GSMR数字移动通信网技术体制全.docx

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GSMR数字移动通信网技术体制全

GSM-R数字移动通信网

技术体制

（暂行规定）

（初稿）

2004年4月

目录

1范围1

2引用标准1

3定义1

4总则2

5网路结构3

5.1系统结构3

5.1.1系统结构3

5.1.2无线覆盖的区域结构6

5.2GSM-R网络结构6

5.2.1移动业务本地网网络结构6

5.2.2全国GSM-R网的网络结构7

5.3网间互连互通7

6路由计划及接续要求8

6.1电路群的设置8

6.2路由选择8

7编号计划9

7.1.1适用范围9

7.1.2编号原则9

7.1.3编号计划9

8业务与功能10

8.1提供的业务10

8.1.1终端业务10

8.1.2承载业务11

8.1.3补充业务12

8.2铁路基本业务和应用业务15

8.2.1铁路基本业务15

8.2.2铁路应用业务16

8.3提供的网络功能16

8.3.1支持基本业务的网络功能16

8.3.2支持移动操作的网络功能17

8.3.3呼叫处理的附加网络功能17

9频率配置18

9.1工作频段18

9.2频道间隔18

9.3双工收发间隔18

9.4发射标识18

9.5频道配置18

9.6干扰保护比19

9.7载波间隔19

10服务质量19

10.1传输质量20

10.2接续质量21

11接口与信令21

12通用无线分组数据业务系统（GPRS）22

12.1网络结构23

12.1.1GPRS骨干网结构23

12.1.2本地网组网原则23

12.2路由组织23

12.3服务质量24

12.3.1优先等级24

12.3.2延迟等级24

12.3.3可靠性级别24

12.3.4吞吐量24

12.4接口与信令25

12.5网间互连26

13智能网体系结构26

13.1智能网体系结构26

13.2智能网路由组织28

13.2.1话音网的网路组织28

13.2.2数据传送通道的组织28

13.3接口与信令29

14支撑系统29

14.1信令网29

14.1.1信令网的网络结构29

14.2同步要求30

14.2.1同步原则30

14.2.2同步等级结构30

14.2.3时钟等级31

14.2.4同步设备进网要求31

14.2.5备用同步链路31

14.3网络管理31

14.3.1网络管理体系结构31

14.3.2各管理层的主要功能要求31

14.3.3本地级移动网操作维护中心OMC33

14.3.4全国GSM-R网络管理中心35

14.3.5网络管理系统接口要求35

14.3.6话务统计36

15设备进网要求36

15.1NSS设备的基本进网要求36

15.1.1MSC/VLR的基本进网要求36

15.1.2HLR/AUC的基本进网要求39

15.2BSS设备的基本进网要求39

15.2.1功能要求39

15.2.2BSS无线设备技术要求40

15.2.3接口与信令42

15.2.4同步要求42

15.2.5操作维护42

15.2.6可靠性42

15.3移动台设备的基本进网要求42

15.3.1功能要求42

15.3.2性能要求42

15.3.3接口与信令46

15.3.4可靠性46

15.4固定用户接入交换机FAS46

15.5智能网设备进网条件46

15.5.1SSP设备的基本进网要求46

15.5.2SCP设备的基本进网要求47

15.6GPRS设备进网条件49

15.6.1SGSN的基本进网条件49

15.6.2GGSN50

1范围

本技术体制规定了GSM-R数字移动通信网（以下简称GSM-R网）的网路结构、编号计划、路由计划及接续要求、业务和功能、频率配置、服务质量、接口与信令、支撑系统、设备进网以及其它主要技术条件的要求。

本技术体制适用于GSM-R网的网络规划、产品开发、工程设计、通信组织、设备配置、运行管理。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。

在标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用标准的各方应探讨使用下列标准的最新版本的可能性。

本技术体制引用以下标准：

（1）TZ019-95《900MHzTDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网技术体制》

（2）YDN088－1998《自动交换电话（数字）网技术体制》

（3）YDN031-1997《智能网技术体制》

（4）中国电话网NO.7信令方式技术规范

（5）数字同步网规划方法与组织原则

（6）GF-002-9002.1邮电部电话交换设备总技术规范书

（7）3GPPTS22.0783GPPUMTSR，99CAMEL业务定义－stage1version3.80

（8）3GPPTS23.0783GPPUMTSR，99CAMEL－stage2version3.70

（9）3GPPTS29.0783GPPUMTSR，99CAMEL－stage3version3.80

（10）3GPPTS29.0023GPPUMTSR，99CAMEL移动应用部分（MAP）version3.80

（11）UICProjectEIRENEFuntionalRequirementSpecification，EIRENEUserGroupversion6.0onDecember2000

（12）UICProjectEIRENESystemRequirementSpecification，EIRENEUserGroupversion14.0onDecember2000

（13）ITU-T一般网路规划

（14）ITU-TG.100系列

（15）ITU-TG.700系列

3定义

（1）终端业务：

指用户通信提供的包括终端设备功能在内完整能力的通信业务。

（2）承载业务：

提供用户接入点间信号传输的能力。

（3）补充业务：

是对两类业务的改进和补充，不能单独向用户提供，而必须与基本业务一起提供。

同一补充业务可应用到若干个基本业务中。

（4）网路结构：

是通信网的主要组成部分之一，包含各个交换中心（节点）、选路规划，以及一定规则连接交换中心的路由，用以达到经济、合理、高效、优质地疏通用户之间的话务。

（5）网路等级：

是通信网中的各个交换中心的一种安排。

在有级网中，它为每个交换中心分配一个等级；除了最高等级的交换中心以外，每个交换中心必须接到等级比它高的交换中心。

本地交换中心位于较低等级，而转接交换中心和长途交换中心位于较高等级。

（6）路由：

是指在通信网中两个交换中心之间为建立一个呼叫连接或传送信息的途径。

（7）服务质量：

是由用户使用业务时所感受到的满意程度决定的，同时也反映了网路向用户提供通信能力的性能。

因此，服务质量可用网路性能来度量。

网路性能可以用传输质量、接续质量、稳定质量来代表。

（8）响度评定值：

用以表示通话连接或其组成部分的话音响度性能，以dB为单位。

（9）网状网：

各个交换中心可以直接连接到所有其它的交换中心的网络。

（10）无线可通率：

指用户可以接入网络的概率，它反映了移动网络的可用性，该指标是经营者自己网内的指标。

可接入率用两个参数来表示，一个是无线覆盖区用户可接入位置与覆盖区之比，另一个是用户可接入时间与整个时间之比。

（11）同步：

时标或信号的基本特征。

这个特征就是它的相应的有效瞬间以同一平均速率出现。

（12）同步网：

一个提供参考定时的网。

通常同步网的结构包括被同步链路连接的同步网路节点。

4总则

（1）本技术体制主要依据国家有关方针和铁道部通信发展技术政策而制定的。

遵循重视科学性、经济性和实用化并讲求使用效果的原则。

（2）本技术体制主要适用于铁路900MHzTDMA数字蜂窝PLMN，是GSM-R通信网的网络规划与建设、装备制式、工程设计和通信组织、网络运行、管理和维护等的技术依据。

（3）GSM-R网向铁路提供全路范围内的移动通信业务，最终应能向用户提供终端业务、承载业务和补充业务三大类业务。

（4）GSM-R网的设备要求符合铁道部颁发的技术规范，不同厂家的设备应能够做到互连，保证全网中的设备做到优质、价廉、稳定可靠且宜于维护。

（5）GSM-R网应采用数字传输系统，实现与PSTN、ISDN、PSPDN、国际GSM-R等网进行互通。

（6）GSM-R网中各网络节点间以及GSM-R网对PSTN，采用NO.7信令方式。

（7）GSM-R网应能向用户提供全国范围的全自动漫游功能，并具有向用户提供国际自动漫游的能力。

（8）GSM-R智能网是一个公共的业务平台，体制文件的规定不仅要适应目前业务发展的需要，而且还要适应今后不断增加新业务的要求。

（9）GSM-R网能对用户的身份进行鉴权，网络能在空间接口对用户信息进行一定的加密，对特殊用户可在此基础上采用终端加密的方式。

5网路结构

5.1系统结构

5.1.1系统结构

GSM-R系统由下列六个子系统组成：

交换子系统（SSS）、基站子系统（BSS）、通用分组无线业务系统（GPRS）、移动智能网系统（IN）、终端子系统以及运行与维护子系统（OMC）。

GSM-R系统的结构如图5.1.1.1所示：

图5.1.1.1GSM-R系统结构组成

GSM-R通信系统由下述功能单元组成：

1.交换子系统（SSS）

（1）移动业务交换中心（MSC）：

主要负责呼叫的建立（包括鉴权程序）、呼叫控制和计费等功能。

除了完成固定网中交换中心所要完成的呼叫控制等功能外，还要完成无线资源的管理，移动性管理等功能。

当处理CAMEL业务时，MSC从VLR接收O-CSI，并向SSP请求指示，在处理过程中，MSC监视请求的呼叫状态并通知gsmSSP其状态，当处理调用任意补充业务时，MSC从VLR接收SS-CSI，并指出应向gsmSCP发送补充业务调用。

GMSC是具有路由功能的MSC，是GSM-R系统与其他通信网之间的接口。

为了建立至移动台的呼叫路由，每个GMSC应能完成入口的功能，即查询位置信息的功能。

当处理CAMEL业务时，GMSC从HLR接收到O/T-CSI，并向gsmSSP请求指示，在处理过程中，负责监视请求的呼叫状态并通知gsmSSP其状态，使gsmSSP能控制GMSC终呼叫的处理。

（2）拜访位置寄存器（VLR）：

MSC为了处理所管辖区域中MS的来话去话呼叫，需要检索信息的数据库。

VLR管理在一个MSC区漫游移动用户的动态数据信息，包括用户的号码，所处位置区的识别，向用户提供的服务以及CAMEL的用户签约信息（O-CSI和SS－CSI）等参数。

（3）归属位置寄存器（HLR）：

用于移动用户管理的数据库。

每个移动用户都应在某归属位置寄存器注册登记。

HLR主要存储信息：

在网络中永久注册的移动用户的静态数据信息（如IMSI、MSISDN及用户类别），归属用户有关的动态信息（MSC/VLR地址即位置信息），分配给用户的补充业务以及CAMEL用户签约信息（O-CSI、T-CSI、SS-CSI）。

（4）鉴权中心（AUC）：

负责认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数（随即号码RAND，符号相应SRES，密钥Kc）的功能实体。

HLR，AUC一般合设于一个物理实体中；VLR，MSC合设于一个物理实体中；MSC，VLR，HLR，AUC也可都设置于一个物理实体中。

（5）互连功能单元（IWF）：

提供GSM-R网络与其他固定网络的互连，负责在GSM-R网与固定网络的数据终端之间提供速率和协议的转换，具体功能决定于互连的业务和网络类型。

IWF通常与MSC在同一物理设备中实现。

（6）组呼寄存器（GCR）：

用于存储移动用户的组ID、移动台利用语音组呼VGCS参考和语音广播VBS参考发起呼叫的小区信息，以及发起呼叫的MSC是否负责处理呼叫的指示。

（7）短消息服务中心（SMSC）：

负责向MSC传送短消息信息。

与移动用户进行通信时，通过SMS-GMSC接入。

（8）固定用户接入交换机（FAS）：

负责将固定用户接入MSC，具备调度通信的各种相关功能以及PABX基本功能，支持用户－用户信令（UUS）、具有多优先级强插/强拆功能（应支持至少5级优先级）、呼叫等待、呼叫保持、呼叫前转、呼叫转移功能，并支持主叫线识别提供业务（CLIP）。

（9）确认中心（AC）：

2.基站子系统（BSS）

在一定的无线覆盖区中，由移动业务交换中心（MSC）控制，与MS进行通信的系统设备。

一个BSS的无线设备可包含一个或多个小区的无线设备。

根据其功能，BSS可分为基站控制器（BSC）、基站收发信机（BTS）以及编译码和速率适配单元（TRAU）两类功能实体。

（1）基站控制器（BSC）：

负责其控制范围内的小区的资源管理，为其覆盖范围内的移动终端指配或释放信道，它的主要功能是当移动终端在其控制范围内的不同BTS之间移动时，完成内部切换。

（2）基站收发信机（BTS）：

负责从空中接口接收或发送无线信号。

（3）编译码和速率适配单元（TRAU）：

负责在BSC和MSC之间提供语音编码和速率适配功能，将13kb/s的话音或数据转换为64kb/s的数据。

（4）分组控制单元（PCU）：

主要用于完成RLC/MAC功能和与Gb接口的转换。

配备了PCU的基站子系统把分组业务经Gb接口送往SGSN，把话音业务经A接口送往MSC。

（5）小区广播中心（CBC）：

负责根据协议约定以一定的方式收集信息，对特定服务小区里的所有接受者按照给定的频率和次数发送短消息。

3.通用无线分组数据业务（GPRS）子系统

（1）服务GPRS支持节点（SGSN）：

通过数据网与BTS相连，是GSM-R网络结构与移动台之间的接口。

主要负责网络接入控制、路由选择和转发、移动性管理、用户数据管理、逻辑链路管理、路径管理、支持MS挂起和恢复等。

（2）网管GPRS支持节点（GGSN）：

是GSM-R网络与外部数据网络的网关，负责存储属于本节点的用户路由信息，并能根据该信息将数据分组单元利用隧道技术发送到MS的当前的业务接入点，即SGSN。

（3）边界网关（BG）：

用于PLMN间GPRS骨干网的互连，它应具有基本的安全功能，此外还可根据运营商之间的漫游协定增加相关功能。

边界网关可以是独立的物理实体，也可以与GGSN合设。

（4）计费网关（CG）：

通过Ga接口与GPRS网络中的计费实体如GSN等通信，用于收集各GSN发送的计费数据记录并进行计费。

（5）域名服务器（DNS）：

负责提供GPRS网内部SGSN、GGSN等网络节点的域名解析等。

4.智能网（IN）平台

（1）gsm业务交换点（gsmSSP）：

具有业务交换功能，作为MSC与SCP之间的接口，可检测出GSM-R智能业务的请求，并与SCP进行通信，对SCP的请求作出响应，允许SCP中的业务逻辑影响呼叫处理。

（2）gprs业务交换节点（gprsSSP）：

gprsSSP：

具有业务交换功能，作为SGSN与SCP之间的接口，可检测出GSM-R智能业务的请求，并与SCP进行通信，对SCP的请求作出响应，允许SCP中的业务逻辑影响呼叫处理。

（3）业务控制点（SCP）：

具有业务控制功能，包含GSM-R智能网的业务逻辑，通过对SSP发出的指令，完成对智能网业务接续和计费的控制，以实现铁路特定的业务功能。

同时还具有业务数据功能，包含用户数据和网络数据，以供业务控制功能在执行GSM-R智能网业务时实时提取。

（4）IP：

在SCP的控制下提供业务逻辑程序所指定的各种专用资源，包括DTMF接收器、信号音发生器、录音通知等。

（5）SMP：

是业务管理系统，能配置和提供GSM-R智能网业务，它包括对SCP中业务逻辑的管理，用户业务数据的增删、修改等，也可以管理和修改在SSP（IP）中的有关业务信息。

（6）SMAP：

具有业务管理接入功能，为业务管理员提供接入到SMP的能力，并通过SMP来修改、增删用户数据和业务性能等。

（7）SCEP：

用于开发、生成GSM-R智能网业务并对这些业务进行测试和验证，并将验证后的智能网业务的业务逻辑、管理逻辑和业务数据等信息输入到SMP中。

5.终端子系统

固定终端包括：

调度终端、车站终端及其他用户电话机，以及呼叫记录和录音系统等设备。

移动终端由移动设备和SIM卡组成。

移动设备包括机车综合通信设备（CIR）、列控数据传输设备、列尾装置主机和手持台。

SIM卡上存储与用户相关的所有身份特征信息、安全认证和加密信息等。

SIM卡上存储与用户相关的所有身份特征信息、安全认证和加密信息等。

6.操作维护中心（OMC）

OMC是操作人员和系统设备的中介，通过该系统可实现系统的集中操作与维护，完成包括网络用户管理、系统设备管理及网络操作维护等功能。

OMC一侧与设备相连，另一侧是作为人机接口的计算机工作站。

系统的的每个组成部分通过特有的网络连接至OMC。

5.1.2无线覆盖的区域结构

1.小区：

一个基站或该基站的一部分（扇形天线）所覆盖的区域。

2.基站区：

由一个基站的所有小区所覆盖的区域。

3.位置区：

移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域；位置区由一个或若干个小区组成。

4.MSC区：

一个MSC所管辖的所有小区共同覆盖的区域。

一个MSC区可由一个或若干个位置区组成。

5.服务区：

移动台可获得服务的区域，即PLMN、PSTN或ISDN用户，无须知道移动台实际位置而可与之通信的区域。

5.2GSM-R网络结构

GSM-R话路网网络结构应符合铁路现有管理体制、满足铁路运输行车指挥的需求。

根据全网的话务流量、流向，为使网络结构层次简化清晰、便于网路管理和组织实施，兼顾技术经济的合理性以及运行维护管理等因素，将全网划分为两级结构。

5.2.1移动业务本地网网络结构

1.GSM-R网划分为若干个移动业务本地网。

原则上，移动业务本地网与铁路电话交换网（PSTN）本地网的范围一致。

每个移动业务本地网中设一个或多个MSC，也可以几个本地网合设一个实体MSC。

建网初期，每个MSC均为GSM-R网的入口（GMSC），远期根据话务量的大小，GMSC也可单独设置。

为便于管理，多个MSC通过虚拟HLR方式，共用一个HLR物理实体。

根据组网需要，MSC应接铁路分局的固定用户接入交换机（FAS），实现将固定终端接入GSM-R网络的调度通信系统。

2.在移动业务本地网中，每个MSC应与其所在地的铁路PSTN二级交换中心（分枢纽C2）的交换机相连。

当一个MSC覆盖多个铁路PSTN本地网时，GMSC可以与GMSC所在地的本地PSTN网直达互联互通，也可以对多个本地PSTN网设置直达互联互通。

3.MSC的设置应结合铁路路网发展规划，综合考虑业务模型、用户预测规模、地域相邻、传输条件、设备处理能力、网间互连互通、局间切换次数等因素，合理地选择设置地点，提高设备利用率。

建设容量以近期用户预测数为配置容量，并可逐步扩容。

4.HLR的设置不受容量限制，其数量和地点的选择应便于管理、便于与MSC、SCP以及信令转接点STP等设备之间传输通道的安排，建设容量应考虑远期发展时，保证用户的数据调整最少。

为保证安全，应考虑容灾备份。

5.在铁道部、铁路局、铁路分局设置FAS，组成FAS网络，FAS就近与MSC连接；沿线车站根据需要设置FAS，接入分局FAS。

5.2.2全国GSM-R网的网络结构

1.全国设置若干个移动业务汇接中心（TMSC），TMSC为大区长途话务交换中心，负责汇接所在区域的电路交换信息和转接长途的来去话务量。

根据话务量的大小，TMSC可以单独设置，也可是既作移动端局，又作汇接中心的移动业务交换中心。

2.各移动业务本地网的每个MSC、GMSC应至少与两个TMSC相连，TMSC之间为网状网。

任意二个移动端局间若有较大业务量时，可建立直达中继。

覆盖区相邻的二个MSC间设置直达中继。

全国GSM-R网络结构示意图如图5.2.2.1所示。

图5.2.2.1全国GSM-R网络结构

5.3网间互连互通

1.与PSTN互连。

GSM-R网络应与铁路PSTN进行互连互通，GSM-R用户可以自动呼叫铁路PSTN用户或通过铁路PSTN呼叫其他PSTN用户。

公网用户呼叫GSM-R用户需通过人工转接。

话务采用来话汇接方式疏通。

2.GSM-R网间互连。

与国际GSM-R网的互连互通，应采用设置在大区的汇接中心局通过国际长途传输通道与对方GSM-R网络国际接口局连接的方式实现。

3.与其他PLMN互连。

随着业务发展，在政策许可的情况下，GSM-R网络可实现以与国内GSM网络互联互通，并通过签订单向漫游协议，实现在无GSM-R网络覆盖的地区，GSM-R用户自动单向漫游到公网GSM网络。

6路由计划及接续要求

6.1电路群的设置

移动汇接中心之间以及与移动交换中心之间，在设置话音专线时，分低呼损电路群和高效直达电路群两种。

1.低呼损电路群的设置

（1）各TMSC之间设置低呼损电路群；

（2）MSC至相应的TMSC之间设置低呼损电路群。

低呼损电路群的配备应满足呼损指标不大于1％的要求，其电路群上的话务量不允许溢出到其它电路群上去。

2.高效直达电路群的设置

任意两个MSC（包括TMSC）之间若话务量较高,可根据话务量及网路经济的原则设置高效直达电路群。

高效直达电路群的配备应满足呼损指标大于1％的要求，其电路群上的话务可溢出到其它电路群上去。

6.2路由选择

1.路由选择原则

先选高效直达路由，后低呼损路由。

呼叫GSM-R用户，应尽快进入GSM-R网查询路由，进行接续。

GSM-R网用户呼叫PSTN用户，立即进入PSTN，由固网进行接续。

2.具体规定

（1）GSM-R用户呼叫其他通信网用户

当GSM-R移动用户（包括漫游用户）呼叫其他通信网用户时，GSM-R移动端局MSC通过网关局GMSC，发端进入其他通信网网关局或汇接局，由该网关局或汇接局进行被叫路由的查询和接续。

如下图所示。

（2）其他通信网用户呼叫GSM-R用户

其他通信网用户呼叫GSM-R移动用户，对于当地有GSM-R网关局的，通过本地GSM-R网关局进行路由的查询和接续；对于当地没有GSM-R网关局的，接入最近的GSM-R网关局进行路由的查询和接续。

如下图所示。

7编号计划

编号计划用来规定网络中进行话音呼叫或数据通信时，所使用的号码或IP地址的内容。

号码内容应包括用户的地址信息，可以作为寻址的依据。

7.1.1适用范围

GSM-R网络的编号计划可供网内用户之间、网间互通使用。

7.1.2编号原则

1.电路域编号原则

（1）编号计划应考虑到未来的发展，为网络发展留有充分的余地。

（2）合理安排编号计划，使号码资源运用充分。

（3）编号计划应符合国际铁联UIC的建议，同时应尽可能缩短号码长度和具有规律性，以便于用户使用。

（4）编号计划应具有相对的稳定性。

（5）编号计划应使移动交换设备及路由选择的方案简单。

2.IP地址分配原则

（