CTCS-3級列控系統(tǒng)GSM-R網絡需求規(guī)范(V10)

1、科技運2008168號CTCS-3級列控系統(tǒng)GSM-R網絡需求規(guī)范（V1.0）2008年12月CTCS-3級列控系統(tǒng)標準規(guī)范修改記錄版本號修改說明日期V0.1新創(chuàng)建2008.02V0.2根據北京全路通信信號研究設計院的討論意見修改2008.03.23V0.3根據鐵道部C3技術攻關組的討論意見修改2008.04.08V0.4根據鐵道部C3接口組通信小組的討論意見修改2008.08.07V0.5根據鐵道部C3標準組、接口組、車載組的討論意見修改2008.08.15V1.0根據專家評審意見修改2008.10.20V1.0CTCS-3級列控系統(tǒng)GSM-R網絡需求規(guī)范第 18 頁目 錄修改記錄I目 錄2

2、1.引言41.1目的和范圍41.2縮略語41.3參考文獻62.CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網絡之間的界面73.CTCS-3級列控系統(tǒng)對GSM-R網絡的業(yè)務需求83.1數據承載業(yè)務83.1.1數據承載業(yè)務83.1.2數據承載業(yè)務特性83.2補充業(yè)務83.2.1補充業(yè)務83.2.2補充業(yè)務類型83.3鐵路特殊業(yè)務93.4需要特殊說明的問題94.GSM-R網絡QoS要求104.1一般規(guī)定104.2網絡注冊時延104.2.1定義104.2.2指標要求104.2.3其它說明104.3連接建立時延114.3.1定義114.3.2指標要求114.3.3其它說明114.4連接建立失敗概率114.4.1定

3、義114.4.2指標要求114.5用戶數據幀傳送時延124.5.1定義124.5.2指標要求124.5.3其它說明124.6鏈路斷開（失效）概率124.6.1定義124.6.2指標要求124.7傳輸干擾134.7.1定義134.7.2指標要求145.GSM-R網絡設計要求155.1GSM-R網絡與RBC 互聯(lián)的要求155.1.1MSC與RBC的連接方式155.1.2MSC與RBC的接口設置155.2無線覆蓋要求155.2.1無線覆蓋指標要求155.2.2無線覆蓋范圍要求165.2.3越區(qū)切換要求175.3無線小區(qū)容量要求175.3.1RBC切換區(qū)無線容量要求175.3.2樞紐和大站無線容量要求

4、181. 引言1.1 目的和范圍1.1.1.1 為明確CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網絡之間的接口界面，并為承載CTCS-3級列控業(yè)務的GSM-R網絡設計、測試及產品研發(fā)提供技術依據，特制訂本規(guī)范。1.1.1.2 本規(guī)范規(guī)定了CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網絡之間的接口界面，并規(guī)定了CTCS-3級列控系統(tǒng)對GSM-R網絡的業(yè)務需求、QoS要求、網絡設計要求等內容。1.2 縮略語英文縮寫英文解釋中文解釋BSCBase Station Controller基站控制器CLIPCalling Line IdentificationPresentation主叫號碼識別顯示COLPCOnnecte

5、d Line identificationPresentation被叫號碼識別顯示DCDData Carrier Detect數據載波檢測DSS1Digital Subscriber Signalling system No.1數字用戶線信令1號eMLPPenhanced Multi-Level Precedence and Pre-emption增強多優(yōu)先級與強拆EN/EX轉換執(zhí)行應答器組GREGSM-R網絡連接注冊信息應答器組GSM-RGSM for Railways專用于鐵路的GSMHDLCHigh level Data Link Control高級數據鏈路控制ISDNIntegrate

6、d Services Digital Network綜合業(yè)務數字網IGSM-RIGSM-R InterfaceIGSM-R接口IFIXIFIX InterfaceIFIX接口LTA等級轉換預告應答器組MAMovement Authority行車許可MLPPMulti-Level Precedence and Pre-emption多優(yōu)先級與強拆MSCMobile Switching Center移動交換中心MTMobile Termination移動終端PRIPrimary Rate Interface基群速率接口QoSQuality of Service服務質量RBCRadio Block

7、Centre無線閉塞中心RERBC連接應答器組RNRBC切換應答器組TTIDuration of Transmission Interference period傳輸干擾時間TRECDuration of Recovery period傳輸無差錯時間（恢復時間）TRAUTranscoder/Rate Adapter Unit編譯碼和速率適配單元UmGSM Phase2+規(guī)范中定義的空中接口UDIUnrestricted Digital Information非限制數字信息UUS1User - User Signalling 1用戶到用戶信令1VBSVoice Broadcast Service

8、話音廣播業(yè)務VGCSVoice Group Call Service話音組呼叫業(yè)務1.3 參考文獻1 科技運200834號CTCS-3級列控系統(tǒng)總體技術方案2科技運2008113號CTCS-3級列控系統(tǒng)功能需求規(guī)范3科技運2008127號CTCS-3級列控系統(tǒng)系統(tǒng)需求規(guī)范4ETCS SUBSET 093Version2.3.0ERTMS/ETCS Class 1 GSM-R Interfaces Class 1 Requirements5ETCS SUBSET 052Version2.0.0EURORADIO FFFIS Class1 Requirements6A 11 T 6001 12RA

9、DIO transmission FFFIS for EURORADIO7PSA167D006UIC Project EIRENE System Requirements Specification8EEIG：04E117ETCS/GSM-R Quality of Service Operational Analysis2. CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網絡之間的界面2.1.1.1 CTCS-3級列控系統(tǒng)包括地面設備和車載設備。GSM-R網絡為CTCS-3級列控系統(tǒng)安全數據傳輸提供車地雙向數據傳輸通道。2.1.1.2 CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網絡間的接口為IGSM-R接口、IF

10、IX接口，如圖1所示。圖1 CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網絡接口示意圖3. CTCS-3級列控系統(tǒng)對GSM-R網絡的業(yè)務需求3.1 數據承載業(yè)務3.1.1 數據承載業(yè)務3.1.1.1 數據承載業(yè)務是指在GSM-R網絡上，從車載側IGSM-R接口到地面?zhèn)菼FIX接口的數據接入和傳輸。3.1.2 數據承載業(yè)務特性3.1.2.1 CTCS-3級列控系統(tǒng)需要GSM-R網絡提供的數據承載業(yè)務具有以下特性：1) 信息傳輸模式：電路交換異步透明數據傳輸；2) 信息傳輸速率：GSM-R網絡應支持多種速率數據傳輸，包括2.4kb/s、4.8kb/s、9.6kb/s，其中4.8kb/s異步透明數據傳輸是承載

11、CTCS-3級列控業(yè)務的首選方式；3) 非限制數字信息（UDI）；4) 全速率無線信道；5) 只支持數據傳輸，不支持話音/數據交替?zhèn)鬏敗?.2 補充業(yè)務3.2.1 補充業(yè)務3.2.1.1 補充業(yè)務是對基本業(yè)務的修改和補充。3.2.2 補充業(yè)務類型3.2.2.1 需要GSM-R網絡提供的補充業(yè)務包括：1) 增強多優(yōu)先級與強拆（eMLPP），CTCS-3級列控業(yè)務的優(yōu)先級為1級；2) 主叫號碼識別顯示（CLIP）（可選）；3) 被叫號碼識別顯示（COLP）（可選）；4) 用戶到用戶信令1（UUS1）（可選）。3.2.2.2 需要GSM-R網絡支持的補充業(yè)務包括：多優(yōu)先級與強拆（MLPP），CTCS

12、-3級列控業(yè)務的優(yōu)先級為1級。3.3 鐵路特殊業(yè)務3.3.1.1 需要GSM-R網絡提供的鐵路特殊業(yè)務包括：1) 基于短號碼和小區(qū)路由的位置尋址，用于將呼叫路由到對應的RBC（可選）；2) 精確位置尋址（可選）。3.4 需要特殊說明的問題3.4.1.1 CTCS-3級列控系統(tǒng)不使用話音廣播業(yè)務（VBS）和話音組呼叫業(yè)務（VGCS），因此SIM卡文件中不定制VGCS及VBS，以避免對CTCS-3級列控業(yè)務的影響。4. GSM-R網絡QoS要求4.1 一般規(guī)定4.1.1.1 本規(guī)范列出的GSM-R網絡QoS指標要求僅適用于CTCS-3級列控系統(tǒng)應用區(qū)域。4.1.1.2 GSM-R網絡應支持CTCS

13、-3級列控系統(tǒng)應用條件下，包括隧道、橋梁、車站等應用場合列車到地面、地面到列車的透明數據通信。4.1.1.3 GSM-R網絡的端到端服務質量是在IGSM-R和IFIX接口上定義的。4.1.1.4 本節(jié)所列QoS指標適用于列車在各種運行狀態(tài)下的端到端連接。4.1.1.5 GSM-R網絡QoS指標要求與網絡負荷無關。4.2 網絡注冊時延4.2.1 定義4.2.1.1 網絡注冊時延指發(fā)起網絡注冊請求命令“+COPS=1，2， network2select”到收到已成功注冊GSM-R網絡的標志“+CREG：1”或者 “+CREG：5”之間的時間間隔。4.2.2 指標要求4.2.2.1 GSM-R網絡注

14、冊時延應滿足：30s (95%)，35s (99%)。4.2.3 其它說明4.2.3.1 GSM-R網絡注冊時延 40s時被認定為注冊失敗。4.3 連接建立時延4.3.1 定義4.3.1.1 連接建立時延是指連接請求方從發(fā)起連接請求到收到連接已成功建立的指示之間的時間間隔。4.3.2 指標要求4.3.2.1 移動用戶主叫的連接建立時延應滿足：10s則認為連接建立失敗。4.3.3 其它說明4.3.3.1 連接建立時延包含端到端連接建立中所有環(huán)節(jié)產生的時延，包括MT產生的時延。4.3.3.2 連接建立時延要求與異步承載業(yè)務的用戶數據速率無關。4.3.3.3 連接建立時延要求不適用于基于位置尋址的呼

15、叫。4.4 連接建立失敗概率4.4.1 定義4.4.1.1 連接建立失敗概率是指連接建立失敗次數與連接建立請求總次數之比值。4.4.1.2 連接建立失敗包括承載業(yè)務引起的各種失敗類型，連接建立時延10s是連接建立失敗的一種情況。4.4.2 指標要求4.4.2.1 移動臺主叫的連接建立失敗概率應小于10-2。4.5 用戶數據幀傳送時延4.5.1 定義4.5.1.1 用戶數據幀傳送時延是指用戶數據幀發(fā)起傳送請求到該用戶數據幀成功傳送之間的時間間隔。用戶數據幀是指測試數據幀，長度為30字節(jié)。4.5.2 指標要求4.5.2.1 用戶數據幀（30字節(jié)）傳送時延應滿足：0.5s (99%)。4.5.3 其

16、它說明4.5.3.1 時延是指從發(fā)送端發(fā)出用戶數據幀的第一個比特到接收端接收到該用戶數據幀的最后一個比特之間所需的時間。4.6 鏈路斷開（失效）概率4.6.1 定義4.6.1.1 鏈路斷開（失效）概率是指在累積的單位連接保持時間內非主動釋放的累積次數。4.6.2 指標要求4.6.2.1 連接建立失敗概率10-2時，鏈路斷開（失效）概率應10-2/h。4.7 傳輸干擾4.7.1 定義4.7.1.1 當接收到的30字節(jié)用戶數據幀與發(fā)送的用戶數據幀存在部分或完全偏離，則發(fā)生傳輸干擾。傳輸干擾由傳輸干擾時間TTI和傳輸無差錯時間（又稱“恢復時間”）TREC來表示。4.7.1.2 傳輸干擾時間TTI：從

17、出現第一個出錯的用戶數據幀開始計時到出現第一個無錯的用戶數據幀時結束。4.7.1.3 傳輸無差錯時間（恢復時間）TREC：從出現第一個無錯的用戶數據幀開始計時到出現第一個出錯的用戶數據幀結束。4.7.1.4 出錯的用戶數據幀是指接收到的30字節(jié)的用戶數據幀中至少有一個比特與發(fā)送的用戶數據幀不一致；無錯的用戶數據幀是指接收到的30字節(jié)的用戶數據幀與發(fā)送的用戶數據幀完全一致。圖2 傳輸干擾時間和傳輸無差錯時間4.7.1.5 注：HDLC幀指30字節(jié)用戶數據幀。傳輸干擾時間內A、B、C、D四種情況分別為：A：HDLC幀 的出現早于傳輸干擾的出現；B：無錯時間不足以傳輸HDLC幀；C：沒有HDLC幀需

18、要傳輸；D：受損HDLC幀的結束晚于傳輸干擾的結束。4.7.2 指標要求4.7.2.1 傳輸干擾時間TTI應滿足：0.8s (95%)，20s (95%)，7s(99%)。5. GSM-R網絡設計要求5.1 GSM-R網絡與RBC 互聯(lián)的要求5.1.1 MSC與RBC的連接方式5.1.1.1 MSC與RBC之間的連接方式應綜合考慮RBC設置地點、管轄區(qū)域、MSC設置地點、管轄區(qū)域等因素，合理選擇，盡可能提高系統(tǒng)的可靠性。5.1.1.2 RBC應與其管轄范圍相應的MSC相連，當RBC管界跨兩個相鄰MSC時，應同時連接兩個MSC。5.1.2 MSC與RBC的接口設置5.1.2.1 MSC與RBC之

19、間采用ISDN PRI接口（2Mb/s），信令規(guī)程采用DSS1信令方式。5.1.2.2 MSC至RBC的PRI接口應根據RBC需求進行配置，接口冗余由RBC考慮。5.1.2.3 RBC應盡可能連接到MSC的不同外圍接口單元上，從而保證某個外圍接口單元故障時，RBC仍能通過其他外圍接口單元與MSC連接。5.2 無線覆蓋要求5.2.1 無線覆蓋指標要求5.2.1.1 GSM-R網絡無線覆蓋指標應滿足在95統(tǒng)計概率下，對于8w的列控機車臺，在增益為0dBi的機車車頂天線處的最小接收電平不低于-92dBm。該電平值考慮了最大3dB機車臺饋線損耗和3dB設備老化余量。5.2.1.2 工程設計時，應適當考

20、慮其他設計余量，以抵抗各種不可預見因素（如快衰落、氣候影響、工程質量影響等）。5.2.2 無線覆蓋范圍要求5.2.2.1 GSM-R網絡應覆蓋CTCS-3級列控系統(tǒng)應用區(qū)域，該應用區(qū)域包括其他等級與CTCS-3等級轉換區(qū)域。5.2.2.2 其他等級向CTCS-3級轉換區(qū)域，GSM-R網絡無線覆蓋范圍應滿足從GSM-R通信電臺開始注冊GSM-R網絡至具備等級轉換條件的時間要求（列車以允許的最高速度運行計算距離）。轉換區(qū)域的主要操作和所需時間為：1) GSM-R網絡注冊：40s；2) 車載與地面RBC間的連接建立：10s/次，保證2次GSM-R連接建立時間；3) 車載與地面間的數據交換及司機確認：

21、20s25s。以上總計80s85s（參見圖3），GSM-R網絡應按照該時間要求和其他等級到CTCS-3等級轉換區(qū)域的列車運行時速計算無線覆蓋距離。 圖3 等級轉換區(qū)域GSM-R網絡覆蓋范圍要求（其他等級CTCS-3級）5.2.2.3 CTCS-3級列控系統(tǒng)地面GRE、RE、LTA、EN/EX應答器組的設置距離應滿足圖3所示的時間要求。5.2.2.4 CTCS-3級向其他等級轉換區(qū)域，當列車尾部越過CTCS-3/其他等級邊界后，車載設備向RBC報告列車位置，RBC接收到位置報告后，將命令車載設備斷開與RBC的連接并注銷列車注冊信息，車載關閉與RBC的連接。GSM-R網絡無線覆蓋應保證從轉換邊界開始到車載設備釋放