GSM-R铁路综合数字移动通信系统课件.pptx

1、2022-12-112022-12-11学习交流资料学习交流资料2022-12-122022-12-12目目 录录一.一.什么是什么是GSM-R二二.GSM-R建设的意义建设的意义三三.GSM-R系统介绍系统介绍四四.GSM-R网络规划网络规划五五.GSM-R调度通信系统调度通信系统六六.国内国内GSM-R发展现状发展现状2022-12-132022-12-13一、什么是一、什么是GSM-RGSM-RGSM-R（Globle System of Mobile for Railway）专门针对铁路对移动通信的需求而推出的专门针对铁路对移动通信的需求而推出的专用系统，专用系统，它基于它基于GSM并

2、在功能上有所超越，是成熟的技术并在功能上有所超越，是成熟的技术。是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种种技术体制。技术体制。2022-12-142022-12-14一、什么是一、什么是GSM-RGSM-R铁路相对铁路相对GSM公网的特殊需求：公网的特殊需求：（1）用户级别不同（高级语音呼叫，包括：组呼、群呼、）用户级别不同（高级语音呼叫，包括：组呼、群呼、增强多优先级与强拆）增强多优先级与强拆）（2）功能寻址（调度）功能寻址（调度）（3）基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）（4）高速情况下的

3、移动通信）高速情况下的移动通信（5）大量特殊的数据业务需求（列控、列尾、车次号等）大量特殊的数据业务需求（列控、列尾、车次号等）2022-12-152022-12-15一、什么是一、什么是GSM-RGSM-R公网技术体制：公网技术体制：GSM、CDMA铁路专网技术体制：铁路专网技术体制：（1）无线列调）无线列调 （2）模拟集群：）模拟集群：SMRATZONE（广深试验）、（广深试验）、MPT1327（北京局、柳南）、（北京局、柳南）、UNIDEN（北京、成都、上海等）（北京、成都、上海等）（3）数字集群：）数字集群：TETRA（秦沈）、（秦沈）、GT800（重庆）、（重庆）、GOTA（长春）（

4、长春）（4）GSM-R（欧洲）（欧洲）2022-12-162022-12-16二、二、GSM-RGSM-R建设的意义建设的意义1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（1）投资方面：系统分散建设，投资浪费。）投资方面：系统分散建设，投资浪费。（2）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；频率）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；频率利用率低，容量有限；话音、数据业务争抢信道，利用率低，容量有限；话音、数据业务争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。传输可靠性低，数据传输能力差。（3）存在的问题：枢纽地区干扰严重；是开放系统，不）存在的问题：枢纽地区干扰严重

5、；是开放系统，不具保密性。具保密性。2022-12-172022-12-17二、二、GSM-RGSM-R建设的意义建设的意义2、铁路发展出现许多新业务需求：、铁路发展出现许多新业务需求：（1）客运专线的业务需求：）客运专线的业务需求：不中断传输，速率至少不中断传输，速率至少2.4kbps（2）货运专线机车同步控制传输）货运专线机车同步控制传输（3）车地信息化数据传输的需要）车地信息化数据传输的需要（4）有线、无线调度两网融合的需求）有线、无线调度两网融合的需求因此，既有系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能因此，既有系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性

6、、联网能力强、可满完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性、联网能力强、可满足高速、重载运输及信息化需求的通信系统。足高速、重载运输及信息化需求的通信系统。2022-12-182022-12-18二、二、GSM-RGSM-R建设的意义建设的意义3、欧洲选择、欧洲选择GSM-R的原因的原因（1 1）取代落后的模拟设备、提升系统性能的需要；）取代落后的模拟设备、提升系统性能的需要；（2 2）欧洲铁路互通性的需要；）欧洲铁路互通性的需要；（3 3）新业务的需要（欧洲列车控制系统）新业务的需要（欧洲列车控制系统）2022-12-192022-12-19二、二、GSM-RGSM-R建设的意义建设的意义GSM

7、-R在欧洲的发展状况：在欧洲的发展状况：目前已在欧洲目前已在欧洲1313个国家开始广泛实施，具体包括：德国、英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、捷国、法国、意大利、斯洛伐克、荷兰、瑞典、瑞士、西班牙、捷克、芬兰、挪威、比利时。其中，瑞典、德国、意大利、瑞士、克、芬兰、挪威、比利时。其中，瑞典、德国、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷兰等挪威、西班牙、荷兰等7 7个国家开通了商用个国家开通了商用GSM-RGSM-R网络。网络。l最早开始建设的国家：瑞典（最早开始建设的国家：瑞典（19981998年）年）l在全国范围内普速干线建设的国家：意大利

8、（在全国范围内普速干线建设的国家：意大利（7500km7500km）、荷兰）、荷兰（2800km2800km）lGSM-RGSM-R覆盖里程最长的国家：德国（覆盖里程最长的国家：德国（36000km36000km）l最早在高速线开通最早在高速线开通ETCS2ETCS2的国家：意大利，罗马那不勒斯的国家：意大利，罗马那不勒斯 ，20052005年年1212月月2121日商用，运营时速日商用，运营时速347km/h347km/h；米兰都灵；米兰都灵20062006年年2 2月月1010日正式商用运行，设计时速日正式商用运行，设计时速350km/h350km/h。2022-12-1102022-12

9、-110三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍2022-12-1112022-12-111三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍1 1、网络子系统（、网络子系统（NSSNSS）：）：（1 1）移动交换子系统（）移动交换子系统（SSSSSS）主要完成用户的业务交换功能，完成用户数据与移动性管理、安主要完成用户的业务交换功能，完成用户数据与移动性管理、安全性管理。全性管理。（2 2）移动智能网（）移动智能网（ININ）子系统）子系统 是在是在SSS中引入的智能网功能实体，将网络交换功能和业务控制功中引入的智能网功能实体，将网络交换功能和业务控制功能相分离，实现对呼叫的智能控制能相分离，

10、实现对呼叫的智能控制。（3 3）通用分组无线业务（）通用分组无线业务（GPRSGPRS）子系统）子系统 负责为无线用户提供分组数据承载业务。负责为无线用户提供分组数据承载业务。GPRS核心层：由核心层：由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能实体组成；等功能实体组成；GPRS无线接入层：由无线接入层：由PCU、基站、终端等组成。利用、基站、终端等组成。利用GSM-R系统的系统的设备资源，保护投资；与设备资源，保护投资；与GSM-R系统共用频率资源；系统共用频率资源；2022-12-1122022-12-112三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍2 2、基站子系统（、基站子系统（

11、BSSBSS）BSS通过无线接口直接与移动台相接，负责无线信号通过无线接口直接与移动台相接，负责无线信号发送接收和无线资源管理；与发送接收和无线资源管理；与MSC相连，实现移动用户之相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。信号和用户信息等。u基站控制器（基站控制器（BSC）u编译码和速率适配单元（编译码和速率适配单元（TRAU）u小区广播短消息中心（小区广播短消息中心（CBC）u基站收发信机（基站收发信机（BTS）u弱场设备（直放站、漏缆）弱场设备（直放站、漏缆）BSS移动终端移动终端MSCUm接

12、口接口A接口接口2022-12-1132022-12-113三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍3 3、运行与支持子系统（、运行与支持子系统（OSSOSS）（1 1）网管）网管:交换、智能网、交换、智能网、GPRSGPRS网管、基站网管、直放站网管网管、基站网管、直放站网管等。等。（2 2）SIMSIM卡管理系统卡管理系统:铁道部管理中心、路局发卡中心两级结铁道部管理中心、路局发卡中心两级结构构（3 3）计费、结算、营帐、客服子系统）计费、结算、营帐、客服子系统2022-12-1142022-12-114三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍4 4、终端设备、终端设备终端是供终端

13、是供GSM-RGSM-R系统用户直接操作、使用，用来接入系统用户直接操作、使用，用来接入GSM-RGSM-R网的设备，包括移动台和无线固定台。网的设备，包括移动台和无线固定台。（1 1）移动台包括（机车、汽车）车载台，手持台、列控数）移动台包括（机车、汽车）车载台，手持台、列控数据传输设备、列尾信息传输设备和防灾检测信息传输、车据传输设备、列尾信息传输设备和防灾检测信息传输、车辆安全检测信息传输终端等。辆安全检测信息传输终端等。移动台由移动设备和移动台由移动设备和SIMSIM卡组成。卡组成。（2 2）无线固定台为非移动状态下使用的无线终端，具备与）无线固定台为非移动状态下使用的无线终端，具备与

14、移动台相同的业务功能。移动台相同的业务功能。2022-12-1152022-12-115三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍1、业务类型、业务类型（1）语音业务）语音业务 VBSVBS、VGCSVGCS、紧急呼叫、多方通信、紧急呼叫、多方通信（2）数据业务）数据业务 电路交换数据传输业务电路交换数据传输业务 短消息业务短消息业务 分组交换数据传输业务（分组交换数据传输业务（GPRSGPRS）（3）智能业务）智能业务 功能寻址业务功能寻址业务 位置寻址业务位置寻址业务 铁路紧急呼叫铁路紧急呼叫2022-12-1162022-12-116三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍2、业务

15、模型、业务模型2022-12-1172022-12-117三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍北京东环调度台京秦西调度台唐山枢纽调度台京山三调度台京山四调度台T302120K212Y333L2922功能寻址功能寻址 2022-12-1182022-12-118三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍北京东环调度台京秦西调度台唐山枢纽调度台京山三调度台京山四调度台T302120K212Y333L2922基于位置的寻址基于位置的寻址 2022-12-1192022-12-119三、三、GSM-RGSM-R系统介绍系统介绍2、业务实现方式、业务实现方式业务类别业务类别主要应用主要应用实现

16、方式实现方式1 1、列控类、列控类列控、同步操控、调车列控、同步操控、调车机车信号和监控信息机车信号和监控信息电路域数据传电路域数据传输输2 2、调度指挥类、调度指挥类无线列调无线列调话音通信话音通信车次号、调度命令、近车次号、调度命令、近路预告信息路预告信息GPRSGPRS3 3、运行安全监、运行安全监控类控类列尾、接近预警、工况列尾、接近预警、工况运况信息、综合维护信运况信息、综合维护信息息GPRSGPRS4 4、其他、其他应急语音、站场及其他应急语音、站场及其他公务移动通信、静图公务移动通信、静图话音数据话音数据2022-12-1202022-12-120三、三、GSM-RGSM-R系统

17、介绍系统介绍3、CTCS 3级系统级系统车载单元车载单元无线闭塞中心无线闭塞中心2022-12-1212022-12-121四、四、GSM-RGSM-R网络规划网络规划核心网规划核心网规划2022-12-1222022-12-122四、四、GSM-RGSM-R网络规划网络规划普通单网普通单网BSCMSC设计电平设计电平92/-95/-92/-95/-98dBm98dBm2022-12-1232022-12-123四、四、GSM-RGSM-R网络规划网络规划交织单网交织单网BSCMSC设计电平设计电平92/-95dBm92/-95dBm2022-12-1242022-12-124四、四、GSM-

18、RGSM-R网络规划网络规划同址双网同址双网BSC1BSC2MSC2MSC12022-12-1252022-12-125四、四、GSM-RGSM-R网络规划网络规划交织双网交织双网MSC2BSC1MSC1设计电平设计电平92/-95dBm92/-95dBmBSC22022-12-1262022-12-126四、四、GSM-RGSM-R网络规划网络规划无线覆盖无线覆盖覆盖指标覆盖指标终端种终端种类类业务种业务种类类接收天线接收天线位置位置终端速度终端速度(km/h)(km/h)覆盖覆盖概率概率P Prminrmin（dBmdBm）列调列调机车台机车台话音及话音及调度数调度数据据机车机车顶部顶部未

19、限定未限定95%95%-98-98列控列控机车台机车台列控数列控数据据机车机车顶部顶部v220v22095%95%-95-95220220v280v28095%95%-95-95-9292280280v v95%95%-92-922022-12-1272022-12-127四、四、GSM-RGSM-R网络规划网络规划无线覆盖无线覆盖弱场解决方案弱场解决方案 直放站漏泄同轴电缆直放站漏泄同轴电缆/天线天线方案设计、网络优化时应注意：同频干扰方案设计、网络优化时应注意：同频干扰来自同一个基站的基站信号和直放站信号如有交叉，来自同一个基站的基站信号和直放站信号如有交叉，则两个信号的时延差应小于则两个

20、信号的时延差应小于1515s s。2022-12-1282022-12-128四、四、GSM-RGSM-R网络规划网络规划基站容量和频率规划基站容量和频率规划基站容量：话务模型和用户分布决定基站容量基站容量：话务模型和用户分布决定基站容量（1 1）语音业务：）语音业务：0.015erl 0.015erl（2 2）电路域数据：列控：）电路域数据：列控：1 1信道信道/列车列车同步操控：同步操控：3 34 4信道信道/列车列车（3 3）分组域数据：列尾、车次号、调度命令，约）分组域数据：列尾、车次号、调度命令，约2 2个信道。个信道。2022-12-1292022-12-129四、四、GSM-RG

21、SM-R网络规划网络规划3 3、基站容量和频率规划、基站容量和频率规划频率配置频率配置GSM-RGSM-R共共4MHz4MHz频率带宽：频率带宽：885885889MHz(889MHz(移动台发，基站收，上行移动台发，基站收，上行)930 930934MHz(934MHz(基站发，移动台收，下行基站发，移动台收，下行)双工收发频率间隔双工收发频率间隔45MHz45MHz，相邻频道间隔为，相邻频道间隔为200kHz200kHz。按等。按等间隔频道配置的方法，共有间隔频道配置的方法，共有2121个载频。频道序号从个载频。频道序号从99999910191019，扣除低端扣除低端999999和高端和高

22、端10191019做为隔离保护，实际可用频道做为隔离保护，实际可用频道1919个个。2022-12-1302022-12-130五、五、GSM-RGSM-R调度通信系统调度通信系统2022-12-1312022-12-131五、五、GSM-RGSM-R调度通信系统调度通信系统个别呼叫：移动终端呼叫固定或移动终端组呼：移动或固定终端发起组呼广播呼叫：在特定区域内进行呼叫；一方说，多方听的 点对多点通信；快速呼叫建立；呼叫优先级紧急呼叫：移动发起方以紧急呼叫组ID发起优先级为0级 的紧急呼叫。紧急情况，可以发起“299或 599”呼叫2022-12-1322022-12-132六、国内六、国内GS

23、M-RGSM-R发展现状发展现状GSM-R无线网建设现状：无线网建设现状：已建线路：已建线路：3条，条，大秦线：大秦线：666公里，货运专线，同站址双网，同公里，货运专线，同站址双网，同MSC青藏线：青藏线：1142公里，新建线路，同站址双网，异公里，新建线路，同站址双网，异MSC胶济线：胶济线：473公里，客货混运线路，单网公里，客货混运线路，单网待建线路：客专，京津城际，武广、广深港、石太、郑待建线路：客专，京津城际，武广、广深港、石太、郑西西2022-12-1332022-12-1332022-12-1342022-12-134大 秦 线 机 车 同 步 操 控 系 统 地 面 应 用

24、节 点 大 同 分 局 秦 皇 岛 分 局 GSM-R网 络 PRI接 口 M SC基 站 基 站 51 100 51 100 太太 原原 局局 机机 房房 大秦线机车同步操控系统大秦线机车同步操控系统2022-12-1352022-12-135通信子系统应用子系统30B+DGSM-R网络机车 1机车 2机车 3机车 4Locotrol 控制单元Locotrol 控制单元Locotrol 控制单元Locotrol 控制单元GSM-R 车载通信单元GSM-R 车载通信单元GSM-R 车载通信单元GSM-R 车载通信单元RS-232 应用数据端口RS-232 控制数据端口RS-232 应用数据端口RS-232 应用数据端口RS-232 应用数据端口RS-232 控制数据端口RS-232 控制数据端口RS-232 控制数据端口BTSBSCMSC通信接入单元编组控制单元Locotrol地面应用节点2022-12-1362022-12-136