【正文】 網(wǎng)投資。 兼容性好；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)庫中查詢得到，避免網(wǎng)元間信息交互，呼叫處理速度快 [1]。如列車司機(jī)在 A 區(qū)域撥打調(diào)度員號碼 1234 則接續(xù)到 A 區(qū)域的調(diào)度員 A，而在 B 區(qū)域撥打同一號碼 1234 則接續(xù)到 B 區(qū)域的調(diào)度員 B?；谖恢玫穆酚墒侵妇W(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶所拔打的短號和用戶自身位置確定目標(biāo)地址的路由。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。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]。調(diào)度員由于具有自己的專用通道，所以無需要搶上行的操作，隨時(shí)可以參與講話。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。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用戶，通過網(wǎng)絡(luò)為其建立的專用通道參與組呼的話音通信；參與 VGCS 呼叫的成員包括兩類：調(diào)度員和業(yè)務(wù)用戶。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。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)起語音組呼或語音廣播。車站值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長之間均可進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的語音呼叫。圖 31 調(diào)度通信系統(tǒng)的組網(wǎng)示意圖通過無線列調(diào)系統(tǒng)，可以進(jìn)行以下通信：一、點(diǎn)對點(diǎn)呼叫調(diào)度員通過調(diào)度臺，使用功能號碼可以直接呼叫其調(diào)度區(qū)域內(nèi)指定列車的機(jī)車移動臺，從而建立雙工的話音通道。例如，列車 1234 在運(yùn)行過程中機(jī)車可能會更換，在機(jī)車更換過程中需要注冊或注銷列車司機(jī)功能號對應(yīng)的機(jī)車司機(jī)號碼，以便可以依據(jù)列車 1234 司機(jī)功能號碼呼叫到正在為列車 1234 服務(wù)的機(jī)車司機(jī)。功能尋址業(yè)務(wù)分為語音呼叫功能尋址和短消息功能尋址。授權(quán)用戶可以通過 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)功能號碼上，或者通過 USSD 操作注銷該MSISDN 已經(jīng)登記的功能號碼。調(diào)度臺通過呼叫功能號碼對當(dāng)前在崗的真實(shí)用戶進(jìn)行調(diào)度和指揮。第三章 GSMR 在鐵路無線通信中的應(yīng)用第一節(jié) 功能尋址在鐵路應(yīng)用中，功能號碼用來表示一個(gè)工作崗位（如火車司機(jī)）而不是一個(gè)用戶MSISDN 號碼。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。 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)，完成了包括移動用戶管理、移動設(shè)備管理及網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)等功能。 OMCR 與 BSC 的連接有兩種途徑：一種是直接通過 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 MSC 再與 OMCR連接。結(jié)構(gòu)如圖 29 所示。 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)備識別寄存器（EIR）和互連功能單元（IWF ） 。 與其他的移動功能實(shí)體交換信令信息 切換過程 管理與 BSS 之間的信令協(xié)議 為用戶移動特征提供的特定功能，如尋呼 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，以及為移動環(huán)境下通信提供的特定功能。一臺 BSC 可以管理多達(dá)幾十個(gè) BTS。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。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?？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)。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。位置登記 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。語音組呼和語音廣播 用戶身份的鑒權(quán) GSMR 網(wǎng)絡(luò)為支持基本業(yè)務(wù)提供以下功能： 網(wǎng)絡(luò)中的不同設(shè)備可以通過標(biāo)準(zhǔn)的接口來實(shí)現(xiàn)移動業(yè)務(wù)的本地和國際互連。 任何 GSMR 陸地移動通信網(wǎng)絡(luò)都必須與固定網(wǎng)絡(luò)連接，一同完成移動用戶與移動用戶之間、移動用戶與固定用戶之間的通信。它的具體功能由操作維護(hù)中心（OMC）來完成，其中 OMCR 負(fù)責(zé)管理BSS， OMCS 負(fù)責(zé)管理 NSS。NSS 通過 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。 TRAU 與 BSC 通過 Ater 接口連接。BTS 與 BSC 之間通過 Abis 接口通信。 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)的移動臺（MS）進(jìn)行通信，并對空中接口進(jìn)行管理。移動臺是接入 GSMR 網(wǎng)絡(luò)的用戶設(shè)備，包括移動終端（ME）和終端設(shè)備（TE），或通過終端適配器與 ME 連接的 TE。 一個(gè) GSMR 陸地移動系統(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)，以及對于用戶數(shù)據(jù)和移動性的操作和管理。MSC 作為陸地移動網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)的接入單元。第二節(jié) GSMR 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能GSMR 陸地移動網(wǎng)絡(luò)是由一個(gè)管理者或?qū)ｉT的機(jī)構(gòu)組織建立并執(zhí)行操作的，它的目的是為鐵路提供陸地移動通信的各種業(yè)務(wù)。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。在進(jìn)行實(shí)際的覆蓋設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的地形環(huán)境和業(yè)務(wù)密度將集中小區(qū)結(jié)合使用。根據(jù)小區(qū)的大小不同，天線假設(shè)的高度也不一樣。 微小區(qū)：半徑 ~1km，用于城市繁華地段。要求具有高的抗干擾靈敏度和安全的頻率復(fù)用模型。 （四） 小區(qū)分層 根據(jù)覆蓋地區(qū)的人口密度和移動臺移動速度的要求，可以按照覆蓋范圍的大小將小區(qū)分為以下四種類型： 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。兩個(gè)接收天線按同樣的方式朝向兩個(gè)方向。平衡設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要在四面建立天線群系統(tǒng)。但是基站的高發(fā)射功率可能會造成上下行鏈路的不平衡，結(jié)果上行鏈路會因?yàn)樵肼曁蠖鵁o法使用。采用兩小區(qū)、三小區(qū)、 小區(qū)的頻率復(fù)用方案得到的移動臺接收 C/I 值分別為:n1）兩小區(qū)復(fù)用 　　　 　?。?4）40log()32CRdBIa??2）三小區(qū)復(fù)用 　　 　　　　 (25）53） 小區(qū)復(fù)用 　　　　　 （26）n40log()(21)dInRa?因此，可以根據(jù)式 26 和 的設(shè)計(jì)要求，求出重疊區(qū)的寬度 。確定重疊區(qū)的大小是一個(gè)很復(fù)雜的問題，如果重疊區(qū)太小，可能會出現(xiàn)弱場區(qū)；重疊區(qū)太大同頻干擾增大，越區(qū)切換時(shí)間太長，不易控制，因此要恰當(dāng)設(shè)計(jì)重疊區(qū)域的大小。 f 1 f n f 1f 2 f 2 f n圖 25 線狀覆蓋的頻率復(fù)用（二）重疊區(qū)的確定 在鐵路或公路的覆蓋中，移動臺往往處于高速移動狀態(tài)，信號的場強(qiáng)變化復(fù)雜，很難確定相鄰小區(qū)的覆蓋邊界，通常從場強(qiáng)的平均變化這一意義上來理解覆蓋區(qū)域。圖 24 鐵路沿線的覆蓋示意（一）頻率的分配 在線狀覆蓋中，一般以圓形小區(qū)為模型來進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，如圖 25 所示。線狀覆蓋使用的蜂窩基本原理與面狀覆蓋類似，只是在小區(qū)頻率組的分配和重疊區(qū)的問題上要單獨(dú)考慮。二、 線狀覆蓋 通常面狀覆蓋用于城市、鄉(xiāng)村等地域?qū)掗煹牡貛?，而在鐵路、公路、狹長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。如果一個(gè)位置區(qū)包括了整個(gè) MSC 的業(yè)務(wù)域，那么它的登記的代價(jià)是最小的，即位置更新的次數(shù)最小，但是尋呼的代價(jià)是最大的，即 MSC 需要向所屬的所有移動臺發(fā)出尋呼信息。移動臺要不斷地向 MSC 的 VLR 提供自己的位置信息，這一過程叫做位置更新。對于一個(gè) MSC，它不僅應(yīng)該知道與它相鄰的、可能發(fā)生越區(qū)切換的 MSC 的位置區(qū)，還應(yīng)該知道其他的一些外部位置區(qū)。還可以給小區(qū)分配一個(gè)位置標(biāo)志碼，它是一個(gè)與小區(qū)相關(guān)的完整的電話號碼，可以用作 GSM 緊急呼叫的撥號信息，或者用來替代該信息，用作緊急呼叫的撥號短代碼。在 VLR 中存儲的是用戶的位置區(qū)，即利用位置區(qū)來尋找用戶。 MSC 可以通過 BSC 的信令點(diǎn)代碼（CCS7 地址）尋址一個(gè)小區(qū)，雖然在呼叫建立的過程中 MSC 不需要知道用戶所在小區(qū)的位置，但是為了測量話務(wù)量 MSC 仍需要知道用戶所在的小區(qū)。 通 過 信 令 點(diǎn) 代 碼 尋 址位 置 區(qū)位 置 區(qū) 位 置 區(qū)M S C / V L RB S SB S S小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū)通 過 信 令 點(diǎn) 代 碼 尋 址 圖 23 小區(qū)和位置區(qū)MSC 可以通過位置區(qū)識別碼（ LAI）和全球小區(qū)識別碼（GCI ）來識別位置區(qū)和小區(qū)。 MSC 區(qū)：一個(gè) MSC 管轄下的所有覆蓋區(qū)域，一個(gè) MSC 區(qū)可有一個(gè)或若干個(gè)位置區(qū)組成。 位置區(qū)：移動臺可以任意移動但不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域，一個(gè)位置區(qū)可由一個(gè)或多個(gè)小區(qū)組成。劃分扇區(qū)利用天線的方向性來控制干擾，從而提高系統(tǒng)容量。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)。目前常用的蜂窩網(wǎng)簇的結(jié)構(gòu)有 =14 和 3。為了更好的表達(dá)頻率復(fù)用率與系統(tǒng)容量之間的關(guān)系，我們引用 與 的比值來作為衡量系統(tǒng)容量的一個(gè)重要DR參數(shù)，這一比值稱為同頻復(fù)用比，用 來表示： Q （23）3DQNR?可見， 的值只與簇的大小有關(guān)， 的值越小，系統(tǒng)容量越大；但是 值大可以Q提高傳播質(zhì)量，因?yàn)橥l干擾小。設(shè)兩個(gè)同頻小區(qū)之ijN間的同頻復(fù)用距離為 ，小區(qū)的半徑為 可用下式計(jì)算DR （22）3?由 22 式可見，小區(qū)的半徑越小，同頻復(fù)用距離就越小，頻率利用率就越高。這一公式提供了尋找最近的同頻小區(qū)的方法：沿某一ij小區(qū)的任意一條六邊形鏈移動 個(gè)小區(qū)后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 60 度后再移動 個(gè)小區(qū)，此時(shí)i j到達(dá)的小區(qū)即為同頻小區(qū)。設(shè)一個(gè)簇中的小區(qū)數(shù)為 ,滿足以上條件的 的取值NN是有限的，可以通過式 21 確定 的值。為了避免同頻小區(qū)之間的干擾，必須選定一個(gè)合適的同頻復(fù)用距離。（二）頻率復(fù)用 在蜂窩系統(tǒng)中，系統(tǒng)會給每一個(gè)小區(qū)的基站分配一組信道，只要相隔距離足夠遠(yuǎn)，相同的信道可以在另一個(gè)小區(qū)重復(fù)使用，這就是頻率復(fù)用的思想。六邊形比正方形和正三角形在半徑相同的情況下，覆蓋面積要多 30%~100%。本文將從面狀覆蓋和線狀覆蓋兩種覆蓋方式的角度來介紹 GSMR 工作原理 [10]。 圖 21 GSM 與 GSMR 的關(guān)系 ——業(yè)務(wù)模型蜂窩移動通信系統(tǒng)誕生于 20 世紀(jì) 80 年代，第一代的模擬蜂窩系統(tǒng)解決了移動電話業(yè)務(wù)中長期存在的阻塞和服務(wù)質(zhì)量差的問題。GSMR 據(jù)此可最大限度地引入新的業(yè)務(wù)。出于眾多的需要，GSM 新技術(shù)如 GPRS 已經(jīng)規(guī)范化并將安裝使用。 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。GSMR 系統(tǒng)很多技術(shù)借鑒了公網(wǎng)的 GSM 技術(shù)，保留了 GSM 的大體結(jié)構(gòu)，使得從一開始 GSMR 系統(tǒng)就是一個(gè)成熟可靠的系統(tǒng)，它的絕大多數(shù)軟硬件都已在現(xiàn)網(wǎng)中得到檢驗(yàn)。由于 GSMR 可實(shí)現(xiàn)跨越國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，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)的語音呼叫業(yè)務(wù)）特性，能靈活地提供專網(wǎng)中所需的語音調(diào)度服務(wù)如 VBS、VGCS 和 eMLPP，因此 GSMR 是面向未來的技術(shù)，它將從廣闊的GSM 公網(wǎng)市場和 GSM 技術(shù)的不斷演進(jìn)中獲益，具有巨大的發(fā)展空間。 GSMR 可作為信號及列控系統(tǒng)的良好傳輸平臺。從集群通信的角度來看，GSMR 是一種數(shù)字式的集群系統(tǒng)，能提供無線列調(diào)、編組調(diào)車通信、應(yīng)急通信、養(yǎng)護(hù)維修組通信等語音通信功能。1995 年，MORANE（歐洲鐵路移動無線電通信）項(xiàng)目啟動， EIRENE 制定的標(biāo)準(zhǔn)得到認(rèn)可，開始生效。1992 年，歐洲鐵路的主管組織 UIC（國際鐵路聯(lián)盟）認(rèn)為，GSM 正在逐漸成為移動通信的實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)，并發(fā)現(xiàn) GSM 的功能能夠?yàn)殍F路的新型數(shù)字通信系統(tǒng)提供一個(gè)理想的平臺。隨著我國鐵路信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，鐵路數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)量的多樣化和高速率，使得 GSMR 系統(tǒng)在國內(nèi)有著廣闊的發(fā)展空間， GSMR 技術(shù)也正是順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，利用其固有的 GSMR 網(wǎng)