GSM-R业务流程

1、西安通信段技术支持中心GSM-R业务流程业务流程GSM-R业务介绍业务介绍课程介绍课程介绍 C3业务流程业务流程 调度命令业务流程 功能号注册业务流程 语音业务流程CTCS列控系统介绍列控系统介绍 CTCS-Chinese Train Control System中国列车运行控制系统 分为5个等级：等级0，等级1，等级2，等级3，等级4 每一个等级相对应一个不同的信号传输系统C3列控系统介绍列控系统介绍 CTCS3级 面向提速干线和客运专线和特殊线路，是基于GSM-R无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统，基于无线通信的固定闭塞。 CTCS3级 包括车载ATP（自动列车

2、防护）、无线闭塞中心RBC、微机联锁、调度集中CTC、应答器、ZPW2000轨道电路。CTCS3在CTCS2基础上，通过集成，地面增加无线闭塞中心RBC，车载ATP增加CTCS2和无线接收模块。（ATC自动列车控制）C3业务相关设备逻辑图业务相关设备逻辑图应答器介绍应答器介绍 应答器系统包括地面应答器、车载查询器、车载查询器主机等三个主要部分组成。查询应答器用于在特定地点实现车-地间的数据交换。安装于两根钢轨中心枕木上的地面应答器不需要外加电源，平时处于休眠状态，仅在列车通过并接收到车载查询器发送的功率载波时被激活，同时发送调制的数据编码信号。安装于机车底部的车载查询器不断发送功率载波信号，当

3、机车通过地面应答器时，接收处理发自应答器的调制数字编码信号。车载主机将处理后的信号传送给机车电台或车载ATP设备。RBC介绍介绍RBC（Radio Block Centre)功能：数据传输/数据获取 、配置/记录、列车验收、列车控制/命令、列车缓解、通信管理。故障诊断通过PRI接口与GSM-R系统的MSC连接，两者之间的协议为NO.1信令。C3业务流程业务流程C3业务逻辑示意图GSM-R网络对网络对C3列控信息的检测列控信息的检测 监测接口在网络中的位置GSM-R网络对网络对C3列控信息的检测列控信息的检测 郑西线监测接口在网络中的位置GSM-R网络对网络对C3列控信息的检测列控信息的检测 监

4、测接口系统的功能介绍 GSM-R网络Abis接口、A接口和PRI接口监测系统可以对GSM-R网络所有CTCS-3用户Abis接口、A接口和PRI接口的信令进行实时跟踪和记录，可以对BSC与BTS之间2M环的传输闪断的实时监测与记录，可以实时显示与记录所有CTCS-3用户通信过程的电平值、电平质量、TA值等参数。课程介绍课程介绍 C3业务流程 调度命令调度命令业务流程业务流程 功能号注册业务流程 语音业务流程系统结构系统结构设备组成 由GSM-R数字移动通信网络、CTC/TDCS设备（含CTC/TDCS中心设备、CTC/TDCS车站设备）、CIR、GRIS、HGS、机车数据采集编码器、机车安全信

5、息综合监测装置等组成。CTC/TDCS中心设备由CTC/TDCS通信服务器、CTC/TDCS列车调度台、GSM-R通信服务器等组成。调度命令信息介绍调度命令信息介绍 调度命令信息包括调度命令、行车凭证、列车接车进路预告信息、出入库检测、调车作业单以及其它相关信息。 调度命令信息由CTC/TDCS发送给司机。 调度命令信息可以在任何时间发送给机车，CIR应正确显示、存贮、打印、查询调度命令，并把自动确认和手动签收信息发送给CTC/TDCS系统。 在规定的时间内CTC/TDCS系统未收到自动确认信息，自动重发调度命令信息，重发次数为2次。若在规定时间内收到自动确认停止重发。 CIR开机附着开机附着

6、GPRS网络网络CIR开机或重启后，首先注册GPRS网络；HLR将用户是否能使用GPRS业务、以及APN信息和QoS信息等发给SGSN。CIR激活激活PDP，获取自身，获取自身IP地址地址CIR注册GPRS网络成功后，进行PDP激活操作（采用正确的APN），采用非透明方式，以机车号作为用户名和密码与PDP激活相关的网元：SGSN、DNS、GGSN、Radius由Radius根据CIR发送的用户名和密码为CIR分配IP地址相关设备介绍相关设备介绍 DNS服务器的作用 DNS服务器通过Gn接口与SGSN相连； DNS服务器的作用是进行域名解析，实现APN域名至GGSN IP地址的解析； DNS设置

7、：北京和武汉各设置一套，互为地理容灾备份；调度命令业务流程调度命令业务流程 Radius服务器的作用 Radius服务器通过Gi接口与GGSN相连； RADIUS服务器的作用是验证用户的合法性，对其用户信息进行鉴权后为其分配IP地址，使其接入到GPRS网络中，实现应用业务信息的传输； Radius设置：北京和武汉各设置一套，互为地理容灾备份； 由GGSN去判断使用哪个Radius；CIR向向GROS查询当前查询当前GRIS IP地址地址目的目的IPPDP激活成功后，CIR根据预存的GROS IP地址向GROS发送“查询当前目的GRIS IP地址”指令，内容包括机车号、交路号、公里标、当前小区号

8、、经纬度信息等。GROS查询并返回CIR当前所对应的GRIS的IP地址： GROS根据CIR提供的小区位置信息、列车经纬度信息或交路号、公里标等位置信息查询数据库后，获得列车当前对应GRIS的IP地址，向CIR发送“返回当前GRIS IP地址信息”。CIR接收当前GRIS IP地址，并实时存储： CIR接收GROS返回的当前GRIS IP地址，作为车次号校核信息、列车停稳及启动等信息传送的目的地址。 CIR向向GROS查询当前查询当前GRIS IP地址地址目的目的IP 异常情况下，CIR开机或重启并发送IP地址查询请求，若1分钟内没有收到主用GROS的响应，则向主用GROS重发查询请求。重发不

9、超过2次； 如果向主用GROS发送请求失败，则向备用GROS发送IP地址查询请求，若1分钟内没有收到备用GROS的响应，则重发查询请求。重发不超过2次； 如果上述查询均失败，则启用CIR存储的GRIS IP地址作为当前GRIS的IP地址。 归属GRIS根据CIR发送的车次号校核信息中列车当前位置信息判断CIR不在其管辖范围内时，代CIR向GROS发送“查询当前目的GRIS IP地址”指令。CIR向向GROS查询当前查询当前GRIS IP地址地址目的目的IPCIR发送车次号信息发送车次号信息CTC发送调度命令发送调度命令/进路预告等信息进路预告等信息GRIS IP地址更新地址更新 对于CTC/T

10、DCS业务，GRIS IP地址更新采用双重更新方式： CTC判断触发更新； GRIS判断触发更新。CTC判断触发更新判断触发更新列车运行到铁路局的交界处，当前CTC/TDCS通信服务器判断CIR即将移出管辖区域时，向GRIS发送“越界指示”，内容包括当前GRIS列车机车号、车次号以及接管铁路局代号等信息。当前GRIS根据收到的接管铁路局代号信息查询数据库，获得接管GRIS的IP地址，并向CIR发送“IP地址更新”数据帧。CIR接收数据帧，首先回复“IP地址更新响应”，当前GRIS收到CIR回复的“IP地址更新响应”后，再向CTC/TDCS通信服务器发送回复“越界指示响应”。CIR将收到的IP地

11、址作为车次号校核信息，列车停稳及启动信息传送的目的地址，实现IP地址的更新。若GRIS在规定的时间内没有收到“IP地址更新响应”，应重发“IP地址更新”数据帧。重发次数为3次。 CTC判断触发更新判断触发更新 CTC判断触发更新GRIS判断触发更新判断触发更新 当机车运行到新的CTC/TDCS管辖范围的信号机，若CTC/TDCS中心未能及时向GRIS发送越界指示时，CIR仍然向原GRIS发送车次号校核信息，原GRIS根据CIR发送的车次号校核信息中列车当前的位置信息判断列车不在管辖范围内，则向GROS发送“查询当前GRIS IP地址”指令。 GROS根据CIR位置信息查询接管GRIS的IP地址

12、，并向CIR发送“返回当前GRIS IP地址信息”。 CIR收到该数据帧后，应向GROS发送“IP地址更新响应”，并存储记录接收到的IP地址作为车次号校核信息等传送的目的地址，实现IP地址更新。 GRIS判断触发更新判断触发更新 GRIS判断触发更新课程介绍课程介绍 C3业务流程 调度命令业务流程 功能号注册业务流程功能号注册业务流程 语音业务流程功能号码介绍功能号码介绍n根据用户的职能、身份进行编号，易于记忆、方便使根据用户的职能、身份进行编号，易于记忆、方便使用、简化应用，避免拨号时使用记忆复杂的用、简化应用，避免拨号时使用记忆复杂的MSISDN号号。n包括：车次号功能号、机车功能号、车号

13、功能号、调包括：车次号功能号、机车功能号、车号功能号、调度身份功能号、维修及调车组功能号。度身份功能号、维修及调车组功能号。n车次、机车、车号功能号长度可变，非固定长度。车次、机车、车号功能号长度可变，非固定长度。FAS用户拨号需设定时器。用户拨号需设定时器。功能号码介绍功能号码介绍功能号码使用前必须进行功能号的注册，使用后需要进行注销。功能号码使用前必须进行功能号的注册，使用后需要进行注销。使用过程：使用过程：用户通过发送用户通过发送USSD字符串，发起功能号注册、注销等操作；字符串，发起功能号注册、注销等操作；网络对网络对USSD串透明传输；串透明传输；SCP中建立中建立MSISDN和功能

14、号之间的对应关系。和功能号之间的对应关系。功能：功能： 功能号的注册功能号的注册 功能号的查询功能号的查询 功能号的注销功能号的注销 功能号的强制注销功能号的强制注销功能号注册过程功能号注册过程用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含注册请求信息；HLR检查用户是否具有请求注册授权；HLR发送包括注册请求信息的USSD串至SCP；SCP检查注册是否能够进行；SCP判断申请注册的功能号是否超过允许注册的次数上限；SCP中建立MSISDN和功能号之间的对应关系；SCP返回接受或者拒绝请求的通知。用户收到USSD应答串，通知注册结果，终端存储所注册的功能号。功能号注销过程功能号注销过程

15、用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含注销请求信息；HLR检查用户是否具有请求注销授权；HLR发送包括注销请求信息的USSD串至SCP；SCP检查注销是否能够进行；SCP中删除MSISDN和功能号之间的对应关系；SCP返回接受或者拒绝请求的通知。用户收到USSD应答串，通知注销结果，终端删除所注销的功能号。功能号查询过程功能号查询过程用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含查询请求信息；HLR检查用户是否具有请求查询授权；HLR发送包括查询请求信息的USSD串至SCP；SCP查询所对应的MSISDN；SCP通过HLR向用户返回查询信息。用户收到USSD应答串，通知

16、查询结果。功能号强制注销过程功能号强制注销过程用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含注销请求信息；HLR检查用户是否具有请求注销授权；HLR发送包括注销请求信息的USSD串至SCP；SCP检查注销是否能够进行；SCP中删除MSISDN和功能号之间的对应关系；SCP返回接受或者拒绝请求的通知。授权用户收到USSD应答串，通知注销结果。SCP向被注销功能号的用户发起终端通知。被注销功能号的用户对通知的功能号执行查询操作，网络和终端数据保持同步。功能寻址呼叫流程功能寻址呼叫流程功能号呼叫功能号呼叫课程介绍课程介绍 C3业务流程 调度命令业务流程 功能号注册业务流程 语音业务流程语音业

17、务流程GSM-R主要接口信令协议栈简述主要接口信令协议栈简述HLRACVLREIRPSTN/ISDNBSCBTSMSOMC-RMSC/SSPOMC-SUmAbisACBDFMSCESCPGSM-R电路域主要接口GCRIVLRG语音呼叫流程语音呼叫流程 1 小区选择 2 信号分配 3 鉴权 4 加密 5 位置更新 6 点对点呼叫 7 越区切换 8 语音组呼 9 语音广播1 小区选择小区选择目的：在建立任何通信之前，获得与GSM-R网络的同步 选择目标：传输质量最好，只有那些传输性能超过一个最小值的小区。 选择准则：C11 小区选择小区选择 C1准则 C1=RXLEV-RXLEV_ACCESS_M

18、IN-MAX（ MS_TXPWR_MAX_CCH-P）,0） 其中：RXLEV是移动台接收的平均电平；RXLEV_ACCESS_MIN是允许移动台接入的最小接收电平；MS_TXPWR_MAX_CCH 是移动台接入系统时可以使用的最大发射功率电平；P是移动台的最大输出功率。 要求服务小区的C1 必须大于0。1 小区选择小区选择小区选择流程 移动台对所有频率进行扫描并存储电平最大的载波 移动台将频率调到最强载波的FCCH 移动台读取该载波SCH（同步信道）上的数据，以便对广播消息进行解码 移动台读取该载波BCCH（广播控制信道）上的数据 如果该载波满足小区选择的准则，则移动台使用该载波进行通信；否

19、则，移动台尝试下一个最强的导频载波 1 小区选择小区选择小区选择过程2.信道分配信道分配信道分配过程通常是因为要应答一次寻呼请求或移动台发起业务的请求。 M S C 信 道 需 求 2 信 道 激 活 3 4 信 道 分 配 或 B S C B T S M S 信 道 激 活 应 答 信 道 分 配 5 1 信 道 请 求 R A C H 5 信 道 分 配 A G C H C M 业 务 请 求 S D C C H 或 T C H 6 位 置 更 新 请 求 S D C C H 或 T C H 6 2.信道分配信道分配流程移动台在RACH（随机接入信道）上发送CHANNEL REQUEST消

20、息。当基站正确的对CHANNEL REQUEST消息解码后，通过CHANNEL REQUIRED消息指示BSC。BSC选择一条空闲的信道SDCCH（专用随路控制信道）或TCH（业务信道，如果没有可用的SDCCH时，才使用TCH），要求基站激活它。基站应答这一激活命令 BSC通过基站向移动台发送IMMEDIATE ASSIGNMENT COMMAND消息，移动台通过该消息可以获知已分配信道的描述、初始的定时提前量和初始的最大发送功率 移动台就可以在已分配的专用信道上发送业务请求 3.鉴权鉴权 目的：为了验证移动用户的身份 鉴权过程总是由网络(VLR)发起的，验证用户身份，为移动台提供加密密钥的信

21、息，但不发送任何用户数据 4 加密加密 空中接口对用户信息和话音数据进行加密； 目的：防止空口数据被窃听； 加密前需鉴权； 加密密钥Kc； 第一次位置更新 VLR内部位置更新 VLR之间的位置更新-在已知VLR中进行 VLR之间的位置更新-在未知VLR中进行 IMSI附着 IMSI去附着5 5 位置更新位置更新 移动台发起呼叫(MOC) 移动台接收呼叫 (MTC) 移动台到移动台呼叫(MMC) 呼叫释放 6 6 点对点呼叫点对点呼叫 6.1 6.1 移动台发起呼叫移动台发起呼叫(MOC)(MOC)6.1 6.1 移动台发起呼叫移动台发起呼叫(MOC)(MOC) MS BSS MSC 信道请求

22、1 PSTN CM业务请求 2 CM业务请求 2 呼叫处理 7 呼叫处理 7 信道分配过程（无OACSU） 8 初始地址 6 信道分配 2 地址完成 9 VLR 铃音 建立（普通）或紧急 4 建立 4 鉴权过程 3 加密过程 3 5 拨号 振铃 发送 号码 应答 提示 10 通道已 建立 连接 12 连接应答 12 提示音 信道分配过程（OACSU） 11 2022年3月6日536.2 6.2 移动台接收呼叫移动台接收呼叫(MTC)(MTC)6.2 6.2 移动台接收呼叫移动台接收呼叫(MTC)-(MTC)-寻呼寻呼6.3 6.3 移动台到移动台的呼叫移动台到移动台的呼叫(MMC)(MMC)

23、移动用户发起呼叫释放 6.4 6.4 呼叫释放呼叫释放 MS BSS MSC 呼叫进行 1 释放完成 PSTN 拆线 2 拆线 2 释放 3 释放 3 RF信道释放过程 释放 释放指示 信道释放 释放音 4 5 6 7 8 9 语音组呼业务(VGCS)是高级语音呼叫的一个特征，使得移动用户之间能够建立点对多点的连接。 8 8 语音组呼语音组呼 BSC ISDN 网络 调度台 主控 MSC 中继 MSC BSC BSC 8 8 语音组呼语音组呼 组呼成员包括业务用户和调度员。 业务用户是预定了VGCS业务的移动用户，使用半双工无线信道，必须先争取到上行链路才能讲话，业务用户可以通过组ID来发起组呼。 调度员拥有随时讲话的权利，可以是固定用户或移动用户，移动调度员可以位于组呼区域外，调度员通过拨叫组呼参考的方式发起组呼，是组呼通信中具有较高级别的管理者，各自占用一对专用信道。 如果业务用户想讲话，将按下PTT向网络发送请求，如果当前组呼的上行链路空闲，则该用户可以占用