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1、第 17 章,功能寻址,第17章,功能寻址,功能寻址是指用户可以由它们当时所担当的功能角色，而不是它们所使用的终端设备的号码来寻址。功能寻址以及下一章要介绍的基于位置的寻址是 GSM-R 中两个非常重要的先进寻址功能，是实现集群调度通信的关键技术和必要手段。本章首先介绍与功能寻址相关的编号计划，然后再介绍功能寻址的具体实现过程，最后分析了中国铁路的特殊情况及其解决方案。17.1 号码计划大家都知道，通信开始时，首先要在发送端上拨打接收端的号码。对号码结构和分配作出的规定就是号码计划。号码计划对于通信网的基本结构影响极大。因此，国际号码计划是严格按照 ITU-T 建议制定的。GSM-R 采用 E
2、.164 建议进行编号，已达到与 ISDN 的兼容性，所以 GSM-R 中的用户号码又称为 MSISDN 号码，如图 17-1 所示：,CC,NDC,SN,国家号码国际号码CC：国家代码NDC：网络目标代码SN：用户号码图 17-1 MSISDN 号码结构ITU-T 为其成员的每个国家都分配了一个代码，用 CC 表示，如中国的国家代码为“86”。NDC 用于一个国家内区分不同 GSM-R 网络，每个运营方都分配了一个或多个唯一的 NDC。SN 为用户号码，由运营方自己进行分配。一旦用户与网络运营方签约，其 MSISDN 以及其它的重要信息都存储在了 HLR 中。同时，SIM 卡中也存储了用户的
3、 MSISDN 号。因此，可以说在 GSM-R 中，MSISDN 号是寻址到了SIM 卡。这也就保证了只要用户拿着自己的 SIM 卡（当然 HLR 中相关的数据不变），无论将其插入任何一个通过认证的 GSM-R 手机中，其它用户都能与该用户进行通信。随着社会发展，新的需求不断出现。在许多公务通信特别是调度指挥通信中，调度员与340,第 17 章,功能寻址,被调度者之间的关系是在某一次工作中建立起来的。因此，有可能出现 A 在今天的工作中是调度员，而在明天的工作中就成了被调度者。这时，如果还使用 MSISDN 号码，那么调度员在呼叫被调度者时，就必须知道该调度者是谁，然后在查询其使用的 MSIS
4、DN 号码。这显然会大大降低工作效率，而且有时也是根本不可能的。这时就需要有一种手段，使得发起呼叫方通过被叫方当时所担当的功能，如被调度者 1、被调度者 2 等就能够建立起通信。另外，许多时候用户在发起呼叫时，都与他当时所处的位置密切相关，如呼叫最近的餐厅、旅店、加油站等等。用户无法记住这些目的地所对应的电话号码，这时网络必须根据用户的位置信息以便对用户发起的呼叫进行正确的路由。GSM-R 采用先进的寻址方式：功能寻址和基于位置的寻址，以满足上述提到的两个需求。17.2 GSM-R 功能寻址的实现功能寻址是指用户可以由它们当时所担当的功能角色，而不是它们所使用的终端设备的号码来寻址。在同一时刻
5、，至少可以为一个用户分配若干功能地址，而只能将一个功能地址分配给一个用户。用户可以向网络注册和注销功能地址。例如，可以给每列正在运行的列车司机分配一个功能号，结构为车次号司机功能代码（设为 01）。于是，T13 次列车司机的功能号为 T1301。当某位司机驾驶 T13 次列车从起点站出发时，他都必须向网络注册该功能号，网络负责将该功能号与他当时所使用的机车电台的真实号码对应起来。当调度员或是车站值班员要呼叫 T13 次列车的司机时，他不必知道该司机姓甚名谁，也不必知道该司机使用的机车台的号码，他只要向网络请求“我要呼叫 T1301”，网络查询其数据库，将 T1301 对应到一个真实的电话号码，
6、并建立该呼叫。在铁路通信中有许多这样的情况，因为从铁路运输管理的角度出发，主叫方在发起呼叫时更多的是使用被叫方所担当的功能角色的编号。由于谁在担当这个功能角色是在动态变化的，所以该编号与真实的物理号码之间的对应也是在动态改变的。网络必须提供一套机制，以保证功能寻址能够正确而有效地进行。该机制主要包括以下方面：功能角色必须按一定规律进行编号，以使得交换机可以对其进行识别；必须提供一套有效的注册和注销功能号的方法；必须保证功能号的相对唯一性。功能寻址是 GSM-R 的特征，它允许通过功能号来呼叫用户，而功能号可用来识别应用和功能。GSM-R 系统从某个角度也可以看作是在一定数量的物理终端上运行的一
7、系列应用和功能。每一个应用和功能利用了最基本的电信业务（承载业务或终端业务）。一个物理终端可以是一个移动终端或移动终端的支持实体。功能号识别的是用户的功能，而不是终端号码。例如某一确定的功能号识别某一特定列车的驾驶员，而不是装在机车上的机车电台的物理号码。这个特征保证了用户功能号码与其用来应答的物理终端之间的独立性。GSM-R 网络用户可以靠功能号来发起或接收呼叫。功能号和 MSISDN 结构一样，从其它外部网络也可以拨打这些号码（例如：已连接的外部公共 PSTN/ISDN 网络）。在欧洲的 EIRENE 规范中，用“Follow Me”（简称 FM）业务来解决功能寻址。FM 是一种基于非结构
8、化补充业务数据和无条件呼叫前转的技术。在铁路上，功能寻址主要用于解决固定用户到移动用户的呼叫。下图以“京秦线”为例，描述了调度员采用功能号对司机进行呼叫：341,第 17 章,功能寻址,T509东环台,K39京山四台,T11京山三台,4495枢纽台,K225京秦西台,图 17-2 调度员呼叫司机示例如图 17-2 所示，东环台的调度员直接使用“T509”来呼叫 T509 次列车的司机；枢纽台调度员使用“4495”来呼叫 4495 次列车的司机，以此类推。,17.2.1,功能寻址的过程,在逻辑上可以将功能寻址分成两个阶段：初始化数据结构以允许进行功能寻址的过程（Follow Me 过程）；呼叫过
9、程使用这些数据结构对功能寻址进行处理（无条件呼叫前转过程）；FM 是一个补充业务，它允许把用户的功能同激活该功能的移动台的 MSISDN 号码关联起来。为了处理 Follow Me，将要执行下面的用户过程：Follow Me 注册在功能号和 MSISDN 号间建立关联Follow Me 注销删除先前建立的关联Follow Me 查询查询用户签约文档那些发起过 Follow Me 注册的用户可以进行 Follow Me 注销操作，另外，其它的授权用户也可以执行强制注销。在第二种情况下，应该给注册了该功能号的用户（MSISDN）发出通知，以便告知移动台其状态已经发生改变，同时也触发移动台的相关操作
10、。所有的 Follow Me 过程都使用 USSD（Unstructured Supplementary Service Data，无结构补充业务数据）补充业务，以在网络上携带信息。所有的 USSD 请求信息都有一个 USSD 响应信息，其中可能包含了请求数据。FM 业务是由 FMm 和 FMf 功能联合提供的。这些功能位于两个不同的逻辑设备上（也可能位于不同的物理设备）：FMm 位于 HLR，FMf 位于 FFN（Follow Me 功能节点）。由 Follow Me 补充业务来管理的功能号类型包括列车功能号、维护业务功能号以及车号。,17.2.1.1,Follow Me 注册,Follow
11、 Me 注册过程在功能号和 MSISDN 号之间建立了临时的关联。用户要为其终端支持的每个功能进行注册。网络应该将注册的结果送回移动台。如果注册失败，结果中还应包含失败的原因。移动台可以在同一时刻最多注册 3 个不同的功能号组，但每一条命令（即每个 USSD 请求）只能注册一个功能号。342,第 17 章,功能寻址,MS,BSS,MSC/VLR,HLR,FFN,功能号,MSISDN,1.USSD RequestA*214*SC*FN*#,2.USSD RequestA,3.USSD RequestB,IMSI,MSISDN,用户数据,用户数据,图 17-3 FM 注册过程示意图如图 17-3
12、所示，移动台通过第 3 层信令向其 HLR 发送 USSD 请求，HLR 对该请求进行验证，然后继续向 FFN 发送请求。FFN 的主体是一个大型的数据库，当其收到 HLR 发来的注册请求后，它添加一条包含功能号和 MSISDN 号对应关系的记录。移动台里的过程当触发注册时，每个移动台都要提供下面的数据：过程类型标识（注册）；用于 Follow Me 业务的业务代码（SC）；功能号（FN）；功能号（FN）的格式如下：FN=RAC+RSN=RAC+FUNCTIONAL NUMBER TYPE+ROOT+BRANCHRAC：铁路接入码RSN：铁路用户号码。详情请参考图 17-9 和表 17-3。功
13、能寻址接口规范中包含了特定串的结构。如果成功，上面的数据都会存储在 SIM 卡上。MSC 中的过程信息无改变地通过 MSC。VLR 中的过程信息无改变地通过 VLR。HLR 中的 FMm 过程当触发注册过程时，HLR 必须要求 FFN 为接收到的功能号激活呼叫前转。FMm 功能（位于 HLR 中，并从移动台接收数据）要执行下面所列出的操作：执行对签约数据和功能的校验，以验证移动台有资格请求该过程，另外，它也检查消息中的分支部分；343,第 17 章,功能寻址,负责获得相应承载业务（BS）的 MSISDN，而来自 IMSI 的注册请求中的功能号指示了这些承载业务；构造从 HLR 发送到 FFN
14、的 USSD 请求消息。该消息将激活 FMf（位于由 RAC 识别的 FFN 中）。消息中将包含所有为激活呼叫前转所需的数据（如功能号和获得的MSISDN）；等待 FMf 的响应消息（由 FFN 传送到 HLR）。USSD 响应消息FMm（HLR）将来自 FMf（FFN）的响应消息中继到移动台。USSD 串要么包含成功的结果代码，要么包含由于 Follow Me 错误导致的失败结果代码。FFN 中的 FMf 过程位于 FFN 中的 FMf 功能获得功能号码（RAC、功能号类型、root 和 branch），并将它作为用户号码来使用。FMf 要确保当前没有任何在该号码上激活的呼叫前转。在校验了功
15、能号后，FMf 激活与该功能号相关的所有业务的呼叫前转。USSD 响应消息FMf（FFN）向 FMm（HLR）返回接受请求或拒绝请求（仅当发生 FollowMe 错误时）的通知。该通知可以有选择地包含前转的号码。完成该通知要使用包含 USSD 串的 USSD 响应消息。USSD 串由成功结果代码或由于 Follow Me 错误而导致的失败结果代码组成。,17.2.1.2,Follow Me 注销,Follow Me 注销过程解除功能号和 MSISDN 号之间的关联，即解除对该功能号的呼叫前转激活。注销的结果是解除了功能号上的 Follow Me 业务的激活，其中前转号码即为 MSISDN号码，
16、它标识了不再激活该功能号所代表的功能的移动台。可以使用下列两种方法将先前的注册操作注销：用户或 FM 业务监督者使用适当的控制过程能够特定地注销先前的注册操作；所有的信息都将随着补充业务的取消（管理处理）而消失。,MS,BSS,MSC/VLR,HLR,IMSI,MSISDN,FFN,功能号,MSISDN,1.USSD RequestA*#214*SC*FN*#,2.USSD RequestA,3.USSD RequestB,用户数据,用户数据,图 17-4,FM 注销示意图,FM 的注销过程如图 17-4 所示：344,第 17 章,功能寻址,移动台中的过程移动台触发注销时，要提供下列数据：过
17、程类型标识（注销）用于 Follow Me 业务的业务代码（SC）功能号（FN）监督指示符（用于强制注销）和要注销的 MSISDN功能号应该为下面的格式：FN=RAC+RSN=RAC+FUNCTIONAL NUMBER TYPE+ROOT+BRANCH成功的结果保存在 SIM 卡上的数据将相应地进行更新。MSC 中的过程信息无改变地通过 MSC。VLR 中的过程信息无改变地通过 VLR。HLR 中的 FMm 过程当触发注销过程时，HLR 必须请求 FFN 去激活其收到的功能号的呼叫前转功能。HLR 应该执行下列由 FMm 功能（位于 HLR 中，并从移动台接收数据）执行的操作：执行对签约数据和
18、功能的校验，以验证移动台有资格请求该过程，另外，它也检查消息中的分支部分；负责获得相应承载业务（BS）的 MSISDN，来自 IMSI 的注销请求中的功能号指示了这些承载业务；构造从 HLR 发送到 FFN 的 USSD 请求消息，该消息将激活 FMf（位于由 RAC（最终由 root 的开始几个数字）识别的 FFN 中）。消息中将包含所有为解除呼叫前转所需的数据（如功能号和获得的 MSISDN）；注：在一个国家的铁路只有一个 FFN 的情况下，分析 RAC 对于识别 FFN 就足够了等待来自 FMf 的响应消息（由 FFN 传送到 HLR）。USSD 响应信息FMm（HLR）将来自 FMf（
19、FFN）的 USSD 响应消息中继到移动台。USSD 串要么包含成功的结果代码，要么包含由于 Follow Me 错误导致的失败结果代码。FFN 中的 FMf 过程位于 FFN 中的 FMf 功能获得功能号码（RAC、功能号类型、root 和 branch），并将它作为用户号码来使用。FMf 要确保 HLR 收到的 MSISDN 正是在该功能号上激活的呼叫前转的前转号码。然后，FMf 去激活与该功能号的呼叫前转。USSD 响应消息345,第 17 章,功能寻址,FMf（FFN）向 FMm（HLR）返回接受请求或拒绝请求（仅当发生 Follow Me 错误时）的通知。该通知可以有选择地包含前转的
20、号码。完成该通知要使用包含 USSD 串的 USSD 响应消息。USSD 串由成功结果代码或由于 Follow Me 错误而导致的失败结果代码组成。注：FMf 在通知接受请求前应该确保呼叫前转相关数据的安全存储。,17.2.1.3,Follow Me 查询,FM 查询过程使得移动用户可以获得有关 GSM-R 中存储的数据信息。HLR 处理 FM 查询，并向移动台返回请求的信息或错误。如果 Follow Me 业务已经激活，查询过程的响应中包括了 MSISDN 号，即“前转号码”。移动台应该总是检查 Follow Me 查询的结果，看是否与保存在 SIM 卡上的功能号列表一致。如果需要，终端应该
21、更新其功能号列表以保持与网络的同步。FM 的查询过程如下图 17-5 所示。,MS,BSS,MSC/VLR,HLR,IMSI,MSISDN,FFN,功能号,MSISDN,1.USSD RequestA#214*SC*FN*#,2.USSD RequestA,3.USSD RequestB,用户数据,用户数据,图 17-5 FM 查询示意图,17.2.1.4,Follow Me 终端通知,在某些特定的情况下比如强制注销，一个授权用户可以改变另一个用户在 FFN 中的Follow Me 注册。很显然，当提供了到 FFN 的接口时，操作员也能够进行上述操作。当上述情况发生时，用户终端中存储的功能号列
22、表就不再与 FFN 中存储的功能号列表保持一致。为了克服上述问题，以确保在网络和终端之间的 Follow Me 数据能够正确地保持同步，专门定义了一个向 Follow Me 终端进行通知的过程。网络中的 FFN 通过启动 USSD 消息进行通知。在收到通知后，移动台应该对通知的功能号执行一次 FM 查询。FM 的终端通知过程如下图 17-6 所示。346,第 17 章,功能寻址,MS,BSS,MSC/VLR,HLR,IMSI,MSISDN,FFNMSISDN功能号,1.USSD NotifyA,2.USSD NotifyA用户数据,3.USSD NotifyA用户数据,图 17-6 FM 终端
23、通知示意图,17.2.1.5,应用示例,图 17-7 显示了功能寻址的一个应用示例。固定终端（如调度台）使用功能号发起一个常规呼叫，该呼叫请求通过 PABX 到达 GMSC，GMSC 从 SETUP 消息中的被叫方信息元素中判断出该号码是一个功能号，于是它向 FFN 发送请求，查询对应的 MSISDN 号码。FFN 在查询到结果后，将相应的 MSISDN 号码返回给 GMSC。接下来的过程就和 GSM 中的一个使用MSISDN 号发起的常规呼叫过程一样了。注：图 17-7 中的一个 GMSC 只是用于说明了一种情况，实际中到底要通过几个 GMSC 要根据网络配置而定。347,第 17 章,功能
24、寻址,348,FFN,功能号,MSISDN,用户数据,调度员终端,PABX,GMSC,HLR,IMSI,MSISDN,用户数据,VLR,VMSC,1.SETUP(功能号),2.IAM(功能号),4.SendRoutingResp(MSISDN)3.SendRoutingInfo(功能号),5.SendRoutingInfo(MSISDN),6.ProvideRoamNum(IMSI)MS,8.SendRoutingResp(MSRN),9.IAM(MSRN,ODD),7.ProvideRoamNumResp(MSRN)10.Setup(SA,BC)BSS图 17-7 应用示例,17.2.2,U
25、SSD 串格式举例,（1）移动台到 HLR 的消息（USSD 串格式 1）,表 17-1,USSD 串格式 1,第 17 章,功能寻址,567891011,*监督者指示符*MSISDN*附加信息域,MMMMMOM,分隔符对于强制注销，该项为必选项分隔符要注销的MSISDN，对于强制注销，该项为必需的分隔符特定于操作员的使用USSD串结束,（2）FFN 到 MS 的消息（强制注销），如表 17-2。表 17-2 强制注销的 USSD 串格式注：M 表示必须包含该项；O 表示该项为可选项。USSD 串使用举例：Follow Me 注册：“*214*SC*FN*#”；Follow Me 注销：“*#
26、214*SC*FN*#”；Follow Me 查询：“#214*SC*FN*#”；,强制注销：,“*214*SC*FN*88*MSISDN*#”。,其中“214”代表功能号业务的业务指示码，由于 USSD 串还要携带其它业务的数据，所以要靠该参数来进行区分。“88”代表监督者代码，对于强制注销必须填写该项，并且由网络管理员和用户商定，以防止非法用户使用。,17.2.3,编号方案对功能号的体现,下图 17-8 显示了 GSM-R 编号方案的需求：349,功能寻址,国内 GSM-R 网络,第 17 章地车通信,调车作业通信,A,C,D,PLMN,铁路固定网络B,国际 GSM-RPSTN,国际列车列
27、车通信广域通信图 17-8 GSM-R 编号方案需求图 17-9 显示了 GSM-R 中号码的组成：,CT,UIN,FC,CT：呼叫类型；UIN：用户识别号；FC：功能代码图 17-9 GSM-R 号码组成表 17-3 显示了 GSM-R 编号的详细实施方案。350,.,.,.,.,呼叫类型(CT),1,2,3,4,5,6,7,8,9 10,续表 17-3（1）用户识别号(UIN),位置号(LN),功能码(FC),组识别码,.,.,.,.,.,.,第 17 章,功能寻址,353,呼叫类型(CT),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,小组类型(TT),组号功能(Y),TT,Y,XX,保留国
28、际使用保留国际使用保留国际使用保留国际使用,6666,LLLL,LLLL,LLLL,LLLL,LLLL,1234,YYYY,X XX XX XX X,调车作业小组调车作业小组调车作业小组,小组长第1小组第2小组,X XX XX X,666,LLL,LLL,LLL,LLL,LLL,555,012,调车作业小组,第3小组,L,5,3,X X,6,L,L,L,L,列车司机,调车作业小组,L,L,4,X X,5,6,L,L,L,链路确认,L,L,L,L,L,5,5,X X,6,调车作业小组调车作业小组调车作业小组调车作业小组,保留国际使用保留国际使用保留国际使用保留国际使用,LLLL,6666,LLL
29、L,LLLL,LLLL,LLLL,X XX XX XX X,6789,5555,保留国内使用保留国内使用保留国内使用保留国内使用保留国际使用,LLLLL,LLLLL,67890,YYYYY,X XX XX XX XX X,LLLLL,66666,LLLLL,LLLLL,维护和调车小,组号*,动或固定人员发起的呼叫,位置号*,*=只用于移*=只用于移动或固 调车作业小组,定人员发起的呼叫,小组号,续表 17-3（2）用户识别号(UIN),位置号(LN),功能码(FC),XX,用户识别号(UIN)移动用户号注：（1）CT0 用于 PSTN/ISDN 接入码使用，CT9 用于 PABX 接入码；（2
30、）“cc”放置与字母对应的数字代码。这里要特别说明的是，中国的车次号、机车号和货车号中包含字母，但是规范中规定网络中传递的功能号只能由 0-9 的数字组成，所以必须规定一个字母到数字的转换方式，使得移动台的 MMI 可以将用户输入的含有字母的车次号转换为只包含数字的车次功能号，反之亦然。转换如表 17-4 所示，转换后的数字放在表 17-3 中 CT2 里的“cc”所指示的地方。,表 17-4,车次号中字母到数字的映射表,第 17 章,功能寻址,HI,0809,QR,1718,Z无,2600,17.2.4,中国铁路的特殊情况及其解决方案,中国铁路的车次号采用两级管理制度：（1）在全国范围内行使
31、的列车，其车次号由铁道部统一分配和调整；（2）只在路局管辖范围内行使的列车，其车次号由各个路局分配管理。除了两级管理外，在实际运营中还存在如下问题：有许多线路列车的运行时间都超过了 24 小时，在这些线路上就可能有两趟相同车次号的列车同时在运行；另外，当列车从一个路局管辖范围跨入另一个路局管辖范围时，存在“车次号漫游问题”；当某次车因出现故障或前方线路不通而长时间停靠时，后发的同一次车也进入了该区域，这时就出现了同一区域有两趟相同车次的列车。所以，必须对上述方案加以改进，才能在中国铁路使用。首先必须回答的问题是 FFN 应该设在哪一级，是全国集中设一个、还是每个路局一个、还是每个分局一个。三种
32、方式各有利弊，简单比较如表 17-5 所示：,表 17-5,FFN 设置方式的比较,根据上表所示，必须在操作效率与投资方面进行综合考虑，已到达一个最佳结合。以旅客列车为例，总的来说可以分为两类：（1）各个铁路局自己管理的局管内列车；（2）跨局运行的列车。在上述两类列车中，只有第（2）类列车的运行时间会超过 24 小时。另外，在铁路运输指挥中，调度指挥的直接指挥权都集中在分局的调度所。,17.2.4.1,方案一,FFN 设在路局一级，即在每个路局的管辖范围内有一个 FFN。这样，当列车从起点出发时，司机必须进行 FM 注册操作。当列车跨越局管的边界而进入另一个局管范围内时，则必须进行一次 FM
33、注销操作，并紧接着进行一次 FM 注册操作，以完成“车次号漫游”。当然，完成这两项操作既可以手动进行，也可以自动进行。一般来说，列车都会在两个机车交路处的车站停靠，同时进行更换机车头的作业，于是，可以由更换车头前的司机进行注销操作，而由更换车头后的司机进行注册操作。但是，这要求前后两个司机严格按照操作顺序进行，增加了司机的负担，同时也降低了可靠性。另外，有些长郊路运行的列车会连续跨几个路局也不会更换机车头，这时手动的方式就会变得非常难以进行。所以，必须制定一种自动进行车次号漫游的方法，以使得漫游操作既能够非常可靠地进行，同时对于司机来说也是透明的，也就是说，司机根本不用参与此项操作。要想进行车
34、次号的自动漫游，其前提条件就是调度台能够对其管辖范围内的列车进行位置跟踪。每当调度台发现列车已经进入两个路局管辖边界的小区时，它通过短消息给机车台一个提示，机车台在接收到提示后，自动完成车次号的漫游操作。详细过程如图 17-10 所示：354,第 17 章,功能寻址,355,位置跟踪服务器,MS,FFN2,FFN1,列车进入边界小区请求 FFN 更新（SMS）响应（SMS）FM 注销（USSD）响应（USSD）FM 注册（USSD）响应（USSD）图 17-10 车次号漫游（成功）前述的、两个问题在这里已经基本得到解决，对于第个问题，则需要在 FFN 中增加新的功能。根据前面的描述，FFN 通
35、过车次功能号查询其数据库，找出命中记录中包含的MSISDN 号码字段对应的值。如果查询结果包含不止一条记录，这时它不再取出对应的MSISDN 号码，而是返回一个组呼所有列车司机的组呼号，使得主叫方可以在一个预先定义的范围内发起组呼，然后通过语音去判别其想要呼叫的用户。这样，三个问题都可以得到解决。,17.2.4.2,方案二,在表 17-5 所列的 FFN 设置方式中，没有一种能够完全满足需求，必须对其进行适当的结合。方案二排除了将 FFN 设置在分局级的方式，并将前两种方式结合起来，形成两级 FFN 设置方案。路局级 FFN 在每个路局设置一个，存储了路局局管列车的注册信息，由每个路局自己管理
36、，不存在车次号漫游到其它路局的情况。全路设置“一个”全路级 FFN，只负责存储各种跨局列车的注册信息。这里所谓的一个是指逻辑上的一个，物理上可以在全国设置八大 FFN中心，分别在东北、华北、华东、东南、华南、华中、西南、西北。各个全路级 FFN 中的信息完全相同，并组成双环自愈网，由铁道部调度中心统一管理。这样，既加快了对跨局列车车次号的查询速度，同时各个全路级 FFN 也互为备份，如果其中一个瘫痪，则可以立刻切换到最近的一个上去。这样，跨局列车也不存在车次号漫游问题。FFN 的操作与方案一相同，即根据车次功能号，如果只命中了一条记录，则返回其对应的 MSISDN 号码，否则就返回一个组呼所有
37、列车司机的组呼号，使得主叫方可以在一个预先定义的范围内发起组呼，然后再通过语音去判别。这样，前面提出的三个问题也得到了解决。,17.2.5,功能寻址小结,功能寻址是根据被叫方的功能来进行的呼叫寻址。本章首先分析的 GSM-R 中原有的功能寻址实现方案，然后根据中国铁路无线列调中的具体需求和问题，提出了两个改进方案两方案的比较如表 17-6 所示。,表 17-6,两个方案的比较,第 17 章,功能寻址,移动台改进对移动台位置跟踪全国车次号变更操作集中管理操作,较大，在整个过程中要自动完成 FM 注册和注销操作需要，以判断移动台是否已经进入了另一个路局范围复杂，所有路局的 FFN 都要进行更新，关
38、联复杂困难,无不需要容易，全路级和路局级分别更新，互不影响容易,方案一要由网络、移动台以及位置跟踪联合来解决具体问题。方案二对移动台几乎不作任何要求，也不需要网络对移动台进行位置跟踪，而是提出两级 FFN 设置方案，以完成中国无线列调中的列车车次号功能寻址。但是，方案二对网络改动较大，需要较方案一更复杂的FFN 组建方式，并且要对 FFN 增加一些新的功能。另外，铁道部以及各个铁路局每年都会对车次号进行一些调整，一般来说，都是规定在某个时刻起，新调整的车次号就必须开始起作用。对于方案二的两级 FFN 结构，该项操作实施比较容易，但对于方案一则要困难许多。356,第 18 章,基于位置的寻址,第
39、18章,基于位置的寻址,基于位置的寻址是指将由移动用户发起的用于特定功能的呼叫，路由到一个与该用户当前所处位置相关的目的地址，正确的调度员或车站值班员由主叫移动用户当时所处的位置来确定。如无线列调中的“大三角”通信，移动台要呼叫的调度员取决于移动用户当前所处的位置。另外，位置信息应该由应用层实体来处理，这样就不会对原有 GSM-R 设备的需求产生影响，但终端要包含这些应用实体的模块。例如，当列车在运行过程中司机需要呼叫当前调度员时，他并不知道调度员的电话号码，但他可以使用一个短号码如 1200 向网络发起呼叫请求。网络识别该短号码，并将其路由到正确的调度员。实现该功能的主要问题是，如何划分调度
40、区段以及车站管辖范围，如何分配小区 ID 等，以使得 GSM-R 网络的交换机能够很快地将一个基于位置的寻址正确路由到其目的地。本章首先介绍 GSM-R 网络中基于位置寻址的原理及实现方法，然后再结合铁路的实际情况，举例描述了基于 GSM-R 的列车位置跟踪方案。18.1 概述在铁路通信中，基于位置的寻址主要用于解决移动用户呼叫固定用户。在铁路的行车指挥中，铁路分局具有直接指挥权。每个分局都有自己的调度所，并将其作为分局所管辖铁路的调度中心。当然，分局调度所里的调度员包括行车调度员、电力调度员、机调等各种调度，但行车调度员的职责最为重要，其功能也最为复杂，并且与行车指挥直接相关。所以本文以行车
41、调度员为例，在后面的叙述中若无特殊说明，调度员都是指行车调度员。根据线路的行车密度，每位行车调度员都管辖了一定长度的调度区段，位于该区段内的所有车站以及正在该区段内行使的所有列车都要听从该行车调度员的指挥。每个车站都有一个车站值班员，位于车站范围内的所有列车只听从该车站值班员的指挥。列车在行车过程中要经过若干调度区段以及若干车站，当司机呼叫调度员或车站值班员时，他只能呼叫当前调度区段的调度员或当前车站的车站值班员。但是，司机无法知道他当前位于哪个区段，更不知道调度员或车站值班员的电话号码。GSM-R 为了解决这个问题，采用了基于位置的寻址，并且让移动台使用短码拨号来触发基于位置的寻址。例如，短
42、码 1200 表示呼叫调度，于是当司机需要呼叫调度员时，他直接拨号 1200，网络根据他当时所处的位置，自动将其路由到正确的调度员。另外，也可以用 1300 来呼叫车站值班员。图 18-1 描述了列车司机使用基于位置的寻址来呼叫车站值班员和调度员的示例。357,第 18 章,基于位置的寻址,机车台北京站,运转车长,助值 2,助值 3,双桥站,Copyright1996NorthernTelecomCopyright1996NorthernTelecomCopyright1996NorthernTelecomGSM-R 网络传输网络,Copyright1996NorthernTelecom北京枢
43、纽调度,Copyright1996NorthernTelecom东环调度,Copyright1996NorthernTelecom京山四台调度,北京分局调,度所,天津分局调,度所,机车台助值 4,运转车长秦皇岛站,助值 1,1200,1300,1200,1300,图 18-1,基于位置的寻址示例,GSM-R 使用小区特定路由来实现基于位置的寻址。小区特定路由使用两个参数来确定目的地址：被叫方地址（短码）；小区识别码。其中，被叫方地址是由移动终端通过空中接口中向 MSC 提供的，而在每次呼叫中，BSC都要向 MSC 提供移动台当前所处小区的小区识别码。18.2 接口描述接口描述如图 18-2 所
44、示：358,第 18 章,基于位置的寻址,MS,BSS,MSC/,固定网络终端,固定网络终端,固定网络终端外部网络GMSC,A,Um,VLRCGI短码CGI：小区全球识别码，其中包含小区 ID。图 18-2 基于位置寻址的接口描述在信令流中，COM_L3_INFO 消息中的 Complete Layer3 信息元素包含了 CGI，其结构如表 18-1。,表 18-1,Complete Layer 3 信息元素,注：小区识别描述符为 0000 表示要使用小区全球识别符来识别小区。在 SETUP 消息中，将被叫方信息元素设为短码来触发基于位置的寻址。图 18-3 显示了MSC 中的基于位置寻址的示
45、意图。359,第 18 章,Macro MSC 寻址接收 cdpa（被叫方号码）号码长度,返回,接收 CGI，查询数据库发现新的,基于位置的寻址否,等于 4Result:=常规呼叫是,cdpaResult:=错误是Result:=新的 cdpa返回返回,否,图 18-3,MSC 的寻址流程示意图,18.3 信息存储MSC 为了实现基于位置的寻址，必须对原有的路由表进行一些修改，同时也要在数据库中增加一些表，以表示电话号码、小区（CGI）以及功能短码之间的关联。为了方便数据库的管理，应该将小区边界作为调度员区域的公共边界。OMC-S 操作管理 GSM-R 网络中的数据库表项，以实现上述关联。当然
46、，这里只列举了基于位置寻址的一方面的应用，即解决无线列调中司机呼叫所属的360,第 18 章,基于位置的寻址,车站值班员或调度员的问题。其实，在铁路现场作业中，许多情况下都需要移动用户使用基于位置的寻址来发起呼叫，如现场维护、事故抢修、铁路紧急呼叫等等。因为其原理都是一样的，本文就不再一一加以分析了。18.4 基于 GSM-R 的列车位置跟踪解决方案要建立现代化的高效率的铁路运输管理系统，首先必须建立透明的铁路现代化调度指挥中心，实现以网络化、智能化、综合化为标志的行车调度指挥。而列车位置信息是现代化调度指挥中心所必须的最基本的信息之一。通过实时掌握列车当前所处的运行区段，调度员才能够更加有效
47、地指挥列车运行，以及处理各种突发事件。铁道部在很早以前就提出了对列车位置跟踪的需求，但一直以来都没能很好地解决。主要问题就是铁道部目前没有一个全程全线覆盖的移动通信网络，以解决位置信息的传输问题。GSM-R 网络能够非常容易地解决上述问题，利用其强大的数据功能，还能够解决车次号的传输以及货物的实时跟踪问题。本节将以无线列车调度系统为例，提出了列车位置跟踪的解决方案。其它系统对列车位置的跟踪也可以参照这个方案进行。,18.4.1,无线列调对列车位置跟踪的需求,无线列车调度系统（简称无线列调）是铁路中保障行车安全，提高运输效率的重要手段，早已成为机车“三大件”之一。在铁路行车调度中，各个分局的调度
48、所管理当前处于其管辖范围内的列车。分局根据各条线路的繁忙状况，将其管辖的铁路划分为若干调度区段，每个调度区段由一名调度员指挥。调度区段内又包含了若干车站，每个车站由一名车站值班员指挥。这样就出现了两大类通信需求，分别称为“大三角”和“小三角”。“大三角”指调度员、车站值班员和司机之间的通信；“小三角”指车站值班员、司机和运转车长之间的通信。运输管理讲究责任明确，因此每个调度员和车站值班员只允许和其管辖范围内的列车司机进行通信。但是，GSM-R 网络自身并不能提供这样的功能，所以就必须在原有的网络上构建列车位置跟踪应用系统，以对列车位置进行跟踪，做到调度员和车站值班员终端的人机界面上只显示其管辖
49、范围内的列车信息。另外，通过位置跟踪，列车车次号信息也能够非常容易地传给 DMIS 系统（调度信息管理系统）。,18.4.2,基于 GSM-R 的 LCS 的列车位置跟踪的实现,欧洲电信标准委员会（ETSI）为了在 GSM 上开展定位业务，制定了一套完整的规范，包括网元的增加以及用于如何接入业务等等。网络配置如图 18-4 所示。网元实体功能SMLC（Serving Mobile Location Center）（服务移动位置中心）SMLC 负责对那些为了执行移动台定位而所需的资源进行总体协调和分配，计算移动台的位置并估算误差。规范定义了两种类型的 SMLC：基于 NSS 的 SMLC：支持
50、Ls 接口；基于 BSS 的 SMLC：支持 Lb 接口。361,第 18 章,基于位置的寻址,目标移动台 MS,BTS(LMUType B),VMSC/VLR,HLR,SMLC,ExternalLCS client,Le,Lg,Lg,LhGatewayMLC,GatewayMLC,LMUType A,Um,Ls,BSC,A,Abis,Lb,SMLC,Lp,LMU,Type B,Abis,gsmSCF,Lc,CBC,CBC-SMLCCBC-BSC,Other PLMN图 18-4LCS 的网络配置,通过与 VMSC 的 Ls 接口上的信令，基于 NSS 的 SMLC 完成对目标移动台的定位。通
