LTE—R系統(tǒng)與FAS系統(tǒng)互聯(lián)互通的設(shè)計與實現(xiàn)

摘 要：隨著鐵路信息化的不斷深入和信息系統(tǒng)的日益增多，在提高工作效率的同時，也存在重復(fù)投資、維護工作量大等問題，因此，信息系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通和溝通融合就顯得尤為重要，如何能將各系統(tǒng)有效結(jié)合，實現(xiàn)有線無線統(tǒng)一規(guī)劃，是當(dāng)前研究的熱點問題之一。LTE系統(tǒng)是新型的4代通信技術(shù)，具有頻譜利用率高、扁平化組網(wǎng)、低時延等優(yōu)點，將其與鐵路既有FAS系統(tǒng)的互聯(lián)互通，可實現(xiàn)固定用戶與移動用戶的統(tǒng)一語音調(diào)度，有助于提高效率、節(jié)約成本。

關(guān)鍵詞：LTE系統(tǒng)；互聯(lián)互通；FAS系統(tǒng)；集群語音服務(wù)器

1 鐵路固定接入FAS系統(tǒng)介紹

FAS（固定用戶接入交換）系統(tǒng)是鐵路專用無線列車調(diào)度系統(tǒng)，主要由服務(wù)器、調(diào)度臺、值班臺、固定臺和網(wǎng)管終端組成，可以滿足調(diào)度員、車站值班員、機車司機和區(qū)間作業(yè)人員語音聯(lián)控的需要， 一般采用環(huán)形組網(wǎng)，將物理位置較近的車站劃分到同一數(shù)字環(huán)中，保障單點故障不影響整個系統(tǒng)的正常運行。目前國內(nèi)主要有觸摸屏式和按鍵式兩種類型調(diào)度臺，均通過2B+D接口與后臺主系統(tǒng)連接，兩個語音通道分別提供其手柄式和免提語音式對講，通話時主叫被叫均采用DSP技術(shù)處理回波損耗，可以適應(yīng)機車等嘈雜環(huán)境。

2 集群語音服務(wù)器POC業(yè)務(wù)功能

POC（Push-to-talk over Cellular）可實現(xiàn)基于物理位置、功能號碼的呼叫，具有強大的全雙工點對點通話功能，被叫用戶可自動、手動接聽或者拒接呼入請求。與通用PSTN不同，其高可靠性的點對群組通話功能支持VGCS、VBS和鐵路緊急呼叫，支持預(yù)定義群組和呼叫權(quán)限控制，通過話權(quán)申請、釋放、身份識別和話權(quán)限時等方法實現(xiàn)呼叫搶占功能，滿足用戶多優(yōu)先級搶占和個呼通話切換場景。

POC系統(tǒng)通過統(tǒng)一資源定位符URI唯一標(biāo)識用戶或者群組，在呼叫通話過程中，系統(tǒng)首先解析撥打號碼，判斷是基于功能號碼或者普通短號碼，然后到對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中查找URL地址，通常URL形式為SIP URL：username@msd6800.com，將找到的URL作為呼叫地址。群組呼叫時需先根據(jù)群組標(biāo)識關(guān)聯(lián)表檢索組內(nèi)用戶的URL地址，之后分別進行撥號處理。

3 SIP協(xié)議及業(yè)務(wù)流程

SIP協(xié)議是應(yīng)用層信令控制協(xié)議，主要用于創(chuàng)建、釋放多個或一個參與者的會話，在POC系統(tǒng)與其他系統(tǒng)對接過程中，SIP服務(wù)器負責(zé)發(fā)起會話邀請和響應(yīng)會話，并提供會話路由、媒體資源協(xié)商、QoS 保障、通信安全等功能。SIP協(xié)議借鑒了HTTP的請求-響應(yīng)交互方式，基于C/S架構(gòu)的文本格式，作為多媒體電話、視頻會議等應(yīng)用業(yè)務(wù)的承載基礎(chǔ)，本身不提供服務(wù)。

4 LTE終端與FAS用戶會話業(yè)務(wù)流程

LTE終端用戶與FAS用戶進行呼叫通話需要經(jīng)過多個中繼連接設(shè)備，首先LTE移動終端設(shè)備向所屬基站發(fā)起語音呼叫請求，基站將該呼叫請求經(jīng)由LTE核心網(wǎng)送至SIP服務(wù)器，最終由SIP服務(wù)器完成與FAS系統(tǒng)的會話管理。

（1）單呼業(yè)務(wù)流程。經(jīng)授權(quán)的LTE終端可通過SIP服務(wù)器向POC server發(fā)送INVITE消息，該消息中包含被叫功能號碼、物理位置或者短號碼，當(dāng)POC server確定接收INVITE消息后，向發(fā)送請求的終端發(fā)回100Trying狀態(tài)信息，此時轉(zhuǎn)由POC服務(wù)器負責(zé)建立呼叫連接，POC server查找到被叫FAS用戶URL后，向其發(fā)送INVITE消息，此時被叫FAS用戶終端振鈴并向POC server回180Ringing狀態(tài)信息，之后POC server向LTE終端轉(zhuǎn)發(fā)該狀態(tài)信息，當(dāng)連接建立后（被叫方接聽），POC server向LTE終端回200_OK信息，此時LTE終端已經(jīng)與FAS終端建立全雙工通話。

（2）組呼叫業(yè)務(wù)流程。組呼業(yè)務(wù)與單呼業(yè)務(wù)類型，首先由LTE終端向POC server發(fā)送INVITE消息申請建立呼叫群組，POC server收到申請后根據(jù)呼叫發(fā)起發(fā)所處的區(qū)域及GID，建立相應(yīng)的呼叫群組，并向群組內(nèi)其他成員發(fā)起呼叫建立指令。

5 朔黃線LTE系統(tǒng)與FAS系統(tǒng)互聯(lián)互通實施方案

朔黃線既有調(diào)度設(shè)備為佳訊MDS3400，其中肅寧北車站配置了MDS3400主系統(tǒng)兩套，全線其余33個車站及折返段共配置FH98-GC車站分系統(tǒng)45套。為實現(xiàn)新建LTE通信系統(tǒng)與FAS系統(tǒng)無縫對接，首先需將MDS3400主系統(tǒng)升級擴容，調(diào)整為雙中心數(shù)字環(huán)組網(wǎng)，將肅寧北調(diào)度所觸摸屏調(diào)度臺更換為雙接口調(diào)度臺，并將車站按鍵式觸摸屏更換為支持機車功能號呼叫的觸摸式值班臺?？紤]到后期機車間語音通話的需求及與LTE對接后話務(wù)量的大幅增加，將現(xiàn)有6個數(shù)字環(huán)重新劃分為8個數(shù)字環(huán)，每個數(shù)字環(huán)中包含5-6個車站。完成MDS3400主系統(tǒng)擴容后，在肅寧北調(diào)度所通過SIP中繼的方式，將兩套FAS主系統(tǒng)與LTE新建的兩套POC系統(tǒng)交叉連接，從而實現(xiàn)通話信息由電路域到IP域的正常轉(zhuǎn)化。

為實現(xiàn)調(diào)度通信的有線無線統(tǒng)一呼叫，需要將肅寧北網(wǎng)管中心的POC服務(wù)器與調(diào)度中心的FAS交換中心的連接。POC集群服務(wù)器通過E1接口與FAS主機進行接口互聯(lián)，同時POC集群服務(wù)器通過網(wǎng)線直連到LTE核心網(wǎng)eCNS600，從而實現(xiàn)LTE集群業(yè)務(wù)手持臺可以通過LTE網(wǎng)絡(luò)、PoC集群服務(wù)器和FAS主系統(tǒng)，與FAS調(diào)度臺進行語音通信。

6 互聯(lián)互通測試結(jié)果

經(jīng)測試，LTE集群手持終端可與FAS調(diào)度臺進行多業(yè)務(wù)互聯(lián)互通，當(dāng)FAS調(diào)度臺或值班臺處于正常通話、未注冊、無應(yīng)答時，LTE手持終端可聽到不同的提示音，當(dāng)通話接通后，手持臺與調(diào)度臺、值班臺可進行全雙工通話，語音質(zhì)量清晰，滿足用戶主觀感受。FAS側(cè)發(fā)起1200、1300、緊急呼叫等鐵路專用調(diào)度通話時，LTE手持臺和機車LTE終端設(shè)備均能正常接收，相關(guān)呼叫成功率、呼叫建立時間等也在可控范圍內(nèi)。測試表明上述設(shè)計方案正確可行，LTE系統(tǒng)與FAS系統(tǒng)信息交換順暢，滿足實際生產(chǎn)的需求。

參考文獻

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作者簡介：池艾倫（1986-），男，漢族，山西神池人，助理工程師，碩士，從事4G LTE技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘及文本分類研究工作。