CTCS-3級列控系統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡需求規(guī)范(V10)

PAGE科技運［2008］168號CTCS-3級列控系統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡需求規(guī)范（V1.0）2008年12月CTCS-3級列控系統(tǒng)標準規(guī)范V1.0CTCS-3級列控系統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡需求規(guī)范第18頁修改記錄版本號修改說明日期V0.1新創(chuàng)建2008.02V0.2根據(jù)北京全路通信信號研究設計院的討論意見修改2008.03.23V0.3根據(jù)鐵道部C3技術(shù)攻關(guān)組的討論意見修改2008.04.08V0.4根據(jù)鐵道部C3接口組通信小組的討論意見修改2008.08.07V0.5根據(jù)鐵道部C3標準組、接口組、車載組的討論意見修改2008.08.15V1.0根據(jù)專家評審意見修改2008.10.20目錄TOC\o"1-3"\h\z修改記錄 I目錄 21. 引言 41.1 目的和范圍 41.2 縮略語 41.3 參考文獻 62. CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡之間的界面 73. CTCS-3級列控系統(tǒng)對GSM-R網(wǎng)絡的業(yè)務需求 83.1 數(shù)據(jù)承載業(yè)務 83.1.1 數(shù)據(jù)承載業(yè)務 83.1.2 數(shù)據(jù)承載業(yè)務特性 83.2 補充業(yè)務 83.2.1 補充業(yè)務 83.2.2 補充業(yè)務類型 83.3 鐵路特殊業(yè)務 93.4 需要特殊說明的問題 94. GSM-R網(wǎng)絡QoS要求 104.1 一般規(guī)定 104.2 網(wǎng)絡注冊時延 104.2.1 定義 104.2.2 指標要求 104.2.3 其它說明 104.3 連接建立時延 114.3.1 定義 114.3.2 指標要求 114.3.3 其它說明 114.4 連接建立失敗概率 114.4.1 定義 114.4.2 指標要求 114.5 用戶數(shù)據(jù)幀傳送時延 124.5.1 定義 124.5.2 指標要求 124.5.3 其它說明 124.6 鏈路斷開（失效）概率 124.6.1 定義 124.6.2 指標要求 124.7 傳輸干擾 134.7.1 定義 134.7.2 指標要求 145. GSM-R網(wǎng)絡設計要求 155.1 GSM-R網(wǎng)絡與RBC互聯(lián)的要求 155.1.1 MSC與RBC的連接方式 155.1.2 MSC與RBC的接口設置 155.2 無線覆蓋要求 155.2.1 無線覆蓋指標要求 155.2.2 無線覆蓋范圍要求 165.2.3 越區(qū)切換要求 175.3 無線小區(qū)容量要求 175.3.1 RBC切換區(qū)無線容量要求 175.3.2 樞紐和大站無線容量要求 18引言目的和范圍為明確CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡之間的接口界面，并為承載CTCS-3級列控業(yè)務的GSM-R網(wǎng)絡設計、測試及產(chǎn)品研發(fā)提供技術(shù)依據(jù)，特制訂本規(guī)范。本規(guī)范規(guī)定了CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡之間的接口界面，并規(guī)定了CTCS-3級列控系統(tǒng)對GSM-R網(wǎng)絡的業(yè)務需求、QoS要求、網(wǎng)絡設計要求等內(nèi)容?？s略語英文縮寫英文解釋中文解釋BSCBaseStationController基站控制器CLIPCallingLineIdentificationPresentation主叫號碼識別顯示COLPCOnnectedLineidentificationPresentation被叫號碼識別顯示DCDDataCarrierDetect數(shù)據(jù)載波檢測DSS1DigitalSubscriberSignallingsystemNo.1數(shù)字用戶線信令1號eMLPPenhancedMulti-LevelPrecedenceandPre-emption增強多優(yōu)先級與強拆EN/EX轉(zhuǎn)換執(zhí)行應答器組GREGSM-R網(wǎng)絡連接注冊信息應答器組GSM-RGSMforRailways專用于鐵路的GSMHDLCHighlevelDataLinkControl高級數(shù)據(jù)鏈路控制ISDNIntegratedServicesDigitalNetwork綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)IGSM-RIGSM-RInterfaceIGSM-R接口IFIXIFIXInterfaceIFIX接口LTA等級轉(zhuǎn)換預告應答器組MAMovementAuthority行車許可MLPPMulti-LevelPrecedenceandPre-emption多優(yōu)先級與強拆MSCMobileSwitchingCenter移動交換中心MTMobileTermination移動終端PRIPrimaryRateInterface基群速率接口QoSQualityofService服務質(zhì)量RBCRadioBlockCentre無線閉塞中心RERBC連接應答器組RNRBC切換應答器組TTIDurationofTransmissionInterferenceperiod傳輸干擾時間TRECDurationofRecoveryperiod傳輸無差錯時間（恢復時間）TRAUTranscoder/RateAdapterUnit編譯碼和速率適配單元UmGSMPhase2+規(guī)范中定義的空中接口UDIUnrestrictedDigitalInformation非限制數(shù)字信息UUS1User-UserSignalling1用戶到用戶信令1VBSVoiceBroadcastService話音廣播業(yè)務VGCSVoiceGroupCallService話音組呼叫業(yè)務參考文獻[1]科技運〔2008〕34號《CTCS-3級列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案》[2]科技運〔2008〕113號《CTCS-3級列控系統(tǒng)功能需求規(guī)范》[3]科技運〔2008〕127號《CTCS-3級列控系統(tǒng)系統(tǒng)需求規(guī)范》[4]ETCSSUBSET093Version2.《ERTMS/ETCS–Class1GSM-RInterfacesClass1Requirements》[5]ETCSSUBSET052Version2.0.0《EURORADIOFFFISClass1Requirements》[6]A11T600112《RADIOtransmissionFFFISforEURORADIO》[7]PSA167D006《UICProjectEIRENESystemRequirementsSpecification》[8]EEIG：04E117《ETCS/GSM-RQualityofService–OperationalAnalysis》CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡之間的界面CTCS-3級列控系統(tǒng)包括地面設備和車載設備。GSM-R網(wǎng)絡為CTCS-3級列控系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)傳輸提供車－地雙向數(shù)據(jù)傳輸通道。CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡間的接口為IGSM-R接口、IFIX接口，如圖1所示。圖1CTCS-3級列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡接口示意圖CTCS-3級列控系統(tǒng)對GSM-R網(wǎng)絡的業(yè)務需求數(shù)據(jù)承載業(yè)務數(shù)據(jù)承載業(yè)務數(shù)據(jù)承載業(yè)務是指在GSM-R網(wǎng)絡上，從車載側(cè)IGSM-R接口到地面?zhèn)菼FIX接口的數(shù)據(jù)接入和傳輸。數(shù)據(jù)承載業(yè)務特性CTCS-3級列控系統(tǒng)需要GSM-R網(wǎng)絡提供的數(shù)據(jù)承載業(yè)務具有以下特性：信息傳輸模式：電路交換異步透明數(shù)據(jù)傳輸；信息傳輸速率：GSM-R網(wǎng)絡應支持多種速率數(shù)據(jù)傳輸，包括2.4kb/s、4.8kb/s、9.6kb/s，其中4.8kb/s異步透明數(shù)據(jù)傳輸是承載CTCS-3級列控業(yè)務的首選方式；非限制數(shù)字信息（UDI）；全速率無線信道；只支持數(shù)據(jù)傳輸，不支持話音/數(shù)據(jù)交替?zhèn)鬏敗Ｑa充業(yè)務補充業(yè)務補充業(yè)務是對基本業(yè)務的修改和補充。補充業(yè)務類型需要GSM-R網(wǎng)絡提供的補充業(yè)務包括：增強多優(yōu)先級與強拆（eMLPP），CTCS-3級列控業(yè)務的優(yōu)先級為1級；主叫號碼識別顯示（CLIP）（可選）；被叫號碼識別顯示（COLP）（可選）；用戶到用戶信令1（UUS1）（可選）。需要GSM-R網(wǎng)絡支持的補充業(yè)務包括：多優(yōu)先級與強拆（MLPP），CTCS-3級列控業(yè)務的優(yōu)先級為1級。鐵路特殊業(yè)務需要GSM-R網(wǎng)絡提供的鐵路特殊業(yè)務包括：基于短號碼和小區(qū)路由的位置尋址，用于將呼叫路由到對應的RBC（可選）；精確位置尋址（可選）。需要特殊說明的問題CTCS-3級列控系統(tǒng)不使用話音廣播業(yè)務（VBS）和話音組呼叫業(yè)務（VGCS），因此SIM卡文件中不定制VGCS及VBS，以避免對CTCS-3級列控業(yè)務的影響。GSM-R網(wǎng)絡QoS要求一般規(guī)定本規(guī)范列出的GSM-R網(wǎng)絡QoS指標要求僅適用于CTCS-3級列控系統(tǒng)應用區(qū)域。GSM-R網(wǎng)絡應支持CTCS-3級列控系統(tǒng)應用條件下，包括隧道、橋梁、車站等應用場合列車到地面、地面到列車的透明數(shù)據(jù)通信。GSM-R網(wǎng)絡的端到端服務質(zhì)量是在IGSM-R和IFIX接口上定義的。本節(jié)所列QoS指標適用于列車在各種運行狀態(tài)下的端到端連接。GSM-R網(wǎng)絡QoS指標要求與網(wǎng)絡負荷無關(guān)。網(wǎng)絡注冊時延定義網(wǎng)絡注冊時延指發(fā)起網(wǎng)絡注冊請求命令“+COPS=1，2，network2select”到收到已成功注冊GSM-R網(wǎng)絡的標志“+CREG：1”或者“+CREG：5”之間的時間間隔。指標要求GSM-R網(wǎng)絡注冊時延應滿足：≤30s(95%)，≤35s(99%)。其它說明GSM-R網(wǎng)絡注冊時延>40s時被認定為注冊失敗。連接建立時延定義連接建立時延是指連接請求方從發(fā)起連接請求到收到連接已成功建立的指示之間的時間間隔。指標要求移動用戶主叫的連接建立時延應滿足：<8.5s(95%)，≤10s(100%)。連接建立時延>10s則認為連接建立失敗。其它說明連接建立時延包含端到端連接建立中所有環(huán)節(jié)產(chǎn)生的時延，包括MT產(chǎn)生的時延。連接建立時延要求與異步承載業(yè)務的用戶數(shù)據(jù)速率無關(guān)。連接建立時延要求不適用于基于位置尋址的呼叫。連接建立失敗概率定義連接建立失敗概率是指連接建立失敗次數(shù)與連接建立請求總次數(shù)之比值。連接建立失敗包括承載業(yè)務引起的各種失敗類型，連接建立時延>10s是連接建立失敗的一種情況。指標要求移動臺主叫的連接建立失敗概率應小于10-2。用戶數(shù)據(jù)幀傳送時延定義用戶數(shù)據(jù)幀傳送時延是指用戶數(shù)據(jù)幀發(fā)起傳送請求到該用戶數(shù)據(jù)幀成功傳送之間的時間間隔。用戶數(shù)據(jù)幀是指測試數(shù)據(jù)幀，長度為30字節(jié)。指標要求用戶數(shù)據(jù)幀（30字節(jié)）傳送時延應滿足：≤0.5s(99%)。其它說明時延是指從發(fā)送端發(fā)出用戶數(shù)據(jù)幀的第一個比特到接收端接收到該用戶數(shù)據(jù)幀的最后一個比特之間所需的時間。鏈路斷開（失效）概率定義鏈路斷開（失效）概率是指在累積的單位連接保持時間內(nèi)非主動釋放的累積次數(shù)。指標要求連接建立失敗概率<10-2時，鏈路斷開（失效）概率應<10-2/h。傳輸干擾定義當接收到的30字節(jié)用戶數(shù)據(jù)幀與發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)幀存在部分或完全偏離，則發(fā)生傳輸干擾。傳輸干擾由傳輸干擾時間TTI和傳輸無差錯時間（又稱“恢復時間”）TREC來表示。傳輸干擾時間TTI：從出現(xiàn)第一個出錯的用戶數(shù)據(jù)幀開始計時到出現(xiàn)第一個無錯的用戶數(shù)據(jù)幀時結(jié)束。傳輸無差錯時間（恢復時間）TREC：從出現(xiàn)第一個無錯的用戶數(shù)據(jù)幀開始計時到出現(xiàn)第一個出錯的用戶數(shù)據(jù)幀結(jié)束。出錯的用戶數(shù)據(jù)幀是指接收到的30字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)幀中至少有一個比特與發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)幀不一致；無錯的用戶數(shù)據(jù)幀是指接收到的30字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)幀與發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)幀完全一致。圖2傳輸干擾時間和傳輸無差錯時間[注]：HDLC幀指30字節(jié)用戶數(shù)據(jù)幀。傳輸干擾時間內(nèi)A、B、C、D四種情況分別為：A：HDLC幀的出現(xiàn)早于傳輸干擾的出現(xiàn)；B：無錯時間不足以傳輸HDLC幀；C：沒有HDLC幀需要傳輸；D：受損HDLC幀的結(jié)束晚于傳輸干擾的結(jié)束。指標要求傳輸干擾時間TTI應滿足：<0.8s(95%)，<1s(99%)。傳輸無差錯時間（恢復時間）TREC應滿足：>20s(95%)，>7s(99%)。GSM-R網(wǎng)絡設計要求GSM-R網(wǎng)絡與RBC互聯(lián)的要求MSC與RBC的連接方式MSC與RBC之間的連接方式應綜合考慮RBC設置地點、管轄區(qū)域、MSC設置地點、管轄區(qū)域等因素，合理選擇，盡可能提高系統(tǒng)的可靠性。RBC應與其管轄范圍相應的MSC相連，當RBC管界跨兩個相鄰MSC時，應同時連接兩個MSC。MSC與RBC的接口設置MSC與RBC之間采用ISDNPRI接口（2Mb/s），信令規(guī)程采用DSS1信令方式。MSC至RBC的PRI接口應根據(jù)RBC需求進行配置，接口冗余由RBC考慮。RBC應盡可能連接到MSC的不同外圍接口單元上，從而保證某個外圍接口單元故障時，RBC仍能通過其他外圍接口單元與MSC連接。無線覆蓋要求無線覆蓋指標要求GSM-R網(wǎng)絡無線覆蓋指標應滿足在95％統(tǒng)計概率下，對于8w的列控機車臺，在增益為0dBi的機車車頂天線處的最小接收電平不低于-92dBm。該電平值考慮了最大3dB機車臺饋線損耗和3dB設備老化余量。工程設計時，應適當考慮其他設計余量，以抵抗各種不可預見因素（如快衰落、氣候影響、工程質(zhì)量影響等）。無線覆蓋范圍要求GSM-R網(wǎng)絡應覆蓋CTCS-3級列控系統(tǒng)應用區(qū)域，該應用區(qū)域包括其他等級與CTCS-3等級轉(zhuǎn)換區(qū)域。其他等級向CTCS-3級轉(zhuǎn)換區(qū)域，GSM-R網(wǎng)絡無線覆蓋范圍應滿足從GSM-R通信電臺開始注冊GSM-R網(wǎng)絡至具備等級轉(zhuǎn)換條件的時間要求（列車以允許的最高速度運行計算距離）。轉(zhuǎn)換區(qū)域的主要操作和所需時間為：GSM-R網(wǎng)絡注冊：40s；車載與地面RBC間的連接建立：10s/次，保證2次GSM-R連接建立時間；車載與地面間的