GSM-R網絡結構及功能

GSM-R網絡結構及功能匯報人：AA2024-01-19目錄contentsGSM-R網絡概述GSM-R網絡結構GSM-R網絡功能GSM-R關鍵技術GSM-R網絡優(yōu)化與演進GSM-R網絡安全與可靠性01GSM-R網絡概述GSM-R（GlobalSystemforMobileCommunications-Railway）是一種專門為鐵路通信設計的數字移動通信系統(tǒng)，基于GSM技術平臺，針對鐵路通信的特殊需求進行優(yōu)化和改進。定義GSM-R起源于歐洲，隨著全球鐵路的快速發(fā)展和數字化轉型，GSM-R逐漸成為國際鐵路聯(lián)盟（UIC）推薦的全球鐵路移動通信標準。目前，GSM-R已在全球范圍內得到廣泛應用，并不斷進行技術升級和演進。發(fā)展歷程GSM-R定義與發(fā)展專用頻段高可靠性語音和數據業(yè)務高速移動性GSM-R技術特點GSM-R使用專用頻段，避免了與公眾移動通信網絡的干擾，確保鐵路通信的穩(wěn)定性和可靠性。GSM-R支持語音和數據業(yè)務，包括列車無線調度通信、列車控制數據傳輸、旅客信息服務等。GSM-R網絡設計具有高可靠性，能夠滿足鐵路運營對通信的高要求，如列車控制、調度指揮等。GSM-R支持高速移動環(huán)境下的通信，能夠滿足列車在高速行駛過程中的通信需求。GSM-R可用于列車無線調度通信，實現列車與調度中心之間的實時語音和數據通信。列車無線調度通信列車控制數據傳輸旅客信息服務鐵路應急通信GSM-R可用于列車控制數據的傳輸，如列車位置、速度、信號狀態(tài)等信息的實時傳輸。GSM-R可用于提供旅客信息服務，如車次、時刻、票價等信息的查詢和發(fā)布。GSM-R可用于鐵路應急通信，如在自然災害、事故等緊急情況下，提供快速、可靠的應急通信服務。GSM-R應用領域02GSM-R網絡結構負責處理所有與呼叫建立、保持和釋放相關的信令和話務，是GSM-R網絡的核心。移動交換中心（MSC）存儲進入其覆蓋區(qū)的移動臺的相關信息，為已登記的移動臺建立臨時檔案。訪問者位置寄存器（VLR）存儲管理部門用于移動用戶管理的數據庫，記錄用戶的相關信息。歸屬位置寄存器（HLR）用于生成鑒權三參數組，對用戶進行鑒權。鑒權中心（AUC）核心網結構基站控制器（BSC）負責管理一個或多個基站，控制無線資源的分配和釋放。操作維護中心（OMC）負責對GSM-R網絡進行配置、監(jiān)控和維護?；臼瞻l(fā)信臺（BTS）負責無線信號的收發(fā)，與移動臺進行通信。無線網結構短消息服務中心（SMSC）：負責處理短消息的存儲和轉發(fā)。網關移動交換中心（GMSC）：提供與其他網絡的接口，實現GSM-R網絡與其他網絡的互聯(lián)互通。智能網（IN）：提供智能業(yè)務，如預付費、移動VPN等。業(yè)務網結構03GSM-R網絡功能03組呼功能GSM-R網絡支持組呼功能，允許調度員同時與多個列車或鐵路工作人員進行通信，提高通信效率。01語音通話GSM-R網絡支持列車駕駛員、調度員和其他鐵路工作人員之間進行語音通話，確保通信的實時性和可靠性。02緊急呼叫在緊急情況下，GSM-R網絡支持發(fā)起緊急呼叫，以便快速響應和處理突發(fā)事件。語音通信功能123GSM-R網絡支持數據傳輸功能，可以實時傳輸列車位置、速度、信號狀態(tài)等信息，為列車控制和調度提供準確的數據支持。數據傳輸GSM-R網絡提供短信服務，允許列車駕駛員、調度員和其他鐵路工作人員之間發(fā)送和接收文本信息，便于溝通和協(xié)作。短信服務GSM-R網絡支持數據存儲與轉發(fā)功能，可以存儲和轉發(fā)列車運行過程中的重要數據，確保數據的完整性和可追溯性。數據存儲與轉發(fā)數據傳輸功能列車自動駕駛GSM-R網絡可以與列車自動駕駛系統(tǒng)相結合，實現列車的自動駕駛和自動控制，提高列車的運行效率和安全性。列車狀態(tài)監(jiān)測GSM-R網絡可以實時監(jiān)測列車的狀態(tài)，包括位置、速度、信號狀態(tài)等，為列車運行提供全面的數據支持和分析。列車調度控制GSM-R網絡支持列車調度控制功能，允許調度員通過無線網絡對列車進行遠程控制和調度，確保列車運行的安全和效率。列車控制功能04GSM-R關鍵技術高級語音呼叫（ASC）GSM-R網絡提供高級語音呼叫功能，包括組呼、廣播呼叫和優(yōu)先級呼叫等，滿足鐵路通信的多樣化需求。語音編解碼技術采用先進的語音編解碼技術，確保語音通信的清晰度和可靠性，在高速移動環(huán)境下保持良好的通話質量。高級語音呼叫功能GSM-R網絡支持電路交換數據傳輸，為鐵路應用提供實時、可靠的數據傳輸服務，如列車控制系統(tǒng)和信號傳輸等。電路交換數據（CSD）在GSM-R網絡中引入GPRS技術，實現分組數據的高效傳輸，適用于非實時、大數據量的鐵路應用，如遠程監(jiān)測和故障診斷等。分組數據交換（GPRS）鐵路應用數據傳GSM-R網絡具備位置尋址功能，根據移動臺的位置信息實現呼叫建立和數據傳輸，適用于基于位置的鐵路應用場景，如列車定位和區(qū)間通信等。通過功能尋址技術，GSM-R網絡可以識別移動臺的功能屬性，實現特定功能的呼叫和數據傳輸，如緊急呼叫和列車控制指令的發(fā)送等。位置尋址和功能尋址功能尋址位置尋址05GSM-R網絡優(yōu)化與演進弱覆蓋區(qū)域優(yōu)化通過增加基站、調整天線角度、提高發(fā)射功率等方式，改善弱覆蓋區(qū)域的信號質量。越區(qū)覆蓋優(yōu)化合理規(guī)劃基站布局，避免越區(qū)覆蓋導致的干擾問題，提高網絡整體性能。高速移動場景優(yōu)化針對高速列車等移動場景，采用特殊算法和技術手段，確保用戶在高速移動過程中能夠保持穩(wěn)定的通信連接。網絡覆蓋優(yōu)化通過頻率規(guī)劃、功率控制等手段，降低同頻干擾對通信質量的影響。同頻干擾優(yōu)化鄰頻干擾優(yōu)化互調干擾優(yōu)化合理規(guī)劃頻率資源，避免鄰頻干擾的產生，提高頻譜利用效率。針對互調干擾問題，采取相應措施如調整發(fā)射功率、優(yōu)化濾波器設計等，降低干擾水平。030201干擾控制優(yōu)化智能化發(fā)展引入人工智能、大數據等先進技術，實現GSM-R網絡的智能化管理和優(yōu)化，提高網絡運營效率。多網融合研究GSM-R網絡與其他通信網絡的融合技術，構建多網融合的綜合通信平臺，滿足鐵路行業(yè)日益增長的通信需求。5G與GSM-R融合探討5G技術與GSM-R網絡的融合方案，提升鐵路無線通信系統(tǒng)的傳輸效率、可靠性和安全性。演進方向探討06GSM-R網絡安全與可靠性入侵檢測與防御采用入侵檢測系統(tǒng)（IDS）和入侵防御系統(tǒng)（IPS）技術，實時監(jiān)測和防御網絡攻擊。身份認證與訪問控制實施嚴格的身份認證和訪問控制機制，確保只有授權用戶能夠訪問網絡資源。數據加密對傳輸的數據進行加密處理，確保數據在傳輸過程中的安全性。防火墻保護在GSM-R網絡的關鍵節(jié)點部署防火墻，防止未經授權的訪問和數據泄露。網絡安全防護措施ABCD設備可靠性保障措施設備冗余設計采用設備冗余設計，確保單個設備故障不會影響整個網絡的正常運行。故障監(jiān)測與自愈實施故障監(jiān)測機制，及時發(fā)現并處理設備故障，同時采用自愈技術，自動恢復網絡故障。定期維護與更新對設備進行定期維護和更新，確保設備的穩(wěn)定性和可靠性。備份與恢復策略制定完善的備份與恢復策略，確保在設備故障或數據丟失時能夠快速恢復網絡正常運行。制定應急通信預案，明確在突發(fā)事件或自然災害等情況下的通信保障