GSM-R在铁路通信中的应用 本科毕业论文(4)

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图2-9 NSS 结构和接口

三、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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第三章 GSM-R在铁路无线通信中的应用

第一节 功能寻址

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。

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。

功能寻址业务分为语音呼叫功能寻址和短消息功能寻址。

按照EIRENE规范，MSC通过MAP操作SRI（SendRoutingInfo）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[5]。

例如，列车1234 在运行过程中机车可能会更换，在机车更换过程中需要注册或注销列车司机功能号对应的机车司机号码，以便可以依据列车1234 司机功能号码呼叫到正在为列车1234 服务的机车司机。

第二节 调度通信

调度通信系统的组网如图3-1所示。

图3-1 调度通信系统的组网示意图

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通过无线列调系统，可以进行以下通信：

一、点对点呼叫

调度员通过调度台，使用功能号码可以直接呼叫其调度区域内指定列车的机车移动台，从而建立双工的话音通道。

司机可以通过短号呼叫机车所在区域的调度员，也可以通过按紧急呼叫按钮向所属区间的调度员发起高优先级的紧急呼叫，该紧急呼叫被调度台终端优先接入或排队等待处理[6]。

车站值班员、司机、运转车长之间均可进行点对点的语音呼叫。 相邻车站值班员之间也可以进行点对点的语音呼叫。

二、组呼

调度员利用VGCS/VBS可以向其调度区域的所有司机发起语音组呼或语音广播。 司机利用VGCS/VBS可以向其所属区域的所有司机和调度员发起语音组呼或语音广播。

VGCS/VBS呼叫结束后，可由AC（确认中心）保存相应的组呼呼叫记录。 简单地说，VGCS就是要实现多个人可以讲话（至多6 个讲者），更多的人可以作为听者（听者数量无限制）的业务。

参与VGCS呼叫的成员包括两类：调度员和业务用户。

·调度员：每个VGCS呼叫中最多可以有5个调度员，调度员可以是固定用户或移动用户，通过网络为其建立的专用通道参与组呼的话音通信；

·业务用户：签约VGCS业务的移动用户，如机车司机，被叫业务用户通过组呼区域内的组呼通道参与组呼的话音通信。

VGCS业务呼叫在任何时刻只准许1个业务用户及至多5个调度员同时讲话。处于听状态的业务用户可以通过抢上行的操作（按PTT（Push To Talk）键）获得讲话权参与讲话，抢上行的操作按照“先到先得”的方式进行，谁先抢到谁说话，其他业务用户只有当上行空闲时才可以继续抢上行的操作。调度员由于具有自己的专用通道，所以无需要抢上行的操作，随时可以参与讲话。

VGCS允许用户建立到属于某一指定服务区和组识别号（Group ID）的一组用户的呼叫，呼叫期间所有的调度员都可以发言，但是所有的业务用户抢占一个上行通道。服务区可由若干属于同一MSC或不同MSC的小区组成，呼叫时每个相关小区有一个组呼通道，其中上行链路仅供当前讲者使用（组发射模式），所有听者守侯在下行链路上（组接收模式），有关组呼的通知消息在通知信道NCH（Notification Channel）上广播[7]。

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组呼建立时间小于2秒。

第三节 基于位置的路由

在铁路通信实际应用中，用户可以用同一个短号码表示多个职责相同但调度区域不同的调度员。作业人员在与当时所在地调度员联系时可以拨打统一的短号码，系统利用依赖位置寻址业务将当前呼叫路由到合适的调度员。

基于位置的路由是指网络根据用户所拔打的短号和用户自身位置确定目标地址的路由。

该业务用于机车司机通过短号呼叫机车所在区域的调度员。如列车司机在A 区域拨打调度员号码1234 则接续到A区域的调度员A，而在B区域拨打同一号码1234则接续到B区域的调度员B。

在当前EIRENE规范框架内，该位置信息是基于GSM网络当中的小区ID，MSC完全可以解析呼叫建立消息当中的小区ID信息，并根据小区ID信息与短号从MSC内置数据库查询得到合适调度员的号码并将呼叫路由到合适的调度员。这种解决方案可在MSC内部实现，不牵涉其它网元，与不同供应商设备之间的兼容性好，同时由于这种翻译关系是从内置数据库中查询得到，避免网元间信息交互，呼叫处理速度快[1]。

功能寻址与基于位置的路由的MSC实现方式与智能网实现方式相比有以下几个特点：

· 兼容性好； · 呼叫处理速度快； ·节省智能网投资。

第四节 增强多级优先和强占业务（eMLPP）

eMLPP（Enhanced Multi-Level Precedence and Pre-emption）业务允许网络根据用户的不同优先级在网络资源被占用的情况下实施不同的策略：排队和抢占，另外还可采用不同的呼叫建立和指配过程以满足不同优先级呼叫对时延的要求[11]。

eMLPP作为一种补充业务既适用点对点话音或数据呼叫，也适用于广播呼叫和组呼。

在增强多级优先和强占业务（eMLPP）中，每个GSM用户被分配一个或多个特定的优先级权限，用户可以在自己的权限内选择每个特定呼叫使用的优先级，不同优先级的呼叫占用网络资源的优先级别不同。另外，每个优先级的呼叫还可以选择不同的呼叫建立方式。

eMLPP业务包含两个部分：快速呼叫建立、排队和抢占。

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快速呼叫建立是指对于每个优先级的呼叫，可以选择是否采用快速呼叫建立流程。 排队和抢占是指在缺乏网络资源（包括处理能力、信令信道和业务信道）的情况下，高优先级的呼叫不会释放，可以优先排队，甚至可以抢占低优先级呼叫的资源。

eMLPP业务可以提供多至7级（A、B、0、1、2、3、4、5）其中最高的两个优先级（A 和B）供网络运营者内部使用，例如用于紧急呼叫或特殊的VGCS/VBS呼叫，这两级仅供本地使用，即在一个MSC/VLR范围内有效，在本MSC/VLR之外被作为0级对待。其它5级供用户使用，这5级可以在所有支持eMLPP业务的地方使用，可以和提供MLPP业务的ISDN网络互通。

第五节 呼叫矩阵业务

呼叫矩阵业务仅应用于点对点呼叫，VGCS/VBS呼叫不在本业务的应用范围内。 铁路运营中，不同身份的用户拥有不同的功能号码。通过定义呼叫矩阵表，根据主、被叫的身份进行呼叫裁决，判断是否允许呼叫继续。从而定义GSM-R网络中主叫方与被叫方的接入关系[9]。

第六节 铁路紧急呼叫

铁路紧急呼叫为具有最高优先级的语音广播呼叫，包括列车紧急呼叫和调车紧急呼叫两种呼叫。呼叫的类别由基于移动台的操作模式自动确定：移动台在调车模式时按动紧急呼叫按钮发起的呼叫为调车紧急呼叫，其他情况下的紧急呼叫即为列车紧急呼叫。

紧急呼叫建立时间小于1秒。 · 列车紧急呼叫

列车紧急呼叫应在预定的区域内发送给所有司机及调度员，应通知适当的RBC（无线区域中心）某地发起了一个列车紧急呼叫[2]。

· 调车紧急呼叫

调车紧急呼叫应发送给在调车区域内涉及调车操作的所有用2、3、4的优先级划分。

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