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我国铁路通信现阶段采用GSM-R系统,随着高速铁路的全面建设,各种新的业务需求日益剧增。GSM-R作为窄带通信系统,受制于自身的频率与制式,无法提供宽带数据流业务,其较低的业务承载能力与未来铁路信息化建设的较高要求之间的矛盾日益突出。因此,铁路通信系统向LTE-R(Long Term Evolution for Railway)演进已刻不容缓。目前国际铁路联盟UIC(International Union of Rail ways)以及一些权威的组织还未制定关于如何在LTE-R上实现既有铁路智能业务的规范与协议。智能业务作为铁路通信的特色业务,在铁路的安全运营和调度指挥中发挥着极其重要的作用,如智能业务中的功能寻址能够有效地简化调度员与司机之间的呼叫操作流程,有效提高了铁路运营的效率。所以通过研究智能业务的演进技术,不仅能保障双网共存阶段下铁路的正常运营,同时对下一代铁路智能网的组网建设以及新业务的开展提供了参考。本文依托国家重大课题“铁路下一代移动通信关键技术研究——铁路下一代移动通信系统铁路专用业务关键技术研究”,主要针对铁路智能业务平滑演进技术进行了研究。本文主要工作如下:(1)通过分析基于MCPTT(Mission Critical Push To Talk)的集群通信系统的组网架构、接口定义、呼叫建立流程,结合铁路通信未来发展的规律,提出了在智能网过渡时期经历的三个不同阶段:现网SCP仅支持CAP接口、升级SCP同时支持SIP和CAP、仅支持SIP协议,针对每个时期分别研究了智能网的组网架构以及互联互通的呼叫流程。(2)基于LTE-R智能网架构下,结合智能网的基本呼叫状态模型,重点研究了采用 IM-SSF(IP Multimedia Service Switching Function)触发智能网实现铁路智能业务的原理。分别设计出了功能寻址、位置寻址、基于位置的呼叫限制、基于MSISDN号码的呼叫限制的业务实现方式及信令流程,研究了不同业务下的SIP消息参数并给出示例,同时给出功能寻址业务中经过IM-SSF协议转换后生成CAP协议中IDP消息的元素及参数值,提出了一种基于MCPTT配置文件实现基于MSISDN号码呼叫限制的实现方法。(3)最后,搭建实验室环境,分别对设计出来的功能号注册、功能寻址、位置寻址进行了验证测试,并对测试过程中抓捕到的SIP信令进行了分析,验证了智能网组网方案的合理性和可行性,能够保证智能业务的平滑演进。