GSMR系统总体技术要求

《GSMR系统总体技术要求》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSMR系统总体技术要求（183页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1、业务、功能、应用及其相互关系,业务是通过GSM-R网向用户提供的通信服务。 功能是指实现业务的某一方面的具体作用。 应用是各种业务在铁路运输实际生产环境中的具体运用和体现。,紧急呼叫,呼叫 建立:,紧急呼叫中心,MS,不需要: 鉴权 加密 检查 IMEI TMSI-再分配,紧急呼叫: 优先处理（0级） 不需要安全性能 快速呼叫建立（12秒） 即使没有有效的 SIM 卡, 也能够建立连接.,MSC,直接连接 提供位置信息,S O S,GE公司的LOCTROL系统一种先进的分布式动力控制系统，通过无线通信实现严密的控制逻辑： 组合列车的主控机车通过无线方式广播操控命令，从控机车根据接收的操控命

2、令自动控制从控机车实现同步操作，如同时加速、减速、制动停车。从控机车传送本地机车的状态信息到主控机车。 我国大秦线：重载组合列车采用GSM-R网络为机车同步操控信息传送提供数据传输通道。,应用举例1：重载组合列车的机车同步（locotrol),应用举例2：ITCS 增强型列车控制系统,基于GPS卫星定位和GSM-R网络完成无线通信 利用车头和车尾的400MHz 无线通信系统保证列车的完整性 区间和站内可不设信号机和轨道电路 采用RBC技术,区间为虚拟闭塞,站内为虚拟联锁 司机通过车载MMI控制列车,系统有超速保护 适用于现有自动闭塞的扩容和提速,也使用于新建的无轨道电路的铁路 列车运行控制安全

3、且经济,地面设备层：主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。 无线闭塞中心（RBC）：使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息，实现对运行列车的控制。 点式设备：主要提供列车定位信息。 轨道电路：主要用于列车占用检测及列车完整性检查。 车载设备层：主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。 是对列车进行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。 完成点式信息的接收与处理。

4、实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。,应用举例3：列车运行控制（1）,模拟区段,GSM-R区段,车载信号设备,连接 应答器,转换 应答器,通知车载单元“与RBC建立联系”,通知“进入E2控车模式”,司机目视地面信号行车,RBC,车载信号设备,车载信号设备,CTC,列控信息传送系统主要功能 利用GSM-R建立车载信号设备与无线闭塞中心RBC之间的永久电路数据通道，GSM-R网络提供不中断服务。 RBC向列车发送列车控制信息，车载信号设备报告列车状态、行车许可请求、列车位置等信息。 车载信号设备和RBC双机热备保证数据传

5、输可靠性。,应用举例3：列车运行控制（2）,3、系统功能,支持基本业务的功能：呼叫控制、用户识别鉴权、信令单元的保密、接入矩阵等。 支持移动性操作的功能：位置登记、切换、漫游、呼叫重建。 呼叫处理的附加功能：用户与业务多优先级管理、业务的安全保密、支持DTMF、组呼静音/取消静音。,切换类型,小区内部,BSC,BTS,f 1, TS 1 f 2, TS 2,BSS 内部,BTS,BTS,MSC,切换完成,MSC 内部,MSC 之间,MSC - A,基本切换,后续切换,MSC,切换完成,直接模式,4、应用,列车无线调度通信：点对点呼叫、功能寻址、位置寻址、广播呼叫、语音组呼、紧急呼叫、多优先级强

6、拆、呼叫限制。 公务、公安、施工养护、公务移动通信，应急语音通信等。 数据传输：通过GSM-R网络实现车地、车车之间信息的透明传输，如列车运行控制信息、机车同步操控信息、列尾风压信息、无线调度命令信息、无线车次号校核信息、调车机车信号和监控信息等。,5、应用业务的实现程度,能够实现，正在试验、验证：列车无线车次号校核信息传送、调度命令信息传送、调车机车信号和监控信息传送、列尾风压信息传送。 可以实现、需要研究：进路预告信息传送，列车接近预警信息传送，机车工况、运况信息传送，综合维护信息传送，静止图像传输，站场调车通信。 由于频率资源有限，不能开放：与生产、行车无关的公务移动通信。 由于技术原因

7、，目前不支持：高速数据传输（如动态图像、旅客信息服务等）。,应用举例1：无线列调的实现方式,应用举例5：列车尾部风压信息传送（GPRS）,数据信息传输实现方式比较,内 容 提 要,一、概述 （一）大秦、青藏、胶济3条线GSM-R系统工程概况 （二）我国铁路移动通信业务需求分析 （三）国内外GSM-R技术规范概况 二、重要内容的解释与说明 （一）业务与功能 （二）系统结构* （三）核心网规划、建设原则 （四）编号计划与频率配置 （五）服务质量要求 （六）支撑系统 （七）主要设备进网要求 三、问题与讨论,1、GSM-R系统构成,GSM-R系统由4个部分组成： 网络子系统（NSS） 交换子系统（SS

8、S） 智能网（IN） 通用分组无线业务（GPRS） 基站子系统（BSS） 运行与支持子系统（OSS） 终端设备（无线移动终端、无线固定终端）,1、各个子系统的功能如何？支持业务情况？ 2、各个子系统由哪些网元组成？ 3、各个网元的主要功能如何？ 4、关键业务流程、技术？ 5、设备实例。,GSM-R系统构成图,无线覆盖的区域结构,小区：一个基站或该基站的一部分（扇形天线）所覆盖的区域。 基站区：由一个基站的所有小区所覆盖的区域。 位置区：移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域；位置区由一个或若干个小区组成。 MSC区：一个MSC所管辖的所有小区共同覆盖的区域。一个MSC区可由一个或若干个位置区

9、组成。 服务区：移动台可获得服务的区域，即PLMN、PSTN或ISDN用户，无须知道移动台实际位置而可与之通信的区域。1个运营商、国内、国际。,BSC,MSC,位置区2,位置区1,2、交换子系统概述（1）,SSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以及用户数据管理和移 动性管理。 提供的业务：基本话音呼叫业务；电路域数据传输。 话音呼叫：点对点话音呼叫（MS之间，MS与有线FT之间）；组呼、广播呼叫、多方通信、公众紧急呼叫。 电路域数据传输：提供透明传输通道。如与列控RBC节点、机车同步操控地面节点之间进行互联，实现车地、车车之间数据信息传送。 组成：由MSC、HLR、VLR、G

10、CR、AC、SMSC等组成。,2、交换子系统概述（2）,GSM技术规范定义了不同的接口以保证各功能实体之间的接口标准化。 GSM-R交换子系统内部、交换子系统与PSTN之间：No.7信令。 网络中移动性管理采用MAP（移动应用部分）， MAP协议使用7号信令系统TCAP（事务处理应用部分）提供的业务，而TCAP则使用SCCP（信令连接控制部分）提供的业务。 与呼叫相关的信令则采用TUP（电话用户部分）和 ISUP（ISDN用户部分），分别用于MSC之间和MSC与PSTN、ISDN之间的通信。,MSC 移动业务交换中心,呼叫处理功能 (类似固定网的交换机),移动通信特定的功能,NSS 的核心 服

11、务几个 BSS (BSC) 建立并交换用户话务和信令 与 VLR 合设于同一物理实体 与HLR/AuC可合设（如交大实验室），也可分设 网关 MSC（GMSC）：到外网的关口，可与MSC合设，也可分设 来访 MSC: 服务 MS 的 MSC,MSC 移动业务交换中心,呼叫处理功能 (类似固定网的交换机),信令 / 用户话务连接的建立 信令分析 确定目的地 连接路径选择 不正常信令信息的处理 支持补充业务 呼叫监视 话务监视和测量 预防过负荷 计费 优先控制 (例如:紧急呼叫) 支持操作维护 O&M 功能,移动特定的功能,和 BSC, MS & NSS 数据库之间交换信令 处理移动特定的业务 移

12、动性管理 例如:寻呼, MSC之间的切换, 位置更新,. 过负荷处理, 例如: OACSU 数据业务的交互功能 移动特定的录音通知,图. 13 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 27),2、交换子系统功能实体（2）,拜访位置寄存器（VLR） 动态数据库，负责管理漫游用户的动态数据信息，存储、更新漫游入用户的数据。 存储信息包括：移动用户IMSI，MSISDN，位置区等，支持寻呼功能。用户漫游入该控制区时，VLR从HLR获取上述信息；用户漫游出该控制区时，VLR删除上述信息。 VLR与MSC之间交互数据量大，为了提高移动管理和呼叫建立的速度，VLR与MSC一般合适于同一物

13、理实体。 注：位置区的划分由人为规定，1个MSC划分为若干个位置区。需要综合平衡位置更新频率和寻呼系统的寻呼能力来确定。,MSC 移动业务交换中心,VLR 来访位置寄存器,任务: MSC 区域中的用户管理 与 MSC 联合在一起 协调鉴权 启动加密 用户数据: 来自于 HLR 的用户数据 (MSISDN, IMSI, 业务 (BS, TS, SS), 业务限制,) 临时用户信息 (LMSI, TMSI, LAI, IMSI attach/detach, MSRN, HON, 三参数组,.) 这些数据一直有效直到重新登记到其它 VLR!,图. 14 (TM2100EU02TM_0001 GSM

14、PLMN, 29),MSC 移动业务交换中心,图. 14 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 29),IWF 互联功能单元,应用系统设备,任务: 负责GSM-R网络与其他网络之间的协议转换和速率适配 可以和MSC 合设，也可以分设,组呼寄存器,最多可定义 100000个组区 (00000 99999),最多可定义 1000个组号 (000 999),获取区号和组号,任务: 储存语音组呼相关数据：包括组呼参考（组ID和组呼区域）、组呼相关的用户列表、MSC控制的小区列表。 与MSC合设于同一物理实体,HLR 归属位置寄存器,任务:管理移动用户的数据，实现呼叫管理、位置更新、

15、漫游区域的管理、鉴权设备的管理，协助完成呼叫和业务操作。 用户数据的集中储存/管理 传送数据给 VLR 查询 MTC 的路由信息 与 AuC 联合在一起 可以和MSC合设，也可以分设,AuC 鉴权中心,任务: 储存安全数据 (Ki)（鉴权算法和加密信息） 产生三参数组 (VLR 请求)，负责对IMSI号进行鉴权 与HLR一一对应关系，采用合设方式，通过HLR与其他实体通信 数据 / 算法: Ki, IMSI, A3, A8,用户数据: 半永久数据: MSISDN, IMSI, 业务 (BS, TS & SS), 业务限制,. 临时用户信息: VLR 地址, LMSI, MSRN, SMS 标志

16、,.,2、交换子系统功能实体（5）,短消息服务中心（SMSC） 提供短消息的存储与转发功能。 短消息业务是信令承载业务，建网初期用户数少，应集中设置。SMSC应能与全网MSC相互寻址。设置地点应方便接入全网。 处理能力要求：条/秒。 确认中心（AC） MSC将终端用户发起或接受高优先级呼叫或紧急呼叫的相关呼叫信息，传送到AC进行记录。 AC对接收到的相关信息进行记录、存储，为事后分析提供数据依据。,确认中心（AC ）,MSC,BSS,呼叫建立 语音/数据 确认,记录呼叫的详细信息：时间、发起者、接听者等,确认中心AC,Fig. 13 (TM2105EU02TM_0001 GSM-R-specific Features, 13),3、智能网子系统,每增加一种新业务就需要在网络中所有交换机中增加相应的软件，新业务的引入周期较长、灵活性较低且成本很高