中/欧/韩均采用1GHz以下频段 - 铁路通讯进入4G时代 2022年推LTE-R标准

中/欧/韩均采用1GHz以下频段

当GSM技术确立为铁路无线通信技术之后，选定一个共同的频段能够通行各个国家成为铁路无线通信系统运行的关键要素。 以往铁路通讯系统已使用的450/460MHz频段，已无足够的带宽满足未来无线电应用。 因此1995年ETSI （European Telecommunications Standards Institute）在UIC委托下，衡量无线电传播和系统可用性等诸多原因，900MHz频段被证明是最合适的频段， 为GSM-R规划了876~880 MHz（上行链路）和921~925 MHz（下行链路）两个频段。

为了提供更多应用、更高质量于高速铁路（High Speed Rail，HSR）的通讯，LTE-R频率的选择为至关重要，包括欧洲铁路局（ERA）、中国铁路和UIC都已着手讨论HSR使用的频谱分配。

目前，大多数已商转的LTE系统大多运行在1GHz以上的频段，例如1.8GHz、2.1GHz、2.3GHz和2.6GHz等，低频段700~900MHz在部份国家亦有商转。 以频谱特性而言，高频谱有较大的带宽，可提供较高传输流量有助传输速率的提升，低频谱则可提供较长距离的覆盖。

LTE-R若运行在高频谱，则基站建置密度要求较高，因为高频谱有较高的传播损耗、较严重的讯息接收衰落，因此LTE-R基地台之间的距离必须小于2公里，如此将导致基地台数增加、投资成本激增，基地台间的频率也必须频繁地切换。 有鉴于此，低频频谱如450~470MHz、800~900MHz和1.4GHz也被广泛考虑提供给LTE-R使用，其中450~470MHz一直被铁路业使用、900MHz用于GSM-R，因此这两个频率最可能继续延用于LTE-R （表1）。

以中国为例，450~470MHz早用于中央党政机关、军队、铁路、公安等部门通讯和一些企事业单位的指挥调度系统的通讯频率。 450MHz由于频段低，传播损耗小，绕射能力强，采用相同数量的基地台，可以覆盖更大范围。 相同的发射功率和传播条件下，同样是运行FDD-LTE技术，450MHz的覆盖距离约是1.8GHz的3.5倍，覆盖同样区域的行动通讯网络，使用450 MHz频段所需要的基地台数量仅为1.8GHz的8.3%， 非常适合于铁路通讯建设，因此中国铁路局评估沿用450~470MHz运转LTE-R。

欧洲方面，UIC在其所公布的FRMCS中表示，LTE-R要建立在当前GSM-R的基础上，以重复利用已投资的基础设施，如此可以节省高额的布建成本;再者，铁路公司也考虑继续使用现有的GSM-R系统，届时平滑升级至LTE-R。 因此，1GHz以下的频谱在欧洲被视为具有高度成本效益的选择将优先被采用。 而在韩国方面，因全国性的PS-LTE（Public safety-LTE）网络已閞始布建，并且运转于700MHz，因此与PS-LTE同步进行的LTE-R也运行于700MHz。

在UIC还没定下全球LTE-R标准之前，韩国先自行开发，将第四代LTE应用于国家铁路平台，于2014年就开始进行LTE-R相关技术的发展，韩国政府计划在全国范围内建立并安装LTE-R基站，投资预算达16亿美元， 到2025年覆盖全国铁路网总长约5，000公里。