FRMCS:不仅仅是GSM-R的连续替换

GSM-R(全球移动通信系统-铁路)是一个成功的数字无线电系统，在世界各地的铁路上使用。它有能力解决铁路对列车运行的需求，具有高连通性和非常好的语音质量，特别是连接列车司机和信号员，以及根据国家规定连接轨道旁的工作人员。该系统使用分配给铁路的900 MHz频段的专用频率，并支持特定的应用，如语音广播呼叫，其中信号员可以向给定区域的列车司机发送重要的交通信息，以及可以包括列车司机和信号员的群呼叫。所有提到的呼叫都支持优先级和抢占处理。GSM-R已被证明支持ETCS(欧洲列车控制系统)，包括电路交换机和分组交换机(GPRS/eGPRS)模式，并提供铁路紧急呼叫(REC)，它在几秒钟内向所有列车司机发出警报，指向危险点。这样他们就可以立即开始减速或刹车(取决于国家的操作规则)。在所有铁路中，都有GSM-R REC帮助拯救生命的案例。

GSM-R还支持新的应用程序，例如性能和自动线路侧电话或连接到乘客公告屏幕。

然而，GSM-R正在接近过时。GSM-R供应商致力于支持该系统，直到2030年，可能超过。因此，需要取代GSM-R，这是一个在欧洲至关重要的问题，铁路在一个完全可互操作的方式中以超过100,000公里的线路实施GSM-R。

自2010年以来，UIC成员铁路组织一直讨论GSM-R的继任者。指定GSM-R继任者的工作，即未来铁路流动通讯系统(FRMCS)，由国际铁路协会（UIC）作为2014年的项目推出。

该项目正在寻找一个解决问题的解决方案，为几个挑战提供答案（见图1）。FRMCS需要成为未来的证据，因为与移动网络运营商（CCA 15年）相比，铁路计算系统的扩展名义寿命。该系统必须应对铁路特定的服务质量要求（覆盖率中断可能意味着停止列车，或者更糟糕的REC），确保欧洲的互操作性（根据边境过境），减轻网络安全挑战，也需要频率分配以支持，在第一阶段，必要的FRMCS与GSM-R并联的必要FRMCS和第二阶段，以支持GSM-R退役后的电流和未来轨道操作的FRMCS服务。介绍了ETCS承载灵活性概念非常重要，这意味着，一旦在分组开关模式下，基于商定的技术目录，工程规则和频率范围的无线电系统的变化不会影响载板或轨道等等。

图1 - FRMCS项目旨在找到解决几个挑战的解决方案

向FRMCS进化

这UIC.致力于标准化FRMCS，旨在为GSM-R的继任者提供整体技术条件，开始在以下三个主要方向：

1. 用户要求
2. 系统架构
3. 频谱需求。

这种复杂的活动正在进行中，已开始提供有形结果，包括规格。

作为简短的例子，已经开发了FRMCS用户要求规范和FRMCS参考架构，并进一步开发，转移到ETSI技术委员会进行轨道电信（TC-RT），以进一步标准化。目前的功能要求规范概念文件正在咨询审查。通过频率管理（WG FM）的CEPT工作组进行FRMC的频率带宽分配正在进行工作，该频率管理（WG FM）指定了专业的任务力量（FM 56），以提供一套关于，首先，铁路频段需求的报告和，其次，关于当前频率环境中的操作条件。

标准化方面

随着FRMCS瞄准3GPP(第三代公私伙伴关系)5G技术，一项非常重要的活动是3GPP规范规范对UIC用户要求的支持。本次活动得到了ETSI TC-RT的大力支持。用例被提交给3GPP工作组，在那里对现有3GPP需求进行差距分析，然后用额外的或新的规范需求来关闭产生的差距。

我们预计将大部分需求纳入3GPP第17版(5G第3版)。
UIC为FRMCS分配频带的工作正在进行中。获得适合铁路使用的频率范围，同时允许适当的连接和对现有基础设施的重新使用，是一项复杂和具有挑战性的活动。预计frmc将获得900 MHz和1900 MHz的协调频率;这将确保frmc的安全运行，无论是在与GSM-R共存期间，还是在迁移期间之后。

迁移方面

UIC还推出了FRMCS迁移方案（FMS）项目，专注于：

• 电信板上建筑（Toba）
• 信号业务连续性
• 迁移谱需求
• GSM-R和FRMCS并存。

This project is already beginning to generate results, the most notable being the delivery of the UIC document ‘Description and Evaluation of possible FRMCS Migration Variants for Legacy ETCS and Cab Radio On-board Units’ TOBA 7515, which was the foundation for discussions to determine the best on-board architecture to enable the ETCS migration to FRMCS and to introduce the ETCS Bearer Independence concept. The second step will be a similar process for the voice cab radio. The first draft of the On-Board User Requirements has been finalised and will soon be sent on for consultation.

FRMCS是ERTMS的游戏改变者之一，它将取代GSM-R。因此，它将至少提供目前的语音和数据应用——火车无线电(语音和ETCS)。该系统还计划提供更多的应用程序，特别是与列车性能相关的应用程序，如自动列车操作(ATO)或连接司机咨询系统(C-DAS)。

一旦用户认识到新系统的潜力，预计这些应用的范围将大大增加。

前进的道路

关键和火车性能应用程序将共同构成支持增强的火车交通的基本应用。FRMCS的板载设计是未来证据的重要性，以满足所有需求，也必须由足够的资源支持，特别是在可用频率方面。

UIC FRMCS计划包括三个步骤(见图2):

• 提供第一个稳定版本的规格并获得频率
• 根据稳定的规格和3GPP R16产品，准备并交付FRMCS演示机
• 根据更新的规格和3GPP R17产品，准备并提供FRMCS欧洲试验。

图2 - UIC FRMCS计划中包含的三个步骤

与我们的行业合作伙伴一起，我们的目标是在2025年初提供第一个稳定版本的FRMCS供采购。