GSMR系统业务和功能

功能
支持移动性操作功能 （漫游、切换等）
1、个呼
业务
«你好！今天上午9：00 开会，请按时参加...»
信令
« “振铃”指令 »
铃，铃，铃 0100111000
Network
数据信息传输实现方式比较
序号 实现方式 优点 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。 永久在线，支持中、高速 率传输；信道利用率高。 缺点 呼叫建立时间长，约 5～1 0秒。永久占用 信道，浪费资源。 说明 适合实时性要求高的业 务。 最大速率：9.6kbit/s。 时延：500ms。 适用于数据业务量大的 情况
特点与好处：

铁路 PSTN
NSS
GSM-R网 司机不希望在 工作时被打扰
X

NSS
SCP
BSS

实现方案：

456

（7）基于位置的呼叫限制
业务的提出：

AreaID #15
ArBiblioteka BaiduaID #23
AreaID #05
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
调度员只能呼叫本调度区段内的列车
OK
业务实现：

OK
在智能网的SCP中预定义各个调度员管辖范围，呼 叫建立时，MSC/HLR寻呼，查找被叫用户当前的 小区号，智能网SCP负责将主叫管辖区域与被叫当 前位置进行比较，进行呼叫判决，从而把呼叫限制 在一定区域范围内。
紧急呼叫中心
紧急呼叫
S O S
呼叫 建立:
MSC
B T S
B T S
B T S
…
B T S
B T S
B T S
B T S
B T S
B B S S C C
OCU
OCU
OCU
OCU
主控机车
从控机车1
从控机车2
从控机车3
应用举例2：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
功能号注销过程
HLR
USSD
MSC
SCP
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。 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。
1
电路域 数据业务
2
分组域 （GPRS） 业务
时延较大：1～2s。 投资大。
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 适用移动终端与网络服 务器之间。 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。
4
USSD信令
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
注册： 注销： 强制注销： 查询：
过程：

功能：



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。
**SC*FN***# ##SC*FN***# ##SC*FN*88*MSISDN*# *#SC*FN***#
Service Messaging
GSM-R USSD串的格式
OC SC * FN * SI * MSISDN * INFO #
Additional Information Subscriber MSISDN (E.164, international) Supervisor Indicator (optional) Functional Number (including RAC)
智能网平台
69次列车司机2
MSC/SSP VLR/AC
FAS
基站 基站

典型应用：调度员拨打司机。
功能寻址的呼叫流程
SCP
1、拨打功能号 Setup（FN, UUI） 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
MSC/SSP
ATI ATIack 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。

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：

AN

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。
信令信道，QoS有保障。
固定终端需开发。
5
UUS1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 5～10秒。
（2）功能号管理
HLR
USSD
IP Ntwk MSC SCP
RAPID TCP/IP
Datacenters 数据中心
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。
（3）功能寻址业务

功能寻址：

智能网数据库 MSISDN 13次列车司机1 13次列车列车长1 XXXXXXX XXXXXXX XXXXXXX 功能号 2T1301 2T1310 2T6902



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。
功能号查询过程
HLR
USSD
MSC
SCP
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。
GSM-R区段 模拟区段
通知车载单元“与RBC 建立联系” 连接 应答器 转换 应答器 通知“进入E2控车模 式”
…………
司机目视地面信号行车
车载信号设备
应用举例3：列车运行控制（2）


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。
Outcome Code 01 02 03 21 Description
Follow Me activated Follow Me deactivated Follow Me active to <MSISDN> Follow Me not subscribed
Outcome Code (2 numeric characters)
功能号注册过程
HLR
USSD
MSC
SCP
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。
22
23 41 61 62 63 64
Initiating subscriber authorization failed
Incoming barrings Functional number unknown Functional number already registered Functional number not registered Functional number not registered to this MSISDN Unauthorized changes to Functional Number (FN locked)
ITCS Server
应用举例3：列车运行控制（1）

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。
不需要: • 鉴权 • 加密 • 检查 IMEI • TMSI-再分配
MSC
• 直接连接 • 提供位置信息
紧急呼叫: MS
• • • • 优先处理（0级） 不需要安全性能 快速呼叫建立（1~2秒） 即使没有有效的 SIM 卡, 也能够建立连接.
应用举例1：重载组合列车的机车同步（locotrol)
四、业务、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。
应用 调度通信 …… 列车尾部风压信息传送
铁路特定业务 （功能寻址、位置寻址、紧急呼叫等） 业务 话音业务 （个呼、组呼、广播呼叫等） 支持基本业务功能 （呼叫控制等） 数据业务 （短消息、数据传输等） 呼叫处理附加功能 （多优先级管理）
HLR
12、 IAM
Visiting MSC
VLR
（4）位置寻址业务

位置寻址：

智能网数据库

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。
智能网平台
小区ID（01） 小区ID（02）
车站值班员1200 MSISDN1 MSISDN1
Service Code
Operation Code
214 (GSM-R Phase 3)
Registration Deregistration *# Interrogation
** ##
Service Messaging
GSM-R USSD 应答串格式
OC USSD Response
For Interrogation: Subscriber MSISDN
调度员1300 MSISDN2 MSISDN1
MSC/SSP VLR/AC 调度辖区分界
FAS
调度员
调度辖区2
“1300”
调度辖区1
“1300” 基站 基站
（6）基于MSISDN的呼叫限制
业务需求 :

调度员 （允许呼叫司机）
一般用户 （不允许呼叫司机）
编号开放，不允许无关用户呼叫某 些个别用户，避免不希望的干扰。 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。 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。
功能号强制注销过程
HLR
USSD
MSC
SCP
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。