本文對GSM-R鐵路移動通訊系統的基本原理、網路結構、業務與應用進行了簡單的介紹，明確GSM-R系統是我國鐵路行動通訊 發展的方向。
1、GMS-R在中國的發展
我國GSM-R發展的目標：在全路建立一張行動通訊網路，利用通訊的手段實現鐵路移動設施和固定設施的無縫連線，確保列車安全、高速地執行。GSM-R技術順應時代的發展，是鐵路資訊化和自動化發展的基礎。
2、GSM-R基本原理
2.1區域覆蓋
2.1.1小區制
小區制是將整改服務區劃分成為若干個無線小區，每個無線小區設一基站負責小區內所有行動通訊的聯絡和控制，在網路中設定一個移動交換中心，統一控制這些基站協調的工作，保證移動使用者只要在服務區內，不論在哪個基站的輻射區都能正常通訊。
小區制分為：面狀服務覆蓋和線狀服務覆蓋。根據鐵路沿線的情況，GSM-R系統可以在鐵路線採用線狀覆蓋，在車站及樞紐地區採用面狀覆蓋。
2.1.2GSM-R系統無線覆蓋
GSM-R系統無線覆蓋是指沿著鐵路線實現場強無線連續覆蓋並達到系統QoS(業務質量)要求。
GSM-R系統沿著路軌方向安裝定向天線，以形成沿軌的橢圓形小區，在話務量較大但對速度的要求較低的編組站內採用扇形小區覆蓋;在人口密度不高的低速路段和軌道交織處一般是採用全向覆蓋。每個小區有一個或幾個收發信機，數目的多少由話務量決定。
2.2多址技術
蜂窩系統中是以通道來區分通訊物件的，一個通道只容納一個使用者進行通話，許多使用者同時通話時，就要相互以通道來區分，這就產生多址問題。解決多址問題的方法叫做多址技術。多址技術分為分頻多重進接(FDMA)、分時多重進接(TDMA)、分碼多重進接(CDMA)三種。在GSM-R系統中大多采用 TDMA。TDMA是通過時隙劃分使使用者共享無線資源。每個時隙僅允許一個使用者使用，每個使用者佔用一個週期重複的時隙，因為可以把一個通道看做每一幀都會出現的特定時隙。TDMA系統發射資料是用快取—突發法，因此對每一個使用者而言，發射都不是連續的。
2.3多通道共用
多通道共用是指在網內的大量使用者共享若干無線通道。一個無線區有N個通道，對若干個使用者分別指定一個通道，不同通道內的使用者不能互換通道，這就是獨立通道。當某個通道被某個一個使用者佔用時，則在他通話結束前，屬於該通道的其他使用者都處於阻塞狀態而無法接通。但是，與此同時一些其他通道卻處於空閒狀態而又得不到運用。這樣就造成有些通道在緊張的排隊，而另一些通道卻處於空閒狀態，通道得不到充分利用。如果採用多通道共用方式，即在一個無線小區內的N個通道，為該區內所有使用者共用，則當K(K 2.4語音編碼技術
GSM-R系統是數字移動通訊系統，而原始的話音訊號是模擬訊號。因此要將模擬的話音訊號轉換為二進位制的數字訊號。語音編碼技術分為：波形編碼、參量編碼和混合編碼。GSM-R系統採用的話音編碼方式稱為：規則脈衝激勵—長期預測編碼(RPE-LTP)，屬於混合編碼。
2.5傳輸技術
傳輸技術主要涵蓋：通道編碼、交織編碼、均衡技術、調製解調技術、分集接收、語音間斷傳輸、功率控制等。這裡就不一一羅列。
3、GSM-R網路結構
我國鐵路採用的GSM-R系統主要由以下幾部分組成：
3.1 GSM-R終端
GSM-R終端包括固定終終端和移動終端。固定終端包括排程終端、車站終端和使用者電話機等。移動終端(移動臺)包括各類車載臺和手持臺。車載臺包括機車綜合無線通訊裝置(CIR)、列控機車無線通訊裝置、機車同步操作機車無線通訊裝置等。手持臺包括作業手持臺(OPH)、通用手持臺(GPH)、調車手持臺(OPS)等。
3.2基站子系統(BSS)
包括基站收發信機(BTS)、基站控制器(BSC)、編譯碼和速率適配單元(TRAU)等。從功能上看，基站子系統(BSS)通過無線介面直接與移動臺相連，負責無線傳送接收和無線資源管理，通過A介面與NSS相連，實現移動使用者之間或移動使用者與固定網使用者之間的通訊連線，並且傳送系統信令和使用者資訊。
3.3網路交換子系統(NSS)
包括移動交換中心(MSC)、閘道器移動交換中心(GMSC)、訪問位置暫存器(VLR)、歸屬位置暫存器(HLR)、組呼暫存器(GCR)、鑑權中心(AuC)、短訊息服務中心(SMSC)、確認中心(AC)等裝置。
3.4智慧網子系統(IN)
包括業務控制點(SCP)、業務交換點(SSP)、業務管理系統(SMS)等裝置，HLR(歸屬位置暫存器)、MSC(移動交換中心)也是重要的智慧網業務節點。智慧網的基本思想是依靠No.7信令網和大型集中資料庫的支援，將網路的交換功能和控制功能相分離;簡化交換機的軟體，使之只完成基本的接續功能，引入業務控制點(SCP)，具體怎樣根據智慧業務的業務邏輯完成呼叫的繼續步驟，由SCP來決定;交換機採用開放式結構和標準介面與業務控制點相連。
3.5通用分組無線業務子系統(GPRS)
包括閘道器支援節點(GGSN)、業務支援節點(SGSN)、分組控制單元(PCU)、域名伺服器(DNS)、認證伺服器(RADIUS)等裝置。通用分組無線業務(GPRS)是在GSM技術的基礎上提供的一種端到端分組交換業務。GPRS最大限度重用已有的GSM網路基礎設施，提供高效的無線資源利用率，無線接入速率可高達171.2kbit/s。GPRS在公眾行動網路中是從GSM走向3G的一個必經階段。GPRS在鐵路GSM-R中的.引入使行動通訊與資料網路合二為一，為鐵路資料業務的開展提供了空間。在GSM-R網路應用GPRS系統，具有通訊實時性好、資料量大、免維護、可靠性高等明顯優勢。以無線方式實現資料傳輸或“永遠線上”實時監測。
3.6執行和維護子系統(OSS)
包括交換網路管理子系統(OMC-S)、無線網路管理子系統(OMC-R)、GPRS網路管理子系統(OMC-D)、直放站管理子系統(OMC-T)等。執行維護子系統是操作人員與系統裝置之間的中介，實現了系統的集中執行與維護。
4、GSM-R業務與應用
GSM-R所提供的業務是面向鐵路運輸生產的，它以GSM-R業務為基礎，又加入適應鐵路需求的特殊業務，從而能夠為鐵路的運營和服務提供各種應用。
GSM-R是基於GSM的基礎設施及其提供的ASCI(高階語音呼叫業務)，其中包含eMLPP(增強型多優先順序與強拆)、VGCS(語音組呼)和VBS(語音廣播)，並提供鐵路特有的排程業務，包括：功能定址、功能號表示、接入矩陣和基於位置的定址，並此作為資訊化平臺，使鐵路部門使用者可以在此資訊平臺上開發各種鐵路應用。
4.1多優先順序與強拆(eMLPP)
eMLPP業務分為優先順序與強拆兩部分。優先順序是指結合快速呼叫的建立為一個呼叫提供某個較高的級別。強拆是指搶奪資源，在缺乏空閒資源的情況下，一個優先順序較低的呼叫會被一個優先順序較高的呼叫強拆。強拆還可以用於當一個優先順序較低的呼叫正在進行時，如果有一個優先順序較高的呼叫進入，優先順序較高的呼叫可以切斷優先順序較低的呼叫。
4.2語音組呼業務(VGCS)
VGCS是指一種由多方參加(GSM-R移動臺或固網電話)的語音通訊方式，其中一人講話、多方聆聽，講話者角色可以轉換，工作於半雙工模式下。一個特定的VGCS通訊組有組功能碼(組ID)和組呼區域唯一確定。使用者可以同時簽約多個組ID，並給他們設定不同的優先順序。組成員撥打組ID號，在組呼區域內呼叫簽約了該組所有組員。組成員接收到通知訊息即可加入，非本組成員忽略此訊息。
4.3語音廣播呼叫(VBS)
VBS允許一個業務使用者，將語音或者其他用語音編碼傳輸的訊號傳送到某個預先定義的地理區域內的所有使用者或者使用者組。處於單工模式下，可以看做VGCS的最簡單形式。
5、結束語：
GSM-R是專門為滿足鐵路應用而研發的數字移動無線通訊技術。在鐵路通訊中，它能夠提供特定的附加功能，是一種可靠高效的綜合數字移動通訊系統，在鐵路骨架網路建設中應積極推廣採用。