毕业设计(GSM-R)

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摘要

GSM-R（GSM for Railway）是在GSM蜂窝系统上增加了调度通信功能和适合高速环境下使用的组成要素，能满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通信要求的技术。由于GSM-R可实现跨越国界的高速和一般列车之间的通信，能将现有的铁路通信应用融合到单一网络平台中，以减少集成和运行费用，而且由于GSM-R是由已标准化的设备改进而成，GSM平台上已经提供了大量的业务，因而引入铁路专用的功能时只需最低限度地改动，故能保证价格低廉、性能可靠地实现和运行。

GSM-R目前在我国铁路通信中的应用主要有：调度通信功能、车次号传输与列车停稳信息的传送功能、调度命令传送功能、列车尾部装置信息传送功能、调车机车信号和监控信息系统传输功能以及列车控制数据传输功能等等。

调度通信在GSM-R中有非常重要的地位，是保证行车调度员与其管辖区段内各个车站之间进行良好业务联系的专用通信系统，是为铁路运输行业提供实时信息、实现铁路运输统一指挥的重要手段。调度通信包括点对点呼叫、组呼和功能寻址等。

GSM-R调度通信系统主要负责列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。利用GSM-R进行调度通信系统组网，既可以完全利用无线方式，也可以同有线方式结合起来，共同完成调度通信任务。

功能寻址是非常重要的先进寻址功能，是实现集群调度通信多的关键技术和必要手段。在功能寻址业务中，每个MSISDN可以建立与多个功能号码的映射关系，但是一个功能号码一次只能指定给一个用户。功能寻址业务分为语音呼叫功能寻址和短消息功能寻址。

论文从GSM-R的基础即GSM-R原理、网络结构和功能等入手，阐述了GSM-R在铁路通信中的应用,并结合青藏铁路通信的现状对GSM-R的部分功能在青藏铁路通信中的应用进行了设计。当一个网络建成以后，网络的管路理与维护也相当重要，因此，在论文最后也对此做出了设计。

关键词：GSM-R；调度通信；应用；维护。

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Abstract

GSM-R (GSM for Railway) is a system which adds the scheduling communication function and the elements used in suitable for high-speed environment to the GSM cellular system, and is able to feet with the special railway scheduling communication technology requirements of the International Union of Railways. Because GSM-R can control the communication between the cross-border high-speed trains with the general trains, can integrate the existing railway communications applications into a single network platform, to reduce integration and operating costs. And GSM-R is the improvement made by the standardization of equipment, and the GSM platform has provided a lot of business, thus only need minimally changing during the introduction of the railway special features, and it can ensure low prices, and reliable performance to achieve and operation .

Currently the using of GSM-R is in China's railway communications: scheduling communication functions, the information of transfer of train parked and the transfer of the train number functions, scheduling order transfer function, the train tail device messaging function, shunting locomotives, signal and control information system transfer capabilities, as well as train control data transmission function.

GSM-R dispatch communication system is mainly responsible for the train dispatching communications, scheduling communications for cargo, traction substation dispatch communications, scheduling and private communication, station communications, emergency communications, construction maintenance communications, and crossing communications. Dispatching communication system network using GSM-R, both can take full advantage of the wireless, can also be combined with wired together to accomplish the scheduling communication tasks.

Functional addressing is very important for advanced addressing, trunked dispatch communication technology and the necessary means. In the business of functional addressing, each MSISDN can be established with more than one function number mapping, but a function of number can only be assigned to a user. Functional addressing business is divided into a voice calling capabilities addressing and the short message function addressing.

The basis of the papers from the GSM-R that is GSM-R theory, network structure and functions on GSM-R railway communication, and the status of the Qinghai-Tibet railway

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communication on the part of the GSM-R function in the Qinghai-Tibet railway communication the application has been designed. When a network is completed, the network of pipeline management and maintenance is very important, therefore, at the end of the paper on this to make the design.

Keywords: GSM-R; Scheduling Communication; Applications; Maintenance.

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目录

摘要 ............................................................................................................................................ 1 1 绪论 ...................................................................................................................................... 1 1.1 引言 ................................................................................................................................. 1 1.2 铁路通信的发展历程和现状 ......................................................................................... 1 1.3 现代铁路运输对无线通信的发展要求 ......................................................................... 2 1.4 GSM-R的发展历史及技术特点 ................................................................................... 4 2 GSM-R系统概述 ................................................................................................................ 5 2.1 GSM-R基本原理 ........................................................................................................... 5 2.1.1 带状覆盖 ................................................................................................................. 6 2.1.2 面状覆盖 ................................................................................................................. 8 2.2 GSM-R的网络结构及功能 ......................................................................................... 14 2.2.1 BSS结构和功能 ................................................................................................... 16 2.2.2 NSS结构和功能 ................................................................................................... 17 2.2.3 OSS结构和功能 ................................................................................................... 18 3 GSM-R在青藏线中的应用 .............................................................................................. 19 3.1 青藏线GSM-R系统介绍 ............................................................................................ 19 3.1.1 GSM-R设计的主要原则及标准 ......................................................................... 19 3.1.2 GSM-R传输网络 ................................................................................................. 20 3.1.3 GSM-R基站的设置 ............................................................................................. 21 3.1.4 越区切换 ............................................................................................................... 22 3.2 GSM-R在青藏铁路上的的应用及设计 ..................................................................... 22 3.2.1 调度通信 ............................................................................................................... 22 3.2.2 功能寻址 ............................................................................................................... 27 3.2.3 调度命令传送 ....................................................................................................... 35 3.2.4 列尾装置信息传送 ............................................................................................... 36 3.2.5 调车机车信号和监控信息系统传输 ................................................................... 37 3.2.6 机车同步控制传输 ............................................................................................... 38 3.2.7 其他应用 ............................................................................................................... 39 4 GSM-R的维护与管理 ...................................................................................................... 42 4.1 GSM-R网络管理 ......................................................................................................... 42 4.2 GSM-R网络的维护 ..................................................................................................... 44 总结 .......................................................................................................................................... 48 致谢 .......................................................................................................................................... 49 参考文献 .................................................................................................................................. 50

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1 绪论

1.1 引言

铁路是我国国民经济的大动脉，铁路的运输能力直接影响着我国国民经济的发展。进入21世纪，随着铁路跨越式的发展，铁路通信系统也迎来了划时代的转变，近年来随着运输量的日益增长，使得列车重量加大，列车编组加长。GSM-R技术是基于成熟、通用的公共移动无线通信系统GSM平台之上，专门为满足铁路应用而开发的数字式移动无线通信技术。在铁路通信中，它能够提供定制的附加功能，如优先级和强插功能、话音组呼及广播功能、位置寻址及功能寻址和安全数据通信等，是一种经济高效的综合数字移动通信系统[2]。铁路无线全球通信系统GSM-R的建设和使用，表明中国铁路正不断吸取国外铁路的先进经验和成果，努力提升自身的经济技术结构和规模水平，加快发展步伐，争取在较短时间内运输能力满足国民经济和社会发展的需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。

1.2 铁路通信的发展历程和现状

新中国成立初期，铁路长途通信一直采用的是以架空明线和电缆为传输媒质的载波通信设备，电话交换大量发展步进制自动交换机及人工长途台，在专用通信方面，全路调度、各站、养路等通信系统改造为铁路支流脉冲选叫方式。进入70年代，随着国外铁路开始应用光纤技术，我国铁路光缆、数字通信也随之进入研究阶段；进入 80年代中后期，数字光纤通信已经在多条线上试用成功；90年代数字光纤通信已经在铁路通信中被广泛使用，这一时期除光缆建设迅速发展以外，其他数字通信建设也得到了相应的发展在交换方面大量采用程控交换设备。90年代末全路长途交换网基本形成，在数据交换方面根据铁路运输管理信息系统 （TMIS）、客票预定和发售信息系统及铁路其他信息业务的需要，建设了铁路第一个分组交换数据网[1]。在专用通信方面由于光数字分插设备的应用，区段通信电缆数大幅度增加，中间站通信条件大为提高。调度等共线电话也推广采用了程控共线设备。

铁路无线通信系统使用的单信道模拟制式无线通信设备主要是为满足话音通信设计的，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，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，

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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。这无疑是对频率资源的一种浪费，也制约了用户数量的进一步发展。铁路无线通信系统枢纽地区干扰严重，不具备网络能力，移动终端对讲距离受限，邻站交界区易发生业务中断，各个无线通信系统分散，不能联合组网，使得各系统之间用户无法进行联络，无线、有线调度网基本独立，无法形成有机融合的整体。无线列调系统是开放系统，并未做任何鉴权加密处理，对用户无需进行身份识别，只要无线终端用户频点和调制方式与无线列调相同，便可以加入到无线列调系统内的通信。因此话音业务可以被接收或窃听，给行车安全带来极大的隐患。

随着我国铁路信息化建设的不断发展，铁路数据信息业务量的多样化和高速率，使得GSM-R系统在国内有着广阔的发展空间，GSM-R技术也正是顺应时代的发展，利用其固有的GSM-R网络特性，为铁路信息化和自动化发展奠定良好的基础，利用通信的手段实现铁路移动设施和固定设施的无缝连接，确保列车平稳高速、安全地运行。

GSM-R进入中国已有十余年的历程，铁道部早期也制定了我国建立GSM-R网络的目标：在全国建立一张移动通信网络，利用通信的手段实现铁路移动设施固定设施的无缝连接，确保列车平稳、安全、高速的运行。经过理论研究、技术之争、政策审核、网络建设、施工验收等层层考验，最终在GSM-R工程方面取得了骄人的成绩，初步建设了分别代表高原、重载和繁忙干线的青藏线、大秦线、胶济线三条GSM-R线路[5]。其中，青藏线是一条集多种领先技术于一身的往返于“世界屋脊”的铁路；大秦线是使中国步入重载领域先进行列的标志性工程，突破性的实现了年运量2亿吨的目标，现在技术还在不断创新，预计年运量将达到4亿吨；胶济线的建设是对GSM-R技术应用于具有中国特色环境的一个尝试，它的成功与否影响着GSM-R技术在时速200km/h铁路线路的普及率。

1.3 现代铁路运输对无线通信的发展要求

1、铁路信息化

在铁路主要干线建设分散自律、调度集中系统（CTCS），实现调度指挥现代化。为满足以旅客为主体的移动信息服务系统的需要，包括车上订票服务、电子移动商务、旅客移动增值服务等；满足铁路路网移动体(机车、车辆、集装箱等)实时动态跟踪信息传输的需要，为开展实时网上信息查询和各种管理信息系统提供移动传输通道。 2、调度指挥和安全生产

作为无线列调的更新换代产品，同时能够满足区间公务移动、紧急救援、调车

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编组作业、站场无线等移动话音通信的需要；满足TDCS无线车次号校核、列车尾部风压、机车状态信息、车辆轴温监测、线桥隧道监护、铁路供电状态监视、道口防护等移动和固定无线数据传输的需要；满足以移动列车为主体的安全信息分发与预告警系统的需要，确保沿铁路线的施工、轨道养护、平交道口与车辆、车站等人员和设备的安全，减少事故。 3、高速、客运专线

铁路提速、高速和客运专线网络化、智能化、综合化的行车调度指挥系统需要高度可靠、高度安全、快速接入的综合移动通信系统，以及透明、双向、大容量的车/地信息传输通道。 4、机车综合通信

? 具有网络以及功能号注册、注销功能； ? 支持调度通信系统功能； ? 支持通用数据传输功能；

? 支持不同制式下的自动或手动切换功能；

? 可向用户提供机车所在的小区位置信息、GPS信息等。 5、基于通信的列车控制

随着列车运行速度的不断提高，铁路智能交通系统中车地间的双向通信显然已经无法通过这些传统手段完成。为了实现铁路运输高效与安全，高速铁路智能交通综合信息系统在信息利用方面，必须采用基于通信的列车控制（CBTC）方式。与传统的基于轨道电路的列车控制（Track Circuit Based Train Control System，简称TBTC）系统相比，CBTC有很多优越性，其中最重要的是：1）列车和地面控制设备之间通过双向无线通信传递信息，构成闭环控制系统，使列车运行的安全性大大提高；2）CBTC可以实现移动闭塞方式（Moving Automatic-block System，简称MAS），使两列车追踪间隔大大缩短，提高列车在区间追踪运行的密度，从而大大提高铁路运输效率。目前国内对移动闭塞进行了初步研究。

我国铁路移动通信从无到有，从模拟到数字，从单一业务到多业务再到综合业务，这一方面是铁路运输发展的需要，也是技术进步的趋势。IT业在过去20年突飞猛进，表现在：微电子技术从微米向纳米技术过渡；交换网络已程控化，从单一业务向智能多业务交换发展；骨干传输网朝着全光网络方向发展；接入网出现三网融合(计算机、通信、广播)；蜂窝公众移动通信已经完成从模拟到数字的过渡，朝着宽带多媒体发展；无线局域网朝着宽带数据业务发展；计算机网络IP化，移动IP和移动计算成为电子商

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务的关键技术。IT业的这些技术进步必将推动铁路综合数字移动通信网络的发展。

1.4 GSM-R的发展历史及技术特点

最初开发GSM-R的原因是无线频率的利用效率较低，铁路网络之间不同的通信系统的互操作性有限。1992年，欧洲铁路的主管组织UIC（国际铁路联盟）认为，GSM正在逐渐成为移动通信的实用标准，并发现GSM的功能能够为铁路的新型数字通信系统提供一个理想的平台。于是，作为EIRENE（欧洲统一铁路无线增强网络）项目的一部分，关于GSM-R数字无线标准规范化的工作陆续展开。1995年，MORANE（欧洲铁路移动无线电通信）项目启动，EIRENE制定的标准得到认可，开始生效。

GSM-R是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点，为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。从集群通信的角度来看，GSM-R是一种数字式的集群系统，能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。GSM-R能满足列车运行速度为0-500km/h的无线通信要求，安全性好。此外，机车同步操控信息传送业务对无线通信系统还有一定的要求： ? 全线不能存在无线通信盲区；

? 传输的数据包出现差错时允许重传，但传输连续失败不能超过规定的时间； ? 上、下行列车通信之间不能相互干扰； ? 允许在同一车站内同一个方向的多趟列车运行； ? 从控和主控之间的通信不受距离限制。

GSM-R正是满足上述要求的最佳系统，比基于常规对讲无线通信方式要优越的多。

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2 GSM-R系统概述

2.1 GSM-R基本原理

GSM-R（GSM for Railway）是在GSM蜂窝系统上增加了调度通信功能和适合高速环境下使用的要素组成，能满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通信要求的技术。由于GSM-R可实现跨越国界的高速和一般列车之间的通信；能将现有的铁路通信应用融合到单一网络平台中，以减少集成和运行费用；而且由于GSM-R是由已标准化的设备改进而成，GSM平台上已经提供了大量的业务，因而引入铁路专用的功能时只需最低限度地改动，故能保证价格低廉、性能可靠地实现和运行；在GSM Phase 2＋中添加了 ASCI（增强的语音呼叫业务）特性，能灵活地提供专网中所需的语音调度服务如 VBS、VGCS和eMLPP，因此GSM-R是面向未来的技术，它将从广阔的GSM公网市场和GSM 技术的不断演进中获益，具有巨大的发展空间。GSM-R在欧洲取得巨大的成功，目前超过30个铁路公司已承诺在其国际路网中使用该技术。

GSM-R系统很多技术借鉴了公网的GSM技术，保留了GSM的大体结构，使得从一开始GSM-R系统就是一个成熟可靠的系统，它的绝大多数软硬件都已在现网中得到检验。不仅如此，由于二者都可以工作在900M频段，因此在无线网络规划方面也是基本相同的。GSM-R系统的规划设计也可借助于已成熟的GSM系统工具，可以方便快捷地为用户提供网络设计安装。GSM-R的基本特性已在铁路网的MORANE试验中得到安装、测试和验证。出于众多的需要，GSM新技术如GPRS已经规范化并将安装使用。向UMTS的演进将提供新的业务和更加强大的无线系统。GSM-R据此可最大限度地引入新的业务。业务模型如图2-1所示。

调度通信自动列控制（CTCS）远程控制铁路紧急救援移动服务高速数字通信铁路应用尾部风压检测区间移动通信旅客综合列车信息移动服务铁路运营特色电信业务-ASCI功能寻址eMLPP功能号的表示介入矩阵VBS与位置有关的寻址VGCS平面调车轨道维护移动服务 图2-1 GSM与GSM-R的关系——业务模型

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GSM-R系统保留了GSM的基本结构，同时还需要一个存储组呼属性的寄存器来实现网络功能——组呼寄存器(GCR)。GCR实际上相当于一个数据库，存储有关语音组呼的信息。它被视为一个新的网络节点，可以放在直接与MSC相连的PABX中，也可以放在MSC中，或者作为HLR的组成部分。

在空中接口方面，GSM-R在GSM的基础上增加了通知信道NCH，用来传送包含组呼信息和组呼信道信息。NCH的位置在BCCH的系统消息中广播。本文将从面状覆盖和线状覆盖两种覆盖方式的角度来介绍GSM-R工作原理。

2.1.1 带状覆盖

在铁路、公路、狭长的水面上这样的呈带状的地区，往往采用线状覆盖的方式。线状覆盖使用的蜂窝基本原理与面状覆盖类似，只是在小区频率组的分配和重叠区的问题上要单独考虑[13]。 1、频率复用

在线状覆盖中，一般以圆形小区为模型来进行分析和设计。在铁路和公路的覆盖中，移动台往往处于高速移动状态，信号的场强变化复杂，很难确定相邻小区的覆盖边界，通常从场强的平均变化这一意义上来理解覆盖区域。

如图2-2所示沿着覆盖区域的分布按照n个小区为一组的间隔可以进行频率复用，n 的取值要考虑到频率利用率、同频干扰和建网成本，一般可以取2 、3 、4 。

ds3R-2ad1=(2n-1)R-naR1a23...nn+1 图2-2 带状网的信干比示意图

在图2-2中，假设小区半径为R，相邻小区的交叉宽度为a，第n+1区与第一区为同频道小区。显然，在移动台处于覆盖区边缘时，同频干扰最为严重。路径损耗指数为4，采用两小区、三小区、n小区的频率复用方案得到的移动台接收C/I值分别为：

CRdB( )? 两小区复用 ??40log (2-1)

I3R?2aCR(dB) (2-2) ? 三小区复用 ??40logI5R?3a

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CRdB( ) (2-3) ? n小区复用 ??40logI(2n?1R)?na因此，可以根据式2-3和CI的设计要求，求出重叠区的宽度a。同时可以看出：对信干比要求高的系统，小区数多，因而频率组多，基站数也增加。 2、平衡设计

线性覆盖在线性区域的两侧应该是对称的，在高速移动的环境中要尽量使小区的数目最小，中继效率最大，每个小区的信道都可以为两个方向的用户服务，这就要求较高的基站发射功率。但是基站的高发射功率可能会造成上下行链路的不平衡，结果上行链路会因为噪声太大而无法使用。平衡的设计保证上下行链路具有同等的强度，使得任意小区的双向用户都有较好的接收质量。

平衡设计的关键是要在四面建立天线群系统。两个发射天线和两个接收天线分别指向道路两边，下行链路的信号从小区沿着道路向两个方向辐射。两个接收天线按同样的方式朝向两个方向。每个天线与一个多路耦合器连接，多路耦合器由预选滤波器、放大器和分离器组成。两个接收机的多路耦合器连接一个接入信道和所有的话音信道。 3、小区分层

根据覆盖地区的人口密度和移动台移动速度的要求，可以按照覆盖范围的大小将小

区分为以下四种类型： ? 扩展小区：半径35km~120km ，主要由于沿海地区海域的覆盖；

? 宏小区：半径1km~35km，用于高速公路和人口较稠密的地区。要求具有高的抗干

扰灵敏度和安全的频率复用模型；

? 微小区：半径0.1km~1km ，用于城市繁华地段。要求用高的干扰隔离度，使用少

量频率就可以实现密集频率复用；

? 微微小区：半径小于0.1km，用于室内环境，如商场、会议中心、办公楼等。 根据小区的大小不同，天线假设的高度也不一样。一般来讲，宏小区的天线架设在建筑物的顶部，微小区的天线地域建筑物，微微小区的天线一般安装在室内。 在进行实际的覆盖设计时，可以根据实际的地形环境和业务密度将集中小区结合使用。这里介绍分层小区的覆盖。分层小区主要用于高速公路和城市主干道覆盖，它解决了用户的切换和大业务密度之间的矛盾。两层中的上层采用伞状宏小区，主要负责快速移动用户，避免频繁的越区切换，它还可以填补微小区覆盖的盲区。下层是微小区覆盖，主要负责步行移动用户，另外当发生堵车这样的业务密度突然增大的情况，也可以由宏小区覆盖转换为微小区覆盖。这样就可以在上下层间进行切换，满足不同用户的需求。

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2.1.2 面状覆盖

当服务区不呈条状而是一个宽广的平面时，称为面状服务区。在平面区域内划分小区，通常组成蜂窝式的网络，这将比带状网络复杂得多。 1、小区形状

在移动通信中，如果使用全向天线，人们很容易联想到应该采用圆形的小区，但是从电磁波传播的角度考虑，圆形并不是最理想的形状。如图2-3所示，使用圆形的面状覆盖存在许多重叠区域和无覆盖区域。为确保无盲区的完全覆盖，通常使用多边形的小区。

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图2-3 圆形小区的覆盖

我们可以用数学方法证明，要用正多边形无空隙、无重叠地覆盖一个区域，可取的只有正六边形、正三角形和正方形。而面状覆盖的服务区中，通常采用正六边形的小区形状。六边形比正方形和正三角形在半径相同的情况下，覆盖面积要多30%~100%，如图2-4所示。因此采用六边形的设计需要较少的小区，较少的发射基站。同样，六边形覆盖的系统费用也要低于正方形和正三角形[13]。

需要指出的是，正六边形的小区形状只具有理论分析和设计上的意义，在实际工程中，小区的形状取决于电波传播的条件和天线的方向性。

RRR

图2-4 多边形小区

2、频率复用

在蜂窝系统中，系统会给每一个小区的基站分配一组信道，只要相隔距离足够远，相同的信道可以在另一个小区重复使用，这就是频率复用的思想。我们把由若干个使用全部频率的小区组成的集合称为一个簇，把不同簇中使用相同频率的小区称为同频小区，任意两个同频小区之间的距离称为同频复用距离。为了避免同频小区之间的干扰，

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必须选定一个合适的同频复用距离[4]。

构成一个簇必须满足：簇的区域能彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积；相邻簇间同频小区的距离相等且为最大。设一个簇中的小区数为N,满足以上条件的N的取值是有限的，可以通过式2-4确定N的值。

N?i2?ij?j2 (2-4)

式2-4中，i、j为非零正整数。这一公式提供了寻找最近的同频小区的方法：沿某一小区的任意一条六边形链移动个小区后，逆时针旋转60度后再移动个小区，此时到达的小区即为同频小区。

为了更好的表达频率复用率与系统容量之间的关系，我们引用D与R的比值来作为衡量系统容量的一个重要参数，这一比值称为同频复用比，用Q来表示：

DQ??3N (2-5)

R可见，Q的值只与簇的大小有关，Q的值越小，系统容量越大；但是Q值大可以提高传播质量，因为同频干扰小。在实际的蜂窝系统设计中，要恰当的选择Q值，在容量和干扰之间进行折衷。目前常用的蜂窝网簇的结构有N=12、9、7、4 和 3。 3、话务量和呼损率

在通信系统中，信道的资源是有限的，而用户的数量是不断增长的，用户在系统中占用资源的时间和频率都是随机的。要想衡量资源的使用率，只能采取统计的方法来表达这个随机的系统。蜂窝系统采用中继的概念，在中继的无线通信系统中，每个用户只有在呼叫时才分配给一个信道，一旦通话结束，原先占用的信道就立即释放，可以再被其他用户使用。

在中继系统中用话务量强度来表达资源的占用率，这个概念是丹麦的数学家爱尔兰（Erlang）提出的，因此使用他的名字来作为话务量强度的单位。话务量强度定义为在一定时间内信道完全被占用的时间（或平均通话时间）与这段时间的比值，即信道的时间利用率，通常用A来表示。例如一个信道在一小时内平均通话时间为3分钟，它的话务量强度为3/60=0.05Erlang。话务量强度是一个无量纲的值，可以用来表征单个或多个信道的时间利用率。

系统中每个用户的话务量强度可以用呼叫次数?（?u

Au??uH (2-6)

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对于系统中总的用户数为U时，系统中总的话务量A可以用式2-7表示。 A?UAu (2-7)

如果系统中的信道数为C，则平均每个信道的话务量强度用式2-8表示。 A?UAuC (2-8) 由于系统拥塞导致呼叫无法完成的概率，或是呼叫的延迟时间大于排队时间的概率叫做呼损率。总的话务量与完成话务量之差即为损失话务量。由此我们可以得到呼损率的计算公式：

B?A?Au???u? (2-9) A?由此可见，呼损率越小，成功呼叫的概率越大，用户就越满意因此呼损率也是衡量系统质量的主要指标。例如，某系统的服务等级为3%，那就说明该系统内的用户每呼叫100次，其中用三次未被接通。 4、信道分配策略

蜂窝系统的信道分配分为两个步骤：首先要将所有的频率资源分组，其次以动态的或固定的方法为用户分配信道。信道分配应遵循以下几个原则：

? 确定载频的中心频率、信道间隔、收发双工间隔等参数值。如R-GSM（铁路GSM）

系统，工作的频段为876MHz~915MHz/921MHz~960MHz，信道间隔为200KHz，双工间隔为45MHz。

? 确定频率之间互调干扰最小的分组方法。

? 考虑天线类型，基站发射功率，服务质量等因素，在尽量减小同频干扰的前提下确

定分组的组数。

? 在同一组中，不能采用连续的频率，减小邻道干扰。 ? 相邻的信道不分配给相邻的小区或扇区。 ? 频率的规划要结合蜂窝网容量和规模的后续发展。

在对频率资源进行分组后，可以采用两种方式为蜂窝小区分配信道组：固定信道分配和动态信道分配。在固定信道分配方案中，每个小区分给一组信道，该小区的用户只能使用这一组信道，如果出现信道全部被占用情况，新的呼叫就会被拒绝，只有存在空闲信道时，才能再发起呼叫。这种方式的优点是管理和控制过程容易，缺点是系统的资源不能得到有效利用，尤其是当用户数量突然增加时，系统的呼损率较大。

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另一种方法是动态信道分配。这种方法不是固定小区所使用的信道，而是多个小区可以使用相同的信道，每个小区的信道数时不固定的。当业务量大时，分配给该小区的信道数就多，业务量减小时还可以再把这些信道分配给其他小区使用。在这种方式中，信道都由MSC（移动交换中心）来管理和执行分配。这种方法的优点是有效的利用了资源，降低了呼损率，但是由于在动态分配的过程中要监视信道的使用情况，检查所分配的信道是否满足干扰的要求，需要收集和处理大量的数据，因此控制复杂，成本较高。但是与固定信道的分配方式相比，信道利用率可以提高20%?50%。 5、提高系统容量的方法

随着用户数量的增长，需要不断地提高蜂窝系统的容量。实际中常使用的提高蜂窝

系统容量的方法有小区分裂和划分扇区。小区分裂根据用户密度的变化，在现有小区的基础上划分更小的小区来提高频率复用率。划分扇区利用天线的方向性来控制干扰，从而提高系统容量。 下面我们重点介绍一下小区分裂的原理[13]。

小区分裂是将业务量增大的小区分成更小的小区，分裂后的每个小区都有自己的基站，基站的天线高度要相应降低，发射机功率也要减小。小区分裂通过增加基站数量，使得单位覆盖面积内的信道数增加，从而提高频率复用率，增大系统容量。在图中用同心圆表示原基站，用小黑点表示分裂后新小区的基站。原基站1的周围新增加了2-7 六个新基站，每个新基站位于两个原基站之间。同频基站之间的距离稍大于一个原小区的直径。每次小区分裂均保持相同的几何关系。

如图2-5所示 ，如果采用分裂后的小区半径为原小区半径一般的分裂方案，则分裂后小区的面积为原小区面积的四分之一。这种分裂方法可以使小区的容量增加到原容量的4 倍。假如在此基础上分裂K次，那么原区中可容纳的业务量增加为

Tn?4KT0 (2-10)

式中，T0为分裂前原小区业务量。

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4523376215467 图2-5 小区分裂

可以发现在小区分裂的初期，两种不同直径的小区共存。为了避免同频干扰，同频复用比必须有一个最小值。对于图2-5的情况，半径小的小区的Q（同频复用比）与半径大的小区的Q相同。在两种小区中发射功率也要发生变化，既要防止半径不同的同频小区之间的同频干扰，也不能只降低大区的发射功率而造成盲区的出现。因此原小区的信道必须分为两组，一组适应半径小的小区的复用要求，一组适应大的小区的复用要求。在分裂的初期，小半径小区的信道数分配的少一些，随着用户数量的增长，分裂不断进行，这时小半径小区的信道数就会增加。实际中常采用天线下倾的方式来减小水平方向的覆盖范围，构成分裂后小区的覆盖。 6、干扰限制和防护

干扰是制约蜂窝系统容量的一个重要因素。话音信道上的干扰会造成串话，或者用户听到很大的背景噪声；信令信道上的干扰则会导致误码率的升高，使呼叫遗漏或阻塞。蜂窝系统中的干扰主要由两种类型：同频干扰和邻道干扰。针对这两种类型的干扰，在蜂窝系统中采取了调节天线覆盖方式，发射功率，合理分配频率的方法来对干扰进行防护。

1)同频干扰

同频干扰是由于采用了频率复用，在同频小区之间产生的干扰。同频干扰不能简单的通过增大发射机的功率来克服，因为这样会导致相邻小区之间的干扰。同频干扰又有两种形式，前向链路的干扰和反向链路的干扰。我们用同频干扰信噪比C/I来衡量接受机的接收质量。

设同频干扰的小区数为i0，那么前向链路移动台的接收信噪比就可以表示为：

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C?IS?Ii?1i0 (2-11)

i其中，C是移动台接收到的基站载波信号的功率，Ii是第i个同频小区的基站信号对移动台的干扰功率。我们试图在C/I和同频复用距离之间建立起联系，来对小区的覆盖进行规划。考虑到电磁波在无线信道中的传输功率随着传输距离的增大而衰减，用下式来估算距离发射天线d处的接收点接收到的平均信号功率： Pr?P0(d?n) (2-12) d0式中Pr是接收功率，P0是距发射天线d0处的参考点的功率，n是路径衰减指数。由式2-12可建立起同频基站的干扰功率与同频复用距离的关系。因此，假设每个同频基站的发射功率相等，路径衰减指数也相同，则移动台的接收信噪比可以近似的表示为：

C ?IR?n??D?ii?1i0 (2-13)

?n在实际设计中由于移动台在小区中位置的变化，基站位置偏差，传播环境的起伏，小区形状的扭曲，实际得到的C/I值要比理论计算的结果差，因此要以最差的C/I为依据进行系统设计。以上的讨论仅基于基站使用全向天线的情况，当使用定向天线时，同频干扰的小区数会减少，计算C/I是要充分考虑i0的取值和基站的位置。

解决同频干扰可以采取以下几种措施：

? 定向天线覆盖。使用定向天线可以减少同频干扰的小区数i0，从而提高

接收信噪比，减小同频干扰。 ? 优化同频复用距离和频率分配方案。根据传播环境和业务量的变化情况，调整同频

复用距离和频率分配方案，以适应不同的C/I。

? 天线高度和倾角的调整。调整天线高度和倾角可以改变小区的覆盖范围和小区形

状，减小同频干扰。 2)邻道干扰

由与所使用频率相邻的频率产生的信号干扰称为邻道干扰。邻道干扰的产生主要是因为接收滤波器的阻带衰减不够陡峭引起了相邻频带信号的泄漏。只有当两个相邻频率

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的接收机距离很近，干扰信号的强度超过了接收机灵敏度时，邻道干扰才会对接收机的正常工作造成影响。这种移动台被临近频率的发射机俘获的现象成为远近效应。

邻道干扰可以通过提高滤波器的精度和合理的信道分配而减到最小程度。通常用接收机的邻道选择性来表示抗邻道干扰的能力，它主要由接收中频滤波器的阻带衰减特性决定。因为每个小区只是分给所有可用信道中的一部分，因此在可以通过避免在相邻小区之间分配连续的频率，同时使相邻小区之间的频率间隔最大来减小邻道干扰。

2.2 GSM-R的网络结构及功能

GSM-R陆地移动网络是由一个管理者或专门的机构组织建立并执行操作的，它的目的是为铁路提供陆地移动通信的各种业务。GSM-R陆地网络可以看作是某个固定网络的扩展，如ISDN；或者是一个采用统一编号方案的MSC的集合。MSC作为陆地移动网络和固定网络的接入单元。

一个GSM-R陆地移动系统由若干个功能实体组成，这些功能实体所实现的功能的集合就是网络能够提供给用户的所有基本业务和补充业务，以及对于用户数据和移动性的操作和管理。GSM-R陆地移动网络由三个子系统组成，其基本结构如图2-6所示。

PSTN 、ISDN、PSDN信令系统No.7 SS7HLR-AUCGMSCGCRVLREIRMSCVLRA接口BSS基站子系统TRAUAter接口BSCAbis接口MSUm接口BTSBTSOMC-ROMC-SOMN接口OSS操作维护子系统

图2-6 GSM-R网络结构

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移动台是接入GSM-R网络的用户设备，包括移动终端（ME）和终端设备（TE），或通过终端适配器与ME连接的TE。移动台除了具有通过无线接口（Um）接入到 GSM-R系统的一般处理功能外，还为移动用户提供了人机接口。

基站子系统（BSS）由一个基站控制器（BSC）和若干个基站收发信机（BTS）组成，BTS主要负责与一定覆盖区域内的移动台（MS）进行通信，并对空中接口进行管理。BSC用来管理BTS与MSC之间的信息流。BTS与BSC之间通过Abis接口通信。BSS中还可能存在编码速率适配单元（TRAU），它实现了GSM-R编码速率向标准的 PSTN或ISDN速率的转换。TRAU与BSC通过Ater接口连接。

网络子系统（NSS）建立在移动交换中心（MSC）上，负责端到端的呼叫、用户数据管理、移动性管理和与固定网络的连接。NSS通过A接口连接BSS，与固定网络的接口决定于互联网络的类型。

操作和维护子系统（OSS）是相对独立的子系统，为GSM-R网络提供管理和维护功能。它的具体功能由操作维护中心（OMC）来完成，其中OMC-R负责管理BSS，OMC-S负责管理NSS。OSS主要提供移动用户管理、移动设备管理、网络操作和控制三类功能。

任何GSM-R陆地移动通信网络都必须与固定网络连接，一同完成移动用户与移动用户之间、移动用户与固定用户之间的通信。组成GSM-R网络的各个子系统之间、BSS与移动台之间、与固定网络之间的互连都提供了标准的接口。网络中的不同设备可以通过标准的接口来实现移动业务的本地和国际互连。GSM-R网络的信令系统采用NO.7信令网传送呼叫控制信息和其他信令信息。铁路网与公网的主要区别在于由铁路网特殊需求引起的网络结构和规划上的区别。

GSM-R网络为支持基本业务提供以下功能： ? 呼叫处理 ? 用户身份的鉴权 ? 紧急呼叫

? 语音组呼和语音广播 ? 短消息业务 ? 信令信息的加密

除此之外，GSM-R网络还为支持各种补充业务提供了相应的功能。为支持蜂窝系统的操作提供以下功能： ? 位置登记

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? 切换 ? 呼叫重新建立

GSM-R网络还具有网络管理功能和一些附加功能，如呼叫处理的排队、安全功能、不连续发送和接收（DTX/DTR）等。与GSM网追求最大用户系统容量不同，GSM-R系统更侧重于系统的有效性，这是铁路特殊的需求，因此GSM-R在网络覆盖上有更多的重叠，网络设施也采用冗余备份。可选择将GSM系统的MSC、VLR、EIR、GCR、SSP、HLR、AUC置于一个网元中，且随着网络的增长而分散到多个网元中，这样可以形成一个经济、便于维护的网络结构。

2.2.1 BSS结构和功能

BSS是GSM-R系统网络中最基本的组成部分。它有两种基本组成设备，分别是基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC）。一台BSC可以管理多达几十个BTS。此外，还有一种可选择设备——速率适配单元（TRAU）。BSS的总体结构如图 2-7 所示。

NSSA接口TUARBTSAter接口公共电话网AbisBSC接口室外BTSMSOMC-ROMN接口室内BTSBSS图2-7 BSS网络结构

GSM-R系统的网络子系统（NSS）提供了处理建立、维持和清除呼叫的所有信令协议的功能，以及为移动环境下通信提供的特定功能。NSS提供的主要功能如下： ? 为用户移动特征提供的特定功能，如寻呼 ? 呼叫过程中对无线资源的管理 ? 管理与BSS之间的信令协议 ? 位置登记，即VLR之间的互连 ? 切换过程

? 查询HLR获得MS的漫游号码

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? 与其他的移动功能实体交换信令信息

? 管理语音组呼、语音广播、增强多优先级与强拆的呼叫建立 ? 用户的鉴权

从功能上看，BSS通过无线接口直接与移动台相连，负责无线发送接收和无线资源管理；通过A接口与NSS相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网用户之间的通信连接，并且传送系统信令和用户信息等。

2.2.2 NSS结构和功能

GSM-R系统的网络子系统（NSS）提供了处理建立、维持和清除呼叫的所有信令协议的功能，以及为移动环境下通信提供的特定功能。NSS提供的主要功能如下： ? 为用户移动特征提供的特定功能，如寻呼 ? 呼叫过程中对无线资源的管理 ? 管理与BSS之间的信令协议 ? 位置登记，即VLR之间的互连 ? 切换过程

? 查询HLR获得MS的漫游号码 ? 与其他的移动功能实体交换信令信息

? 管理语音组呼、语音广播、增强多优先级与强拆的呼叫建立 ? 用户的鉴权

基本的NSS由六个功能实体组成，分别是：移动交换中心（MSC），归属位置寄存器（HLR），拜访位置寄存器（VLR），设备识别寄存器（EIR）和互连功能单元（IWF）。如图2-8所示。NSS中还可以有实现语音组呼和语音广播的实体（GCR），用于短消息业务的短消息服务中心（SMS-SC）和统计服务器，这些功能实体可以根据具体的需要进行选择。

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AUCVLRGCRMSC其他GSM-R PSTNISDNIWF统计服务器SMS-SCBSSGCRBSSVLRHLRGMSC其他GSM-R PSTNISDNIWF统计服务器EIR 图2-8 NSS网络结构

2.2.3 OSS结构和功能

OSS可以分为两部分：对应BSS的操作与维护中心（OMC-R）和对应NSS的操作与维护中心（OMC-S）。OMC-R与BSC的连接有两种途径：一种是直接通过X.25数据网络与BSC相连；另一种是BSC先与TRAU相连，然后通过MSC再与OMC-R连接。OMC-S通过OMN接口与MSC相连。

OSS是操作人员与系统设备之间的中介，它实现了系统的集中操作与维护，完成了包括移动用户管理、移动设备管理及网络操作维护等功能。它的一侧与设备相连（不包括BTS，对BTS的操作维护是经过BSC进行管理），另一侧是作为人机接口的计算机工作站。这些专门用于操作维护的设备被称为操作维护中心OMC。系统的每个组成部分都可以通过特有的网络连接至OMC，从而实现集中维护。

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3 GSM-R在青藏线中的应用

3.1 青藏线GSM-R系统介绍

青藏线北起青海省格尔木市，基本沿青藏公路南行，途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内后，经安多、那曲、当雄至西藏自治区首府拉萨市，全长约1142km。全线远近期设格尔木、望昆、五道梁、沱沱河、安多、那曲、当雄、羊八井、拉萨等34个车站。

青藏铁路建设是中国西部开发的标志性工程，是目前世界上海拔最高、线路最长、穿越冻土里程最长的高原铁路。青藏铁路穿越海拔4000米以上地段960公里，最高点为海拔5072米的唐古拉山垭口，平均海拔4500米，穿越多年冻土地带550多公里。为了将青藏线建设成为世界上一流的铁路，铁道部决定目前唯一能够承载列车控制信息的GSM-R系统，实现对列车的有效控制，从而提高铁路运输效率，降低运营成本。

建立青藏铁路综合数字移动信息平台不仅体现出明显的经济效益，而且会减少维护工作量，提高全线的运输指挥能力。根据青藏铁路的实际情况，结合当前通信信号技术的发展状态和今后的发展趋势，青藏铁路的通信信号应该实现一体化。其接近连续式无线机车信号的传输方式应采用由GSM-R网络所提供的数据传输通道。GSM-R作为信息的传输网络，负责在车站子系统和车载子系统之间双向传输无线机车信号信息和列车的位置，以及速度信息等确保车站两边3公里范围内的数据通信和全线的语音通信。

3.1.1 GSM-R设计的主要原则及标准

在这样的高原环境下青藏铁路的建设对GSM-R提出了以下技术指标要求[14] (以下各项指标的适用范围均为车站两边3km的范围之内)： ? 时速120Km/h下的无缝通信 ? 载干比 (C/I)至少12dB ? 95％的时间和地点覆盖率 ? 信号强度大于-92dBm

? 根据所使用的业务，传输通道和网络设备必须有很高的可用性 ? 桥内，隧道内的良好覆盖 ? 车站和编组站场内的良好覆盖 ? 呼叫建立时间 <6s(95%) ? 呼叫建立失败的概率<0.01

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? 呼损概率<0.01/h

? 数据传输端到端时延<500ms ? 传输干扰误码率：0.01/h

GSM-R无线网络规划，覆盖级别被定义为车顶天线处的场强值(通常离轨道的高度为4米)，假定全向天线的增益为0dB，在覆盖区域内，以一定的时间概率和地点概率满足覆盖要求。根据青藏线列控系统对GSM-R系统的需求，GSM-R系统的网络应按ETCS 2级标准设计[8]。青藏线服务质量指标的要求见表3-1。

表3-1 青藏线服务质量指标

项目

定义

指标 8.5s(95%)

15s(100%)

连接建立时间 从连接建立的请求到连接成功建立标志之间的时间

连接建立的失败不成功的连接建立尝试次数占所有连接建立的请求

1%(最大时延10s)

比例 的比例 用户数据块的传从承载数据发送请求发出到数据成功接收标志之间送时延 的时间 连接中断比例 传输干扰率

在累计时间内发生的连接释放次数

传输干扰的次数

500ms 100小时内<1次 100小时内<1次

3.1.2 GSM-R传输网络

如图3-1所示，青藏铁路GSM-R网采用光网络作为传输平台，确保高可靠大容量的传输。GSM-R网络本身不建设自己的骨干传输系统，拉萨和格尔木的交换机子系统之间采用光纤骨干网传输的方式(STM-4骨干环)。为了确保两个MSC之间的冗余通道，要求骨干传输网冗余设计，建立迂回备用通道。STM-1基站环用于连接所有基站，青藏铁路全线设拉萨、那曲、沱沱河、格尔木等4个STM-1基站环。GSM-R网络内部的所有固定终端，例如车站固定台等，都可以采用统一的本地接入系统，连接到拉萨和格尔木的MSC以便于统一管理与维护。

青藏GSM-R工程核心网在西宁移动交换中心设移动交换机、业务控制点和GPRS设备。拉萨移动交换中心设移动交换机和GPRS设备。格尔木通信站和拉萨移动交换中心各设两台基站控制器。网管设备在各移动交换中心均有设置。

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CRTC交换机格尔木拉萨MSC服务器CRTC交换机E1拉萨MSC服务器格尔木STM4骨干环那曲沱沱河ONU沱沱河STM1基站环ONUONUONUONUONU格尔木STM1基站环ONUONUOTLC（光纤终端）ONU（光网络单元）ADM（SDH）拉萨STMI基站环ONUPBXONUONUONU那曲STM1基站环ONUONUONUONU

图3-1 青藏线GSM-R传输网络

3.1.3 GSM-R基站的设置

由于在车站两边3~5公里范围内，GSM-R无线通信系统必须提供接近连续式无线机车信号的数据承载业务，因此从网络可靠性角度考虑，青藏线采用高可靠性的交换平台和双倍冗余的BSC/TCU配置，并在沿线30个车站使用双备份基站进行覆盖。BTS之间为环形连接(传输系统可利用SDH的白愈环保护功能)，可靠性指标可达到99.95%以上。在其它铁路沿线地区，GSM-R系统只用于话音和普通数据业务，不提供无线机车信号的数据承载业务，因此采用单基站环形覆盖结构。 1、车站基站

要达到接近连续式无线机车信号在车站两侧3km范围内的要求，尽量避免出现越区切换。因此，针对GSM-R基站采用所谓的椭圆形覆盖。即每个基站使用两根定向天线，两个不同的方向分别使用一根天线。与公众GSM网络不同，两根天线通过一个功率分配器合成起来，然后连接到基站内相同的收发信机，从而形成椭圆形覆盖。与一个基站采用两个小区(两个扇区)的解决方案比较，椭圆形覆盖概念将沿铁路线越区切换的次数减少一半。

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2、区间基站

由于铁路沿线话务量较低，但对速度的要求较高，因此铁路沿线的BTS站设置双套基站设备，沿铁路方向呈椭圆型覆盖。为了满足列控需要，采用全冗余方式的覆盖。这种基站既能满足线型覆盖，又能减少越区切换次数，非常适用于铁路沿线。根据规范要求，GSM-R覆盖效果应达到室外95％(-98dBm)，按此规范要求，经工程计算，沿线基站(1800MHZ) 的平均站间距按10公里进行设计。这样的网络结构能够保证当任何和一个基站或基站控制器发生故障时，青藏铁路全线仍有GSM-R网络覆盖。

3.1.4 越区切换

当列车停在相邻基站的边界处时，由于无线信号衰落的变化，在两个相邻基站间会发生多次切换，即所谓的 “乒乓”效应。为避免这种情况的发生，如果不考虑智能切换的概念，切换区域应该远离车站等列车经常停靠的地方或是无线信号衰落极为严重的地区。根据这一设计需求，将重要基站设置在这些地区附近，以确保这些地区有良好的覆盖，而且使切换区域远离车站及其两边3km范围 (考虑接近连续式无线机车信号)。列车停靠点、编组作业场地等等。这种设计使得在这些区域只出现一个强信号的蜂窝小区，切换只能发生在正常情况下不停车的区间。

想邻基站的覆盖重叠需要有足够的长度，才能确保列车最大速度运行条件下安全越区切换。两个小区在重叠区内的电平应大于所要求的最小接收电平-92dBm(隧道内为-70 dBm)。通过分别对机车台、手持台进行链路运算后得到最差路径损耗为128.3dB。自由空间传播条件下，覆盖重叠长度在50m范围内(正常情况下大约210m)，可以满足最高速度120km/h系统的安全越区切换。这样，允许第一次切换失败后(很少发生)，有足够的时间尝试再次切换。

3.2 GSM-R在青藏铁路上的的应用及设计 3.2.1 调度通信

列车调度通信是重要的铁路行车通信系统，负责列车的位置和运行方向，其主要用户有：

? 列调：调度员、车站值班员、助理值班员、机车司机、运转车长、机务调度、巡道

人员、道口等

? 货调：货运调度员、中间站货运室值班员、货运员 、其他人员

? 电调：调度员、变电所值班员、车站值班员、接触网工区值班员、开闭所值班员等

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? 站场：站场集中电话、驼峰调车电话、平面调车电话、货运电话、列检电话、车号

电话、商检电话等 1、调度通信的实现

利用GSM-R进行调度通信系统组网，既可以完全利用无线方式，也可以同有线方式结合起来，共同完成调度通信任务。事实上，在铁路上的有线通信已经比较完善，因此完全可以利用现有的有线资源，构成GSM-R＋FAS（即固定用户接入交换机）的无线/有线混合网络。这种混合网络的系统主要由NSS（包括MSC、HLR、AUC、VLR、GCR等）、BSS（包括BSC、BTS）、OSS、固定用户接入交换机（Fixed Access Switching，简称FAS）、调度台、车站台、机车综合通信设备、作业手持台OPH（Operational Purpose Handset)及其他固定终端等构成。系统构成及组网方式如图3-2所示，其接口及信令在图中都已标明[11]。

图3-2 GSM-R调度通信系统构成及组网方式示意图

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铁路沿线采用无线覆盖，机车上采用无线终端，即机车综合通信设备，而车站台和调度台都是有线终端。采用有线/无线组网方式。其中车站台和调度台通过FAS连接到GSM-R的MSC上，从而实现有线和无线用户的通信。 2、系统构成

系统主要由SSS（包括MSC、HLR、AUC、VLR、GCR等）、BSS（包括BSC、BTS）、OSS、FAS、调度台、车站台、CIR、OPH及其他固定终端等构成。

各MSC之间通过E1接口相连接，接口采用No.7信令； 部、局FAS通过Fa接口接入邻近的MSC；车站FAS不直接与MSC相连接；部、局FAS之间通过Fa接口连接；路局FAS与车站FAS之间通过Fb接口连接。

调度台和车站台通过Ua接口接入FAS；其他固定终端通过Ub接口接入FAS。 CIR和OPH内部设置有GSM-R信道机模块，通过空中Um接口接入GSM-R网络。 Fa接口：ISDN基群速率接口(30B+D)，DSS1信令。

Fb接口：ISDN基群速率接口(30B+D)，DSS1信令；或基群速率E1，内部信令。 Ua接口：ISDN基本速率接口(2B+D)，DSS1信令；或基群速率E1，内部信令。 Ub接口：选用Z接口、音频2/4线接口、64kbit/s同向接口、录音接口等。 3、调度通信组呼区域划分

GSM-R组呼区域原则上可以分为四种划分类型： ? 以调度辖区作为GSM-R组呼区域

? 以相邻三个车站及其两区间作为GSM-R组呼区域 ? 以相邻的三个小区作为GSM-R组呼区域 ? 以车站基站区作为GSM-R组呼区域

为保证车站基站区的GSM-R组呼区域，在小区设计时，必须保证车站基站区在车站两边覆盖至少各2km。可包括车站基站区范围内的微蜂窝。 4、通信过程 1）个别呼叫

? 移动终端按MSISDN号码呼叫移动终端

移动终端以被叫移动终端的MSISDN号码发起呼叫；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；通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 ? 移动终端按功能寻址呼叫移动终端

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移动终端以功能号码发起对移动终端的个别呼叫；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； 通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 ? 移动终端按ISDN号码寻址呼叫固定终端

移动终端以被叫固定终端的ISDN号码发起呼叫；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；FAS根据ISDN号码呼叫固定终端，双方建立通信；通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 ? 移动终端按位置寻址呼叫固定终端

移动终端以短号码发起对固定终端的呼叫；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；由FAS根据ISDN号码呼叫固定终端，双方建立通话；通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。

? 固定终端按MSISDN号码呼叫移动终端

固定终端以MSISDN号码对移动终端发起呼叫；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；GSM-R网络根据MSISDN号码呼叫移动终端，双方建立通信；通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 ? 固定终端按功能寻址呼叫移动终端

固定终端以功能号码发起对移动终端的个别呼叫；FAS收到呼叫，进行号码分析，判断是移动终端功能号码，会把呼叫路由到GSM-R网络；GSM-R网络将移动终端功能号转换为被叫移动终端的MSISDN，并以MSISDN呼叫移动终端，双方建立通信；通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 ? 固定终端呼叫固定终端

固定终端以被叫固定终端ISDN号码发起呼叫；FAS收到呼叫后，根据ISDN号码呼叫被叫固定终端，双方建立通信；通话完毕，任意一方挂机，呼叫拆除。 2）组呼

? 移动终端发起组呼

移动终端以GSM-R组ID向GSM-R网络发起组呼；GSM-R网络根据主叫移动终端所在小区选择相应的GSM-R组呼区域，按GSM-R组ID向属于该组的移动终端发起GSM-R组呼，使处于组呼区域内的移动终端进入GSM-R组呼状态；当只有一个固定终端为调度身份的组成员时，应在GCR中预定义该固定终端的ISDN号码作为调度身份的组成员，

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由MSC完成组呼；当有两个或两个以上的固定终端为调度身份的组成员时，应在GCR中预定义虚拟用户号码作为调度身份的组成员[7]。MSC把呼叫路由到FAS，并把虚拟用户号码作为被叫号码，把呼叫类型、组呼区域、组呼ID号作为主叫号码发送到FAS。FAS根据虚拟用户号码组织有线组呼，呼叫预定义的各固定终端进入有线组呼状态，并把呼叫类型、组呼区域号、组呼ID号作为主叫号码发送到固定终端；具有调度身份的固定用户可进行全双工通话，无需PTT操作；移动终端越出GSM-R组呼区域时，如果该移动终端是发起者，则自动拆除GSM-R组呼；如果不是发起者，则自动退出GSM-R组呼；通话完毕，发起组呼的移动终端挂机，组呼拆除。或者在规定时间内组内无通话时，由系统自动拆除组呼。 ? 固定终端发起组呼

固定终端以组地址向FAS发起组呼；FAS收到组地址，进行号码分析；当只有该固定终端为调度身份的组成员时，应在GCR中预定义该固定终端的ISDN号码作为调度身份的组成员。FAS将呼叫路由到MSC，并以主叫的ISDN号码作为主叫号码，以组呼类型、组呼区域号、组呼ID号作为被叫号码发送给MSC，由MSC完成组呼；当有两个或两个以上的固定终端为调度身份的组成员时，由FAS组织有线组呼，呼叫预定义的各固定终端进入有线组呼状态，并把呼叫类型、组呼区域号、组呼ID号作为主叫号码发送到固定终端，以便固定终端显示正确的组呼呼入。如果该组呼成员中包含移动终端，FAS将呼叫路由到MSC，并以对应的虚拟用户号码作为主叫号码，以组呼类型、组呼区域号、组呼ID号作为被叫号码发送给MSC；MSC根据组地址向属于该组的移动终端发起GSM-R组呼，使处于组呼区域内的移动终端进入GSM-R组呼状态；具有调度身份的固定用户可进行全双工通话，无需PTT操作；移动终端越出GSM-R组呼区域时，则自动退出GSM-R组呼；通话完毕，发起组呼的固定终端挂机，组呼拆除。 3）GSM-R广播

发起方以GSM-R组地址发起GSM-R广播呼叫；预定义为广播小组成员的固定用户和处于组呼区域内被预定义为广播小组成员的移动终端接收到GSM-R广播通知后，进入接收GSM-R广播状态；移动终端越出组呼区域时自动退出接收GSM-R广播状态；广播完毕，发起广播的终端挂机，广播拆除。 4）铁路紧急呼叫

移动终端以铁路紧急呼叫组ID发起优先级为0级的铁路紧急呼叫；GSM-R网络判断本次呼叫为铁路紧急呼叫后，采用快速呼叫建立流程，完成紧急呼叫的主叫建立过程，并根据铁路紧急呼叫的组ID和GSM-R组呼区域发起到铁路紧急呼叫组成员的GSM-R组

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呼；处于GSM-R铁路紧急呼叫区域内的移动终端接收到铁路紧急呼叫，进入通话状态；如果该组成员预定义了固定终端，GSM-R网络将铁路紧急呼叫路由到当前调度区段的FAS，并将相应固定终端的ISDN号码和紧急呼叫优先级发送给FAS；FAS根据ISDN号码呼叫固定终端；具有调度身份的固定用户可进行全双工通话，无需PTT操作；移动终端越出GSM-R组呼区域时，如果该移动终端是发起者，则自动拆除GSM-R铁路紧急呼叫；如果不是发起者，则自动退出GSM-R铁路紧急呼叫；通话完毕，发起铁路紧急呼叫的终端挂机，紧急呼叫拆除。或者在规定时间内组内无通话时，由系统自动拆除铁路紧急呼叫；紧急呼叫拆除后，参与紧急呼叫的移动终端自动发起到AC（确认中心）的确认呼叫，呼叫信令中包含本次紧急呼叫的发起方身份、通话结束时间、通话时长、组呼优先级、拆线原因等信息；确认中心收到确认呼叫后，记录确认信息，并拆除本次确认呼叫，拆除信令中包含确认应答。 5）组呼异常情况的处理

组呼过程中，当调度台、车站台、2B+D链路发生异常时，由FAS交换机向MSC发送拆除组呼信令；组呼过程中，当30B＋D发生异常时，由MSC和FAS负责拆除组呼；组呼过程中，当FAS交换机发生异常时，由MSC负责拆除组呼；组呼过程中，当MSC交换机发生异常时，由FAS负责拆除组呼；组呼过程中，设置上行信道占用定时器，即用户占用上行链路超过规定时间后，由网络强制释放上行链路，用户如果还希望讲话，需重新抢占上行链路。从而保证非调度身份移动终端PTT按键异常时，系统可强制释放上行链路；在调度台和车站台上设置组呼强拆按键，通过向MSC发送DTMF“***”实现异常组呼强拆。或者由调度台、车站台设置组呼时长定时器，当组呼超时后，自动向MSC发送DTMF“***”实现组呼强拆。

3.2.2 功能寻址

在调度通信中最为重要的应该是功能寻址，它也是最常用的。功能寻址是指用户可以由它们当时所担当的功能角色，GSM-R系统从某个角度也可以看做是在一定数量的物理终端上运行的一系列应用和功能。每一个应用和功能利用了最基本的电信业务[2]。

功能寻址分为两个阶段：

? 初始化数据结构以允许进行功能寻址的过程（Follow Me过程）

? 呼叫过程使用这些数据结构对功能寻址进行处理（无条件呼叫前转过程）

FM是一个补充业务，它允许把用户的功能同激活该功能的移动台的MSISDN号码关联起来。为了处理Follow Me，将要执行下面的用户过程：

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? Follow Me注册——在功能号和MSISDN号间建立关联； ? Follow Me注销——删除先前建立的关联； ? Follow Me查询——查询用户签约文档。

那些发起过Follow Me注册的用户可以进行Follow Me注销操作，另外，其他的授权用户也可以执行强制注销。在第二种情况下，应该给注册了该功能的用户（MSISDN）发出通知，以便告知移动台其状态已经发生了改变，同时也触发移动台的相关操作。

所有的Follow Me过程都使用USSD（Unstructured Supplementary Service Data，无结构补充业务数据）补充业务，以便在网络上携带信息。所有的USSD请求信息都有一个USSD响应信息，其中可能包含了请求数据。

FM业务是由FMm和FMf功能联合提供的。这些功能位于两个不同的逻辑设备上（也可能位于不同的物理设备）：FMm位于HLR，FMf位于FFN（Follow Me功能节点）。

由Follow Me补充业务来管理的功能号类型包括列车功能号、维护业务功能号以及车号。

1、Follow Me注册

Follow Me注册过程在功能号和MSISDN号之间建立了临时的关联。用户要为其终端支持的每个功能进行注册。网络应该将注册的结果送回移动台。如果注册失败，结果中还应包含失败的原因。

如图3-3所示，移动台通过第3层信令向HLR发送USSD请求，HLR对该请求进行验证，然后继续向FFN发送请求。FFN的主体是一个大型的数据库，当其收到HLR发来的注册请求后，它添加一条包含功能号和MSISDN号对应关系的记录。

MSBSS1. USSD RequestA**214*SC*FN***#MSC/VLR2. USSD RequestA HLR3. USSD RequestBFFN用户数据 IMSI MSISDN用户数据功能号 MSISDN图3-3 FM注册过程示意图

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1）移动台里的过程

当触发注册时，每个移动台都要提供下面的数据： ? 过程类型标识（注册）；

? 用于Follow Me业务的业务代码（SC）； ? 功能号（FN）。

功能号（FN）的格式如下：

FN=RAC+RSN=RAC+FUNCTIONAL NUMBER TYPE+ROOT+BRANCH 其中，RAC为铁路接入码；RSN为铁路用户号码。

功能寻址接口规范中包含了特定串的结构。如果成功，上面的数据都会存储在SIM卡上。

2）MSC中的过程

信息无改变地通过MSC。 3）VLR中的过程 信息无改变地通过VLR。 4）HLR中的FMm过程

当触发注册过程时，HLR必须要求FFN为接收到的功能号激活呼叫前转。FMm功能(位于HLR中，并从移动台接收数据)要执行下面所列出的操作：

? 执行对签约数据和功能的校验，以验证移动台有资格请求该过程，另外，它也检查

消息中的分支部分；

? 负责获得相应承载业务（BS）的MSISDN，而来自IMSI的注册请求中的功能号指

示了这些承载业务；

? 构造从HLR发送到FFN的USSD请求消息。该消息将激活FMf（位于由RAC识

别的FFN中）。消息中将包含所有为激活呼叫前转所需的数据（如功能号和获得的MSISDN）；

? 等待FMf的响应消息（由FFN传送到HLR）。

FMm（HLR）将来自FMf（FFN）的响应消息中继到移动台。USSD串要么包含成功的结果代码，要么包含由于Follow Me错误导致的失败结果代码。

5）FFN中的FMf过程

位于FFN中的FMf功能获得功能号码（RAC、功能号码类型、root和branch），并将它作为用户号码来使用。FMf要确保当前没有任何在该号码上激活的呼叫前转。在校验了功能号后，FMf激活与该功能号相关的所有业务的呼叫前转。

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FMf（FFN）向FMm（HLR）返回接受请求或拒绝请求（仅当发生Follow Me错误时）的通知。该通知可以有选择地包含前转的号码。完成该通知要使用包含USSD串的USSD响应消息。USSD串由成功结果代码或由Follow Me错误而导致的失败结果代码组成。

2、Follow Me注销

Follow Me注销过程解除功能号和MSISDN号之间的关联，即解除对该功能号的呼叫前转激活。注销的结果是解除了功能号上的Follow Me业务的激活，其中前转号码即为MSISDN号码，它标识了不再激活该功能号所代表的功能的移动台。

可以使用下列两种方法将先前的注册操作注销：

? 用户或FM业务监督者使用适当的控制过程能够特定地注销先前的注册操作； ? 所有的信息都将随着补充业务的取消（管理处理）而消失。

FM的注销过程如图3-4所示。

MSBSS1. USSD RequestA*#214*SC*FN***#MSC/VLR2. USSD RequestA HLR3. USSD RequestBFFN用户数据 IMSI MSISDN用户数据功能号 MSISDN

图3-4 FM注销示意图

1）移动台中的过程

移动台触发注销时，要提供下列数据： ? 过程类型标识（注销）；

? 用于Follow Me业务的业务代码（SC）； ? 功能号（FN）；

? 监督指示符（用于强制注销）和要注销的MSISDN。 功能号应该为下面的格式：

FN=RAC+RSN=RAC+FUNCTIONAL NUMBER TYPE+ROOT+BRANCH 执行完成后，保存在SIM卡上的数据将相应地进行更新。

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2）MSC中的过程 信息无改变地通过MSC。 3）VLR中的过程 信息无改变地通过VLR。 4）HLR中的FMm过程

当触发注销过程时，HLR必须请求FFN去激活其收到的功能号的呼叫前转功能。 HLR应该执行下列由FMm功能（位于HLR中，并从移动台接收数据）执行的操作：

? 执行对签约数据和功能的校验，以验证移动台有资格请求该过程，另外，它也检查

消息中的分支部分；

? 负责获得相应承载业务（BS）的MSISDN，而来自IMSI的注册请求中的功能号指

示了这些承载业务；

? 构造从HLR发送到FFN的USSD请求消息。该消息将激活FMf（位于由RAC识

别的FFN中）。消息中将包含所有为解除呼叫前转所需的数据（如功能号和获得的MSISDN）；

? 等待FMf的响应消息（由FFN传送到HLR）。

FMm（HLR）将来自FMf（FFN）的USSD响应消息中继到移动台。USSD串要么包含成功的结果代码，要么包含由于Follow Me错误导致的失败结果代码。

5）FFN中的FMf过程

位于FFN中的FMf功能获得功能号码（RAC、功能号码类型、root和branch），并将它作为用户号码来使用。FMf要确保HLR收到的MSISDN正是在该功能号上激活的呼叫前转的前转号码。然后，FMf去激活与该功能号的呼叫前转。

FMf（FFN）向FMm（HLR）返回接受请求或拒绝请求（仅当发生Follow Me错误时）的通知。该通知可以有选择地包含前转的号码。完成该通知要使用包含USSD串的USSD响应消息。USSD串由成功结果代码或由于Follow Me错误而导致的失败结果代码组成。

3、Follow Me查询

FM查询过程使得移动用户可以获得有关GSM-R中存储的数据信息。HLR处理FM查询，并向移动台返回请求的信息。

如果Follow Me业务已经激活，查询过程的响应中包括了MSISDN号，即“前转号码”。

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移动台应该总是检查Follow Me查询的结果，看是否与保存在SIM卡上的功能号列表一致。如果需要，终端应该更新其功能号列表以保持与网络的同步。

FM的查询过程如同3-5所示:

MSBSS1. USSD RequestA##214*SC*FN***#MSC/VLR2. USSD RequestA HLR3. USSD RequestBFFN用户数据 IMSI MSISDN用户数据功能号 MSISDN

图3-5 FM查询示意图

4、Follow Me终端通知

在某些特定的情况下比如强制注销，一个授权用户可以改变另一个用户在FFN中的Follow Me注册。很显然，当提供了到FFN的接口时，操作员也能够进行上述操作。当上述情况发生时，用户终端中存储的功能号列表就不再与FFN中存储的功能号列表保持一致。

为了克服上述问题，以确保在网络和终端之间的Follow Me数据能够正确地保持同步，专门定义了一个向Follow Me终端进行通知的过程。网络中的FFN通过启动USSD消息进行通知。在收到通知后，移动台应该对通知的功能号执行一次FM查询。

FM的终端通知过程如同3-6所示：

MSBSS1. USSD NotifyAMSC/VLR2. USSD NotifyA 用户数据 IMSI MSISDNHLR3. USSD NotifyAFFN用户数据功能号 MSISDN图3-6 FM终端通知示意图

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6、应用及其解决方案

GSM-R系统网络主要由网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、管理子系统（OMS）及用户终端等构成。

1）网络交换子系统

因青藏铁路线大部分管辖干线起至西宁，故将GSM-R移动交换中心设置在西宁,主要包括DMS-MSC（移动交换机、）HLR(归属位置寄存器)、VLR（拜访位置寄存器）、AUC（鉴权中心）、GCR（组呼寄存器）、TRAU(码速变换器)、SCP(智能业务节点)等设备。由于全国性的GSM-R网络尚未建成，本系统预留与其他GSM-R网络互联的条件。西宁MSC与西宁本地铁通固定交换网设直达路由，互连互通。

为保证HLR数据安全，归属位置寄存器（HLR）宜集中设置。 2）GSM-R基站系统

基站系统提供必要的发送和控制功能，用于服务区域的电波覆盖。在西宁移动交换中心设置BSC（基站控制器）1套，用于控制GSM-R网络的所有基站。

在青藏铁路公司的各个分局设置BTS312室内型基站，对各站（场）、区间进行场强覆盖。在格尔木MSC处设置1套GSM-R无线网络管理子系统（OMC-R）,负责无线子系统设备的性能管理、故障管理及配置管理。在西宁局分别设置1套无线网络管理子系统操作终端，负责无线子系统设备的性能管理、故障管理；设置1套直放站管理子系统（OMC-T）、直放站远程维护终端，通过光近端机提取所有光纤直放站设备信息，负责管理主控单元、电源单元的性能、故障报警、业务量统计以及配置管理等。

3）传输系统

传输系统承载信号CTC系统和集中监测系统、GSM-R系统、牵引供电和电力远动系统、铁路信息化系统和车辆系统的相关业务，为其提供传输通道。

考虑到各种业务系统实施的非同步性，为了尽量避免二次施工对已开通系统业务的影响，及从对业务实现保护方面考虑，建设两个622Mbit/s传输系统。首先建立的622Mbit/s传输系统为先开通的GSM-R系统使用，再利用2芯光纤建设622Mbit/s传输系统为后期实施信号系统、电力远动等系统使用。

4）电源及配套

西宁移动交换中心设置48V/700A高频组合电源1套，650A·h蓄电池2组。沿线各基站（BTS、传输设备、光纤直放站）按照一定原则配置直流电源设备和阀控铅酸蓄电池组。在全线基站、光纤直放站设置20～60m高的铁塔，铁塔应设置走线架，并具

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有完善的防直击雷及二次感应雷的防雷设备，塔高不小于45m时塔顶应设置禁航标志灯。

铁塔接地电阻应不大于4V/A。

为了保证供电系统的正常运行，提供各站供电系统的运行情况及故障状态和各基站外围环境状况信息，并对相应设备的控制部分进行操作，应配套建设1套电源及动力环境集中监控系统。

在铁路应用中，功能号码用来表示一个工作岗位（如火车司机）而不是一个用户MSISDN号码。当前在岗的人员通过将自己的MSISDN 登记到该功能号码上，建立起功能号码和真实用户之间的联系。调度台通过呼叫功能号码对当前在岗的真实用户进行调度和指挥。图3-7为功能寻址的实现过程。

用户数据 功能号 MSISDN4.发送路由回应（ISMSDN）3.发送路由信息（功能号）FFN调度员终端1.SETUP（功能号）PABX2.IAM（功能号）GMSC5.发送路由信息（MSISDN）用户数据 IMSI MSISDNHLR8.发送路由回应（MSRN）9.IAM（MSRN，ODD）VMSC6.提供漫游号（IMSI）VLR10.Setup（SA,BC）7.提供漫游号Resp（MSRN）MSBSS

图3-7 功能寻址

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在功能寻址业务中，每个MSISDN可以建立与多个功能号码的映射关系，但是一个功能号码一次只能指定给一个用户。授权用户可以通过USSD（非结构化补充业务数据）操作将MSISDN登记到某一个功能号码上，或者通过USSD操作注销该MSISDN已经登记的功能号码。也可以由管理员修改MSISDN与功能号码的对应关系。

按照EIRENE规范，MSC通过MAP操作SRI（Send Routing Info）从FFN（Follow-Me Function Node）查询到与功能号码对应MSISDN，该过程与标准GSM网络当中MSC通过SRI操作从HLR 查询漫游号码的流程完全相同，同时HLR 强大的数据库功能也能够方便、可靠地管理功能号码与MSISDN之间的对应关系。

3.2.3 调度命令传送

铁路的调度命令是调度员向辖区内的运行列车发送的书面命令/行车凭证，它是列车行车安全的重要保障。调度员通过向列车司机发出调度命令对行车、调度和事故进行指挥控制，是实施铁路运输管理的重要手段[12]。

这无疑加速了调度命令的传递过程。调度员可以通过计算机编辑调度命令，而司机也是通过计算机接收调度命令这样就可以把调度命令储存在计算机的磁盘上，用于事故分析和明确责任；而且双方都可以用打印机打印成书面文件，其优点显而易见。

调度命令子系统包括列车调度的机车台和列车调度调度台，以及它们各自连接的用于打印调度命令的打印机设备。图3-8描述了基于GSM-R电路交换技术的列车调度系统命令子系统。图中GDT指通用传输电台。

调度命令数据传输也可采用GPRS分组交换通信方式（UDP协议）。系统由GSM-R网络、GSM-R机车综合通信设备、TDCS设备等组成。

通信过程如下：TDCS通过车次号信息建立运行区段机车号对应的IP地址档案，列车离开本区段时将档案拆除。调度员和车站值班员可以终端上编辑调度命令，当按下调度命令发送键，TDCS根据调度命令中的机车号查找出相对应的IP目的地址并将调度命令发送。司机可通过操作显示终端接受并处理调度命令。TDCS收到确认信息要在调度命令发送方显示。

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调度指令车载子系统司机无线列调机车台GDT打印机GSM-R网络调度指令服务器无线列调调度台调度员打印机

图3-8 列车调度系统调度命令子系统

3.2.4 列尾装置信息传送

将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R，可避免单独投资及单独组网建设，同时利用GSM-R强大的网络功能，克服了原有的抗干扰性差，信息无法共享等各种缺点。它具有以下优势：

? 尾部风压状态随时通过车尾装置传输； ? 机车司机随时可以查询、反馈车尾工作状态； ? 在复线区段或临线，追踪列车之间不会相互干扰; ? 在隧道内也能传输。

利用GSM-R网络的电路交换的数据通信功能，可以方便的解决尾部风压数据的传输问题。图3-9所示为按需建立电路连接方式的尾部风压检测系统结构。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mgt7.html