1、GSM-R簡介鐵路專用全球數字移動通信系統GSM-R系統結構HLRMSC/VLR/GCRSGSN/GGSNBSC/PCU室外基站室外基站室內基站室內基站小基站小基站調度臺調度臺機車機車臺臺調車終端調車終端PSTN信息服務系統信息服務系統其他應用其他應用調度通信調度通信終端終端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服務支撐節點，服務支撐節點，GGSN-GPRSGGSN-GPRS網關支撐節點，網關支撐節點，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，FAS-FAS-固定用戶接入交換固定用戶接入交換機，機，PSTN-PSTN-公用電話網絡，公用電話網絡，RBC-RBC-無線閉塞中心，無線閉塞中心，GPRS-GPRS-通用無線分組業務通用無線分組業務uHLR的功能的功能 GSM-R系統結構與功能分解 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系統的中央數系統的中央數據庫，存儲該據庫，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、的重要數據都存儲在所有移動用戶的重要數據都存儲在HLRHLR中中. .包括用包括用戶識別號碼，訪問能力、用戶類別、組呼業務和戶識別號碼，訪問能力、用戶類別、組呼業務和補充業務等數據，補充業務等數據，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區域的有關動態數據區域的有關動態數據. .uMSC的功能的功能 GSM-R系統結構與功能分解 MSC是整個網絡的核心，協調與控制整個是整個網絡的核心，協調與控制整個GSM-R網絡中網絡中BSS、OSS的各個功能實體的各個功能實體. 接口管理接口管理 支持一系列業務：電信業務，承載業務和補充業務支持一系列業務：電信業務，承載業

4、務和補充業務 支持位置登記、越區切換和自動漫游等其它網絡功能支持位置登記、越區切換和自動漫游等其它網絡功能. 內置內置GCR用于存儲組呼數據用于存儲組呼數據 內置內置SIWF實現列控數據業務實現列控數據業務uBSC的功能的功能GSM-R系統結構與功能分解 接口管理接口管理 BTS-BSC之間的信道管理之間的信道管理 無線參數及無線資源管理無線參數及無線資源管理 無線鏈路的測量無線鏈路的測量 話務量統計話務量統計 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)，服務于某小區的無，服務于某小區的無線收發信設備，實現線收發信設備，實現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系統結構與功能分解 提供所有提供所有GSM-R設備狀態管理、告警管理、維護設備狀態管理、告警管理、維護管理、話統分析、升級管理管理、話統分析、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 統計統計GSM-R相關業務話務量，分析網絡性能相關業務話務量，分析網絡性能u網管系統網管系統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系統頻率資源 GSMR系統采用了系統采用了FDMA、TDMA混合方式：混合方式：FDDTDMA885930 中國中國 中國中國 GSM-RGSM-R典型業務介紹典型業務介紹編號編號業務業務哈大線是否涉及哈大線是否涉及業務介紹業務介紹1組呼是包括VGCS、VBS兩種組呼業務，簡單地說，就是要實現多個人可以講話（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（聽者數量無限制）的業務。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的人員、設備，或者某個給定區域內的特定編組。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系。3基于位置的路由是基于位置的路由是指網絡根據用戶所拔打的短號和用戶自身位置確定目標地址的路由。該業務用于機車司機通過短號呼叫機車所在區域的調度員，在不同區域系統自動接續到不同的調度員。4AC確認是對于一個VGCS/VBS呼叫，如果需要記錄業務用戶對該呼叫的參與情況，在呼叫結束或業務用戶退出呼叫后，可由業務用戶發確認消息給相應的AC（Acknowledgement Center），在AC上保存確認信息。5優選小區是在鐵路沿線上，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。當業務用戶在某小區發起該Group ID的VGC

8、S（或VBS）呼叫時，如果該小區屬于多個不同的VGCS（或VBS）組呼參考，GSM-R系統可以根據該小區是否為某組呼參考的優選小區來確定是否優先選擇該組呼參考，即是否只對該組呼參考的組呼區域發起組呼。如果沒有設定組呼參考所包含的小區的優選標志，那么在有小區重疊的情況下，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，從而定義GSM-R網絡中主叫方與被叫方的接入關系。7呼叫區域限制是在鐵路無線列調作業過程中，每個調度員具有一定的管轄區域。通過利用呼叫區域限制功能，可以限制調度員呼叫非管轄區內的移動用戶。呼叫區域限制僅適用于點對

9、點呼叫。8eMLPP是eMLPP（Enhanced Multi-Level Precedence and Pre-emption）業務允許網絡根據用戶的不同優先級在網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先級呼叫對時延的要求。9CTC是CTC 為新一代調度集中系統用來接收機車運行信息和發送調度命令，軟件程序通過IP 協議連接GPRS 網絡.GSM-R業務模型eMLPP eMLPP 廣播廣播VBS VBS 組呼組呼VGCSVGCSCSD CSD GPRSGPRS標準標準GSMGSM業務業務語音類應用語音類應用列車調度通信編組場調車通信貨運

10、調度通信牽引變電調度通信施工養護通信站場調度通信道口調度通信應急語音通信數據類應用數據類應用ETCS自動列車控制多機車牽引旅客信息服務調車機車信號和監控信息傳送調度命令傳送、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 基本業務基本業務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 業務介紹業務介紹 鐵路緊急呼叫是具有最高優先級的鐵路緊急呼叫是具有最高優先級的VGCSVGCS呼叫，包括呼叫，包括列車緊急呼叫、調車緊急呼叫，呼叫的類別由基于列車緊急呼叫、調車緊急呼叫，呼叫的類別由基于移動臺的操作模式自動

11、確定。移動臺工作在調車模移動臺的操作模式自動確定。移動臺工作在調車模式時，按下緊急呼叫鍵則發起的呼叫為調車緊急呼式時，按下緊急呼叫鍵則發起的呼叫為調車緊急呼叫；在其他情況下發起的緊急呼叫為列車緊急呼叫。叫；在其他情況下發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起確認流程。發起確認流程。組呼VGCSq 組呼要素：組呼發起者，講者，聽者，調度員，組呼區域組呼要素：組呼發起者，講者，聽者，調度員，組呼區域q 同一個小區所有組呼用戶共享一個組呼信道同一個小區所有組呼用戶共享一個組呼信道q 調度員在組呼中以雙工方式通話調度

12、員在組呼中以雙工方式通話q 單信道發起組呼：組呼發起者發起組呼后，發起小區發起者和單信道發起組呼：組呼發起者發起組呼后，發起小區發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1小區2小區3鐵路緊急呼叫 一種特殊的組呼，組一種特殊的組呼，組ID299ID299 最高優先級，在無線信道資源緊張的時候可以強占低優先級呼最高優先級，在無線信道資源緊張的時候可以強占低優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確認確認普通低優先級呼叫列車長主司機調度員發起調度員發起鐵路緊急呼叫鐵路緊急呼叫50000012995000001299AC確認中心呼叫結束后發起呼叫結束后發起ACAC確認確認CSD電路型數據業務 GSM-R對對CSD業務要求：業務要求：2.4kbps/4.8kbps/9.6kbps異步透明傳輸（異步傳異步透明傳輸（異步傳輸保證數據業務的準確性，透明傳輸提高數據傳輸輸保證數據業務的準確性，透明傳輸提高數據傳輸速率）速率） 業務特點：每個用戶單獨占用一個無線信道業務特點：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，調車機車信號和監應用：列控，多機車

14、同步操控，調車機車信號和監控信息傳送控信息傳送MSCSIWFUmRBC調車機車信號和監控調車機車信號和監控地面設備地面設備BSCBTSGPRS分組數據業務 GSM-R對對GPRS業務要求：最高速率業務要求：最高速率171.4kbps，非，非安全數據的傳輸安全數據的傳輸 業務特點：多個用戶共享信道業務特點：多個用戶共享信道 應用：調度命令傳送，車次號傳送，列尾信息傳送，應用：調度命令傳送，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統功能號呼叫 調度員功能號呼叫調度員功能號呼叫SY3101次

15、列車司機次列車司機2 83893101 01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調度命令傳送、車次號傳送 調度命令和車次號通過調度命令和車次號通過GPRS網絡傳送給司機網絡傳送給司機機機車綜車綜合通信合通信設備設備（ （CIR） ）傳輸傳輸網網GSM-R/GPRSCTC服服務務器器行車調度臺Page 19設備組網uBTS 基站組網方式按網絡拓撲可

16、以分為:星型組網鏈型組網樹型組網環型組網u在實際的工程應用中，往往是以上各種組網方式的綜合使用。Page 20設備組網-星型組網uBTS 星型組網適用于一般的應用場合，在城市星型組網適用于一般的應用場合，在城市人口稠密的地區這種組網方式尤為普遍。人口稠密的地區這種組網方式尤為普遍。BTSBSCBTSBTSPage 21設備組網-鏈型組網uBTS 鏈型組網適用于呈帶狀分布，用戶密度較小鏈型組網適用于呈帶狀分布，用戶密度較小的特殊地區，如高速公路沿線、鐵路沿線等。的特殊地區，如高速公路沿線、鐵路沿線等。u鏈型組網對串聯的級數有限制，串聯的節點數不要鏈型組網對串聯的級數有限制，串聯的節點數不要超過超

17、過5 級。級。BTSBSCBTSBTSPage 22設備組網-樹型組網uBTS 樹型組網方式適用于網絡結構、站點及用樹型組網方式適用于網絡結構、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或小面積用戶交錯的地區。點地區或小面積用戶交錯的地區。u樹型組網對串聯的級數有限制，一般要求串聯不樹型組網對串聯的級數有限制，一般要求串聯不超過超過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-環型組網uBTS 環形組網方式適用于一般的應用場合。一般情環形組網方式適用于一般的應用場合。一般情

18、況下，由于環型網具有良好的自愈能力，只要路由況下，由于環型網具有良好的自愈能力，只要路由允許，都應盡可能組建環型網。允許，都應盡可能組建環型網。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。棕色線纜為射頻發射線，藍射頻發射線，藍色線纜為射頻接色線纜為射頻接收信號線。收信號線。u發射模式：寬帶發射模式：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 基站天饋系統示意圖基站天饋系統示意圖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天線調節支天線調節支架架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室內超柔室內超柔饋線饋線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系統用（885-889）MHz的頻率作為上