CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范(V10)

PAGE科技運(yùn)［2008］168號(hào)CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范（V1.0）2008年12月CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范V1.0CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范第18頁修改記錄版本號(hào)修改說明日期V0.1新創(chuàng)建2008.02V0.2根據(jù)北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院的討論意見修改2008.03.23V0.3根據(jù)鐵道部C3技術(shù)攻關(guān)組的討論意見修改2008.04.08V0.4根據(jù)鐵道部C3接口組通信小組的討論意見修改2008.08.07V0.5根據(jù)鐵道部C3標(biāo)準(zhǔn)組、接口組、車載組的討論意見修改2008.08.15V1.0根據(jù)專家評(píng)審意見修改2008.10.20目錄TOC\o"1-3"\h\z修改記錄 I目錄 21. 引言 41.1 目的和范圍 41.2 縮略語 41.3 參考文獻(xiàn) 62. CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡(luò)之間的界面 73. CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求 83.1 數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù) 83.1.1 數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù) 83.1.2 數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)特性 83.2 補(bǔ)充業(yè)務(wù) 83.2.1 補(bǔ)充業(yè)務(wù) 83.2.2 補(bǔ)充業(yè)務(wù)類型 83.3 鐵路特殊業(yè)務(wù) 93.4 需要特殊說明的問題 94. GSM-R網(wǎng)絡(luò)QoS要求 104.1 一般規(guī)定 104.2 網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)時(shí)延 104.2.1 定義 104.2.2 指標(biāo)要求 104.2.3 其它說明 104.3 連接建立時(shí)延 114.3.1 定義 114.3.2 指標(biāo)要求 114.3.3 其它說明 114.4 連接建立失敗概率 114.4.1 定義 114.4.2 指標(biāo)要求 114.5 用戶數(shù)據(jù)幀傳送時(shí)延 124.5.1 定義 124.5.2 指標(biāo)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(biāo)要求 124.7 傳輸干擾 134.7.1 定義 134.7.2 指標(biāo)要求 145. GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求 155.1 GSM-R網(wǎng)絡(luò)與RBC互聯(lián)的要求 155.1.1 MSC與RBC的連接方式 155.1.2 MSC與RBC的接口設(shè)置 155.2 無線覆蓋要求 155.2.1 無線覆蓋指標(biāo)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 175.3.1 RBC切換區(qū)無線容量要求 175.3.2 樞紐和大站無線容量要求 18引言目的和范圍為明確CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡(luò)之間的接口界面，并為承載CTCS-3級(jí)列控業(yè)務(wù)的GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、測試及產(chǎn)品研發(fā)提供技術(shù)依據(jù)，特制訂本規(guī)范。本規(guī)范規(guī)定了CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡(luò)之間的接口界面，并規(guī)定了CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求、QoS要求、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求等內(nèi)容?？s略語英文縮寫英文解釋中文解釋BSCBaseStationController基站控制器CLIPCallingLineIdentificationPresentation主叫號(hào)碼識(shí)別顯示COLPCOnnectedLineidentificationPresentation被叫號(hào)碼識(shí)別顯示DCDDataCarrierDetect數(shù)據(jù)載波檢測DSS1DigitalSubscriberSignallingsystemNo.1數(shù)字用戶線信令1號(hào)eMLPPenhancedMulti-LevelPrecedenceandPre-emption增強(qiáng)多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆EN/EX轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組GREGSM-R網(wǎng)絡(luò)連接注冊(cè)信息應(yīng)答器組GSM-RGSMforRailways專用于鐵路的GSMHDLCHighlevelDataLinkControl高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制ISDNIntegratedServicesDigitalNetwork綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)IGSM-RIGSM-RInterfaceIGSM-R接口IFIXIFIXInterfaceIFIX接口LTA等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組MAMovementAuthority行車許可MLPPMulti-LevelPrecedenceandPre-emption多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆MSCMobileSwitchingCenter移動(dòng)交換中心MTMobileTermination移動(dòng)終端PRIPrimaryRateInterface基群速率接口QoSQualityofService服務(wù)質(zhì)量RBCRadioBlockCentre無線閉塞中心RERBC連接應(yīng)答器組RNRBC切換應(yīng)答器組TTIDurationofTransmissionInterferenceperiod傳輸干擾時(shí)間TRECDurationofRecoveryperiod傳輸無差錯(cuò)時(shí)間（恢復(fù)時(shí)間）TRAUTranscoder/RateAdapterUnit編譯碼和速率適配單元UmGSMPhase2+規(guī)范中定義的空中接口UDIUnrestrictedDigitalInformation非限制數(shù)字信息UUS1User-UserSignalling1用戶到用戶信令1VBSVoiceBroadcastService話音廣播業(yè)務(wù)VGCSVoiceGroupCallService話音組呼叫業(yè)務(wù)參考文獻(xiàn)[1]科技運(yùn)〔2008〕34號(hào)《CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案》[2]科技運(yùn)〔2008〕113號(hào)《CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)功能需求規(guī)范》[3]科技運(yùn)〔2008〕127號(hào)《CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)系統(tǒng)需求規(guī)范》[4]ETCSSUBSET093Version2.《ERTMS/ETCS–Class1GSM-RInterfacesClass1Requirements》[5]ETCSSUBSET052Version2.0.0《EURORADIOFFFISClass1Requirements》[6]A11T600112《RADIOtransmissionFFFISforEURORADIO》[7]PSA167D006《UICProjectEIRENESystemRequirementsSpecification》[8]EEIG：04E117《ETCS/GSM-RQualityofService–OperationalAnalysis》CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡(luò)之間的界面CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)包括地面設(shè)備和車載設(shè)備。GSM-R網(wǎng)絡(luò)為CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)傳輸提供車－地雙向數(shù)據(jù)傳輸通道。CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡(luò)間的接口為IGSM-R接口、IFIX接口，如圖1所示。圖1CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口示意圖CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)是指在GSM-R網(wǎng)絡(luò)上，從車載側(cè)IGSM-R接口到地面?zhèn)菼FIX接口的數(shù)據(jù)接入和傳輸。數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)特性CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)需要GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)具有以下特性：信息傳輸模式：電路交換異步透明數(shù)據(jù)傳輸；信息傳輸速率：GSM-R網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持多種速率數(shù)據(jù)傳輸，包括2.4kb/s、4.8kb/s、9.6kb/s，其中4.8kb/s異步透明數(shù)據(jù)傳輸是承載CTCS-3級(jí)列控業(yè)務(wù)的首選方式；非限制數(shù)字信息（UDI）；全速率無線信道；只支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，不支持話音/數(shù)據(jù)交替?zhèn)鬏?。補(bǔ)充業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)是對(duì)基本業(yè)務(wù)的修改和補(bǔ)充。補(bǔ)充業(yè)務(wù)類型需要GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供的補(bǔ)充業(yè)務(wù)包括：增強(qiáng)多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆（eMLPP），CTCS-3級(jí)列控業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)為1級(jí)；主叫號(hào)碼識(shí)別顯示（CLIP）（可選）；被叫號(hào)碼識(shí)別顯示（COLP）（可選）；用戶到用戶信令1（UUS1）（可選）。需要GSM-R網(wǎng)絡(luò)支持的補(bǔ)充業(yè)務(wù)包括：多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆（MLPP），CTCS-3級(jí)列控業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)為1級(jí)。鐵路特殊業(yè)務(wù)需要GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供的鐵路特殊業(yè)務(wù)包括：基于短號(hào)碼和小區(qū)路由的位置尋址，用于將呼叫路由到對(duì)應(yīng)的RBC（可選）；精確位置尋址（可選）。需要特殊說明的問題CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)不使用話音廣播業(yè)務(wù)（VBS）和話音組呼叫業(yè)務(wù)（VGCS），因此SIM卡文件中不定制VGCS及VBS，以避免對(duì)CTCS-3級(jí)列控業(yè)務(wù)的影響。GSM-R網(wǎng)絡(luò)QoS要求一般規(guī)定本規(guī)范列出的GSM-R網(wǎng)絡(luò)QoS指標(biāo)要求僅適用于CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)域。GSM-R網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)用條件下，包括隧道、橋梁、車站等應(yīng)用場合列車到地面、地面到列車的透明數(shù)據(jù)通信。GSM-R網(wǎng)絡(luò)的端到端服務(wù)質(zhì)量是在IGSM-R和IFIX接口上定義的。本節(jié)所列QoS指標(biāo)適用于列車在各種運(yùn)行狀態(tài)下的端到端連接。GSM-R網(wǎng)絡(luò)QoS指標(biāo)要求與網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷無關(guān)。網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)時(shí)延定義網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)時(shí)延指發(fā)起網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)請(qǐng)求命令“+COPS=1，2，network2select”到收到已成功注冊(cè)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)志“+CREG：1”或者“+CREG：5”之間的時(shí)間間隔。指標(biāo)要求GSM-R網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)時(shí)延應(yīng)滿足：≤30s(95%)，≤35s(99%)。其它說明GSM-R網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)時(shí)延>40s時(shí)被認(rèn)定為注冊(cè)失敗。連接建立時(shí)延定義連接建立時(shí)延是指連接請(qǐng)求方從發(fā)起連接請(qǐng)求到收到連接已成功建立的指示之間的時(shí)間間隔。指標(biāo)要求移動(dòng)用戶主叫的連接建立時(shí)延應(yīng)滿足：<8.5s(95%)，≤10s(100%)。連接建立時(shí)延>10s則認(rèn)為連接建立失敗。其它說明連接建立時(shí)延包含端到端連接建立中所有環(huán)節(jié)產(chǎn)生的時(shí)延，包括MT產(chǎn)生的時(shí)延。連接建立時(shí)延要求與異步承載業(yè)務(wù)的用戶數(shù)據(jù)速率無關(guān)。連接建立時(shí)延要求不適用于基于位置尋址的呼叫。連接建立失敗概率定義連接建立失敗概率是指連接建立失敗次數(shù)與連接建立請(qǐng)求總次數(shù)之比值。連接建立失敗包括承載業(yè)務(wù)引起的各種失敗類型，連接建立時(shí)延>10s是連接建立失敗的一種情況。指標(biāo)要求移動(dòng)臺(tái)主叫的連接建立失敗概率應(yīng)小于10-2。用戶數(shù)據(jù)幀傳送時(shí)延定義用戶數(shù)據(jù)幀傳送時(shí)延是指用戶數(shù)據(jù)幀發(fā)起傳送請(qǐng)求到該用戶數(shù)據(jù)幀成功傳送之間的時(shí)間間隔。用戶數(shù)據(jù)幀是指測試數(shù)據(jù)幀，長度為30字節(jié)。指標(biāo)要求用戶數(shù)據(jù)幀（30字節(jié)）傳送時(shí)延應(yīng)滿足：≤0.5s(99%)。其它說明時(shí)延是指從發(fā)送端發(fā)出用戶數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特到接收端接收到該用戶數(shù)據(jù)幀的最后一個(gè)比特之間所需的時(shí)間。鏈路斷開（失效）概率定義鏈路斷開（失效）概率是指在累積的單位連接保持時(shí)間內(nèi)非主動(dòng)釋放的累積次數(shù)。指標(biāo)要求連接建立失敗概率<10-2時(shí)，鏈路斷開（失效）概率應(yīng)<10-2/h。傳輸干擾定義當(dāng)接收到的30字節(jié)用戶數(shù)據(jù)幀與發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)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(shí)間TTI和傳輸無差錯(cuò)時(shí)間（又稱“恢復(fù)時(shí)間”）TREC來表示。傳輸干擾時(shí)間TTI：從出現(xiàn)第一個(gè)出錯(cuò)的用戶數(shù)據(jù)幀開始計(jì)時(shí)到出現(xiàn)第一個(gè)無錯(cuò)的用戶數(shù)據(jù)幀時(shí)結(jié)束。傳輸無差錯(cuò)時(shí)間（恢復(fù)時(shí)間）TREC：從出現(xiàn)第一個(gè)無錯(cuò)的用戶數(shù)據(jù)幀開始計(jì)時(shí)到出現(xiàn)第一個(gè)出錯(cuò)的用戶數(shù)據(jù)幀結(jié)束。出錯(cuò)的用戶數(shù)據(jù)幀是指接收到的30字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)幀中至少有一個(gè)比特與發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)幀不一致；無錯(cuò)的用戶數(shù)據(jù)幀是指接收到的30字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)幀與發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)幀完全一致。圖2傳輸干擾時(shí)間和傳輸無差錯(cuò)時(shí)間[注]：HDLC幀指30字節(jié)用戶數(shù)據(jù)幀。傳輸干擾時(shí)間內(nèi)A、B、C、D四種情況分別為：A：HDLC幀的出現(xiàn)早于傳輸干擾的出現(xiàn)；B：無錯(cuò)時(shí)間不足以傳輸HDLC幀；C：沒有HDLC幀需要傳輸；D：受損HDLC幀的結(jié)束晚于傳輸干擾的結(jié)束。指標(biāo)要求傳輸干擾時(shí)間TTI應(yīng)滿足：<0.8s(95%)，<1s(99%)。傳輸無差錯(cuò)時(shí)間（恢復(fù)時(shí)間）TREC應(yīng)滿足：>20s(95%)，>7s(99%)。GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求GSM-R網(wǎng)絡(luò)與RBC互聯(lián)的要求MSC與RBC的連接方式MSC與RBC之間的連接方式應(yīng)綜合考慮RBC設(shè)置地點(diǎn)、管轄區(qū)域、MSC設(shè)置地點(diǎn)、管轄區(qū)域等因素，合理選擇，盡可能提高系統(tǒng)的可靠性。RBC應(yīng)與其管轄范圍相應(yīng)的MSC相連，當(dāng)RBC管界跨兩個(gè)相鄰MSC時(shí)，應(yīng)同時(shí)連接兩個(gè)MSC。MSC與RBC的接口設(shè)置MSC與RBC之間采用ISDNPRI接口（2Mb/s），信令規(guī)程采用DSS1信令方式。MSC至RBC的PRI接口應(yīng)根據(jù)RBC需求進(jìn)行配置，接口冗余由RBC考慮。RBC應(yīng)盡可能連接到MSC的不同外圍接口單元上，從而保證某個(gè)外圍接口單元故障時(shí)，RBC仍能通過其他外圍接口單元與MSC連接。無線覆蓋要求無線覆蓋指標(biāo)要求GSM-R網(wǎng)絡(luò)無線覆蓋指標(biāo)應(yīng)滿足在95％統(tǒng)計(jì)概率下，對(duì)于8w的列控機(jī)車臺(tái)，在增益為0dBi的機(jī)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(jī)車臺(tái)饋線損耗和3dB設(shè)備老化余量。工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮其他設(shè)計(jì)余量，以抵抗各種不可預(yù)見因素（如快衰落、氣候影響、工程質(zhì)量影響等）。無線覆蓋范圍要求GSM-R網(wǎng)絡(luò)應(yīng)覆蓋CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)域，該應(yīng)用區(qū)域包括其他等級(jí)與CTCS-3等級(jí)轉(zhuǎn)換區(qū)域。其他等級(jí)向CTCS-3級(jí)轉(zhuǎn)換區(qū)域，GSM-R網(wǎng)絡(luò)無線覆蓋范圍應(yīng)滿足從GSM-R通信電臺(tái)開始注冊(cè)GSM-R網(wǎng)絡(luò)至具備等級(jí)轉(zhuǎn)換條件的時(shí)間要求（列車以允許的最高速度運(yùn)行計(jì)算距離）。轉(zhuǎn)換區(qū)域的主要操作和所需時(shí)間為：GSM-R網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)：40s；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(shí)間；車載與地面間的