GSMR無線通信系統(tǒng)概述

GSMR無線通信系統(tǒng)概述第1頁/共88頁GSM-R無線通信系統(tǒng)概述一、GSM-R概述—江炎陽二、GSM-R系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—?jiǎng)⒀╋w三、GSM-R業(yè)務(wù)原理—邱廣平四、GSM-R鐵路基本業(yè)務(wù)—郭澤恩五、GSM-R鐵路功能應(yīng)用—林芒六、GSM-R系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外對(duì)比—熊壯

牛牛文庫(kù)文檔分享第2頁/共88頁一、GSM-R概述

1、什么是GSM-R？2、為什么要建設(shè)GSM-R?

——江炎陽

牛牛文庫(kù)文檔分享第3頁/共88頁1、什么是GSM-R？GSM-R（GlobleSystemofMobileforRailway）專門針對(duì)鐵路對(duì)移動(dòng)通信的需求而推出的專用系統(tǒng)，它基于GSM并在功能上有所超越，是成熟的技術(shù)。是通過無線通信方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)話音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N技術(shù)體制。

牛牛文庫(kù)文檔分享第4頁/共88頁GPRS與GSM-R的關(guān)系？BTS軟件升級(jí)BSC增加PCU及軟件升級(jí)MS為具有GPRS能力的A/B/C類MS與GSM-R共用軟件升級(jí)新增網(wǎng)元軟件升級(jí)

牛牛文庫(kù)文檔分享第5頁/共88頁GSM與GSM-R的關(guān)系——六大關(guān)系GSM-R理論建立在GSM理論基礎(chǔ)之上；GSM-R技術(shù)建立在GSM技術(shù)基礎(chǔ)之上；GSM-R工業(yè)以GSM工業(yè)為基礎(chǔ)；GSM-R工程建設(shè)以GSM工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)；GSM-R應(yīng)用開發(fā)吸收GSM成功經(jīng)驗(yàn)；GSM-R的市場(chǎng)鐵路專用，GSM公眾商用。

牛牛文庫(kù)文檔分享第6頁/共88頁鐵路相對(duì)GSM公網(wǎng)的特殊需求：（1）用戶級(jí)別不同（高級(jí)語音呼叫，包括：組呼、群呼、增強(qiáng)多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆）（2）功能尋址（調(diào)度）（3）基于位置的尋址（機(jī)車呼叫前方車站、后方車站）（4）高速情況下的移動(dòng)通信（5）大量特殊的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求（列控、列尾、車次號(hào)等）

牛牛文庫(kù)文檔分享第7頁/共88頁1、現(xiàn)有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題2、鐵路發(fā)展出現(xiàn)許多新業(yè)務(wù)需求2、為什么要建設(shè)GSM-R?

牛牛文庫(kù)文檔分享第8頁/共88頁1、現(xiàn)有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題。（1）投資方面：系統(tǒng)分散建設(shè)，投資浪費(fèi)。（2）系統(tǒng)功能方面：功能單一，不具備網(wǎng)絡(luò)能力；頻率利用率低，容量有限；話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爭(zhēng)搶信道，傳輸可靠性低，數(shù)據(jù)傳輸能力差。（3）存在的問題：樞紐地區(qū)干擾嚴(yán)重；是開放系統(tǒng)，不具保密性。

牛牛文庫(kù)文檔分享第9頁/共88頁2、鐵路發(fā)展出現(xiàn)許多新業(yè)務(wù)需求：（1）客運(yùn)專線的業(yè)務(wù)需求（2）貨運(yùn)專線機(jī)車同步控制傳輸（3）車地信息化數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?）有線、無線調(diào)度兩網(wǎng)融合的需求可見，既有系統(tǒng)無法滿足鐵路新業(yè)務(wù)需求，應(yīng)建立一個(gè)能完善解決鐵路新業(yè)務(wù)需求、高安全可靠性、聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)、可滿足高速、重載運(yùn)輸及信息化需求的通信系統(tǒng)。

牛牛文庫(kù)文檔分享第10頁/共88頁二、GSM-R系統(tǒng)構(gòu)成1.GSM-R系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成2.交換子系統(tǒng)（SSS）3.智能網(wǎng)（IN）4.通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）5.基站子系統(tǒng)（BSS）6.運(yùn)行與支持子系統(tǒng)（OSS）7.終端設(shè)備（無線移動(dòng)終端、無線固定終端）——?jiǎng)⒀╋w第11頁/共88頁1.GSM-R系統(tǒng)構(gòu)成圖第12頁/共88頁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、呼叫接續(xù)功能以及用戶數(shù)據(jù)管理和移動(dòng)性管理。提供的業(yè)務(wù)：基本話音呼叫業(yè)務(wù)；電路域數(shù)據(jù)傳輸。話音呼叫：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(diǎn)、機(jī)車同步操控地面節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)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。第13頁/共88頁MSC移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心呼叫處理功能(類似固定網(wǎng)的交換機(jī))移動(dòng)通信特定的功能

NSS的核心服務(wù)幾個(gè)BSS(BSC)

建立并交換用戶話務(wù)和信令

與VLR合設(shè)于同一物理實(shí)體

與HLR/AuC可合設(shè)（如交大實(shí)驗(yàn)室），也可分設(shè)

網(wǎng)關(guān)MSC（GMSC）：到外網(wǎng)的關(guān)口，可與MSC合設(shè)，也可分設(shè)

來訪MSC:服務(wù)MS的MSC

牛牛文庫(kù)文檔分享第14頁/共88頁2、交換子系統(tǒng)概述（1）GSM技術(shù)規(guī)范定義了不同的接口以保證各功能實(shí)體之間的接口標(biāo)準(zhǔn)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(luò)中移動(dòng)性管理采用MAP（移動(dòng)應(yīng)用部分），MAP協(xié)議使用7號(hào)信令系統(tǒng)TCAP（事務(wù)處理應(yīng)用部分）提供的業(yè)務(wù)，而TCAP則使用SCCP（信令連接控制部分）提供的業(yè)務(wù)。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。第15頁/共88頁2、交換子系統(tǒng)功能實(shí)體（2）拜訪位置寄存器（VLR）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，負(fù)責(zé)管理漫游用戶的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)、更新漫游入用戶的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)信息包括：移動(dòng)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(shí)，VLR從HLR獲取上述信息；用戶漫游出該控制區(qū)時(shí)，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(dòng)管理和呼叫建立的速度，VLR與MSC一般合適于同一物理實(shí)體。注：位置區(qū)的劃分由人為規(guī)定，1個(gè)MSC劃分為若干個(gè)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。

第16頁/共88頁3、智能網(wǎng)子系統(tǒng)傳統(tǒng)方式每增加一種新業(yè)務(wù)就需要在網(wǎng)絡(luò)中所有交換機(jī)中增加相應(yīng)的軟件，新業(yè)務(wù)的引入周期較長(zhǎng)、靈活性較低且成本很高?；谶@種方式要實(shí)現(xiàn)兩種新業(yè)務(wù)，若兩種業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特征存在有許多相同點(diǎn)，但也必須分別實(shí)現(xiàn)，且當(dāng)交換機(jī)更換后，這兩種新業(yè)務(wù)還只能重新開發(fā)。新業(yè)務(wù)生成對(duì)具體的交換機(jī)有很大的依賴性。智能網(wǎng)方式采用全新的“控制與交換相分離”的思想，新業(yè)務(wù)的提供、修改以及管理等功能全部集中于智能網(wǎng)，交換機(jī)則提供交換基本功能，而與業(yè)務(wù)提供無直接關(guān)聯(lián)。對(duì)業(yè)務(wù)的提供采用基于與業(yè)務(wù)無關(guān)的模塊（SIB）來實(shí)現(xiàn)的，SIB是一種與具體的業(yè)務(wù)和實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的技術(shù)無關(guān)的模塊，可重復(fù)使用。SIB的各種不同組合可組成不同的新業(yè)務(wù)，新業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)和修改均很方便，大大節(jié)省了新業(yè)務(wù)的投入費(fèi)用和時(shí)間。第17頁/共88頁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(dòng)交換網(wǎng)基礎(chǔ)之上的業(yè)務(wù)網(wǎng)。引入SCP，依靠No.7信令網(wǎng)和SCP大型數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，將網(wǎng)絡(luò)的交換和控制功能相分離，簡(jiǎn)化交換機(jī)的軟件，使之只完成基本的接續(xù)功能，由SCP負(fù)責(zé)集中統(tǒng)一處理各種業(yè)務(wù)。智能網(wǎng)的特點(diǎn)？能夠快速、經(jīng)濟(jì)、靈活、方便地向提供各種新業(yè)務(wù)。GSM-R網(wǎng)為什么引入智能網(wǎng)？符合技術(shù)發(fā)展的要求和趨勢(shì)。解決不同廠家設(shè)備組網(wǎng)環(huán)境下業(yè)務(wù)漫游的問題，支持可變長(zhǎng)度的功能號(hào)等注冊(cè)業(yè)務(wù)。第18頁/共88頁智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的選擇智能網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)固網(wǎng)智能網(wǎng)采用INAP協(xié)議。GSM智能網(wǎng)采用CAMEL協(xié)議。CDMA智能網(wǎng)采用WIN協(xié)議。我國(guó)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(yīng)遠(yuǎn)期發(fā)展要求。

牛牛文庫(kù)文檔分享第19頁/共88頁智能網(wǎng)在GSM-R網(wǎng)中的地位和作用交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)鐵路基本電信業(yè)務(wù)MSC1TMSC1TMSCnSCP1HLR1SCP2HLRnMSC2MSC3MSCnTMSC2HLR3HLR2TCP/IPFNFN實(shí)時(shí)地同步數(shù)據(jù)信息用戶平面控制平面智能網(wǎng)實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)

牛牛文庫(kù)文檔分享第20頁/共88頁4、GPRS子系統(tǒng)概述為什么引入GPRS子系統(tǒng)？解決頻率資源緊張問題，提高數(shù)據(jù)傳輸速率。什么是GPRS？通用分組無線業(yè)務(wù)（GeneralPacketRadioService）的英文縮GPRS是在GSM技術(shù)的基礎(chǔ)上提供的一種端到端分組交換業(yè)務(wù)GPRS最大限度重用已有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施GPRS提供高效的無線資源利用率GPRS提供高達(dá)171.2Kbps的無線接入速率與已有的GSM-R電路交換系統(tǒng)有很多交互GPRS系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)的開放接口第21頁/共88頁GPRS子系統(tǒng)的特點(diǎn)GPRS提供的業(yè)務(wù)分組域數(shù)據(jù)傳輸。如與鐵路CTC/TDCS系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)車～地、車～車數(shù)據(jù)信息傳送。GPRS系統(tǒng)的特點(diǎn)有哪些？固定、動(dòng)態(tài)分配信道，多用戶共享信道。一個(gè)用戶可以同時(shí)使用1～8個(gè)時(shí)隙，空中接口支持CS1～CS4共計(jì)4種編碼方式，數(shù)據(jù)傳輸可達(dá)約10kbit/s-170kbit/s。用戶永遠(yuǎn)在線，但是只有在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，才能占用無線資源信道。用戶與網(wǎng)絡(luò)的交互，是按照會(huì)話進(jìn)行管理的，傳輸信息時(shí)，用戶需激活申請(qǐng)PDP場(chǎng)景。第22頁/共88頁與公眾GPRS網(wǎng)的區(qū)別？公眾GPRS網(wǎng)用戶多數(shù)處于靜止?fàn)顟B(tài)或者緩慢移動(dòng)狀態(tài)；傳送信息內(nèi)容為公眾服務(wù)信息傳送；服務(wù)質(zhì)量“盡力而為”，對(duì)可靠性、實(shí)時(shí)性要求不高。鐵路GPRS網(wǎng)用戶處于移動(dòng)狀態(tài)下甚至高速移動(dòng)狀態(tài)無線數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)內(nèi)容為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)相關(guān)的信息；對(duì)可靠性、實(shí)時(shí)性要求高。二者在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)功能、參數(shù)設(shè)置均有所不同！第23頁/共88頁14GPRS終端有幾種？A類（Class-A）：可同時(shí)運(yùn)行GPRS和GSM-R服務(wù)。B類（Class-B）：具備GSM功能和GPRS功能，可同時(shí)附著在GSM-R和GPRS網(wǎng)上。但通話和上網(wǎng)不能同時(shí)進(jìn)行。通話優(yōu)先。通話時(shí)無法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可以收到通話信號(hào)，從而暫時(shí)中斷數(shù)據(jù)傳輸而切換到話務(wù)功能。待通話結(jié)束后再接續(xù)數(shù)據(jù)傳輸。C類（Class-C）：只具有GPRS功能，MS只能應(yīng)用于GPRS服務(wù)。

牛牛文庫(kù)文檔分享第24頁/共88頁5、基站子系統(tǒng)BSS在系統(tǒng)中的地位與作用：BSS通過無線接口與終端相接，負(fù)責(zé)無線信號(hào)發(fā)送接收和無線資源管理。與MSC相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶之間或者與固定用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信號(hào)和用戶信息等。BSS包括：基站控制器BSC基站收發(fā)信機(jī)BTS編譯碼和速率適配單元TRAU小區(qū)廣播中心CBC其他：弱場(chǎng)設(shè)備第25頁/共88頁基站控制中心BSC（1）BSC是無線網(wǎng)絡(luò)的中心設(shè)計(jì)原則鐵路樞紐地區(qū)BSC與MSC同址設(shè)置，同歸屬；鐵路干線和沒有MSC的樞紐，BSC設(shè)置在大通信站；鐵路支線不設(shè)置BSC；為減少BSC間的切換，各BSC所控制的區(qū)域應(yīng)相對(duì)集中，不跨鐵路局、鐵路分局管界。各BSC負(fù)荷應(yīng)留出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)調(diào)整的余量。BSC應(yīng)考慮今后小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

牛牛文庫(kù)文檔分享第26頁/共88頁TRAUTRAUTRAUBSCBTS???BTSBTS基站控制中心BSC（2）???BSS系統(tǒng)控制

交換在TRAUBTS之間

無線資源管理

收集BSS中的錯(cuò)誤信息

與OMC-B通信

儲(chǔ)存數(shù)據(jù)庫(kù),BSS的軟件OMC-BAsubAbis圖.8(TM2100EU02TM_0001GSMPLMN,17)

牛牛文庫(kù)文檔分享第27頁/共88頁基站(BTS)及覆蓋鐵路GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)基站的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋范圍是指滿足鐵路作業(yè)所必需的場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域，在直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市的城區(qū)，鐵路GSM-R系統(tǒng)的覆蓋范圍為鐵路外側(cè)軌道兩側(cè)各2km，其他地域覆蓋范圍為鐵路外側(cè)軌道兩側(cè)各6km。鐵路沿線GSM-R場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)連續(xù)覆蓋，根據(jù)鐵路中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，場(chǎng)強(qiáng)覆蓋指標(biāo)應(yīng)符合具體業(yè)務(wù)需求，并預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展條件。山區(qū)、隧道、路塹等弱場(chǎng)區(qū)可根據(jù)需要采用光纖直放、射頻直放站和LCX等技術(shù)措施。

牛牛文庫(kù)文檔分享第28頁/共88頁6、運(yùn)行與支持子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)5種功能：安全管理、配置管理、故障管理、告警管理、性能管理。按照專業(yè)分為：交換、分組、智能網(wǎng)、無線等網(wǎng)管系統(tǒng)。按照職能：網(wǎng)絡(luò)管理中心（NMC）和本地操作維護(hù)管理中心（OMC）。用戶管理系統(tǒng)管理本網(wǎng)用戶的相關(guān)數(shù)據(jù)，提供開戶、銷戶以及用戶業(yè)務(wù)權(quán)限更改等操作功能，支撐業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。包括SIM卡管理系統(tǒng)以及計(jì)費(fèi)、結(jié)算、營(yíng)帳和客服系統(tǒng)等。第29頁/共88頁7、終端終端由終端設(shè)備和SIM卡組成。終端包括：固定終端和移動(dòng)終端。移動(dòng)終端分為：車載臺(tái)：機(jī)車臺(tái)、汽車臺(tái)。機(jī)車臺(tái)模塊：薩基姆、開普實(shí)、馬可尼3家。手持臺(tái)：通用手持臺(tái)、運(yùn)營(yíng)手持臺(tái)。薩基姆1家。其他：列控?cái)?shù)據(jù)傳輸設(shè)備、列尾信息傳輸設(shè)備等。GSM-R終端與GSM終端區(qū)別？注冊(cè)、注銷等廣播/集群組呼功能。第30頁/共88頁三、GSM-R業(yè)務(wù)原理1.GSM-R電信業(yè)務(wù)

-承載業(yè)務(wù)

-終端業(yè)務(wù)

-補(bǔ)充業(yè)務(wù)2.語音調(diào)度業(yè)務(wù)

-語音組呼業(yè)務(wù)

-語音廣播業(yè)務(wù)

-增強(qiáng)的多優(yōu)先級(jí)和強(qiáng)拆業(yè)務(wù)——邱廣平

牛牛文庫(kù)文檔分享第31頁/共88頁GSM-R業(yè)務(wù)原理GSM基礎(chǔ)設(shè)施eMLPPVBSVGCS語音調(diào)度業(yè)務(wù)-ASCI功能尋址與位置有關(guān)的尋址接入矩陣鐵路基本業(yè)務(wù)鐵路應(yīng)用功能號(hào)的表示調(diào)度通信自動(dòng)列車控制(CTCS)遠(yuǎn)程遙控鐵路緊急救援移動(dòng)服務(wù)調(diào)車作業(yè)移動(dòng)服務(wù)軌道維護(hù)移動(dòng)服務(wù)高速數(shù)字通信列車尾部風(fēng)壓信息傳送區(qū)間移動(dòng)公務(wù)通信旅客列車綜合移動(dòng)信息服務(wù)GSM電信業(yè)務(wù)

牛牛文庫(kù)文檔分享第32頁/共88頁1.GSM-R電信業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)——由網(wǎng)絡(luò)提供給用戶的通信能力承載業(yè)務(wù)——兩個(gè)接入點(diǎn)之間傳送信號(hào)的能力終端業(yè)務(wù)——可以為用戶之間通信提供全部通信能力的電信業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)——隨著用戶需求的發(fā)展，對(duì)電信業(yè)務(wù)進(jìn)行的修改和補(bǔ)充

牛牛文庫(kù)文檔分享第33頁/共88頁

牛牛文庫(kù)文檔分享第34頁/共88頁（1）承載業(yè)務(wù)

提供在用戶之間實(shí)時(shí)傳遞信息的手段，而不改變信息本身所包含的內(nèi)容。對(duì)應(yīng)于開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型的低層功能。僅說明了通信網(wǎng)的通信能力，而與終端的類型無關(guān)。

牛牛文庫(kù)文檔分享第35頁/共88頁（2）終端業(yè)務(wù)：

用戶終端業(yè)務(wù)包括網(wǎng)絡(luò)提供的通信能力和終端本身所具有的通信能力?？梢岳斫鉃橛脩敉ㄟ^終端的通信所獲得的業(yè)務(wù)。

用戶終端業(yè)務(wù)由OSI的1-7層的特性規(guī)定。由此可知，用戶終端業(yè)務(wù)中必定包含了承載業(yè)務(wù)的內(nèi)容。

牛牛文庫(kù)文檔分享第36頁/共88頁（3）補(bǔ)充業(yè)務(wù)：補(bǔ)充業(yè)務(wù)——隨著用戶需求的發(fā)展，對(duì)電信業(yè)務(wù)進(jìn)行的修改和補(bǔ)充基本補(bǔ)充業(yè)務(wù)：任何GSM網(wǎng)絡(luò)都適用附加補(bǔ)充業(yè)務(wù)：由本國(guó)GSM網(wǎng)絡(luò)所提供

牛牛文庫(kù)文檔分享第37頁/共88頁2.語音調(diào)度業(yè)務(wù)-ASCI語音組呼業(yè)務(wù)（VGCS）語音廣播業(yè)務(wù)（VBS）增強(qiáng)的多優(yōu)先級(jí)和強(qiáng)拆業(yè)務(wù)（eMLPP）

牛牛文庫(kù)文檔分享第38頁/共88頁（1）語音組呼業(yè)務(wù)（VGCS）VGCS（VoiceGroupCallService）——語音組呼業(yè)務(wù)，它是一種電信業(yè)務(wù)。VGCS業(yè)務(wù)定義了一種由多方參加（GSM移動(dòng)臺(tái)或固網(wǎng)電話）、一人講話、多方聆聽的語音通信方式。VGCS業(yè)務(wù)突破了GSM網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的局限性，能夠以簡(jiǎn)捷的方式建立組呼叫，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮、緊急通知等特定功能，尤其適用于鐵路的行車指揮調(diào)度部門。

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牛牛文庫(kù)文檔分享第40頁/共88頁（2）語音廣播業(yè)務(wù)（VBS）

VBS（VoiceBroadcastService）——語音廣播業(yè)務(wù)。VBS業(yè)務(wù)是指在某個(gè)特定的區(qū)域上，一個(gè)用戶講話，其他用戶在下行鏈路上聆聽講話內(nèi)容，即VBS主要實(shí)現(xiàn)的單向通信功能，且所有參與VBS的用戶都必須經(jīng)過授權(quán)。VBS業(yè)務(wù)與VGCS業(yè)務(wù)相似，在業(yè)務(wù)定義、信令流程、對(duì)系統(tǒng)和終端的需求，呼叫控制等方面都大同小異。

兩種業(yè)務(wù)一個(gè)最重要的不同之處在于：VBS的業(yè)務(wù)用戶不能實(shí)現(xiàn)講話者與聆聽者之間的轉(zhuǎn)換，包括調(diào)度員在內(nèi)，因此VBS的呼叫發(fā)起者一定是講話者。

牛牛文庫(kù)文檔分享第41頁/共88頁廣播VBS發(fā)起過程舉例：

GSM-R網(wǎng)絡(luò)聽者廣播調(diào)度員廣播發(fā)起者小區(qū)1小區(qū)2小區(qū)3同一個(gè)小區(qū)所有廣播用戶共享一個(gè)組呼信道只有廣播發(fā)起者可以說話，其他任何成員只能作為聽者，包括調(diào)度員在內(nèi)

牛牛文庫(kù)文檔分享第42頁/共88頁（3）補(bǔ)充業(yè)務(wù)——增強(qiáng)的多優(yōu)先級(jí)和強(qiáng)拆（eMLPP）eMLPP是enhancedMulti-LevelPrecedenceandPreemptionservice的縮寫，即增強(qiáng)多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆，它是一種補(bǔ)充業(yè)務(wù)。在呼叫建立期間和越區(qū)切換期間，系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)先級(jí)水平對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行處理。eMLPP業(yè)務(wù)主要由三個(gè)元素構(gòu)成：優(yōu)先級(jí)呼叫建立時(shí)間資源搶占能力

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優(yōu)先級(jí)是指在呼叫建立時(shí)給該呼叫指配一個(gè)優(yōu)先級(jí)別，并和該呼叫的建立時(shí)間類型一起參與網(wǎng)絡(luò)資源的競(jìng)爭(zhēng)與調(diào)配。eMLPP業(yè)務(wù)定義了7個(gè)優(yōu)先等級(jí)：A（最高，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用）B（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用）0（預(yù)定）1（預(yù)定）2（預(yù)定）3（預(yù)定）4（最低，預(yù)定）

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呼叫建立時(shí)間是指從用戶按下“發(fā)送”鍵開始，到被叫用戶能夠接收信息為止，不包含用戶反應(yīng)時(shí)間。對(duì)于多方呼叫、VGCS或VBS，呼叫建立時(shí)間是指至少有一個(gè)被叫用戶能夠接收信息為止。eMLPP業(yè)務(wù)規(guī)定的呼叫建立時(shí)間有3個(gè)等級(jí)：1級(jí)，快速呼叫建立1-2s2級(jí)，正常呼叫建立<5s3級(jí)，慢速呼叫建立<10s

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資源強(qiáng)占有兩種情況：網(wǎng)絡(luò)資源強(qiáng)占：呼叫建立或切換時(shí)，沒有空閑網(wǎng)絡(luò)資源，則終止低優(yōu)先級(jí)呼叫，將資源給高優(yōu)先級(jí)呼叫使用的過程。用戶接口資源強(qiáng)占：具有較高優(yōu)先級(jí)的呼叫請(qǐng)求與正在進(jìn)行較低優(yōu)先級(jí)通話的用戶建立通信時(shí)，網(wǎng)絡(luò)終止被叫用戶的當(dāng)前呼叫，并將其接入高優(yōu)先級(jí)呼叫的過程。

牛牛文庫(kù)文檔分享第46頁/共88頁eMLPP增強(qiáng)型多優(yōu)先級(jí)和強(qiáng)占業(yè)務(wù)在系統(tǒng)資源(包括無線資源，中繼資源)不足時(shí)，高優(yōu)先級(jí)呼叫強(qiáng)占低優(yōu)先級(jí)呼叫的資源資源強(qiáng)占調(diào)度員發(fā)起組呼無線信道資源全忙低優(yōu)先級(jí)呼叫

牛牛文庫(kù)文檔分享第47頁/共88頁eMLPP增強(qiáng)型多優(yōu)先級(jí)和強(qiáng)占業(yè)務(wù)在低優(yōu)先級(jí)用戶通話過程中，高優(yōu)先級(jí)呼叫強(qiáng)占低優(yōu)先級(jí)呼叫的用戶呼叫強(qiáng)占調(diào)度員呼叫司機(jī)

牛牛文庫(kù)文檔分享第48頁/共88頁鐵路緊急呼叫一種特殊的組呼，組ID299，2s內(nèi)接通，調(diào)度臺(tái)和移動(dòng)用戶都可以發(fā)起最高優(yōu)先級(jí)，在無線信道資源緊張的時(shí)候可以強(qiáng)占低優(yōu)先級(jí)呼叫資源對(duì)于處于通話中的組用戶，強(qiáng)制接入緊急呼叫，聽者用戶不允許主動(dòng)退出緊急呼叫。普通低優(yōu)先級(jí)呼叫列車長(zhǎng)主司機(jī)調(diào)度員發(fā)起鐵路緊急呼叫5000001299

牛牛文庫(kù)文檔分享第49頁/共88頁四、GSM-R鐵路基本業(yè)務(wù)功能尋址位置尋址功能尋址以及基于位置的尋址是GSM-R中兩個(gè)非常重要的先進(jìn)尋址功能，是實(shí)現(xiàn)調(diào)度通信的關(guān)鍵技術(shù)和必要手段。

——郭澤恩

牛牛文庫(kù)文檔分享第50頁/共88頁1功能尋址功能尋址——用戶可以由它們當(dāng)時(shí)所擔(dān)當(dāng)?shù)墓δ芙巧?，而不是它們所使用的終端設(shè)備的號(hào)碼來尋址。在鐵路通信中有許多這樣的情況，因?yàn)閺蔫F路運(yùn)輸管理的角度出發(fā)，主叫方在發(fā)起呼叫時(shí)更多的是使用被叫方所擔(dān)當(dāng)?shù)墓δ芙巧木幪?hào)。這個(gè)特征保證了用戶功能號(hào)碼與其用來應(yīng)答的物理終端之間的獨(dú)立性。

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在鐵路上，功能尋址主要用于解決固定用戶到移動(dòng)用戶的呼叫。下圖描述了調(diào)度員采用功能號(hào)對(duì)司機(jī)進(jìn)行呼叫：北京東環(huán)調(diào)度臺(tái)京秦西調(diào)度臺(tái)唐山樞紐調(diào)度臺(tái)京山三調(diào)度臺(tái)京山四調(diào)度臺(tái)調(diào)度呼叫司機(jī)T302120K212Y333L2922車站值班員呼叫司機(jī)

牛牛文庫(kù)文檔分享第52頁/共88頁功能節(jié)點(diǎn)FFN——用于存儲(chǔ)功能號(hào)，并將功能號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的MSISDN號(hào)碼的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，完成功能號(hào)的注冊(cè)、注銷和查詢等操作。功能地址FA——包含字母和數(shù)字的地址，用來標(biāo)識(shí)終端用戶功能。功能號(hào)FN——不包含任何字母字符，存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)FFN中，呼叫要從FN到MSISDN進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過MSISDN號(hào)碼來尋址被叫用戶。功能尋址注冊(cè)：在功能號(hào)FN和MSISDN號(hào)之間建立了臨時(shí)的關(guān)聯(lián)。功能尋址注銷：解除功能號(hào)和MSISDN號(hào)之間的關(guān)聯(lián)。功能尋址查詢：移動(dòng)用戶可以獲得有關(guān)GSM-R中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息。HLR處理功能尋址查詢，并向移動(dòng)臺(tái)返回請(qǐng)求的信息。

牛牛文庫(kù)文檔分享第53頁/共88頁注冊(cè)過程：在功能號(hào)和MSISDN號(hào)之間建立了臨時(shí)的關(guān)聯(lián)。

牛牛文庫(kù)文檔分享第54頁/共88頁功能號(hào)FN組成：FNT+UIN+FCFNT：功能號(hào)類型UIN：用戶識(shí)別號(hào)FC：功能代碼

可以給每列正在運(yùn)行的列車司機(jī)分配一個(gè)功能號(hào)，司機(jī)駕駛列車從起點(diǎn)站出發(fā)時(shí)，他都必須向網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)該功能號(hào)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將該功能號(hào)與他當(dāng)時(shí)所使用的機(jī)車電臺(tái)的真實(shí)號(hào)碼對(duì)應(yīng)起來。

牛牛文庫(kù)文檔分享第55頁/共88頁FC：功能代碼

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網(wǎng)絡(luò)必須提供一套機(jī)制，以保證功能尋址能夠正確而有效地進(jìn)行。該機(jī)制主要包括以下方面：功能角色必須按一定規(guī)律進(jìn)行編號(hào)，以使得交換機(jī)可以對(duì)其進(jìn)行識(shí)別；必須提供一套有效的注冊(cè)和注銷功能號(hào)的方法；必須保證功能號(hào)的相對(duì)唯一性。

功能尋址是GSM-R的特征，它允許通過功能號(hào)來呼叫用戶，而功能號(hào)可用來識(shí)別應(yīng)用和功能。

在歐洲的EIRENE規(guī)范中，用“FollowMe”（簡(jiǎn)稱FM）業(yè)務(wù)來解決功能尋址。

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在鐵路行車調(diào)度中，運(yùn)輸管理講究責(zé)任明確，各個(gè)分局的調(diào)度所管理當(dāng)前處于其管轄范圍內(nèi)的列車，每個(gè)調(diào)度員和車站值班員只允許和其管轄范圍內(nèi)的列車司機(jī)進(jìn)行通信。列車在行車過程中要經(jīng)過若干調(diào)度區(qū)段以及若干車站，當(dāng)司機(jī)呼叫調(diào)度員或車站值班員時(shí)，他只能呼叫當(dāng)前調(diào)度區(qū)段的調(diào)度員或當(dāng)前車站的車站值班員。

2位置尋址

牛牛文庫(kù)文檔分享第58頁/共88頁北京東環(huán)調(diào)度臺(tái)京秦西調(diào)度臺(tái)唐山樞紐調(diào)度臺(tái)京山三調(diào)度臺(tái)京山四調(diào)度臺(tái)司機(jī)1200呼叫調(diào)度T302120K212Y333L2922

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基于位置的尋址——由移動(dòng)用戶發(fā)起呼叫，路由到一個(gè)與該用戶當(dāng)前所處位置相關(guān)的目的地址，正確的調(diào)度員或車站值班員由主叫移動(dòng)用戶當(dāng)時(shí)所處的位置來確定。例如，當(dāng)列車在運(yùn)行過程中司機(jī)需要呼叫當(dāng)前調(diào)度員時(shí)，他并不知道調(diào)度員的電話號(hào)碼，但他可以使用一個(gè)短號(hào)碼如1200向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫請(qǐng)求。網(wǎng)絡(luò)識(shí)別該短號(hào)碼，并將其路由到正確的行車調(diào)度員，采用1300呼叫車站值班員。

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牛牛文庫(kù)文檔分享第63頁/共88頁五、GSM-R在鐵路中的功能應(yīng)用1.話音類業(yè)務(wù)——調(diào)度通信2.數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)

-安全數(shù)據(jù)傳輸

-非安全數(shù)據(jù)傳輸

——林芒

牛牛文庫(kù)文檔分享第64頁/共88頁話音類業(yè)務(wù)——調(diào)度通信列車無線調(diào)度電話（簡(jiǎn)稱無線列調(diào)）是重要的鐵路行車通信設(shè)備，號(hào)稱列車行車“三大件”之一，在保證列車正點(diǎn)運(yùn)行、降低機(jī)車能耗、提高通過能力、通告險(xiǎn)情、防止事故、救援搶險(xiǎn)等各方面都具有重要的作用。無線列調(diào)系統(tǒng)的主要問題是解決“大三角”和“小三角”通信，“大三角”通信是指行車調(diào)度員、車站值班員和機(jī)車司機(jī)之間的通信；“小三角”通信是指車站值班員、機(jī)車司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)之間的通信。

牛牛文庫(kù)文檔分享第65頁/共88頁BTSBSCMSCGSM-R網(wǎng)絡(luò)車站值班員調(diào)度員#2調(diào)度員#1局級(jí)FAS調(diào)度通信CIRFAS網(wǎng)絡(luò)站段FAS應(yīng)急通信事故現(xiàn)場(chǎng)手持臺(tái)應(yīng)急指揮中心

牛牛文庫(kù)文檔分享第66頁/共88頁GSM-R無線列調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：1）GSM-R是數(shù)字系統(tǒng)，可以利用糾錯(cuò)、檢錯(cuò)及話音編碼等手段提高話音質(zhì)量，抗干擾能力強(qiáng)，可以利用加密機(jī)制使系統(tǒng)保密性更好,可靠性更高；2）方案中無線和有線結(jié)合的方式，既充分體現(xiàn)了GSM-R的優(yōu)勢(shì)，又利用了現(xiàn)有的有線通信資源，節(jié)省投資。3）采用蜂窩機(jī)制，可以有效的利用無線頻點(diǎn)和通信電纜資源，擴(kuò)大覆蓋范圍，提高系統(tǒng)容量；各種先進(jìn)技術(shù)如功能尋址，基于位置的尋址，優(yōu)先級(jí)的使用，使無線列調(diào)功能更加強(qiáng)大；

牛牛文庫(kù)文檔分享第67頁/共88頁4）因?yàn)橹挥幸环N系統(tǒng)，對(duì)于運(yùn)營(yíng)者來說維護(hù)成本更低，而且在不同的鐵路網(wǎng)之間具有互操作性；5）可以采用靈活設(shè)置完成雙工和半雙工通信，實(shí)現(xiàn)大三角和小三角通信更容易；6）除了可以用于無線列調(diào)，GSM-R還可以為鐵路部門提供一個(gè)完善的移動(dòng)通信平臺(tái)，為通信信號(hào)一體化構(gòu)造一個(gè)統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)，降低鐵路部門在通信上的投資，提高投資回報(bào)率。

牛牛文庫(kù)文檔分享第68頁/共88頁數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)

GSM-R作為鐵路綜合通信平臺(tái)，能夠在列車高速移動(dòng)時(shí)為車－地雙向數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的信息傳輸能力。列車上的數(shù)據(jù)如列車位置、列車尾部風(fēng)壓信息、旅客和貨物實(shí)時(shí)信息都需要傳送到地面上來；地面的控制中心會(huì)有一些信息發(fā)送到列車上來，這樣就需要在列車與地面之間建立一條雙向的數(shù)據(jù)傳輸通道。

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GSM-R數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)分為兩種：1.安全數(shù)據(jù)傳輸——指與列車控制有關(guān)的信息傳送業(yè)務(wù)。采用電路交換CSD方式傳輸數(shù)據(jù)，由于安全數(shù)據(jù)傳輸對(duì)傳輸質(zhì)量要求較高，且全程占用信道資源。為保證安全數(shù)據(jù)傳輸通道資源的可用性，采用了eMLPP業(yè)務(wù)，并給安全數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)分配了較高的1級(jí)優(yōu)先級(jí)。青藏線ITCS大秦線LOCOTROL

牛牛文庫(kù)文檔分享第70頁/共88頁2.非安全數(shù)據(jù)傳輸——包括調(diào)度指揮、應(yīng)急搶險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、管理維護(hù)和旅客服務(wù)等類數(shù)據(jù)，通稱為鐵路綜合信息傳輸。采用分組交換GPRS方式傳輸數(shù)據(jù)，多用戶共享一個(gè)分組數(shù)據(jù)傳輸通道，且只有當(dāng)需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才占用信道。

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牛牛文庫(kù)文檔分享第72頁/共88頁450MHz調(diào)度命令無線傳送系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

牛牛文庫(kù)文檔分享第73頁/共88頁六、GSM-R系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外對(duì)比1、歐洲選擇GSM-R的原因2.GSM-R在歐洲的發(fā)展?fàn)顩r3.ERTMS項(xiàng)目

——熊壯

牛牛文庫(kù)文檔分享第74頁/共88頁1、歐洲選擇GSM-R的原因（1）取代落后的模擬設(shè)備、提升系統(tǒng)性能的需要；（2）歐洲鐵路互通性的需要；（3）新業(yè)務(wù)的需要（歐洲列車控制系統(tǒng)－2級(jí)以上）

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目前已在歐洲13個(gè)國(guó)家開始廣泛實(shí)施，具體包括：德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、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(shí)。其中，瑞典、德國(guó)、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷蘭等7個(gè)國(guó)家開通了商用GSM-R網(wǎng)絡(luò)。最早開始建設(shè)的國(guó)家：瑞典（1998年）在全國(guó)范圍內(nèi)普速干線建設(shè)的國(guó)家：意大利（7500km）、荷蘭（2800km）GSM-R覆蓋里程最長(zhǎng)的國(guó)家：德國(guó)（36000km）最早在高速線開通ETCS2的國(guó)家：意大利，羅馬－那不勒斯，2005年12月21日商用，運(yùn)營(yíng)時(shí)速347km/h；米蘭－都靈2006年2月10日正式商用運(yùn)行，設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h。2.GSM-R在歐洲的發(fā)展?fàn)顩r

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ERTMS項(xiàng)目產(chǎn)生原因：為保證高速列車在歐洲鐵路網(wǎng)內(nèi)互通運(yùn)行，現(xiàn)有的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)種類繁多，且各國(guó)信號(hào)制式復(fù)雜多樣、互不兼容。1989年12月歐洲運(yùn)輸部長(zhǎng)會(huì)議作出決定，就歐洲大陸鐵路互聯(lián)互通中的技術(shù)問題尋找解決方案。國(guó)際鐵路聯(lián)盟UIC開始組織專題項(xiàng)目，分析與列車控制和運(yùn)輸管理有關(guān)的問題。3.ERTMS項(xiàng)目

牛牛文庫(kù)文檔分享第77頁/共88頁ERTMS包括三部分：

GSM-R:用于鐵路的GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)。(GSMforRailway)ETCS:歐洲列車控制系統(tǒng).（EuropeanTrainControlSystem)ERTML:歐洲鐵路運(yùn)輸管理層.（EuropeanRailwayTrafficManagementLayer)

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ERTMS的無線通信技術(shù)表示為ERTMS/GSM-R——為鐵路專用的通信網(wǎng)絡(luò)，可以覆蓋地面設(shè)備和車載設(shè)備，提供連續(xù)、雙向的信息傳輸通道

。ERTMS的信號(hào)技術(shù)表示為ERTMS/ETCS——涉及列車控制和信號(hào)方面，是一個(gè)先進(jìn)的列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）系統(tǒng)和機(jī)車信號(hào)規(guī)范技術(shù)，

不僅能提高列車的安全性，而且使列車能夠在歐洲境內(nèi)穿越國(guó)境時(shí)實(shí)現(xiàn)互通運(yùn)營(yíng)。

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ERTMS的信號(hào)技術(shù)ERTMS/ETCS分為五