2024集成未来铁路移动通信系统（FRMCS）：5G技术推动铁路通信提质升级白皮书

核心观点与关键数据

• 背景与目标：全球正推动铁路运输发展，以实现可持续交通系统。GSM-R作为当前铁路控制系统正面临技术过时问题，UIC决定发展FRMCS以全面数字化铁路运营，支持高级别自动驾驶，并利用5G技术，确保成本效益和未来兼容性。
• 时间轴：FRMCS标准化预计在2026年底完成，MORANE2试验将在2026年初结束，标志着规范成熟和系统互操作性验证。GSM-R将持续运营至2030-2035年，逐步被FRMCS取代。
• 共存挑战：GSM-R占用900MHz频段（n100）部分频谱，与FRMCS（n100和n101）共存面临挑战。虽然存在共存方案，但频谱效率低于专用NR载波。
• FRMCS部署策略：建议从n101频段开始部署，利用其10MHz TDD载波实现高铁覆盖。n100频段待GSM-R逐步淘汰后用于冗余。优先利用现有GSM-R站点，并考虑与CSP合作，实现混合部署以降低成本。
• 基站配置与部署：基站配置（如天线端口数量）影响站点间距（ISD）。n101频段因传播损耗较大，需更密集站点，但NR技术可弥补。桅杆顶部部署无线电单元可减少馈线损耗，优化性能。集中式RAN（C-RAN）架构可减少BBU数量，增强覆盖。
• 5G关键功能：30kHz子载波间距、DMRS符号、灵活TDD模式、移动特性、丰富参考信号和MIMO方案等5G功能，可有效支持FRMCS部署，提升覆盖和容量。
• 与CSP共享无线电：与CSP合作可整合公共网络实现冗余和容量提升，并共享基础设施降低成本。三种整合方式：MOCN、国家漫游、订阅者。FRMCS多径技术可同时利用多个连接，提升连通性和容量。
• 重复使用与共享基础设施：重复使用GSM-R基础设施（如塔、光纤、电源）可降低FRMCS部署成本。与CSP及服务提供商合作，进一步优化成本。

研究结论

FRMCS是铁路通信的未来发展方向，需与GSM-R共存并逐步取代。n101频段是初期部署的首选，n100频段待条件成熟后用于冗余。5G关键技术可有效提升FRMCS性能和覆盖。与CSP合作及基础设施共享是降低成本、提升弹性的重要途径。铁路运营商需综合考虑技术、成本和未来需求，制定合理的FRMCS部署策略。