GSM-R无线通信系统概述.pptx

GSM-RGSM-R无线通信系统无线通信系统通号1409班第一组GSM-RGSM-R无线通信系统概述无线通信系统概述一、一、GSM-RGSM-R概述概述 江炎阳江炎阳二、二、GSM-RGSM-R系统结构系统结构 刘雪飞刘雪飞三、三、GSM-RGSM-R业务原理业务原理 邱广平邱广平四、四、GSM-RGSM-R铁路基本业务铁路基本业务 郭泽恩郭泽恩五、五、GSM-RGSM-R铁路功能应用铁路功能应用 林林 芒芒六、六、GSM-RGSM-R系统国内外对比系统国内外对比 熊熊 壮壮一、GSM-R概述 1 1、什么是、什么是GSM-RGSM-R？2 2、为什么要建设、为什么要建设GSM-R?GSM-R?江炎阳1 1、什么是、什么是GSM-RGSM-R？GSM-RGSM-R（Globle System of Mobile for Globle System of Mobile for RailwayRailway）专门针对铁路对移动通信的需求而推出的）专门针对铁路对移动通信的需求而推出的专专用系统用系统，它基于，它基于GSMGSM并在功能上有所超越，是成熟的技并在功能上有所超越，是成熟的技术术 。是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种技技术体制。术体制。GPRSGPRS与与GSM-RGSM-R的关系？的关系？nBTS软件升级nBSC增加PCU及软件升级nMS为具有GPRS能力的A/B/C类MSn与GSM-R共用n软件升级n新增网元n软件升级GSMGSM与与GSM-RGSM-R的关系的关系六大关系六大关系GSM-RGSM-R理论建立在理论建立在GSMGSM理论基础之上；理论基础之上；GSM-RGSM-R技术建立在技术建立在GSMGSM技术基础之上；技术基础之上；GSM-RGSM-R工业以工业以GSMGSM工业为基础；工业为基础；GSM-RGSM-R工程建设以工程建设以GSMGSM工程经验为基础；工程经验为基础；GSM-RGSM-R应用开发吸收应用开发吸收GSMGSM成功经验；成功经验；GSM-RGSM-R的市场铁路专用，的市场铁路专用，GSMGSM公众商用。公众商用。铁路相对铁路相对GSMGSM公网的特殊需求：公网的特殊需求：（1 1）用户级别不同（高级语音呼叫，包括：组呼、群呼、）用户级别不同（高级语音呼叫，包括：组呼、群呼、增强多优先级与强拆）增强多优先级与强拆）（2 2）功能寻址（调度）功能寻址（调度）（3 3）基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）（4 4）高速情况下的移动通信）高速情况下的移动通信（5 5）大量特殊的数据业务需求（列控、列尾、车次号等）大量特殊的数据业务需求（列控、列尾、车次号等）1 1、现有铁路无线通信系统存在许多问题、现有铁路无线通信系统存在许多问题2 2、铁路发展出现许多新业务需求、铁路发展出现许多新业务需求2 2、为什么要建设、为什么要建设GSM-R?GSM-R?1 1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（1 1）投资方面：系统分散建设，投资浪费。）投资方面：系统分散建设，投资浪费。（2 2）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；频率）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；频率利用率低，容量有限；话音、数据业务争抢信道，传利用率低，容量有限；话音、数据业务争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。输可靠性低，数据传输能力差。（3 3）存在的问题：枢纽地区干扰严重；是开放系统，不）存在的问题：枢纽地区干扰严重；是开放系统，不具保密性。具保密性。2 2、铁路发展出现许多新业务需求：、铁路发展出现许多新业务需求：（1 1）客运专线的业务需求）客运专线的业务需求（2 2）货运专线机车同步控制传输）货运专线机车同步控制传输（3 3）车地信息化数据传输的需要）车地信息化数据传输的需要（4 4）有线、无线调度两网融合的需求）有线、无线调度两网融合的需求可见，既有系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能可见，既有系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性、联网能力强、可满完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性、联网能力强、可满足高速、重载运输及信息化需求的通信系统。足高速、重载运输及信息化需求的通信系统。二、二、GSM-RGSM-R系统构成系统构成1.GSM-R1.GSM-R系统系统构成系统系统构成2.2.交换子系统（交换子系统（SSSSSS）3.3.智能网（智能网（ININ）4.4.通用分组无线业务（通用分组无线业务（GPRSGPRS）5.5.基站子系统（基站子系统（BSSBSS）6.6.运行与支持子系统（运行与支持子系统（OSSOSS）7.7.终端设备（无线移动终端、无线固定终端）终端设备（无线移动终端、无线固定终端）刘雪飞1.GSM-R1.GSM-R系统构成图系统构成图2 2、交换子系统概述（、交换子系统概述（1 1）nSSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以及用户数据管理和移 动性管理。n提供的业务：基本话音呼叫业务；电路域数据传输。n话音呼叫：点对点话音呼叫（MS之间，MS与有线FT之间）；组呼、广播呼叫、多方通信、公众紧急呼叫。n电路域数据传输：提供透明传输通道。如与列控RBC节点、机车同步操控地面节点之间进行互联，实现车地、车车之间数据信息传送。n组成：由MSC、HLR、VLR、GCR、AC、SMSC等组成。MSCMSC移动业务交换中心移动业务交换中心呼叫处理功能呼叫处理功能(类似固定网的交换机)移动通信特定的功能移动通信特定的功能 NSS 的核心 服务几个 BSS(BSC)建立并交换用户话务和信令 与 VLR 合设于同一物理实体 与HLR/AuC可合设（如交大实验室），也可分设 网关 MSC（GMSC）：到外网的关口，可与MSC合设，也可分设 来访 MSC:服务 MS 的 MSC2 2、交换子系统概述（、交换子系统概述（1 1）nGSMGSM技术规范定义了不同的接口以保证各功能实体之间的接口标准化。技术规范定义了不同的接口以保证各功能实体之间的接口标准化。nGSM-RGSM-R交换子系统内部、交换子系统与交换子系统内部、交换子系统与PSTNPSTN之间：之间：No.7No.7信令。信令。n网络中移动性管理采用网络中移动性管理采用MAPMAP（移动应用部分），（移动应用部分），MAPMAP协议使用协议使用7 7号号信令系统信令系统TCAPTCAP（事务处理应用部分）提供的业务，而（事务处理应用部分）提供的业务，而TCAPTCAP则使则使用用SCCPSCCP（信令连接控制部分）提供的业务。（信令连接控制部分）提供的业务。n与呼叫相关的信令则采用与呼叫相关的信令则采用TUPTUP（电话用户部分）和（电话用户部分）和 ISUPISUP（ISDNISDN用用户部分），分别用于户部分），分别用于MSCMSC之间和之间和MSCMSC与与PSTNPSTN、ISDNISDN之间的通信之间的通信。2 2、交换子系统功能实体（、交换子系统功能实体（2 2）n拜访位置寄存器（拜访位置寄存器（VLR）n动态数据库，负责管理漫游用户的动态数据信息，存储、更新漫动态数据库，负责管理漫游用户的动态数据信息，存储、更新漫游入用户的数据。游入用户的数据。n存储信息包括：移动用户存储信息包括：移动用户IMSI，MSISDN，位置区等，支持寻，位置区等，支持寻呼功能。用户漫游入该控制区时，呼功能。用户漫游入该控制区时，VLR从从HLR获取上述信息；获取上述信息；用户漫游出该控制区时，用户漫游出该控制区时，VLR删除上述信息。删除上述信息。nVLR与与MSC之间交互数据量大，为了提高移动管理和呼叫建立之间交互数据量大，为了提高移动管理和呼叫建立的速度，的速度，VLR与与MSC一般合适于同一物理实体。一般合适于同一物理实体。n注：位置区的划分由人为规定，注：位置区的划分由人为规定，1个个MSC划分为若干个位置区。划分为若干个位置区。需要综合平衡位置更新频率和寻呼系统的寻呼能力来确定。需要综合平衡位置更新频率和寻呼系统的寻呼能力来确定。3 3、智能网子系统、智能网子系统传统方式传统方式q每增加一种新业务每增加一种新业务就需要在就需要在网络中所有交换机中增加相应网络中所有交换机中增加相应的软件，的软件，新业务的引入新业务的引入周期较长、灵活性较低且成本很高周期较长、灵活性较低且成本很高。q基于这种方式要实现两种新业务，若两种业务的业务特征基于这种方式要实现两种新业务，若两种业务的业务特征存在有许多相同点，但也必须分别实现，且当交换机更换存在有许多相同点，但也必须分别实现，且当交换机更换后，这两种新业务还只能重新开发。后，这两种新业务还只能重新开发。q新业务生成对具体的交换机有很大的依赖性。新业务生成对具体的交换机有很大的依赖性。智能网方式智能网方式q采用全新的采用全新的“控制与交换相分离控制与交换相分离”的思想，新业务的提供、的思想，新业务的提供、修改以及管理等功能全部修改以及管理等功能全部集中于智能网集中于智能网，交换机则提供交，交换机则提供交换基本功能，而与业务提供无直接关联。换基本功能，而与业务提供无直接关联。q对业务的提供采用基于对业务的提供采用基于与业务无关的模块（与业务无关的模块（SIBSIB）来实现来实现的，的，SIBSIB是一种与具体的业务和实现业务的技术无关的模是一种与具体的业务和实现业务的技术无关的模块，块，可重复使用可重复使用。SIBSIB的各种不同组合可组成不同的新业的各种不同组合可组成不同的新业务，新业务的实现和修改均很方便，大大节省了新业务的务，新业务的实现和修改均很方便，大大节省了新业务的投入费用和时间。投入费用和时间。GSM-RGSM-R为什么引入智能网？为什么引入智能网？n智能网是什么？智能网是什么？n一种附加在移动交换网基础之上的业务网。一种附加在移动交换网基础之上的业务网。n引入引入SCPSCP，依靠，依靠No.7No.7信令网和信令网和SCPSCP大型数据库的支持，大型数据库的支持，将网络的交换和控制将网络的交换和控制功能相分离，功能相分离，简化交换机的软件，使之只完成基本的接续功能，由简化交换机的软件，使之只完成基本的接续功能，由SCPSCP负负责集中统一处理各种业务。责集中统一处理各种业务。n智能网的特点？智能网的特点？n能够能够快速、经济、灵活、方便快速、经济、灵活、方便地向提供各种新业务。地向提供各种新业务。nGSM-RGSM-R网为什么引入智能网？网为什么引入智能网？n符合技术发展的要求和趋势。符合技术发展的要求和趋势。n解决不同厂家设备组网环境下业务漫游的问题，支持可变长度的功能号等解决不同厂家设备组网环境下业务漫游的问题，支持可变长度的功能号等注册业务。注册业务。智能网标准的选择智能网标准的选择n智能网协议标准智能网协议标准n固网智能网采用固网智能网采用INAPINAP协议。协议。nGSMGSM智能网采用智能网采用CAMELCAMEL协议。协议。nCDMACDMA智能网采用智能网采用WINWIN协议。协议。n我国我国GSM-RGSM-R智能网采用智能网采用CAMEL3CAMEL3协议协议n有利于解决互操作性问题（有利于解决互操作性问题（IOTIOT）。）。n适应远期发展要求。适应远期发展要求。智能网在智能网在GSM-R网中的地位和作用网中的地位和作用交换网实现铁路交换网实现铁路基本电信业务基本电信业务MSC1TMSC1TMSCnSCP1HLR1SCP2HLRnMSC2MSC3MSCnTMSC2HLR3HLR2TCP/IPFNFN实时地同步数据信息用户平面用户平面控制平面控制平面智能网实现铁路智能网实现铁路运营业务运营业务4 4、GPRSGPRS子系统概述子系统概述n为什么引入为什么引入GPRSGPRS子系统？子系统？n解决频率资源紧张问题，提高数据传输速率。解决频率资源紧张问题，提高数据传输速率。n什么是什么是GPRSGPRS？n通用分组无线业务（通用分组无线业务（General Packet Radio ServiceGeneral Packet Radio Service）的英文缩）的英文缩nGPRSGPRS是在是在GSMGSM技术的基础上提供的一种端到端分组交换业务技术的基础上提供的一种端到端分组交换业务nGPRSGPRS最大限度重用已有的最大限度重用已有的GSMGSM网络基础设施网络基础设施nGPRSGPRS提供高效的无线资源利用率提供高效的无线资源利用率nGPRSGPRS提供高达提供高达171.2Kbps171.2Kbps的无线接入速率的无线接入速率n与已有的与已有的GSM-RGSM-R电路交换系统有很多交互电路交换系统有很多交互nGPRSGPRS系统基于标准的开放接口系统基于标准的开放接口GPRSGPRS子系统的特点子系统的特点nGPRSGPRS提供的业务提供的业务n分组域数据传输。如与铁路分组域数据传输。如与铁路CTC/TDCSCTC/TDCS系统互联，实现车地、车车数据系统互联，实现车地、车车数据信息传送。信息传送。nGPRSGPRS系统的特点有哪些？系统的特点有哪些？n固定、动态分配信道，多用户共享信道。固定、动态分配信道，多用户共享信道。n一个用户可以同时使用一个用户可以同时使用1 18 8个时隙，空中接口支持个时隙，空中接口支持CS1CS1CS4 CS4 共计共计4 4种编码种编码方式，数据传输方式，数据传输可达可达约约10kbit/s-170kbit/s10kbit/s-170kbit/s。n用户永远在线，但是只有在进行数据传输时，才能占用无线资源信道。用户永远在线，但是只有在进行数据传输时，才能占用无线资源信道。n用户与网络的交互，是按照会话进行管理的，传输信息时，用户需激活申用户与网络的交互，是按照会话进行管理的，传输信息时，用户需激活申请请PDPPDP场景。场景。与公众与公众GPRSGPRS网的区别？网的区别？n公众公众GPRS网网n用户多数处于静止状态或者缓慢移动状态用户多数处于静止状态或者缓慢移动状态；n传送信息内容为公众服务信息传送传送信息内容为公众服务信息传送；n服务质量服务质量“尽力而为尽力而为”，对可靠性、实时性要求不高。，对可靠性、实时性要求不高。n铁路铁路GPRS网网n用户处于移动状态下甚至高速移动状态无线数据传输；用户处于移动状态下甚至高速移动状态无线数据传输；n数据内容为铁路运输生产相关的信息；数据内容为铁路运输生产相关的信息；n对可靠性、实时性要求高。对可靠性、实时性要求高。二者在网络结构、业务功能、参数设置均有所不同！二者在网络结构、业务功能、参数设置均有所不同！二者在网络结构、业务功能、参数设置均有所不同！二者在网络结构、业务功能、参数设置均有所不同！14GPRSGPRS终端有几种？终端有几种？nA类（类（Class-A）：可同时运行）：可同时运行GPRS和和GSM-R服务。服务。nB类（类（Class-B）：具备）：具备GSM功能和功能和GPRS功能，可同时附着在功能，可同时附着在GSM-R和和GPRS网上。但通话和上网不能同时进行。通话优网上。但通话和上网不能同时进行。通话优先。通话时无法进行数据传输。但在数据传输时可以收到通先。通话时无法进行数据传输。但在数据传输时可以收到通话信号，从而暂时中断数据传输而切换到话务功能。待通话话信号，从而暂时中断数据传输而切换到话务功能。待通话结束后再接续数据传输。结束后再接续数据传输。nC类（类（Class-C）：只具有）：只具有GPRS功能，功能，MS只能应用于只能应用于GPRS服服务。务。5 5、基站子系统、基站子系统nBSSBSS在系统中的地位与作用：在系统中的地位与作用：nBSSBSS通过无线接口与终端相接，负责无线信号发送接收和无线资源通过无线接口与终端相接，负责无线信号发送接收和无线资源管理。与管理。与MSCMSC相连，实现移动用户之间或者与固定用户之间的通信相连，实现移动用户之间或者与固定用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。连接，传送系统信号和用户信息等。nBSSBSS包括：包括：n基站控制器基站控制器BSCBSCn基站收发信机基站收发信机BTSBTSn编译码和速率适配单元编译码和速率适配单元TRAUTRAUn小区广播中心小区广播中心CBCCBCn其他：弱场设备其他：弱场设备基站控制中心基站控制中心BSCBSC（1 1）BSC是无线网络的中心设计原则铁路枢纽地区BSC与MSC同址设置，同归属；铁路干线和没有MSC的枢纽，BSC设置在大通信站；铁路支线不设置BSC；为减少BSC间的切换，各BSC所控制的区域应相对集中，不跨铁路局、铁路分局管界。各BSC负荷应留出网络优化时调整的余量。BSC应考虑今后小区广播短消息业务发展的需要。TRAUTRAUTRAUBSCBTSBTSBTS基站控制中心基站控制中心 BSC（2）BSS 系统控制 交换在 TRAU BTS 之间 无线资源管理 收集 BSS 中的错误信息 与 OMC-B 通信 储存数据库,BSS 的软件OMC-BAsubAbis图.8(TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN,17)基站(BTS)及覆盖铁路GSM-R数字移动通信系统基站的场强覆盖范围是指满足铁路作业所必需的场强的区域，在直辖市、省会城市和计划单列市的城区，铁路GSM-R系统的覆盖范围为铁路外侧轨道两侧各2km，其他地域覆盖范围为铁路外侧轨道两侧各6km。铁路沿线GSM-R场强应连续覆盖，根据铁路中长期发展规划，场强覆盖指标应符合具体业务需求，并预留远期发展条件。山区、隧道、路堑等弱场区可根据需要采用光纤直放、射频直放站和LCX等技术措施。6 6、运行与支持子系统、运行与支持子系统n网络管理系统网络管理系统n5 5种功能：安全管理、配置管理、故障管理、告警管理、性能管理。种功能：安全管理、配置管理、故障管理、告警管理、性能管理。n按照专业分为：交换、分组、智能网、无线等网管系统。按照专业分为：交换、分组、智能网、无线等网管系统。n按照职能：网络管理中心（按照职能：网络管理中心（NMCNMC）和本地操作维护管理中心（）和本地操作维护管理中心（OMCOMC）。）。n用户管理系统用户管理系统n管理本网用户的相关数据，提供开户、销户以及用户业务权限更改管理本网用户的相关数据，提供开户、销户以及用户业务权限更改等操作功能，支撑业务的正常运行。等操作功能，支撑业务的正常运行。n包括包括SIMSIM卡管理系统以及计费、结算、营帐和客服系统等。卡管理系统以及计费、结算、营帐和客服系统等。7 7、终端、终端n终端由终端设备和终端由终端设备和SIMSIM卡组成。卡组成。n终端包括：固定终端和移动终端。终端包括：固定终端和移动终端。n移动终端分为：移动终端分为：n车载台：机车台、汽车台。机车台模块：萨基姆、开普实、马可尼车载台：机车台、汽车台。机车台模块：萨基姆、开普实、马可尼3 3家。家。n手持台：通用手持台、运营手持台。萨基姆手持台：通用手持台、运营手持台。萨基姆1 1家。家。n其他：列控数据传输设备、列尾信息传输设备等。其他：列控数据传输设备、列尾信息传输设备等。nGSM-RGSM-R终端与终端与GSMGSM终端区别？终端区别？n注册、注销等注册、注销等n广播广播/集群组呼功能。集群组呼功能。三、三、GSM-RGSM-R业务原理业务原理1.GSM-R1.GSM-R电信业务电信业务 -承载业务 -终端业务 -补充业务2.2.语音调度业务语音调度业务 -语音组呼业务 -语音广播业务 -增强的多优先级和强拆业务邱广平 GSM-R业务原理GSM基础设施eMLPPVBSVGCS语音调度业务-ASCI功能寻址与位置有关的寻址 接入矩阵铁路基本业务铁路应用功能号的表示调度通信自动列车控制(CTCS)远程遥控铁路紧急救援移动服务调车作业移动服务轨道维护移动服务高速数字通信列车尾部风压信息传送区间移动公务通信旅客列车综合移动信息服务GSM电信业务1.GSM-R1.GSM-R电信业务电信业务电信业务由网络提供给用户的通信能力承载业务两个接入点之间传送信号的能力终端业务可以为用户之间通信提供全部通信能力的电信业务 补充业务随着用户需求的发展，对电信业务进行的修改和补充（1）承载业务1.提供在用户之间实时传递信息的手段，而不改变信息本身所包含的内容。2.对应于开放系统互连(OSI)参考模型的低层功能。3.仅说明了通信网的通信能力，而与终端的类型无关。（2）终端业务：用户终端业务包括网络提供的通信能力和终端本身所具有的通信能力。可以理解为用户通过终端的通信所获得的业务。用户终端业务由OSI的1-7层的特性规定。由此可知，用户终端业务中必定包含了承载业务的内容。（3）补充业务：补充业务随着用户需求的发展，对电信业务进行的修改和补充基本补充业务：任何GSM网络都适用附加补充业务：由本国GSM网络所提供2.2.语音调度业务语音调度业务 -ASCI-ASCI语音组呼业务（VGCS）语音广播业务（VBS）增强的多优先级和强拆业务（eMLPP）（1）语音组呼业务（VGCS）VGCS（Voice Group Call Service）语音组呼业务，它是一种电信业务。VGCS业务定义了一种由多方参加（GSM移动台或固网电话）、一人讲话、多方聆听的语音通信方式。VGCS业务突破了GSM网络点对点通信的局限性，能够以简捷的方式建立组呼叫，实现调度指挥、紧急通知等特定功能，尤其适用于铁路的行车指挥调度部门。（2）语音广播业务（VBS）VBS（Voice Broadcast Service）语音广播业务。VBS业务是指在某个特定的区域上，一个用户讲话，其他用户在下行链路上聆听讲话内容，即VBS主要实现的单向通信功能，且所有参与VBS的用户都必须经过授权。VBS业务与VGCS业务相似，在业务定义、信令流程、对系统和终端的需求，呼叫控制等方面都大同小异。两种业务一个最重要的不同之处在于：VBS的业务用户不能实现讲话者与聆听者之间的转换，包括调度员在内，因此VBS的呼叫发起者一定是讲话者。广播VBS发起过程举例：GSM-RGSM-R网络网络网络网络听者听者听者听者广播调度员广播调度员广播调度员广播调度员广播发起者广播发起者广播发起者广播发起者小区1小区2小区3p同一个小区所有广播用户共享一个组呼信道同一个小区所有广播用户共享一个组呼信道p只有广播发起者可以说话，其他任何成员只能作为听者，包括只有广播发起者可以说话，其他任何成员只能作为听者，包括 调度员调度员在内在内 （3）补充业务增强的多优先级和强拆（eMLPP）eMLPP是enhanced Multi-Level Precedence and Preemption service的缩写，即增强多优先级与强拆，它是一种补充业务。在呼叫建立期间和越区切换期间，系统根据优先级水平对网络资源进行处理。eMLPP业务主要由三个元素构成：优先级呼叫建立时间资源抢占能力 优先级是指在呼叫建立时给该呼叫指配一个优先级别，优先级是指在呼叫建立时给该呼叫指配一个优先级别，并和该呼叫的建立时间类型一起参与网络资源的竞争与调配。并和该呼叫的建立时间类型一起参与网络资源的竞争与调配。eMLPPeMLPP业务定义了业务定义了7 7个优先等级：个优先等级：A A（最高，网络内部使用）（最高，网络内部使用）B B（网络内部使用）（网络内部使用）0 0（预定）（预定）1 1（预定）（预定）2 2（预定）（预定）3 3（预定）（预定）4 4（最低，预定）（最低，预定）呼叫建立时间是指从用户按下“发送”键开始，到被叫用户能够接收信息为止，不包含用户反应时间。对于多方呼叫、VGCS或VBS，呼叫建立时间是指至少有一个被叫用户能够接收信息为止。eMLPP业务规定的呼叫建立时间有3个等级：1级，快速呼叫建立1-2 s 2级，正常呼叫建立 5 s 3级，慢速呼叫建立 10 s 资源强占有两种情况：网络资源强占：呼叫建立或切换时，没有空闲网络资源，则终止低优先级呼叫，将资源给高优先级呼叫使用的过程。用户接口资源强占：具有较高优先级的呼叫请求与正在进行较低优先级通话的用户建立通信时，网络终止被叫用户的当前呼叫，并将其接入高优先级呼叫的过程。eMLPP增强型多优先级和强占业务在系统资源在系统资源(包括无线资源，中继资源包括无线资源，中继资源)不足时，高优先级不足时，高优先级呼叫强占低优先级呼叫的资源呼叫强占低优先级呼叫的资源资源强占调度员发起组呼无线信道资源全忙低优先级呼叫eMLPP增强型多优先级和强占业务在低优先级用户通话过程中，高优先级呼叫强占低优先级呼叫的用户呼叫强占调度员呼叫司机铁路紧急呼叫 一种特殊的组呼，组一种特殊的组呼，组ID299ID299，2s2s内接通，内接通，调度台和移动用户都调度台和移动用户都可以发起最高优先级，在无线信道资源紧张的时候可以强占低优先可以发起最高优先级，在无线信道资源紧张的时候可以强占低优先级呼叫资源对于处于通话中的组用户，强制接入紧急呼叫，听者用级呼叫资源对于处于通话中的组用户，强制接入紧急呼叫，听者用户不允许主动退出紧急呼叫。户不允许主动退出紧急呼叫。普通低优先级呼叫列车长主司机调度员发起铁路紧急呼叫5000001299四、四、GSM-RGSM-R铁路基本业务铁路基本业务功能寻址位置寻址 功能寻址以及基于位置的寻址是GSM-R 中两个非常重要的先进寻址功能，是实现调度通信的关键技术和必要手段。郭泽恩1 1 功能寻址功能寻址 功能寻址用户可以由它们当时所担当的功能角色，而不是它们所使用的终端设备的号码来寻址。在铁路通信中有许多这样的情况，因为从铁路运输管理的角度出发，主叫方在发起呼叫时更多的是使用被叫方所担当的功能角色的编号。这个特征保证了用户功能号码与其用来应答的物理终端之间的独立性。在铁路上，功能寻址主要用于解决固定用户到移动用户的呼叫。下图描述了调度员采用功能号对司机进行呼叫：北京东环调度台京秦西调度台唐山枢纽调度台京山三调度台京山四调度台T302120K212Y333L2922功能节点FFN用于存储功能号，并将功能号转换成对应的MSISDN号码的网络节点，完成功能号的注册、注销和查询等操作。功能地址FA包含字母和数字的地址，用来标识终端用户功能。功能号FN不包含任何字母字符，存储在一个或多个FFN中，呼叫要从FN到MSISDN进行转换，通过MSISDN号码来寻址被叫用户。功能寻址注册：在功能号FN和MSISDN号之间建立了临时的关联。功能寻址注销：解除功能号和MSISDN号之间的关联。功能寻址查询：移动用户可以获得有关GSM-R中存储的数据信息。HLR处理功能寻址查询，并向移动台返回请求的信息。注册过程：在功能号和注册过程：在功能号和MSISDNMSISDN号之间建立了临时的号之间建立了临时的 关联。关联。功能号FN组成：FNT+UIN+FCFNT：功能号类型UIN：用户识别号FC：功能代码 可以给每列正在运行的列车司机分配一个功能号，司机驾驶列车从起点站出发时，他都必须向网络注册该功能号，网络负责将该功能号与他当时所使用的机车电台的真实号码对应起来。FC：功能代码 网络必须提供一套机制，以保证功能寻址能够正确而有效地进行。该机制主要包括以下方面：功能角色必须按一定规律进行编号，以使得交换机可以对其进行识别；必须提供一套有效的注册和注销功能号的方法；必须保证功能号的相对唯一性。功能寻址是GSM-R 的特征，它允许通过功能号来呼叫用户，而功能号可用来识别应用和功能。在欧洲的EIRENE 规范中，用“Follow Me”（简称FM）业务来解决功能寻址。在铁路行车调度中，运输管理讲究责任明确，各个分局的调度所管理当前处于其管辖范围内的列车，每个调度员和车站值班员只允许和其管辖范围内的列车司机进行通信。列车在行车过程中要经过若干调度区段以及若干车站，当司机呼叫调度员或车站值班员时，他只能呼叫当前调度区段的调度员或当前车站的车站值班员。2 位置寻址北京东环调度台京秦西调度台唐山枢纽调度台京山三调度台京山四调度台T302120K212Y333L2922 基于位置的寻址由移动用户发起呼叫，路由到一个与该用户当前所处位置相关的目的地址，正确的调度员或车站值班员由主叫移动用户当时所处的位置来确定。例如，当列车在运行过程中司机需要呼叫当前调度员时，他并不知道调度员的电话号码，但他可以使用一个短号码如1200 向网络发起呼叫请求。网络识别该短号码，并将其路由到正确的行车调度员，采用1300呼叫车站值班员。五、五、GSM-RGSM-R在铁路中的功能应用在铁路中的功能应用1.话音类业务调度通信2.数据类业务 -安全数据传输 -非安全数据传输 林芒话音类业务调度通信 列车无线调度电话（简称无线列调）是重要的铁路行车通信设备，号称列车行车“三大件”之一，在保证列车正点运行、降低机车能耗、提高通过能力、通告险情、防止事故、救援抢险等各方面都具有重要的作用。无线列调系统的主要问题是解决“大三角”和“小三角”通信，“大三角”通信是指行车调度员、车站值班员和机车司机之间的通信；“小三角”通信是指车站值班员、机车司机和运转车长之间的通信。BTSBSCMSCGSM-R网络车站值班员车站值班员车站值班员车站值班员调度员#2调度员#1局局局局级级级级FASFAS调度通信调度通信调度通信调度通信CIRCIRFAS网络站站站站段段段段FASFAS应急通信应急通信应急通信应急通信事故现场事故现场事故现场事故现场手持台手持台手持台手持台应急指挥中心应急指挥中心应急指挥中心应急指挥中心GSM-R 无线列调系统的优势：1）GSM-R 是数字系统，可以利用纠错、检错及话音编码等手段提高话音质量，抗干扰能力强，可以利用加密机制使系统保密性更好,可靠性更高；2）方案中无线和有线结合的方式，既充分体现了GSM-R 的优势，又利用了现有的有线通信资源，节省投资。3）采用蜂窝机制，可以有效的利用无线频点和通信电缆资源，扩大覆盖范围，提高系统容量；各种先进技术如功能寻址，基于位置的寻址，优先级的使用，使无线列调功能更加强大；4）因为只有一种系统，对于运营者来说维护成本更低，而且在不同的铁路网之间具有互操作性；5）可以采用灵活设置完成双工和半双工通信，实现大三角和小三角通信更容易；6）除了可以用于无线列调，GSM-R 还可以为铁路部门提供一个完善的移动通信平台，为通信信号一体化构造一个统一的通信网络，降低铁路部门在通信上的投资，提高投资回报率。数据类业务 GSM-R作为铁路综合通信平台，能够在列车高速移动时为车地双向数据传输提供可靠的信息传输能力。列车上的数据如列车位置、列车尾部风压信息、旅客和货物实时信息都需要传送到地面上来；地面的控制中心会有一些信息发送到列车上来，这样就需要在列车与地面之间建立一条双向的数据传输通道。GSM-R数据传输业务分为两种：1.安全数据传输指与列车控制有关的信息传送业务。采用电路交换CSD方式传输数据，由于安全数据传输对传输质量要求较高，且全程占用信道资源。为保证安全数据传输通道资源的可用性，采用了eMLPP业务，并给安全数据传输业务分配了较高的1级优先级。青藏线ITCS 大秦线LOCOTROL2.非安全数据传输包括调度指挥、应急抢险、运营监控、管理维护和旅客服务等类数据，通称为铁路综合信息传输。采用分组交换GPRS方式传输数据，多用户共享一个分组数据传输通道，且只有当需要传输数据时才占用信道。450MHz调度命令无线传送系统构成示意图六、六、GSM-RGSM-R系统国内外对比系统国内外对比1 1、欧洲选择、欧洲选择GSM-RGSM-R的原因的原因2.GSM-R2.GSM-R在欧洲的发展状况在欧洲的发展状况3.ERTMS3.ERTMS项目项目 熊壮熊壮1 1、欧洲选择、欧洲选择GSM-RGSM-R的原因的原因（1）取代落后的模拟设备、提升系统性能的需要；（2）欧洲铁路互通性的需要；（3）新业务的需要（欧洲列车控制系统2级以上）目前已在欧洲13个国家开始广泛实施，具体包括：德国、英国、法国、意大利、斯洛伐克、荷兰、瑞典、瑞士、西班牙、捷克、芬兰、挪威、比利时。其中，瑞典、德国、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷兰等7个国家开通了商用GSM-R网络。l最早开始建设的国家：瑞典（1998年）l在全国范围内普速干线建设的国家：意大利（7500km）、荷兰（2800km）lGSM-R覆盖里程最长的国家：德国（36000km）l最早在高速线开通ETCS2的国家：意大利，罗马那不勒斯，2005年12月21日商用，运营时速347km/h；米兰都灵2006年2月10日正式商用运行，设计时速350km/h。2.GSM-R2.GSM-R在欧洲的发展状况在欧洲的发展状况 ERTMS项目产生原因：为保证高速列车在欧洲铁路网内互通运行，现有的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂多样、互不兼容。1989年12月欧洲运输部长会议作出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。国际铁路联盟UIC开始组织专题项目，分析与列车控制和运输管理有关的问题。3.ERTMS3.ERTMS项目项目ERTMSERTMS包括三部分：包括三部分：GSM-R:GSM-R:用于铁路的用于铁路的GSMGSM移动通信系统。移动通信系统。(GSM for Railway)(GSM for Railway)ETCS:ETCS:欧洲列车控制系统欧洲列车控制系统.（European Train Control System)European Train Control System)ERTML:ERTML:欧洲铁路运输管理层欧洲铁路运输管理层.（European Railway Traffic European Railway Traffic Management Layer)Management Layer)ERTMS的无线通信技术表示为ERTMS/GSM-R为铁路专用的通信网络，可以覆盖地面设备和车载设备，提供连续、双向的信息传输通道。ERTMS的信号技术表示为ERTMS/ETCS涉及列车控制和信号方面，是一个先进的列车自动防护（ATP）系统和机车信号规范技术，不仅能提高列车的安全性，而且使列车能够在欧洲境内穿越国境时实现互通运营。ERTMS的信号技术ERTMS/ETCS分为五个应用等级：ERTMS/ETCS等级0ERTMS/ETCS等级STMERTMS/ETCS等级1ERTMS/ETCS等级2ERTMS/ETCS等级3 其中ERTMS/ETCS等级2和ERTMS/ETCS等级3采用GSM-R技术实现列车与地面之间双向信息传输，属于CBTC的范畴。CTCS列控系统分级基于无线信息传输，机车乘务员凭车载信号行车。用于300-350km/h线路。CTCS-3CTCS-2CTCS-0CTCS-1基于应答器和轨道电路信息传输，机车乘务员凭车载信号行车。已应用于200-250km/h线路。由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成。由通用机车信号和运行监控记录装置构成。既有线现状。CTCS-4基于无线通信传输平台，取消轨道电路，实现虚拟闭塞或移动闭塞。未来发展方向。CTCS与ETCS对比CTCS 0级：CTCS 0级为既有线的设备现状，由通用机车信号和运行监控记录装置构成，不满足CTCS技术规范要求。CTCS 1级：由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，面向160km/h以下的区段，在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化的要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。CTCS 2级：CTCS 2级面向提速干线和新建客运专线。地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。CTCS 2级是基于轨道电路和应答器传输信息的列车运行控制系统。CTCS 2级适用于各种限速区段，有临时限速防护功能。CTCS 3级：CTCS 3级等同ETCS 2级。CTCS 3级是基于无线传输信息并采用轨道电路方式相结合，检查列车占用的列车运行控制系统。在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加RBC