高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)

高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)GSM是一種起源于歐洲的移動通信技術(shù)標準，是第二代移動通信技術(shù)，其被開發(fā)的目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡(luò)標準。而GSM-R技術(shù)則是在成熟、通用的GSM平臺基礎(chǔ)上專門為滿足鐵路應(yīng)用而開發(fā)的，通過無線通信方式實現(xiàn)移動話音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N技術(shù)體制。1.1GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)圖7-5GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.1GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能1.網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)NSS主要負責端到端的呼叫、用戶數(shù)據(jù)管理、移動性管理和固定網(wǎng)絡(luò)的連接。NSS一般具有移動交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）、設(shè)備識別寄存器（EIR）、互連功能（IWF）等功能。NSS還可以有實現(xiàn)語音組呼和語音廣播的實體——組呼寄存器（groupcallregister，GCR），以及用于短消息業(yè)務(wù)的短消息服務(wù)中心（shortmessageservicecenter，SMSC）。其中，MSC既是NSS的核心，也是整個GSM-R網(wǎng)絡(luò)的核心。1.1GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能2.基站子系統(tǒng)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)BSS通常由基站控制器（basestationcontroller，BSC）和基站收發(fā)信機（basetransceiverstation，BTS）組成。BSC主要提供在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的無線電資源管理與移動性管理的功能，以及無線網(wǎng)絡(luò)的運營與維護功能。一套BSC根據(jù)容量不同可以管理一個或上百個BTS。BTS主要負責空中接口，能夠進行語音、數(shù)據(jù)和短消息的傳輸，并可以完成信號處理、無線測量預(yù)處理、切換、功率控制等基于無線接口的功能。高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)圖7-6BSS的總體結(jié)構(gòu)1.1GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能3.通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）子系統(tǒng)主要負責為無線用戶提供分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，如CTC/TDCS系統(tǒng)互聯(lián)、車地信息互通，在GSM-R中引入GPRS使移動通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一。GPRS子系統(tǒng)由GPRS服務(wù)支持節(jié)點（SGSN）、GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點（GGSN）、分組控制單元（PCU）、域名服務(wù)器（DNS）、認證服務(wù)器（RADIUS）等設(shè)備組成。GGSN是連接GSM-R網(wǎng)絡(luò)和外部分組交換網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，也稱為GPRS路由器。1.1GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能4.智能網(wǎng)子系統(tǒng)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)智能網(wǎng)（IN）子系統(tǒng)是在現(xiàn)有交換與傳輸?shù)幕A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，為快速、方便、經(jīng)濟地提供電信新業(yè)務(wù)而設(shè)置的一種附加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在GSM-R中，智能網(wǎng)子系統(tǒng)主要負責接入矩陣、功能號注冊/注銷與管理、功能尋址、位置尋址、基于外部精確定位信息的位置尋址等功能。智能網(wǎng)子系統(tǒng)主要由業(yè)務(wù)控制點（SCP）、業(yè)務(wù)交換點（SSP）、業(yè)務(wù)管理點（SMP）等構(gòu)成。1.1GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能5.固定接入交換子系統(tǒng)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)固定接入交換（FAS）子系統(tǒng)主要實現(xiàn)GSM-R中固定用戶的接入，調(diào)度臺、車站臺等固定用戶通過30B+D接口連接GSM-R系統(tǒng)的MSC，與各級FAS之間通過傳輸網(wǎng)建立起來的數(shù)字通道進行數(shù)字信息的傳遞，形成鐵路調(diào)度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1.1GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能6.操作維護子系統(tǒng)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)OSS是相對獨立的子系統(tǒng)，為GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供管理和維護功能。用于操作維護的設(shè)備被稱為操作維護中心（OMC），其中，操作維護中心-交換部分（OMC-S）負責NSS的操作維護，基站子系統(tǒng)操作維護中心（OMC-R）負責BSS的操作維護，F(xiàn)AS網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（OMC-F）負責FAS的操作維護，等等。OSS是操作人員與系統(tǒng)設(shè)備之間的中介，它實現(xiàn)了系統(tǒng)的集中操作與維護，完成了包括移動用戶管理、移動設(shè)備管理及網(wǎng)絡(luò)操作維護等功能。1.1GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能7.終端子系統(tǒng)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)終端子系統(tǒng)包括固定終端、移動終端等設(shè)備。其中，固定終端包括調(diào)度終端、車站終端及其他用戶電話，以及呼叫記錄和錄音系統(tǒng)等設(shè)備；移動終端由移動設(shè)備和SIM卡組成，包括機車綜合通信設(shè)備、列控數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和便攜臺等。1.2GSM-R的主要業(yè)務(wù)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)GSM-R以GSM為基礎(chǔ)平臺，為鐵路運輸提供專用移送通信系統(tǒng)，隨著應(yīng)用范圍的逐漸擴大，其將成為鐵路移動通信的發(fā)展主力。1.2GSM-R的主要業(yè)務(wù)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)GSM-R以GSM為基礎(chǔ)平臺，結(jié)合先進的語音呼叫業(yè)務(wù)和鐵路基本業(yè)務(wù)，構(gòu)成信息開發(fā)平臺，通過該平臺可以開發(fā)出具有對應(yīng)業(yè)務(wù)需求的鐵路應(yīng)用系統(tǒng)。1.GSM-R的業(yè)務(wù)模型高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)圖7-7GSM-R的業(yè)務(wù)模型1.2GSM-R的主要業(yè)務(wù)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)2.GSM-R承載的鐵路業(yè)務(wù)GSM-R面向鐵路主要提供語音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)智能業(yè)務(wù)1.2GSM-R的主要業(yè)務(wù)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)2.GSM-R承載的鐵路業(yè)務(wù)語音業(yè)務(wù)通過電路交換方式實現(xiàn)，屬于電路域業(yè)務(wù)。電路域業(yè)務(wù)主要針對那些對實時性要求較高又要十分準確的傳遞信息，具有最高或者較高的優(yōu)先級的業(yè)務(wù)，一般用于列車控制、調(diào)度語音指揮行車、鐵路應(yīng)急指揮通信等重要的業(yè)務(wù)。電路交換數(shù)據(jù)傳輸方式配置固定單獨的信道，不共享信道，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和準確性，數(shù)據(jù)傳輸速率最高為9.6kbps。（1）語音業(yè)務(wù)1.2GSM-R的主要業(yè)務(wù)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)2.GSM-R承載的鐵路業(yè)務(wù)語音業(yè)務(wù)提供基礎(chǔ)語音通話功能，如調(diào)度移動通信語音業(yè)務(wù)，除此之外還具備較高級的語音功能。如：①優(yōu)先級與強拆。②語音組呼。③語音廣播。（1）語音業(yè)務(wù)1.2GSM-R的主要業(yè)務(wù)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)2.GSM-R承載的鐵路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以通過電路交換方式和分組交換方式完成，因此數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以分為電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。①電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要針對安全數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而非安全數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，則采用分組交換的方式，多用戶共享一個分組數(shù)據(jù)傳輸通道，需要傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道。（2）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)1.2GSM-R的主要業(yè)務(wù)高速鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)2.GSM-R承載的鐵路業(yè)務(wù)②分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要是指那些相