無線個域網(wǎng)協(xié)議_鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)(GSM-R)
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鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)(GSM-R) 2007-09-10 00:00:00 來源:中華鐵道網(wǎng)
鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)(GSM-R)(integrated digital mobile communicationsystem for railway)采用GSM-R數(shù)字技術(shù)體制,能夠滿足鐵路客貨運(yùn)輸、公務(wù)通信、物流管理等需要的,提供語音、...
鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)(GSM-R)(integrated digital mobile communicationsystem for railway)采用GSM-R數(shù)字技術(shù)體制,能夠滿足鐵路客貨運(yùn)輸、公務(wù)通信、物流管理等需要的,提供語音、數(shù)據(jù)、靜止圖像等綜合業(yè)務(wù)的移動通信系統(tǒng)。
GSM-R的起源 國際鐵路聯(lián)盟(UIC)在1992年提出采用GSM-R發(fā)展新一代鐵路數(shù)字移動通信的建議,并得到許多國家和工業(yè)組織的響應(yīng)。GSM最初是歐洲特別移動小組(Group SpecialMobile)的縮寫,現(xiàn)在則是全球移動通信系統(tǒng)(GlobalSystem for Mobilecommunication)的簡稱,截止到2003年11月底的統(tǒng)計,GSM是世界上應(yīng)用最廣泛的第二代數(shù)字移動通信標(biāo)準(zhǔn)。GSM-R是GSM for railway的英文縮寫,其意為鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)。1997年,24個國家的32個鐵路組織簽署了諒解備忘錄。此后,歐洲委員會確定GSM-R作為歐洲新一代鐵路綜合無線通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。2002年7月5日歐洲郵政與電信管理委員會(CEPT)根據(jù)歐委會的1996/48/EC和1999/569/EC 指令文件,頒布了ECC/DEC/(02)05 指令文件,為歐洲鐵路綜合數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)指配了876~880/921~925MHz專用頻帶,從而為GSM-R在歐洲的實施奠定了堅實基礎(chǔ)。同時期,為實施智能鐵路運(yùn)輸系統(tǒng),UIC提出構(gòu)建基于GSM-R無線通信平臺的歐洲列車控制系統(tǒng)(ETCS),并且,在GSM-R和ETCS的基礎(chǔ)之上發(fā)展歐洲鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)(ERTMS)。
中國鐵路在多年研究和探索的基礎(chǔ)之上,根據(jù)中國經(jīng)濟(jì)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃對鐵路運(yùn)輸現(xiàn)代化的需求,分析世界鐵路市場技術(shù)裝備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,結(jié)合中國鐵路運(yùn)輸?shù)膶嶋H情況和需要,確定GSM-R作為發(fā)展鐵路綜合數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體制,建設(shè)具有無線列調(diào)、區(qū)間移動通信、應(yīng)急通信、調(diào)度指令/車次號傳輸、編組站/車站綜合移動通信、組合列車多機(jī)車同步控制信息傳輸、尾部風(fēng)壓檢測信息和控制指令的傳輸、機(jī)況/弓況信息傳輸、鐵路沿線的固定無線接入、公務(wù)移動通信、旅客列車移動信息傳輸?shù)裙δ艿臒o線通信系統(tǒng)。同時,中國列車控制系統(tǒng)(CTCS)第三級采用GSM-R發(fā)展固定閉塞的列車運(yùn)行控制系統(tǒng),CTCS第四級采用GSM-R發(fā)展移動閉塞的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。為此,信息產(chǎn)業(yè)部信部無函〔2003〕394號文批準(zhǔn)了中國鐵路GSM-R所使用的頻段,為GSM-R的實施鋪平了道路。
技術(shù)特征 GSM-R技術(shù)是GSM在鐵路方面的應(yīng)用,它采用標(biāo)準(zhǔn)的GSM Phase 2+技術(shù)和為鐵路專用的頻段。GSM技術(shù)經(jīng)歷了Phase 1,Phase 2,Phase 2+等階段,GSM規(guī)范從1992年公布以來,一直在不斷地完善和發(fā)展,出現(xiàn)了許多版本:R1996,R1997,R1998,R1999。Phase 1和Phase 2階段規(guī)范只提供語音、傳真、文本短消息、電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在Phase 2+階段引入了許多新業(yè)務(wù),包括:通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)、定位通信業(yè)務(wù)(LCS)、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)(IN)、高級語音呼叫業(yè)務(wù)(ASCI)、虛擬歸屬環(huán)境(VHE)等。GSM全速率語音編碼方案為RPE-LTP-LPC(規(guī)則脈沖激勵-長期預(yù)測-線性預(yù)測編碼),速率為13kbit/s),其包含的技術(shù)主要有全速率不連續(xù)傳輸(DTX)、全速率語音活動檢測(VAD)、全速率舒適噪聲插入、全速率丟失語音幀內(nèi)插和靜默等。GSM無線接入為時分多址(TDMA),調(diào)制方式為高斯最小頻移鍵控(GMSK),載波間隔為200kHz,載波調(diào)制速率為270.833 kbit/s,一個載波8個時隙。GSM分為邏輯信道和物理信道,物理信道是指由載波頻率號、時隙號確定的、承載消息的最小物理資源;邏輯信道是指承載用戶信息或信令信息的消息。邏輯信道又分為業(yè)務(wù)信道和控制信道,前者是指承載語音或用戶數(shù)據(jù)的消息;后者是指承載信令信息的消息。GSM的信道編碼采用系統(tǒng)分組編碼、卷積編碼、交織、重序相結(jié)合的方案,具有很強(qiáng)的檢糾錯能力。為適應(yīng)高速率電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要,在GSM Phase 2+中引入了高速調(diào)制方式——8元相移鍵控(8PSK)。為滿足大容量網(wǎng)絡(luò)的需要,引入了半速率語音編碼方案,速率為6. 5 kbit/s。
業(yè)務(wù)與功能GSM-R的業(yè)務(wù)與功能為鐵路移動通信提供了標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)平臺。它基于GSM的基本電信業(yè)務(wù),利用了高級語音呼叫業(yè)務(wù)(ASCI),提供鐵路特有的調(diào)度業(yè)務(wù)和各種應(yīng)用。GSM-R業(yè)務(wù)與功能分為4 個層次。第一層為GSM基本電信業(yè)務(wù),包括GSM標(biāo)準(zhǔn)中定義的基本承載業(yè)務(wù)、終端業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù);境休d業(yè)務(wù)主要包括無限制數(shù)據(jù)信息(UDI)、3.1kHz音頻信息、異步分組組裝/分拆信息(PAD)、同步分組信息;終端業(yè)務(wù)主要包括語音、短消息、傳真和語音組業(yè)務(wù);補(bǔ)充業(yè)務(wù)是對基本電信業(yè)務(wù)的補(bǔ)充,包括優(yōu)先級業(yè)務(wù)、號碼識別、呼叫轉(zhuǎn)移、多方通話、呼叫禁止等業(yè)務(wù)。第二層為高級語音呼叫業(yè)務(wù),包括增強(qiáng)多優(yōu)先級與強(qiáng)拆(eMLPP)、語音組呼業(yè)務(wù)(VGCS)和語音廣播業(yè)務(wù)(VBS)。第三層為鐵路基本業(yè)務(wù),根據(jù)鐵路的特殊需求為使用者定義了一些特殊功能,包括功能尋址、功能號表示、接入矩陣和基于位置的尋址,這些業(yè)務(wù)體現(xiàn)了鐵路用戶的移動性和身份的多樣性。第四層為鐵路應(yīng)用,是根據(jù)我國鐵路通信的需求和實際制定的功能應(yīng)用,包括調(diào)度通信、列車自動控制、區(qū)間移動通信、旅客業(yè)務(wù)、尾部風(fēng)壓檢測、高速數(shù)字通信、鐵路緊急通信、早面調(diào)車、軌道維護(hù)和遠(yuǎn)程控制等。第一、二、三層是基礎(chǔ)和平臺,第四層是建立在基礎(chǔ)之上開發(fā)的具體應(yīng)用。
移動臺(Mobile Station) GSM-R移動臺是指接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)的用戶設(shè)備,由移動設(shè)備(ME,Mobile Equipment)和SIM卡構(gòu)成。移動臺可以是單獨的移動終端(MT,Mobile Terminal),或者是移動終端直接與終端設(shè)備(TE,Terminal Equipment)相連接而成,或者是移動終端(MT)通過終端適配器(Terminal Adapter)與終端設(shè)備(TE)相連接而成。根據(jù)應(yīng)用情況,移動臺有3種類型:MS-0,具備支持某種業(yè)務(wù)功能(例如通話功能)的移動終端;MS-1,提供S接口,支持ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口建議的標(biāo)準(zhǔn)終端;MS-2,具有移動終端的功能,支持國際電信聯(lián)盟(ITU)X系列,V系列接口建議的非ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端。根據(jù)任務(wù)和工作環(huán)境,GSM-R移動臺分為:機(jī)車臺,給列車司機(jī)使用;通用電臺,給鐵路公務(wù)人員使用;作業(yè)電臺,給參加列車運(yùn)行的人員使用,如調(diào)車作業(yè)和現(xiàn)場維護(hù)。
GSM-R移動臺的業(yè)務(wù)和功能包括:通過無線接口接入GSM-R數(shù)字移動通信網(wǎng);支持話音傳輸、短消息業(yè)務(wù)、傳真業(yè)務(wù)、語音組呼業(yè)務(wù)、語音廣播業(yè)務(wù)等終端業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù);支持增強(qiáng)多優(yōu)先級與強(qiáng)拆業(yè)務(wù)(eMLPP)、用戶到用戶信令(UUS)業(yè)務(wù)、多方通話業(yè)務(wù)等補(bǔ)充業(yè)務(wù);支持功能尋址、基于位置的尋址、調(diào)車作業(yè)模式、同一列車上的多司機(jī)通信、鐵路緊急呼叫等鐵路特定的業(yè)務(wù);對用戶數(shù)據(jù)和信令單元進(jìn)行加密;語音編解碼和信道編譯碼,完成無線信道速率和用戶數(shù)據(jù)速率之間的適配;協(xié)助進(jìn)站子系統(tǒng)完成切換;提供友好的人機(jī)接口(MMI),完成相關(guān)的交互功能。
移動臺的用戶識別模塊(SIM)是一張帶有微處理器的IC卡片,由于CPU,RAM,ROM,EPROM及串行通信單元等部分組成。GSM-R的SIM卡內(nèi)存儲4類信息:一是與卡和持卡者特征有關(guān)的信息;二是GSM網(wǎng)絡(luò)操作所需的信息,例如國際移動用戶身份識別號(IMSI)、加密鍵Kc、用戶密鑰Ki、鑒權(quán)算法等;三是撥號號碼、網(wǎng)絡(luò)承載性能、短消息業(yè)務(wù)信息等;四是與鐵路應(yīng)用相關(guān)的信息,例如功能號、語音組ID、緊急呼叫確認(rèn)、調(diào)車信息等。GSM-R系統(tǒng)通過SIM卡來識別移動用戶。
網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(Network Subsystem,NSS)GSM-R網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)由7個功能實體組成:移動交換中心(MSC)、歸屬位置寄存器(HLR)、拜訪位置寄存器(VLP)、設(shè)備識別寄存器(EIR)、鑒權(quán)中心(AuC)、互連功能單元(IWF)、組呼寄存器(GCR)。主要功能包括:管理與基站子系統(tǒng)(BSS)之間的信令協(xié)議、位置登記、切換過程、查詢HLP獲得移動臺漫游號碼、與其他的移動功能實體交換信令信息、管理語音組呼、語音廣播、增強(qiáng)多優(yōu)先級與強(qiáng)拆的呼叫建立、用戶的鑒權(quán)。移動交換中心是NSS的核心,包含交換、位置登記和更新、越區(qū)切換、無線資源管理等功能,它還用于建立業(yè)務(wù)信道和在MSC之間或與其他網(wǎng)絡(luò)之間交換信令信息。歸屬位置寄存器是NSS 4個重要的數(shù)據(jù)庫之一,實現(xiàn)對移動用戶的管理,其存儲的是在網(wǎng)絡(luò)中永久注冊的移動用戶的靜態(tài)數(shù)據(jù)信息和一些臨時動態(tài)數(shù)據(jù)信息。拜訪位置寄存器存儲著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動用戶的動態(tài)數(shù)據(jù)信息,從該移動用戶的HLP獲取并存儲必要的數(shù)據(jù),為用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件。鑒權(quán)中心存儲鑒權(quán)算法和加密密鑰,有2個功能:一是對用戶的IMSI號進(jìn)行鑒權(quán);二是為移動臺和網(wǎng)絡(luò)之間在無線路徑上進(jìn)行的通信進(jìn)行加密。設(shè)備識別寄存器(EIR)用來存儲國際移動設(shè)備識別號(IMEI),通過白名單、黑名單、灰名單列出準(zhǔn)許使用、失竊不許使用、出現(xiàn)異常需要監(jiān)視的移動設(shè)備IMEI號。互連功能是提供GSM-R網(wǎng)絡(luò)與其他固定網(wǎng)絡(luò)的互連,主要實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換、速率適配等功能,與MSC在同一物理設(shè)備中實現(xiàn)。組呼寄存器存儲移動用戶的組ID、移動臺利用語音組呼(VGCS)參考值和語音廣播(VBS)參考值發(fā)起呼叫的小區(qū)信息、發(fā)起呼叫的MSC是否負(fù)責(zé)處理呼叫的指示信息等。
基站子系統(tǒng)(Base Station System ,BSS)GSM-R基站子系統(tǒng)是最基本的組成部分,將移動臺(MS)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)連接起來,是用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)。在用戶側(cè),通過無線接口與移動臺相連,提供無線發(fā)送和接收功能,對服務(wù)區(qū)進(jìn)行無線覆蓋,并進(jìn)行無線資源的管理。在網(wǎng)絡(luò)側(cè),與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)移動業(yè)務(wù)交換中心相連,實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定網(wǎng)用戶之間的通信連接,傳送系統(tǒng)信號和用戶信息。BSS由2種基本設(shè)備組成,分別是基站收發(fā)信機(jī)(BTS,Base Transceiver Station)和基站控制器(BSC,Base Station Controller)。一個BSC可以管理多達(dá)幾十個BTS。此外,還有一種可選擇的設(shè)備——速率適配單元(TRAU,transcoding and rate adaption unit)。BTS主要負(fù)責(zé)無線傳輸;BSC主要負(fù)責(zé)控制和管理;如果加入了TRAU,主要完成編碼的轉(zhuǎn)換。
操作、管理和維護(hù)子系統(tǒng)(Operation Subsystem ,OSS)GSM-R的操作、管理和維護(hù)子系統(tǒng)包括用戶和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理、安全管理、性能管理、配置管理、維護(hù)管理。用戶和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理包含了所有和用戶、用戶數(shù)據(jù)、移動設(shè)備數(shù)據(jù)的管理,與呼叫和計費(fèi)相關(guān)的數(shù)據(jù)的收集。安全管理包括用戶接入、用戶權(quán)限及業(yè)務(wù)提供的管理。性能管理包括性能數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、收集和分析,業(yè)務(wù)管理,服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)等級的檢測,用戶行為和相關(guān)呼叫路徑信息的跟蹤等。配置管理包括對網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行配置、業(yè)務(wù)的投入、開/停進(jìn)行管理,對網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行管理,使系統(tǒng)達(dá)到一定的穩(wěn)定性,并能滿足長期的需求,根據(jù)情況可以重新調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置,如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級等。維護(hù)管理包括交換和無線設(shè)備的日常維護(hù),故障的檢測、識別、診斷和糾正,故障的識別和日志,所有PLMN(公用陸地移動網(wǎng))內(nèi)部和互連功能的日常檢測。
GSM-R應(yīng)用子系統(tǒng) 利用GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供的電信業(yè)務(wù)(基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù))來完成話音和數(shù)據(jù)通信的鐵路應(yīng)用系統(tǒng)。這些應(yīng)用包括:無線列車調(diào)度通話系統(tǒng)、區(qū)間移動通信、列車控制安全信息傳輸、列車位置跟蹤信息傳輸、列車尾部風(fēng)壓檢測信息和控制指令的傳輸、調(diào)度指令傳輸、車次號校核傳輸、旅客移動信息服務(wù)、列車告警與防護(hù)信息的傳輸?shù)鹊。這些應(yīng)用系統(tǒng)利用GSM-R提供的話音業(yè)務(wù)、電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)、小區(qū)廣播消息業(yè)務(wù)、話音調(diào)度(集群)業(yè)務(wù)(包括VGCS、VBS、eMLPP)等,以及功能尋址、基于位置的尋址、接入矩陣、呼叫雙方功能號的表示等網(wǎng)絡(luò)特性,來承載運(yùn)輸作業(yè)過程中所要交換的話音和數(shù)據(jù)信息流。
增強(qiáng)多優(yōu)先級與強(qiáng)拆(enhanced Multi-Level Precedence and Preemption service,eMLPP)eMLPP是GSM-R高級語音呼叫(Advanced Speech Call Item,ASCI)業(yè)務(wù)的內(nèi)容之一。eMLPP業(yè)務(wù)包括2部分:優(yōu)先級與強(qiáng)拆。所謂優(yōu)先級是指結(jié)合快速呼叫建立為一個呼叫分配一個優(yōu)先級別。強(qiáng)拆一方面是指對資源的搶占,即高優(yōu)先級呼叫在缺乏空閑資源時可以搶占低優(yōu)先級的資源,主要存在于呼叫建立時對無線接口資源的搶占和越區(qū)切換時對小區(qū)的搶占;另一方面還包括具有高優(yōu)先級的呼叫可以打斷正在進(jìn)行的低優(yōu)先級呼叫,用戶能夠通過移動臺的自動應(yīng)答功能自動接受高優(yōu)先級呼叫。eMLPP業(yè)務(wù)必須得到網(wǎng)絡(luò)和移動臺雙方的支持才能使用。
eMLPP業(yè)務(wù)規(guī)定了7個優(yōu)先級,由高到低依次如下:凡A,B,0,1,2,3,4。其中優(yōu)先級A和B只能在歸屬M(fèi)SC區(qū)域內(nèi)使用,保留網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用;其他5個優(yōu)先級可以在全球范圍內(nèi)使用,由用戶自己定義。如果用戶定制了eMLPP業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)會為每個用戶定義一個能夠使用的最高優(yōu)先級,用戶可以使用低于這一級別的其他優(yōu)先級。主叫用戶根據(jù)需要為每次呼叫定義規(guī)定范圍內(nèi)的任意一個優(yōu)先級。如果用戶沒有定制eMLPP業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)會為用戶的每一個呼叫定義一個默認(rèn)的優(yōu)先級。對于高優(yōu)先級的呼叫,要求呼叫建立時間為1~2s,呼叫建立不需要鑒權(quán)和加密的過程。當(dāng)與不支持eMLPP業(yè)務(wù),但是支持多優(yōu)先級與強(qiáng)拆(MLPP)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)(如綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))互連時,優(yōu)先級A 和B會自動降級為優(yōu)先級0,其他優(yōu)先級保持不變。
語音組呼業(yè)務(wù)(Voice Group Call Service,VGCS) 高級語音呼叫業(yè)務(wù)的內(nèi)容之一。語音組呼業(yè)務(wù)定義了一種在一定區(qū)域內(nèi)由多方參加(移動用戶和固定用戶),其中一部分人可以講話,多方聆聽的點對多點語音通信方式。GSM-R網(wǎng)絡(luò)通過會議橋?qū)崿F(xiàn)VGCS。VGCS采用組呼區(qū)域和組身份(組ID)來標(biāo)識。組呼區(qū)域由一個或多個小區(qū)組成,規(guī)定了一個組呼作用的地理范圍,,用組呼區(qū)域表示。一個組呼區(qū)域可以在一個MSC區(qū)域下,也可以跨多個MSX區(qū)域。一個組呼區(qū)域可以包含多個組。組ID是用來標(biāo)識一個組的號碼。組呼區(qū)域ID和組ID共同組成的號碼稱為組呼參考,可以惟一標(biāo)識一個VGCS。
參與組呼的成員定義了2種身份:調(diào)度用戶和業(yè)務(wù)用戶。調(diào)度用戶可以是固定用戶也可以是GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的移動用戶,使用相應(yīng)的ISDN號和移動臺ISDN(MSISDN)。調(diào)度用戶在組呼中享有一對專用信道,既可以收聽也可以講話。每個組呼最多能夠定義5 個調(diào)度用戶,每個調(diào)度用戶可以加入多個組。業(yè)務(wù)用戶是指定制了VGCS的移動用戶。組呼區(qū)域中每個小區(qū)的業(yè)務(wù)用戶共享一條組呼下行信道收聽組呼,爭搶一條組呼上行信道獲得講話權(quán)。每個業(yè)務(wù)用戶最多可以加入50個組。業(yè)務(wù)用戶和調(diào)度用戶都能夠發(fā)起組呼,他們的發(fā)起和中止權(quán)由網(wǎng)絡(luò)定義。VGCS在同一時刻只允許一個業(yè)務(wù)用戶作為講話者,調(diào)度用戶則可以隨時講話。講話者釋放上行信道后,成為收聽者,其他請求講話的業(yè)務(wù)用戶根據(jù)先到先服務(wù)的原則申請上行信道的使用權(quán)。如果在網(wǎng)絡(luò)規(guī)定的時間中沒有人講話,組呼將會自動結(jié)束。
語音廣播業(yè)務(wù)(Voice Broadcast Service,VBS) 高級語音呼叫業(yè)務(wù)的內(nèi)容之一。語音廣播業(yè)務(wù)定義了一種在一定區(qū)域內(nèi)由多方參加(移動用戶和固定用戶),一個用戶講話,其他用戶聆聽的點對多點單向語音通信方式。GSM-R網(wǎng)絡(luò)通過會議橋?qū)崿F(xiàn)VBS。VBS采用組呼區(qū)域和組ID來標(biāo)識。組呼區(qū)或由一個或多個小區(qū)組成,規(guī)定了一個組呼作用的地理范圍,用組呼區(qū)域ID來標(biāo)識。一個組呼區(qū)域可以在一個MSC區(qū)域下,也可以跨多個MSC區(qū)域。一個組呼區(qū)域可以包含多個組。組ID是用來標(biāo)識一個組的號碼。組呼區(qū)域ID和組ID共同組成的號碼稱為組呼參考,可以惟一標(biāo)識一個VBS。
參與廣播呼叫的成員定義了2種身份:調(diào)度用戶和業(yè)務(wù)用戶。調(diào)度用戶可以是固定用戶也可以是GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的移動用戶,使用相應(yīng)的ISDN號和MSISDN號。調(diào)度用戶在廣播中享有一對專用信道,既可以收聽也可以講話。每個廣播呼叫最多能定義5個調(diào)度用戶,每個調(diào)度用戶可以加入多個組。業(yè)務(wù)用戶是指定制了VBS的移動用戶。組呼區(qū)域中每個小區(qū)的業(yè)務(wù)用戶共享一條下行信道收聽廣播呼叫。每個業(yè)務(wù)用戶最多可以加入50個組。在廣播呼叫的過程中,VBS只允許授權(quán)發(fā)起廣播呼叫的業(yè)務(wù)用戶占用上行信道講話,其他業(yè)務(wù)用戶只能收聽,調(diào)度用戶可以隨時講話和收聽。業(yè)務(wù)用戶和調(diào)度用戶發(fā)起及結(jié)束廣播呼叫的權(quán)力由網(wǎng)絡(luò)定義。
功能尋址(Functional Addressing) 功能尋址是GSM-R網(wǎng)絡(luò)的特性,它允許主叫方通過被叫方的功能號,而不是移動用戶ISDN號碼(MSISDN)來呼叫被叫方。功能尋址確保了對GSM-R應(yīng)用子系統(tǒng)或功能的尋址,與這些應(yīng)用或功能所使用的物理終端的MSISDN號碼之間的相對獨立性。MSISDN號碼 指GSM-R網(wǎng)絡(luò)中移動用戶所使用的物理號碼。每個移動用戶的MSISDN號碼都必須存儲在且僅存儲在一個歸屬位置寄存器(HLP)中。
Follow Me功能節(jié)點(FFN) 它是GSM-R網(wǎng)絡(luò)中用于存儲功能號,并將功能號轉(zhuǎn)換成其對應(yīng)的MSISDN號碼的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。FFN完成功能號的注冊、注銷、查詢等操作。FFN可以是一個單獨的物理實體,也可以是一個邏輯實體,與其他物理實體(如HLP)集成在一起。
功能地址(FA) 功能地址是一個包含字母和數(shù)字的地址,用來標(biāo)識終端用戶功能。由于含有字母,因此網(wǎng)絡(luò)不能使用FA進(jìn)行尋址,用戶終端必須將用戶輸入的FA按照特定的規(guī)則轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的功能號(FN)。
功能號(FN)功能號也稱為虛擬號,它不包含任何字母字符。功能號存儲在一個或多個FFN中,用于標(biāo)識具有虛擬簽約文檔的虛擬用戶。功能號和MSISDN號之間的關(guān)聯(lián)要通過注冊操作來完成,并通過注銷操作來取消。這些操作都在終端用戶的控制下完成,并且每當(dāng)要修改這種關(guān)聯(lián)關(guān)系時,就要重復(fù)進(jìn)行相應(yīng)的注冊和注銷操作。在FN和MSISDN關(guān)聯(lián)有效的時間內(nèi),每個呼叫在網(wǎng)絡(luò)中都要經(jīng)歷從FN到移動臺MSISDN的轉(zhuǎn)換過程,網(wǎng)絡(luò)最終通過MSISDN號碼來尋址被叫用戶。
功能號由如下部分組成:FNT+UIN+FC。其中功能號類型(FNT)是指在功能號編號方案中,用一位阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)識功能號的類型,如車次功能號、機(jī)車功能號等;用戶識別號(UIN)可以是車次號、機(jī)車號、車號等鐵路應(yīng)用特有編號;功能代碼(FC)是2位阿拉伯?dāng)?shù)字,用于在某一類UIN下標(biāo)識某一個具體的功能或應(yīng)用的代碼,如T13次列車(UIN)上的司機(jī)、車長等。
對功能號的操作包括注冊、注銷、強(qiáng)制注銷、查詢等。功能號注冊是在FFN中完成FN與MSISDN的關(guān)聯(lián)操作;功能號注銷是在FFN中取消FN與MSISDN的關(guān)聯(lián)操作;功能號強(qiáng)制注銷是指在特定情況下,由網(wǎng)絡(luò)授權(quán)的第三方完成的功能號注銷操作;功能號查詢是指向FFN查詢與特定FN相關(guān)聯(lián)的MSISDN的操作。當(dāng)某些特定的操作如強(qiáng)制注銷完成后,網(wǎng)絡(luò)向相應(yīng)的終端進(jìn)行通知操作,以使終端中存儲的FN和MSISDN對應(yīng)列表與網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步。
基于位置尋址(Location Dependent Addressing)它是GSM-R網(wǎng)絡(luò)的特性,將由移動用戶發(fā)起的用于特定功能的呼叫,路由到一個與該用戶當(dāng)前所處位置相關(guān)的目的地址。例如列車司機(jī)呼叫調(diào)度員或車站值班員,正確的調(diào)度員或車站值班員由司機(jī)當(dāng)時所處的位置來確定。如無線列調(diào)中的“大三角”通信,移動臺要呼叫的調(diào)度員取決于移動用戶當(dāng)前所處的位置。當(dāng)列車在運(yùn)行過程中司機(jī)需要呼叫當(dāng)前調(diào)度員時,他并不知道調(diào)度員的電話號碼,但他可以使用一個短號碼(如1200)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫請求。網(wǎng)絡(luò)識別該短號碼,并將其路由到正確的調(diào)度員。
在鐵路中,基于位置的尋址主要用于解決移動用戶呼叫固定用戶。在鐵路行車指揮中,鐵路分局具有直接指揮權(quán)。每個鐵路分局都有自己的調(diào)度所,并將其作為鐵路分局所管轄鐵路的調(diào)度中心。鐵路分局調(diào)度所里的調(diào)度員包括行車調(diào)度員、電力調(diào)度員等。行車調(diào)度員的職責(zé)非常重要,功能復(fù)雜,與行車指揮直接相關(guān)。根據(jù)線路的行車密度,每位行車調(diào)度員管轄一定長度的調(diào)度區(qū)段,位于該區(qū)段內(nèi)的所有車站以及正在該區(qū)段內(nèi)行使的所有列車都要聽從其指揮。每個車站都有一個值班員,位于車站范圍內(nèi)所有列車也要聽從其指揮。列車在行車過程中要經(jīng)過若干調(diào)度區(qū)段以及若干車站,當(dāng)司機(jī)呼叫行車調(diào)度員或車站值班員時,他只能呼叫當(dāng)前所屬的行車調(diào)度品或車站值班員。但是,司機(jī)無法知道當(dāng)前行車調(diào)度員或車站值班員的電話號碼。GSM-R為了解決這個問題,采用了基于位置的尋址。移動臺采用短碼(1200)呼叫行車調(diào)度員,采用短碼(1800)呼叫車站值班員,這樣方便司機(jī)操作,不需要記住每一位行車調(diào)度員和車站值班員的移動電話號碼。
接入矩陣(Access Matrix)它是GSM-R網(wǎng)絡(luò)特性中用戶管理的一個方面,用來定義主叫方與被叫方的接入關(guān)系。接入矩陣如下表所示,“是”表明網(wǎng)絡(luò)允許在主叫方與被叫方之間建立呼叫,至少在同一列車上的用戶之間可建立。“開放”表示該類呼叫建立需遵循特定的通信規(guī)則。陰影方格表示沒有定義。
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