GSM-R组网及相关技术规章课件

**铁路GSM-R组网及相关技术规章北京铁路通信技术中心技术部移动通信室刘清涛**目录第一章GSM-R基本知识介绍第二章GSM-R组网结构第三章GSM-R网络业务实现流程第四章GSM-R相关技术规范第一章GSM-R基本知识介绍一、基本概念二、系统结构三、编号第一章GSM-R基本知识介绍一、基本概念随着高速铁路的快速发展，截至2012年底，铁路GSM-R网络已覆盖里程达1.7万公里，提供的GSM-R通信业务包括列车调度语音通信、无线调度命令、列车无线车次号校核、C3列车控制信息及列车运行状况监测等传送业务。GSM:GLOBALSYSTEMFORMOBILECOMMUNICATIONS全球移动通信系统GSM-R:GSMforRailways全球铁路移动通信系统第一章GSM-R基本知识介绍3GPP（第三代合作伙伴计划）ETSI（欧洲电信化协会）UIC（国际铁路联盟）ERTMS（欧洲铁路运输管理系统）ETCS（欧洲铁路控制系统）EIRENE（欧洲铁路综合数字移动通信网络）SRS（系统需求规范）和FRS（功能需求规范）MORANE（欧洲铁路移动无线系统）第一章GSM-R基本知识介绍3.频道配置频道配置采用等间隔频道配置的方法频道序号从999～1019，共21个频道。扣除低端999和高端1019作为隔离保护，实际可用频道19个，频道序号为1000～1018。第一章GSM-R基本知识介绍频道号基站接收频率（MHz）基站发射频率（MHz）频道号基站接收频率（MHz）基站发射频率（MHz）999885.000930.0001010887.200932.2001000885.200930.2001011887.400932.4001001885.400930.4001012887.600932.6001002885.600930.6001013887.800932.8001003885.800930.8001014888.000933.0001004886.000931.0001015888.200933.2001005886.200931.2001016888.400933.4001006886.400931.4001017888.600933.6001007886.600931.6001018888.800933.8001008886.800931.8001019889.000934.0001009887.000932.000第一章GSM-R基本知识介绍第一章GSM-R基本知识介绍1.移动交换子系统SSS包括移动业务交换中心（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）、互联功能单元（IWF）、组呼寄存器（GCR）、短消息服务中心（SMSC）、确认中心（AC）等，具有基本交换功能、呼叫接续功能以及用户数据管理和移动性管理等功能。第一章GSM-R基本知识介绍2.移动智能网子系统IN子系统包括GSM业务交换点（gsmSSP）、GPRS业务交换点（gprsSSP）、智能外设（IP）、业务控制点（SCP）、业务管理点（SMP）、业务管理接入点（SMAP）以及业务生成环境点（SCEP）等，具有功能寻址、位置寻址等铁路特定业务功能。第一章GSM-R基本知识介绍4.无线子系统BSS包括基站控制器（BSC）、分组控制单元（PCU）、编译码和速率适配单元（TRAU）、小区广播短消息中心（CBC）、基站收发信机（BTS）、无线中继传输设备等，具有无线信号发送与接收、无线资源管理、传送系统信号和用户信息等功能。第一章GSM-R基本知识介绍5.无线终端无线终端可分为移动终端（台）、无线固定终端（台）。移动终端包括车载台、手持台和GPRS终端；无线固定终端指非移动状态下使用的无线终端，具备与移动台相同的业务功能。6.运营与支撑子系统OSS包括网络管理系统、监测系统以及SIM卡管理系统等，具有网络管理、接口监测、SIM卡管理等功能。第一章GSM-R基本知识介绍号码类型编号原则国际GSM-R网络号码编号方案中国铁路GSM-R网络国际代码（IC）＝086第一章GSM-R基本知识介绍国内GSM-R网络用户号码由呼叫类型、用户号码组成，用以鉴别被叫方。呼叫类型（CT）用来区分GSM-R网络内不同类型的呼叫，提示网络如何解释用户所拨打的号码。用户号码（UN）呼叫类型为2、3、4、5、6、91的用户号码（UN）由用户识别号码（UIN）和功能码（FC）组成第一章GSM-R基本知识介绍车次、机车及车号功能号（CT=2、3、4）用户号码（UN）＝用户识别码（UIN）＋功能码（FC），UN的长度依据它所包含的信息多少而变化，定义如下：车次功能号（TFN），TFN=TN+FCZ11的车次功能号：2009011（TN）车次功能号（TFN）备注2 CCCC XXXXX FF共8～12位数字。CCCC：车次号0～2位字母转换的4位数字，符合ASCII码转换规则，详见表6，无字母时CCCC＝0000，1位字母时CCCC＝00CC。XXXXX：车次号中的数字位，1～5位可变长，分别为X、XX、……、XXXXX。FF：2位数字功能码FC，详见表5。第一章GSM-R基本知识介绍机车功能号（EFN），EFN=EN+FC。和谐5型车46号0端的机车功能号：330500460（EN）车号功能号（CFN）=CFN=CN+FC功能码（FC）机车功能号（EFN）备注3 TTT XXXXX FF共7～11位数字。TTT：3位数字机车类型代码，详见表7。XXXXX：机车编号，1～5位数字可变长，分别为X、XX、XXX、XXXX。个别机车需区分A、B端，可用末位数字X表示X=0：A端，X=1：B端。FF：2位数字功能码FC，详见表5。第一章GSM-R基本知识介绍对终端用户来说，功能号的使用就是注册注销过程。CIR或手持台发送**214*FN***#到智能网注册功能号，**214*20068200101***#,表示注册D2001的本务司机，**214*20068200181***#表示注册D2001的本务司机手持台。对机车号情况类似，使用**214*33050049001***#，表示注册CRH5型49号0端的本务司机。使用##214*FN***#注销功能号，使用*#214*FN***#查询注册功能号的MSISDN号，使用有权限的终端发送##214*FN*88*MSISDN*#强制指定的MSISDN号和功能号FN的绑定关系。先注册机车功能号，后注册车次功能号第一章GSM-R基本知识介绍语音组呼和语音广播（CT＝50、51）组呼区域：由业务提供商预先定义，它由分配了VGCS业务的一个小区或者一簇小区组成。GSM-R组呼区域的规定是以小区为单位（cell），一个组呼区域最多不超过50个小区。GSM-R组呼区域可分为五种类型，常用四种：调度辖区:按铁路调度作业要求定义的调度管辖区域,以调度辖区作为GSM-R组呼区域。具体组ID相邻三车站：以相邻三个车站及其两区间作为GSM-R组呼区域。具体组ID相邻的三小区：用于定义铁路紧急呼叫的组呼区域，以相邻的三个小区作为GSM-R组呼区域具体组ID车站基站区：车站基站覆盖的区域，应覆盖至车站进出站信号机外侧，以车站基站区作为GSM-R组呼区域。具体组ID编组场组呼组ID：标识该组的功能，即由哪些身份的成员参加组呼第一章GSM-R基本知识介绍表8CT＝50、51语音组呼和语音广播业务区号（SA）表9CT＝50、51语音组呼和语音广播组标识（GID）SIM卡在制作时会直接指定可以接受组呼的的GID号码。当终端在网络中监听和自己SIM卡中GID相同的组呼，就会成为该组呼成员。同时在MSC的GCR（组呼寄存器）中定义组呼的SA和GID。网络维护人员用SIM卡应能接受全部组呼。第一章GSM-R基本知识介绍与位置有关的功能号码维修及调车组成员号码（CT＝6）表10CT＝6的功能码（FC）位置号（LN）见表12调度身份用户功能号码（CT＝91）表11CT＝91调度员和值班员功能码（FC）位置号（LN）见表12第一章GSM-R基本知识介绍终端名称固定用户号码位置号（LN）功能号码京津城际列车调度台721100022110191 21101 01京津城际助理列车调度台721100122110191 21101 02京津城际客服调度台721100222110191 21101 36第一章GSM-R基本知识介绍GSM-R采用了基于位置的寻址，让移动台使用短码拨号来触发基于位置的寻址。例如，短码1200表示呼叫调度，于是当司机需要呼叫调度员时，他直接拨号1200，网络根据他当时所处的位置，自动将其路由到正确的调度员。另外，也可以用1300来呼叫车站值班员。第一章GSM-R基本知识介绍呼叫流程第一章GSM-R基本知识介绍移动用户拨打1300触发智能网业务---------SSP将主叫CGI信息送SCP-------SCP根据主叫位置信息找到与之对应的被叫ISDN送回MSC--------MSC接续，通话建立。目前已批复使用的短号码有1200、1210、1300、1310、1400、1110、1612、1915、1933。实际使用中最多的是1200。目前1300实际使用的是GPS信息处理，没有使用智能网处理。根据最多第一章GSM-R基本知识介绍短号码（1200、1300）功能号（车次功能号、机车功能号）使用智能网业务涉及三处的数据制作，一个是在MSC中通过识别该号码要能触发智能网业务，一个是在SCP中实现智能业务的功能，一个是HLR的用户数据中允许使用智能业务。不唯一车次号、基于位置的呼叫限制91功能号（位置号LN）组呼（SA、GID）组呼数据在MSC的GCR中存储SIM卡中制作GID数据引示号第一章GSM-R基本知识介绍与移动用户有关的号码包括MSISDN号码、国际移动用户识别码（IMSI）、临时移动用户识别码（TMSI）、移动用户漫游号码（MSRN）。国家代码CC国内有效移动用户电话号码NDC＋SN用户号码SN号码长度暂定为8位HLR识别号H0H1H2移动用户号码ABCDEH0H1H2为HLR的识别号，其中H0＝CT＝8，H1H2见表15，A的分配见表16。第一章GSM-R基本知识介绍运基通信[2007]683号《关于合宁线GSM-R系统号码分配方案的复函》中对AB、E三位做了重新定义。AB用户类型0～1 预留20～2机车综合无线通信设备（CIR）语音模块3～9行车调度通信用户（含：调度员、车站助理值班员、机车司机手持台、运转车长、随车机械师等与行车调度指挥通信有关的用户）3～4 其它调度通信用户5～6 调度通信预留70～2机车综合无线通信设备（CIR）数据模块3～4列车控制数据模块（含可控列尾、LOCOTROL、CTCS3级列控等）5～9非列控数据模块（含列尾、线路监控等）8～9 预留第一章GSM-R基本知识介绍E位的新规范：E铁道部、铁路局基层单位E铁道部、铁路局基层单位1预留预留6电务、信息（含通信、 信号、信息等调度）电务段2运输（含行调、 车站、车务段、 客调、货调）客运列车段7预留预留3机务（含机务、水电 机务段、 公安、军运（含公安、 、牵引供电等调度）水电供电段8军运调度等）公安、军运4车辆（含动车、车辆等调度）客车段、货车段 、动车段）9预留预留5工务（含公务、 工务段、公务机 安监（含安全监督、 械段、综合维修基 综合维修等调度）地、综合维修段0应急通信） 第一章GSM-R基本知识介绍北京局使用149821号段，济南局使用149843号段。14984320174，表示济南局车载CIR使用的语音模块分配的MSISDN号码。14984370174，表示配对使用的车载CIR数据模块分配的MSISDN号码。MSISDN号码作为被叫用户的识别号，要在MSC、HLR、SCP中制作。第一章GSM-R基本知识介绍国际移动用户识别码（IMSI）IMSI号码采用E.212编码方式，号码总长度为15位，其号码结构为：移动国家代码MCC+移动网络代码MNC+移动用户识别号码MSIN其中：MCC＝460，MNC暂定为20。MSIN为H0H1H2SXXXXXX，H0H1H2与MSISDN号码中的H0H1H2相同，S为MSISDN号码中的NDC的末位。与MSISDN类似，北京使用460208219号段，济南使用460208439号段，对IMSI最后5位的使用没有定义，按照顺序依次向下使用。IMSI号码主要作为主叫用户的识别方式，要在MSC/SGSN、HLR、SCP中制作。第一章GSM-R基本知识介绍临时移动用户识别码（TMSI）移动用户漫游号码（MSRN）MSRN号码的结构为：NDC＋0＋M0M1M2＋ABCD其中：NDC＋0为漫游号码标记，M0M1M2为漫游地MSC端局号码，与MSISDN号码中的H0H1H2相同，即M0M1M2＝8H1H2。ABCD为漫游地MSC临时分配给用户的漫游号码，范围为0000～4999。为实现话路信令的接续，漫游用户在漫游地使用当地MSC分配的漫游号码，如北京局用户19482120001在济南MSC下时，临时分配的漫游号码为14908430009，北京MSC在路由指向时对1490843的用户全部指向了济南MSC，济南MSC按照14908430009和19482120001的临时对应关系将话路接续给19482120001，完成呼叫。切换号码（HON）组呼号码（GCN）第一章GSM-R基本知识介绍SIM卡管理办法中定义需管理的对象包括：码号资源：国际移动用户识别码(IMSI)、移动用户号码（MSISDN）、SIM卡片标识(ICCID)等安全数据：用户鉴权密钥（Ki）、密码解锁密钥（PUK）等第一章GSM-R基本知识介绍号码结构FAS网络用户ISDN号码，采用E.164编码方式CC、NDC同MSISDN规定。国家代码CCFAS用户电话号码NDC＋SN用户号码SN长度暂定为8位，结构如下：H0H1H2为FAS的识别号，其中H0＝CT＝7，H1H2见表18FAS识别号H0H1H2FAS用户号码ABCDE第一章GSM-R基本知识介绍网络设备编号包括MSC/VLR/GCR/SSP、HLR/AuC、SCP、SMSC识别码、位置区识别码LAI、全球小区识别码CGI、基站识别码BSIC、漫游区域识别码RSZI、国际移动设备识别码IMEI。第一章GSM-R基本知识介绍位置区识别码（LAI）用于标示移动台所处的位置。其中：MCC和MNC同IMSI号码规定。LAC为位置区码，由一个2字节16进制码（X1X2X3X4）组成，X1X2全路在各局之间统一分配，见表21，X3X4由各局按行车调度区段分配，LAC不使用全0的编码。移动国家号码MCC移动通信网号MNC位置区码LAC第一章GSM-R基本知识介绍目前LAC为位置区码，由一个2字节16进制码（X1X2X3X4）组成，X1X2全路在各局之间统一分配，见表21，X3X4由各局按行车调度区段分配，LAC不使用全0的编码。运基通信[2007]683号“关于合宁线GSM-R系统号码分配方案的复函”规定：X1X2=H1H2,X3X4同语音组呼和语音广播业务区号（SA）中管内调度区段序号S4S5，即X3X4=S4S5，并自S4S5=01顺排。LAC与调度区段的范围应保持一一对应的关系。LAC在MSC和BSC中均需制作，来指定小区的位置。在实际中集成商在建设阶段数据制作时经常使用十进制。而铁道部每次的批复文件关于编号方案均是以十六进制表示。制作前需进行格式转换，这是一个容易出错的地方。相邻位置区数据。为实现相邻MSC的切换，MSC中应有相邻MSC的LAC数据。第一章GSM-R基本知识介绍全球小区识别码（CGI）CGI是用来识别一个基站（小区）所覆盖的区域，在LAI的基础上再加小区识别码CI构成，其中：MCC、MNC和LAC同LAI号码的规定，CI为小区识别码，由一个2字节16进制码组成，由各MSC自定。移动国家号码MCC数字移动通信网号MNC位置区码LAC小区识别码CI第一章GSM-R基本知识介绍在实际使用中，由于早期智能网SCP的设备限制，小区识别码CI目前是智能网中标示移动用户位置的唯一字段。所有和移动用户位置相关的智能业务均依赖于小区识别码。网络规划中全网将使用同一的一个SCP，所以在全网范围内，小区识别码CI都必须是唯一的。在2010年8月份完成了智能网升级，标示移动用户位置的判断依据变为CI+LAC。与LAC情况类似，CI也是2字节的十六进制数，而在MSC、BSC中可能以十进制制作数据。制作前需要进行制式转换。第一章GSM-R基本知识介绍基站识别码（BSIC）BSIC主要用于识别不同的基站或扇区，特别用于识别在不同国家和国内不同网络边界地区的基站。通常，对于采用相同载频的不同相邻基站或扇区分配不同的BSIC码。BSIC是一个6bit的编码网络色码NCC（3bit）基站色码BCC（3bit）NCC为网络色码，由XY1Y2组成，用来唯一识别相邻国家不同的GSM-R网络。X需向国家申请，Y1Y2由全国网络在各路局、公司之间统一分配，见表22。X=1。BCC为基站色码，由Z1Z2Z3组成，用来唯一识别采用相同载频的相邻BTS，Z1Z2Z3由运营者设定。第一章GSM-R基本知识介绍国际移动设备识别码（IMEI）IMEI用于唯一地识别GSM-R网络内一个移动设备，可监控盗用或失效的移动设备。该码是移动设备制造商在产品出厂时以电子序号的方式存储于移动台物理设备中。IMEI由16位数字组成。AC为型号批准码，由欧洲型号批准中心分配；FAC为最后装配码，表示生产厂商或最后装配所在地；SNR为流水序列号；SP为备用码。TAC（6位）FAC（2位）SNR（6位）SP（2位）第一章GSM-R基本知识介绍接入点名（APN）在GPRS骨干网中用来表示要使用的GGSN，另外，它在GGSN中用于表征外部数据网的名称。由APN网络标识和GPRS运营网络标识两部分组成，表示格式为：APN网络标识．GPRS运营网络标识，其中：APN网络标识：相关MIS系统英文缩写．相关GGSN所属路局域名。北京APN为GRIS.BJ。GPRS运营网络标识：MNCxxx．MCCyyy．gprs，其中xxx＝MNC值；yyy＝MCC值。MNC、MCC为3位十进制码，如果不足3位，在左侧补0。北京APN在SGSN中补全为GRIS.BJ.MNC020.MCC460.gprs第一章GSM-R基本知识介绍RAI域名是由RAI编码构造的，构造后的格式为：RACxxxx．LACyyyy．MNCzzzz．MCCwwww．GPRS其中：xxxx＝RAC值，yyyy＝LAC值，zzzz＝MNC值，wwww＝MCC值。RAC是路由区编码，为4位16进制码，RAC由各局按照行车调度区段分配，相邻LAC之间相邻的RAC编码不宜重复。LAC为4位16进制码，MNC、MCC为4位十进制码，如果RAC、LAC、MNC、MCC值不足4位，在左侧补0。由于RAI=RAC+LAC+MNC+MCC，所以RAI的范围肯定是小于或等于LAI。网元是GPRS网络中的相关网络设备，包括GGSN、SGSN、DNS等第一章GSM-R基本知识介绍车载设备指机车、列车上的各种GPRS终端设备，车载设备域名命名规则。表25设备名称域名编码．车次（或机车、车辆）编号．MS．GPRSCIR.30500490.MS.GPRS表示CRH5型49号车0端的CIR域名。设备名称域名编码．列尾设备编号．MS．GPRS运基通信[2007]683号“关于合宁线GSM-R系统号码分配方案的复函”规定：ZHTX改为CIR第一章GSM-R基本知识介绍NO.7信令网由信令转接点（STP）、信令点（SP）及信令链路构成，各节点均分配信令点编码。信令点编码格式除GSM-R网络设备基站控制器BSC和GPRS网络设备分组控制单元PCU采用14位信令点编码（内部定义）外，其他设备均采用中国标准的24位信令点编码。主信令区编码042，分信令区编码251、252、253、254和255，使用顺序由后向前。8比特主信令区8比特分信令区8比特信令点对于MSC/VLR、HLR/AuC，SCP和SMSC等在信令网中的寻址，有直联方式的节点间采用目的地信令点编码DPC+子系统号码SSN寻址方式，非直联的节点间均采用全局地址GT寻址方式。第二章GSM-R组网结构网元介绍接口介绍组网介绍第二章GSM-R组网结构一、网元介绍移动交换中心（MSC）是整个GSM-R网络的核心，它控制所有BSC的业务，提供交换功能及和系统内其它功能的连接，对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其他共用通信网之间的接口。MSC提供交换功能，完成移动用户寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、基站管理等，还可实现BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等，并提供面向系统其他功能实体和面向固定网的接口功能。作为网络的核心，MSC与网络其他部件协同工作，完成移动用户位置登记、越区切换和自动漫游、合法性检查机频道转接等功能。第二章GSM-R组网结构2.归属位置寄存器（HLR）归属位置寄存器负责移动用户管理的数据库。存储所管辖用户的签约数据及移动用户的位置信息，可为至某MS的呼叫提供路由信息。并负责存放原始用户信息，根据访问的VLR，用户所在MSC/VLR。HLR寄存用户的鉴约信息，如补充业务、鉴权参数，此外还有MS的位置信息和IMSI，ISDN码等。AUC与HLR相连，是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥，即三参数组。第二章GSM-R组网结构3.拜访位置寄存器（VLR）拜访位置寄存器是一个数据库，是存储所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息以及用户签约业务和附加业务的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。第二章GSM-R组网结构4.组呼寄存器（GCR）组呼寄存器，存在于网络子系统（NSS）中，用于存储移动用户的组ID、移动台利用语音组呼（VGCS）参考和语音广播（VBS）参考发起呼叫的指示。GCR中存储着控制区域内组呼数据信息，包括组呼参考（组ID、组呼区域、调度身份用户信息）、主控MSC和中继MSC标识、移动台利用VGCS和VBS参考发起呼叫的小区信息，以及发起呼叫的MSC是否负责处理呼叫的指示等；并负责与MSC进行信息交互，计算组呼参考、提供组呼信息并指示组呼是否存在。第二章GSM-R组网结构5.鉴权中心（AuC）数据存储功能，能存储每个用户的IMSI/Ki（国际移动用户识别/鉴权密钥）和鉴权算法；产生、传送鉴权三参数组功能，能根据HLR的请求，一次向HLR传送5组鉴权参数；保证各种保密参数的安全性，保密参数在AuC与某些管理中心间传送时，具有加密措施；Ki以加密形式存储。第二章GSM-R组网结构6.设备识别寄存器（EIR）设备识别寄存器（EquipmentIdentityRegister）提供了对用户移动终端的管理功能。用来管理所有移动台设备的国际移动台设备识别号码（IMEI）以及检查每个移动台设备是否为合法设备的网络实体。7.互联功能单元（IWF）负责GSM-R系统与其他相关应用系统的互连；提供应用系统与GSM-R系统之间的转换及速率适配。第二章GSM-R组网结构8.短消息服务中心（SMSC）实现短消息的接收、存储、转发和短消息状态报告等功能。9.确认中心（AC）用于记录服务区内所有用户的铁路紧急呼叫确认信息，包括；发送确认信息的用户的MSISDN号码、组呼持续时间、收到确认信息的时间，并利用确认信息中的参数计算呼叫建立和释放的绝对时间戳；铁路紧急呼叫发起方和接收方的MSISDN，组呼发起时间、结束时间、优先级、结束原因，用户功能号码等。第二章GSM-R组网结构10.业务控制点（SCP）具有功能寻址、位置寻址、基于位置呼叫限制等CAMEL3智能业务处理。11.服务GPRS支持节点（SGSN）主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加密、话单产生和输出等功能。12.网关GPRS支持节点（GGSN）主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。第二章GSM-R组网结构13.域名服务器（DNS）APN至GGSNIP地址的解析；RAI至SGSNIP地址的解析；网元域名至网元IP地址的解析；GPRS终端设备域名至IP地址的解析等14.认证服务器（RADIUS）对GPRS用户入网合法性进行认证；GPRS用户终端静态和动态IP地址分配，静态分配时，应实现IP地址与用户名的绑定功能；存储用户名与IP地址的映射表；第二章GSM-R组网结构15.基站控制器（BSC）BSC是无线子系统的控制部分，向下通过Abis接口与多个基站收发信机（BTS）相连，向上首先通过Ater接口与编译码和速率适配单元（TRAU）相连，进而通过A接口与移动交换中心（MSC）通信；BSC通过分组控制单元和Gb接口与GPRS子系统相连，进行数据业务的信息传输；另外，BSC还通过OMN接口与运营维护与支撑子系统（OSS）相连。第二章GSM-R组网结构16.码速转换单元（TRAU）码型转换及速率适配单元TRAU位于无线子系统（BSS）和网络子系统（NSS）之间，是BSC和MSC连接的桥梁。它的主要功能是对语音信号进行码型转换，对数据信号进行速率适配。17.分组控制单元（PCU）PCU在BSC和SGSN之间，负责数据分组、接口协议管理、信道访问控制功能、无线信道管理、错误发送检测和自动重发等功能。第二章GSM-R组网结构18.基站收发信机（BTS）提供与移动台(MS)之间的无线射频链路。19.GPRS归属位置服务器（GROS）位置数据库用于存储全国各CTC/TDCS管辖范围与GRISIP地址对应关系。根据CTC/TDCS管辖范围信息和GRISIP地址信息变化，可对数据库信息进行修改、删除和添加记录等操作，并提供数据查询功能。第二章GSM-R组网结构20.GPRS接口服务器（GRIS）GRIS为各种铁路应用系统提供GPRS网络接入功能，为应用服务器和车载GPRS终端之间提供透明的数据传输通道。第二章GSM-R组网结构二、接口介绍1.移动台与基站之间接口（Um接口）Um接口为空中无线电接口，用于移动台和GSM-R网络的连接。2.BTS与BSC之间接口（Abis接口）Abis接口用于BTS与BSC之间的互连，支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。第二章GSM-R组网结构3.BSC与TRAU之间的接口（Ater）此接口主要传递内容包括呼叫处理、移动性管理、基站管理、移动台等信息，语音信号为13kbit/s4.TRAU与MSC之间的接口（A接口）A接口主要传递呼叫处理、移动性管理、基站管理、移动台等信息，语音信号为64kbit/s。5.MSC与VLR之间的接口（B接口）B接口主要传递漫游用户的相关数据信息。6.MSC与HLR之间的接口（C接口）C接口主要传递管理和路由选择信息，支持MSC网关询问被叫移动台的漫游号码。第二章GSM-R组网结构7.VLR与HLR间的接口（D接口）D接口主要传递移动台位置和用户管理有关信息，保证移动台在整个服务区中能建立和接收呼叫。8.MSC与其他MSC之间的接口（E接口）E接口主要传递MSC之间进行切换时交换的信息。9.EIR与MSC之间的接口（F接口）F接口主要传递MSC向EIR查询移动终端设备的合法性时，交换移动设备识别码（IMEI）等相关的信息。第二章GSM-R组网结构10.VLR与其他VLR之间的接口（G接口）G接口主要传递跨MSC/VLR的位置区更新时交换的有关信息，包括的IMSI号码和认证参数。11.HLR和AuC之间的接口（H接口）H接口主要传递HLR向AuC发送的鉴权和加密请求信息、AuC向HLR发送的鉴权参数等。12.GCR与MSC之间的接口（I接口）I接口主要传递语音组呼或语音广播时，MSC向GCR查询的相应语音组呼数据等。第二章GSM-R组网结构13.MSC与AC之间的接口此接口主要传递组呼呼叫确认请求和响应信息等。14.SMSC与HLR之间的接口此接口主要传递短消息业务中心向HLR查询移动用户位置的信息。15.gsmSSP/IP（智能外设）与SCP之间的接口（L接口）L接口主要用于gsmSSP向SCP发出请求，以及SCP向gsmSSP指示对某个呼叫的控制，并与IP建立连接。第二章GSM-R组网结构16.SCP与HLR之间的接口此接口主要用于SCP向HLR查询用户的位置信息和用户状态信息以及USSD数据的请求通知等。17.PCU与SGSN之间的接口（Gb接口）Gb接口主要传递无线子系统与SGSN之间信令信息和用户数据。18.GSN与GSN之间的接口（Gn和Gp接口）Gn接口是在同一GPRS网内GSN与GSN之间的接口，Gp接口是不同GPRS网间GSN-GSN之间的接口，主要传递SGSN与GGSN之间或两个SGSN之间的用户数据和信令信息。第二章GSM-R组网结构19.GGSN与铁路应用设备之间的接口（Gi接口）GSN与GRIS、DNS、RADIUS、GROS等铁路应用设备之间的参考点为Gi，Gi参考点主要用于传送铁路应用数据、地址转换、用户身份认证等信息。20.SGSN与HLR之间的接口（Gr接口）Gr接口主要用于SGSN与HLR之间交换有关移动台位置和用户数据等信息。21.SGSN与EIR之间的接口（Gf接口）Gf接口主要用于SGSN与EIR之间信令交换。**第二章GSM-R组网结构三、组网介绍1.网络规划根据网络规划，全路GSM-R核心网计划建设19个节点，设置地点为18个铁路局所在地及拉萨。在北京、武汉2个节点分别设置全路共用设备，包括归属位置寄存器（HLR）、智能网（IN）、短消息中心（SMSC）、域名服务器（DNS）、用户认证服务器（Radius）、信令转接点（STP）、GPRS归属服务器（GROS），2个节点之间的共用设备采用地理冗余备份方式进行组网，面向全路提供服务。**第二章GSM-R组网结构**第二章GSM-R组网结构2.铁路GSM-R电路域组网目前全国已建成并投入使用15个核心节点，分别为北京、济南、武汉、广州、西安、西宁、拉萨、太原、成都、南昌、上海、沈阳、哈尔滨、呼和浩特、郑州。其中除西宁和拉萨外，其余各核心节点已实现互联互通。根据规划将全路划分为3个汇接区，在北京、武汉、西安设置移动汇接交换中心（TMSC），各MSC分别与其第一归属和第二归属的两个TMSC相连，相邻的两个核心网节点间可根据具体情况设置直达路由。**第二章GSM-R组网结构**第二章GSM-R组网结构**第二章GSM-R组网结构3.铁路GSM-R分组域组网根据网络规划，在全国18个铁路局核心节点配置GGSN、SGSN、GRIS等分组域设备，拉萨设置SGSN设备。除西宁和拉萨节点外，其余核心节点均已完成GPRS数据网的互联，其中沈阳和成都缺少核心路由器，暂时接入北京和武汉数据网的接入路由器。**第二章GSM-R组网结构**第二章GSM-R组网结构3、各核心网机房本地组网目前在各铁路局GSM-R核心网机房有两种组网方式。诺西公司和凯普施公司采用的是R99系列交换机，华为公司目前采用R4交换机设备进行组网。北京、武汉、济南、广州、南昌、上海、郑州采用诺西公司设备。西安、西宁、拉萨采用凯普施公司设备。成都、太原、沈阳、呼和浩特、哈尔滨采用华为公司设备。**第二章GSM-R组网结构**第二章GSM-R组网结构第二章GSM-R组网结构4.全网共用设备组网北京、武汉HLRi设备组网及异地冗余方式北京、武汉两地HLRi设备是核心网HLRi设备的两个部分，对外部网元来说是一个HLRi设备。HLRi设备的主要结构包括HSM服务器（提供鉴权参数），HLR-FE服务器（提供对外网的联接），C-NTDB服务器。以上设备在北京、武汉各有二套，异地备份+本地备份。HLR@com网管服务器在北京、武汉各设置一套。第二章GSM-R组网结构第二章GSM-R组网结构北京、武汉STP对本地FE为主用，异地FE为备用，本地两个FE之间是负荷分担方式；其它各SP至HLR的信令负荷分担到北京、武汉两个STP上。HLRi中信令路由数据：对于北京、武汉MSC/VLR，HLRi把各自STP设为主用对方STP设为备用，对其它MSC/VLR，采用通过北京、武汉STP负荷分担的方式（SP至FE通过STP转接）。第二章GSM-R组网结构北京STP武汉STPHlrFE01BJHlrFE02BJHlrFE02WHHlrFE01WH广州SP西安SP济南SP主用备用规划第二章GSM-R组网结构北京、武汉SCP设备组网及异地冗余方式全路智能网(SCP)设备，在北京、武汉分别各设置一套设备，两地设备软硬件配置完全相同；北京SCP为主用、武汉SCP为备用；北京SCP处理全网智能业务时，北京、武汉SCP之间动态数据（含动态数据）以北京为主用，武汉SCP同步北京SCP动态数据。当北京SCP故障后，由武汉SCP承担全网智能业务。第二章GSM-R组网结构北京STP武汉STPSCPBJSCPWH广州SP西安SP济南SP主用备用规划第二章GSM-R组网结构北京、武汉SMSC设备组网及异地冗余方式每个短消息中心信令网关分别连接到北京、武汉STP上，然后利用STP实现当北京短消息节点故障时，将链路自动切换到预先设定的武汉短消息节点上。（1）全路移动用户终端的SIM卡都设置统一的的短信中心号码。（2）北京、武汉STP均与北京SMSC节点、武汉SMSC节点连接，确保当主用北京SMSC节点发生异常的时候，还有备用连接。（3）北京、武汉STP配置SCCP层GT翻译，GT的目的信令点主用设为北京短消息中心的信令点编码，备用设为武汉短消息中心的信令点编码。（4）北京、武汉短消息中心均设置将统一的短信中心GT翻译到本局处理，确保无论STP将消息发送给北京还是武汉的短消息中心，消息都能被正常接收并处理。第二章GSM-R组网结构第二章GSM-R组网结构北京、武汉DNS设备组网及异地冗余方式DNS采用地理冗余设置,北京、武汉DNS采用主备工作方式，系统数据采用主从同步方式。SGSN、GRIS设备上设置北京、武汉两个DNS地址，当北京DNS故障后，终端（SGSN、GRIS）自动尝试向武汉DNS请求。第二章GSM-R组网结构第二章GSM-R组网结构北京、武汉RADIUS设备组网及异地冗余方式RADIUS采用地理冗余设置，两地RADIUS采用主备工作方式，北京主用、武汉备用，系统数据采用双向实时同步方式，即任一方RADIUS进行数据修改后，对方都会进行数据同步。管理上只由北京制作数据。当北京RADIUS故障后，终端（GGSN）自动向武汉RADIUS发起请求。第二章GSM-R组网结构第二章GSM-R组网结构北京、武汉GROS设备组网及异地冗余方式GROS采用地理冗余设置，两地GROS采用主备工作方式，系统数据采用主从双向实时同步方式。北京GROS主用，武汉GROS备用；管理上只由北京制作数据。北京GROS故障后，武汉GROS自动接替北京GROS工作；北京GROS故障恢复后，自动恢复为主用，并自动完成故障发生期间的数据库更新。各GRIS设备设置北京、武汉两个GROSIP地址，当GRIS判断CIR越界时，GRIS代替CIR同时向北京、武汉GROS发送“查询当前GRISIP地址”消息。第二章GSM-R组网结构第二章GSM-R组网结构5.GSM-R与业务系统接口与CTCS-3列控系统CTCS-3级列控系统包括地面设备和车载设备。GSM-R网络为CTCS-3级列控系统安全数据传输提供车－地双向数据传输通道。CTCS-3级列控系统与GSM-R网络间的接口为IGSM-R接口、IFIX接口第二章GSM-R组网结构IFIX接口是指CTCS-3级列控系统的地面设备（RBC）与GSM-R网络MSC间的PRI接口。IGSM-R接口是指CTCS-3级列控系统车载设备中TE与MT之间的接口第二章GSM-R组网结构GRIS、GROS与GPRS网络连接方式（1）GRIS与GROS、DNS之间通过铁路数据通信网互通。（2）两地GROS之间数据同步通过铁路数据通信网或专用传输通道，宜采用专用传输通道。（3）GRIS（或M-GRIS）、GROS与GPRS网络采用以太网方式相连。第二章GSM-R组网结构第二章GSM-R组网结构铁路应用系统与GRIS连接方式铁路应用系统与GRIS（或M-GRIS）之间采用以太网方式连接，连接接口采用标准FE接口。GSM-R通信服务器负责完成本系统与GRIS或M-GRIS相联接入GPRS网络，实现本系统与GPRS终端的数据交互。网络连接设备指应用接口设备之间相连所需的交换机、路由器等设备。网络安全设备指防火墙、网闸等安全防护设备。第二章GSM-R组网结构第三章GSM-R网络业务实现流程电路域业务分组域业务智能业务列控类业务第三章GSM-R网络业务实现流程一、电路域业务个呼业务用户使用MSISDN/ISDN号码呼叫移动或固定用户进行语音通话。2.短消息业务移动用户间通过短消息中心进行短消息业务。短消息的传送过程可以分成两个阶段，第一个阶段是发送过程，第二个阶段是接收过程。也就是说用户在发送短消息时其实是先将短消息发送到了短消息中心，然后由短消息中心再发送给接收用户。短消息的接收指的是第一个阶段，即用户将短消息发送给自己归属的短消息中心。在GSM网络中可能存在多个短消息中心，每个用户有自己归属的短消息中心，该号码存储在用户手机中。对于铁路GSM-R网络来说全路统一设置一个短消息中心。第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程3.组呼业务（VGCS）组呼业务定义了一种由多方参加（GSM移动台或固网电话）、一人讲话、多方聆听的语音通信方式。参与同一个VGCS通信的移动用户可以分布在多个蜂窝小区内，用一个组功能码（组ID）来呼起所有该组成员。一个特定的VGCS通信由组功能码（组ID）和组呼区域唯一确定。组ID与组呼区域的结合共同称作组呼参考，即组呼参考唯一的确定一个VGCS通信。第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程4.多优先级抢占与强拆（eMLPP）eMLPP业务主要由三个元素构成：优先级、呼叫建立时间和资源抢占能力。优先级是指在呼叫建立时给该呼叫指配一个优先级别，并和该呼叫的建立时间类型一起参与网络资源的竞争与调配。eMLPP业务定义了7个优先等级：A（最高，网络内部使用）B（网络内部使用）0（预定）1（预定）2（预定）3（预定）4（最低，预定）第三章GSM-R网络业务实现流程呼叫建立时间呼叫建立时间是指从用户按下“发送”键开始，到被叫用户能够接收信息为止，不包含用户反应时间。对于多方呼叫、VGCS或VBS，呼叫建立时间是指至少有一个被叫用户能够接收信息为止。eMLPP业务规定的呼叫建立时间有3个等级：1级，快速呼叫建立1－2 s2级，正常呼叫建立<5 s3级，慢速呼叫建立<10 s第三章GSM-R网络业务实现流程资源抢占资源抢占是指当网络没有空闲资源可用时，具有较高优先级的呼叫将抢占正在被较低优先级呼叫占用的信道资源，还可以表现为被叫用户断开正在进行的低优先级呼叫而接听高优先级的呼入呼叫。资源抢占有两种情况：网络资源抢占：呼叫建立或切换时，没有空闲网络资源，则终止低优先级呼叫，将资源给高优先级呼叫使用的过程。用户接口资源抢占：具有较高优先级的呼叫请求与正在进行较低优先级通话的用户建立通信时，网络终止被叫用户的当前呼叫，并将其接入高优先级呼叫的过程。第三章GSM-R网络业务实现流程二、分组域业务1.无线车次号校核2.进路预告3.调度命令4.网管监控类5.DMS动车运行状态监控第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程三、智能业务FOLLOWME业务用户手动注册功能号码，在SCP的数据库中生成该用户MSISDN与功能号码的对应关系。此数据有效期为24小时。调度用户的功能号码在SCP中绑定，为静态数据。第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程2.功能寻址功能寻址业务由智能网设备实现，用户可以使用代表不用角色用户的功能号码来进行呼叫。这种业务的优点：用户不必记忆所有需要通话的用户的MSISDN号码。在逻辑上可以将功能寻址分成两个阶段：初始化数据结构以允许进行功能寻址的过程（注册功能号过程）；呼叫过程使用这些数据结构对功能寻址进行处理（无条件呼叫前转过程）；用户拨打功能号码，MSC（SSP）将功能号码送网SCP，SCP查询该功能号码注册用户的MSISDN号，并返回MSC，MSC进行语音接续。第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程3.位置寻址位置寻址业务业务需要智能网处理。主要用于实现移动用户呼叫固定用户语音通话业务的。GSM-R网络通过用户所处的位置来判断该位置对应的调度员（车站值班员）的号码，实现基于位置的寻址业务。业务实现过程中用两个参数来确定固定台的号码：被叫用户短号码类别（调度员、车站值班员）、主叫用户所处的位置（小区识别码）。其中，被叫方地址是由移动终端通过空中接口中向MSC提供的，而在每次呼叫中，BSC都要向MSC提供移动台当前所处小区的小区识别码。第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程4.基于位置呼叫限制基于位置呼叫限制是在功能寻址之上实现的一个附加功能，SCP通过对每一个呼叫首先进行角色分类，并使用内部成为接入矩阵的逻辑功能判断该角色的呼叫限制范围。第三章GSM-R网络业务实现流程四、列控类业务（CSD）CSD业务即电路域数据业务，简单来说是使用电路域传送数据的一种方法，CSD传输数据时与电话通讯类似，不管用户是否在通话或传送数据，系统都会在上下行的频段中保留一个信道给用户，CSD就是利用这个信道传送数据的。在这种情况下，语音通话和其他的数据传送，不能同时进行。这种业务方式需要给通信的双方分配一条永久在线的数据电路，也就是无线资源的一个时隙，来保证数据传输的实时可靠，传输速率为9.6kbps。这种方式适用于数据的特点是数据量不大，但是对数据的实时性要求非常高的业务，如列车控制（ITCS、CTCS-3）、机车同步操控、可控列尾等。第三章GSM-R网络业务实现流程第三章GSM-R网络业务实现流程第四章GSM-R相关技术规范GSM-R与铁路PSTN间路由规范GSM-R网内路由规范**第四章GSM-R相关技术规范一、铁路GSM-R与铁通公司PSTN间路由组织规范1、互联原则GSM-R网通过GMSC（建网初期GMSC与MSC合设）与其所在地的铁路专网PSTN的一个关口局交换机（以下简称铁路专网关口局）实现互联（注：北京GMSC除外）。**第四章GSM-R相关技术规范2、网间通信呼叫限制方案铁路专网（PSTN）→GSM-R网（1）铁路局管内的铁路专网PSTN用户允许呼叫GSM-R网内本局局向和其他部分局向的移动用户（注：依据机车运行交路，确定开通GSM-R网内其他局向），GSM-R网局向规划见附件1。（2）铁道部内的铁路专网PSTN用户允许呼叫GSM-R网内全部局向的移动用户。**第四章GSM-R相关技术规范GSM-R→铁路专网（PSTN）由于通信需求尚未明确，暂不实施GSM-R→铁路专网（PSTN）方向的通信呼叫限制。GSM-R用户呼叫其他公众通信网用户由GMSC实施呼叫限制。**第四章GSM-R相关技术规范3、网间话路路由组织原则GSM-R网与铁路专用PSTN网间话路路由组织采用“发端入网”方式；各铁路专网关口局将GSM-R网内已开通局向的用户号码分析路由指向至与其互联的GMSC。**第四章GSM-R相关技术规范4、网间拨叫、码号传递及主叫号码显示方案网间拨叫方式采用“NDC（149）+SN”或“0+NDC（149）+SN”。其中：a.铁道部及GMSC所在地的铁路专网PSTN用户采用“NDC（149）+SN”拨叫方式呼叫GSM-R移动用户；b.其他地点的铁路专网PSTN用户采用“0+NDC（149）+SN”拨叫方式呼叫GSM-R移动用户。**第四章GSM-R相关技术规范网间码号传递方案为“NDC（149）+SN”。由铁路专网关口局负责删除“0”，GMSC分析删除“0”后的被叫用户号码并完成呼叫接续。主叫号码显示方案：GSM-R移动用户显示的主叫号码格式为“901+铁路专网长途冠号（0）+铁路专网长途区号+用户号码”或“铁路专网长途冠号（0）+铁路专网长途区号+用户号码”。**第四章GSM-R相关技术规范铁路专网关口局本地局向铁路专网关口局异地局向铁路专网关口局主叫：用户号码被叫：NDC（149）+SN主叫：0+专网长途区号+用户号码被叫：0+NDC（149）+SN主叫：0+专网长途区号+用户号码被叫：NDC（149）+SN主叫显示：“901+0+专网长途区号+用户号码”或“0+专网长途区号+用户号码”，GMSC负责添加901。GMSC**第四章GSM-R相关技术规范GSM-R→铁路专用PSTN：网间拨叫方式采用“901+铁路专网长途冠号（0）+铁路专网长途区号+用户号码”。网间码号传递方案为“铁路专网长途冠号（0）+铁路专网长途区号+用户号码”。由GMSC负责删除“901”，铁路专网关口局分析删除“901”后的被叫用户号码并完成呼叫接续。主叫号码显示方案：铁路专用PSTN用户显示的主叫号码格式为“NDC（149）+SN”。**第四章GSM-R相关技术规范铁路专网关口局本地局向铁路专网关口局异地局向铁路专网关口局GMSC被叫：用户号码主叫：NDC（149）+SN被叫：0+专网长途区号+用户号码主叫：NDC（149）+SN被叫：0+专网长途区号+用户号码主叫：NDC（149）+SN用户拨叫：“901+0+专网长途区号+用户号码“，GMSC负责删除901。主叫号码显示：“NDC（149）+SN”**第四章GSM-R相关技术规范二、铁路GSM-R网路由规范及局数据制作规范1、铁路GSM-R网络结构1.1铁路GSM-R话路网网络结构（1）铁路GSM-R话路网组成铁路GSM-R网络（以下简称GSM-R网）采用二级网络结构，包括移动汇接网和移动本地网。移动汇接网由汇接移动交换中心（TMSC）组成，在北京、武汉、西安设置；移动本地网由网关移动交换中心（GMSC）以及本地移动交换中心（MSC）组成，建网初期GMSC与MSC合设。**第四章GSM-R相关技术规范表1TMSC、MSC设置地点及其归属关系序号MSC第一归属TMSC第二归属TMSC1北京、沈阳、哈尔滨、济南北京武汉2上海、南昌武汉北京3太原、呼和浩特北京西安４乌鲁木齐、兰州、西宁、拉萨西安北京５武汉、广州、郑州、南宁武汉西安６西安、昆明、成都西安武汉**第四章GSM-R相关技术规范GSM-R话路网组成示意图：**第四章GSM-R相关技术规范a.核心基干电路（A链）：指TMSC之间设置的直达中继电路。b.主基干电路（B链）：指MSC与第一归属TMSC之间设置的直达中继电路。c.准基干电路（C链）：指MSC与第二归属TMSC之间设置的直达中继电路。d.高效直达电路（D链）：指MSC之间设置的直达中继电路。e.网间电路（E链）：指GSM-R网与铁路调度通信网及其它公众通信网间设置的直达中继电路。**第四章GSM-R相关技术规范1.2GSM-R信令网网络结构GSM-R信令网采用两级网络结构，信令转接点（STP）组成一级网络，在北京、武汉设置；各MSC、SGSN以及GSM-R网内归属位置寄存器（HLR）、移动智能网业务控制节点（SCP）、短消息服务中心（SMSC）设置的信令点（SP）组成二级网络；网内信令规程采用NO.7信令方式。**第四章GSM-R相关技术规范GSM-R信令网组成示意图：**