GSM-R专用移动通信系统：网络结构、功能及协议

移动通信MobileCommunication2GSM-R铁路专用移动通信系统8.1概述8.2铁路数字移动通信原理8.3移动网络业务8.4网络结构、功能及协议8.5GSM-R编号方案8.6eMLPP业务8.7VGCS业务8.8VBS业务8.9功能寻址8.10基于位置的寻址

8.11调度通信8.12调度数据和旅客服务信息传输通道2024/5/2938.4网络结构、功能及协议2024/5/294交换机至其他交换机服务区域至其他交换机服务区域交换机

服务区域PSTN至其他PSTN至其他PSTN蜂窝系统的基本组成2024/5/295GSM-R系统的网络结构OSS管理子系统NSS网络交换子系统BTSCell1Cell2Cell3BTSBSS基站子系统公众交换电话网络(PSTN)ISDN,PSDNMSUm(无线接口)OMN接口(X.25)BSSHLR-AUC信令系统

No.7SS7OMC-SOMC-RBSCEIRTRAUGMSCVLRA-接口Abis接口MSCVLRGCR2024/5/296TCUBSCOMC-RMSC无线接口A接口Ater接口Abis接口NSSBSSOMN接口公众电话网MSMSBTS室内BTS室外BTSSunStorEdgeA5000无线接口BSS基站子系统结构2024/5/297发射耦合器接收耦合器天线耦合系统BCF(基站公共功能)BSCTRX(收发信机)Abis接口- 编码,加密,调制,然后将射频信号馈送给天线- 将信号解密,均衡,然后解调

- 移动呼叫检测- 上行链路信道测量- 定时提前量-跳频-将语音和用户数据信道合成以后送给BSC-将信令信道合成以后送给BSC双工器-天线与每个小区的收发信机之间的接口BTSBTS通用结构和功能2024/5/298多载波BTS2024/5/299BTSAbis接口A接口- 对BTS无线资源管理- 小区之间越区切换- 通信信道安排- BTS之间的频率重新分配- BTS时间和频率同步- 控制频率跳变-等等O&M至网络子系统PCM控制器PCM控制器处理单元交换矩阵BSCX.25控制器BSC通用结构和功能2024/5/2910速率适配单元(TRAU)结构及功能外部

PCM接口BSCMSC编译码器编译码器控制器Ater接口A接口E1中继线120路用户信道T1中继线92路用户和

控制信道将13kbpsGSM语音帧格式转换成64kbpsT1PCMµ-律或

E1PCMA-律帧格式

E1中继线=31路用户信道T1中继线=24用户信道将用户数据流路由至相应的互联功能TRAU2024/5/2911NSS结构2024/5/2912MSC内部结构2024/5/2913归属位置寄存器(HLR)

用户管理中心HLR永久纪录-MSISDN-IMSI-用户业务临时纪录- VLR地址- 加密参数

(Kc,Sres,Rand)2024/5/2914认证中心AUC加密A3,A8算法Ki5SRES,Kc,RANDRANDAUC提供加密参数IMSIHLR请求2024/5/2915

VLR永久纪录- IMSI- 用户注册业务临时纪录- 加密参数 (Kc,Sres,Rand)- LAI-TMSILA1LA4LA2LA3访问位置寄存器(VLR)2024/5/2916

EIR黑单(被禁ME)灰单(故障ME)白单(有效ME)移动台设备IMEI设备识别寄存器(EIR)2024/5/2917移动交换中心MSCIWFMSBSSPSTNDTE有线DTE速率适配DTE信令ModemModem数据+DTE信号网络互联功能(IWF)2024/5/2918NSSBSCBTSMSMMBSSAPSCCPMTP3MTP2TCAPMAPPCMCMMMMTP3MTP2SCCPPCME1/T1PCMSCCPMTP3MTP2DTAPRRO&MRSMLAPDRSMO&M无线无线RRISUP/TUPCMUm接口Abis接口A-接口BSSAPMTP1RRBSSMAPLAPDLAPDmLAPDmDTAPBSSMAP协议模型2024/5/2919连接管理CM移动性管理MM无线资源管理RRM合路RACHBCCHPCHAGCHSDCCHFACCHSACCHTC0TC11SACCHTC13TC24IDLE(举例)第3层第2层=LAPDm逻辑信道第1层物理信道无线接口(包含的协议)2024/5/2920语音1TS=4信道LAPD无线O&MPCMPCM数据300,1200,1200/75,2400,4800,9600,14400bit/sAbis接口2024/5/2921BTS侧RSMO&MRSLOMLRSMO&MO&M

第1层RSLOMLTRXBCF第3层LAPD第2层BSC侧RSL=无线信令链路OML=运营与维护链路RSM=无线子系统管理O&M=运营与维护Abis接口(协议)2024/5/2922FCS : FrameCheckSequenceF

:

FlagSAPI : Service

Access

Point

IdentifierTEI : Terminal

Equipment

Identifier0至260字节FCS控制地址FN(R)N(S)TEISAPI信息F0至21字节控制地址N(R)N(S)SAPI信息LAPDLAPDm帧起始帧结束LAPD和LAPDm帧2024/5/2923LAPDSS7语音1TS=4信道数据300,1200,1200/75,2400,4800,9600,14400bit/sO&MAter接口X.252024/5/2924Ater接口(业务信道和信令链路)Ater接口A接口LAPDTS1SS7TSX.25TS2*SS7TSX.25TS2*BSCPCM链路PCM链路*如果使用O&M语音TS语音TS编译码数据TS数据TS速率适配TCUMSCOMC2024/5/2925语音/数据1TS=1信道SS7BSSNSSX.25A接口2024/5/2926至SCCP和MTP的其他用户至BSS内其他处理器至空中接口传输设备物理层MTPBSSSCCPA-接口BSSMAPNSSMTPSCCP其他应用(例如:

呼叫控制)分配功能DTAPBSSMAPDTAPDTAP:DirectTransferApplicationPartBSSMAP:BSSManagementApplicationPartBSS:BaseStationSubsystemMSC:MobileservicesSwitchingCentreSCCP:SignalingConnectionControlPartMTP:MessageTransferPart分配功能A接口(协议)2024/5/2927ISUPTUPDUPMTPGMSC计费中心应用层消息传送物理层ISUPTUPDUPMTPPSTN/ISDN/PSDN接口2024/5/2928用户数据管理1、与移动台有关的数据(IMSI、MSISDN、TMSI、LMSI、IMEI)；2、加密和鉴权数据(三参数组RAND/SRES/Kc、加密密钥序列号)；3、与漫游有关的数据(MSRN、LAI、VLR、MSC、HLR)；4、禁止信息；5、与基本业务有关的数据；6、与补充业务有关的数据；7、全球小区识别码和业务域识别码；8、移动台状态数据(IMSI分离标志、复位标志)；9、与切换有关的数据(HON)；10、与短消息有关的数据；11、语音组呼和VBS数据。2024/5/2929无线资源管理无线资源管理是：建立、维护和释放RR连接，所谓RR连接就是允许网络和MS之间点到点的通话，包括小区选择/重选和切换过程、接收单向的BCCH和CCCH信道、接收语音组呼信道和语音广播信道、组接收模式下MS的自动小区重选、VGCS用户角色变化时抢占和释放语音组呼信道等功能。移动台的四种模式： 1、空闲模式； 2、专用模式； 3、组接收模式； 4、组发送模式。2024/5/2930移动性管理移动性管理（MM）的主要功能是支持用户终端的移动性，例如向网络通知它当前的位置和为用户提供身份验证。MM包括三个主要过程：位置更新，包括常规位置更新、周期性位置更新和IMSI附着；切换，将一个正处于呼叫建立状态或忙状态的MS转换到新的业务信道上的过程称为切换；漫游，是指在归属GSM-R网络外的其它GSM-R网络（拜访GSM-R网络）中使用移动业务。2024/5/2931连接管理连接管理功能（CM）是GSM-R协议模型中最高