高速铁路数字移动通信系统

高速铁路数字移动通信系统高速铁路数字移动通信系统GSM是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其被开发的目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准。而GSM-R技术则是在成熟、通用的GSM平台基础上专门为满足铁路应用而开发的，通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种技术体制。1.1GSM-R网络结构及功能高速铁路数字移动通信系统图7-5GSM-R网络结构1.1GSM-R网络结构及功能1.网络交换子系统高速铁路数字移动通信系统NSS主要负责端到端的呼叫、用户数据管理、移动性管理和固定网络的连接。NSS一般具有移动交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）、设备识别寄存器（EIR）、互连功能（IWF）等功能。NSS还可以有实现语音组呼和语音广播的实体——组呼寄存器（groupcallregister，GCR），以及用于短消息业务的短消息服务中心（shortmessageservicecenter，SMSC）。其中，MSC既是NSS的核心，也是整个GSM-R网络的核心。1.1GSM-R网络结构及功能2.基站子系统高速铁路数字移动通信系统BSS通常由基站控制器（basestationcontroller，BSC）和基站收发信机（basetransceiverstation，BTS）组成。BSC主要提供在其覆盖区域内的无线电资源管理与移动性管理的功能，以及无线网络的运营与维护功能。一套BSC根据容量不同可以管理一个或上百个BTS。BTS主要负责空中接口，能够进行语音、数据和短消息的传输，并可以完成信号处理、无线测量预处理、切换、功率控制等基于无线接口的功能。高速铁路数字移动通信系统图7-6BSS的总体结构1.1GSM-R网络结构及功能3.通用分组无线业务子系统高速铁路数字移动通信系统通用分组无线业务（GPRS）子系统主要负责为无线用户提供分组数据承载业务，如CTC/TDCS系统互联、车地信息互通，在GSM-R中引入GPRS使移动通信与数据网络合二为一。GPRS子系统由GPRS服务支持节点（SGSN）、GPRS网关支持节点（GGSN）、分组控制单元（PCU）、域名服务器（DNS）、认证服务器（RADIUS）等设备组成。GGSN是连接GSM-R网络和外部分组交换网的网关，也称为GPRS路由器。1.1GSM-R网络结构及功能4.智能网子系统高速铁路数字移动通信系统智能网（IN）子系统是在现有交换与传输的基础网络结构上，为快速、方便、经济地提供电信新业务而设置的一种附加网络结构。在GSM-R中，智能网子系统主要负责接入矩阵、功能号注册/注销与管理、功能寻址、位置寻址、基于外部精确定位信息的位置寻址等功能。智能网子系统主要由业务控制点（SCP）、业务交换点（SSP）、业务管理点（SMP）等构成。1.1GSM-R网络结构及功能5.固定接入交换子系统高速铁路数字移动通信系统固定接入交换（FAS）子系统主要实现GSM-R中固定用户的接入，调度台、车站台等固定用户通过30B+D接口连接GSM-R系统的MSC，与各级FAS之间通过传输网建立起来的数字通道进行数字信息的传递，形成铁路调度网络系统。1.1GSM-R网络结构及功能6.操作维护子系统高速铁路数字移动通信系统OSS是相对独立的子系统，为GSM-R网络提供管理和维护功能。用于操作维护的设备被称为操作维护中心（OMC），其中，操作维护中心-交换部分（OMC-S）负责NSS的操作维护，基站子系统操作维护中心（OMC-R）负责BSS的操作维护，FAS网络管理系统（OMC-F）负责FAS的操作维护，等等。OSS是操作人员与系统设备之间的中介，它实现了系统的集中操作与维护，完成了包括移动用户管理、移动设备管理及网络操作维护等功能。1.1GSM-R网络结构及功能7.终端子系统高速铁路数字移动通信系统终端子系统包括固定终端、移动终端等设备。其中，固定终端包括调度终端、车站终端及其他用户电话，以及呼叫记录和录音系统等设备；移动终端由移动设备和SIM卡组成，包括机车综合通信设备、列控数据传输设备和便携台等。1.2GSM-R的主要业务高速铁路数字移动通信系统GSM-R以GSM为基础平台，为铁路运输提供专用移送通信系统，随着应用范围的逐渐扩大，其将成为铁路移动通信的发展主力。1.2GSM-R的主要业务高速铁路数字移动通信系统GSM-R以GSM为基础平台，结合先进的语音呼叫业务和铁路基本业务，构成信息开发平台，通过该平台可以开发出具有对应业务需求的铁路应用系统。1.GSM-R的业务模型高速铁路数字移动通信系统图7-7GSM-R的业务模型1.2GSM-R的主要业务高速铁路数字移动通信系统2.GSM-R承载的铁路业务GSM-R面向铁路主要提供语音业务数据业务智能业务1.2GSM-R的主要业务高速铁路数字移动通信系统2.GSM-R承载的铁路业务语音业务通过电路交换方式实现，属于电路域业务。电路域业务主要针对那些对实时性要求较高又要十分准确的传递信息，具有最高或者较高的优先级的业务，一般用于列车控制、调度语音指挥行车、铁路应急指挥通信等重要的业务。电路交换数据传输方式配置固定单独的信道，不共享信道，保证了数据传输的实时性和准确性，数据传输速率最高为9.6kbps。（1）语音业务1.2GSM-R的主要业务高速铁路数字移动通信系统2.GSM-R承载的铁路业务语音业务提供基础语音通话功能，如调度移动通信语音业务，除此之外还具备较高级的语音功能。如：①优先级与强拆。②语音组呼。③语音广播。（1）语音业务1.2GSM-R的主要业务高速铁路数字移动通信系统2.GSM-R承载的铁路业务数据业务可以通过电路交换方式和分组交换方式完成，因此数据业务可以分为电路域数据业务和分组域数据业务。①电路域数据业务。电路域数据业务主要针对安全数据业务，而非安全数据业务，则采用分组交换的方式，多用户共享一个分组数据传输通道，需要传输数据时才占用信道。（2）数据业务1.2GSM-R的主要业务高速铁路数字移动通信系统2.GSM-R承载的铁路业务②分组域数据业务。分组域数据业务主要是指那些相