GSM-R网络中GT号码分析研究

■ 郑伟 李雷 刘婧

当前，我国铁路GSM-R网络已实现以北京、武汉M SC/STP为双核心平面、HLR/SCP为共用核心设备、地理冗余备份的网络结构，并实现济南、广州等已有GSM-R网络的铁路局双上行接入两核心平面节点的互联。我国铁路GSM-R网络结构见图1。

1 GSM-R网络中MSC设备的分类

1.1 信令节点（SP）类

从图1可以看出，除北京、武汉两地M SC外，其他所有MSC设备如济南、广州MSC等，均具备如下特点：

（1）均采用双上行至北京、武汉两地M SC的方式，与北京、武汉两地M SC有电路直连，除此之外，不与其他任何节点有电路直连。

（2）通过北京、武汉M SC实现对共用类GSM-R网络关键功能设备归属位置寄存器（HLR）、智能网业务控制点（SCP）的访问，实现GSM-R的基本业务。访问这些设备需要通过北京、武汉M SC转接。

图1 GSM-R网络结构示意图

（3）与北京、武汉M SC为信令直连关系，与共用设备和其他任何节点均为无直达电路，但能够实现信令互通的准直连关系。

因此，符合此类业务的M SC节点、SGSN节点定义为SP类节点，一般包括除北京、武汉M SC以外的所有M SC节点和SGSN节点。

1.2 信令转接点（STP）类

从图1可以看出，北京、武汉两地M SC相对特殊，具体体现为：

（1）两M SC与任何其他M SC节点、SGSN节点均有电路连接，即全连接方式。

（2）两M SC与全路共用设备HLR/SCP间有直连电路。

因此，北京、武汉两地MSC设备定义为STP节点。

2 GT号码分析

移动网络中，由于涉及信令连接控制部分（SCCP）层的信令处理，因此涉及该层的全球码（GT）数据分析成为移动网中与信令链路、被叫号码分析同样重要的路由分析内容。

2.1 GT号码分析的作用

（1）网元间传递各种七号信令消息时，不同网元通过网元ID号码的GT分析，将信令消息通过GT路由表找到下一跳路由，即GT寻址；

（2）通过判断网元ID和GT标识位，确定该信令消息是否应由本网元进行进一步处理；

（3）在被叫号码为网内移动用户时，通过M SISDN手机号码的GT分析数据，找到该用户归属的HLR网元，向该HLR请求MSRN漫游号码以便接续呼叫；

（4）位置更新或路由区更新时，M SC或SGSN根据终端上报的IM SI信息通过用户IM SI的GT分析数据，确定用户归属的HLR，以便进行位置更新操作等。

2.2 GT分析的类型

针对上述主要用途说明，GT路由分析主要包括三种类型：IM SI号码GT分析、网元ID GT分析、M SISDN号码GT分析。

（1）IMSI号码（E.212/E.214码）。根据移动网业务的特性，为实现用户位置更新，需在M SC和SGSN中制作用户的IMSI号段GT数据。

由于IM SI为E.212格式，且IM S I=M CC（移动国家码）+M NC（移动网络码）+M S IN（移动用户识别号），而一般的位置更新或S G S N附着时，更习惯于使用E.214格式的编码方式（即H y b r id=CC国家代码+NDC网络目的码+M S IN），因此需制作46020（M CC460+M NC20）（称为E.212码，如46020821xxxxxxx），以及86149（CC86+NDC149）＋M SIN两个大字冠，指向该用户的归属HLR。

（2）M SISDN手机号码（E.164码）。为实现移动用户作被叫，一般需在M SC中制作用户的M SISDN号段GT数据（称为E.164码，如86149821xxxxx），指向用户的归属HLR局向，用于向对应的HLR请求漫游号码数据流程。

（3）网元ID类号码。为实现网内各网元间的消息传递和识别，需在各网元中制作网元ID类GT号码分析数据，根据GSM-R网络号码规划，所有网元的识别码（网元ID）应为8614900xxx形式。

3 GT号码分析在不同网元中的最优制作方案

通过以上网络结构分析可以看出，SP类节点和STP类节点的情况完全不同：一是SP类节点除与STP互联外，不与其他任何节点实现信令直连，即SP类节点与除STP节点外其他节点间实现信令互通只能通过STP节点转接进行，SP节点与其他网元间的信令消息只能交由STP进行处理；二是STP节点与全网所有SP节点、全路共用设备节点实现全连接，则其GT号码分析应该是最全、最细的，这样才能做到首选直达链路。

根据上述分析，GT号码分析在不同网元中的制作方案应为一下两种。

3.1 SP类节点

3.1.1 SP需求分析

SP类节点的主要功能是提供网络覆盖能力和无线网络汇接、实现对共用设备的访问及与其他SP节点下用户间的通信等。由于SP节点只与STP节点直连，因此其数据制作可以相对简单，GT号码分析选路的结果应该只有以STP节点为目的地，在网络编号方案统一的情况下，SP节点的号码分析可以相对较粗。

3.1.2 SP节点的GT分析数据制作方案

根据上述分析结果，SP节点应具备如下3种GT分析数据。

（1）E.212/E.214码分析数据。在SP节点中，E.212/E.214码主要用于用户位置更新使用，SP节点根据分析结果找到相应HLR。GSM-R网络编号计划中，IM SI（E.212格式）为“M CC460＋M NC20+M SIN”形式，对应E.214格式的编码为“CC86＋NDC149＋M SIN”形式。由于SP节点只能通过STP节点访问HLR，因此其分析结果只能为两STP节点之一；并且由于全路只有一个共用HLR设备，不存在多个HLR的情况，SP节点的此类数据相对简单。因此在SP节点中，只需添加“46020”和“86149”两个GT分析数据，指向STP转接即可。

（2）M SISDN（E.164）码分析数据。根据GSM-R网络的编号方案，M SISDN号码应符合861498xxxxxxx的形式。由于SP节点必须通过SP节点访问HLR，因此其分析结果也只能是通过两STP节点访问HLR。因此在SP节点中，只需添加“861498”的GT号码分析数据，指向STP进行转接即可。

（3）网元ID类GT码分析数据。根据GSM-R编号方案，网内任意网元ID应为8614900xxx的形式。因此在SP节点中，只需添加“8614900”的GT号码分析数据，指向STP进行转接即可。

3.1.3 SP类节点GT号码分析的优化

根据上述号码数据制作内容的分析可以看出，SP节点中实际上有“46020”、“86149”、“861498”、“8614900”共4条GT数据。根据交换机通用的“最长匹配”原则，“861498”和“8614900”实际上均被“86149”覆盖。

因此，在部分具备条件的交换机中，可只制作“86149”大号段，指向两STP，这样可以实现GT数据分析的最大简化，GT数据一般不超过2条。所谓具备条件的交换机，指在GT寻址中共享分析树的情形，对于只区分寻址方式进行路由组织的交换机尤其适合。

3.2 STP类节点

3.2.1 STP类节点需求分析

STP类节点实际上只有北京、武汉MSC两个节点，其主要功能除了提供网络覆盖能力和无线网络汇接、实现对共用设备的直连访问、与其他SP节点下用户间实现通信等功能外，还担负共用设备与其它任意SP节点间信令转接的重要功能。通过图1可以看出，STP节点实际上实现了与网内所有网元间的全直联。因此其号码分析远比SP类节点复杂。根据路由组织规范，STP类节点对其他网元的GT号码分析选路的组织原则是，优选直达路由、次选自另一STP迂回路由。

3.2.2 STP类节点的GT分析数据制作方案

根据上述分析结果，STP节点应具备如下3种GT分析数据。

（1）E.212/E.214码分析数据。在STP节点中，E.212/E.214码主要用于本网下和其他网元发送过来的用户位置更新转接信令请求，STP节点根据分析结果应直接寻址到相应HLR。在STP节点中，应制作“46020”和“86149”两个GT分析数据，直接指向HLR接口。从这个角度看，STP节点和SP节点并无不同，也同时能够说明STP节点实际上也具备SP类节点的功能。

（2）M SISDN（E.164）码分析数据。根据GSM-R网络的编号方案，M SISDN号码应符合861498xxxxxxx的形式。根据对上一分析，S T P节点的制作方法与E.212/E.214码分析结果相同，直接指向HLR节点，需添加“861498”的GT号码分析数据，指向STP进行转接即可。应该说明的是，之所以STP类节点在E.212/E.214/E.164码的号码分析完全与SP节点一样，是由网络结构决定的。因为网内只有唯一一个HLR设备局向，因此STP节点在制作上述分析时与SP相同。但如果网内有其他HLR存在，例如太原在互联时仍保留了自己的HLR（保留了149829号段用户），那么对于SP类节点，其GT分析数据不变，但对于STP类节点，则必须制作更细的号码分析数据指向对应网元，其原因就在于STP节点与其它HLR有直连，而SP节点只与STP有直连，其对HLR的访问完全受STP控制，而STP的分析结果必须与实际用户号段在不同HLR的的分布一致。

（3）网元ID类GT码分析数据。根据GSM-R编号方案，网内任意网元ID应为8614900xxx的形式。由于STP与所有网元的全连接关系，STP节点中必须制作与其直连的所有网元ID的精确GT号码分析结果，而不能只简单添加“8614900”的GT号码分析数据，交由其他网元非STP类网元转接，否则将引起路由上的死循环。从数量上看，除STP节点本身外，如果有N个网元节点，那么就需要至少N条对应于网元ID的精确GT号码分析数据，才能保证STP类节点本身和其他任意SP节点间的互通性。

[1] 钟章队，李旭，蒋文怡，等. 铁路综合数字移动通信系统（GSM-R）[M]. 北京：中国铁道出版社，2003[2] 诺基亚西门子公司. 西门子D900交换机指导手册

[3] 华为技术有限公司. GSM-R铁路行业用户指导手册