课件：高速铁路无线通信介绍.pptx

,高速铁路无线通信简介,既有铁路无线通信系统存在的问题,功能单一、系统分散、相互间无法互通、维护成本高。例如，客运、货运、公安系统均为自行投资建设，无法互通。,频点固定分配、信道固定使用，频率利用率低，容量有限。450M频段，58对频点固定分配给无线列调、公安，无法共享，造成资源浪费。,话音、数据业务争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。列车时速超过250公里，业务密度加大，碰撞概率大。,枢纽地区干扰严重。各个车站终端争抢信号，同频干扰严重。,既有铁路无线通信不具备网络能力。移动终端对讲距离有限，各个系统不能联合组网。,开放系统，不具保密性。无需身份识别即可加入通信，可被窃听。,GSM及GSM-R的定义,GSM（Global System for Mobile Communications）意为全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式，允许在一个载频同时进行8组通话。,GSM-R（Global System of Mobile for Railway）专门针对铁路对移动通信的需求而推出的专用系统，它基于GSM并在功能上有所超越，是成熟的技术 。,为什么要建设GSM-R系统,Gsm-r,GSM-R业务模型,GSM-R业务=GSM业务+铁路专用业务+铁路特殊应用业务,中国GSM-R的发展,随着欧洲铁路的迅速发展，国际铁路联盟(UIC)为满 足欧洲21世纪铁路路网一体化进程的需要，于1993年向欧委会推荐了铁路综合调度移动通信系统GSM-R(GSM for Railway)。,从1999年开始，欧洲一些国家开始了GSM-R网络的运行。,2002年以来铁道部经过几年的论证、研究，决定借鉴欧洲先进国家铁路通信在GSM-R系统上成功经验，决定在国内选择GSM-R作为铁路专用移动通信系统，替代原有的模拟通信系统，支持铁路跨越式发展，首批试点线路为青藏线、大秦线和胶济线，并在实验成功的基础上逐步在全国各条铁路干线和新建城际客运专线上推广使用。,2015年1月29日，中国铁路总公司召开工作会议，会上通报，2014年，我国铁路新线投产规模创历史最高纪录，铁路营业里程突破11.2万公里。高速铁路营业里程超过1.6万公里，稳居世界第一。,为什么要建设GSM-R系统,GSM-R网络设备介绍-核心网,GSM-R网络设备介绍-核心网,GSM-R网络设备介绍-核心网,对核心网MSC、SGSN、GGSN等网元进行状态监测 对无线子系统BSC、BTS、直放站等网元进行状态监测，提供网络状态数据 提供GSM-R网络Abis、A、Gb、PRI等接口监测 提供用户话单查询、分析,信号覆盖的前方阵营-基站,信号覆盖的前方阵营-基站,基站的全称是基站收发信机，基站的作用是在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。,信号覆盖的前方阵营-基站,交织单网,普通单网,（无冗余）,GSM-R系统的无线工作频率,这根大杆子是干啥用的？,成绵乐客专 区间,这根大杆子是干啥用的？,南广线 黎塘西站,这根大杆子是干啥用的？,铁塔是为了架高天线 架高天线是为了增大信号覆盖范围,基站与天馈系统的关系,弱场补强-直放站,直放站是基站（BTS）与移动台（MS）之间的中继转发器，是在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。 使用直放站主要原因：一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。直放站可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，优化无线通信网络。,弱场补强-直放站,光纤直放站的基本组网图,光纤直放站的近端机以电缆直接耦合的方式从基站直接耦合到RF信号，并变换为光信号经过光纤传输到远端机，远端机再将光信号变换为原始的RF信号，通过天线或漏泄电缆将RF信号发送直放站到所要覆盖的地区。,弱场补强-直放站,弱场补强-直放站,弱场补强-直放站,弱场补强-直放站,铁路隧道通信信号覆盖利器-漏缆,铁路隧道通信信号覆盖利器-漏缆,铁路隧道通信信号覆盖利器-漏缆,泄漏电缆集信号传输、发射与接收等功能于一体，同时具有同轴电缆和天线的双重作用，特别适用于覆盖公路、铁路隧道、城市地铁等无线信号传播受限的区域。,漏缆的作用：,铁路隧道通信信号覆盖利器-漏缆,GSM-R设备介绍-用户终端,GPH GPH主要用于铁路各类管理人员、与铁路业务相关的人员话音和数据通信。 包括显示屏、键盘、MIC、扬声器等 需要PTT按键，用于组呼,GSM-R设备介绍-用户终端,OPH OPH主要用于列车、车站、编组场、沿线区间及其他铁路作业区的各工种工作人员话音和数据通信。 包括显示屏、键盘、MIC、扬声器等 需要PTT按键，用于组呼，在主机左侧面 应有一个红色的紧急呼叫按钮，在面板右上方 易于携带，允许操作人员腾出双手，可挂在车辆的突出部位上 面板设计便于操作人员带手套用,2019/8/31,31,可编辑,GSM-R设备介绍-用户终端,GSM-R手持终端只能实现与铁路自动电话、车站/调度FAS台、移动终端通信；不支持与移动、联通、电信公众网络互打 GSM-R手持终端拨打其它手持终端，直接拨打对方号码（如直接拨 GSM-R手持终端拨打铁路电话，拨打901+铁路区号+铁路5位号码（如 90106935776） GSM-R手持终端拨打FAS台，直接拨打对方ISDN号（如直接拨打76910006） GSM-R手持终端拨打功能号（如呼叫D333次列车司机，可以直接拨打2006833381，其中2表示车次功能号呼叫，0068表示“D”，333表示车次，81表示司机手持台）,高速列车的耳朵-CIR,高速列车的耳朵-CIR,CRH2型动车组：,高速列车的耳朵-CIR,CRH5型动车组：,高速列车的耳朵-CIR,CRH380A型动车组：,高速列车的耳朵-CIR,MMI实图： 竖屏 横屏,高速列车的耳朵-CIR,MMI,基本信息显示区,安全预警显示区,功能按键显示区,列尾状态显示区,工作模式及运行线路显示区,调度通信状态显示区,高速列车的耳朵-CIR,MMI的按键分为可配置式按键、数字字母输入按键、功能按键和列尾按键，如下图所示。,高速列车的耳朵-CIR,送受话器 通用式 紧凑式,高速列车的耳朵-CIR,打印机,合路器,天线实物图。 打印机 GSM-R天线 合路器 GPS天线,高速列车的耳朵-CIR,主要功能：点对点语音通话,车长,司机,高速列车的耳朵-CIR,主要功能： 组呼,车长,高速列车的耳朵-CIR,语音功能：,高速列车的耳朵-CIR,数据功能：,GSM-R移动用户号码,移动台国际ISDN号码（MSISDN） MSISDN是主叫用户为呼叫移动用户而拨打的号码。,国家代码（CC）：如中国为86。 国家目标代码（NDC）：国内接入号。如中国移动的NDC目前有139、138、137、136、135等，中国联通的NDC目前有130、131、133等。 用户号码（SN）：在某一PLMN内MS唯一的识别码。 我国GSM-R网络的NDC暂定为149；SN号码长度暂定为8位，结构为：H0H1H2+ ABCDE。H0H1H2为HLR的识别号，其中H08，H1H2为铁路调度通信网络长途区号，例如铁道部为H1H2=20，北京局为H1H2=21。按照调度网的编号规则，为各工种分配移动用户号码ABCDE，其中预留00000为HLR识别号。,MSISDN号码H1H2分配表,GSM-R移动用户号码,GSM-R移动用户号码,MSISDN号码“AB”位分配表,GSM-R移动用户号码,MSISDN号码“E”位分配表,GSM-R基本业务-功能寻址过程,MSC/VLR,智能网数据库,FAS,基站,基站,典型应用： 调度员 司机,BSC,2T1301,2T1301,149XXXXX901,GSM-R基本业务-基于位置寻址,MSC/SSP VLR/AC,智能网数据库,FAS,基站,基站,辖区1 调度员,调度辖区1,调度辖区2,“1200”,“1200”,典型应用： 司机 调度员、值班员,辖区2 调度员,BSC,1200,小区01,7XXXX3,7XXXX4,小区02,GSM-R基本业务-empll,SSP,BTS,BSC,MSC,HLR/AUC,SCP,FAS,调度台,车站台,VLR,GCR,GSM-R基本业务-VGCS,SSP,BTS,BSC,MSC,HLR/AUC,SCP,FAS,调度台,车站台,VLR,GCR,CTCS-3列控信息传送,CTCS-3列控信息传送,CTCS-3级列控系统示意图,车次号、调度命令、列尾信息的传送,车次号校核信息发送时机：列车进站、出站；进入新的闭塞分区；机车由非监控状态进入监控状态；机车在非监控状态时速度由0变为5km/h；列车启动、停稳。 调度命令发送：调度命令信息包含调度命令、行车凭证、调车作业通知单、调车请求、列车进路预告等信息。调度命令、行车凭证、调车作业通知单和调车请求按照需要发送，规律性不强；进路预告信息在列车通过出发站的出站信号机时发送，列车进入区间后如进路发生变更，也立即发送新的进路预告信息。 列尾信息发送时机：机车人工查询；列车正常运行每两分钟1次；列尾主风管风压低于设定值或电池电量不足报警。 以上三类信息的发送具有发送频繁、每次发送的数据量较小、接收实时性要求不高等特点，