【正文】 ? 固定終端按MSISDN號(hào)碼呼叫 移動(dòng)終端固定終端以MSISDN號(hào)碼對(duì)移動(dòng)終端發(fā)起呼叫； FAS收到MSISDN號(hào)碼，進(jìn)行號(hào)碼分析后，判斷是移動(dòng)終端MSISDN 號(hào)碼，把呼叫路由到GSMR 網(wǎng)絡(luò)，并把MSISDN號(hào)碼發(fā)給GSMR網(wǎng)絡(luò)； GSMR網(wǎng)絡(luò)根據(jù)MSISDN號(hào)碼呼叫移動(dòng)終端，雙方建立通信；通話完畢，任意一方掛機(jī)，呼叫拆除。通信過(guò)程1）個(gè)別呼叫? 移動(dòng)終端按MSISDN號(hào)碼呼叫 移動(dòng)終端移動(dòng)終端以被叫移動(dòng)終端的MSISDN 號(hào)碼發(fā)起呼叫；GSMR 網(wǎng)絡(luò)收到呼叫后，以MSISDN號(hào)碼呼叫移動(dòng)終端，雙方建立通信；通話完畢，任意一方掛機(jī)，呼叫拆除。Ua 接口：ISDN 基本速率接口(2B+D) ，DSS1 信令；或基群速率 E1，內(nèi)部信令。調(diào)度臺(tái)和車站臺(tái)通過(guò)Ua接口接入FAS ；其他固定終端通過(guò) Ub接口接入FAS。采用有線/無(wú)線組網(wǎng)方式。事實(shí)上，在鐵路上的有線通信已經(jīng)比較完善，因此完全可以利用現(xiàn)有的有線資源，構(gòu)成GSMR＋ FAS（即固定用戶接入交換機(jī)）的無(wú)線/有線混合網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)分別對(duì)機(jī)車臺(tái)、手持臺(tái)進(jìn)行鏈路運(yùn)算后得到最差路徑損耗為 。列車?？奎c(diǎn)、編組作業(yè)場(chǎng)地等等。這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠保證當(dāng)任何和一個(gè)基站或基站控制器發(fā)生故障時(shí)，青藏鐵路全線仍有 GSMR 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24區(qū)間基站 由于鐵路沿線話務(wù)量較低，但對(duì)速度的要求較高，因此鐵路沿線的 BTS 站設(shè)置雙套基站設(shè)備，沿鐵路方向呈橢圓型覆蓋。因此，針對(duì) GSMR 基站采用所謂的橢圓形覆蓋。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23服務(wù)器M S CC R T C 交換機(jī)服務(wù)器M S CC R T C 交換機(jī)S T M 4 骨干環(huán)O N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UP B XE 1拉薩S T M I 基站環(huán)那曲S T M 1 基站環(huán)沱沱河S T M 1 基站環(huán)格爾木S T M 1 基站環(huán)O T L C （ 光纖終端 ）O N U （ 光網(wǎng)絡(luò)單元 ）A D M（ S D H ）拉薩格爾木沱沱河那曲格爾木拉薩圖 31 青藏線 GSMR 傳輸網(wǎng)絡(luò) GSMR 基站的設(shè)置 由于在車站兩邊 3~5 公里范圍內(nèi)，GSMR 無(wú)線通信系統(tǒng)必須提供接近連續(xù)式無(wú)線機(jī)車信號(hào)的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，因此從網(wǎng)絡(luò)可靠性角度考慮，青藏線采用高可靠性的交換平臺(tái)和雙倍冗余的 BSC/TCU 配置，并在沿線 30 個(gè)車站使用雙備份基站進(jìn)行覆蓋。青藏 GSMR 工程核心網(wǎng)在西寧移動(dòng)交換中心設(shè)移動(dòng)交換機(jī)、業(yè)務(wù)控制點(diǎn)和 GPRS設(shè)備。GSMR 網(wǎng)絡(luò)本身不建設(shè)自己的骨干傳輸系統(tǒng)，拉薩和格爾木的交換機(jī)子系統(tǒng)之間采用光纖骨干網(wǎng)傳輸?shù)姆绞?STM4 骨干環(huán))。 GSMR 設(shè)計(jì)的主要原則及標(biāo)準(zhǔn) 在這樣的高原環(huán)境下青藏鐵路的建設(shè)對(duì) GSMR 提出了以下技術(shù)指標(biāo)要求 [14] (以下各項(xiàng)指標(biāo)的適用范圍均為車站兩邊 3km 的范圍之內(nèi) )：? 時(shí)速 120Km/h 下的無(wú)縫通信? 載干比 (C/I)至少 12dB? 95％的時(shí)間和地點(diǎn)覆蓋率 ? 信號(hào)強(qiáng)度大于92dBm ? 根據(jù)所使用的業(yè)務(wù)，傳輸通道和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須有很高的可用性 ? 橋內(nèi)，隧道內(nèi)的良好覆蓋? 車站和編組站場(chǎng)內(nèi)的良好覆蓋 ? 呼叫建立時(shí)間 6s(95%)蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22? 呼叫建立失敗的概率 ? 呼損概率? 數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延500ms ? 傳輸干擾誤碼率：GSMR 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，覆蓋級(jí)別被定義為車頂天線處的場(chǎng)強(qiáng)值(通常離軌道的高度為 4 米)，假定全向天線的增益為 0dB，在覆蓋區(qū)域內(nèi)，以一定的時(shí)間概率和地點(diǎn)概率滿足覆蓋要求。建立青藏鐵路綜合數(shù)字移動(dòng)信息平臺(tái)不僅體現(xiàn)出明顯的經(jīng)濟(jì)效益，而且會(huì)減少維護(hù)工作量，提高全線的運(yùn)輸指揮能力。全線遠(yuǎn)近期設(shè)格爾木、望昆、五道梁、沱沱河、安多、那曲、當(dāng)雄、羊八井、拉薩等 34 個(gè)車站。它的一側(cè)與設(shè)備相連（不包括 BTS，對(duì) BTS 的操作維護(hù)是經(jīng)過(guò) BSC 進(jìn)行管理），另一側(cè)是作為人機(jī)接口的計(jì)算機(jī)工作站。G C R V L RB S S其他G S M R P S T NI S D N統(tǒng)計(jì)服務(wù)器I W FH L RA U CV L RG C RE I R統(tǒng)計(jì)服務(wù)器S M S S CI W FB S S其他G S M R P S T NI S D NM S CG M S C圖 28 NSS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) OSS 結(jié)構(gòu)和功能 OSS 可以分為兩部分：對(duì)應(yīng) BSS 的操作與維護(hù)中心（OMCR）和對(duì)應(yīng) NSS 的操作與維護(hù)中心（OMCS ）。 NSS 結(jié)構(gòu)和功能GSMR 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS ）提供了處理建立、維持和清除呼叫的所有信令協(xié)議的功能，以及為移動(dòng)環(huán)境下通信提供的特定功能。此外，還有一種可選擇設(shè)備——速率適配單元（TRAU ）?？蛇x擇將 GSM 系統(tǒng)的MSC、VLR、EIR、GCR、SSP、HLR、AUC 置于一個(gè)網(wǎng)元中，且隨著網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)而分散到多個(gè)網(wǎng)元中，這樣可以形成一個(gè)經(jīng)濟(jì)、便于維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。鐵路網(wǎng)與公網(wǎng)的主要區(qū)別在于由鐵路網(wǎng)特殊需求引起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃上的區(qū)別。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17任何 GSMR 陸地移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)都必須與固定網(wǎng)絡(luò)連接，一同完成移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶之間、移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信。NSS 通過(guò) A 接口連接 BSS，與固定網(wǎng)絡(luò)的接口決定于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的類型。BTS 與 BSC 之間通過(guò) Abis 接口通信。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16P S T N 、 I S D N 、 P S D NG M S CV L RG C RE I R信令系統(tǒng) N o . 7 S S 7H L R A U CM S CV L RB S CO M N 接口O M C R O M C ST R A UM SB T S B T SB S S基站子系統(tǒng)O S S 操作維護(hù)子系統(tǒng)A 接口A b i s 接口A t e r 接口U m接口圖 26 GSMR 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 移動(dòng)臺(tái)是接入 GSMR 網(wǎng)絡(luò)的用戶設(shè)備，包括移動(dòng)終端（ME）和終端設(shè)備（TE），或通過(guò)終端適配器與 ME 連接的 TE。GSMR 陸地網(wǎng)絡(luò)可以看作是某個(gè)固定網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，如 ISDN；或者是一個(gè)采用統(tǒng)一編號(hào)方案的 MSC 的集合。鄰道干擾可以通過(guò)提高濾波器的精度和合理的信道分配而減到最小程度。2)鄰道干擾由與所使用頻率相鄰的頻率產(chǎn)生的信號(hào)干擾稱為鄰道干擾。 ? 優(yōu)化同頻復(fù)用距離和頻率分配方案。因此，假設(shè)每個(gè)同頻基站的發(fā)射功率相等，路徑衰減指數(shù)也相同，則移動(dòng)臺(tái)的接收信噪比可以近似的表示為： (213)?????01iiniDRIC在實(shí)際設(shè)計(jì)中由于移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)中位置的變化，基站位置偏差，傳播環(huán)境的起伏，小區(qū)形狀的扭曲，實(shí)際得到的 C/I 值要比理論計(jì)算的結(jié)果差，因此要以最差的 C/I 為依據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)同頻干擾的小區(qū)數(shù)為 i0，那么前向鏈路移動(dòng)臺(tái)的接收信噪比就可以表示為：蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14 (211)01iiiCSII??其中，C 是移動(dòng)臺(tái)接收到的基站載波信號(hào)的功率， 是第 個(gè)同頻小區(qū)的基站信號(hào)對(duì)i移動(dòng)臺(tái)的干擾功率。1)同頻干擾同頻干擾是由于采用了頻率復(fù)用，在同頻小區(qū)之間產(chǎn)生的干擾。干擾限制和防護(hù)干擾是制約蜂窩系統(tǒng)容量的一個(gè)重要因素。在兩種小區(qū)中發(fā)射功率也要發(fā)生變化，既要防止半徑不同的同頻小區(qū)之間的同頻干擾，也不能只降低大區(qū)的發(fā)射功率而造成盲區(qū)的出現(xiàn)。假如在此基礎(chǔ)上分裂 K 次，那么原區(qū)中可容納的業(yè)務(wù)量增加為 (210)04nT?式中， 為分裂前原小區(qū)業(yè)務(wù)量。同頻基站之間的距離稍大于一個(gè)原小區(qū)的直徑。小區(qū)分裂是將業(yè)務(wù)量增大的小區(qū)分成更小的小區(qū)，分裂后的每個(gè)小區(qū)都有自己的基站，基站的天線高度要相應(yīng)降低，發(fā)射機(jī)功率也要減小。實(shí)際中常使用的提高蜂窩系統(tǒng)容量的方法有小區(qū)分裂和劃分扇區(qū)。在這種方式中，信道都由 MSC（移動(dòng)交換中心）來(lái)管理和執(zhí)行分配。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是管理和控制過(guò)程容易，缺點(diǎn)是系統(tǒng)的資源不能得到有效利用，尤其是當(dāng)用戶數(shù)量突然增加時(shí)，系統(tǒng)的呼損率較大。? 相鄰的信道不分配給相鄰的小區(qū)或扇區(qū)。如 RGSM（鐵路GSM）系統(tǒng)，工作的頻段為 876MHz~915MHz/921MHz~960MHz，信道間隔為200KHz，雙工間隔為 45MHz。由此我們可以得到呼損率的計(jì)算公式： (29)uuAB???由此可見(jiàn)，呼損率越小，成功呼叫的概率越大，用戶就越滿意因此呼損率也是衡量系統(tǒng)質(zhì)量的主要指標(biāo)。系統(tǒng)中每個(gè)用戶的話務(wù)量強(qiáng)度可以用呼叫次數(shù) （ ）和平均呼叫保持時(shí)間 H?u的乘積來(lái)表示：蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 (26)uAH??對(duì)于系統(tǒng)中總的用戶數(shù)為 U 時(shí)，系統(tǒng)中總的話務(wù)量 A 可以用式 27 表示。在中繼系統(tǒng)中用話務(wù)量強(qiáng)度來(lái)表達(dá)資源的占用率，這個(gè)概念是丹麥的數(shù)學(xué)家愛(ài)爾蘭（Erlang）提出的，因此使用他的名字來(lái)作為話務(wù)量強(qiáng)度的單位。目前常用的蜂窩網(wǎng)簇的結(jié)構(gòu)有 =14 和 3。 N (24)22ij??式 24 中， 、 為非零正整數(shù)。我們把由若干個(gè)使蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10用全部頻率的小區(qū)組成的集合稱為一個(gè)簇，把不同簇中使用相同頻率的小區(qū)稱為同頻小區(qū)，任意兩個(gè)同頻小區(qū)之間的距離稱為同頻復(fù)用距離。因此采用六邊形的設(shè)計(jì)需要較少的小區(qū)，較少的發(fā)射基站。為確保無(wú)盲區(qū)的完全覆蓋，通常使用多邊形的小區(qū)。 面狀覆蓋當(dāng)服務(wù)區(qū)不呈條狀而是一個(gè)寬廣的平面時(shí)，稱為面狀服務(wù)區(qū)。分層小區(qū)主要用于高速公路和城市主干道覆蓋，它解決了用戶的切換和大業(yè)務(wù)密度之間的矛盾。 根據(jù)小區(qū)的大小不同，天線假設(shè)的高度也不一樣。兩個(gè)接收機(jī)的多路耦合器連接一個(gè)接入信道和所有的話音信道。平衡設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要在四面建立天線群系統(tǒng)。同時(shí)可以看出：a對(duì)信干比要求高的系統(tǒng)，小區(qū)數(shù)多，因而頻率組多，基站數(shù)也增加。 如圖 22 所示沿著覆蓋區(qū)域的分布按照 n 個(gè)小區(qū)為一組的間隔可以進(jìn)行頻率復(fù)用，n 的取值要考慮到頻率利用率、同頻干擾和建網(wǎng)成本，一般可以取 2 、3 、4 。 帶狀覆蓋在鐵路、公路、狹長(zhǎng)的水面上這樣的呈帶狀的地區(qū)，往往采用線狀覆蓋的方式。它被視為一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，可以放在直接與 MSC 相連的 PABX 中，也可以放在 MSC 中，或者作為 HLR 的組成部分。GSMR 據(jù)此可最大限度地引入新的業(yè)務(wù)。GSMR 系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)也可借助于已成熟的 GSM 系統(tǒng)工具，可以方便快捷地為用戶提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)安裝。由于 GSMR 可實(shí)現(xiàn)跨越國(guó)界的高速和一般列車之間的通信；能將現(xiàn)有的鐵路通信應(yīng)用融合到單一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中，以減少集成和運(yùn)行費(fèi)用；而且由于 GSMR 是由已標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備改進(jìn)而成，GSM 平臺(tái)上已經(jīng)提供了大量的業(yè)務(wù)，因而引入鐵路專用的功能時(shí)只需最低限度地改動(dòng)，故能保證價(jià)格低廉、性能可靠地實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行；在 GSM Phase 2＋中添加了 ASCI（增強(qiáng)的語(yǔ)音呼叫業(yè)務(wù)）特性，能靈活地提供專網(wǎng)中所需的語(yǔ)音調(diào)度服務(wù)如 VBS、 VGCS 和 eMLPP，因此 GSMR 是面向未來(lái)的技術(shù)，它將從廣闊的 GSM 公網(wǎng)市場(chǎng)和 GSM 技術(shù)的不斷演進(jìn)中獲益，具有巨大的發(fā)展空間。GSMR 能滿足列車運(yùn)行速度為 0500km/h 的無(wú)線通信要求，安全性好。于是，作為 EIRENE（歐洲統(tǒng)一鐵路無(wú)線增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)）項(xiàng)目的一部分，關(guān)于 GSMR 數(shù)字無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的工作陸續(xù)展開(kāi)。IT 業(yè)在過(guò)去 20 年突飛猛進(jìn)，表現(xiàn)在：微電子技術(shù)從微米向納米技術(shù)過(guò)渡；交換網(wǎng)絡(luò)已程控化，從單一業(yè)務(wù)向智能多業(yè)務(wù)交換發(fā)展；骨干傳輸網(wǎng)朝著全光網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展；接入網(wǎng)出現(xiàn)三網(wǎng)融合(計(jì)算機(jī)、通信、廣播)；蜂窩公眾移動(dòng)通信已經(jīng)完成從模擬到數(shù)字的過(guò)渡，朝著寬帶多媒體發(fā)展；蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5無(wú)線局域網(wǎng)朝著寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) IP 化，移動(dòng) IP 和移動(dòng)計(jì)算成為電子商務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸高效與安全，高速鐵路智能交通綜合信息系統(tǒng)在信息利用方面，必須采用基于通信的列車控制（CBTC）方式。調(diào)度指揮和安全生產(chǎn)蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4 作為無(wú)線列調(diào)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，同時(shí)能夠滿足區(qū)間公務(wù)移動(dòng)、緊急救援、調(diào)車編組作業(yè)、站場(chǎng)無(wú)線等移動(dòng)話音通信的需要；滿足 TDCS 無(wú)線車次號(hào)校核、列車尾部風(fēng)壓、機(jī)車狀態(tài)信息、車輛軸溫監(jiān)測(cè)、線橋隧道監(jiān)護(hù)、鐵路供電狀態(tài)監(jiān)視、道口防護(hù)等移動(dòng)和固定無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰粷M足以移動(dòng)列車為主體的安全