CTCS-3级列控系统GSM-R网络需求规范(V10)

PAGE科技运［2008］168号CTCS-3级列控系统GSM-R网络需求规范（V1.0）2008年12月CTCS-3级列控系统标准规范V1.0CTCS-3级列控系统GSM-R网络需求规范第18页修改记录版本号修改说明日期V0.1新创建2008.02V0.2根据北京全路通信信号研究设计院的讨论意见修改2008.03.23V0.3根据铁道部C3技术攻关组的讨论意见修改2008.04.08V0.4根据铁道部C3接口组通信小组的讨论意见修改2008.08.07V0.5根据铁道部C3标准组、接口组、车载组的讨论意见修改2008.08.15V1.0根据专家评审意见修改2008.10.20目录TOC\o"1-3"\h\z修改记录 I目录 21. 引言 41.1 目的和范围 41.2 缩略语 41.3 参考文献 62. CTCS-3级列控系统与GSM-R网络之间的界面 73. CTCS-3级列控系统对GSM-R网络的业务需求 83.1 数据承载业务 83.1.1 数据承载业务 83.1.2 数据承载业务特性 83.2 补充业务 83.2.1 补充业务 83.2.2 补充业务类型 83.3 铁路特殊业务 93.4 需要特殊说明的问题 94. GSM-R网络QoS要求 104.1 一般规定 104.2 网络注册时延 104.2.1 定义 104.2.2 指标要求 104.2.3 其它说明 104.3 连接建立时延 114.3.1 定义 114.3.2 指标要求 114.3.3 其它说明 114.4 连接建立失败概率 114.4.1 定义 114.4.2 指标要求 114.5 用户数据帧传送时延 124.5.1 定义 124.5.2 指标要求 124.5.3 其它说明 124.6 链路断开（失效）概率 124.6.1 定义 124.6.2 指标要求 124.7 传输干扰 134.7.1 定义 134.7.2 指标要求 145. GSM-R网络设计要求 155.1 GSM-R网络与RBC互联的要求 155.1.1 MSC与RBC的连接方式 155.1.2 MSC与RBC的接口设置 155.2 无线覆盖要求 155.2.1 无线覆盖指标要求 155.2.2 无线覆盖范围要求 165.2.3 越区切换要求 175.3 无线小区容量要求 175.3.1 RBC切换区无线容量要求 175.3.2 枢纽和大站无线容量要求 18引言目的和范围为明确CTCS-3级列控系统与GSM-R网络之间的接口界面，并为承载CTCS-3级列控业务的GSM-R网络设计、测试及产品研发提供技术依据，特制订本规范。本规范规定了CTCS-3级列控系统与GSM-R网络之间的接口界面，并规定了CTCS-3级列控系统对GSM-R网络的业务需求、QoS要求、网络设计要求等内容。缩略语英文缩写英文解释中文解释BSCBaseStationController基站控制器CLIPCallingLineIdentificationPresentation主叫号码识别显示COLPCOnnectedLineidentificationPresentation被叫号码识别显示DCDDataCarrierDetect数据载波检测DSS1DigitalSubscriberSignallingsystemNo.1数字用户线信令1号eMLPPenhancedMulti-LevelPrecedenceandPre-emption增强多优先级与强拆EN/EX转换执行应答器组GREGSM-R网络连接注册信息应答器组GSM-RGSMforRailways专用于铁路的GSMHDLCHighlevelDataLinkControl高级数据链路控制ISDNIntegratedServicesDigitalNetwork综合业务数字网IGSM-RIGSM-RInterfaceIGSM-R接口IFIXIFIXInterfaceIFIX接口LTA等级转换预告应答器组MAMovementAuthority行车许可MLPPMulti-LevelPrecedenceandPre-emption多优先级与强拆MSCMobileSwitchingCenter移动交换中心MTMobileTermination移动终端PRIPrimaryRateInterface基群速率接口QoSQualityofService服务质量RBCRadioBlockCentre无线闭塞中心RERBC连接应答器组RNRBC切换应答器组TTIDurationofTransmissionInterferenceperiod传输干扰时间TRECDurationofRecoveryperiod传输无差错时间（恢复时间）TRAUTranscoder/RateAdapterUnit编译码和速率适配单元UmGSMPhase2+规范中定义的空中接口UDIUnrestrictedDigitalInformation非限制数字信息UUS1User-UserSignalling1用户到用户信令1VBSVoiceBroadcastService话音广播业务VGCSVoiceGroupCallService话音组呼叫业务参考文献[1]科技运〔2008〕34号《CTCS-3级列控系统总体技术方案》[2]科技运〔2008〕113号《CTCS-3级列控系统功能需求规范》[3]科技运〔2008〕127号《CTCS-3级列控系统系统需求规范》[4]ETCSSUBSET093Version2.《ERTMS/ETCS–Class1GSM-RInterfacesClass1Requirements》[5]ETCSSUBSET052Version2.0.0《EURORADIOFFFISClass1Requirements》[6]A11T600112《RADIOtransmissionFFFISforEURORADIO》[7]PSA167D006《UICProjectEIRENESystemRequirementsSpecification》[8]EEIG：04E117《ETCS/GSM-RQualityofService–OperationalAnalysis》CTCS-3级列控系统与GSM-R网络之间的界面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，如图1所示。图1CTCS-3级列控系统与GSM-R网络接口示意图CTCS-3级列控系统对GSM-R网络的业务需求数据承载业务数据承载业务数据承载业务是指在GSM-R网络上，从车载侧IGSM-R接口到地面侧IFIX接口的数据接入和传输。数据承载业务特性CTCS-3级列控系统需要GSM-R网络提供的数据承载业务具有以下特性：信息传输模式：电路交换异步透明数据传输；信息传输速率：GSM-R网络应支持多种速率数据传输，包括2.4kb/s、4.8kb/s、9.6kb/s，其中4.8kb/s异步透明数据传输是承载CTCS-3级列控业务的首选方式；非限制数字信息（UDI）；全速率无线信道；只支持数据传输，不支持话音/数据交替传输。补充业务补充业务补充业务是对基本业务的修改和补充。补充业务类型需要GSM-R网络提供的补充业务包括：增强多优先级与强拆（eMLPP），CTCS-3级列控业务的优先级为1级；主叫号码识别显示（CLIP）（可选）；被叫号码识别显示（COLP）（可选）；用户到用户信令1（UUS1）（可选）。需要GSM-R网络支持的补充业务包括：多优先级与强拆（MLPP），CTCS-3级列控业务的优先级为1级。铁路特殊业务需要GSM-R网络提供的铁路特殊业务包括：基于短号码和小区路由的位置寻址，用于将呼叫路由到对应的RBC（可选）；精确位置寻址（可选）。需要特殊说明的问题CTCS-3级列控系统不使用话音广播业务（VBS）和话音组呼叫业务（VGCS），因此SIM卡文件中不定制VGCS及VBS，以避免对CTCS-3级列控业务的影响。GSM-R网络QoS要求一般规定本规范列出的GSM-R网络QoS指标要求仅适用于CTCS-3级列控系统应用区域。GSM-R网络应支持CTCS-3级列控系统应用条件下，包括隧道、桥梁、车站等应用场合列车到地面、地面到列车的透明数据通信。GSM-R网络的端到端服务质量是在IGSM-R和IFIX接口上定义的。本节所列QoS指标适用于列车在各种运行状态下的端到端连接。GSM-R网络QoS指标要求与网络负荷无关。网络注册时延定义网络注册时延指发起网络注册请求命令“+COPS=1，2，network2select”到收到已成功注册GSM-R网络的标志“+CREG：1”或者“+CREG：5”之间的时间间隔。指标要求GSM-R网络注册时延应满足：≤30s(95%)，≤35s(99%)。其它说明GSM-R网络注册时延>40s时被认定为注册失败。连接建立时延定义连接建立时延是指连接请求方从发起连接请求到收到连接已成功建立的指示之间的时间间隔。指标要求移动用户主叫的连接建立时延应满足：<8.5s(95%)，≤10s(100%)。连接建立时延>10s则认为连接建立失败。其它说明连接建立时延包含端到端连接建立中所有环节产生的时延，包括MT产生的时延。连接建立时延要求与异步承载业务的用户数据速率无关。连接建立时延要求不适用于基于位置寻址的呼叫。连接建立失败概率定义连接建立失败概率是指连接建立失败次数与连接建立请求总次数之比值。连接建立失败包括承载业务引起的各种失败类型，连接建立时延>10s是连接建立失败的一种情况。指标要求移动台主叫的连接建立失败概率应小于10-2。用户数据帧传送时延定义用户数据帧传送时延是指用户数据帧发起传送请求到该用户数据帧成功传送之间的时间间隔。用户数据帧是指测试数据帧，长度为30字节。指标要求用户数据帧（30字节）传送时延应满足：≤0.5s(99%)。其它说明时延是指从发送端发出用户数据帧的第一个比特到接收端接收到该用户数据帧的最后一个比特之间所需的时间。链路断开（失效）概率定义链路断开（失效）概率是指在累积的单位连接保持时间内非主动释放的累积次数。指标要求连接建立失败概率<10-2时，链路断开（失效）概率应<10-2/h。传输干扰定义当接收到的30字节用户数据帧与发送的用户数据帧存在部分或完全偏离，则发生传输干扰。传输干扰由传输干扰时间TTI和传输无差错时间（又称“恢复时间”）TREC来表示。传输干扰时间TTI：从出现第一个出错的用户数据帧开始计时到出现第一个无错的用户数据帧时结束。传输无差错时间（恢复时间）TREC：从出现第一个无错的用户数据帧开始计时到出现第一个出错的用户数据帧结束。出错的用户数据帧是指接收到的30字节的用户数据帧中至少有一个比特与发送的用户数据帧不一致；无错的用户数据帧是指接收到的30字节的用户数据帧与发送的用户数据帧完全一致。图2传输干扰时间和传输无差错时间[注]：HDLC帧指30字节用户数据帧。传输干扰时间内A、B、C、D四种情况分别为：A：HDLC帧的出现早于传输干扰的出现；B：无错时间不足以传输HDLC帧；C：没有HDLC帧需要传输；D：受损HDLC帧的结束晚于传输干扰的结束。指标要求传输干扰时间TTI应满足：<0.8s(95%)，<1s(99%)。传输无差错时间（恢复时间）TREC应满足：>20s(95%)，>7s(99%)。GSM-R网络设计要求GSM-R网络与RBC互联的要求MSC与RBC的连接方式MSC与RBC之间的连接方式应综合考虑RBC设置地点、管辖区域、MSC设置地点、管辖区域等因素，合理选择，尽可能提高系统的可靠性。RBC应与其管辖范围相应的MSC相连，当RBC管界跨两个相邻MSC时，应同时连接两个MSC。MSC与RBC的接口设置MSC与RBC之间采用ISDNPRI接口（2Mb/s），信令规程采用DSS1信令方式。MSC至RBC的PRI接口应根据RBC需求进行配置，接口冗余由RBC考虑。RBC应尽可能连接到MSC的不同外围接口单元上，从而保证某个外围接口单元故障时，RBC仍能通过其他外围接口单元与MSC连接。无线覆盖要求无线覆盖指标要求GSM-R网络无线覆盖指标应满足在95％统计概率下，对于8w的列控机车台，在增益为0dBi的机车车顶天线处的最小接收电平不低于-92dBm。该电平值考虑了最大3dB机车台馈线损耗和3dB设备老化余量。工程设计时，应适当考虑其他设计余量，以抵抗各种不可预见因素（如快衰落、气候影响、工程质量影响等）。无线覆盖范围要求GSM-R网络应覆盖CTCS-3级列控系统应用区域，该应用区域包括其他等级与CTCS-3等级转换区域。其他等级向CTCS-3级转换区域，GSM-R网络无线覆盖范围应满足从GSM-R通信电台开始注册GSM-R网络至具备等级转换条件的时间要求（列车以允许的最高速度运行计算距离）。转换区域的主要操作和所需时间为：GSM-R网络注册：40s；车载与地面RBC间的连接建立：10s/次，保证2次GSM-R连接建立时间；车载与地面间的