（通信与信息系统专业论文）铁路gsmr系统功能寻址技术研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 摘要 铁路数字移动通信系统( g s m 凡g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e r a i l ) 已成为我国铁路 通信的发展方向。而功能寻址是g s m r 中一种先进的寻址方式，是实现集群调度通 信的关键技术和必要手段，因此研究功能寻址是很有意义的。本论文针对我国铁路综 合移动通信网无线通信业务的特殊需求，根据我国铁路特有的编号方案，全面探讨了 功能寻址技术。并对功能寻址中的数据库存储方式及区段间呼叫限制做了重点研究。 论文从g s m r 的研究现状及系统结构着手，引入了功能寻址并详细分析了其业务 需求、业务流程和信令流程等。根据数据库存储方式及查找算法，结合g s m r 编号方 案，给出了g s m r 功能寻址的查找方法及改进方案。并对改进方案和原方案的性能进 行了对比。 在现有g s m r 功能寻址的基础上，深入研究了功能寻址中的呼叫限制技术，包括 接入矩阵和区段间呼叫限制两种。讨论了各自的需求和实现过程。就当前移动智能网 区段间呼叫限制主要采用的小区识别码( i d ，i d e n t i t y ) 判别方式进行了详细阐述。从线 路区段划分、合理编号映射及位置信息的获取三方面出发，给出了利用“用户到用户 信令( u u s l ，u s e rt ou s e rs i g n a l i n 9 1 ) 及小区广播传送位置信息 和“非结构化补充业 务数据( u s s d ，u n s t r u c t u r e ds u p p l e m e n t a r ys e r v i c ed a t a ) 及服务移动位置中心( s m l c ， s e r v i n gm o b i l el o c a t i o nc e n t e r ) 传送位置信息”两种呼叫限制方案。讨论了这两种方 案的应用并对其性能指标变化作了简要说明。 论文最后用软件设计仿真了功能寻址全过程，得到了较满意的结果。 关键词：g s m r ；功能寻址；移动智能网；呼叫限制 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i 页 a b s t r a c t g s m r ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e r a i l ) h a sb e c o m et h ed i r e c t i o no fc h i n ar a i l w a y c o m m u n i c a t i o n w h i l et h ef u n c t i o n a la d d r e s s i n g ，a sa l la d v a n c e da d d r e s s i n gs e r v i c ei n g s m r ，i s t h e k e yt e c h n o l o g y a n dt h e n e c e s s a r ym e a n s o fr a i l w a yd i s p a t c h i n g c o m m u n i c a t i o n t h e r e f o r e ，t h er e s e a r c ho nt h ef u n c t i o n a la d d r e s s i n gi sv e r ys i g n i f i c a n t i n t h i st h e s i s ，a c c o r d i n gt os p e c i a ls e r v i c er e q u i r e m e n t so fc h i n ad i g i t a lm o b i l ec o m m u n i c a t i o n a n dt h er a i l w a yn u m b e r i n gs c h e m e ，w ea n a l y z et h ef u n c t i o n a la d d r e s s i n gt e c h n o l o g y a n d t h ew a y so ft h ed a t a b a s es t o r a g ea n dt h ec a l lb a r r i n gb a s e do nl o c a t i o n si nf u n c t i o n a l a d d r e s s i n ga r ei n v e s t i g a t e di nd e t a i l s i nt h i st h e s i s ，t h er e s e a r c hs i t u a t i o na n ds y s t e ms t r u c t u r eo fg s m - ri si n t r o d u c e df i r s t l y , a n dt h e ng i v ead e t a i l e d a n a l y s i so fb u s i n e s sn e e d s ，b u s i n e s sp r o c e s s e s a n ds i g n a l i n g p r o c e s s e s ，e t c a c c o r d i n gt ot h ed a t a b a s es t o r a g em o d e sa n dt h es e a r c ha l g o r i t h m s ，c o m b i n e d w i t hg s m rn u m b e r i n gs c h e m e ，w eg i v et h es e a r c hm e t h o d sa n di t si m p r o v i n gs c h e m eo f t h ef u n c t i o n a la d d r e s s i n gi ng s m - r a n dc o m p a r et l l e i rd i f f e r e n c e s b a s e do nt h ee x i s t i n gg s m - rf u n c t i o n a la d d r e s s i n g ，t h ec a l lb a r r i n gt e c h n o l o g i e si nt h e f u n c t i o n a la d d r e s s i n ga r es t u d i e di nd e t a i l s ，i n c l u d i n ga c c e s sm a t r i xa n dc a l lb a r r i n gb a s e do n l o c a t i o n s w ed i s c u s st h e i rr e q u i r e m e n ta n di m p l e m e n t a t i o np r o c e s s a n dd i s c r i m i n a n c eo f c e l li d e n t i t y ( i d ) ，w h i c hu s e di nt h ec a l lb a r r i n gb a s e do nl o c a t i o n si nm o b i l ei n t e l l i g e n t n e t w o r k ，a r ed e s c r i b e di nd e t a i l s a c c o r d i n gt ot h ep a r t i t i o no ft h er a i l w a yl i n e ，m a p p i n go f t h en u m b e ra n da c q u i s i t i o no fl o c a t i o ni n f o r m a t i o n , g i v i n gt w ok i n d so fc a l lb a r r i n g s c h e m e s ：u u s1 ( u s e rt ou s e rs i g n a l i n g ) s i g n a l i n ga n dt h ec e l lb r o a d c a s tt os e n dt h e l o c a t i o ni n f o r m a t i o n a n d u s s d ( u n s t r u c t u r e ds u p p l e m e n t a r ys e r v i c ed a t a ) a n dt h e s m l c ( s e r v i n gm o b i l el o c a t i o nc e n t e r ) t os e n dt h el o c a t i o ni n f o r m a t i o n ”a n dt h e n d i s c u s st h ea p p l i c a t i o no ft h et w os c h e m e sa n di l l u s t r a t et h ec h a n g e sb r i e f l yi ni t s p e r f o r m a n c e f i n a l l y , t h ee n t i r ep r o c e s s e so ft h ef u n c t i o n a la d d r e s s i n ga r es i m u l a t e di ns o f t w a r e ，a n d a c q u i r eas a t i s f a c t o r yr e s u l t k e y w o r d s ：g s m r ：f u n c t i o n a la d d r e s s i n g ；m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k ； t h ec a l lb a r r i n g 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：立教 日期：2 0 l o 、7 指导老师签名： 蟛群 日期：如z 痧多7 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： l 、对功能寻址中的数据库存储结构及查找算法进行了研究，给出了功能寻址查找 的改进方案。即对功能号的存储采用了h a s h 存储结构，结合功能号的编号方案进行 了桶地址的散列和h a s h 函数的设定。最后得出了避免散列碰撞的h a s h 函数。 2 、系统阐述了功能寻址中的呼叫限制技术，对基于位置的区段间呼叫限制做了详 细研究。对比了移动用户位置信息获取方式，得出u u s l 信令传送方式和u s s d 补充 业务数据方式更适合于区段间呼叫限制。因此基于这两种方式研究了两种呼叫限制实 现方案。理论上证明了它的可行性。 3 、用v c 仿真实现了功能寻址全过程。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：王致 日期： 2 4 0 。7 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 1 1 概述 第1 章绪论 g s m r 业务= g s m 业务+ 语音调度业务+ 铁路基本业务+ 铁路应用【2 1 ，如图1 - 1 所示。 至亘亘 蔓亟叵 互亚圃e 画匠正 铁广 路铁路客站综合移动信息服务 应= = 二二= 二二二二二二= 二= 二二二二= 二二= = = = 二： 用 铁路货站综合移动信息服务 旅客列车综合移动信息服务 铁路基本业务眄司卜i 嘉；戛习_ 网_ 手五网 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 页 铁路必需的基本业务包括功能寻址、功能号表示、接入矩阵、位置寻址等。 功能寻址作为g s m r 中重要的寻址方式，是指用户可以由当时所担当的角色而不 是所使用的终端设备号码寻址。它是铁路运营中的关键技术和必要手段。在铁路紧急 呼叫、无线列调、区段呼叫管理等许多情况下都需要使用功能寻址技术来发起呼叫， 这个功能对于铁路有着很重要的意义。采用功能寻址使调度员节省了查询每个司机移 动用户国际号码( m s i s d n ，m o b i l es u b s c r i b e ri n t e r n a t i o n a li s d nn u m b e ) 的时间，最 快的将呼叫转移到所需司机，提高了工作效率，降低了损失。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 1 9 9 3 年，国际铁路联盟与欧洲电信标准组织提出了欧洲铁路下一代无线通信系统。 它是以g s mp h a s e2 + 为标准的g s m r 技术【3 】。国际铁路联盟在1 9 9 5 年经评估最终确 认这一提议，并在1 9 9 6 年开始了系统试验。1 9 9 9 年瑞典的第一个g s m r 系统得以实 施【4 1 。2 0 0 8 年，已经有包括我国在内的3 4 个国家使用和计划使用g s m r 系统。其中 欧洲的德国、法国、英国等国先后建成了自己的g s m r 系统，并且用g s m r 智能 网实现了大量铁路业务。这些国家的g s m r 网络建设推动了铁路无线通信系统的发 展。 1 2 - 2 国内研究现状 我国发展g s m r 的基本原则是学习和借鉴欧洲经验，并且基于我国铁路特殊的运 营情况做出相应的调整和研究。在国务院审议通过的中长期铁路网规划中，明确 指出了我国g s m r 建设和发展分为三个阶段。 第一阶段为青藏线、大秦线和胶济线的g s m r 核心网和无线接入网建设。该阶段 主要证实了g s m r 网络完全能够满足我国铁路的调度运输对铁路移动通信网络的需 求。截止到2 0 0 7 年都已建成使用。第二阶段为铁道部拟定的“四纵四横 客运专线建 设。它着重以列车自动控制为代表，构建我国g s m r 核心网络的中心节点并延伸搭建 网络骨架结构。时速2 0 0 公里及以上的武广、郑西、京津等1 1 条客运专线和城际轨道 交通项目全部将在2 0 1 0 年建成通车。第三阶段为全国铁路g s m r 网络的形成与完善。 构建覆盖全国铁路的无线接入网络，最终形成能够统一管理和维护的g s m r 网络p j 。 我国g s m r 系统的研发工作和设备提供商目前主要有西门子和华为等公司。同时 国内学术界也做了很多研究工作，但是在产品开发方面与国外水平还有一定差距。例 如青藏铁路及武广客运专线中，是在国外进e l 的通信设备上基本实现了功能寻址功能。 所以为了产品国产化和技术进步还需要加强对铁路作业模式包括铁路基本业务( 功能 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 寻址、位置寻址等) 的研究。在2 0 0 5 年2 月制定的g s m r 数字移动通信智能网技术条 件中，要求利用g s m r 移动智能网来实现包括功能寻址、位置寻址等铁路业务，其中 规定了业务特性、业务流程和信令流程等众多内容，但大多是宏观上的介绍，对具体 的项目没有进一步的研究。所以深入研究功能寻址技术非常必要。 1 3 论文主要研究内容 论文主要研究g s m r 系统的功能寻址技术，针对铁路的特殊应用及需求，进行包 括业务流程、信令过程和业务特性等的探讨。对功能寻址中的数据库存储结构及查找 算法进行了研究。并对原有的无序文件顺序查找方法做了改进，改进方案为基于h a s h 存储结构的二分查找法。同时综合分析了功能寻址呼叫限制技术，详细探讨了接入矩 阵和基于位置的呼叫限制。并提出了区段间呼叫限制的两种实现方案。最后用v c 编 写软件，仿真了功能寻址全过程。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 页 第2 章g s m r 系统与功能寻址 功能寻址是g s m r 在铁路运营和服务中的特殊业务，在铁路通信调度中有着很重 要的地位。利用智能网实现功能寻址是方便有效的方法。下面就对g s m r 系统、智能 网及功能寻址相关内容一一介绍。 2 1g s m r 系统及智能网 2 1 1g s m r 系统组成 g s m r 系统继承了g s m 公网的很多技术和大体结构。其网络覆盖为线状覆盖形 式。网络主要由3 个子系统及移动台组成。如图2 1 所示。 害 0 罨 夕n 图2 1g s m r 系统组成刚u 基站子系统( b s s ，b a s es t a t i o ns u b s y s t e m ) 包括基站控制器( b s c ，b a s es t a t i o n c o n t r o l l e r ) 和基站收发信机( b t s ，b a s et r a n s c e i v e rs t a t i o n ) ，是g s m r 系统中最基本的 组成部分。它是移动交换中心与移动台之间的的沟通桥梁。 网络子系统俏s s ，n e t w o r ks t a t i o ns u b s y s t e m ) 主要负责呼叫控制、数据管理、移动 性管理以及与固定网络的连接。它是建立在移动交换中。i 二, ( m s c ，m o b i l es w i t c hc e n t e r ) 这个核心实体的基础上，并通过a 接口与基站子系统相连接。m s c 和访问位置寄存器 ( v l r ，v i s i t e dl o c a t i o nr e g i s t e r ) 、组呼寄存器( g c r ，g r o u pc a l lr e g i s t e r ) 和归属位置寄存 器( h l r ，h o m el o c a t er e g i s t e r ) 相互支持实现n s s 的功能。 移动台( m s ，m o b i l es t a t i o n ) 是一种用户设备，用来接入g s m r 网络。它是由一块 s i m ( s u b s c r i b e ri d e n t i f i c a t i o nm o d u l e ) 用户识别模块卡和一个移动设备( m e ，m o b i l e e q u i p e m e n t ) 所组成的。 操作和维护子系统( o s s ，o p e r a t es t a t i o ns u b s y s t e m ) 为g s m r 提供管理和维护功 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 页 能，是相对独立的子系统。 另外，除上述主要组成部分之外，任何g s m r 网络都包含很多接口，用来与外部 网络连接，例如与专用铁路固定网络、公众网络、调度设备、专用铁路系统( 如列车控 制系统) 等的连接。从而使整个网络协作完成移动用户和移动用户之间、移动用户与固 定用户之间的通信。 2 1 2g s m r 网络结构 g s m r 网络系统基本结构如图2 2 所示，它由若干个功能实体组成，这些功能实 体可以提供给用户所有的铁路基本业务和补充业务以及数据操作性管理。 图2 - 2g s m r 网络系统结构1 2 1 m s c ：移动交换中心，是g s m r 网络的核心。它包括了m s c 区的所有交换功能。 m s c 对覆盖区域中的移动台进行控制完成话路接续以及计费的功能，同时m s c 也是 g s m r 网络和其他网络之间的接口。它负责b s s 和m s c 之间的切换和辅助性的无线 资源管理、移动性管理等功能。另外每个m s c 还完成g m s c ( 网关m s c ) 的功能， 实现对移动台的呼叫路由及短消息传送等功能。 v l r ：拜访位置寄存器，一般设在m s c 中。它存储和管理m s c 区中的漫游移动 用户( 称拜访客户) 的相关数据，包括用户号码、移动用户的位置区信息、用户可获得的 服务和用户状态等参数。 h l r 归属位置寄存器，是管理部门用来实现对移动用户管理的数据库。h l r 注 册存储每个移动用户的信息：一是移动用户的静态信息( 包括用户基本信息和业务信 息等) ，一是移动用户当前所处位置的动态信息，用于建立至移动台的呼叫路由，例如 漫游限制、m s c 和v l r 地址等。 a u c ：鉴权中心( a u c ，a u t h e n t i c a t i o nc e n t e r ) ，鉴定用户身份的合法性并产生呼 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 叫保密所需的鉴权三参数组( 随机数r a n d 、符号响应s r e s 、加密键k c ) 。 e i r ：设备识别寄存器( e i r ，e q u i p m e n ti d e n t i f i c a t i o nr e g i s t e r ) ，用来存储移动设 备参数。完成对移动设备的识别、鉴定、闭锁等功能，以防止非法移动设备的使用。 o m c ：操作维护中心( o m c ，o p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c ec e n t e r ) ，管理和集中维护 整个g s m r 网络。实现对网络中各模块的监控、状态报告、故障诊断等功能。 b s c ：基站控制器，控制一个或多个b t s ，它主要负责无线网络资源管理、无线 呼叫处理、小区配置数据管理、功率控制、定位、切换、同步、链路运营维护管理等。 b t s ：基站收发信台，是由b s c 控制管理的无线接口设备。它是无线和有线的转 换中继，主要负责基站管理、无线传输、信号处理、信道加密和跳频等功能。 2 1 3g s m r 移动智能网 1 概述 智能网( i n ，i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 是根据实际需要叠加在原有通信网上的一层网络， 它能够快速、便捷和有效地提供各种新业务。如图2 3 所示，它在网络中引入业务控 制点( s c p , s e r v i c ec o n t r o lp o i n t ) ，通过依靠n o 7 信令网和s c p 大型数据库的支持， 将网络的交换和控制功能相分离，实现简化交换机的目的。因此交换机只完成基本的 接续功能，所有的新业务的提供和控制由这些新的功能实体协同原有交换机共同完成。 用户可以在已有的交换平台上，利用智能网独立的业务功能构建模块，灵活地生成和 修改业务【6 j 。 智能 信令 图2 3 智能网层次划分示意图 移动智能网已经形成了标准的体系，并且已经在g s m 和码分多址( c d m a ，c o d e d i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) 网络中得到成功的应用。因此可以借鉴g s m 中的经验，根 据铁路应用的特殊性在g s m r 中引入移动智能网， 2 功能结构 g s m r 移动智能网标准是参考了g s m 的移动网络增强定制业务逻辑( c a m e l 3 ， c u s t o m i z e da p p l i c a t i o nf o rm o b i l en e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ) 标准。它主要支持移动宽带 数据业务，用来解决g s m 移动通信网和智能网互联的问题。c a m e l 规范主要分成 西南交通大学硕士研究生学位论文 第7 页 s t a g e l s t a g e 3 t 3 8 1 三个协议来描述。对于c a m e l 3 ，3 g p p 2 2 0 7 8 ( s t a g e l ) uj 定义了 相关的业务描述、系统要求、与其他业务的交互等。3 g p p 2 3 0 7 8 ( s t a g e 2 ) 】规定了 c a m e l 业务的技术实现方式等。3 g p p 2 9 0 7 8 ( s t a g e 3 ) 1 9 定义了c a m e l 的应用协议 ( c a p ) 掣1 0 】。g s m r 移动智能网借鉴了该协议标准，下面详细说明其结构和功能。 g s m r 移动智能网是由智能网功能实体和连接这些功能实体的网路组成。其网络 功能结构如下图所示，实际网络中的智能网物理配置要根据其功能结构来设定。 图2 - 4g s m r 移动智能网c a m e l 网络功能结构 如图2 - 4 所示。g s m r 移动智能网c a m e l 网络功能实体= g s m 网络原有网络实 体( 图中方框表示) + 新增加的智能网功能实体( 图中椭圆表示) ，后者包括g s m 业务 控制功能( g s m s c f , g s ms e r v i c ec o n t r o lf u n c t i o n ) 、g s m 业务交换功能( g s m s s f , g s m s e r v i c es w i t c h i n gf u n c t i o n ) 和g s m 特殊资源功能( g s m s r f , g s ms p e e i a l i s e dr e s o u r c e f u n c t i o n ) 等。通信协议c a m e l 应用部分( c a p , c a m e la p p l i c a t i o np a r t ) 和移动部 分( m a p , m o b i l ea p p l i c a t i o np a r t ) 用来连接各模块。其中c a p 应用在g s m s s f 与 g s m s c f , g s m s c f 与g s m s r f 之间，而m a p 应用在h l r 与g s m s c f ，h l r 与v l r ， h l r 与g m s c 之间【6 】。新增的智能网模块功能如下： g s m s c f ：是一个动态的数据库和事务处理单元，负责c a m e l 业务逻辑，以实现 特定的业务、呼叫控制及计费功能等，它是移动智能网的核心单元。其物理配置为s c p 。 g s m s s f ：是m s c v l r 与g s m s c f 间的接口，主要负责m s c 的呼叫状态、与g s m s c f 之间的格式转化和信息传送。其物理配置为业务交换点( s s p , s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ) 。 g s m s r f ：主要用于提示语音资源和二次收号器。 功能号映射数据库：负责向g s m s c f 发送号码映射情况。 位置数据库：位置数据库负责向g s m s c f 发送用户位置信息。 3 功能寻址在g s m r 移动智能网中的基本业务 如图2 5 所示，我们以行车调度为例来说明功能寻址，在铁路运行中，唐山台调 度员想要呼叫k 3 8 6 次列车司机，那么就必须知道k 3 8 6 司机的实际m s i s d n 号码，而 线路中包含很多列车，如果调度员呼叫每个列车相关人员都要知道他的实际号码，这 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 必定是很繁琐和费时的。因此就引入功能寻址来解决，功能寻址就是利用用户功能号 来实现呼叫，前提是将用户功能号和实际m s i s d n 号码相映射完成。例如代表司机身 份的功能码为0 1 ，那么调度员只要输入k 3 8 6 0 1 即可呼叫到k 3 8 6 的司机。 t 5 0 9k 3 8 64 4 9 5d 51 0 5n 5 7 2 、- 、- 、- 、_ 一、_ v 一、，一、- 、一 i 山海关台li 唐山台il 蛾眉台ii 成都台ii 郸县台l r 。o 。、1r 。1r 。- 1r 。- 1p ，_ _ 1 图2 5 功能寻址示例图 功能寻址在铁路中的应用有详细的规定和流程。下面详细介绍其业务特征和流程。 业务特征 ( 1 ) 根据用户当前功能角色按一定规律进行编号。由它们担当的功能角色来寻址。 ( 2 ) 功能号具有相对唯一性。同一时刻，每个功能号仅能分配给一个m s i s d n ( 特 殊情况不在此包括) ，而每个m s i s d n 可登记多个功能号。 ( 3 ) 功能号为非永久性号码，只在一定的运营范围内有效，用户在使用前需要向 网络进行注册，使用后要注销。 ( 4 ) 用户向网络发起注册，网络负责将用户的功能号与m s i s d n 号码建立映射关 系，这种映射关系是临时的、动态变化的。 ( 5 ) 用户可以查询自己当前的功能号，可以对自己登记的功能号进行注销。 ( 6 ) 授权管理员可以对其授权范围的功能号码进行强制注销。 ( 7 ) 用户的基本业务操作应遵循f o l l o w m e 业务定义的u s s d 消息协议标准 1 1 1 。 即用户通过此项功能实现对功能号码的注册、注销和查询。u s s d 串格式如表2 1 所示。 表2 - 1u s s d 串格式【1 2 1 操作名称u s s d 始发串u s s d 应答串 注册 宰2 1 4 】f n 士幸存 u s s d 一登记成功 注销 21 4 f n 木幸奉j f i u s s d 注销成功 查询 掌聋21 4 】? n 拳 + 牟u s s d f o l l o wm e 功能登记至 # # 2 1 4 * f n * 8 8 * m s i s d n * # u s s d 一强制注销成功( 对发起方) m s i s d n 为目前登记至功能号 ；睨1 4 * f n * 8 8 * f d m s i s d n a d d l n f f i e l d 撑 强制注销 的m s i s d nf d m s i s d n 为发起强制注销的用户的m s i s d n ， a d d l n f f i e l d 可显示呼叫中心的号码( 可选) 重新注册撑 2 1 4 幸f n 宰奉撑幸枣2 1 4 宰f n 串牛幸群u s s d 新功能号登记成功 注：u s s d 始发串= 操作代码+ 业务代码2 1 4 + 分隔符+ 功能号+ 分隔符+ 附加信息+ 结束符。2 1 4 是表 示功能号业务的固定指示码。f n 为国际标准的功能号码。8 8 为强制注销中的监督者代码。 ( 8 ) g s m r 网络用户可以用功能号来发起或接收呼叫。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第9 页 ( 9 ) 支持不唯一车次号的重新注册。 对所有车次功能号，在不同调度区段内允许重复注册，重复注册次数限定为3 次。 注册过程要求s c p 判别申请注册用户和已注册用户的位置是否在同一个调度区段。若 在同一调度区段，s c p 向该调度区段内申请注册的用户发送u s s d 应答串，提示已注 册用户的m s i s d n 号码用于建立呼叫联系。向已注册用户发u s s d 应答串，提示注销 功能号【l3 1 。若不在同一区段，则申请注册的用户可重新注册该功能号。 ( 1 0 ) 支持不唯一车次号的呼叫。 移动终端利用功能号呼叫司机时，s c p 通过m s c 寻呼，得到对应m s i s d n 号码 的多个位置区，与主叫用户所在的调度区比对，选择适合的m s i s d n 返回m s c ，建立 呼叫。若在主叫位置区内有多个m s i s d n ，则本次呼叫失败，同时网络通过u s s d 应 答串，将存在的多个m s i s d n 号码通知主叫用户，主叫用户选择号码后再次发起呼叫。 由于对车长、乘警等用户的呼叫不受调度区段内呼叫的限制，个别运行超过2 4 小 时的车次，存在1 个功能号对应多个m s i s d n 号码，网络通过短消息或语音提示，将 存在的多个m s i s d n 号码通知主叫用户，主叫用户选择号码后再次发起呼叫。 业务流程 功能寻址基本业务包括功能号的注册、注销、查询、强制注销和呼叫等。功能寻 址扩展业务有短消息、接入矩阵、基于位置的呼叫限制等。下面详细介绍其基本业务。 功能寻址基本业务过程可认为主要是s c p 与h l r 之间的互动作用过程。 ( 1 ) 注册 注册业务流程图如图2 - 6 所示，用户发送包括请求注册信息的u s s d 串至h l r 。 h l r 检查用户是否具有请求注册授权。若有则h l r 发送u s s d 请求信息到智能网平台。 智能网平台检查注册能够进行之后，s c p 判断此功能号是否己被注册，一般情况下， 若已注册且不允许重新注册则请求失败。若未注册则接受请求实现注册功能，用户收 到u s s d 响应，通知登记结果，并在终端存储所登记的功能号。 雨面而砂 图2 6 注册流程图 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 0 页 ( 2 ) 注销：如图2 7 所示流程图 用户发送请求注销信息u s s d 串到h l r 。h l r 执行对签约数据和功能的校验，检 查用户是否具有请求注销授权。确定被授权后h l r 发送u s s d 请求消息到智能网平台。 智能网平台返回接受请求或拒绝请求的通知。用户收到u s s d 响应，通知注销结果。 请求注销 u s s d 串 图2 - 7 注销流程图 ( 3 ) 查询 用户通过h l r 发送u s s d 串到智能网平台。此u s s d 串包括请求查询信息。 智能网平台查询功能号所对应的m s i s d n ，并由u s s d 响应通知用户这一信息。 ( 4 ) 强制注销 只有授权用户才可以进行强制注销，强制注销流程图如图2 8 所示。 图2 - 8 强制注销流程图 授权用户发送包括请求强制注销信息的u s s d 串到h l r 。h l r 执行对签约数据和 功能的校验，检查该用户是否具有请求注销授权。若有则h l r 发送u s s d 请求消息到 | 三一歌一一能一一镀一 壶麴 一注一一驰一一制一一鄂一銎 西南交通大学硕士研究生学位论文 第11 页 智能网平台。智能网平台返回接受请求或拒绝请求的通知。接受请求并进行注销后， 授权用户收到u s s d 响应，通知注销结果。智能网平台向被注销功能号的用户发起终 端通知。用户对通知的功能号执行一次功能号查询，网络和终端数据保持正确同步。 ( 5 ) 重新注册 在不唯一车次号时，功能号已被注册的特殊情况下，则需要重新注册功能号。 移动终端通过h l r 向智能网平台发起旧号码注销的请求【1 0 】。 智能网平台完成旧号码注销。用户收到u s s d 响应，通知注销结果。 移动终端通过h l r 向智能网平台发起新号码注册的请求。 智能网平台完成新号码注册。 用户收到u s s d 响应，通知注册结果。 2 2 功能寻址过程 1 功能寻址的特殊性 ( 1 ) 主要用于解决有线用户到移动用户的呼叫。 ( 2 ) 用户之间通过功能号发起或接收呼叫，网络基于功能号进行寻址。 ( 3 ) 一个用户同时最多可拥有3 个功能号。但一个功能地址只能分配给一个用户。 2 功能寻址基本原理 功能寻址是指用户由当时所担当的角色而不是所使用的终端设备号码来寻址。在 网络中拥有一个s c p 智能网模块，该s c p 数据库用来存储代表功能角色的功能号和其 真实m s i s d n 号码。这种号码对应关系是临时的动态的。当固定用户要呼叫移动用户， 只需要通过功能号向网络请求呼叫即可，其业务流程如图2 - 9 所示。 s c p 卜一 驼cg m sp i 面础商f a s嗌m s主叫用户hil 图2 - 9 功能寻址流程图 ( 1 ) 主叫用户拨打功能号发起呼叫。 ( 2 ) 呼叫中se t l 叩消息经过固定用户接入交换机f a s 到达g m s c 。g m s c 通过 s e t u p 消息中的被叫方信息判断出该号码是一个功能号码并且得到功能号信息，主叫用 户签约信息o c s i 激活智能网业务，将呼叫上报到s c p 。s c p 会根据主叫用户的功能 号及被叫用户的功能号进行接入矩阵检查。 ln l叫一蹦一5叭 ss一、墨汰 步厮 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 2 页 ( 3 ) 接入矩阵判断呼叫是否授权，若未经授权，则释放该呼叫，并提供相应的释放 原因。若呼叫有效，s c p 查询其数据库将功能号映射为对应的m s i s d n 号码并返还给 g m s c 。 ( 4 ) g m s c 将该m s i s d n 号码传送给h l r 。h l r 数据库中包含动态的呼叫限制 位置信息表。查询此数据库表并判断呼叫是否受区段限制。限制则释放呼叫。不限制 则继续接续。 ( 5 ) h l r 中含有m s i s n d 与国际移动用户识别码( i m i s ，i n t e r n a t i o n a lm o b i l e s u b s c r i b e ri d e n t i f i c a t i o nn u m b e r ) 的对照列表，根据收到m s i s d n 得到相应的i m s i ， 再根据i m s i 联系v l r ，请求漫游号码( m s r n ，m o b i l es t a t i o nr o a m i n gn u m b e r ) 。 ( 6 ) v l r 中含有i m s i 对应的m s r n ，将得到的m s r n 返还给h l r 。 ( 7 ) h l r 将m s r n 发送到g m s c 。 ( 8 ) g m s c 将呼叫转接给移动台所在的v m s c ( 拜访m s c ) ，v m s c 通过查询 m s 的位置区识别码( l a i ，l o c a t i o na r e ai d e n t i t y ) 和临时移动用户识别码( t m s i ， t e m p o r a r ym o b i l es u b s c r i b e ri d e n t i t y ) 完成呼叫【1 5 j 。 3 功能寻址信令流程 对应上述寻址过程的信令流程如图2 1 0 所示。涉及的信令主要有：s e t u p i n i t i a l d p ( 携带功能号，用于发起呼叫) 、c o n n e c t ( 传送被叫用户m s i s n d 号) 、s r i ( s e n dr o u t i n gi n f o r m a t i o n 通过i m i s 传送路由信息) 、p r n ( p r o v i d er o a m i n gn u m b e r 通过m s r n 提供漫游信息) 、i a m ( l n i t i a l a d d r e s sm e s s a g e 初始地址信息。用于呼叫接 续) 。流程图中各信令所带参数都是严格按照规范定义的。这些参数在寻址过程中传递 相对应的信息。 d i s p 图2 1 0 移动智能网功能寻址信令流程图 西南交通大学硕士研究生学位论文 第13 页 2 3 编号方案 g s m 。r 中的用户号码是严格按照i t u t 中e 1 6 4 建议制定的。根据铁路需求，功 能寻址采用的功能号码( f n ，f u n c t i o n a ln u m b e r ) 也必须采用此g s m r 编号计划。 2 3 1 国际g s m r 网络用户号码的结构 国际g s m r 网络用户号码由移动国家代码( m c c ，m o b i l ec o u n t r yc o d e ) 和国内 g s m r 网络用户号码两部分组成【2 】o 如图2 1 1 所示。 霞囝匣 ：国内g s m r 网络用户号码 国际g s m - r 网络用户号码 - k _ _ ，- h - 。_ 。_ - _ _ - _ - _ - _ h _ _ - 。 1 _ _ - _ - _ 一_ _ _ - _ - _ _ _ h _ _ - - _ _ - w _ _ - 。，”_ - _ _ _ _ 。_ _ - - _ _ - - _ 。- - _ 。- _ _ - - 。_ 。_ _ 。r l 图2 - 11 国际g s m r 网络用户号码的结构 国际代码( m c c ) 用于将呼叫路由到其他国家g s m - r 网络，我国铁路g s m r 网 络m c c 统一为4 6 0 ，下面将详细介绍我国国内g s m r 网络用户号码。呼叫类型c t 是 在铁路路网中特有的，在公网中其为移动网络代码( m n c ，m o b i l e n e t w o r kc o d e ) 。 2 3 2g s m r 网络功能号码 我国国内g s m r 网络用户号码是由呼叫类型( c t ，c a l lt y p e ) 和用户号码( u n ，u s e r n u m b e r ) 组成。其组成格式如表2 2 所示。 表2 2 我国g s m r 用户功能号码组成 c tu n c tu q f c 1 呼叫类型( c t ) 呼叫类型( c t ) 是用来区分g s m r 网络内不同类型的呼叫，