鐵路G網(wǎng)系統(tǒng)簡介和組成學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1鐵路鐵路(til)G網(wǎng)系統(tǒng)簡介和組成網(wǎng)系統(tǒng)簡介和組成第一頁，共66頁。第1頁/共66頁第二頁，共66頁。增強(qiáng)型語音呼叫增強(qiáng)型語音呼叫(h jio)功能功能ASCIeMLPP語音廣播語音廣播VBS語音組呼語音組呼VGCSFollow Me鐵路鐵路(til)特有的應(yīng)用特有的應(yīng)用無線列調(diào)無線列調(diào)無線車次號傳遞等無線車次號傳遞等嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量要求嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量要求鐵路特有頻段鐵路特有頻段GSM-RGSM與GSM-R的關(guān)系-六大關(guān)系nGSM-RGSM-R理論建立在理論建立在GSMGSM理論基礎(chǔ)之上；理論基礎(chǔ)之上；nGSM-RGSM-R技術(shù)建立在技術(shù)建立在GSMGSM技術(shù)基礎(chǔ)之上；技術(shù)基礎(chǔ)之上；n

2、GSM-RGSM-R工業(yè)以工業(yè)以GSMGSM工業(yè)為基礎(chǔ)；工業(yè)為基礎(chǔ)；nGSM-RGSM-R工程建設(shè)以工程建設(shè)以GSMGSM工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)；工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)；nGSM-RGSM-R應(yīng)用開發(fā)吸收應(yīng)用開發(fā)吸收GSMGSM成功經(jīng)驗(yàn)；成功經(jīng)驗(yàn)；nGSM-RGSM-R的市場鐵路專用，的市場鐵路專用，GSMGSM公眾商用。公眾商用。第2頁/共66頁第三頁，共66頁。第3頁/共66頁第四頁，共66頁。4、話音編碼和信道編碼、話音編碼和信道編碼5、切換、切換(qi hun) 7、業(yè)、業(yè)務(wù)和信令務(wù)和信令6、漫游、漫游第4頁/共66頁第五頁，共66頁。n電磁波：是一系列不同頻率輻射的總稱，不同頻率（波長）的電磁波，表

3、現(xiàn)差異，因此常將電磁波譜劃分成若干波段。按照頻率從低到高的順序可分為射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線與無線電波等等。n無線電波：3000GHz以下，不用人工波導(dǎo)、在自然空間傳播的電磁波，是無線通信信息傳輸?shù)妮d體。n無線頻率：是電磁譜的一部分，是寶貴的自然資源，是無線通信的首要條件。n無線頻率資源由國家統(tǒng)一管理、分配。使用部門(bmn)需向國家提出使用申請，獲批準(zhǔn)后方可使用。n移動通信使用的是超高頻頻段，如無線列調(diào)450M，GSM使用800M和1800MHz。第5頁/共66頁第六頁，共66頁。MHz上行鏈路上行鏈路下行鏈路下行鏈路8808909151710178592593596018051

4、880P-GSMGSM 1800GSM 19001850191019301990 E-GSM n歐洲GSM-R工作頻段(pn dun)：上行876-880，下行921-925MHz。n中國GSM-R工作頻段(pn dun)：上行885-889，下行930-934MHz。第6頁/共66頁第七頁，共66頁。890 MHz915 MHz 935 MHz960 MHz上行上行下行下行例如例如:第第48信道信道0124信道號信道號0124信道號信道號頻率頻率頻率頻率雙工間隔雙工間隔 = 45 MHz頻帶寬度頻帶寬度 = 2 x 25 MHz信道間隔信道間隔 = 200 kHzBTSn上行：終端發(fā)送(f

5、sn)、基站接收；下行：基站發(fā)送(f sn)、終端接收。n GSM系統(tǒng)是雙工通信，需要使用1對信道，1個用來提供終端到基站的傳輸，1個用來提供基站到終端的傳輸。每個載頻提供8個全速率的時分多址（TDMA）信道。nGSM系統(tǒng)需占用指定頻譜內(nèi)的上、下行頻率，即工作頻段。nGSM系統(tǒng)中，頻點(diǎn)之間的間隔為200KHz。上下行相差45MHz。第7頁/共66頁第八頁，共66頁。n在我國，信產(chǎn)部分配給鐵道部900MHz頻段4MHz帶寬(di kun)用于建設(shè)GSM-R，共計(jì)19個頻點(diǎn)。n統(tǒng)一頻率在一定距離間隔的區(qū)域可以重復(fù)使用，即頻率復(fù)用。工程中頻道分配應(yīng)避免同頻干擾、鄰頻干擾和互調(diào)干擾。n一般要求，同小區(qū)

6、控制信道不小于600KHz，業(yè)務(wù)信道不小于400KHz；鄰小區(qū)新到載波間隔不小于400KHz。因此，工程設(shè)計(jì)中，既要考慮容量、又要考慮服務(wù)質(zhì)量要求進(jìn)行頻率規(guī)劃。第8頁/共66頁第九頁，共66頁。MS3載波頻率10001018FDMBTS0TDMAsTS7nn-1n+1MS2MS1時間n區(qū)分信號的方法：按頻率區(qū)分，F(xiàn)DMA，如無線列調(diào)；按時間區(qū)分信號，TDMA，如GSM-R。按擴(kuò)頻碼區(qū)分信號，CDMA。n在GSM中，無線路徑上是采用時分多址（TDMA）方式(fngsh)。每一頻點(diǎn)（頻道或叫載頻TRX）上可分成8個時隙，每一時隙為一個信道，因此，一個TRX最多可有8個移動客戶同時使用。n 例如：鐵

7、路GSM-R系統(tǒng)，沿線區(qū)間采用O2基站（2個TRX信道機(jī)），2個載頻，16個信道。第9頁/共66頁第十頁，共66頁。FDMA與與TDMA比較比較(bjio)nTDMA特點(diǎn)：n每載頻多路。n突發(fā)脈沖序列傳輸(chun sh)。移動臺信號功率的發(fā)射是不連續(xù)的，只在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)射突發(fā)脈沖。n移動臺比較復(fù)雜。第10頁/共66頁第十一頁，共66頁。AAABBCCDD第11頁/共66頁第十二頁，共66頁。第12頁/共66頁第十三頁，共66頁。TRAU64 kbit/s64646464 kbit/s64646464 kbit/s64646464 kbit/s64646416161616BSCMSC64 kb

8、it/s64646416161616子復(fù)用(f yn) 語音壓縮(y su): 64kbit/s 13 or 5.6 kbit/s + 帶內(nèi)信令 數(shù)據(jù)傳輸:“64 kbit/s” 0.3 - 9.6 kbit/s + 帶內(nèi)信令 信令:透明傳輸TRAU宜與宜與MSC同址，節(jié)省同址，節(jié)省(jishng)中繼線路中繼線路75%AsubA圖. 10 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 21)第13頁/共66頁第十四頁，共66頁。第14頁/共66頁第十五頁，共66頁。S # 7小區(qū)小區(qū)CELLCELLCELLCase 1同步同步Case 2異步異步Case 3Case 4Case

9、5CELLCELLCELLCELLMSCMSCBSCBSCBSCBSCBTSBTSBTSBTSBTSBTSCase 1: 小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換case 2: 基站內(nèi)小區(qū)間越區(qū)切換基站內(nèi)小區(qū)間越區(qū)切換case 3: BSC內(nèi)內(nèi)BTS間越區(qū)切換間越區(qū)切換case 4: MSC內(nèi)內(nèi)BSC間越區(qū)切換間越區(qū)切換case 5: MSC間越區(qū)切換間越區(qū)切換第15頁/共66頁第十六頁，共66頁。第16頁/共66頁第十七頁，共66頁。n列控業(yè)務(wù)列控業(yè)務(wù)n滿足滿足SUBSET093規(guī)定，并隨其修改而修改。規(guī)定，并隨其修改而修改。n對于列控應(yīng)用對于列控應(yīng)用(yngyng)業(yè)務(wù)線路，由于業(yè)務(wù)線路，由于GSM-

10、R系統(tǒng)的越區(qū)切換為硬切換，每系統(tǒng)的越區(qū)切換為硬切換，每次切換將導(dǎo)致次切換將導(dǎo)致EVC-RBC間的列控間的列控CSD業(yè)務(wù)中斷業(yè)務(wù)中斷300-500ms，為了滿足列控對，為了滿足列控對GSM-R系統(tǒng)無錯誤傳輸周期的要求，兩次連續(xù)越區(qū)切換間隔大于系統(tǒng)無錯誤傳輸周期的要求，兩次連續(xù)越區(qū)切換間隔大于20s，即基站，即基站的間距不小于的間距不小于2km為宜（為宜（350km/h）。）。服務(wù)質(zhì)量項(xiàng)目指標(biāo)值移動臺發(fā)起的連接建立時間8.5s(95%),10s(100%)連接建立失敗概率10-2最大端到端傳輸時延(30byte用戶數(shù)據(jù)塊)0.5s(99%)連接丟失概率10-2/h傳輸干擾時間TTI0.8s(95%

11、),1s(99%)傳輸無差錯時間（傳輸恢復(fù)時間）TREC20s(95%),7s(99%)網(wǎng)絡(luò)注冊時延30s(95%),35s(99%),40s(100%)第17頁/共66頁第十八頁，共66頁。業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)(yw)信令信令你好你好(n ho)！今天上午！今天上午9：00開會，請按時參加開會，請按時參加. “振鈴振鈴”指令指令(zhlng) 鈴，鈴，鈴鈴，鈴，鈴Network第18頁/共66頁第十九頁，共66頁?；A(chǔ)傳送網(wǎng)（傳輸：DWDM、SDH）業(yè)務(wù)網(wǎng)（固定電話網(wǎng)PSTN）（移動電話網(wǎng)GSM-R）支撐網(wǎng)（信令）（網(wǎng)管）（同步）第19頁/共66頁第二十頁，共66頁。第20頁/共66頁第二十一頁，共66

12、頁。nSSS主要完成主要完成GSM-R系統(tǒng)的基本交換功能、呼叫接續(xù)系統(tǒng)的基本交換功能、呼叫接續(xù)(jix)功能功能以及用戶數(shù)據(jù)管理和移動性管理。以及用戶數(shù)據(jù)管理和移動性管理。n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。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。n話音呼叫：點(diǎn)對點(diǎn)話音呼叫（話音呼叫：點(diǎn)對點(diǎn)話音呼叫（MS之間，之間，MS與有線與有線FT之間）；之間）；組呼、廣播呼叫、多方通信、公眾緊急呼叫。組呼、廣播呼叫、多方通信、公眾緊急呼叫。n電路域數(shù)據(jù)傳輸：提供透明傳輸通道。如與列控電路域數(shù)據(jù)傳輸：提供透明傳輸通道。如與列控RBC節(jié)點(diǎn)、機(jī)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

13、、車車之間車同步操控地面節(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。數(shù)據(jù)信息傳送。n組成：由組成：由MSC、HLR、VLR、GCR、AC、SMSC等組成。等組成。第21頁/共66頁第二十二頁，共66頁。MSCMSC移動業(yè)務(wù)移動業(yè)務(wù)(yw)(yw)交換中心交換中心呼叫處理功能呼叫處理功能( (類似類似(li s)(li s)固定網(wǎng)的交換機(jī)固定網(wǎng)的交換機(jī)) )移動通信特定移動通信特定(tdng)的功能的功能 NSS 的核心 服務(wù)幾個 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)

14、的關(guān)口，可與MSC合設(shè)，也可分設(shè) 來訪 MSC: 服務(wù) MS 的 MSC第22頁/共66頁第二十三頁，共66頁。MSCMSC移動業(yè)務(wù)移動業(yè)務(wù)(yw)(yw)交換中心交換中心呼叫呼叫(h jio)(h jio)處理功能處理功能( (類似固定網(wǎng)的交換機(jī)類似固定網(wǎng)的交換機(jī)) ) 信令 / 用戶話務(wù)連接的建立 信令分析 確定目的地 連接路徑選擇 不正常信令信息的處理 支持補(bǔ)充業(yè)務(wù) 呼叫監(jiān)視 話務(wù)監(jiān)視和測量 預(yù)防過負(fù)荷 計(jì)費(fèi) 優(yōu)先控制 (例如:緊急呼叫) 支持操作維護(hù)(wih) O&M 功能 移動特定的功能移動特定的功能 和 BSC, MS & NSS 數(shù)據(jù)庫之間交換信令 處理移動特定的

15、業(yè)務(wù) 移動性管理 例如:尋呼, MSC之間的切換, 位置更新,. 過負(fù)荷處理, 例如: OACSU 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的交互功能 移動特定的錄音通知圖. 13 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 27)第23頁/共66頁第二十四頁，共66頁。n拜訪位置寄存器（拜訪位置寄存器（VLR）n動態(tài)數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)管理漫游用戶的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，存儲、更新漫游入用動態(tài)數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)管理漫游用戶的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，存儲、更新漫游入用戶的數(shù)據(jù)。戶的數(shù)據(jù)。n存儲信息包括：移動用戶存儲信息包括：移動用戶IMSI，MSISDN，位置區(qū)等，支持尋呼功能。，位置區(qū)等，支持尋呼功能。用戶漫游入該控制區(qū)時，用戶漫游入該控制

16、區(qū)時，VLR從從HLR獲取上述信息；用戶漫游出該控制獲取上述信息；用戶漫游出該控制區(qū)時，區(qū)時，VLR刪除上述信息。刪除上述信息。nVLR與與MSC之間交互數(shù)據(jù)量大，為了提高移動管理和呼叫建立的速度，之間交互數(shù)據(jù)量大，為了提高移動管理和呼叫建立的速度，VLR與與MSC一般合適于同一一般合適于同一(tngy)物理實(shí)體。物理實(shí)體。n注：位置區(qū)的劃分由人為規(guī)定，注：位置區(qū)的劃分由人為規(guī)定，1個個MSC劃分為若干個位置區(qū)。需要綜劃分為若干個位置區(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。合平衡位置更新頻率和尋呼系統(tǒng)的尋呼能力來確定。 第24頁/共66頁第二十五頁，共66頁。MSCMSC移動移

17、動(ydng)(ydng)業(yè)務(wù)交換中心業(yè)務(wù)交換中心VLRVLR來訪來訪(li fn)(li fn)位置寄存器位置寄存器 任務(wù)任務(wù): : MSC MSC 區(qū)域中的用戶管理區(qū)域中的用戶管理 與與 MSC MSC 聯(lián)合在一起聯(lián)合在一起 協(xié)調(diào)鑒權(quán)協(xié)調(diào)鑒權(quán) 啟動加密啟動加密 用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù): : 來自于來自于 HLR HLR 的用戶數(shù)據(jù)的用戶數(shù)據(jù) (MSISDN, IMSI, (MSISDN, IMSI, 業(yè)務(wù)業(yè)務(wù) (BS, TS, SS), (BS, TS, SS), 業(yè)務(wù)限制業(yè)務(wù)限制,.) ,.) 臨時用戶信息臨時用戶信息 (LMSI, TMSI, LAI, (LMSI, TMSI, LAI, I

18、MSI attach/detach, MSRN, HON, IMSI attach/detach, MSRN, HON, 三參數(shù)組三參數(shù)組,.),.) 這些數(shù)據(jù)一直有效直到這些數(shù)據(jù)一直有效直到(zhdo)(zhdo)重新登記到其它重新登記到其它 VLR! VLR!圖. 14 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 29)第25頁/共66頁第二十六頁，共66頁。HLRHLR歸屬歸屬(gush)(gush)位置寄存器位置寄存器 任務(wù)任務(wù): :管理移動用戶的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)呼管理移動用戶的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)呼叫管理、位置更新、漫游區(qū)域的管理叫管理、位置更新、漫游區(qū)域的管理、鑒權(quán)設(shè)備的管理，協(xié)助完

19、成呼叫和、鑒權(quán)設(shè)備的管理，協(xié)助完成呼叫和業(yè)務(wù)操作業(yè)務(wù)操作(cozu)(cozu)。 用戶數(shù)據(jù)的集中儲存用戶數(shù)據(jù)的集中儲存/ /管理管理 傳送數(shù)據(jù)給傳送數(shù)據(jù)給 VLR VLR 查詢查詢 MTC MTC 的路由信息的路由信息 與與 AuC AuC 聯(lián)合在一起聯(lián)合在一起 可以和可以和MSCMSC合設(shè)，也可以分設(shè)合設(shè)，也可以分設(shè)AuCAuC鑒權(quán)中心鑒權(quán)中心(zhngxn)(zhngxn) 任務(wù)任務(wù): : 儲存安全數(shù)據(jù) (Ki)（鑒權(quán)算法和加密信息） 產(chǎn)生三參數(shù)組 (VLR 請求)，負(fù)責(zé)對IMSI號進(jìn)行鑒權(quán) 與HLR一一對應(yīng)關(guān)系，采用合設(shè)方式，通過HLR與其他實(shí)體通信 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) / / 算法算法: :

20、Ki, IMSI, A3, A8 用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù): : 半永久數(shù)據(jù): MSISDN, IMSI, 業(yè)務(wù) (BS, TS & SS), 業(yè)務(wù)限制,. 臨時用戶信息: VLR 地址, LMSI, MSRN, SMS 標(biāo)志,.第26頁/共66頁第二十七頁，共66頁。 HLR HLR應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)(yngyng)舉例舉例 HLRc HLRc割接到割接到HLRiHLRi，割接中影響哪些，割接中影響哪些線路線路(xinl)(xinl)？影響什么業(yè)務(wù)？割接后對用戶？影響什么業(yè)務(wù)？割接后對用戶有什么影響？有什么影響？第27頁/共66頁第二十八頁，共66頁。AuCAuC鑒權(quán)中心鑒權(quán)中心(zh

21、ngxn)(zhngxn)第28頁/共66頁第二十九頁，共66頁。MSCMSC移動移動(ydng)(ydng)業(yè)務(wù)交換中心業(yè)務(wù)交換中心圖. 14 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 29)IWF IWF 互聯(lián)功能互聯(lián)功能(gngnng)(gngnng)單元單元應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)(xtng)(xtng)設(shè)備設(shè)備 任務(wù)任務(wù): :負(fù)責(zé)GSM-R網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換和速率適配可以和MSC 合設(shè)，也可以分設(shè)第29頁/共66頁第三十頁，共66頁。組呼寄存器組呼寄存器MSCMSCGCR最多可定義 100000個組區(qū) (00000 99999)最多可定義 1000個組號 (000

22、999)組呼獲取(huq)區(qū)號和組號尋呼和呼叫完成 任務(wù)任務(wù): : 儲存語音組呼相關(guān)數(shù)據(jù)：包括儲存語音組呼相關(guān)數(shù)據(jù)：包括組呼參考（組組呼參考（組IDID和組呼區(qū)域）、和組呼區(qū)域）、組呼相關(guān)的用戶列表組呼相關(guān)的用戶列表(li bio)(li bio)、MSCMSC控制的小區(qū)列表控制的小區(qū)列表(li bio)(li bio)。 與與MSCMSC合設(shè)于同一物理實(shí)體合設(shè)于同一物理實(shí)體第30頁/共66頁第三十一頁，共66頁。n短消息服務(wù)中心（短消息服務(wù)中心（SMSC）n提供短消息的存儲與轉(zhuǎn)發(fā)功能。提供短消息的存儲與轉(zhuǎn)發(fā)功能。n短消息業(yè)務(wù)是信令承載業(yè)務(wù)，建網(wǎng)初期用戶數(shù)少，應(yīng)集中設(shè)置短消息業(yè)務(wù)是信令承載業(yè)務(wù)

23、，建網(wǎng)初期用戶數(shù)少，應(yīng)集中設(shè)置。SMSC應(yīng)能與全網(wǎng)應(yīng)能與全網(wǎng)MSC相互尋址。設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)方便接入全網(wǎng)相互尋址。設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)方便接入全網(wǎng)。n處理能力要求：條處理能力要求：條/秒。秒。n確認(rèn)中心（確認(rèn)中心（AC）nMSC將終端用戶發(fā)起或接受將終端用戶發(fā)起或接受(jishu)高優(yōu)先級呼叫或緊急呼叫高優(yōu)先級呼叫或緊急呼叫的相關(guān)呼叫信息，傳送到的相關(guān)呼叫信息，傳送到AC進(jìn)行記錄。進(jìn)行記錄。nAC對接收到的相關(guān)信息進(jìn)行記錄、存儲，為事后分析提供數(shù)對接收到的相關(guān)信息進(jìn)行記錄、存儲，為事后分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。據(jù)依據(jù)。第31頁/共66頁第三十二頁，共66頁。確認(rèn)確認(rèn)(qurn)中心（中心（AC ）MSCMSCBSSB

24、SS呼叫(h jio)建立語音/數(shù)據(jù)確認(rèn)記錄呼叫(h jio)的詳細(xì)信息：時間、發(fā)起者、接聽者等確認(rèn)中心確認(rèn)中心ACACFig. 13 (TM2105EU02TM_0001 GSM-R-specific Features, 13)第32頁/共66頁第三十三頁，共66頁。第33頁/共66頁第三十四頁，共66頁。智能網(wǎng)有利于多廠家智能網(wǎng)有利于多廠家(chn ji)互聯(lián)互通互聯(lián)互通HLR廠家廠家(chn ji)BMSC/SSP廠家廠家AHLR廠家廠家BHLR廠家AMSC/SSP廠家廠家B不開放的的接口開發(fā)新業(yè)務(wù)非標(biāo)準(zhǔn)的軟件功能集非標(biāo)準(zhǔn)的軟件功能集，廠家B需要完全拷貝廠家A的業(yè)務(wù)軟件，并且每個新業(yè)務(wù)都

25、要重新做大量的研發(fā)。新業(yè)務(wù)很難生成廠家A自己的軟件集？HLR廠家廠家AMSC/SSP廠家廠家ASCP廠家AMSC/SSP廠家廠家B開放接口/標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議基于開放接口開發(fā)新業(yè)務(wù)廠家B設(shè)備調(diào)用SSP標(biāo)準(zhǔn)的程序集，基本上不需要研發(fā)，或者很少的修改新業(yè)務(wù)迅速生成多廠家根據(jù)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)多廠家根據(jù)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)的業(yè)務(wù)軟件的業(yè)務(wù)軟件和標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)的協(xié)議（的協(xié)議（CAMEL）能夠很容）能夠很容易實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通易實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通新的鐵路運(yùn)營業(yè)務(wù)能夠簡便、迅速、低成本推新的鐵路運(yùn)營業(yè)務(wù)能夠簡便、迅速、低成本推出出多廠家之間沒有共同遵循的標(biāo)準(zhǔn)，很難實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通多廠家之間沒有共同遵循的

26、標(biāo)準(zhǔn)，很難實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通新的鐵路運(yùn)營業(yè)務(wù)很難在全網(wǎng)推出新的鐵路運(yùn)營業(yè)務(wù)很難在全網(wǎng)推出第34頁/共66頁第三十五頁，共66頁。n智能網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)智能網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)n固網(wǎng)智能網(wǎng)采用固網(wǎng)智能網(wǎng)采用INAP協(xié)議。協(xié)議。nGSM智能網(wǎng)采用智能網(wǎng)采用CAMEL協(xié)議。協(xié)議。nCDMA智能網(wǎng)采用智能網(wǎng)采用WIN協(xié)議。協(xié)議。n我國我國GSM-R智能網(wǎng)采用智能網(wǎng)采用CAMEL3協(xié)議協(xié)議n有利于解決有利于解決(jiju)互操作性問題（互操作性問題（IOT）。）。n適應(yīng)遠(yuǎn)期發(fā)展要求。適應(yīng)遠(yuǎn)期發(fā)展要求。歐洲GSM-R大多(ddu)采用INAP協(xié)議CAMELCAMEL標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)主要支持業(yè)務(wù)主要支持業(yè)務(wù)完成情況完成情況相應(yīng)相應(yīng)

27、GSMGSM標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)CAMEL1虛擬專用網(wǎng)，預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)1997年通過GSM phase2CAMEL2虛擬專用網(wǎng)，先進(jìn)選路業(yè)務(wù)，屏蔽業(yè)務(wù)，預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)，使用限制，基于位置的業(yè)務(wù)，支持點(diǎn)到多點(diǎn)、多連接呼叫1999年通過GSM phase2ITU-T 3GPPCAMEL3，4移動寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)CAMEL3已發(fā)布。CAMEL4在制定中。ITU-T 3GPP第35頁/共66頁第三十六頁，共66頁。智能網(wǎng)在智能網(wǎng)在GSM-R網(wǎng)中的地位網(wǎng)中的地位(dwi)和作和作用用交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)鐵路交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)鐵路(til)基本電信業(yè)務(wù)基本電信業(yè)務(wù)MSC1TMSC1TMSCnSCP1HLR1SCP2HLRnMSC2MSC3MSCn

28、TMSC2HLR3HLR2TCP/IPFNFN實(shí)時地同步數(shù)據(jù)信息用戶平面用戶平面控制平面控制平面智能網(wǎng)實(shí)現(xiàn)鐵路智能網(wǎng)實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)營業(yè)務(wù)運(yùn)營業(yè)務(wù)第36頁/共66頁第三十七頁，共66頁。n業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP）：接收）：接收SSP發(fā)出指令，執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯發(fā)出指令，執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制功能，存儲業(yè)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制功能，存儲業(yè)務(wù)邏輯和網(wǎng)絡(luò)、用戶數(shù)據(jù)。務(wù)邏輯和網(wǎng)絡(luò)、用戶數(shù)據(jù)。n業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）：檢測智）：檢測智能業(yè)務(wù)的請求能業(yè)務(wù)的請求(qngqi)，與，與SCP通信，對通信，對SCP響應(yīng)，允許響應(yīng)，允許SCP影響處理?？膳c影響處理?？膳cMSC合設(shè)合設(shè)，也可分設(shè)。，也可分設(shè)。n業(yè)

29、務(wù)管理點(diǎn)（業(yè)務(wù)管理點(diǎn)（SMP）:管理管理SCP中的業(yè)務(wù)邏輯，用戶數(shù)據(jù)中的業(yè)務(wù)邏輯，用戶數(shù)據(jù)。n業(yè)務(wù)管理接入點(diǎn)（業(yè)務(wù)管理接入點(diǎn)（SMAP）：）：業(yè)務(wù)管理接入功能。業(yè)務(wù)管理接入功能。SCP一般由小型機(jī)、高性能微機(jī)和大型實(shí) 時數(shù)據(jù)庫組成。要求(yoqi)具有高度的可靠性，每年的服務(wù)中斷時間不得超過3分鐘。配置至少是雙備份的。第37頁/共66頁第三十八頁，共66頁。GfSGSNDGiGnGbGcCEGpGsMSC/VLRTEMTBSSTEPDNRUmGrAHLR其他 PLMNSGSNGGSNGdSM-SCSMS-GMSCSMS-IWMSCGGSNEIRSGSNGnnBTS軟件(run jin)升級nB

30、SC增加PCUn及軟件(run jin)升級nMS為具有(jyu)nGPRS能力的nA/B/C類MSn與GSM-R共用n軟件升級n新增網(wǎng)元n軟件升級第38頁/共66頁第三十九頁，共66頁。VLRGPRS和和GSM-R網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)(wnglu)的相似性和對稱的相似性和對稱性性BSCBTSMSCGMSCHLRAUCPSTN鐵路(til)應(yīng)用系統(tǒng)7GGSNSGSNBTSGPRS和和GSM-R是兩個網(wǎng)絡(luò)是兩個網(wǎng)絡(luò)(wnglu)GPRS和和GSM-R網(wǎng)具有相似性和對稱性網(wǎng)具有相似性和對稱性GPRS和和GSM-R網(wǎng)共用基站、網(wǎng)共用基站、HLR等設(shè)備等設(shè)備第39頁/共66頁第四十頁，共66頁。VLRBSCBTS

31、MSCGMSCHLRAUCPSTN鐵路應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)8SGSNGGSNGPRS和和GSM-R業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)(yw)從從BSC處開始分流。處開始分流。第40頁/共66頁第四十一頁，共66頁。n公眾公眾GPRS網(wǎng)網(wǎng)n用戶多數(shù)用戶多數(shù)(dush)處于靜止?fàn)顟B(tài)或者緩慢移動狀態(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài)或者緩慢移動狀態(tài) ；n傳送信息內(nèi)容為公眾服務(wù)信息傳送傳送信息內(nèi)容為公眾服務(wù)信息傳送 ；n服務(wù)質(zhì)量服務(wù)質(zhì)量“盡力而為盡力而為”，對可靠性、實(shí)時性要求不高。，對可靠性、實(shí)時性要求不高。n鐵路鐵路GPRS網(wǎng)網(wǎng)n用戶處于移動狀態(tài)下甚至高速移動狀態(tài)無線數(shù)據(jù)傳輸；用戶處于移動狀態(tài)下甚至高速移動狀態(tài)無線數(shù)據(jù)傳輸；n數(shù)據(jù)內(nèi)容為鐵路

32、運(yùn)輸生產(chǎn)相關(guān)的信息；數(shù)據(jù)內(nèi)容為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)相關(guān)的信息；n對可靠性、實(shí)時性要求高。對可靠性、實(shí)時性要求高。n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！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41頁/共66頁第四十二頁，共66頁。n與有線分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的區(qū)別與有線分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的區(qū)別(qbi)n需要進(jìn)行移動性管理。需要進(jìn)行移動性管理。n服務(wù)質(zhì)量受小區(qū)重選、路由區(qū)更新等方面的影響。服務(wù)質(zhì)量受小區(qū)重選、路由區(qū)更新等方面的影響。n用戶與網(wǎng)絡(luò)的交互，是按照會話進(jìn)行管理的，傳輸信息時，用戶需激活用戶與網(wǎng)絡(luò)的交互，是按照會話進(jìn)行管理的，傳輸信息時，用戶需激活申請申請PDP場景場景 。第42頁/共66頁第四

33、十三頁，共66頁。路由器路由器GPRS系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)與應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)(xtng)的互聯(lián)的互聯(lián)GGSNSGSNRADIUSDNSBTSBTSBSCPCUGPRS歸屬歸屬(gush)服務(wù)器服務(wù)器GPRS接口接口(ji ku)歸屬服務(wù)器歸屬服務(wù)器GPRS接口接口服務(wù)器服務(wù)器局域網(wǎng)局域網(wǎng)行車調(diào)度臺行車調(diào)度臺調(diào)車調(diào)度臺調(diào)車調(diào)度臺GSM-R服務(wù)器服務(wù)器GSM-R服務(wù)器服務(wù)器防火墻防火墻局域網(wǎng)局域網(wǎng)路局路局CTC/TDCS中心中心路由器路由器GPRS接口接口服務(wù)器服務(wù)器GPRS本地網(wǎng)本地網(wǎng)1、負(fù)責(zé)協(xié)議轉(zhuǎn)換、負(fù)責(zé)協(xié)議轉(zhuǎn)換;2、負(fù)責(zé)機(jī)車臺關(guān)于、負(fù)責(zé)機(jī)車臺關(guān)于GRIS的的IP地址更新：存儲全國鐵地址更新

34、：存儲全國鐵路局管轄范圍（經(jīng)緯度、公里路局管轄范圍（經(jīng)緯度、公里標(biāo)、小區(qū)號等位置信息以及標(biāo)、小區(qū)號等位置信息以及GRIS的的IP地址）地址）第43頁/共66頁第四十四頁，共66頁。GPRS子系統(tǒng)功能實(shí)體子系統(tǒng)功能實(shí)體(sht)（1）SGSN設(shè)備設(shè)備nSGSN是移動終端提供業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)，激活是移動終端提供業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)，激活GPRS業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)時，時，SGSN建立一個移動性管理的環(huán)境建立一個移動性管理的環(huán)境(hunjng)。nSGSN主要負(fù)責(zé)移動臺當(dāng)前位置信息的登記，負(fù)責(zé)移主要負(fù)責(zé)移動臺當(dāng)前位置信息的登記，負(fù)責(zé)移動臺和網(wǎng)絡(luò)之間完成移動分組數(shù)據(jù)的存儲與轉(zhuǎn)發(fā)動臺和網(wǎng)絡(luò)之間完成移動分組數(shù)據(jù)的存儲與轉(zhuǎn)發(fā) ：n移動

35、性管理移動性管理n 會話管理會話管理 n 用戶數(shù)據(jù)管理用戶數(shù)據(jù)管理n 安全性安全性n 計(jì)費(fèi)計(jì)費(fèi) SGSN第44頁/共66頁第四十五頁，共66頁。 GGSNn網(wǎng)關(guān)功能網(wǎng)關(guān)功能(gngnng)n會話管理會話管理nIP 地址分配地址分配n安全性安全性n計(jì)費(fèi)計(jì)費(fèi)GPRS子系統(tǒng)功能實(shí)體子系統(tǒng)功能實(shí)體(sht)（2）GGSN設(shè)備設(shè)備第45頁/共66頁第四十六頁，共66頁。nDNS：負(fù)責(zé)域名解析，將網(wǎng)元域名轉(zhuǎn)換：負(fù)責(zé)域名解析，將網(wǎng)元域名轉(zhuǎn)換(zhunhun)成為實(shí)際成為實(shí)際IP的地址。的地址。n如哈局的列尾主機(jī)：如哈局的列尾主機(jī)：LWZJ車次號車次號HEBMSGPRSn鐵路鐵路GPRS網(wǎng)的域名解析主要有四個

36、用途：網(wǎng)的域名解析主要有四個用途：n在在PDP上下文激活過程中，上下文激活過程中，SGSN將將APN提交給提交給DNS進(jìn)行解析，獲得用進(jìn)行解析，獲得用戶所使用的戶所使用的GGSN的的IP地址。地址。n在在SGSN間路由區(qū)更新過程中，新的間路由區(qū)更新過程中，新的SGSN通過域名解析查找原通過域名解析查找原SGSN的的IP地址。地址。n實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各網(wǎng)元之間通信時網(wǎng)元域名至網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各網(wǎng)元之間通信時網(wǎng)元域名至網(wǎng)元IP地址間的解析。地址間的解析。n機(jī)車臺、列尾主機(jī)等車載機(jī)車臺、列尾主機(jī)等車載GPRS設(shè)備的域名至其設(shè)備的域名至其IP地址的解析。地址的解析。第46頁/共66頁第四十七頁，共66頁。nRAD

37、IUS服務(wù)器：服務(wù)器：n負(fù)責(zé)存儲用戶身份信息，對用戶認(rèn)證請求（用戶名、密碼）進(jìn)負(fù)責(zé)存儲用戶身份信息，對用戶認(rèn)證請求（用戶名、密碼）進(jìn)行確認(rèn)，給用戶分配權(quán)限，完成行確認(rèn)，給用戶分配權(quán)限，完成(wn chng)用戶的認(rèn)證和鑒權(quán)用戶的認(rèn)證和鑒權(quán)功能。功能。n存儲所有機(jī)車號、車次號與存儲所有機(jī)車號、車次號與IP地址的映射表。地址的映射表。 nPCU：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分組、無線信道的管理、錯誤發(fā)送檢測和自動：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分組、無線信道的管理、錯誤發(fā)送檢測和自動重發(fā)。重發(fā)。第47頁/共66頁第四十八頁，共66頁。PCUBTSBSC siteGSN siteBTSBSC siteGSN siteBTSBSC siteG

38、SN sitePCUPCUABCoptional:PCU-location MSMSMS第48頁/共66頁第四十九頁，共66頁。CCUCCUBSCBTSSGSNUmAbisGbBSCPbCCUCCUPCU舉例：華為舉例：華為GPRS BSS的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)(shxin)形式形式第49頁/共66頁第五十頁，共66頁。BSCSGSN/SLRGGSNBTSPCUGiGbFig. 1 General layout of a Siemens GSM phase 2+ network (TM2110EU01TM_0004 GPRS - Siemens Solutions, 3)BTS舉例：西門子舉例：西門子G

39、PRS BSS的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)(shxin)形式形式第50頁/共66頁第五十一頁，共66頁。Gb接口接口(ji ku)網(wǎng)路組織網(wǎng)路組織PCUFrame RelaynetworkGSNMSCE1/DS1-LineE1/DS1-LineE1/DS1-LineE1/DS1-Line1234multiple nailed-upcircuits, each 64 kbit/sdedicated Frame Relayresources第51頁/共66頁第五十二頁，共66頁。域域描描 述述I M SI用 戶 標(biāo) 識M SI SDN用 戶 基 本 的 M SI SDNSGSN Num ber用 戶 登 記 的

40、SGSN的 SS7號 碼SGSN Address用 戶 登 記 的 SGSN的 I P地 址SM S Param eters短 消 息 有 關(guān) 的 用 戶 簽 約 數(shù) 據(jù)M S Purged f or GPRS用 戶 GPRS清 除 標(biāo) 志M NRG用 戶 GPRS不 可 及 標(biāo) 志GGSN-l i st列 表 ， 每 一 項(xiàng) 包 含 某 一 GGSN的 SS7號 碼 和 I P地 址PDP Context I dent i f i erPDP上 下 文 索 引PDP TypePDP類 型PDP AddressPDP地 址Qos Prof i l e Subscri bed用 戶 登 記 的

41、Qos過 濾VPLM N Address Al l owed是 否 允 許 用 戶 使 用 VPLM N的 APNAccess Poi nt Nam e外 部 分 組 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 接 入 點(diǎn)第52頁/共66頁第五十三頁，共66頁。TRAUTRAUTRAUBSCBTSBTSBTS基站控制中心基站控制中心 BSC（2） BSS 系統(tǒng)控制 交換(jiohun)在 TRAU BTS 之間 無線資源管理 收集 BSS 中的錯誤信息 與 OMC-B 通信 儲存數(shù)據(jù)庫,BSS 的軟件OMC- BAsubAbis圖. 8 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 17)第53頁/共66頁第五十

42、四頁，共66頁。TRAU64 kbit/s64646464 kbit/s64646464 kbit/s64646464 kbit/s64646416161616BSCMSC64 kbit/s64646416161616子復(fù)用(f yn) 語音壓縮: 64kbit/s 13 or 5.6 kbit/s + 帶內(nèi)信令 數(shù)據(jù)傳輸:“64 kbit/s” 0.3 - 9.6 kbit/s + 帶內(nèi)信令 信令:透明(tumng)傳輸編譯碼轉(zhuǎn)換編譯碼轉(zhuǎn)換(zhunhun)和速率適配單元和速率適配單元TRAUAsubA圖. 10 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 21)第54頁/共6

43、6頁第五十五頁，共66頁。Um奇偶校驗(yàn)卷積編碼(bin m)交織(jiozh)信道編碼信道編碼形成(xngchng)突發(fā)脈沖突發(fā)脈沖復(fù)用發(fā)送傳輸HF 產(chǎn)生調(diào)制調(diào)制調(diào)制用戶和信令信息Abis接收最大最大 16 載頻載頻/小區(qū)小區(qū) 跳頻 同步 (時間和頻率) 傳輸質(zhì)量的監(jiān)視和優(yōu)化 功率控制 PC 時間提前 TA加密加密基站收發(fā)設(shè)備基站收發(fā)設(shè)備BTS+圖. 9 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 19)第55頁/共66頁第五十六頁，共66頁。第56頁/共66頁第五十七頁，共66頁。BTSBSCTRAUMSC13kbit/s16kbit/s64kbit/s第57頁/共66頁第五十

44、八頁，共66頁。第58頁/共66頁第五十九頁，共66頁。n 注：基站環(huán)網(wǎng)的保護(hù)方式不能注：基站環(huán)網(wǎng)的保護(hù)方式不能完全解決傳輸引起完全解決傳輸引起(ynq)的業(yè)的業(yè)務(wù)中斷務(wù)中斷,應(yīng)在傳輸通道設(shè)計(jì)上采應(yīng)在傳輸通道設(shè)計(jì)上采取自愈環(huán)的保護(hù)方式。取自愈環(huán)的保護(hù)方式。n 35個基站共用個基站共用1+1個個2Mb/s中繼電路并中繼電路并形成形成(xngchng)環(huán)形環(huán)形連接連接 。n 當(dāng)某段鏈路斷開時，當(dāng)某段鏈路斷開時，仍可實(shí)現(xiàn)仍可實(shí)現(xiàn)BSC與各與各BTS之間的連接。之間的連接。第59頁/共66頁第六十頁，共66頁。技術(shù)技術(shù)極化分集情況下，極化分集情況下，-114dBm -114dBm 接收靈敏度保證值接收

45、靈敏度保證值44.8 dBm (30 W)44.8 dBm (30 W)發(fā)射功率發(fā)射功率1.4 dB1.4 dB雙工器損耗雙工器損耗(snho)(snho)先進(jìn)的接收分集先進(jìn)的接收分集標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的GSMGSM功能功能 合成跳頻合成跳頻話音激活檢測話音激活檢測/ /不連續(xù)發(fā)射（不連續(xù)發(fā)射（VAD/DTXVAD/DTX）和射頻功率控）和射頻功率控制制干擾消除端法干擾消除端法工程設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì) BSCBSC和和BTSBTS環(huán)形連接環(huán)形連接集成的集成的SDHSDH傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)( (室外站室外站) )高可靠性高可靠性: : 全冗余全冗余站型配置：站型配置：O1, O1+1, O2, S11, S22, S1+1, O1, O1+1, O2, S11, S22, S1+1, S1+1