高速鐵路概論課件：GSM-R無(wú)線通信技術(shù)

GSM-R無(wú)線通信技術(shù)

本章內(nèi)容：GSM-R背景系統(tǒng)構(gòu)成通信過(guò)程系統(tǒng)需求及方案設(shè)計(jì)1.GSM-R背景GSM-R是國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UIC)推薦的歐洲鐵路專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)。它是在GSM蜂窩系統(tǒng)上增加調(diào)度通信功能的一個(gè)綜合專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)，能滿(mǎn)足國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UIC)提出的鐵路專(zhuān)用調(diào)度通信的要求。2.GSM-R的組成

GSM-R由三大部分組成：GSM-R陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、FAS固定網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)終端和固定終端，如圖所示。其中FAS固定網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一個(gè)以專(zhuān)用交換機(jī)及（PBX）為平臺(tái)的有線調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)。

按調(diào)度通信業(yè)務(wù)流程，可歸納為四類(lèi)通信過(guò)程，即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)個(gè)別呼叫、組呼、會(huì)議呼（臨時(shí)組呼）、廣播呼叫。3.通信過(guò)程

(1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)個(gè)別呼叫

固定終端呼叫移動(dòng)終端可以采用以下兩種方式:按MSISDN號(hào)碼呼叫

FAS收到MSISDN號(hào)碼，進(jìn)行號(hào)碼分析后，判斷是移動(dòng)終端MSISDN號(hào)碼，把呼叫路由到GSM-R網(wǎng)絡(luò)，并把MSISDN號(hào)碼發(fā)給GSM-R網(wǎng)絡(luò)；GSM-R網(wǎng)絡(luò)根據(jù)MSISDN號(hào)碼呼叫移動(dòng)終端，雙方建立通信；通話完畢，任意一方掛機(jī)，呼叫清除。

基于功能尋址呼叫移動(dòng)終端

如下圖所示。固定終端以車(chē)次功能號(hào)碼呼叫移動(dòng)終端調(diào)度臺(tái)72710002912720101樞紐FAS被叫號(hào)碼：200755901主叫號(hào)碼：72710002主叫功能號(hào)碼：912720101被叫為移動(dòng)終端MSCMSISDN號(hào)碼為82710002的用戶(hù)對(duì)應(yīng)的車(chē)次功能號(hào)碼為200755901機(jī)車(chē)臺(tái)82710002200755901K59向MSC注冊(cè)為K59次車(chē)的機(jī)車(chē)臺(tái)200755901(車(chē)次功能號(hào)碼)82710002(MSISDN號(hào)碼)BSS被叫號(hào)碼：200755901主叫號(hào)碼：72710002主叫功能號(hào)碼：912720101被叫號(hào)碼：82710002主叫號(hào)碼：72710002主叫功能號(hào)碼：912720101移動(dòng)終端呼叫固定終端可以采用以下兩種方式：按ISDN號(hào)碼呼叫

GSM-R網(wǎng)絡(luò)收到ISDN號(hào)碼，進(jìn)行號(hào)碼分析后，把呼叫路由到相應(yīng)的FAS，并向FAS發(fā)送被叫固定終端ISDN號(hào)碼；FAS根據(jù)ISDN號(hào)碼呼叫固定終端，雙方建立通信；通話完畢，任意一方掛機(jī)，呼叫清除。

基于位置尋址呼叫固定終端如下圖所示。移動(dòng)終端基于位置尋址呼叫固定終端調(diào)度臺(tái)72710002912720101被叫為固定終端樞紐FAS根據(jù)機(jī)車(chē)臺(tái)所在小區(qū)的位置判斷機(jī)車(chē)臺(tái)所在的調(diào)度區(qū)域，此區(qū)域的調(diào)度臺(tái)72710002MSCBSS將機(jī)車(chē)臺(tái)所在小區(qū)的位置信息及主叫號(hào)碼送到MSC撥1200機(jī)車(chē)臺(tái)82710002200755901被叫號(hào)碼：72710002主叫號(hào)碼：82710002主叫功能號(hào)碼：200755901被叫號(hào)碼：72710002主叫號(hào)碼：82710002主叫功能號(hào)碼：200755901移動(dòng)終端發(fā)起組呼（見(jiàn)圖）固定終端發(fā)起組呼（見(jiàn)圖）GSM-R廣播呼叫（VBS）

GSM-R廣播呼叫（VBS）與VGCS雷同，只是呼叫類(lèi)型CT不同，GSM-R組呼CT=50，GSM-R廣播CT=51，另外所不同的只是組呼成員中只能聽(tīng)，不能講話。

(2)組呼(VGCS)和廣播呼叫(VBS)移動(dòng)終端發(fā)起組呼調(diào)度臺(tái)72710002912720101樞紐FAS判斷主叫權(quán)限及組內(nèi)成員，呼叫組成員判斷主叫權(quán)限及組內(nèi)成員，判別出組內(nèi)成員包含虛擬組呼號(hào)72700000MSC被叫號(hào)碼：5010001221主叫號(hào)碼：82710002主叫功能號(hào)碼：200755901主叫號(hào)碼：5010001221被叫號(hào)碼：82710012主叫號(hào)碼：5010001221被叫號(hào)碼：72700000主叫號(hào)碼：5010001221被叫號(hào)碼：72710002機(jī)車(chē)臺(tái)82710002200755901機(jī)車(chē)臺(tái)8271001227500006901車(chē)站FAS1主叫號(hào)碼：5010001221被叫號(hào)碼：72711002車(chē)站值班臺(tái)72711002車(chē)站值班臺(tái)72712002車(chē)站FAS2主叫號(hào)碼：5010001221被叫號(hào)碼：72712002固定終端發(fā)起組呼調(diào)度臺(tái)72710002912720101樞紐FAS被叫號(hào)碼：5010001202主叫號(hào)碼：72710002主叫功能號(hào)碼：912720101判斷主叫權(quán)限及組內(nèi)成員，判別出組內(nèi)成員包含虛擬組呼號(hào)72700000判斷主叫權(quán)限及組內(nèi)成員MSC車(chē)站FAS1主叫號(hào)碼：5010001202被叫號(hào)碼：72712002主叫號(hào)碼：5010001202被叫號(hào)碼：72711002主叫號(hào)碼：5010001202被叫號(hào)碼：82710002主叫號(hào)碼：5010001202被叫號(hào)碼：82710012主叫號(hào)碼：72700000被叫號(hào)碼：5010001202車(chē)站值班臺(tái)72711002車(chē)站值班臺(tái)72712002機(jī)車(chē)臺(tái)82710002200755901機(jī)車(chē)臺(tái)8271001227500006901車(chē)站FAS2(3)會(huì)議呼（臨時(shí)組呼）

會(huì)議呼是由一方發(fā)起多方參加的會(huì)議型的通信方式，在GSM-R網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供多方通信（MPTY）的補(bǔ)充業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)會(huì)議呼。系統(tǒng)需求

高速鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)質(zhì)量、可用性、冗余可靠、容災(zāi)等方面，比公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的要求嚴(yán)格的多，以實(shí)現(xiàn)在帶寬有限以及現(xiàn)有話務(wù)模型不準(zhǔn)確情況下，滿(mǎn)足高速條件下通話需求及列控需求。設(shè)計(jì)高速GSM-R網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)首先考慮滿(mǎn)足通用GSM-R系統(tǒng)以下需求:

網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求①－98dBm，95%時(shí)間區(qū)域（列調(diào)）；②－95dBm，95%時(shí)間區(qū)域（列控，速度<220km/h）；③－92dBm，95%時(shí)間區(qū)域（列控，速度>280km/h）。通話建立時(shí)間（95%的情況）①緊急組呼小于2s；②普通組呼小于5s；③低優(yōu)先級(jí)呼叫小于10s。高的越區(qū)切換成功率保證下列區(qū)域的高質(zhì)量無(wú)線覆蓋①車(chē)站；②隧道；③站場(chǎng)。高抗干擾能力5.方案設(shè)計(jì)

根據(jù)高速鐵路的具體特點(diǎn)（線路長(zhǎng)度、沿線地貌、橋梁、隧道、干擾、投資等），可以有針對(duì)性地對(duì)其GSM-R系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足具體線路要求。根據(jù)國(guó)內(nèi)外GSM-R系統(tǒng)建設(shè)情況，主要有以下幾種方案：

單MSC，單層無(wú)線覆蓋。全線配置單套核心網(wǎng)設(shè)備（包括MSC，IN，SGSN等）和單套無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括BSC，BTS等），基站覆蓋重疊區(qū)域較少，基站采用環(huán)形連接。

單MSC，交織站址單層無(wú)線覆蓋。全線配置單套核心網(wǎng)設(shè)備（包括MSC，IN，SGSN等）和單套無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括BSC，BTS等），基站覆蓋重疊區(qū)域較深，有一定BTS冗余，基站采用環(huán)形連接。

單MSC，同站址雙層無(wú)線覆蓋。全線配置單套核心網(wǎng)設(shè)備（包括MSC，IN，SGSN等）和雙套無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括BSC，BTS等），兩層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基站按同站址設(shè)置，基站采用環(huán)形連接。

單MSC，異站址交織雙層無(wú)線覆蓋。全線配置單套核心網(wǎng)設(shè)備（包括MSC，IN，SGSN等）和雙套無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括BSC，BTS等），兩層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基站按異站址交織設(shè)置，基站采用環(huán)形連接。

雙MSC，同站址雙層無(wú)線覆蓋。全線配置雙套核心網(wǎng)設(shè)備（包括MSC，IN，SGSN等）和雙套無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括BSC，BTS等），兩套基站采用同站址雙層網(wǎng)絡(luò)覆蓋，基站采用環(huán)形連接。

雙MSC，異站址交織雙層無(wú)線覆蓋。全線配置雙套核心網(wǎng)設(shè)備（包括MSC，IN，SGSN等）和雙套無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括BSC，BTS等），兩套基站采用異站址交織雙層網(wǎng)絡(luò)覆蓋，基站采用環(huán)形連接。

方案小節(jié)

以上6種方案，在