(完整版)GSM-R系统详细实例课件

1、GSM-R数字移动系统详细实例内 容 提 要一、项目背景（一）在建GSM-R系统工程概况（二）国内外GSM-R技术规范概况二、重要内容的解释与说明（一）业务与功能（二）系统结构（三）核心网规划、建设原则（四）编号计划与频率配置（五）服务质量要求（六）支撑系统（七）主要设备进网要求三、问题与讨论内 容 提 要一、项目背景（一）在建GSM-R系统工程概况（二）国内外GSM-R技术规范概况二、重要内容的解释与说明（一）业务与功能（二）系统结构（三）核心网规划、建设原则（四）编号计划与频率配置（五）服务质量要求（六）支撑系统（七）主要设备进网要求三、问题与讨论工程建设与应用情况已建工程：2003年，中

2、国开始设计建设GSM-R网络，总计约2300km长。目前，3条线独立运用，尚未组网。大秦线680公里胶济线473公里青藏线1142公里青藏线工程概况应用业务工程进展青藏线工程概况概况：高原铁路，全线1142公里，高于4000米的地段960公里，最高海拔5072米，冻土区约600公里，11座隧道。无线覆盖同站址双网覆盖方式。设备组成（北电）：2套核心网设备。1套HLR/SGSN/IN/MSC网管设备。4套BSC。388套（194处）BTS。基站间距：平均6公里，最大8公里。青藏线应用业务话音通信列车无线调度通信其他话音通信（工务、电务、供电、水电、机务、公安等）列车控制数据传输（ITCS）：CS

3、D方式数据传输：GPRS方式。调度命令传输车次号传输 光纤直放站网管信息冻土监测信息 CTDS数据传输 风速测量机车工况信息晃车信息应急通信图像数据传输预售票（规划中）拉萨INMSCHLRGPRSMSC西宁铁通PSTN（专网）CTC调度通信系统BTSBTSBTSBSCBSC青藏线GSM-R同址双基站双网覆盖BTSBTSBTSBTSBSCBSCBTS青藏线工程进度2003年11月-2004年07月，完成试验线的施工和调试工作2005年02月-2006年06月，全线GSM-R的施工建设、系统调试、网络优化。2006年07月，正式运营。工程概况应用业务工程进展大秦线大秦线工程概况概况：货运重载专线，

4、开行重载2万吨组合列车。全线680公里，隧道、路堑、弯道较多，共有桥梁385座，隧道52座。无线覆盖采用同站址双网覆盖方式设备组成（华为）：1套核心网设备(MSC/HLR/SGSN/GGSN/AuC)，5000用户2套BSC206套BTS（103处）站间距：平均7公里，最大10公里。大秦线应用业务列车无线调度通信机车同步操控信息传送数据传输采用CSD方式列车调度指挥信息传送包括：调度命令信息传送列车无线车次号校核信息传送列车尾部风压报警信息传送（试验）数据传输采用GPRS方式大秦线工程进度2004年9月动工2005年3月核心网及单层BSS系统建设基本完成2005年4-12月进行各类测试和单层网

5、络优化工作基本功能测试网络场强覆盖测试网络QoS测试2006年2-12月进行双层BSS系统建设，2006年底前全部完成。工程概况应用业务工程进展胶济线胶济线工程概况概况：繁忙干线，线路设计时速200km/h。全长473公里。平原地区，穿越城镇多。无线覆盖采用单层网覆盖方式。设备组成（西门子）：1套核心网设备(MSC/HLR/GPRS/IN/网管设备）。MSC近期开通5000用户，软件具备近期开通25000用户条件SGSN、GGSN 近期开通2500用户1套BSC。77套BTS（44套车站基站、33套区间基站）。站间距：平均5公里，最大7公里。胶济线应用业务语音通信列车无线调度通信货运调度通信牵

6、引供电调度通信列车调度指挥信息传送：包括：调度命令信息传送（进路预告信息）列车无线车次号校核信息传送列车尾部风压信息传送（试验）数据传输采用GPRS方式胶济线工程进度2005年3月，开工2006年1月，示范段动态测试2006年4月，系统建设基本完成2006年5-9月，系统测试和优化2006年10月，系统验收已经开工的客运专线（高速铁路）项目 共计：5560公里线路名称长度（km）京广客运专线2300京津城际铁路115郑西客运专线456石太客运专线190合武、合宁客运通道526宁波温州福州厦门客运通道855广珠城际铁路117广深客运专线105哈大客运专线904基本结论（1）我国从2003年结合既

7、有线、新建线开始建设GSM-R系统工程，已投入正式应用；从2006年开始，计划结合客运专线建设GSM-R网络。上述线路的规划、建设需要GSM-R技术规范提供指导和支撑。内 容 提 要一、概述（一）在建GSM-R系统工程概况（二）国内外GSM-R技术规范概况二、重要内容的解释与说明（一）业务与功能（二）系统结构（三）核心网规划、建设原则（四）编号计划与频率配置（五）服务质量要求（六）支撑系统（七）主要设备进网要求三、问题与讨论1、GSM-R 标准体系组成2、欧洲GSM-R技术规范现状3、建立适合我国GSM-R技术规范体系的必要性4、我国GSM-R系列技术规范组成与进展情况5、关于技术体制和智能网

8、技术条件在规范体系中的地位和作用1、GSM-R技术规范体系GSM-R是在公网GSM基础之上，通过增加铁路调度通信功能和高速环境组成要素，而建立起来的技术体制。因此，GSM-R技术规范包括现有的GSM相关标准以及为满足铁路需求而制定的应用标准，是GSM-R领域内所有技术标准、规范的集合。 相关标准组织：3GPP、ETSI、UIC等。2、国外GSM-R发展现状（1）国际铁路联盟（UIC）为满足欧洲21世纪铁路一体化进程推荐了欧洲铁路专用移动通信系统GSM-R（GSM Railway），目前已在全球15个国家开始广泛实施，具体包括：德国、英国、法国、意大利、斯洛伐克、荷兰、瑞典、瑞士、西班牙、捷克、

9、芬兰、挪威、比利时、中国、印度。其中，瑞典、德国、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷兰、中国等8个国家开通了商用GSM-R网络。从国外的应用来看，GSM-R用于调度通信技术成熟，并实现了高速铁路列车ETCS 2级列控信息的传送。2、国外GSM-R发展现状（2）1999年2个国家2002年7个国家2005年15个国家德国、瑞典、意大利、英国、荷兰、西班牙、比利时、芬兰、法国、挪威、斯洛伐克、瑞士、捷克、印度、中国2008年将达到34个国家111111222222233444441 = 2002年之前启动的GSM-R项目2 = 2003年启动的GSM-R项目3 = 2004年启动的GSM-R项目4 =

10、 2005年启动的GSM-R项目欧洲选择GSM-R原因：1、各国铁路互通性的需要。2、系统性能提升的需要。3、新业务的需要。4、取代目前互不兼容的模拟系统设备，节约总体成本。2、欧洲GSM-R组织机构（1）定义新的铁路公用通信系统标准的需求铁路通信标准机构，定义GSM-R网络功能特征和互操作性根据EIRENE规范，开发和测试GSM-R系统UICEIRENEMORANE（成员：铁路运营商、厂家、研究机构）3GPP/ETSIETSI-SMG工业界合作伙伴欧洲GSM-R官方机构注：EIRENE （European Integrated railway Radio Enhanced Network ）

11、欧洲铁路综合数字移动通信网络 2、UIC技术规范现状UIC（EIRENE） GSM-R技术规范2本规范：系统需求规范（SRS）和系统功能规范（FRS）。规定了15个方面的内容：综述、网络需求（业务）、网络配置（覆盖、网络选择、对呼叫建立时间的需求、广播呼叫和组呼区域）、移动设备核心规范、机车台、通用电台、运营电台、调度台/值班员设备规范、编号方案、用户管理、功能编号和与位置有关的寻址、文本消息、铁路紧急呼叫、调车作业模式、直通模式。通用性条款，不符合我国使用习惯，不满足我国实际需求FRS V7.0SRS - V15.0UIC技术规范现状UIC（MORANE）GSM-R 技术规范MORANE F

12、 10 T 6002 3，17/05/2000FFFS for Confirmation of High Priority CallsMORANE F 12 T 6002 3，31/07/2000FIS for Confirmation of High Priority CallsMORANE E 10 T 6001 3，11/08/2000FFFS for Functional AddressingMORANE I 13/2 T 70012，11/08/2000FFFIS for Shunting ModeMORANE P 38 T 9001 3，01/02/2003FFFIS for GS

13、M-R SIM cardsMORANE F 10 T 6003 3，31/07/2000FFFS for Presentation of Functional Numbers to Called and Calling Parties基本结论（2）GSM-R在欧洲已经广泛实施，并成功商用。欧洲承载主要业务是调度语音通信和列控信息传送。UIC关于GSM-R技术规范包括SRS和FRS，不定期进行升级，内容上为通用性条款，不符合我国使用习惯，不能满足我国GSM-R发展的需要。因此，需要制定适合我国实际应用的GSM-R系列技术规范。3、国内GSM-R发展现状我国GSM-R技术应用概况2000年底，铁道

14、部确定GSM-R为中国铁路未来发展的方向。2001年，铁道部正式向信产部提出GSM-R使用频率的申请，2003年9月，信产部正式批复铁道部GSM-R使用900MHz频段4MHz带宽。2002年开始，铁道部组织设计、科研、大专院校以及供货厂商等单位，制定了相关技术规范 。2003年起，铁道部结合重点工程，在大秦、青藏和胶济线等建设GSM-R工程，积累了一定的建设经验。2006年，成立中国铁路GSM-R规范编制组和GSM-R对外工作组，负责制定系列规范和对口UIC协调工作。为什么要建立适合我国的GSM-R技术规范体系？GSM在公网取得了巨大成功，GSM-R在欧洲得到了广泛应用，都是因为建立了包括设

15、备、业务、工程、测试等一整套较为完善的标准体系。这些标准在网络的规划建设、运营维护、科研生产、引进工程、设备制造中，发挥了重要的指导和支撑作用，为网络的发展奠定了坚实的技术基础。 我国GSM-R发展与欧洲各国铁路的主要区别网络规模大，需要先期统一规划、统一标准。与欧洲运输作业模式不同，业务需求复杂、应用范围广、需要二次开发。需要解决3个厂家设备互联互通的问题。我国GSM-R技术规范体系必要性我国铁路需求范围广、应用复杂，为确保为GSM-R在我国健康、顺利发展，必须首先建立GSM-R相关技术标准并不断健全完善，并在实际工程建设中严格执行。为网络建设、运行、维护、管理提供技术依据， 保证网络完整、

16、统一和安全可靠，提高服务水平、合理地利用频谱、码号等资源。为多厂家平等接入提供可循的技术依据，为网络设备质量认证和监督的根据。通过参与标准研究工作，还可以有效地提高人才的业务素质，为我国GSM-R网络的建设、运维和健康发展打下坚实的基础。 4、我国GSM-R技术规范体系概况我国GSM-R技术规范体系的组成和层次关系7类，40项：综合类、系统类、应用业务类、工程类、设备、设备测试类、接口技术要求和测试类，总体上与UIC 规范相对应。4个层次，随着网络和业务的发展，还可能继续完善升级并制定后续的相关规范。我国现阶段的GSM-R技术规范体系组成和进展情况。随着网络、业务与技术发展，将来还有可能继续升

17、级、完善。设备及测试类（6项）（调度台和车站台，机车台，手持终端，SIM卡，中继设备及网管）接口技术要求及测试类（9项）（A等）综合类（1项）（名词术语我国GSM-R技术规范体系组成和层次关系关于技术体制技术体制在体系中的地位和作用是GSM-R技术规范体系的首要标准。规范GSM-R技术在实际应用中的重要技术框架要求，保证GSM-R技术健康、顺利发展，为全网规划与建设、工程设计、设备研发、业务提供与运行管理提供技术依据，保证网络统一、完整、安全、可靠、高效、畅通。针对GSM-R网的网路结构、网路组织、功能特性、编号计划、互联互通、服务质量、信令协议、接口要求、网络管理、设备系列及基本进网技术要求

18、等有关组网、成网、互联互通等方面做原则性的规定。关于智能网技术条件智能网技术条件在GSM-R技术标准体系中的地位和作用是GSM-R技术规范体系中重要的技术规范之一。用来规范GSM-R网中部分特定业务的技术条件，为智能网工程设计、产品研发和互联互通提供技术依据，保证网络统一、完整、安全、可靠、高效、畅通。针对GSM-R智能网的功能和网络结构、业务技术条件、信令流程和测试要求、服务质量、软件要求、管理与维护、同步要求、主要设备技术通用技术条件。内 容 提 要一、概述（一）大秦、青藏、胶济3条线GSM-R系统工程概况（二）国内外GSM-R技术规范概况二、重要内容的解释与说明（一）业务与功能*（二）系

19、统结构*（三）核心网规划、建设原则（四）编号计划与频率配置（五）服务质量要求*（六）支撑系统*（七）主要设备进网要求三、问题与讨论内 容 提 要一、概述（一）大秦、青藏、胶济3条线GSM-R系统工程概况（二）国内外GSM-R技术规范概况二、重要内容的解释与说明（一）业务与功能*（二）系统结构（三）核心网规划、建设原则（四）编号计划与频率配置（五）服务质量要求（六）支撑系统（七）主要设备进网要求三、问题与讨论（一）业务与功能业务、功能和应用是什么？业务、功能和应用三者之间的关系如何？GSM-R系统提供的业务、功能如何？举例说明中国铁路GSM-R系统的具体应用。各项应用业务实现的程度如何？1、业务

20、、功能、应用及其相互关系业务是通过GSM-R网向用户提供的通信服务。功能是指实现业务的某一方面的具体作用。应用是各种业务在铁路运输实际生产环境中的具体运用和体现。2、GSM-R业务话音业务：个呼、组呼、广播呼叫、公众紧急呼叫和多方通信。数据业务：电路域数据业务、分组域数据业务。与呼叫相关的业务：增强型多优先级强插与强拆 、高级呼叫处理、直通方式。铁路特定业务：功能寻址、（精确）位置寻址、呼叫限制、铁路紧急呼叫。紧急呼叫呼叫 建立:紧急呼叫中心MS不需要: 鉴权 加密 检查 IMEI TMSI-再分配 紧急呼叫: 优先处理（0级） 不需要安全性能 快速呼叫建立（12秒） 即使没有有效的 SIM

21、卡, 也能够建立连接. MSC 直接连接 提供位置信息S O S3、系统功能支持基本业务的功能：呼叫控制、用户识别鉴权、信令单元的保密、接入矩阵等。支持移动性操作的功能：位置登记、切换、漫游、呼叫重建。呼叫处理的附加功能：用户与业务多优先级管理、业务的安全保密、支持DTMF、组呼静音/取消静音。切换类型小区内部 BSCBTSf 1, TS 1f 2, TS 2BSS 内部 BSCBTSBTSMSC切换完成MSC 内部 MSCBSSBSSMSC 之间MSC - BMSC - AMSC - C基本切换后续切换MSC切换完成直接模式4、应用列车无线调度通信：点对点呼叫、功能寻址、位置寻址、广播呼叫、

22、语音组呼、紧急呼叫、多优先级强拆、呼叫限制。公务、公安、施工养护、公务移动通信，应急语音通信等。数据传输：通过GSM-R网络实现车地、车车之间信息的透明传输，如列车运行控制信息、机车同步操控信息、列尾风压信息、无线调度命令信息、无线车次号校核信息、调车机车信号和监控信息等。5、应用业务的实现程度能够实现，正在试验、验证：列车无线车次号校核信息传送、调度命令信息传送、调车机车信号和监控信息传送、列尾风压信息传送。可以实现、需要研究：进路预告信息传送，列车接近预警信息传送，机车工况、运况信息传送，综合维护信息传送，静止图像传输，站场调车通信。由于频率资源有限，不能开放：与生产、行车无关的公务移动通

23、信。由于技术原因，目前不支持：高速数据传输（如动态图像、旅客信息服务等）。应用举例1：无线列调的实现方式主叫方通信范围被叫方实现方法行车调度员调度范围某一司机车次功能号某一运转车长车次功能号司机和运转车长语音组呼司机和运转车长（广播形式）语音广播车站值班员、助理值班员、司机、运转车长语音组呼所有运转车长语音组呼车站范围车站值班员、助理值班员、司机、运转车长语音组呼列车司机调度范围行车调度员基于位置寻址车站范围车站值班员、助理值班员语音组呼本列车内运转车长完整电话号码动态范围区域内其他司机语音组呼运转车长调度范围行车调度员基于位置寻址车站范围车站值班员、助理值班员语音组呼本列车内列车司机完整电话

24、号码车站值班员调度范围行车调度员完整电话号码车站范围某一司机车次功能号所有司机语音组呼某一运转车长车次功能号所有运转车长语音组呼所有助理值班员语音组呼所有助理值班员、某一车次的司机和运转车长语音组呼某一助理值班员、某一车次的司机和运转车长多方通信相邻车站相邻车站的车站值班员完整电话号码助理值班员车站范围某一司机车次功能号某一运转车长车次功能号所有司机、所有运转车长语音组呼车站值班员、其他助理值班员语音组呼GE公司的LOCTROL系统一种先进的分布式动力控制系统，通过无线通信实现严密的控制逻辑：组合列车的主控机车通过无线方式广播操控命令，从控机车根据接收的操控命令自动控制从控机车实现同步操作，如

25、同时加速、减速、制动停车。从控机车传送本地机车的状态信息到主控机车。我国大秦线：重载组合列车采用GSM-R网络为机车同步操控信息传送提供数据传输通道。BSCBSC应用举例2：重载组合列车的机车同步（locotrol)OCUOCUOCUBTSMSCANBTSOCU主控机车从控机车1从控机车2从控机车3BTSBTSBTSBTSBTSBTS 应用举例3：ITCS 增强型列车控制系统基于GPS卫星定位和GSM-R网络完成无线通信利用车头和车尾的400MHz 无线通信系统保证列车的完整性区间和站内可不设信号机和轨道电路采用RBC技术,区间为虚拟闭塞,站内为虚拟联锁司机通过车载MMI控制列车,系统有超速保

26、护适用于现有自动闭塞的扩容和提速,也使用于新建的无轨道电路的铁路列车运行控制安全且经济地面设备层：主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。无线闭塞中心（RBC）：使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息，实现对运行列车的控制。点式设备：主要提供列车定位信息。轨道电路：主要用于列车占用检测及列车完整性检查。车载设备层：主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。是对列车进行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能

27、够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。完成点式信息的接收与处理。实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。应用举例4：列车运行控制（1）模拟区段GSM-R区段车载信号设备连接应答器转换应答器通知车载单元“与RBC建立联系”通知“进入E2控车模式”司机目视地面信号行车BTSMSCRBCBTSBSCBSCBTSBTSBTS车载信号设备车载信号设备BTSBTSCTC列控信息传送系统主要功能利用GSM-R建立车载信号设备与无线闭塞中心RBC之间的永久电路数据通道，GSM-R网络提供不中断服务。 RBC向列车发送列车控制信息，车载

28、信号设备报告列车状态、行车许可请求、列车位置等信息。车载信号设备和RBC双机热备保证数据传输可靠性。应用举例4：列车运行控制（2）应用举例5：列车尾部风压信息传送（GPRS）机车电台列尾电台BTSSGSNBTSBSCBSCBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSCPCU数据信息传输实现方式比较序号实现方式优点缺点说明1电路域数据业务呼叫建立后，QoS有保障；数据传输效率高，信息编码方法和信息格式不受限制。呼叫建立时间长，约51 0秒。永久占用信道，浪费资源。适合实时性要求高的业务。 最大速率：9.6kbit/s。时延：500ms。2分组域（GPRS）业务永久在线，支持中、高速率传输；信道利用率

29、高。时延较大：12s。投资大。适用于数据业务量大的情况3短消息业务信令信道，QoS有保障。传输速率较低。采用功能号发短消息，可定义优先级，保障重要业务4USSD信令信令信道，QoS有保障。固定终端需开发。适用移动终端与网络服务器之间。5UUS1信令信令信道，QoS有保障，不占用业务信道。呼叫建立时间长，约510秒。伴随呼叫建立和结束时进行传送，适用移动终端之间，信息不超过32字节。内 容 提 要一、概述（一）大秦、青藏、胶济3条线GSM-R系统工程概况（二）我国铁路移动通信业务需求分析（三）国内外GSM-R技术规范概况二、重要内容的解释与说明（一）业务与功能（二）系统结构*（三）核心网规划、建

30、设原则（四）编号计划与频率配置（五）服务质量要求（六）支撑系统（七）主要设备进网要求三、问题与讨论1、GSM-R系统构成GSM-R系统由4个部分组成：网络子系统（NSS）交换子系统（SSS） 智能网（IN）通用分组无线业务（GPRS） 基站子系统（BSS）运行与支持子系统（OSS）终端设备（无线移动终端、无线固定终端）1、各个子系统的功能如何？支持业务情况？2、各个子系统由哪些网元组成？3、各个网元的主要功能如何？4、关键业务流程、技术？5、设备实例。GSM-R系统构成图无线覆盖的区域结构小区：一个基站或该基站的一部分（扇形天线）所覆盖的区域。基站区：由一个基站的所有小区所覆盖的区域。位置区：

31、移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域；位置区由一个或若干个小区组成。MSC区：一个MSC所管辖的所有小区共同覆盖的区域。一个MSC区可由一个或若干个位置区组成。服务区：移动台可获得服务的区域，即PLMN、PSTN或ISDN用户，无须知道移动台实际位置而可与之通信的区域。1个运营商、国内、国际。 BSCMSC 位置区2位置区12、交换子系统概述（1）SSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以及用户数据管理和移 动性管理。提供的业务：基本话音呼叫业务；电路域数据传输。话音呼叫：点对点话音呼叫（MS之间，MS与有线FT之间）；组呼、广播呼叫、多方通信、公众紧急呼叫。电路域数据传输

32、：提供透明传输通道。如与列控RBC节点、机车同步操控地面节点之间进行互联，实现车地、车车之间数据信息传送。组成：由MSC、HLR、VLR、GCR、AC、SMSC等组成。2、交换子系统概述（2）GSM技术规范定义了不同的接口以保证各功能实体之间的接口标准化。GSM-R交换子系统内部、交换子系统与PSTN之间：No.7信令。网络中移动性管理采用MAP（移动应用部分）， MAP协议使用7号信令系统TCAP（事务处理应用部分）提供的业务，而TCAP则使用SCCP（信令连接控制部分）提供的业务。与呼叫相关的信令则采用TUP（电话用户部分）和 ISUP（ISDN用户部分），分别用于MSC之间和MSC与PS

33、TN、ISDN之间的通信。MSC移动业务交换中心呼叫处理功能(类似固定网的交换机)移动通信特定的功能 NSS 的核心 服务几个 BSS (BSC) 建立并交换用户话务和信令 与 VLR 合设于同一物理实体 与HLR/AuC可合设（如交大实验室），也可分设 网关 MSC（GMSC）：到外网的关口，可与MSC合设，也可分设 来访 MSC: 服务 MS 的 MSCMSC移动业务交换中心呼叫处理功能(类似固定网的交换机) 信令 / 用户话务连接的建立 信令分析 确定目的地 连接路径选择 不正常信令信息的处理 支持补充业务 呼叫监视 话务监视和测量 预防过负荷 计费 优先控制 (例如:紧急呼叫) 支持操

34、作维护 O&M 功能 移动特定的功能 和 BSC, MS & NSS 数据库之间交换信令 处理移动特定的业务 移动性管理 例如:寻呼, MSC之间的切换, 位置更新,. 过负荷处理, 例如: OACSU 数据业务的交互功能 移动特定的录音通知图. 13 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 27)2、交换子系统功能实体（2）拜访位置寄存器（VLR）动态数据库，负责管理漫游用户的动态数据信息，存储、更新漫游入用户的数据。存储信息包括：移动用户IMSI，MSISDN，位置区等，支持寻呼功能。用户漫游入该控制区时，VLR从HLR获取上述信息；用户漫游出该控制区时，VLR删除上述信

35、息。VLR与MSC之间交互数据量大，为了提高移动管理和呼叫建立的速度，VLR与MSC一般合适于同一物理实体。注：位置区的划分由人为规定，1个MSC划分为若干个位置区。需要综合平衡位置更新频率和寻呼系统的寻呼能力来确定。 MSC移动业务交换中心VLR来访位置寄存器任务: MSC 区域中的用户管理 与 MSC 联合在一起 协调鉴权 启动加密用户数据: 来自于 HLR 的用户数据 (MSISDN, IMSI, 业务 (BS, TS, SS), 业务限制,.) 临时用户信息 (LMSI, TMSI, LAI, IMSI attach/detach, MSRN, HON, 三参数组,.) 这些数据一直有

36、效直到重新登记到其它 VLR!图. 14 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 29)MSC移动业务交换中心图. 14 (TM2100EU02TM_0001 GSM PLMN, 29)IWF 互联功能单元应用系统设备任务:负责GSM-R网络与其他网络之间的协议转换和速率适配可以和MSC 合设，也可以分设组呼寄存器MSCMSCGCR最多可定义 100000个组区 (00000 99999)最多可定义 1000个组号 (000 999)组呼获取区号和组号寻呼和呼叫完成任务: 储存语音组呼相关数据：包括组呼参考（组ID和组呼区域）、组呼相关的用户列表、MSC控制的小区列表。与MS

37、C合设于同一物理实体HLR归属位置寄存器任务:管理移动用户的数据，实现呼叫管理、位置更新、漫游区域的管理、鉴权设备的管理，协助完成呼叫和业务操作。 用户数据的集中储存/管理 传送数据给 VLR 查询 MTC 的路由信息 与 AuC 联合在一起 可以和MSC合设，也可以分设AuC鉴权中心任务: 储存安全数据 (Ki)（鉴权算法和加密信息） 产生三参数组 (VLR 请求)，负责对IMSI号进行鉴权 与HLR一一对应关系，采用合设方式，通过HLR与其他实体通信数据 / 算法: Ki, IMSI, A3, A8 用户数据: 半永久数据: MSISDN, IMSI, 业务 (BS, TS & SS),

38、业务限制,. 临时用户信息: VLR 地址, LMSI, MSRN, SMS 标志,.2、交换子系统功能实体（5）短消息服务中心（SMSC）提供短消息的存储与转发功能。短消息业务是信令承载业务，建网初期用户数少，应集中设置。SMSC应能与全网MSC相互寻址。设置地点应方便接入全网。处理能力要求：条/秒。确认中心（AC）MSC将终端用户发起或接受高优先级呼叫或紧急呼叫的相关呼叫信息，传送到AC进行记录。AC对接收到的相关信息进行记录、存储，为事后分析提供数据依据。确认中心（AC ）MSCBSS呼叫建立语音/数据确认记录呼叫的详细信息：时间、发起者、接听者等确认中心ACFig. 13 (TM210

39、5EU02TM_0001 GSM-R-specific Features, 13)3、智能网子系统传统方式每增加一种新业务就需要在网络中所有交换机中增加相应的软件，新业务的引入周期较长、灵活性较低且成本很高。基于这种方式要实现两种新业务，若两种业务的业务特征存在有许多相同点，但也必须分别实现，且当交换机更换后，这两种新业务还只能重新开发。新业务生成对具体的交换机有很大的依赖性。智能网方式采用全新的“控制与交换相分离”的思想，新业务的提供、修改以及管理等功能全部集中于智能网，交换机则提供交换基本功能，而与业务提供无直接关联。对业务的提供采用基于与业务无关的模块（SIB）来实现的，SIB是一种与具

40、体的业务和实现业务的技术无关的模块，可重复使用。SIB的各种不同组合可组成不同的新业务，新业务的实现和修改均很方便，大大节省了新业务的投入费用和时间。传统业务提供方式传统方式：交换机设备既有业务处理功能，还有基本呼叫处理功能智能网业务提供方式智能网方式：交换设备只具有基本呼叫处理功能业务处理功能集中在几个节点上智能网的发展历程智能网的提出80年代中后期由美国的Bell core提出的。为了尽快地开发新业务，满足用户的需要，早在1985年就明确提出了建设智能网的设想，并分别于1986年和1987年正式推出了建设智能网计划。智能网的发展状况90年代初智能网技术开始在世界各地包括日本、英国、西班牙、

41、意大利、韩国等国家建设并得到更快发展。美国主要业务有：800业务，900业务，电话卡业务等。欧洲国家主要开展虚拟专用网业务，附加费率业务等。我国智能网发展起步晚，但是发展非常迅猛。自1995年开始智能网建设，各运营商均有自己的智能网。开放的业务主要有：300业务、800业务等。99年展开移动智能网的建设。GSM-R为什么引入智能网？智能网是什么？一种附加在移动交换网基础之上的业务网。引入SCP，依靠No.7信令网和SCP大型数据库的支持，将网络的交换和控制功能相分离，简化交换机的软件，使之只完成基本的接续功能，由SCP负责集中统一处理各种业务。智能网的特点？能够快速、经济、灵活、方便地向提供各

42、种新业务。GSM-R网为什么引入智能网？符合技术发展的要求和趋势。解决不同厂家设备组网环境下业务漫游的问题，支持可变长度的功能号等注册业务。 智能网有利于多厂家互联互通HLR厂家BMSC/SSP厂家AHLR厂家BHLR厂家AMSC/SSP厂家B不开放的的接口开发新业务非标准的软件功能集，厂家B需要完全拷贝厂家A的业务软件，并且每个新业务都要重新做大量的研发。新业务很难生成厂家A自己的软件集？HLR厂家AMSC/SSP厂家ASCP厂家AMSC/SSP厂家B开放接口/标准协议基于开放接口开发新业务厂家B设备调用SSP标准的程序集，基本上不需要研发，或者很少的修改新业务迅速生成多厂家根据智能网标准的

43、业务软件和标准的协议（CAMEL）能够很容易实现业务的互联互通新的铁路运营业务能够简便、迅速、低成本推出多厂家之间没有共同遵循的标准，很难实现业务的互联互通新的铁路运营业务很难在全网推出智能网标准的选择智能网协议标准固网智能网采用INAP协议。GSM智能网采用CAMEL协议。CDMA智能网采用WIN协议。我国GSM-R智能网采用CAMEL3协议有利于解决互操作性问题（IOT）。适应远期发展要求。欧洲GSM-R大多采用INAP协议CAMEL标准主要支持业务完成情况相应GSM标准CAMEL1虚拟专用网，预付费业务1997年通过GSM phase2CAMEL2虚拟专用网，先进选路业务，屏蔽业务，预付

44、费业务，使用限制，基于位置的业务，支持点到多点、多连接呼叫1999年通过GSM phase2ITU-T 3GPPCAMEL3，4移动宽带数据业务CAMEL3已发布。CAMEL4在制定中。ITU-T 3GPP智能网在GSM-R网中的地位和作用交换网实现铁路基本电信业务MSC1TMSC1TMSCnSCP1HLR1SCP2HLRnMSC2MSC3MSCnTMSC2HLR3HLR2TCP/IPFNFN实时地同步数据信息用户平面控制平面智能网实现铁路运营业务智能网子系统构成智能网子系统主要功能实体业务控制点（SCP）：接收SSP发出指令，执行业务逻辑，实现业务控制功能，存储业务逻辑和网络、用户数据。业务

45、交换点（SSP）：检测智能业务的请求，与SCP通信，对SCP响应，允许SCP影响处理。可与MSC合设，也可分设。业务管理点（SMP）:管理SCP中的业务逻辑，用户数据。业务管理接入点（SMAP）：业务管理接入功能。SCP一般由小型机、高性能微机和大型实 时数据库组成。要求具有高度的可靠性，每年的服务中断时间不得超过3分钟。配置至少是双备份的。GSM-R智能网提供的业务基本业务功能号注册、注销与管理。功能寻址。位置寻址。精确位置寻址。基于MSISDN呼叫限制。扩展业务基于位置呼叫限制。短信智能业务。（1）接入矩阵基本型接入矩阵：可在MSC或智能网SCP上实现。Yes表示允许通话；No标似乎不允许

46、通话；Open表示待定。接入矩阵：根据主、被叫用户的功能号对呼叫进行限制。包括基本接入矩阵和增强型接入矩阵。增强型接入矩阵：根据需要，在基本接入矩阵基础上，对行和列进行扩展，实现对更多功能号的呼叫限制。我国GSM-R网的增强型接入矩阵在智能网SCP上实现。我国CT=2/3/4/6/91.（2）功能号管理需求：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：功能号的注册功能号的查询功能号的注销功能号的强制注销过程：用户通过发送USSD字符串，发起功能号注册、注销等操作；网络对USSD串透明传输；SCP中建立MSISDN和功能号之间的对应关系。MSCUSSD SCPIPNtwkRAP

47、IDTCP/IPHLRDatacenters数据中心注册：*SC*FN*#注销：#SC*FN*#强制注销： #SC*FN*88*MSISDN*#查询：*#SC*FN*#GSM-R USSD串的格式OCSC*Operation Code*Registration#Deregistration*#InterrogationService Code214 (GSM-R Phase 3)Functional Number (including RAC)MSISDNFN#SI*INFOSupervisor Indicator (optional)Subscriber MSISDN (E.164, int

48、ernational) Additional InformationService MessagingGSM-R USSD 应答串格式OCOutcome Code (2 numeric characters)USSD ResponseFor Interrogation: Subscriber MSISDNOutcome CodeDescription01Follow Me activated02Follow Me deactivated03Follow Me active to 21Follow Me not subscribed22Initiating subscriber authoriz

49、ation failed23Incoming barrings41Functional number unknown61Functional number already registered62Functional number not registered63Functional number not registered to this MSISDN64Unauthorized changes to Functional Number (FN locked)Service Messaging功能号注册过程过程：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

50、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。MSCUSSDSCPHLR功能号注销过程过程：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

51、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。MSCUSSDSCPHLR功能号查询过程过程：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，通知查询结果。MSCUSSDSCPHLR功能号注册/注销/查询信令流程功能号强制注销过程过程：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S

52、CP；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。MSCUSSDSCPHLR功能号强制注销信令流程功能寻址：主叫用户拨打被叫用户的功能号，而不必拨打MSISDN号。根据用户担任的职务、角色分配用户号，如69次列车主司机，T6901。用户使用前须在智能网平台上注册该功能号。MSC将呼叫挂起，智能网翻译号码后，网络按常规流程进行呼叫处理。（3）功能寻址业务MSC/SSPVLR/AC智

53、能网平台智能网数据库MSISDN功能号13次列车司机1XXXXXXX2T130113次列车列车长1XXXXXXX2T131069次列车司机2XXXXXXX2T6902FAS基站基站典型应用：调度员拨打司机。功能寻址的呼叫流程MSC/SSPHLRVLRVisiting MSCSCPSetup（FN, UUI）2、满足触发条件 IDP (FN)7、 Connect (MSISDN, FN)8、SRI (MSISDN)11、 SRI-Ack (MSRN)9、 PRN (MSISDN)10、PRN Response (MSRN)12、 IAM 13、 SetUpMSRN, SA,BC,UUI1、拨打功

54、能号3、SCP检查功能号是否有效4、 SCP检查接入矩阵，判断呼叫是否受限制5、SCP查找对应的MSISDN号码6、SCP通过HLR、MSC寻呼多个MSISDN号码当前的位置信息，与主叫当前位置信息对比，选择合适的MSISDN。ATIATIackPSI ackPSI功能寻址信令流程位置寻址：属于定位业务。典型应用：列车司机拨打调度员、车站值班员主叫用户拨打固定短号码，网络自动将呼叫接续与主叫用户当前位置相关的用户。（4）位置寻址业务MSC/SSPVLR/AC智能网平台智能网数据库车站值班员1200调度员1300小区ID（01）MSISDN1MSISDN2小区ID（02）MSISDN1MSISD

55、N1FAS基站基站调度员调度辖区1调度辖区2“1300”调度辖区分界“1300”位置寻址业务实现流程：位置寻址信令流程精确位置寻址：情况1：同一基站小区覆盖2个车站值班员辖区。情况2：同一基站小区覆盖2条以上线路。主叫用户拨打固定短号码，网络自动将呼叫接续与主叫用户当前位置相关的用户。（5）精确位置寻址MSC/SSPVLR/AC智能网平台智能网数据库当前调度员1300前方调度员1301位置信息1（车次号公里标/GPS信息）MSISDN1MSISDN2位置信息2MSISDN1MSISDN1FAS基站基站京沪线调度员调度辖区1调度辖区2“1300”调度辖区分界“1300”京津城际调度员位置寻址信令

56、流程不同线路共用基站时位置寻址业务的实现短号码CELLID线路标识被叫用户MSISDN/ISDN号码1200“XXX”00京津城际调度员ISDN号码10京沪线（既有线）调度员ISDN号码业务需求 :编号开放，不允许无关用户呼叫某些用户，避免不希望的干扰。特点与好处：独立于接入矩阵，实现灵活的呼叫限制实现更好的过滤颗粒提高效率保持业务的连续性，避免在多个MSC定义带来业务不连续。实现方案：HLR中存储用户的签约信息。SCP提供针对某一用户主叫/被叫号码的黑白名单，进行呼叫限制。司机不希望在工作时被打扰SCPBSSGSM-R网456一般用户（不允许呼叫司机）NSS铁路PSTNNSS调度员（允许呼叫

57、司机）X（6）基于MSISDN的呼叫限制业务流程 :用户A拨打MSISDN号码，MSCa/VLR/SSP收到呼叫，若主叫申请该业务，则由MSCa根据主叫签约信息O-CSI触发智能业务，否则，MSCa/VLR/SSP向被叫HLRb发送SRI消息，若被叫申请该业务用户，则返回签约信息T-CSI，满足触发条件，触发智能业务，MSCa/SSP向SCP发送CAP消息IDP。 若主叫用户拨打功能号，MSCa/SSP受到呼叫，则触发智能业务，SCP选择合适的MSISDN返还给MSCa/SSP，若被叫是签约用户，MSCa/SSP应对第二次触发智能业务进行抑制。（原因：已经通过接入矩阵）SCP查询黑白名单分析此

58、次呼叫是否应受限制。若受到限制，则SCP向MSC/SSP发送Releasecall操作，呼叫释放。若不受限制，MSC根据SCP响应将呼叫接续至相应的被叫用户。基于MSISDN呼叫限制流程基于MSISDN呼叫限制信令流程（7）基于位置的呼叫限制业务的提出：安全需求铁路运行实际需求。业务含义与功能把主叫用户发起的呼叫限制在一定范围内。实例：调度员只能呼叫其调度辖区范围内的用户，如司机。 解决不唯一车次号的问题。呼叫建立时，检查当前的列车当前的位置，并比较调度员管辖范围业务实现：在智能网的SCP中预定义各个调度员管辖范围，呼叫建立时，智能网SCP负责将主叫管辖区域与被叫当前位置进行比较，从而把呼叫限

59、制在一定区域范围内。AreaID#15 调度员只能呼叫本调度区段内的列车AreaID#23 AreaID#05OKOK基于位置的呼叫限制信令流程1、SCP的主要功能要求（1）概述负责处理GSM-R智能业务，提供智能业务的数据。呼叫控制和处理功能CAP和MAP版本的处理功能。不同的对话允许使用不同的版本。业务逻辑选择：根据SSP发来的IDP中的业务键选择业务逻辑。CAMEL程序。如分析信息。业务间相互作用原则。一种业务呼叫中允许其他业务的呼叫，如功能寻址位置寻址，应规定不同业务的先后处理顺序。业务逻辑的执行。实时数据库的功能。对数据库查询、提取数据；翻译号码；数据更新；接收、删除数据信息；传送实

60、时数据。消息分配、排队、处理：将SS7信令接收到的信令消息分配给各个业务逻辑，排队，按顺序执行消息。差错处理。1、SCP的主要功能要求（1）数据与会话管理功能数据库管理功能。接收数据更新，保证数据同步；实时发送其他物理实体所需数据。数据库一致性检查的功能。接收并执行数据库一致性检查信息，根据指令修改信息。数据库安全性。数据库双备份。修改时，双备份同时进行。维护人员分级别接入SCP，查看不同数据。业务数据管理功能。激活/去激活业务，业务数据修改。话务管理功能。消息编码/解码。2、SCP的主要性能要求处理能力CAPS：平均每秒试呼次数，数据修改。存储能力：内存、硬盘等空间。可靠性要求备份机制。具有