gsm-r系統(tǒng)詳細實例

1、GSM-R數(shù)字移動系統(tǒng)詳細實例,,內(nèi) 容 提 要,一、項目背景（一）在建GSM-R系統(tǒng)工程概況（二）國內(nèi)外GSM-R技術(shù)規(guī)范概況二、重要內(nèi)容的解釋與說明（一）業(yè)務與功能（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）核心網(wǎng)規(guī)劃、建設原則（四）編號計劃與頻率配置（五）服務質(zhì)量要求（六）支撐系統(tǒng)（七）主要設備進網(wǎng)要求三、問題與討論,,內(nèi) 容 提 要,一、項目背景（一）在建GSM-R系統(tǒng)工程概況（二）國內(nèi)外GSM-R技術(shù)規(guī)范概況二、重要內(nèi)容的

2、解釋與說明（一）業(yè)務與功能（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）核心網(wǎng)規(guī)劃、建設原則（四）編號計劃與頻率配置（五）服務質(zhì)量要求（六）支撐系統(tǒng)（七）主要設備進網(wǎng)要求三、問題與討論,,工程建設與應用情況,,已建工程：2003年，中國開始設計建設GSM-R網(wǎng)絡，總計約2300km長。目前，3條線獨立運用，尚未組網(wǎng)。,大秦線680公里,膠濟線473公里,青藏線1142公里,青藏線,工程概況應用業(yè)務工程進展,青藏線－工程概況,概況：高原鐵

3、路，全線1142公里，高于4000米的地段960公里，最高海拔5072米，凍土區(qū)約600公里，11座隧道。無線覆蓋同站址雙網(wǎng)覆蓋方式。設備組成（北電）：2套核心網(wǎng)設備。1套HLR/SGSN/IN/MSC網(wǎng)管設備。4套BSC。388套（194處）BTS。基站間距：平均6公里，最大8公里。,青藏線－應用業(yè)務,話音通信列車無線調(diào)度通信其他話音通信（工務、電務、供電、水電、機務、公安等）列車控制數(shù)據(jù)傳輸（ITCS）：CSD方

4、式數(shù)據(jù)傳輸：GPRS方式。調(diào)度命令傳輸車次號傳輸 光纖直放站網(wǎng)管信息凍土監(jiān)測信息 CTDS數(shù)據(jù)傳輸,風速測量機車工況信息晃車信息應急通信圖像數(shù)據(jù)傳輸預售票（規(guī)劃中）,,,,,,,,拉薩,MSC,西寧,,,,BSC,,,,,,,,,,,BSC,青藏線GSM-R同址雙基站雙網(wǎng)覆蓋,,,BSC,,BSC,,,,,,,,,,青藏線－工程進度,2003年11月-2004年07月，完成試驗線的施工和調(diào)試工作2005年02月-2

5、006年06月，全線GSM-R的施工建設、系統(tǒng)調(diào)試、網(wǎng)絡優(yōu)化。2006年07月，正式運營。,工程概況應用業(yè)務工程進展,大秦線,大秦線－工程概況,概況：貨運重載專線，開行重載2萬噸組合列車。全線680公里，隧道、路塹、彎道較多，共有橋梁385座，隧道52座。無線覆蓋采用同站址雙網(wǎng)覆蓋方式設備組成（華為）：1套核心網(wǎng)設備(MSC/HLR/SGSN/GGSN/AuC)，5000用戶2套BSC206套BTS（103處）站間距：

6、平均7公里，最大10公里。,大秦線－應用業(yè)務,列車無線調(diào)度通信機車同步操控信息傳送數(shù)據(jù)傳輸采用CSD方式列車調(diào)度指揮信息傳送包括：調(diào)度命令信息傳送列車無線車次號校核信息傳送列車尾部風壓報警信息傳送（試驗）數(shù)據(jù)傳輸采用GPRS方式,大秦線－工程進度,2004年9月動工2005年3月核心網(wǎng)及單層BSS系統(tǒng)建設基本完成2005年4-12月進行各類測試和單層網(wǎng)絡優(yōu)化工作基本功能測試網(wǎng)絡場強覆蓋測試網(wǎng)絡QoS測試20

7、06年2-12月進行雙層BSS系統(tǒng)建設，2006年底前全部完成。,工程概況應用業(yè)務工程進展,膠濟線,膠濟線－工程概況,概況：繁忙干線，線路設計時速200km/h。全長473公里。平原地區(qū)，穿越城鎮(zhèn)多。無線覆蓋采用單層網(wǎng)覆蓋方式。設備組成（西門子）：1套核心網(wǎng)設備(MSC/HLR/GPRS/IN/網(wǎng)管設備）。MSC近期開通5000用戶，軟件具備近期開通25000用戶條件SGSN、GGSN 近期開通2500用戶1套BSC。

8、77套BTS（44套車站基站、33套區(qū)間基站）。站間距：平均5公里，最大7公里。,膠濟線－應用業(yè)務,語音通信列車無線調(diào)度通信貨運調(diào)度通信牽引供電調(diào)度通信列車調(diào)度指揮信息傳送：包括：調(diào)度命令信息傳送（進路預告信息）列車無線車次號校核信息傳送列車尾部風壓信息傳送（試驗）數(shù)據(jù)傳輸采用GPRS方式,膠濟線－工程進度,2005年3月，開工2006年1月，示范段動態(tài)測試2006年4月，系統(tǒng)建設基本完成2006年5-9月，系

9、統(tǒng)測試和優(yōu)化2006年10月，系統(tǒng)驗收,,,,,,,,,,已經(jīng)開工的客運專線（高速鐵路）項目 共計：5560公里,,基本結(jié)論（1）,我國從2003年結(jié)合既有線、新建線開始建設GSM-R系統(tǒng)工程，已投入正式應用；從2006年開始，計劃結(jié)合客運專線建設GSM-R網(wǎng)絡。上述線路的規(guī)劃、建設需要GSM-R技術(shù)規(guī)范提供指導和支撐。,內(nèi) 容 提 要,一、概述（一）在建GSM-R系統(tǒng)工程概況（二）國內(nèi)外GSM-R技術(shù)規(guī)范概況二、重要內(nèi)容的

10、解釋與說明（一）業(yè)務與功能（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）核心網(wǎng)規(guī)劃、建設原則（四）編號計劃與頻率配置（五）服務質(zhì)量要求（六）支撐系統(tǒng)（七）主要設備進網(wǎng)要求三、問題與討論,,,1、GSM-R 標準體系組成2、歐洲GSM-R技術(shù)規(guī)范現(xiàn)狀3、建立適合我國GSM-R技術(shù)規(guī)范體系的必要性4、我國GSM-R系列技術(shù)規(guī)范組成與進展情況5、關(guān)于技術(shù)體制和智能網(wǎng)技術(shù)條件在規(guī)范體系中的地位和作用,1、GSM-R技術(shù)規(guī)范體系,GSM-R是在公網(wǎng)

11、GSM基礎之上，通過增加鐵路調(diào)度通信功能和高速環(huán)境組成要素，而建立起來的技術(shù)體制。因此，GSM-R技術(shù)規(guī)范包括現(xiàn)有的GSM相關(guān)標準以及為滿足鐵路需求而制定的應用標準，是GSM-R領域內(nèi)所有技術(shù)標準、規(guī)范的集合。 相關(guān)標準組織：3GPP、ETSI、UIC等。,2、國外GSM-R發(fā)展現(xiàn)狀（1）,國際鐵路聯(lián)盟（UIC）為滿足歐洲21世紀鐵路一體化進程推薦了歐洲鐵路專用移動通信系統(tǒng)—GSM-R（GSM Railway），目前已在全球15個國家

12、開始廣泛實施，具體包括：德國、英國、法國、意大利、斯洛伐克、荷蘭、瑞典、瑞士、西班牙、捷克、芬蘭、挪威、比利時、中國、印度。其中，瑞典、德國、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷蘭、中國等8個國家開通了商用GSM-R網(wǎng)絡。從國外的應用來看，GSM-R用于調(diào)度通信技術(shù)成熟，并實現(xiàn)了高速鐵路列車ETCS 2級列控信息的傳送。,,2、國外GSM-R發(fā)展現(xiàn)狀（2）,1999年2個國家2002年7個國家2005年15個國家德國、瑞典、意大利、

13、英國、荷蘭、西班牙、比利時、芬蘭、法國、挪威、斯洛伐克、瑞士、捷克、印度、中國2008年將達到34個國家,歐洲選擇GSM-R原因：1、各國鐵路互通性的需要。2、系統(tǒng)性能提升的需要。3、新業(yè)務的需要。4、取代目前互不兼容的模擬系統(tǒng)設備，節(jié)約總體成本。,,2、歐洲GSM-R組織機構(gòu)（1）,歐洲GSM-R官方機構(gòu),,注：EIRENE （European Integrated railway Radio Enhanced Networ

14、k ）歐洲鐵路綜合數(shù)字移動通信網(wǎng)絡,,,2、UIC技術(shù)規(guī)范現(xiàn)狀,UIC（EIRENE） GSM-R技術(shù)規(guī)范2本規(guī)范：系統(tǒng)需求規(guī)范（SRS）和系統(tǒng)功能規(guī)范（FRS）。規(guī)定了15個方面的內(nèi)容：綜述、網(wǎng)絡需求（業(yè)務）、網(wǎng)絡配置（覆蓋、網(wǎng)絡選擇、對呼叫建立時間的需求、廣播呼叫和組呼區(qū)域）、移動設備核心規(guī)范、機車臺、通用電臺、運營電臺、調(diào)度臺/值班員設備規(guī)范、編號方案、用戶管理、功能編號和與位置有關(guān)的尋址、文本消息、鐵路緊急呼叫、調(diào)車作業(yè)模式

15、、直通模式。通用性條款，不符合我國使用習慣，不滿足我國實際需求,FRS – V7.0,SRS - V15.0,,,UIC技術(shù)規(guī)范現(xiàn)狀,UIC（MORANE）GSM-R 技術(shù)規(guī)范MORANE F 10 T 6002 3，17/05/2000FFFS for Confirmation of High Priority CallsMORANE F 12 T 6002 3，31/07/2000FIS for Confirmation

16、of High Priority CallsMORANE E 10 T 6001 3，11/08/2000FFFS for Functional AddressingMORANE I 13/2 T 70012，11/08/2000FFFIS for Shunting ModeMORANE P 38 T 9001 3，01/02/2003FFFIS for GSM-R SIM cardsMORANE F 10 T 6003

17、 3，31/07/2000FFFS for Presentation of Functional Numbers to Called and Calling Parties,基本結(jié)論（2）,GSM-R在歐洲已經(jīng)廣泛實施，并成功商用。歐洲承載主要業(yè)務是調(diào)度語音通信和列控信息傳送。UIC關(guān)于GSM-R技術(shù)規(guī)范包括SRS和FRS，不定期進行升級，內(nèi)容上為通用性條款，不符合我國使用習慣，不能滿足我國GSM-R發(fā)展的需要。因此，需要制定適合我

18、國實際應用的GSM-R系列技術(shù)規(guī)范。,3、國內(nèi)GSM-R發(fā)展現(xiàn)狀,我國GSM-R技術(shù)應用概況2000年底，鐵道部確定GSM-R為中國鐵路未來發(fā)展的方向。2001年，鐵道部正式向信產(chǎn)部提出GSM-R使用頻率的申請，2003年9月，信產(chǎn)部正式批復鐵道部GSM-R使用900MHz頻段4MHz帶寬。2002年開始，鐵道部組織設計、科研、大專院校以及供貨廠商等單位，制定了相關(guān)技術(shù)規(guī)范 。2003年起，鐵道部結(jié)合重點工程，在大秦、青藏和膠濟

19、線等建設GSM-R工程，積累了一定的建設經(jīng)驗。2006年，成立中國鐵路GSM-R規(guī)范編制組和GSM-R對外工作組，負責制定系列規(guī)范和對口UIC協(xié)調(diào)工作。,為什么要建立適合我國的GSM-R技術(shù)規(guī)范體系？,GSM在公網(wǎng)取得了巨大成功，GSM-R在歐洲得到了廣泛應用，都是因為建立了包括設備、業(yè)務、工程、測試等一整套較為完善的標準體系。這些標準在網(wǎng)絡的規(guī)劃建設、運營維護、科研生產(chǎn)、引進工程、設備制造中，發(fā)揮了重要的指導和支撐作用，為網(wǎng)絡的發(fā)展

20、奠定了堅實的技術(shù)基礎。 我國GSM-R發(fā)展與歐洲各國鐵路的主要區(qū)別網(wǎng)絡規(guī)模大，需要先期統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準。與歐洲運輸作業(yè)模式不同，業(yè)務需求復雜、應用范圍廣、需要二次開發(fā)。需要解決3個廠家設備互聯(lián)互通的問題。,我國GSM-R技術(shù)規(guī)范體系必要性,我國鐵路需求范圍廣、應用復雜，為確保為GSM-R在我國健康、順利發(fā)展，必須首先建立GSM-R相關(guān)技術(shù)標準并不斷健全完善，并在實際工程建設中嚴格執(zhí)行。為網(wǎng)絡建設、運行、維護、管理提供技術(shù)依據(jù)

21、， 保證網(wǎng)絡完整、統(tǒng)一和安全可靠，提高服務水平、合理地利用頻譜、碼號等資源。為多廠家平等接入提供可循的技術(shù)依據(jù)，為網(wǎng)絡設備質(zhì)量認證和監(jiān)督的根據(jù)。通過參與標準研究工作，還可以有效地提高人才的業(yè)務素質(zhì)，為我國GSM-R網(wǎng)絡的建設、運維和健康發(fā)展打下堅實的基礎。,4、我國GSM-R技術(shù)規(guī)范體系概況,我國GSM-R技術(shù)規(guī)范體系的組成和層次關(guān)系7類，40項：綜合類、系統(tǒng)類、應用業(yè)務類、工程類、設備、設備測試類、接口技術(shù)要求和測試類，總體上與

22、UIC 規(guī)范相對應。4個層次，隨著網(wǎng)絡和業(yè)務的發(fā)展，還可能繼續(xù)完善升級并制定后續(xù)的相關(guān)規(guī)范。我國現(xiàn)階段的GSM-R技術(shù)規(guī)范體系組成和進展情況。隨著網(wǎng)絡、業(yè)務與技術(shù)發(fā)展，將來還有可能繼續(xù)升級、完善。,我國GSM-R技術(shù)規(guī)范體系組成和層次關(guān)系,,,關(guān)于技術(shù)體制,技術(shù)體制在體系中的地位和作用是GSM-R技術(shù)規(guī)范體系的首要標準。規(guī)范GSM-R技術(shù)在實際應用中的重要技術(shù)框架要求，保證GSM-R技術(shù)健康、順利發(fā)展，為全網(wǎng)規(guī)劃與建設、工程

23、設計、設備研發(fā)、業(yè)務提供與運行管理提供技術(shù)依據(jù)，保證網(wǎng)絡統(tǒng)一、完整、安全、可靠、高效、暢通。針對GSM-R網(wǎng)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)、網(wǎng)路組織、功能特性、編號計劃、互聯(lián)互通、服務質(zhì)量、信令協(xié)議、接口要求、網(wǎng)絡管理、設備系列及基本進網(wǎng)技術(shù)要求等有關(guān)組網(wǎng)、成網(wǎng)、互聯(lián)互通等方面做原則性的規(guī)定。,關(guān)于智能網(wǎng)技術(shù)條件,智能網(wǎng)技術(shù)條件在GSM-R技術(shù)標準體系中的地位和作用是GSM-R技術(shù)規(guī)范體系中重要的技術(shù)規(guī)范之一。用來規(guī)范GSM-R網(wǎng)中部分特定業(yè)務的技術(shù)

24、條件，為智能網(wǎng)工程設計、產(chǎn)品研發(fā)和互聯(lián)互通提供技術(shù)依據(jù)，保證網(wǎng)絡統(tǒng)一、完整、安全、可靠、高效、暢通。針對GSM-R智能網(wǎng)的功能和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、業(yè)務技術(shù)條件、信令流程和測試要求、服務質(zhì)量、軟件要求、管理與維護、同步要求、主要設備技術(shù)通用技術(shù)條件。,內(nèi) 容 提 要,一、概述（一）大秦、青藏、膠濟3條線GSM-R系統(tǒng)工程概況（二）國內(nèi)外GSM-R技術(shù)規(guī)范概況二、重要內(nèi)容的解釋與說明（一）業(yè)務與功能*（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)*（三）核心網(wǎng)規(guī)劃、

25、建設原則（四）編號計劃與頻率配置（五）服務質(zhì)量要求*（六）支撐系統(tǒng)*（七）主要設備進網(wǎng)要求三、問題與討論,,內(nèi) 容 提 要,一、概述（一）大秦、青藏、膠濟3條線GSM-R系統(tǒng)工程概況（二）國內(nèi)外GSM-R技術(shù)規(guī)范概況二、重要內(nèi)容的解釋與說明（一）業(yè)務與功能*（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）核心網(wǎng)規(guī)劃、建設原則（四）編號計劃與頻率配置（五）服務質(zhì)量要求（六）支撐系統(tǒng)（七）主要設備進網(wǎng)要求三、問題與討論,,（一）業(yè)務與功

26、能,業(yè)務、功能和應用是什么？業(yè)務、功能和應用三者之間的關(guān)系如何？GSM-R系統(tǒng)提供的業(yè)務、功能如何？舉例說明中國鐵路GSM-R系統(tǒng)的具體應用。各項應用業(yè)務實現(xiàn)的程度如何？,1、業(yè)務、功能、應用及其相互關(guān)系,業(yè)務是通過GSM-R網(wǎng)向用戶提供的通信服務。功能是指實現(xiàn)業(yè)務的某一方面的具體作用。應用是各種業(yè)務在鐵路運輸實際生產(chǎn)環(huán)境中的具體運用和體現(xiàn)。,2、GSM-R業(yè)務,話音業(yè)務：個呼、組呼、廣播呼叫、公眾緊急呼叫和多方通信。數(shù)據(jù)業(yè)

27、務：電路域數(shù)據(jù)業(yè)務、分組域數(shù)據(jù)業(yè)務。與呼叫相關(guān)的業(yè)務：增強型多優(yōu)先級強插與強拆 、高級呼叫處理、直通方式。鐵路特定業(yè)務：功能尋址、（精確）位置尋址、呼叫限制、鐵路緊急呼叫。,,緊急呼叫,,呼叫 建立:,,緊急呼叫中心,MS,不需要: 鑒權(quán) 加密 檢查 IMEI TMSI-再分配,緊急呼叫: 優(yōu)先處理（0級） 不需要安全性能 快速呼叫建立（1~2秒） 即使沒有有效的 SIM 卡, 也能夠建立連接.,MSC,,直接連

28、接 提供位置信息,S O S,3、系統(tǒng)功能,支持基本業(yè)務的功能：呼叫控制、用戶識別鑒權(quán)、信令單元的保密、接入矩陣等。支持移動性操作的功能：位置登記、切換、漫游、呼叫重建。呼叫處理的附加功能：用戶與業(yè)務多優(yōu)先級管理、業(yè)務的安全保密、支持DTMF、組呼靜音/取消靜音。,切換類型,小區(qū)內(nèi)部,BSC,BTS,f 1, TS 1f 2, TS 2,,BSS 內(nèi)部,,,BTS,BTS,,MSC,切換完成,,MSC 內(nèi)部,,MSC 之間,M

29、SC - A,,,基本切換,后續(xù)切換,,,MSC,切換完成,,直接模式,,,4、應用,列車無線調(diào)度通信：點對點呼叫、功能尋址、位置尋址、廣播呼叫、語音組呼、緊急呼叫、多優(yōu)先級強拆、呼叫限制。公務、公安、施工養(yǎng)護、公務移動通信，應急語音通信等。數(shù)據(jù)傳輸：通過GSM-R網(wǎng)絡實現(xiàn)車～地、車～車之間信息的透明傳輸，如列車運行控制信息、機車同步操控信息、列尾風壓信息、無線調(diào)度命令信息、無線車次號校核信息、調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息等。,5、應用業(yè)

30、務的實現(xiàn)程度,能夠?qū)崿F(xiàn)，正在試驗、驗證：列車無線車次號校核信息傳送、調(diào)度命令信息傳送、調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息傳送、列尾風壓信息傳送?？梢詫崿F(xiàn)、需要研究：進路預告信息傳送，列車接近預警信息傳送，機車工況、運況信息傳送，綜合維護信息傳送，靜止圖像傳輸，站場調(diào)車通信。由于頻率資源有限，不能開放：與生產(chǎn)、行車無關(guān)的公務移動通信。由于技術(shù)原因，目前不支持：高速數(shù)據(jù)傳輸（如動態(tài)圖像、旅客信息服務等）。,,應用舉例1：無線列調(diào)的實現(xiàn)方式,,GE

31、公司的LOCTROL系統(tǒng)一種先進的分布式動力控制系統(tǒng)，通過無線通信實現(xiàn)嚴密的控制邏輯：組合列車的主控機車通過無線方式廣播操控命令，從控機車根據(jù)接收的操控命令自動控制從控機車實現(xiàn)同步操作，如同時加速、減速、制動停車。從控機車傳送本地機車的狀態(tài)信息到主控機車。我國大秦線：重載組合列車采用GSM-R網(wǎng)絡為機車同步操控信息傳送提供數(shù)據(jù)傳輸通道。,,應用舉例2：重載組合列車的機車同步（locotrol),,應用舉例3：ITCS – 增強型列車

32、控制系統(tǒng),基于GPS衛(wèi)星定位和GSM-R網(wǎng)絡完成無線通信利用車頭和車尾的400MHz 無線通信系統(tǒng)保證列車的完整性區(qū)間和站內(nèi)可不設信號機和軌道電路采用RBC技術(shù),區(qū)間為虛擬閉塞,站內(nèi)為虛擬聯(lián)鎖司機通過車載MMI控制列車,系統(tǒng)有超速保護適用于現(xiàn)有自動閉塞的擴容和提速,也使用于新建的無軌道電路的鐵路列車運行控制安全且經(jīng)濟,,,地面設備層：主要包括列控中心、軌道電路和點式設備、接口單元、無線通信模塊等。無線閉塞中心（RBC）：使

33、用無線通信手段的地面列車間隔控制系統(tǒng)。它根據(jù)列車占用情況及進路狀態(tài)，通過安全邏輯運算，產(chǎn)生控車命令，向所管轄列車發(fā)出行車許可和列車控制信息，實現(xiàn)對運行列車的控制。點式設備：主要提供列車定位信息。軌道電路：主要用于列車占用檢測及列車完整性檢查。車載設備層：主要包括車載安全計算機、連續(xù)信息接收模塊、點式信息接收模塊、無線通信模塊、測速模塊、人機界面和記錄單元等。是對列車進行操縱和控制的主體，具有多種控制模式，并能夠適應軌道電路、點式

34、傳輸和無線傳輸方式。完成點式信息的接收與處理。實時檢測列車運行速度并計算列車走行距離。對列車運行控制信息進行綜合處理，生成目標距離模式曲線，控制列車按命令運行。,應用舉例4：列車運行控制（1）,模擬區(qū)段,GSM-R區(qū)段,車載信號設備,連接應答器,轉(zhuǎn)換應答器,通知車載單元“與RBC建立聯(lián)系”,通知“進入E2控車模式”,…………,司機目視地面信號行車,,,,RBC,,,,,車載信號設備,車載信號設備,,,,,CTC,列控信息傳送系統(tǒng)主

35、要功能利用GSM-R建立車載信號設備與無線閉塞中心RBC之間的永久電路數(shù)據(jù)通道，GSM-R網(wǎng)絡提供不中斷服務。 RBC向列車發(fā)送列車控制信息，車載信號設備報告列車狀態(tài)、行車許可請求、列車位置等信息。車載信號設備和RBC雙機熱備保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性。,應用舉例4：列車運行控制（2）,,應用舉例5：列車尾部風壓信息傳送（GPRS）,,,數(shù)據(jù)信息傳輸實現(xiàn)方式比較,,內(nèi) 容 提 要,一、概述（一）大秦、青藏、膠濟3條線GSM-R系統(tǒng)工程概

36、況（二）我國鐵路移動通信業(yè)務需求分析（三）國內(nèi)外GSM-R技術(shù)規(guī)范概況二、重要內(nèi)容的解釋與說明（一）業(yè)務與功能（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)*（三）核心網(wǎng)規(guī)劃、建設原則（四）編號計劃與頻率配置（五）服務質(zhì)量要求（六）支撐系統(tǒng)（七）主要設備進網(wǎng)要求三、問題與討論,,1、GSM-R系統(tǒng)構(gòu)成,GSM-R系統(tǒng)由4個部分組成：網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）交換子系統(tǒng)（SSS） 智能網(wǎng)（IN）通用分組無線業(yè)務（GPRS） 基站子系統(tǒng)（BSS）

37、運行與支持子系統(tǒng)（OSS）終端設備（無線移動終端、無線固定終端）,,1、各個子系統(tǒng)的功能如何？支持業(yè)務情況？2、各個子系統(tǒng)由哪些網(wǎng)元組成？3、各個網(wǎng)元的主要功能如何？4、關(guān)鍵業(yè)務流程、技術(shù)？5、設備實例。,GSM-R系統(tǒng)構(gòu)成圖,,,,,,無線覆蓋的區(qū)域結(jié)構(gòu),小區(qū)：一個基站或該基站的一部分（扇形天線）所覆蓋的區(qū)域?；緟^(qū)：由一個基站的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域。位置區(qū)：移動臺可任意移動不需要進行位置更新的區(qū)域；位置區(qū)由一個或若干

38、個小區(qū)組成。MSC區(qū)：一個MSC所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域。一個MSC區(qū)可由一個或若干個位置區(qū)組成。服務區(qū)：移動臺可獲得服務的區(qū)域，即PLMN、PSTN或ISDN用戶，無須知道移動臺實際位置而可與之通信的區(qū)域。1個運營商、國內(nèi)、國際。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,BSC,,,MSC,,位置區(qū)2,位置區(qū)1,,,2、交換子系統(tǒng)概述（1）,SSS主要完成GSM-R系統(tǒng)的基本交換功能、呼叫接

39、續(xù)功能以及用戶數(shù)據(jù)管理和移 動性管理。提供的業(yè)務：基本話音呼叫業(yè)務；電路域數(shù)據(jù)傳輸。話音呼叫：點對點話音呼叫（MS之間，MS與有線FT之間）；組呼、廣播呼叫、多方通信、公眾緊急呼叫。電路域數(shù)據(jù)傳輸：提供透明傳輸通道。如與列控RBC節(jié)點、機車同步操控地面節(jié)點之間進行互聯(lián)，實現(xiàn)車～地、車～車之間數(shù)據(jù)信息傳送。組成：由MSC、HLR、VLR、GCR、AC、SMSC等組成。,2、交換子系統(tǒng)概述（2）,GSM技術(shù)規(guī)范定義了不同的接口以保證

40、各功能實體之間的接口標準化。GSM-R交換子系統(tǒng)內(nèi)部、交換子系統(tǒng)與PSTN之間：No.7信令。網(wǎng)絡中移動性管理采用MAP（移動應用部分）， MAP協(xié)議使用7號信令系統(tǒng)TCAP（事務處理應用部分）提供的業(yè)務，而TCAP則使用SCCP（信令連接控制部分）提供的業(yè)務。與呼叫相關(guān)的信令則采用TUP（電話用戶部分）和 ISUP（ISDN用戶部分），分別用于MSC之間和MSC與PSTN、ISDN之間的通信。,MSC移動業(yè)務交換中心,呼叫

41、處理功能(類似固定網(wǎng)的交換機),移動通信特定的功能,NSS 的核心 服務幾個 BSS (BSC) 建立并交換用戶話務和信令 與 VLR 合設于同一物理實體 與HLR/AuC可合設（如交大實驗室），也可分設 網(wǎng)關(guān) MSC（GMSC）：到外網(wǎng)的關(guān)口，可與MSC合設，也可分設 來訪 MSC: 服務 MS 的 MSC,MSC移動業(yè)務交換中心,,呼叫處理功能(類似固定網(wǎng)的交換機),信令 / 用戶話務連接的建立 信令分析

42、 ? 確定目的地 連接路徑選擇 不正常信令信息的處理 支持補充業(yè)務 呼叫監(jiān)視 話務監(jiān)視和測量 預防過負荷 計費 優(yōu)先控制 (例如:緊急呼叫) 支持操作維護 O&M 功能,,移動特定的功能,和 BSC, MS & NSS 數(shù)據(jù)庫之間交換信令 處理移動特定的業(yè)務 移動性管理 例如:尋呼, MSC之間的切換, 位置更新,... 過負荷處理, 例如: OACSU 數(shù)據(jù)業(yè)務的交互功能 移動特定的

43、錄音通知,圖. 13 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 27),2、交換子系統(tǒng)功能實體（2）,拜訪位置寄存器（VLR）動態(tài)數(shù)據(jù)庫，負責管理漫游用戶的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，存儲、更新漫游入用戶的數(shù)據(jù)。存儲信息包括：移動用戶IMSI，MSISDN，位置區(qū)等，支持尋呼功能。用戶漫游入該控制區(qū)時，VLR從HLR獲取上述信息；用戶漫游出該控制區(qū)時，VLR刪除上述信息。VLR與MSC之間交互數(shù)據(jù)量大，為了提高移動管理和呼叫建立

44、的速度，VLR與MSC一般合適于同一物理實體。注：位置區(qū)的劃分由人為規(guī)定，1個MSC劃分為若干個位置區(qū)。需要綜合平衡位置更新頻率和尋呼系統(tǒng)的尋呼能力來確定。,,MSC移動業(yè)務交換中心,VLR來訪位置寄存器,任務: MSC 區(qū)域中的用戶管理 與 MSC 聯(lián)合在一起 協(xié)調(diào)鑒權(quán) 啟動加密用戶數(shù)據(jù): 來自于 HLR 的用戶數(shù)據(jù) (MSISDN, IMSI, 業(yè)務 (BS, TS, SS), 業(yè)務限制,..) 臨時

45、用戶信息 (LMSI, TMSI, LAI, IMSI attach/detach, MSRN, HON, 三參數(shù)組,...) 這些數(shù)據(jù)一直有效直到重新登記到其它 VLR!,圖. 14 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 29),MSC移動業(yè)務交換中心,圖. 14 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 29),IWF 互聯(lián)功能單元,,應用系統(tǒng)設備,任務:負責GSM-R網(wǎng)絡與其

46、他網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換和速率適配可以和MSC 合設，也可以分設,,,,組呼寄存器,最多可定義 100000個組區(qū) (00000 – 99999),最多可定義 1000個組號 (000 – 999),,獲取區(qū)號和組號,,任務: 儲存語音組呼相關(guān)數(shù)據(jù)：包括組呼參考（組ID和組呼區(qū)域）、組呼相關(guān)的用戶列表、MSC控制的小區(qū)列表。與MSC合設于同一物理實體,,,,HLR歸屬位置寄存器,任務:管理移動用戶的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)呼叫管理、位置更新、

47、漫游區(qū)域的管理、鑒權(quán)設備的管理，協(xié)助完成呼叫和業(yè)務操作。 用戶數(shù)據(jù)的集中儲存/管理 傳送數(shù)據(jù)給 VLR 查詢 MTC 的路由信息 與 AuC 聯(lián)合在一起 可以和MSC合設，也可以分設,AuC鑒權(quán)中心,任務: 儲存安全數(shù)據(jù) (Ki)（鑒權(quán)算法和加密信息） 產(chǎn)生三參數(shù)組 (VLR 請求)，負責對IMSI號進行鑒權(quán) 與HLR一一對應關(guān)系，采用合設方式，通過HLR與其他實體通信數(shù)據(jù) / 算法: Ki, IMSI, A3

48、, A8,用戶數(shù)據(jù): 半永久數(shù)據(jù): MSISDN, IMSI, 業(yè)務 (BS, TS & SS), 業(yè)務限制,... 臨時用戶信息: VLR 地址, LMSI, MSRN, SMS 標志,...,2、交換子系統(tǒng)功能實體（5）,短消息服務中心（SMSC）提供短消息的存儲與轉(zhuǎn)發(fā)功能。短消息業(yè)務是信令承載業(yè)務，建網(wǎng)初期用戶數(shù)少，應集中設置。SMSC應能與全網(wǎng)MSC相互尋址。設置地點應方便接入全網(wǎng)。處理能力要求：

49、條/秒。確認中心（AC）MSC將終端用戶發(fā)起或接受高優(yōu)先級呼叫或緊急呼叫的相關(guān)呼叫信息，傳送到AC進行記錄。AC對接收到的相關(guān)信息進行記錄、存儲，為事后分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。,確認中心（AC ）,,,,MSC,BSS,呼叫建立語音/數(shù)據(jù)確認,記錄呼叫的詳細信息：時間、發(fā)起者、接聽者等,確認中心AC,Fig. 13 (TM2105EU02TM_0001 GSM-R-specific Features, 13),3、智能網(wǎng)子系統(tǒng),每增

50、加一種新業(yè)務就需要在網(wǎng)絡中所有交換機中增加相應的軟件，新業(yè)務的引入周期較長、靈活性較低且成本很高。基于這種方式要實現(xiàn)兩種新業(yè)務，若兩種業(yè)務的業(yè)務特征存在有許多相同點，但也必須分別實現(xiàn)，且當交換機更換后，這兩種新業(yè)務還只能重新開發(fā)。新業(yè)務生成對具體的交換機有很大的依賴性。,采用全新的“控制與交換相分離”的思想，新業(yè)務的提供、修改以及管理等功能全部集中于智能網(wǎng)，交換機則提供交換基本功能，而與業(yè)務提供無直接關(guān)聯(lián)。對業(yè)務的提供采用基于與業(yè)

51、務無關(guān)的模塊（SIB）來實現(xiàn)的，SIB是一種與具體的業(yè)務和實現(xiàn)業(yè)務的技術(shù)無關(guān)的模塊，可重復使用。SIB的各種不同組合可組成不同的新業(yè)務，新業(yè)務的實現(xiàn)和修改均很方便，大大節(jié)省了新業(yè)務的投入費用和時間。,傳統(tǒng)業(yè)務提供方式,傳統(tǒng)方式：交換機設備既有業(yè)務處理功能，還有基本呼叫處理功能,智能網(wǎng)業(yè)務提供方式,智能網(wǎng)方式：交換設備只具有基本呼叫處理功能業(yè)務處理功能集中在幾個節(jié)點上,智能網(wǎng)的發(fā)展歷程,智能網(wǎng)的提出80年代中后期由美國的Bell

52、core提出的。為了盡快地開發(fā)新業(yè)務，滿足用戶的需要，早在1985年就明確提出了建設智能網(wǎng)的設想，并分別于1986年和1987年正式推出了建設智能網(wǎng)計劃。智能網(wǎng)的發(fā)展狀況90年代初智能網(wǎng)技術(shù)開始在世界各地包括日本、英國、西班牙、意大利、韓國等國家建設并得到更快發(fā)展。美國主要業(yè)務有：800業(yè)務，900業(yè)務，電話卡業(yè)務等。歐洲國家主要開展虛擬專用網(wǎng)業(yè)務，附加費率業(yè)務等。我國智能網(wǎng)發(fā)展起步晚，但是發(fā)展非常迅猛。自1995年開始智能網(wǎng)建設

53、，各運營商均有自己的智能網(wǎng)。開放的業(yè)務主要有：300業(yè)務、800業(yè)務等。99年展開移動智能網(wǎng)的建設。,GSM-R為什么引入智能網(wǎng)？,智能網(wǎng)是什么？一種附加在移動交換網(wǎng)基礎之上的業(yè)務網(wǎng)。引入SCP，依靠No.7信令網(wǎng)和SCP大型數(shù)據(jù)庫的支持，將網(wǎng)絡的交換和控制功能相分離，簡化交換機的軟件，使之只完成基本的接續(xù)功能，由SCP負責集中統(tǒng)一處理各種業(yè)務。智能網(wǎng)的特點？能夠快速、經(jīng)濟、靈活、方便地向提供各種新業(yè)務。GSM-R網(wǎng)為什么引入

54、智能網(wǎng)？符合技術(shù)發(fā)展的要求和趨勢。解決不同廠家設備組網(wǎng)環(huán)境下業(yè)務漫游的問題，支持可變長度的功能號等注冊業(yè)務。,智能網(wǎng)有利于多廠家互聯(lián)互通,HLR廠家B,,多廠家根據(jù)智能網(wǎng)標準的業(yè)務軟件和標準的協(xié)議（CAMEL）能夠很容易實現(xiàn)業(yè)務的互聯(lián)互通新的鐵路運營業(yè)務能夠簡便、迅速、低成本推出,多廠家之間沒有共同遵循的標準，很難實現(xiàn)業(yè)務的互聯(lián)互通新的鐵路運營業(yè)務很難在全網(wǎng)推出,智能網(wǎng)標準的選擇,智能網(wǎng)協(xié)議標準固網(wǎng)智能網(wǎng)采用INAP協(xié)議。

55、GSM智能網(wǎng)采用CAMEL協(xié)議。CDMA智能網(wǎng)采用WIN協(xié)議。我國GSM-R智能網(wǎng)采用CAMEL3協(xié)議有利于解決互操作性問題（IOT）。適應遠期發(fā)展要求。,歐洲GSM-R大多采用INAP協(xié)議,智能網(wǎng)在GSM-R網(wǎng)中的地位和作用,,交換網(wǎng)實現(xiàn)鐵路基本電信業(yè)務,智能網(wǎng)子系統(tǒng)構(gòu)成,,,智能網(wǎng)子系統(tǒng)主要功能實體,業(yè)務控制點（SCP）：接收SSP發(fā)出指令，執(zhí)行業(yè)務邏輯，實現(xiàn)業(yè)務控制功能，存儲業(yè)務邏輯和網(wǎng)絡、用戶數(shù)據(jù)。業(yè)務交換點（SSP）

56、：檢測智能業(yè)務的請求，與SCP通信，對SCP響應，允許SCP影響處理?？膳cMSC合設，也可分設。業(yè)務管理點（SMP）:管理SCP中的業(yè)務邏輯，用戶數(shù)據(jù)。業(yè)務管理接入點（SMAP）：業(yè)務管理接入功能。,,,,,SCP一般由小型機、高性能微機和大型實 時數(shù)據(jù)庫組成。要求具有高度的可靠性，每年的服務中斷時間不得超過3分鐘。配置至少是雙備份的。,GSM-R智能網(wǎng)提供的業(yè)務,基本業(yè)務功能號注冊、注銷與管理。功能尋址。位置尋址

57、。精確位置尋址。基于MSISDN呼叫限制。,擴展業(yè)務基于位置呼叫限制。短信智能業(yè)務。,（1）接入矩陣,基本型接入矩陣：可在MSC或智能網(wǎng)SCP上實現(xiàn)。Yes表示允許通話；No標似乎不允許通話；Open表示待定。,接入矩陣：根據(jù)主、被叫用戶的功能號對呼叫進行限制。包括基本接入矩陣和增強型接入矩陣。,增強型接入矩陣：根據(jù)需要，在基本接入矩陣基礎上，對行和列進行擴展，實現(xiàn)對更多功能號的呼叫限制。我國GSM-R網(wǎng)的增強型接入

58、矩陣在智能網(wǎng)SCP上實現(xiàn)。我國CT=2/3/4/6/91.,（2）功能號管理,需求：功能號碼使用前必須進行功能號的注冊，使用后需要進行注銷。功能：功能號的注冊功能號的查詢功能號的注銷功能號的強制注銷,過程：用戶通過發(fā)送USSD字符串，發(fā)起功能號注冊、注銷等操作；網(wǎng)絡對USSD串透明傳輸；SCP中建立MSISDN和功能號之間的對應關(guān)系。,注冊：**SC*FN***#注銷：##SC*FN***#強制注銷：

59、 ##SC*FN*88*MSISDN*#查詢：*#SC*FN***#,GSM-R USSD串的格式,,,,,Operation Code,Service Code,214 (GSM-R Phase 3),Functional Number (including RAC),MSISDN,,,,,SI,,INFO,,Supervisor Indicator (optional),,Subscriber MSISDN (E.1

60、64, international),,,Additional Information,Service Messaging,GSM-R USSD 應答串格式,,Outcome Code (2 numeric characters),,USSD Response,,,For Interrogation: Subscriber MSISDN,Service Messaging,功能號注冊過程,過程：用戶通過發(fā)送USSD字符串至HLR，US

61、SD字符串中含注冊請求信息；HLR檢查用戶是否具有請求注冊授權(quán)；HLR發(fā)送包括注冊請求信息的USSD串至SCP；SCP檢查注冊是否能夠進行；SCP判斷申請注冊的功能號是否超過允許注冊的次數(shù)上限；SCP中建立MSISDN和功能號之間的對應關(guān)系；SCP返回接受或者拒絕請求的通知。用戶收到USSD應答串，通知注冊結(jié)果，終端存儲所注冊的功能號。,,,,MSC,,USSD,,SCP,HLR,,功能號注銷過程,過程：用戶通過發(fā)送US

62、SD字符串至HLR，USSD字符串中含注銷請求信息；HLR檢查用戶是否具有請求注銷授權(quán)；HLR發(fā)送包括注銷請求信息的USSD串至SCP；SCP檢查注銷是否能夠進行；SCP中刪除MSISDN和功能號之間的對應關(guān)系；SCP返回接受或者拒絕請求的通知。用戶收到USSD應答串，通知注銷結(jié)果，終端刪除所注銷的功能號。,,,,MSC,,USSD,,SCP,HLR,,功能號查詢過程,過程：用戶通過發(fā)送USSD字符串至HLR，USSD字符

63、串中含查詢請求信息；HLR檢查用戶是否具有請求查詢授權(quán)；HLR發(fā)送包括查詢請求信息的USSD串至SCP；SCP查詢所對應的MSISDN；SCP通過HLR向用戶返回查詢信息。用戶收到USSD應答串，通知查詢結(jié)果。,,,,MSC,,USSD,,SCP,HLR,,功能號注冊/注銷/查詢信令流程,,功能號強制注銷過程,過程：用戶通過發(fā)送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含注銷請求信息；HLR檢查用戶是否具有請求注銷授權(quán)；H

64、LR發(fā)送包括注銷請求信息的USSD串至SCP；SCP檢查注銷是否能夠進行；SCP中刪除MSISDN和功能號之間的對應關(guān)系；SCP返回接受或者拒絕請求的通知。授權(quán)用戶收到USSD應答串，通知注銷結(jié)果。SCP向被注銷功能號的用戶發(fā)起終端通知。被注銷功能號的用戶對通知的功能號執(zhí)行查詢操作，網(wǎng)絡和終端數(shù)據(jù)保持同步。,,,,MSC,,USSD,,SCP,HLR,,功能號強制注銷信令流程,,,,功能尋址：主叫用戶撥打被叫用戶的功能號，

65、而不必撥打MSISDN號。根據(jù)用戶擔任的職務、角色分配用戶號，如69次列車主司機，T6901。用戶使用前須在智能網(wǎng)平臺上注冊該功能號。MSC將呼叫掛起，智能網(wǎng)翻譯號碼后，網(wǎng)絡按常規(guī)流程進行呼叫處理。,（3）功能尋址業(yè)務,,,,,MSC/SSPVLR/AC,,智能網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,FAS,基站,,,基站,典型應用：調(diào)度員撥打司機。,功能尋址的呼叫流程,Setup（FN, UUI）,,2、滿足觸發(fā)條件 IDP (FN),,7、 Connec

66、t (MSISDN, FN),,8、SRI (MSISDN),,11、 SRI-Ack (MSRN),,9、 PRN (MSISDN),,10、PRN Response ((MSRN),12、 IAM,13、 SetUpMSRN, SA,BC,UUI,,1、撥打功能號,3、SCP檢查功能號是否有效4、 SCP檢查接入矩陣，判斷呼叫是否受限制5、SCP查找對應的MSISDN號碼6、SCP通過HLR、MSC尋呼多

67、個MSISDN號碼當前的位置信息，與主叫當前位置信息對比，選擇合適的MSISDN。,,ATI,,ATIack,,,PSI ack,PSI,功能尋址信令流程,,,,,位置尋址：屬于定位業(yè)務。典型應用：列車司機撥打調(diào)度員、車站值班員主叫用戶撥打固定短號碼，網(wǎng)絡自動將呼叫接續(xù)與主叫用戶當前位置相關(guān)的用戶。,（4）位置尋址業(yè)務,,,,,MSC/SSPVLR/AC,,智能網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,FAS,基站,,,基站,調(diào)度員,,調(diào)度轄區(qū)1,調(diào)度轄區(qū)2,

68、“1300”,調(diào)度轄區(qū)分界,“1300”,,,,,,位置尋址業(yè)務實現(xiàn)流程：,,位置尋址信令流程,,,,,,精確位置尋址：情況1：同一基站小區(qū)覆蓋2個車站值班員轄區(qū)。情況2：同一基站小區(qū)覆蓋2條以上線路。主叫用戶撥打固定短號碼，網(wǎng)絡自動將呼叫接續(xù)與主叫用戶當前位置相關(guān)的用戶。,（5）精確位置尋址,,,,,MSC/SSPVLR/AC,,智能網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,FAS,基站,,,基站,京滬線調(diào)度員,,調(diào)度轄區(qū)1,調(diào)度轄區(qū)2,“1300”,調(diào)度轄