【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，它的目的是為鐵路提供陸地移動(dòng)通信的各種業(yè)務(wù)。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。MSC 作為陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)的接入單元。作為鐵路專用的網(wǎng)絡(luò)，GSMR 可以有限地、有條件地與地面的公眾或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連。 一個(gè) GSMR 陸地移動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)功能實(shí)體組成，這些功能實(shí)體所實(shí)現(xiàn)的功能的集合就是網(wǎng)絡(luò)能夠提供給用戶的所有基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，以及對(duì)于用戶數(shù)據(jù)和移動(dòng)性的操作和管理。GSMR 陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)由三個(gè)子系統(tǒng)組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖 27 所示。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。移動(dòng)臺(tái)除了具有通過(guò)無(wú)線接口（Um）接入到 GSMR 系統(tǒng)的一般處理功能外，還為移動(dòng)用戶提供了人機(jī)接口 [8]。 基站子系統(tǒng)（BSS）由一個(gè)基站控制器（ BSC）和若干個(gè)基站收發(fā)信機(jī)（BTS）組成，BTS 主要負(fù)責(zé)與一定覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)（MS）進(jìn)行通信，并對(duì)空中接口進(jìn)行管理。BSC 用來(lái)管理 BTS 與 MSC 之間的信息流。BTS 與 BSC 之間通過(guò) Abis 接口通信。BSS 中還可能存在編碼速率適配單元（TRAU），它實(shí)現(xiàn)了 GSMR 編碼速率向標(biāo)準(zhǔn)的 PSTN 或 ISDN 速率的轉(zhuǎn)換。 TRAU 與 BSC 通過(guò) Ater 接口連接。P S T N 、 I S T N 、 P S D N信 令 系 統(tǒng) N O . 7 S S 7G C RG M S CV L RH L R A U CE I RM S CV L RO M N 接 口M ST R A UB S CB T S B T SA 接 口A t e r 接 口B S S 基 站子 系 統(tǒng)U m接口O M C R O M C RO S S 操作 和 維護(hù) 子 系統(tǒng)圖 27 GSMR 陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）建立在移動(dòng)交換中心（MSC）上，負(fù)責(zé)端到端的呼叫、用戶數(shù)據(jù)管理、移動(dòng)性管理和與固定網(wǎng)絡(luò)的連接。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。 操作和維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）是相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，為 GSMR 網(wǎng)絡(luò)提供管理和維護(hù)功能。它的具體功能由操作維護(hù)中心（OMC）來(lái)完成，其中 OMCR 負(fù)責(zé)管理BSS， OMCS 負(fù)責(zé)管理 NSS。OSS 主要提供移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)操作和控制三類功能。 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。 組成 GSMR 網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)子系統(tǒng)之間、 BSS 與移動(dòng)臺(tái)之間、與固定網(wǎng)絡(luò)之間的互連都提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口。網(wǎng)絡(luò)中的不同設(shè)備可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的本地和國(guó)際互連。GSMR 網(wǎng)絡(luò)的信令系統(tǒng)采用 信令網(wǎng)傳送呼叫控制信息和其他信令信息。 GSMR 網(wǎng)絡(luò)為支持基本業(yè)務(wù)提供以下功能： 呼叫處理用戶身份的鑒權(quán) 緊急呼叫 語(yǔ)音組呼和語(yǔ)音廣播 短消息業(yè)務(wù) 信令信息的加密 除此之外，GSMR 網(wǎng)絡(luò)還為支持各種補(bǔ)充業(yè)務(wù)提供了相應(yīng)的功能。 為支持蜂窩系統(tǒng)的操作提供以下功能： 位置登記 切換 呼叫重新建立 GSMR 網(wǎng)絡(luò)還具有網(wǎng)絡(luò)管理功能和一些附加功能，如呼叫處理的排隊(duì)、安全功能、不連續(xù)發(fā)送和接收（DTX/DTR）等。與 GSM 網(wǎng)追求最大用戶系統(tǒng)容量不同， GSMR系統(tǒng)更側(cè)重于系統(tǒng)的有效性，這是鐵路特殊的需求，因此 GSMR 在網(wǎng)絡(luò)覆蓋上有更多的重疊，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施也采用冗余備份。可選擇將 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)。典型的基于GSM/GSMR 的鐵路通信網(wǎng)與普通的 GSM PLMN 并無(wú)大的區(qū)別，在其網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元、標(biāo)準(zhǔn)接口和連接的擴(kuò)展上也無(wú)大的區(qū)別。在公網(wǎng)的基礎(chǔ)上引入一系列的新技術(shù)，即可用于鐵路部門。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。一、BSS 結(jié)構(gòu)和功能 BSS 是 GSMR 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中最基本的組成部分。它有兩種基本組成設(shè)備，分別是基站收發(fā)信機(jī)（BTS ）和基站控制器（BSC）。一臺(tái) BSC 可以管理多達(dá)幾十個(gè) BTS。此外，還有一種可選擇設(shè)備——速率適配單元（TRAU） [3] 。BSS 的總體結(jié)構(gòu)如圖 28 所示：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。NSS 提供的主要功能如下： 為用戶移動(dòng)特征提供的特定功能，如尋呼 呼叫過(guò)程中對(duì)無(wú)線資源的管理 管理與 BSS 之間的信令協(xié)議 位置登記，即 VLR 之間的互連 切換過(guò)程 查詢 HLR 獲得 MS 的漫游號(hào)碼 與其他的移動(dòng)功能實(shí)體交換信令信息 管理語(yǔ)音組呼、語(yǔ)音廣播、增強(qiáng)多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆的呼叫建立 用戶的鑒權(quán) 圖 28 BSS 的總體結(jié)構(gòu)二、NSS 結(jié)構(gòu)和功能基本的 NSS 由六個(gè)功能實(shí)體組成，分別是：移動(dòng)交換中心（MSC），歸屬位置寄存器（HLR），拜訪位置寄存器（VLR），設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）和互連功能單元（IWF ） 。另外，NSS 中還可以有實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音組呼和語(yǔ)音廣播的實(shí)體（GCR ），用于短消息業(yè)務(wù)的短消息服務(wù)中心（SMSSC ）和統(tǒng)計(jì)服務(wù)器，這些功能實(shí)體可以根據(jù)具體的需要進(jìn)行選擇。結(jié)構(gòu)如圖 29 所示。圖 29 NSS 結(jié)構(gòu)和接口三、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 ）。 OMCR 與 BSC 的連接有兩種途徑：一種是直接通過(guò) 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與 BSC 相連；另一種是 BSC 先與 TRAU 相連，然后通過(guò) MSC 再與 OMCR連接。OMCS 通過(guò) OMN 接口與 MSC 相連。 OSS 是操作人員與系統(tǒng)設(shè)備之間的中介，它實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的集中操作與維護(hù)，完成了包括移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理及網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)等功能。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。這些專門用于操作維護(hù)的設(shè)備被稱為操作維護(hù)中心 OMC。系統(tǒng)的每個(gè)組成部分都可以通過(guò)特有的網(wǎng)絡(luò)連接至 OMC，從而實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)。第三章 GSMR 在鐵路無(wú)線通信中的應(yīng)用第一節(jié) 功能尋址在鐵路應(yīng)用中，功能號(hào)碼用來(lái)表示一個(gè)工作崗位（如火車司機(jī)）而不是一個(gè)用戶MSISDN 號(hào)碼。當(dāng)前在崗的人員通過(guò)將自己的 MSISDN 登記到該功能號(hào)碼上，建立起功能號(hào)碼和真實(shí)用戶之間的聯(lián)系。調(diào)度臺(tái)通過(guò)呼叫功能號(hào)碼對(duì)當(dāng)前在崗的真實(shí)用戶進(jìn)行調(diào)度和指揮。在功能尋址業(yè)務(wù)中，每個(gè) MSISDN 可以建立與多個(gè)功能號(hào)碼的映射關(guān)系，但是一個(gè)功能號(hào)碼一次只能指定給一個(gè)用戶。授權(quán)用戶可以通過(guò) USSD（非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)）操作將 MSISDN 登記到某一個(gè)功能號(hào)碼上，或者通過(guò) USSD 操作注銷該MSISDN 已經(jīng)登記的功能號(hào)碼。也可以由管理員修改 MSISDN 與功能號(hào)碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系。功能尋址業(yè)務(wù)分為語(yǔ)音呼叫功能尋址和短消息功能尋址。按照 EIRENE 規(guī)范，MSC 通過(guò) MAP 操作 SRI（SendRoutingInfo）從FFN（FollowMe Function Node）查詢到與功能號(hào)碼對(duì)應(yīng) MSISDN，該過(guò)程與標(biāo)準(zhǔn)GSM 網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中 MSC 通過(guò) SRI 操作從 HLR 查詢漫游號(hào)碼的流程完全相同，同時(shí) HLR 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能也能夠方便、可靠地管理功能號(hào)碼與 MSISDN 之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 [5]。例如，列車 1234 在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)車可能會(huì)更換，在機(jī)車更換過(guò)程中需要注冊(cè)或注銷列車司機(jī)功能號(hào)對(duì)應(yīng)的機(jī)車司機(jī)號(hào)碼，以便可以依據(jù)列車 1234 司機(jī)功能號(hào)碼呼叫到正在為列車 1234 服務(wù)的機(jī)車司機(jī)。第二節(jié) 調(diào)度通信調(diào)度通信系統(tǒng)的組網(wǎng)如圖 31 所示。圖 31 調(diào)度通信系統(tǒng)的組網(wǎng)示意圖通過(guò)無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)，可以進(jìn)行以下通信：一、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)呼叫調(diào)度員通過(guò)調(diào)度臺(tái)，使用功能號(hào)碼可以直接呼叫其調(diào)度區(qū)域內(nèi)指定列車的機(jī)車移動(dòng)臺(tái)，從而建立雙工的話音通道。司機(jī)可以通過(guò)短號(hào)呼叫機(jī)車所在區(qū)域的調(diào)度員，也可以通過(guò)按緊急呼叫按鈕向所屬區(qū)間的調(diào)度員發(fā)起高優(yōu)先級(jí)的緊急呼叫，該緊急呼叫被調(diào)度臺(tái)終端優(yōu)先接入或排隊(duì)等待處理 [6]。車站值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)之間均可進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的語(yǔ)音呼叫。相鄰車站值班員之間也可以進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的語(yǔ)音呼叫。二、組呼調(diào)度員利用 VGCS/VBS 可以向其調(diào)度區(qū)域的所有司機(jī)發(fā)起語(yǔ)音組呼或語(yǔ)音廣播。司機(jī)利用 VGCS/VBS 可以向其所屬區(qū)域的所有司機(jī)和調(diào)度員發(fā)起語(yǔ)音組呼或語(yǔ)音廣播。VGCS/VBS 呼叫結(jié)束后，可由 AC（確認(rèn)中心）保存相應(yīng)的組呼呼叫記錄。簡(jiǎn)單地說(shuō)，VGCS 就是要實(shí)現(xiàn)多個(gè)人可以講話（至多 6 個(gè)講者），更多的人可以作為聽者（聽者數(shù)量無(wú)限制）的業(yè)務(wù)。參與 VGCS 呼叫的成員包括兩類：調(diào)度員和業(yè)務(wù)用戶。調(diào)度員：每個(gè) VGCS 呼叫中最多可以有 5 個(gè)調(diào)度員，調(diào)度員可以是固定用戶或移動(dòng)用戶，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)為其建立的專用通道參與組呼的話音通信；業(yè)務(wù)用戶：簽約 VGCS 業(yè)務(wù)的移動(dòng)用戶，如機(jī)車司機(jī)，被叫業(yè)務(wù)用戶通過(guò)組呼區(qū)域內(nèi)的組呼通道參與組呼的話音通信。VGCS 業(yè)務(wù)呼叫在任何時(shí)刻只準(zhǔn)許 1 個(gè)業(yè)務(wù)用戶及至多 5 個(gè)調(diào)度員同時(shí)講話。處于聽狀態(tài)的業(yè)務(wù)用戶可以通過(guò)搶上行的操作（按 PTT（Push To Talk）鍵）獲得講話權(quán)參與講話，搶上行的操作按照“先到先得”的方式進(jìn)行，誰(shuí)先搶到誰(shuí)說(shuō)話，其他業(yè)務(wù)用戶只有當(dāng)上行空閑時(shí)才可以繼續(xù)搶上行的操作。調(diào)度員由于具有自己的專用通道，所以無(wú)需要搶上行的操作，隨時(shí)可以參與講話。VGCS 允許用戶建立到屬于某一指定服務(wù)區(qū)和組識(shí)別號(hào)（Group ID ）的一組用戶的呼叫，呼叫期間所有的調(diào)度員都可以發(fā)言，但是所有的業(yè)務(wù)用戶搶占一個(gè)上行通道。服務(wù)區(qū)可由若干屬于同一 MSC 或不同 MSC 的小區(qū)組成，呼叫時(shí)每個(gè)相關(guān)小區(qū)有一個(gè)組呼通道，其中上行鏈路僅供當(dāng)前講者使用（組發(fā)射模式），所有聽者守侯在下行鏈路上（組接收模式），有關(guān)組呼的通知消息在通知信道 NCH（Notification Channel）上廣播 [7]。組呼建立時(shí)間小于 2 秒。第三節(jié) 基于位置的路由在鐵路通信實(shí)際應(yīng)用中，用戶可以用同一個(gè)短號(hào)碼表示多個(gè)職責(zé)相同但調(diào)度區(qū)域不同的調(diào)度員。作業(yè)人員在與當(dāng)時(shí)所在地調(diào)度員聯(lián)系時(shí)可以撥打統(tǒng)一的短號(hào)碼，系統(tǒng)利用依賴位置尋址業(yè)務(wù)將當(dāng)前呼叫路由到合適的調(diào)度員?；谖恢玫穆酚墒侵妇W(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶所拔打的短號(hào)和用戶自身位置確定目標(biāo)地址的路由。該業(yè)務(wù)用于機(jī)車司機(jī)通過(guò)短號(hào)呼叫機(jī)車所在區(qū)域的調(diào)度員。如列車司機(jī)在 A 區(qū)域撥打調(diào)度員號(hào)碼 1234 則接續(xù)到 A 區(qū)域的調(diào)度員 A，而在 B 區(qū)域撥打同一號(hào)碼 1234 則接續(xù)到 B 區(qū)域的調(diào)度員 B。在當(dāng)前 EIRENE 規(guī)范框架內(nèi)，該位置信息是基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的小區(qū) ID，MSC完全可以解析呼叫建立消息當(dāng)中的小區(qū) ID 信息，并根據(jù)小區(qū) ID 信息與短號(hào)從 MSC 內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)查詢得到合適調(diào)度員的號(hào)碼并將呼叫路由到合適的調(diào)度員。這種解決方案可在 MSC 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，不牽涉其它網(wǎng)元，與不同供應(yīng)商設(shè)備之間的兼容性好，同時(shí)由于這種翻譯關(guān)系是從內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢得到，避免網(wǎng)元間信息交互，呼叫處理速度快 [1]。功能尋址與基于位置的路由的 MSC 實(shí)現(xiàn)方式與智能網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方式相比有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 兼容性好； 呼叫處理速度快；節(jié)省智能網(wǎng)投資。第四節(jié) 增強(qiáng)多級(jí)優(yōu)先和強(qiáng)占業(yè)務(wù)（eMLPP ）eMLPP（Enhanced MultiLevel Precedence and Preemption）業(yè)務(wù)允許網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶的不同優(yōu)先級(jí)在網(wǎng)絡(luò)資源被占用的情況下實(shí)施不同的策略：排隊(duì)和搶占，另外還可采用不同的呼叫建立和指配過(guò)程以滿足不同優(yōu)先級(jí)呼叫對(duì)時(shí)延的要求 [11]。eMLPP 作為一種補(bǔ)充業(yè)務(wù)既適用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)話音或數(shù)據(jù)呼叫，也適用于廣播呼叫和組呼。在增強(qiáng)多級(jí)優(yōu)先和強(qiáng)占業(yè)務(wù)（eMLPP）中，每個(gè) GSM 用戶被分配一個(gè)或多個(gè)特定的優(yōu)先級(jí)權(quán)限，用戶可以在自己的權(quán)限內(nèi)選擇每個(gè)特定呼叫使用的優(yōu)先級(jí)，不同優(yōu)先級(jí)的呼叫占用網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)先級(jí)別不同。另外，每個(gè)優(yōu)先級(jí)的呼叫還可以選擇不同的呼叫建立方式。eMLPP 業(yè)務(wù)包含兩個(gè)部分：快速呼叫建立、排隊(duì)和搶占?？焖俸艚薪⑹侵笇?duì)于每個(gè)優(yōu)先級(jí)的呼叫，可以選擇是否采用快速呼叫建立流程。排隊(duì)和搶占是指在缺乏網(wǎng)絡(luò)資源（包括處理能力、信令信道和業(yè)務(wù)信道）的情況下，高優(yōu)先級(jí)的呼叫不會(huì)釋放，可以優(yōu)先排隊(duì)，甚至可以搶占低優(yōu)先級(jí)呼叫的資源。eMLPP 業(yè)務(wù)可以提供多至 7 級(jí)（A、B、0、5）其中最高的兩個(gè)優(yōu)先級(jí)（A 和 B）供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者內(nèi)部使用，例如用于緊急呼叫或特殊的 VGCS/VBS 呼叫，這兩級(jí)僅供本地使用，即在一個(gè) MSC/VLR 范圍內(nèi)有效，在本 MSC/VLR 之外被作為 0級(jí)對(duì)待。其它 5 級(jí)供用戶使用，這 5 級(jí)可以在所有支持 eMLPP 業(yè)務(wù)的地方使用，可以和提供 MLPP 業(yè)務(wù)的 ISDN 網(wǎng)絡(luò)互通。第五節(jié) 呼叫矩陣業(yè)務(wù)