交通集群通信系統(tǒng)技術(shù)方案初步探索

劉 暢

(黑龍江省交通信息通信中心)

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交通集群通信系統(tǒng)技術(shù)方案初步探索

劉 暢

(黑龍江省交通信息通信中心)

近年來，公路聯(lián)網(wǎng)里程迅速擴(kuò)大，路網(wǎng)內(nèi)各路段之間的聯(lián)系越加緊密，本文想通過集群技術(shù)實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)內(nèi)各路段的無縫銜接。

交通；集群通信；技術(shù)方案

1 數(shù)據(jù)服務(wù)功能

數(shù)據(jù)服務(wù)功能主要包括狀態(tài)信息、短信息、IP分組數(shù)據(jù)等。

(1)狀態(tài)信息

預(yù)先編碼的狀態(tài)信息是一種數(shù)字代碼，在系統(tǒng)或在終端中可對該信息的含義進(jìn)行定義。狀態(tài)信息是用于發(fā)送頻繁使用的某些信息。狀態(tài)信息的長度只有16BIT，因此該信息對系統(tǒng)的負(fù)荷是最小的，并且傳輸速度是非?？斓摹４送?，狀態(tài)信息與呼叫是無聯(lián)系的，因此，在進(jìn)行語音通話時(shí)，用戶也可以發(fā)送或接收狀態(tài)信息。

無線終端和調(diào)度臺都能夠發(fā)送和接收狀態(tài)信息。而且該信息能夠發(fā)送至一個(gè)用戶或組。

與16BITs的信息長度相對應(yīng)的是65,536個(gè)不同的值。其中有一半，也就是32,768個(gè)信息被預(yù)留，用于不同的應(yīng)用需求，而其余的用于TETRA系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)需求。在諾基亞的TETRA中，使用了部分預(yù)留的值，用于內(nèi)部的應(yīng)用，例如：狀態(tài)指示信息、呼叫請求、急迫請求、組呼掃描狀態(tài)

系統(tǒng)能夠存儲狀態(tài)信息的內(nèi)容，并將其轉(zhuǎn)發(fā)至一個(gè)或多個(gè)負(fù)責(zé)通信的調(diào)度臺。

(2)短信息

TETRA的短數(shù)據(jù)服務(wù)可以在無線終端間或無線終端與調(diào)度臺間發(fā)送信息。通常用戶要定義短數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容和含義。一個(gè)短數(shù)據(jù)信息的最大長度是127個(gè)字符。

無線終端和調(diào)度臺都可以發(fā)送或接收短數(shù)據(jù)信息。信息可發(fā)送至某個(gè)用戶，組，調(diào)度臺工作站，或某個(gè)數(shù)據(jù)終端。

短數(shù)據(jù)信息使得通信更為高效和簡潔。例如，您可以把姓名和地址通過這種方式可靠地發(fā)送至目的地，而不會受到其它通信的干擾。

在TETRA標(biāo)準(zhǔn)中定義了四種短數(shù)據(jù)信息類型，同時(shí)諾基亞TETRA系統(tǒng)也完全支持這四種信息：

SDS-1：代碼預(yù)先編定的狀態(tài)信息，但狀態(tài)信息的含義可由用戶設(shè)定

SDS-2：32BIT長的信息，所有內(nèi)容由用戶設(shè)定

SDS-3：64BIT長的信息，所有內(nèi)容由用戶設(shè)定

SDS-4：信息長度可變

SDS-4是一種最便于建立靈活和方便的數(shù)據(jù)應(yīng)用的信息。但無線信道資源是非常珍貴的，而固定長度的短數(shù)據(jù)信息提供了一種更高效的數(shù)據(jù)應(yīng)用方式，例如車輛定位應(yīng)用(AVL)。

諾基亞的TETRA系統(tǒng)也支持TETRASDS-TL標(biāo)準(zhǔn)(傳輸層)。該協(xié)議可以用于發(fā)送SDS信息后，端到端的確認(rèn)。

(3)IP分組數(shù)據(jù)

IP分組數(shù)據(jù)服務(wù)可提供IP數(shù)據(jù)包的傳送，以及使用無線終端，將位于現(xiàn)場的PC與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(LAN/WAN)相連，提供intranet的應(yīng)用服務(wù)。TETRA系統(tǒng)中的IP承載服務(wù)能夠被用于提供無連接(UDP/IP)，或面向連接(TCP/IP)的分組數(shù)據(jù)無線傳輸。

TETRA的IP分組數(shù)據(jù)服務(wù)有以下幾個(gè)優(yōu)勢：

①高效，共享無線傳輸路徑；

②良好的外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)接口。由于數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)是基于標(biāo)準(zhǔn)的分組數(shù)據(jù)協(xié)議，因此可與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而也可以使用現(xiàn)有的大量的軟件產(chǎn)品；

③支持最流行的軟件結(jié)構(gòu)。最新的應(yīng)用大都具有客戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)更適用于分組交換數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。

TETRA的IP服務(wù)是全網(wǎng)范圍的范圍，不會局限于某個(gè)交換機(jī)或基站的范圍。TETRAip中的移動(dòng)性管理是通過內(nèi)部的移動(dòng)性管理機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。該機(jī)制是基于端到端的透明傳輸路徑，不需要其它的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。用戶可以在交換機(jī)間漫游，或在基站間越區(qū)切換，TETRA網(wǎng)絡(luò)同樣可以跟蹤用戶的具體位置。

TETRA網(wǎng)絡(luò)中IP信息的發(fā)送，是根據(jù)冗余和恢復(fù)的原理來進(jìn)行的。無線網(wǎng)絡(luò)和固定IP網(wǎng)間IP信息的傳送，是通過交換機(jī)中的IP網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)。

傳送IP數(shù)據(jù)所使用的無線資源與傳送語音是相同的，因此系統(tǒng)可根據(jù)所傳輸數(shù)據(jù)量的大小，分配不同的無線資源?？刂菩诺朗窃谕ㄐ砰_始時(shí)發(fā)送信令，及在電路傳輸模式中進(jìn)行信道分配或重新分配。

2 管理功能

(1)通話組管理

系統(tǒng)以以下兩種方式為無線終端編組：

①當(dāng)通話組創(chuàng)建后，可通過空中無線路徑將該組編入終端中

②預(yù)先將通話組編入終端中

在調(diào)度員或系統(tǒng)管理員的權(quán)限范圍內(nèi)，他們可以在諾基亞調(diào)度員工作站(DWS)創(chuàng)建一個(gè)新的通話組。該功能是否有效，也是和用戶選擇的調(diào)度臺工作站軟件包有關(guān)。同樣，也可以使用DWS將通話組從系統(tǒng)中刪除。

(2)優(yōu)先級管理

在TETRA系統(tǒng)中可以對每個(gè)用戶和通話組定義其優(yōu)先級。對于組呼，其優(yōu)先級的高低可以影響到在組呼排隊(duì)時(shí)，享受系統(tǒng)資源的先后順序；對于每個(gè)用戶，其優(yōu)先級的高低可以影響到在選呼排隊(duì)時(shí)，說話的先后順序及享受系統(tǒng)資源的先后順序。

對于每個(gè)無線終端及調(diào)度臺，其用戶的優(yōu)先級和用戶組的呼叫優(yōu)先級范圍從一至十。但是，在獲取通話單元時(shí)，調(diào)度員的普通優(yōu)先級總是高于無線用戶。

不管什么用戶，緊急呼叫具有最高優(yōu)先級，如果需要，緊急呼叫可以強(qiáng)拆正在進(jìn)行的其它呼叫。

調(diào)度員和處在危險(xiǎn)中的用戶發(fā)起的緊急呼叫能中斷正在進(jìn)行的通話，享受搶先的通話單元。調(diào)度員發(fā)起的搶先通話單元請求具有最高優(yōu)先級，甚至可以中斷危險(xiǎn)處境用戶的通話。

(3)移動(dòng)性管理

無線終端通過登記將身份碼發(fā)給系統(tǒng)。登記使系統(tǒng)可以掌握終端的位置信息，此外也保證了只有合法的終端才能在系統(tǒng)中通信。

當(dāng)無線用戶向系統(tǒng)登記時(shí)，會將終端的ITSI(唯一的TETRA用戶身份碼)和位置信息發(fā)送給系統(tǒng)。同時(shí)也會將所選的通話組發(fā)送給系統(tǒng)。

在全網(wǎng)范圍內(nèi)，無線用戶可以移動(dòng)到任何一個(gè)基站，并向其發(fā)起登記。而系統(tǒng)必須了解已登記用戶的位置，以便將呼叫、信息及遲后進(jìn)入信息發(fā)送至正確位置。無線用戶的位置可以在調(diào)度臺上顯示出來。

無線用戶的位置信息會一直保存在所屬交換機(jī)的歸屬位置寄存器(HLR)數(shù)據(jù)庫中。其它交換機(jī)可以從HLR中讀取或更新該位置信息。

當(dāng)無線用戶關(guān)機(jī)時(shí)，該用戶將從系統(tǒng)中取消登記。這樣當(dāng)用戶開機(jī)時(shí)，調(diào)度員可以馬上知道。

當(dāng)無線終端與基站的聯(lián)系暫時(shí)中斷，在其恢復(fù)聯(lián)系后，終端會向系統(tǒng)發(fā)送登記信息。

[1] 彭剛湖．北京珠高速公路機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與特點(diǎn)[J]．公路與汽運(yùn)，2008，(3).

[2] 鄭祖輝 .數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].電子工業(yè)出版社，2005：12-100.

2015-01-14

劉暢(1981-),工程師，主要從事聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)通信系統(tǒng)建設(shè)、升級改造和交通信息化建設(shè)管理等相關(guān)工作。

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