GSM-R业务流程解析
01 GSM-R系统核心网GPRS业务介绍解析
GPRS网络
对于铁路业务来讲，GPRS网络作为承载实体部分,其作用在于为铁路系 统不同终端之间的业务交互，提供了基于无线承载的快速数据传输通道。 GPRS网络本身不参与具体的铁路业务应用。 GPRS网络主要由SGSN GGSN功能实体组成： SGSN：主要功能是对移动台进行鉴权和移动性管理,进行路由选择,建立 移动台到GGSN 的传输通道,接收基站子系统透明传来的移动台数据,进行协议 转换后通过GPRS 骨干网传送给GGSN 或反向工作,并进行计费和业务统计。 GGSN：GGSN 是接入外部数据网络的节点。它接收移动台发送的数据, 选路到相应的外部网络, 或接收外部网络的数据, 根据其他地址选择GPRS 网 内的传输通道, 传给相应的SGSN 。
GROS DMIS/CTC
GPRS网络
GRIS
GIS 2
1
CIR 机车台
采集装置
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
Huawei Confidential
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铁路GPRS业务介绍
1\车次号传送、调度命令传送业务
实现流程: 1、机车台CIR正常上电后，CIR GPRS模块附着于GPRS网络。 2、CIR GPRS模块根据APN信息、用户名、密码 向GPRS网络发起PDP激活，获 取分配给自身 的IP。 3、CIR GPRS模块发送当前所处的位置信息给GROS服务器 （GROS的IP预设）。 4、GROS服务器根据位置信息判断CIR当前所处的GRIS信息，并回送GRIS信息 给CIR。 5、CIR根据回送的信息，得知当前所处GRIS的IP信息。 6、CIR建立到GRIS的连接，发送车次号信息给GRIS。 7、GRIS再转送信息给CTC/GIS处理。 8、如果调度台主动查询CIR采集装置的车次号信息，则GRIS先基于机车号通过 GRIS内部数据库查询CIR的IP地址，然后和CIR通信。 9、如果调度台通过车次号信息 判断列车要离开自己的管辖区域时，会将新的 GRIS 的IP 地址发给CIR。 10、CIR会更新相应的接口GRIS地址信息，建立到新的GRIS服务器的连接。
GSM-R 基本介绍解析
网）、（树型组网）和（环型组网）。
GSM-R复习题
• 4.哈大高铁BTS组网方式为树型组网。（错） • 5.所有接入紧急呼叫的用户在呼叫结束后都需要AC确认。 （对）
• 6.哪种业务不是GSM-R典型业务（ C）
• A.组呼 B.功能号码呼叫 C.漫游 D.呼叫区域限制 • 7.那种GSM-R设备是沈局没有的？（D）
组呼调度员
GSM-R网络
组呼发起者
小区1
组呼讲者 小区2 听者 小区3
铁路紧急呼叫
列车长 普通低优先级呼叫 主司机
调度员发起 铁路紧急呼叫 5000001299
呼叫结束后发起AC确认
AC确认中心
• 一种特殊的组呼，组ID299 • 最高优先级，在无线信道资源紧张的时候可以强占低优先级呼 叫资源 • 对于处于通话中的组用户，强制接入紧急呼叫，听者用户不允 许主动退出紧急呼叫 • 所有接入紧急呼叫的用户在呼叫结束后都需要AC确认
制器，PCU-分组控制单元，FAS-固定用户接入交换
机，PSTN-公用电话网络，RBC-无线闭塞中心， GPRS-通用无线分组业务
GSM-R系统结构与功能分解
HLR的功能
• 归属用户位置寄存器(HLR)是GSM-R系统的中央数
据库，存储该HLR控制的所有存在的GSM-R移动用 户的相关信息. • 所有移动用户的重要数据都存储在HLR中.包括用 户识别号码，访问能力、用户类别、组呼业务和
2室外馈 线 6走线架 5 馈 线 卡 7馈线过线 窗
8防雷保护器 基站主设 备
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GSM-R复习题
• 1.GSM-R系统用（885-889）MHz的频率作为上行，（930934）MHz的频率作为下行，信道间隔为（200KHz）。 • 2. GSM-R中CSD业务采用异步透明传输的优点？
GSM-R业务流程
GSM-R调度命令业务流程
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。
CIR向GROS查询当前GRIS IP地址——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GRቤተ መጻሕፍቲ ባይዱS查询当前GRIS IP地址——目的IP
• PDP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、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。
GSM-R中语音组呼业务流程及问题分析
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Ｇ — Ｍ Ｒ中语音组呼 业务流程及 问题 分析 Ｓ
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Ｍ Ｃ． 识符 。如果用户发起呼叫，移动 台会给 用户一 Ｓ Ｒ
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钟章队教授gsmr中语音组呼业务流程及问题分析事丹钟章队北京交通大学现代通信研究所gc摘要文章在研究结合语音组呼业务vs理论的基础上重点结合网络um接口msbssa接口bscmsce接口mscmsc等接口的信令流程分析了两种业务的实现并提出了测试中发现的组呼相关问题为相关s业务及gmr试验的测试和产品开发提供了一定依据
ｌ 引言
铁路 综合数 字移 动通信 系统 （ Ｍ — ＧＳ Ｒ）是 在 Ｇ Ｍ 蜂 Ｓ
建 立 组 呼 叫， 实现 调 度 指
窝系统 上 增加 了调 度通 信 功能和 适 合高 速环 境 下使 用要 素 的系统 ，能 满 足 国际铁 路联 盟提 出的铁 路专 用调 度 通信 的
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空闲 。
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３ ２ 语音组 呼通话过程 ．
主 叫 用 户 第 一 次 成 为聆 听 用 户 后 ， 业 务
要 求 。ＧＳ — Ｍ Ｒ在 ＧＳ Ｐ ａ ｅ ＋ 中添 加 了 ＡＳ Ｍ ｈ ｓ ２ ＣＩ （ 级 语 高
第19讲GSMR通信系统基站与手机的通信流程
第19讲GSMR通信系统基站与手机的通信流程GSM-R通信系统（GSM-Railway）是一种专门为铁路通信而设计的移动通信系统，用于铁路运输领域，以提供高可靠性、高安全性的通信服务。
该系统由基站和手机组成，通过特定的通信流程实现信息的传输和交换。
GSMR基站主要负责管理和控制与之连接的手机的通信，同时还与其他基站进行通信，以实现不同区域的覆盖和无缝切换。
手机则负责与基站进行通信，同时处理和传输其他用户的呼叫和数据。
通信流程如下：1.手机开机和注册：当手机开机时，它将周围的基站，并选择信号最强的基站进行注册。
手机将发送注册请求给基站，包括手机的身份信息和位置信息。
基站收到请求后，将验证手机的身份信息，并将其注册到系统中。
手机在成功注册后，将收到一个临时标识符（TMSI）和一个临时网络识别码（TIN）。
3.呼叫信令交换：当呼叫请求被接受后，基站将与被叫终端进行信令交换，包括呼叫的接受和建立。
一旦建立呼叫，通话双方就可以开始进行语音通信。
4.通话过程：基站会维护通话期间的连接，并提供相关的通话管理功能，如通话的转移、保持和终止。
基站负责将语音数据传输到目标终端，并确保通信质量和稳定性。
5.呼叫终止：当通话结束时，一方或双方可以发送呼叫释放请求给基站。
基站将处理释放请求，并通知对方终端呼叫已经结束。
之后，基站将释放与这次通话相关的资源，并将手机的状态从“通话中”改为“待机”。
除了语音通话，GSM-R系统还支持数据传输和短信功能。
数据传输可以通过GPRS（General Packet Radio Service）进行，用户可以通过手机发送和接收数据包。
短信功能则类似于常规移动通信系统，可以通过手机发送和接收短信。
总之，GSM-R通信系统的通信流程包括手机的开机和注册、呼叫发起、呼叫信令交换、通话过程和呼叫终止等步骤。
该系统通过基站和手机之间的信令和数据交换，提供高可靠性和高安全性的通信服务，满足铁路运输领域的通信需求。
CIR培训讲义(GSM-R工作过程)XXXX0706
两次车次号信息，发送间隔为随机3s～5s
•
监测装置由降级状态转为监控状态时发送两次车次号信息，发送间隔为随机3新的闭塞分区、进站、出站时各发送两次车次号
信息，发送间隔为随机3s～5s；
•
监测装置处于监控状态，列车停稳时发送两次列车停稳信息，发送间隔为随机3s～
⑥ CIR正常关机时，先向网络注销车次功能号， 然后注销机车功能号，最后去附着网络后关闭 后备电池。
GSM-R数据工作过程介绍
GSM-R数据工作过程介绍
① CIR上电后，无线数据通信模块开始搜索网络， 找到合适的网络后自动附着到该网络。
② CIR附着到网络后，根据用户设置的参数：接 入点、用户名、密码进行PDP激活（获取该 CIR的IP地址）。
GSM-R数据工作过程介绍
⑤ CIR关机时，先释放PDP，然后去附着网络， 最后关闭后备电池。
相关业务介绍
• 个呼、组呼和紧急呼叫 • 调度命令和车次号传输
相关业务介绍
个呼、组呼和紧急呼叫
个呼：功能寻址、位置寻址
功能寻址：车次功能号、机车功能号 位置寻址：车站短号码、调度短号码
组呼和紧急呼叫
GSM-R数据工作过程介绍
③ PDP激活后，CIR根据用户设置的GROS地址IP， 向GROS申请当前GRIS的IP。
④ 申请到正确GRIS的IP地址后，就可以进行相 应的数据通信(如传送车次号校核信息，接收 进路预告)。CIR没有获取到GRIS的IP之前， 车次号校核信息传送给归属GRIS(归属GRIS地 址是CIR安装时设定的)。
组呼：站内组呼、邻站组呼 站内组呼：本基站内车站、司机和车长 邻站组呼：相邻三车站及区间车站和司机
紧急呼叫：调度及相邻三小区内司机、车站、车长工务巡道和道口人员
GSMR通话建立过程
GSM-R通信过程1 GSM-R通信过程1.1 个别呼叫1.1.1 移动终端按MSISDN号码呼叫移动终端(1) 移动终端以被叫移动终端的MSISDN号码发起呼叫。
(2) GSM-R网络收到呼叫后，以MSISDN号码呼叫移动终端，双方建立通信。
(3) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。
1.1.2 移动终端按功能寻址呼叫移动终端(1) 移动终端以功能号码发起对移动终端的个别呼叫。
(2) GSM-R网络收到呼叫后，将被叫移动终端的功能号转换为MSISDN号码，并以MSISDN呼叫移动终端，双方建立通信。
(3) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。
1.1.3 移动终端按ISDN号码寻址呼叫固定终端(1) 移动终端以被叫固定终端的ISDN号码发起呼叫。
(2) GSM-R网络收到ISDN号码，进行号码分析后，把呼叫路由到FAS，并向FAS发送被叫固定终端ISDN号码。
(3) FAS根据ISDN号码呼叫固定终端，双方建立通信。
(4) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。
1.1.4 移动终端按位置寻址呼叫固定终端(1) 移动终端以短号码发起对固定终端的呼叫。
(2) GSM-R网络接收到呼叫，对短号码进行分析，根据移动终端所在位置把短号码转换为被叫固定终端的ISDN号码，并将呼叫路由到相应的FAS。
(3) 由FAS根据ISDN号码呼叫固定终端，双方建立通话。
(4) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。
1.1.5 固定终端按MSISDN号码呼叫移动终端(1) 固定终端以MSISDN号码对移动终端发起呼叫。
(2) FAS收到MSISDN号码，进行号码分析后，判断是移动终端MSISDN号码，把呼叫路由到GSM-R网络，并把MSISDN号码发给GSM-R网络。
(3) GSM-R网络根据MSISDN号码呼叫移动终端，双方建立通信。
(4) 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。
1.1.6 固定终端按功能寻址呼叫移动终端(1) 固定终端以功能号码发起对移动终端的个别呼叫。
GSM-R系统介绍
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
用户数据: • 半永久数据: MSISDN, IMSI, 业务, 业务限制,.. . • 临时用户信息: VLR 地 址,LMSI, MSRN, SMS 标志,...
例如： ➢ 短号码呼叫：列车司机用1200呼叫调度员，1300呼
叫车站值班员。 ➢ 功能号呼叫：车次号呼叫
机车号呼叫
GSM-R系统介绍
智能网在GSM-R网中的地位和作用
SCP1 FN
HLR1 HLR2
实时地同步数据信息
TCP/IP
FN SCP2
HLR3
HLRn
智能网实现铁路 运营业务
交换网实现铁路 基本电信业务
传统业务提供方式
GSM-R系统介绍
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
GSM-R系统介绍
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
GSM-R系统介绍
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。
GSM-R系统介绍
应用系统设备
MSC
IWF
移动业务交换中心 互联功能单元
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
GSM-R系统介绍
组呼寄存器(GCR)
GSM-R组网及业务流程201306课件
2020/11/25
GSM-R组网及业务流程201306
第一章 GSM-R基本结构及设备
• （2）归属位置寄存器（HLR） 归属位置寄存器是负责移动用户管理的数据库。存储所管辖用 户的签约数据及移动用户的位置信息，可为至某MS的呼叫提供路 由信息。并负责存放原始用户信息，根据访问的VLR，记录用户 所在MSC/VLR。HLR寄存用户的鉴约信息，如补充业务、鉴权参 数，此外还有MS的位置信息和IMSI，ISDN码等。AUC与HLR相连， 是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥，即三参数 组。
2020/11/25
GSM-R组网及业务流程201306
第一章 GSM-R基本结构及设备
• 2. 移动交换子系统主要接口 （1）TRAU与MSC之间的接口（A接口）
A接口主要传递呼叫处理、移动性管理、基站管理、移动台等信 息，语音信号为64kbit/s 。 （2） MSC与HLR之间的接口（C接口） C接口主要传递管理和路由选择信息，支持MSC网关询问被叫移 动台的漫游号码。
2020/11/25
GSM-R组网及业务流程201306
第一章 GSM-R基本结构及设备
• 5. 无线终端 无线终端可分为移动终端（台）、无线固定终端（台）。 移动终端包括车载台、手持台和GPRS终端；无线固定终端指非 移动状态下使用的无线终端，具备与移动台相同的业务功能。
• 6. 运营与支撑子系统 OSS包括网络管理系统、监测系统以及SIM卡管理系统等，具有 网络管理、接口监测、SIM卡管理等功能。
• （7） 互联功能单元（IWF） 负责GSM-R系统与其他相关应用系统的互连；提供应用系统与 GSM-R系统之间的协议转换及速率适配。
2020/11/25
第17讲 GSM-R通信系统--位置更新及呼叫流程
密钥序列号
直接传送单元
不同MSC下位置更新的流程（不同公司）
思考题
按键关机和直接拨电板有何不同？
IMSI Attach/Detach（附着/分离）
关机后别人无法找到你 开机后一定要告诉网络（附着）
IMSI Detach（分离）只在MSC/VLR里面进行，不会 通知HLR
有利一面 有弊一面 权衡利弊，GSM规范还是决定分离消息到
思考题
手机如何发现自己到了新的位置区呢？
位置更新分成三类
正常位置更新 周期性位置更新 IMSI的附着与分离
正常位置更新
LAI发生变化时MS主动申请进行的位置更新（如 果正在通话，等通话结束后再进行位置更新）
正常位置更新的两种情况：同一个MSC下的LAI和 不同MSC下的LAI
相同MSC下位置更新的流程（同一公司不同部门）
VLR为止，不通知HLR
IMSI附着流程
IMSI分离流程
周期性更新
MS从有信号区域走向无信号区域或突然掉电，都会使得 网络对MS标注附着状态不可达，拨打该MS时，占用无线 资源无法接通
解决办法：MS经过一定的时间后，自动向网络报告当前 位置信息，如果超过时间未报告，即标注分离
T3212参数
如何设置位置区？
位置区过大 位置区过小 找到折中点
有哪几种情况要位置更新？
MS来到一个新的位置区，发现小区广播的LAI与自身不一致，触 发位置更新
MS进入了信号的盲区或突然掉电，凡是没有及时上报位置的，网 络给贴上“分离”的标签
当MS关机时，会给系统发送一条“IMSI Detach”指令，告诉系统 MS已经脱离网络，不要对其进行寻呼，当MS开机时，会给系统 发送一条IMSI Attach的指令，网络给MS贴上“附着”的标签
GSM-R系统的组成及业务功能
G S M-R系统的组成及业务功能-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第三章GSM-R系统的组成及业务功能第一节 GSM-R系统概述一、名词解释GSM:全球移动通信系统GSM-R: 全球铁路移动通信系统。
GSM-R是铁路综合数字无线通信系统，通过无线通信方式实现移动话音和数据传输,是基于GSM （公网）而发展起来的一种数字传输技术体制GPS ：全球定位系统，铁路上用于实现列车追踪控制GPRS：通用分组无线业务IN：智能网二、GSM与GSM-R的关系—六大关系GSM-R理论建立在GSM理论基础之上；GSM-R技术建立在GSM技术基础之上；GSM-R工业以GSM工业为基础；GSM-R工程建设以GSM工程经验为基础；GSM-R应用开发吸收GSM成功经验；GSM-R的市场铁路专用，GSM公众商用。
GSM-R是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，属于第二代铁路数字移动通信系统。
三、GSM与GSM-R的关系--业务模型图3-1 GSM与GSM-R业务模型图四、铁路通信为什么要建设GSM-R系统1、既有铁路无线通信系统存在许多问题：（1）功能单一、系统分散、相互间无法互通、维护成本高。
各分散系统主要有：无线列调、站场调车、客运、货运、列检、商检、车号、公务维修、公安等。
功能：主要为语音业务，少量数据业务。
这些系统均为自行投资建设、独立使用、分散维护，造成设备型号各异，种类繁多，相互间无法互通，维护运营成本较高。
（2）频点固定分配、信道固定使用，频率利用率低，容量有限。
铁路无线通信系统主要使用450M频段，共58对频点，固定分配给了无线列调、站调、公安等无线系统使用，各个部门间不能相互共享，造成频率资源的极大浪费。
如北京、徐州、郑州枢纽等地已无频点可供申请使用。
既有无线通信系统采用频点（信道）固定分配的方式，信道长期指配给某一系统（通常按专业划分）用户使用，当一个信道遇忙时，其它用户只能等待，往往造成该信道上的用户争抢或者出现阻塞，通信质量得不到保证；而信道空闲时，别的系统用户也并不能利用该信道进行通信。
第12讲GSMR通信系统GSMR业务及应用
增强型多优先级与强拆（eMLPP）
• eMLPP对于呼叫建立和越区切换时的呼叫接续过程分配了不
同的优先等级。
• eMLPP的优先级分为七种：A、B、0、1、2、3、4。 • A和B为最高的两个优先级，保留给网络内部的呼叫使用。0、1、2、
3、4可以提供给用户在整个网络覆盖范围内使用。 ✓ 中国列车控制系统(CTCS)优先级为1级； ✓ 调度通信用户优先级为 2级或3级； ✓ 如果发生紧急情况需要发起紧急呼叫，此时无论有无空闲信道，呼叫
发起组呼。
• 业务用户是预定了VGCS业务的移动用户，通常处于接听状态，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。
VGCS (语音组呼业务)
• 系统给主叫用户和调度员提供双向信道，给所有的被叫业
务用户分配同一下行信道。
• 调度员一直占有一对业务信道，可以随时讲话，某一时刻
铁路特色业务
功能 寻址
功能号 表示
接入 矩阵
基于位置 的寻址
高级语音呼叫业务 eMLPP
VGCS
VBS
GSM业务
GSM基础设施
承载业务
1. 提供在用户之间实时传递信息的手段，而不改变信息本 所包含的内容。
2. 对应于开放系统互连(OSI)参考模型的低层功能。 3. 仅说明了通信网的通信能力，而与终端的类型无关。
210
3
车站基站区
车站值班员、助理值班员、 车站值班员、助理值班员、机车司机、运转车
司机、运转车长
长
220
2
相邻三车站及站 间区间
车站值班员
列车调度员、车站值班员、机车司机、助理值 班员、运转车长、工务巡道人员、道口值班人员
GSM-R简易指导
GSM-R 销售指导书1. GSM-R 介绍1.1. 系统结构GSM-R 系统结构图如下图所示：（必须掌握）调度台FASTDCS/CTC铁通GSM-R 的业务：（了解）语音类应用安全性数据类应用非安全性数据类应用GSM-R eMLPP 广播VBS 组呼VGCSCSD GPRS标准GSM 业务（列调）列车调度通信编组站调车通信货运调度通信牵引变电调度通信施工养护通信站场调度通信道口调度通信应急语音通信（列控）ETCS 列车控制多机车牵引调车机车信号和监控信息传送调度命令传送、车次号传送列尾信息传送旅客信息服务功能寻址功能号码显示接入矩阵位置寻址GSM-R 基本业务应用铁路紧急呼叫GSM-R系统主要由下列部分组成：●业务层：⏹包含HLR和智能网系统（SCP）✓说明：该部门暂由西门子负责建设，暂不需要关注；●核心网⏹通用分组无线业务系统（GPRS）✓说明：全国19个核心网，每处一个，包含SGSN、GGSN，该设备在GSMR 和GSM中，基本没什么区别，在每个路局与MSC一般为相同厂家建设，所以这个一般不是项目中，大家争取的焦点，往往随着MSC的确定而确定。
⏹网络交换子系统（NSS）✓说明：全国19个核心网，每处一个，包含MSC。
目前，西门子设备为传统MSC，华为设备为软交换MSC。
优劣势分析：从技术上将软交换MSC比传统MSC先进的多，具有交换机相互异地容灾互备的功能。
由于核心网现在的决策在铁道部，相互备份的功能在单个路局优势不明显，所以不需要作为重点宣传。
在具体项目中，西门子如果在路局打击我们，说软交换MSC在铁路上没有应用。
可进行如下回应：列举现在软交换发展的情况予以回应，软交换是2002年已经具备商用条件，2003年中国移动全网汇接层改为软交换，在后续的招标中，中国移动、中国联通均采用软交换进行组网，并逐步替换掉原来的设备，现在基本全网都已更换完毕，传统交换机MSC已无法参与现在新的建设，在国际上，情况类似。
GSM—R数据通信业务解析
内 蒙 古 科 技 与 经 济
Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ８ Ｌ Ｅｃ ｏ ｎ ｏ ｍｙ
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在 Ｇｓ Ｍ —Ｒ 网 络 中 ， 机 车 综 合 无 线 通 信 设 备 ＣＩ Ｒ 与 列 车 调 度 集 中 系 统 ＣＴＣ 之 间 的 通 信 业 务 主 要包 括 无线 车次号 校核信 息 、 调度命 令 信息 、 进 路 预 告信 息 、 列车停 稳／ 启动信 息 、 ＧＲＩ ｓ Ｉ Ｐ地 址 查 询 ／ 更 新 ／ 响应 信息 、 ＧＰＲＳ终 端 活 动 性 检 测 信 息 等 。 如 图 １所 示 ， ＧＳ Ｍ — Ｒ 中 的 ＧＰＲｓ 网 络 是 联 接 ＣＩ Ｒ 与 ＣＴｃ 的 桥 梁 。 ＧＰＲＳ接 口 服 务 器 （ 以 下 简 称 ＧＲＩ Ｓ） 是 ＣＩ Ｒ 与 ｃＴｃ 通 信 的 转 接 点 。 即 ｃＴｃ 系 统 与 ｃ１ Ｒ 之 间 透 明 双 向 的 数 据 传 输 通 道 是 由 ＧＰＲＳ 接 口 服 务 器 （ 即 ＧＲＩ Ｓ） 提 供 接 入 的 。 ＧＲ１ Ｓ 系 统 也 承 载 了 其 数据业 务 的实现 和转 发 。
ＧＳ Ｍ — Ｒ（ 全球铁 路 移动通 信 系统 ） 网 络 在 功 能 上 分为话 音业 务 和数据业 务 。其 中数据 业务 是铁路 行 车 过 程 中 的 主 要 功 能 之 一 。 在 ＧＳＭ — Ｒ 网 络 中 ， 数 据 业 务 主 要 包 括 ｃ１ Ｒ（ 机 车综 合无线 通信 设备 ） 与 ｃＴＣ（ 列 车 调 度 集 中 系统 ） 之 间 的数 据 通 信 。
GSM-R业务及应用基础知识
叫方所担当的功能角色的编号。这个特征保证了用户功
能号码与其用来应答的物理终端之间的独立性。
在铁路上，功能寻址主要用于解决固定用户到移动用户的
呼叫。下图描述了调度员采用功能号对司机进行呼叫：
T30
2120
L2922
K212
Y333
北京东环调
度台
京秦西调度
2 CCCC XXXXX FF
机车功能号（EFN）
备注
共 8～12 位数字。
CCCC：车次号 0～2 位字母转换的 4 位数字，符合 ASCII 码转换规则，无字母
时 CCCC＝0000，1 位字母时 CCCC＝00CC。
XXXXX：车次号中的数字位，1～5 位可变长，分别为 X、XX、……、XXXXX。
8.2 GSM-R铁路基本业务
• 功能寻址
• 位置寻址
•
功能寻址以及基于位置的寻址是GSM-R 中两个
非常重要的先进寻址功能，是实现调度通信的关键
技术和必要手段。
8.2.1 功能寻址
功能寻址——用户可以由它们当时所担当的功能角
色，而不是它们所使用的终端设备的号码来寻址。
在铁路通信中有许多这样的情况，因为从铁路运输
VBS业务与VGCS业务相似，在业务定义、信令流程、对系统
和终端的需求，呼叫控制等方面都大同小异。
两种业务一个最重要的不同之处在于：VBS的业务用户不能实
现讲话者与聆听者之间的转换，包括调度员在内，因此VBS的呼叫
发起者一定是讲话者。
• 广播呼叫区域：必须预先定义，它由分配了VBS业务的一
个小区或者一簇小区组成。广播呼叫区域的组成由业务
•语音组呼信道：在组呼进行时，网络给组呼区域上的每个小区分配
第19讲GSM-R通信系统---基站与手机的通信流程
及各种附另业务。（这些功 能后续再作详细说明。）
第三十八页，编辑于星期二：十八点 二十四分。
慢速随路控制信道和快速随路控制 信道
专用控制信道
独立专和控制信道
慢速随路控制信道
快速随路控制信道
这两个信道是伴随着业务信
道或独立控制信道的专用信 令道。是手机处于专用模式
时，基站在下行方向给手机 发送系统消息的信道，同时，
手机在空闲模式的时候是不占用信道资源的，只要它想要与
网络的进行沟通，那么首先要做的第一步工作就是向网络提出分
配信道的请求，这就是信道请求这一消息的作用，毫无疑问，该 消息只能在公共控制信道上进行发送；
第六页，编辑于星期二：十八点 二十四分。
立即指配（ Immediate Assignment）
基站在公共控制信道上收到手机发上来的信道请求消息之后，就
同步信道
广播控制信道
MS在空闲模式下为了有效的工作需
要大量的网络信息，而这些信息都
将在BCCH 信道上来广播。信息包括
一下一些内容 1、本小区和邻小区的所有频点； 2、LAI：MCC+MNC+LAC 3、CCCH 信道管理控制及选择参数
第二十四页，编辑于星期二：十八点 二十四分。
GSM 区域定义
PLMN 区
求）”的消息，基站收到这个消息之后就知道有移动台开始需要
分配信道了。
第四页，编辑于星期二：十八点 二十四分。
如何进行一次呼叫
下面我们以一次完整的呼叫为例来简
单地了解一下手机和基站是如何沟通的
（方便大家理解，我们仅关注空口部分）。
第五页，编辑于星期二：十八点 二十四分。
信道请求（ Channer Request）
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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
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。
CIR开机附着GPRS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PDP，获取自身IP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
西安通信段技术支持中心
GSM-R业务流程
GSM-R业务介绍
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
CTCS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
• 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）
RBC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
C3业务逻辑示意图
GSM-R网络对C3列控信息的检测
C3业务相关设备逻辑图
调度中心CTC 无线 接收 模块 制 动 接 口
动车组
车载计算机 人 机 接 口
GSM-R 固定网络
无线闭塞中心RBC
中央联锁
列车控制中心TCC LEU
区域联锁
记 录 器
B T M
S T M
ZPW2000轨道电路
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。
监测接口在网络中的位置
GSM-R网络对C3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C3列控信息的检测
监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 。
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：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
• 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 IP地址——目的IP
• PDP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、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。
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向GROS查询当前GRIS IP地址——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。