GSMR系统介绍

获取区号和组号
最多可定义100000个组 区 (00000 – 99999)
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MSC合设于同一物理实体
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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。
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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
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组呼寄存器(GCR)
组呼
寻呼和呼叫完成
最多可定义1000个组号 (000 – 999)
MSC MSC GCR
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MSC
移动业务交换中心
• 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，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 MSC
传统业务提供方式
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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
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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
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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。
传统方式
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• 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。
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GGSN设备(Gateway GPRS Support
Node) 网关功能
会话管理
IP地址分配
安全性
计费
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DNS
DNS：负责域名解析，将网元域名转换成为实际IP的地址。
如哈局的列尾主机：LWZJ．车次号．HEB．MS．GPRS
铁路GPRS网的域名解析主要有四个用途：
B T S
ADM
终端
ADM
B T S
B T S
AD M
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电路域数字 应用系统 LR/AuC
No.7
C/D
MSC/VLR E/G
AC
其他通信网 No.7
GMSC
MSC/VLR/GCR/IWF
A
Gr
DSS1 调度交换机
BSS CBC
TRAU Ater
BSC
Abis
• 基础传送网：提供透明传输通道 • 业务网：面向用户、提供通信服务 • 支撑网：支撑网络正常运行
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➢ GSM-R系统的基本组成
1、 网络子系统（NSS） （1）移动交换子系统（SSS） （2）移动智能网（IN）子系统 （3）通用分组无线业务（GPRS）子系统 2、 基站子系统（BSS） （1）基站 （2）弱场（直放站＋漏泄电缆） 3、运行与支持子系统（OSS） （1）网管 （2）SIM卡管理系统 （3）监测系统 4、终端设备
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
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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
➢扩展业务
基于位置呼叫限 制。
短信智能业务。
(3)GPRS子系统
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GPRS子系统：负责为无线用户提供分组数据承载 业务。
GPRS核心层：由SGSN、GGSN、DNS、 RADIUS等功能实体组成； GPRS无线接入层：由PCU(分组控制单元）、基 站、终端等组成。GPRS无线接入层组网应充分利 用GSM-R系统的设备资源，保护投资；与GSM-R 系统共用频率资源；利用GSM-R系统的基站实现 无线覆盖，不单独增加GPRS系统基站。
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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
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HLR 归属位置寄存器
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：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。
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小结
• 移动业务交换中心（MSC）：负责用户的移动性管理 和呼叫控制；
• 拜访位置寄存器（VLR）：负责存储进入该区域内已登 记用户的信息；
• 归属位置寄存器（HLR）：是一个负责管理移动用户的 数据库。HLR存储本归属区的所有移动用户数据，如识 别标志、位置信息、签约业务等；
• 鉴权中心（AuC）：是存储用户鉴权算法和加密密钥的 实体，AuC只通过HLR和其他网络实体通信；
在PDP上下文激活过程中，SGSN将APN提交给DNS进行解析， 获得用户所使用的GGSN的IP地址。
在SGSN间路由区更新过程中，新的SGSN通过域名解析查找原 SGSN的IP地址。
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。
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确认中心（AC ）
BSS
呼叫建立
MSC
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AC
呼叫处理功能
(类似固定网的交换机)
移动通信特定的功能
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MSC
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) • 支持操作维护 O&M 功能
TMSC1
TMSC2
TMSCn
MSC1
MSC2
MSC3
MSCn
用户平面 控制平面
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智能网（IN）子系统构成
SMSC 调度交换机
有线终端
SCEP
SMAP
SMP
HLR
MAP
SCP
MAP CAP
MAP
CAP
MSC/VLR/ gsmSSP/IP
SGSN/ gprsSSP
无线终端
无线终端
表示话路 表示No.7信令链路 表示数据链路
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SGSN设备(Serving GPRS Support NSoGdSeN)是移动终端提供业务的节点，激活GPRS业务时，
SGSN建立一个移动性管理的环境。 SGSN主要负责移动台当前位置信息的登记，负责移动 台和网络之间完成移动分组数据的存储与转发 ：
移动性管理 会话管理 用户数据管理 安全性 计费
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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,...) 这些数据一直有效直到重新登记到其它 VLR!
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
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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。
• 互连功能单元（IWF）：与固定网络的数据终端之间提 供速率和协议的转换；
• 组呼寄存器（GCR）：用于存储移动用户的组ID； • 短消息服务中心（SMSC）：负责向MSC传送短消息信
息； • 确认中心（AC）：记录、存储铁路紧急呼叫相关信息。
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（2）智能网子系统
功能：是在交换子系统中引入的智能网功能实体，实现对 呼叫的智能控制。主要目的是实现操作的便捷程度和 智能程度。
BTS
BTS
Um
No.7
IN SCP
L
SMP
SCEP TCP/IP
SSP
SIPMAP
GPRS
SGSN
GGSN
Gn
Gi
GGb b
PCU
GRIS 铁路应用系统
调度台 车站台 有线终端
无线固定台
车载台 无线终端
手持台
OSS OMC
用户管理 系统
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1、网络子系统
（1）移动交换子系统
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。
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GSM-R系统简介
一、GSM-R系统结构 二、GSM-R系统功能 三、GSM-R系统承载的业务
GSM-R系统介绍
一、GSM-R系统结构
➢ GSM-R在通信网中的地位与作用
业务网
（固定电话网PSTN）（移动电话网GSM-R）
基础传送网
（传输：DWDM、SDH）
支撑网
（信令） （网管） （同步）
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。
外部数据库
主要功能实体
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业务控制点（SCP）：呼叫控制和处理功能 业务交换点（ gsmSSP gprsSSP）：检出智能业务
请求，并与SCP通信，对SCP的指示作出响应，允许 SCP的业务逻辑影响呼叫处理。 业务管理点（SMP）：业务配置、业务逻辑管理、 用户业务数据的增删、修改、业务运行控制功能、账 单、业务监视功能。 业务管理接入点（SMAP）：为业务管理员提供接入 到SMP的能力 智能外设（IP）及业务生成环境点（SCEP）
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SIM卡管理
各子系统网管
计费、结算、营帐
运营支持子系统
智能网设备
交换机 （MSC）
服SC务PBuilder IN
GPRS设备
服务Builder
SGSINN
GGSN
网络子系统
外部数据网
基站子系统
ADM
BB
T
R
SS
B T S
AD M
B
TRAU
S
C
ADM
ADM ADM
B
R
R
T
S
GSM-R系统组成示意图
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,...