LTE—R系統與FAS系統互聯互通的設計與實現

摘 要：隨著鐵路信息化的不斷深入和信息系統的日益增多，在提高工作效率的同時，也存在重復投資、維護工作量大等問題，因此，信息系統之間的互聯互通和溝通融合就顯得尤為重要，如何能將各系統有效結合，實現有線無線統一規劃，是當前研究的熱點問題之一。LTE系統是新型的4代通信技術，具有頻譜利用率高、扁平化組網、低時延等優點，將其與鐵路既有FAS系統的互聯互通，可實現固定用戶與移動用戶的統一語音調度，有助于提高效率、節約成本。

關鍵詞：LTE系統；互聯互通；FAS系統；集群語音服務器

1 鐵路固定接入FAS系統介紹

FAS（固定用戶接入交換）系統是鐵路專用無線列車調度系統，主要由服務器、調度臺、值班臺、固定臺和網管終端組成，可以滿足調度員、車站值班員、機車司機和區間作業人員語音聯控的需要， 一般采用環形組網，將物理位置較近的車站劃分到同一數字環中，保障單點故障不影響整個系統的正常運行。目前國內主要有觸摸屏式和按鍵式兩種類型調度臺，均通過2B+D接口與后臺主系統連接，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技術處理回波損耗，可以適應機車等嘈雜環境。

2 集群語音服務器POC業務功能

POC（Push-to-talk over Cellular）可實現基于物理位置、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，支持預定義群組和呼叫權限控制，通過話權申請、釋放、身份識別和話權限時等方法實現呼叫搶占功能，滿足用戶多優先級搶占和個呼通話切換場景。

POC系統通過統一資源定位符URI唯一標識用戶或者群組，在呼叫通話過程中，系統首先解析撥打號碼，判斷是基于功能號碼或者普通短號碼，然后到對應的數據庫中查找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群組標識關聯表檢索組內用戶的URL地址，之后分別進行撥號處理。

3 SIP協議及業務流程

SIP協議是應用層信令控制協議，主要用于創建、釋放多個或一個參與者的會話，在POC系統與其他系統對接過程中，SIP服務器負責發起會話邀請和響應會話，并提供會話路由、媒體資源協商、QoS 保障、通信安全等功能。SIP協議借鑒了HTTP的請求-響應交互方式，基于C/S架構的文本格式，作為多媒體電話、視頻會議等應用業務的承載基礎，本身不提供服務。

4 LTE終端與FAS用戶會話業務流程

LTE終端用戶與FAS用戶進行呼叫通話需要經過多個中繼連接設備，首先LTE移動終端設備向所屬基站發起語音呼叫請求，基站將該呼叫請求經由LTE核心網送至SIP服務器，最終由SIP服務器完成與FAS系統的會話管理。

（1）單呼業務流程。經授權的LTE終端可通過SIP服務器向POC server發送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POC server確定接收INVITE消息后，向發送請求的終端發回100Trying狀態信息，此時轉由POC服務器負責建立呼叫連接，POC server查找到被叫FAS用戶URL后，向其發送INVITE消息，此時被叫FAS用戶終端振鈴并向POC server回180Ringing狀態信息，之后POC server向LTE終端轉發該狀態信息，當連接建立后（被叫方接聽），POC server向LTE終端回200_OK信息，此時LTE終端已經與FAS終端建立全雙工通話。

（2）組呼叫業務流程。組呼業務與單呼業務類型，首先由LTE終端向POC server發送INVITE消息申請建立呼叫群組，POC server收到申請后根據呼叫發起發所處的區域及GID，建立相應的呼叫群組，并向群組內其他成員發起呼叫建立指令。

5 朔黃線LTE系統與FAS系統互聯互通實施方案

朔黃線既有調度設備為佳訊MDS3400，其中肅寧北車站配置了MDS3400主系統兩套，全線其余33個車站及折返段共配置FH98-GC車站分系統45套。為實現新建LTE通信系統與FAS系統無縫對接，首先需將MDS3400主系統升級擴容，調整為雙中心數字環組網，將肅寧北調度所觸摸屏調度臺更換為雙接口調度臺，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。考慮到后期機車間語音通話的需求及與LTE對接后話務量的大幅增加，將現有6個數字環重新劃分為8個數字環，每個數字環中包含5-6個車站。完成MDS3400主系統擴容后，在肅寧北調度所通過SIP中繼的方式，將兩套FAS主系統與LTE新建的兩套POC系統交叉連接，從而實現通話信息由電路域到IP域的正常轉化。

為實現調度通信的有線無線統一呼叫，需要將肅寧北網管中心的POC服務器與調度中心的FAS交換中心的連接。POC集群服務器通過E1接口與FAS主機進行接口互聯，同時POC集群服務器通過網線直連到LTE核心網eCNS600，從而實現LTE集群業務手持臺可以通過LTE網絡、PoC集群服務器和FAS主系統，與FAS調度臺進行語音通信。

6 互聯互通測試結果

經測試，LTE集群手持終端可與FAS調度臺進行多業務互聯互通，當FAS調度臺或值班臺處于正常通話、未注冊、無應答時，LTE手持終端可聽到不同的提示音，當通話接通后，手持臺與調度臺、值班臺可進行全雙工通話，語音質量清晰，滿足用戶主觀感受。FAS側發起1200、1300、緊急呼叫等鐵路專用調度通話時，LTE手持臺和機車LTE終端設備均能正常接收，相關呼叫成功率、呼叫建立時間等也在可控范圍內。測試表明上述設計方案正確可行，LTE系統與FAS系統信息交換順暢，滿足實際生產的需求。

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、數據挖掘及文本分類研究工作。