车地通信方式比较研究+GSM-R网络设计方案(5)
2.2.1 GSM-R系统结构
GSM-R 系统由网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行与文护子系统（OMC）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、终端子系统及移动智能网子系统（IN），并通过交换子系统（NSS）中的网关移动交换中心（GMSC）实现与其他通信网络的电路业务的互联互通，通过通用分组无线业务系统（GPRS）中的网关GPRS业务支持节点（GGSN）实现与其他数据信息网络的分组业务的互联互通。
NSS主要负责端到端的呼叫、用户数据管理、移动性管理和固定网络的连接。它由一系列功能实体构成：移动交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)、设备识别寄存器(EIR)，组呼寄存器(GCR)。其中MSC是NSS的核心，用于建立业务信道和在MSC之间或与其他网络之间交换信令消息。与MSC相连的是VLR，VLR管理在一个MSC区内漫游移动用户信息的动态数据库。HLR存储的是在网络中永久注册的移动用户的静态信息，如用户信息、承载和定制的用户信息等。AUC完成对用户的鉴权及为移动台与网络之间的无线通信进行加密。EIR用来存储IMEI(国际移动设备识别符)。作为GSM－R网络的特有组件GCR，用于存储移动用户的组ID、移动台发起语音组呼(VGCS)和语音广播 (VBS)参考的小区信息及发起呼叫的MSC是否负责处理呼叫的指示。
GPRS子系统负责为无线用户提供分组数据承载业务。GPRS子系统包括核心层和无线接入层。核心 层由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能实体组成。无线接人层由PCU、基站、终端等组成。GPRS无线接入层组网应充分利用GSM-R系统的设备资源，保护投资；与GSM-R系统共用频率资源；利用GSM-R系统的基站实现无线覆盖，不单独增加GPRS系统基站。
BSS通过无线接口直接与移动台相接，负责无线信号发送接收和无线资源管理；与MSC相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。BSS由基站控制器(BSC)、编译码和速率适配单元(TRAU)、基站收发信机(BTS)、弱场设备等功能实体构成。
OSS包括网络设备文护管理系统和用户管理系统。
终端是供GSM-R系统用户直接操作、使用，用来接人GSM-R网的设备，包括移动台和无线固定台[11]。
2.2.2 GSM-R功能特点
GSM-R以GSM平台为基础，因此除了GSM所具有的越区切换、漫游等特性外，GSM-R还具有如下专有的特性：
功能寻址：便于固定 (移动)用户拨号呼叫列车上移动用户的一种方式。
基于位置的寻址：便于列车上移动用户(如火车司机)呼叫固定用户(调度员)的一种方式。例如当火车司机呼叫固定用户(调度员)时，系统依据移动用户(火车司机)的当前位置(所在控制区/小区)对固定用户(调度员)进行寻址，自动地将呼叫转接到列车当前所在控制区的调度员。
语音广播服务：可用来在指定区域(可跨多个小区)内广播消息或发布紧急呼叫(一点对多点的呼叫，主呼者讲话而众多的被呼方只能收听)。区域的定义和选择可动态设定，从而具有极大的灵活性。
语音组呼服务：移动或固定用户拨打组呼ID号，可与指定区域内的小组成员建立呼叫。该组内所有成员均可通过同一业务信道进行接听；该小组的成员也可通过按键讲话(PTT)方式发出通话请求，系统依据“先请求先服务”的原则建立一个上行链路来提供通话服务[12]。
增强的多级优先与强占权（MLPP） ：铁路紧急呼叫或列车自动控制等许多通信应用，都要求网络无论处于何种负载状况下均能迅速建立呼叫。如果在一个无线电小区发生拥塞(所有无线电频率和业务信道均被占用)，MLPP可立即切断低优先权的呼叫而优先建立高优先权的呼叫。