GSM-R 基本介紹

1、GSM-R簡介鐵路專用全球數(shù)字移動通信系統(tǒng)GSM-R系統(tǒng)結構HLRMSC/VLR/GCRSGSN/GGSNBSC/PCU室外基站室外基站室內(nèi)基站室內(nèi)基站小基站小基站調(diào)度臺調(diào)度臺機車機車臺臺調(diào)車終端調(diào)車終端PSTN信息服務系統(tǒng)信息服務系統(tǒng)其他應用其他應用調(diào)度通信調(diào)度通信終端終端FASRBCGSM-R英文解釋 MSC-MSC-移動交換中心，移動交換中心，GCR-GCR-組呼寄存器，組呼寄存器，VLR-VLR-拜訪拜訪位置寄存器，位置寄存器，SGSN-GPRSSGSN-GPRS服務支撐節(jié)點，服務支撐節(jié)點，GGSN-GPRSGGSN-GPRS網(wǎng)關支撐節(jié)點，網(wǎng)關支撐節(jié)點，HLR-HLR-歸屬位置寄存器，

2、歸屬位置寄存器，BSC-BSC-基站控基站控制器，制器，PCU-PCU-分組控制單元，分組控制單元，F(xiàn)AS-FAS-固定用戶接入交換固定用戶接入交換機，機，PSTN-PSTN-公用電話網(wǎng)絡，公用電話網(wǎng)絡，RBC-RBC-無線閉塞中心，無線閉塞中心，GPRS-GPRS-通用無線分組業(yè)務通用無線分組業(yè)務uHLR的功能的功能 GSM-R系統(tǒng)結構與功能分解 歸屬用戶位置寄存器歸屬用戶位置寄存器(HLR)(HLR)是是GSM-RGSM-R系統(tǒng)的中央數(shù)系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫，存儲該據(jù)庫，存儲該HLRHLR控制的所有存在的控制的所有存在的GSM-RGSM-R移動用移動用戶的相關信息戶的相關信息. . 所有移動用戶

3、的重要數(shù)據(jù)都存儲在所有移動用戶的重要數(shù)據(jù)都存儲在HLRHLR中中. .包括用包括用戶識別號碼，訪問能力、用戶類別、組呼業(yè)務和戶識別號碼，訪問能力、用戶類別、組呼業(yè)務和補充業(yè)務等數(shù)據(jù)，補充業(yè)務等數(shù)據(jù)，HLRHLR也存儲部分移動漫游用戶也存儲部分移動漫游用戶所在所在MSCMSC區(qū)域的有關動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)域的有關動態(tài)數(shù)據(jù). .uMSC的功能的功能 GSM-R系統(tǒng)結構與功能分解 MSC是整個網(wǎng)絡的核心，協(xié)調(diào)與控制整個是整個網(wǎng)絡的核心，協(xié)調(diào)與控制整個GSM-R網(wǎng)絡中網(wǎng)絡中BSS、OSS的各個功能實體的各個功能實體. 接口管理接口管理 支持一系列業(yè)務：電信業(yè)務，承載業(yè)務和補充業(yè)務支持一系列業(yè)務：電信業(yè)務，承載業(yè)

4、務和補充業(yè)務 支持位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等其它網(wǎng)絡功能支持位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等其它網(wǎng)絡功能. 內(nèi)置內(nèi)置GCR用于存儲組呼數(shù)據(jù)用于存儲組呼數(shù)據(jù) 內(nèi)置內(nèi)置SIWF實現(xiàn)列控數(shù)據(jù)業(yè)務實現(xiàn)列控數(shù)據(jù)業(yè)務uBSC的功能的功能GSM-R系統(tǒng)結構與功能分解 接口管理接口管理 BTS-BSC之間的信道管理之間的信道管理 無線參數(shù)及無線資源管理無線參數(shù)及無線資源管理 無線鏈路的測量無線鏈路的測量 話務量統(tǒng)計話務量統(tǒng)計 切換切換 支持呼叫控制支持呼叫控制 操作與維護操作與維護 uBTS的功能的功能GSM-R系統(tǒng)結構與功能分解 BTS主要分為基帶單元、載頻單元和控制單元三主要分為基帶單元、載頻單元和控制

5、單元三部分部分. BTS受控于基站控制器受控于基站控制器(BSC)，服務于某小區(qū)的無，服務于某小區(qū)的無線收發(fā)信設備，實現(xiàn)線收發(fā)信設備，實現(xiàn)BTS與與GSM-R無線終端空中無線終端空中接口的功能接口的功能GSM-R系統(tǒng)結構與功能分解 提供所有提供所有GSM-R設備狀態(tài)管理、告警管理、維護設備狀態(tài)管理、告警管理、維護管理、話統(tǒng)分析、升級管理管理、話統(tǒng)分析、升級管理 提供更方便的維護人機界面提供更方便的維護人機界面 統(tǒng)計統(tǒng)計GSM-R相關業(yè)務話務量，分析網(wǎng)絡性能相關業(yè)務話務量，分析網(wǎng)絡性能u網(wǎng)管系統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)M2000的功能的功能信道間隔：信道間隔： 200kHz889934雙工距離雙工距離 : 45

6、 MHzGSMR ： GSMR系統(tǒng)頻率資源 GSMR系統(tǒng)采用了系統(tǒng)采用了FDMA、TDMA混合方式：混合方式：FDDTDMA885930 中國中國 中國中國 GSM-RGSM-R典型業(yè)務介紹典型業(yè)務介紹編號編號業(yè)務業(yè)務哈大線是否涉及哈大線是否涉及業(yè)務介紹業(yè)務介紹1組呼是包括VGCS、VBS兩種組呼業(yè)務，簡單地說，就是要實現(xiàn)多個人可以講話（VGCS最多可以有6個人同時講話，VBS只能由1個人講話），更多的人可以作為聽者（聽者數(shù)量無限制）的業(yè)務。2功能號碼呼叫是在鐵路運行中，用功能號碼來標識列車上或站場內(nèi)的人員、設備，或者某個給定區(qū)域內(nèi)的特定編組。當前在崗的人員通過將自己的MSISDN登記到該功能

7、號碼上，建立起功能號碼和真實用戶之間的聯(lián)系。3基于位置的路由是基于位置的路由是指網(wǎng)絡根據(jù)用戶所拔打的短號和用戶自身位置確定目標地址的路由。該業(yè)務用于機車司機通過短號呼叫機車所在區(qū)域的調(diào)度員，在不同區(qū)域系統(tǒng)自動接續(xù)到不同的調(diào)度員。4AC確認是對于一個VGCS/VBS呼叫，如果需要記錄業(yè)務用戶對該呼叫的參與情況，在呼叫結束或業(yè)務用戶退出呼叫后，可由業(yè)務用戶發(fā)確認消息給相應的AC（Acknowledgement Center），在AC上保存確認信息。5優(yōu)選小區(qū)是在鐵路沿線上，存在一系列組識別號（Group ID）和組呼類型相同，而組呼參考不一樣的組呼。當業(yè)務用戶在某小區(qū)發(fā)起該Group ID的VGC

8、S（或VBS）呼叫時，如果該小區(qū)屬于多個不同的VGCS（或VBS）組呼參考，GSM-R系統(tǒng)可以根據(jù)該小區(qū)是否為某組呼參考的優(yōu)選小區(qū)來確定是否優(yōu)先選擇該組呼參考，即是否只對該組呼參考的組呼區(qū)域發(fā)起組呼。如果沒有設定組呼參考所包含的小區(qū)的優(yōu)選標志，那么在有小區(qū)重疊的情況下，將選取組呼參考號小的組呼。6呼叫矩陣是通過定義呼叫矩陣，根據(jù)主、被叫用戶的功能號碼進行呼叫裁決，判斷是否允許呼叫接續(xù)，從而定義GSM-R網(wǎng)絡中主叫方與被叫方的接入關系。7呼叫區(qū)域限制是在鐵路無線列調(diào)作業(yè)過程中，每個調(diào)度員具有一定的管轄區(qū)域。通過利用呼叫區(qū)域限制功能，可以限制調(diào)度員呼叫非管轄區(qū)內(nèi)的移動用戶。呼叫區(qū)域限制僅適用于點對

9、點呼叫。8eMLPP是eMLPP（Enhanced Multi-Level Precedence and Pre-emption）業(yè)務允許網(wǎng)絡根據(jù)用戶的不同優(yōu)先級在網(wǎng)絡資源被占用的情況下實施不同的策略：排隊和搶占，另外還可采用不同的呼叫建立和指配過程以滿足不同優(yōu)先級呼叫對時延的要求。9CTC是CTC 為新一代調(diào)度集中系統(tǒng)用來接收機車運行信息和發(fā)送調(diào)度命令，軟件程序通過IP 協(xié)議連接GPRS 網(wǎng)絡.GSM-R業(yè)務模型eMLPP eMLPP 廣播廣播VBS VBS 組呼組呼VGCSVGCSCSD CSD GPRSGPRS標準標準GSMGSM業(yè)務業(yè)務語音類應用語音類應用列車調(diào)度通信編組場調(diào)車通信貨運

10、調(diào)度通信牽引變電調(diào)度通信施工養(yǎng)護通信站場調(diào)度通信道口調(diào)度通信應急語音通信數(shù)據(jù)類應用數(shù)據(jù)類應用ETCS自動列車控制多機車牽引旅客信息服務調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息傳送調(diào)度命令傳送、車次號傳送列尾信息傳送 功能尋址功能尋址 功能號碼顯示功能號碼顯示接入矩陣接入矩陣位置尋址位置尋址GSM-R GSM-R 基本業(yè)務基本業(yè)務GSM-RGSM-R應用應用鐵路緊急呼叫鐵路緊急呼叫鐵路緊急呼叫 業(yè)務介紹業(yè)務介紹 鐵路緊急呼叫是具有最高優(yōu)先級的鐵路緊急呼叫是具有最高優(yōu)先級的VGCSVGCS呼叫，包括呼叫，包括列車緊急呼叫、調(diào)車緊急呼叫，呼叫的類別由基于列車緊急呼叫、調(diào)車緊急呼叫，呼叫的類別由基于移動臺的操作模式自動

11、確定。移動臺工作在調(diào)車模移動臺的操作模式自動確定。移動臺工作在調(diào)車模式時，按下緊急呼叫鍵則發(fā)起的呼叫為調(diào)車緊急呼式時，按下緊急呼叫鍵則發(fā)起的呼叫為調(diào)車緊急呼叫；在其他情況下發(fā)起的緊急呼叫為列車緊急呼叫。叫；在其他情況下發(fā)起的緊急呼叫為列車緊急呼叫。呼叫結束后參與緊急呼叫的用戶需要向呼叫結束后參與緊急呼叫的用戶需要向ACAC確認中心確認中心發(fā)起確認流程。發(fā)起確認流程。組呼VGCSq 組呼要素：組呼發(fā)起者，講者，聽者，調(diào)度員，組呼區(qū)域組呼要素：組呼發(fā)起者，講者，聽者，調(diào)度員，組呼區(qū)域q 同一個小區(qū)所有組呼用戶共享一個組呼信道同一個小區(qū)所有組呼用戶共享一個組呼信道q 調(diào)度員在組呼中以雙工方式通話調(diào)度

12、員在組呼中以雙工方式通話q 單信道發(fā)起組呼：組呼發(fā)起者發(fā)起組呼后，發(fā)起小區(qū)發(fā)起者和單信道發(fā)起組呼：組呼發(fā)起者發(fā)起組呼后，發(fā)起小區(qū)發(fā)起者和所有組用戶共用一個組呼信道所有組用戶共用一個組呼信道小區(qū)1小區(qū)2小區(qū)3鐵路緊急呼叫 一種特殊的組呼，組一種特殊的組呼，組ID299ID299 最高優(yōu)先級，在無線信道資源緊張的時候可以強占低優(yōu)先級呼最高優(yōu)先級，在無線信道資源緊張的時候可以強占低優(yōu)先級呼叫資源叫資源 對于處于通話中的組用戶，強制接入緊急呼叫，聽者用戶不允對于處于通話中的組用戶，強制接入緊急呼叫，聽者用戶不允許主動退出緊急呼叫許主動退出緊急呼叫 所有接入緊急呼叫的用戶在呼叫結束后都需要所有接入緊急呼

13、叫的用戶在呼叫結束后都需要ACAC確認確認普通低優(yōu)先級呼叫列車長主司機調(diào)度員發(fā)起調(diào)度員發(fā)起鐵路緊急呼叫鐵路緊急呼叫50000012995000001299AC確認中心呼叫結束后發(fā)起呼叫結束后發(fā)起ACAC確認確認CSD電路型數(shù)據(jù)業(yè)務 GSM-R對對CSD業(yè)務要求：業(yè)務要求：2.4kbps/4.8kbps/9.6kbps異步透明傳輸（異步傳異步透明傳輸（異步傳輸保證數(shù)據(jù)業(yè)務的準確性，透明傳輸提高數(shù)據(jù)傳輸輸保證數(shù)據(jù)業(yè)務的準確性，透明傳輸提高數(shù)據(jù)傳輸速率）速率） 業(yè)務特點：每個用戶單獨占用一個無線信道業(yè)務特點：每個用戶單獨占用一個無線信道 應用：列控，多機車同步操控，調(diào)車機車信號和監(jiān)應用：列控，多機車

14、同步操控，調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息傳送控信息傳送MSCSIWFUmRBC調(diào)車機車信號和監(jiān)控調(diào)車機車信號和監(jiān)控地面設備地面設備BSCBTSGPRS分組數(shù)據(jù)業(yè)務 GSM-R對對GPRS業(yè)務要求：最高速率業(yè)務要求：最高速率171.4kbps，非，非安全數(shù)據(jù)的傳輸安全數(shù)據(jù)的傳輸 業(yè)務特點：多個用戶共享信道業(yè)務特點：多個用戶共享信道 應用：調(diào)度命令傳送，車次號傳送，列尾信息傳送，應用：調(diào)度命令傳送，車次號傳送，列尾信息傳送，旅客服務信息等旅客服務信息等GGSNSGSNBSC/PCUBTSUmDNS域名服域名服務務器器旅客信息旅客信息服服務務系系統(tǒng)統(tǒng)功能號呼叫 調(diào)度員功能號呼叫調(diào)度員功能號呼叫SY3101次

15、列車司機次列車司機2 83893101 01GSM-R車次號車次號SY3101功能代碼功能代碼01 司機司機10 列車長列車長呼叫類型呼叫類型車次功能號車次功能號2 + 83893101 + 01. 功能號碼功能號碼: 2 838903101 01. MSISDN: +86 149 831 20000司機注冊功能號司機注冊功能號SCPMSC調(diào)度命令傳送、車次號傳送 調(diào)度命令和車次號通過調(diào)度命令和車次號通過GPRS網(wǎng)絡傳送給司機網(wǎng)絡傳送給司機機機車綜車綜合通信合通信設備設備（ （CIR） ）傳輸傳輸網(wǎng)網(wǎng)GSM-R/GPRSCTC服服務務器器行車調(diào)度臺Page 19設備組網(wǎng)uBTS 基站組網(wǎng)方式按

16、網(wǎng)絡拓撲可以分為:星型組網(wǎng)鏈型組網(wǎng)樹型組網(wǎng)環(huán)型組網(wǎng)u在實際的工程應用中，往往是以上各種組網(wǎng)方式的綜合使用。Page 20設備組網(wǎng)-星型組網(wǎng)uBTS 星型組網(wǎng)適用于一般的應用場合，在城市星型組網(wǎng)適用于一般的應用場合，在城市人口稠密的地區(qū)這種組網(wǎng)方式尤為普遍。人口稠密的地區(qū)這種組網(wǎng)方式尤為普遍。BTSBSCBTSBTSPage 21設備組網(wǎng)-鏈型組網(wǎng)uBTS 鏈型組網(wǎng)適用于呈帶狀分布，用戶密度較小鏈型組網(wǎng)適用于呈帶狀分布，用戶密度較小的特殊地區(qū)，如高速公路沿線、鐵路沿線等。的特殊地區(qū)，如高速公路沿線、鐵路沿線等。u鏈型組網(wǎng)對串聯(lián)的級數(shù)有限制，串聯(lián)的節(jié)點數(shù)不要鏈型組網(wǎng)對串聯(lián)的級數(shù)有限制，串聯(lián)的節(jié)點數(shù)

17、不要超過超過5 級。級。BTSBSCBTSBTSPage 22設備組網(wǎng)-樹型組網(wǎng)uBTS 樹型組網(wǎng)方式適用于網(wǎng)絡結構、站點及用樹型組網(wǎng)方式適用于網(wǎng)絡結構、站點及用戶密度分布較復雜的情況，比如大面積用戶與熱戶密度分布較復雜的情況，比如大面積用戶與熱點地區(qū)或小面積用戶交錯的地區(qū)。點地區(qū)或小面積用戶交錯的地區(qū)。u樹型組網(wǎng)對串聯(lián)的級數(shù)有限制，一般要求串聯(lián)不樹型組網(wǎng)對串聯(lián)的級數(shù)有限制，一般要求串聯(lián)不超過超過5 級，即樹的深度不要超過級，即樹的深度不要超過5層。層。BTSBSCBTSBTSBTSPage 23設備組網(wǎng)-環(huán)型組網(wǎng)uBTS 環(huán)形組網(wǎng)方式適用于一般的應用場合。一般情環(huán)形組網(wǎng)方式適用于一般的應用場

18、合。一般情況下，由于環(huán)型網(wǎng)具有良好的自愈能力，只要路由況下，由于環(huán)型網(wǎng)具有良好的自愈能力，只要路由允許，都應盡可能組建環(huán)型網(wǎng)。允許，都應盡可能組建環(huán)型網(wǎng)。Page 24單機柜典型配置S4/4/4uS4/4/4 配置時射配置時射頻連線如頻連線如右右圖所圖所示。棕色線纜為示。棕色線纜為射頻發(fā)射線，藍射頻發(fā)射線，藍色線纜為射頻接色線纜為射頻接收信號線。收信號線。u發(fā)射模式：寬帶發(fā)射模式：寬帶合路合路 接收模式：接收接收模式：接收分路分路u機頂功率損耗：機頂功率損耗： （3.3+1.0）dBPage25基站天饋系統(tǒng) 基站天饋系統(tǒng)示意圖基站天饋系統(tǒng)示意圖8防雷保護器防雷保護器主 饋 線 （主 饋 線 （7/8“）5 饋 線饋 線卡卡6走線架走線架4接地裝置接地裝置3接頭密封件接頭密封件絕緣密封膠帶，絕緣密封膠帶，PVC絕緣絕緣膠帶膠帶1天線調(diào)節(jié)支天線調(diào)節(jié)支架架GSM/CDMA板狀天線板狀天線抱桿（抱桿（ 50114mm）2 室 外 饋室 外 饋線線9室內(nèi)超柔室內(nèi)超柔饋線饋線7饋線過線饋線過線窗窗基站主設基站主設備備GSM-R復習題 1.GSM-R系統(tǒng)用（885-889）MHz的頻率作為上