào)制信號耦合至接觸網(wǎng)，通過接觸網(wǎng)傳輸信號，在遠(yuǎn)端的機車通過同樣的耦合天線將信號接收下來，實現(xiàn)信息的傳輸，其傳輸距離可達(dá)到3km以上，而且并不受地形影響。我國重載鐵路中應(yīng)用的無線同步操控通信系統(tǒng)頻率配置存在著800MHz+GSMR和400kHz+800MHz2種方案。無論那種方式，各個牽引機車之間的同步操控間隔時間都應(yīng)被控制在一定范圍之內(nèi)。以圖1中的編組方式為例，假設(shè)2組機車之間的間隔54節(jié)C70型車輛（約750m），由于空氣制動波速約為300m/s［1］，所以此時的同步操控間隔時間應(yīng)小于2.5s。

800MHz+GSMR通信系統(tǒng)目前，大秦鐵路無線重聯(lián)重載列車的通信系統(tǒng)采用的是800MHz+GSMR方式。每列重載列車的牽引機車分別配備了800MHz無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和GSMR車載通信單元。列車控制信息由主控機車的列車控制系統(tǒng)同時發(fā)送給本車的2套通信設(shè)備，GSMR車載通信單元通過指定信道將數(shù)據(jù)廣播至地面基站，再通過GSMR地面基站管理中心、網(wǎng)絡(luò)交換中心以及地面節(jié)點服務(wù)中心處理后，通過從控機車的指定信道同時發(fā)送至各個從控機車，各從控機車的GSMR車載單元將接收到的信息發(fā)送至本車的列車控制系統(tǒng)。與此同時，800MHz無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備也會將接收到的列車控制信息通過4副全向天線在4個不同信道發(fā)送出去，守候在這4個信道的各個從控機車會收到列車控制信息，經(jīng)過信號選擇發(fā)送至列車控制系統(tǒng)。同時，各個從控機車之間也會采用接力方式進(jìn)行通信。800MHz無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備采用了4頻組的頻率分集技術(shù)以及多天線接收的空間分集技術(shù)，結(jié)合GSMR車載通信單元以及合理優(yōu)化的無線傳輸時隙管理，實現(xiàn)了完善可靠的列車控制信息的無線傳輸。

400kHz+800MHz通信系統(tǒng)由于800MHz+GSMR方式需要較大的投入資金，來滿足GSMR基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求，所以對年運量較低的貨運專線來說，400kHz+800MHz方式更具可行性。神朔鐵路重載組合列車的無線通信系統(tǒng)應(yīng)用的是400kHz+800MHz方式。每列重載列車的牽引機車配備1套無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，每套設(shè)備裝備2個400kHz電臺和2個800MHz電臺，分別設(shè)置在1個400kHz信道和2個不同的800MHz信道。主控機車的列車控制系統(tǒng)將列車控制信息通過3個信道同時發(fā)送，各個從控機車能夠通過2個守候在不同頻率的800MHz電臺以及2個守候在相同頻率的400kHz電臺接收到信息，經(jīng)過信號選擇后，傳送給列車控制系統(tǒng)。在這個過程中，各個機車之間的通信采用了廣播與接力相結(jié)合方式，對無線數(shù)據(jù)的傳輸時隙進(jìn)行了合理有效的管理，滿足了實際應(yīng)用中對同步操控間隔時間的要求。隨著通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，除了上述我國無線同步操控技術(shù)中應(yīng)用的無線通信系統(tǒng)，還有更多可以應(yīng)用于無線同步操控的通信系統(tǒng)，例如WLAN系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等等。