高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案研究

靳麗君

摘 要： 高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能高速公路系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代高速公路系統(tǒng)的重要組成部分。為了解決現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域性的高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中部分路段存在“死區(qū)”的問(wèn)題，建立能覆蓋全國(guó)范圍的高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)，利用GSM?R技術(shù)，結(jié)合高速公路的實(shí)際特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于GSM?R技術(shù)的高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)，并對(duì)高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了具體分析。

關(guān)鍵詞： 移動(dòng)通信系統(tǒng)； 高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)； GSM?R系統(tǒng)； 設(shè)計(jì)方案

中圖分類號(hào)： TN914?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）19?0057?03

Design scheme of expressway mobile communication system

JIN Li?jun

（Xian Railway Vocation and Technical Institute， Xian 710014， China）

Abstract： The expressway mobile communication system is a foundation to realize the intelligent expressway system， and the important part of modern expressway system as well. In order to eliminate the “dead zone” caused by covering regionality in some road segments of the existing expressway mobile communication system， a system that can cover the whole nation needs to be built. An expressway mobile communication system based on DSM?R technology was designed in combination with the practical characteristics of the expressway. The design scheme of the expressway mobile communication system is analyzed specifically in this paper.

Keyword： mobile communication system； expressway mobile communication system； GSM?R system； design scheme

0 引 言

移動(dòng)通信技術(shù)起源于1921年的美國(guó)，以2 MHz的帶寬設(shè)計(jì)了車載移動(dòng)電話通信系[1]。1946年，貝爾實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了第一個(gè)公用移動(dòng)通信系統(tǒng)；1947年，美國(guó)的紐約市與波士頓市之間的高速公路系統(tǒng)就使用了帶寬為35～40 MHz的移動(dòng)通信系統(tǒng)[2]。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)得到迅猛的發(fā)展，1983年，美國(guó)投入使用了世界上第一個(gè)面向公眾的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代，GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)成為人們研究的重點(diǎn)[3]。

高速公路地理環(huán)境的限制，使得高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)難度加大。我國(guó)已經(jīng)建成的覆蓋區(qū)域性的高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)不能完全覆蓋全國(guó)范圍的高速公路網(wǎng)絡(luò)，在某些路段存在移動(dòng)通信的“死區(qū)”[4]。因此，建立一個(gè)更完善的能覆蓋全國(guó)范圍的高速公路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信系統(tǒng)是現(xiàn)代高速公路系統(tǒng)的基礎(chǔ)性的建設(shè)。

對(duì)于城市公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)，不需要重新建設(shè)專門(mén)的城市公路移動(dòng)通信系統(tǒng)，因?yàn)楣W(wǎng)GSM系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋了全部城市公路網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。只需要在公網(wǎng)系統(tǒng)中建設(shè)虛擬網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)城市公路交通系統(tǒng)的指揮調(diào)度與管理[5]。

全國(guó)高速公路主干網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)，利用GSM?R技術(shù)[5]來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)GSM?R系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速公路的指揮調(diào)度控制，將多個(gè)子系統(tǒng)集成于一體，實(shí)現(xiàn)平面調(diào)車通信系統(tǒng)，隧道無(wú)線電系統(tǒng)以及用于維修與管理人員通信的無(wú)線電系統(tǒng)。

1 GSM?R技術(shù)

鐵路綜合數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（GSM for Railway，GSM?R）是在GSM蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加通信調(diào)度功能和適應(yīng)高速運(yùn)行環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能而研發(fā)的無(wú)線數(shù)字通信系統(tǒng)[6]，它將現(xiàn)有的鐵路數(shù)據(jù)通信應(yīng)用系統(tǒng)與其他的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)結(jié)合到單一的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)上。

1.1 GSM?R通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

圖1顯示了GSM?R通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。GSM?R通信系統(tǒng)通過(guò)其網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS）中網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心（GMSC）實(shí)現(xiàn)與其他數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，而且通過(guò)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS）中的網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)支持點(diǎn)（GGSN）實(shí)現(xiàn)與其他數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的分組域的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)[7]。

網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS）負(fù)責(zé)用戶端到端的呼叫、用戶通信數(shù)據(jù)管理、移動(dòng)性管理以及實(shí)現(xiàn)與固定網(wǎng)絡(luò)的連接功能、用戶的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)交換功能、用戶數(shù)據(jù)的移動(dòng)性管理、系統(tǒng)安全性管理所應(yīng)具備的相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)功能。

基站子系統(tǒng)（BSS）的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)與某覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有移動(dòng)臺(tái)（MS）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)空中接口的管理?；咀酉到y(tǒng)是系統(tǒng)的MS與NSS之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的橋梁[8]。

通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)系統(tǒng)（GPRS）用于實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中分組數(shù)據(jù)之間的交互。

智能網(wǎng)系統(tǒng)（IN）的主要功能是實(shí)現(xiàn)功能尋址、位置尋址和管理功能號(hào)。

固定用戶接入交換系統(tǒng)（FAS）子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度臺(tái)、車站臺(tái)等終端設(shè)備接入GSM?R網(wǎng)絡(luò)。

運(yùn)行與維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）的主要任務(wù)就是管理和監(jiān)控整個(gè)GSM?R網(wǎng)絡(luò)，它的一側(cè)連接GSM?R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而另一側(cè)則連接控制計(jì)算機(jī)操作臺(tái)和GSM?R的人機(jī)交互接口。

1.2 GSM?R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能

在成熟的公共無(wú)線通信系統(tǒng)（GSM）[9]之上構(gòu)建的GSM?R系統(tǒng)是專門(mén)為滿足鐵路系統(tǒng)的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的無(wú)線通信系統(tǒng)。因而，GSM?R系統(tǒng)具有某些更加完善的業(yè)務(wù)功能子系統(tǒng)，如列車調(diào)度、列車控制和高速列車信息通信等子系統(tǒng)，是一種非常適合于高速鐵路數(shù)據(jù)通信的綜合而高效的無(wú)線通信系統(tǒng)；同樣地，GSM?R技術(shù)也非常適合于構(gòu)建高速公路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信系統(tǒng)[8]。GSM?R系統(tǒng)主要承載的業(yè)務(wù)有語(yǔ)音業(yè)務(wù)和調(diào)度業(yè)務(wù)。

（1） 語(yǔ)音業(yè)務(wù)

GSM?R系統(tǒng)同時(shí)支持固定或者移動(dòng)設(shè)備用戶之間的話音通話業(yè)務(wù)，其中包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的雙向語(yǔ)音呼叫、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的緊急語(yǔ)音呼叫、廣播語(yǔ)音呼叫、組語(yǔ)音呼叫和多用戶語(yǔ)音呼叫，同時(shí)支持短消息業(yè)務(wù)、普通數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用、自動(dòng)傳真業(yè)務(wù)和列車控制應(yīng)用[9]。

（2） 調(diào)度業(yè)務(wù)

功能尋址：包括信息注冊(cè)/注銷。

與位置有關(guān)的尋址：對(duì)于某一給定功能的呼叫，選擇其通信路由，搜索到與用戶位置相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)地址。

2 GSM?R技術(shù)高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

高速公路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于專用的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)主要的區(qū)域組成：高速公路網(wǎng)絡(luò)主干線、路段上的各通信中心或者站點(diǎn)（有人通信站或者無(wú)人通信站）。構(gòu)建的高速公路移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該滿足高速公路中各個(gè)區(qū)域之間的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)[10]。專門(mén)為高速鐵路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的GSM?R系統(tǒng)也非常適合于高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)，利用GSM?R系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)來(lái)完善和提高高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，構(gòu)建完善的智能交通系統(tǒng)。

2.1 移動(dòng)匯接網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案

利用GSM?R系統(tǒng)構(gòu)建高速公路數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí)，采用如圖2所示的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它由移動(dòng)匯接網(wǎng)TMSC和移動(dòng)本地網(wǎng)MSC組成。

使用GSM?R技術(shù)構(gòu)建高速公路數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，只需要在整個(gè)高速公路網(wǎng)絡(luò)的少數(shù)幾個(gè)大區(qū)域內(nèi)設(shè)置移動(dòng)匯接網(wǎng)TMSC，而且TMSC網(wǎng)絡(luò)之間使用網(wǎng)狀網(wǎng)連接。這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架在保障數(shù)據(jù)通信質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，節(jié)約了技術(shù)投資成本。

2.2 高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中GSM?R本地網(wǎng)設(shè)計(jì)

高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的GSM?R業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的主要組成設(shè)備有[11]：移動(dòng)交換中心（MSC）、網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心（GMSC）和歸屬位置寄存器（HLR）等功能設(shè)備。

在高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)交換中心MSC的配置原則如下：

在高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的GSM?R網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，一個(gè)移動(dòng)交換中心MSC可以應(yīng)用于多個(gè)區(qū)域，因此，移動(dòng)交換中心MSC的設(shè)置需要考慮地理環(huán)境的因素。

在大的區(qū)域內(nèi)，盡量設(shè)置較大容量的交換設(shè)備，對(duì)于業(yè)務(wù)量不多的移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)不設(shè)置單獨(dú)的MSC。

移動(dòng)交換中心MSC應(yīng)該盡量設(shè)置在高速公路路段管理的通信中心或者道路管理信息化的信息流中心。

2.3 信令與接口

（1） GSM?R系統(tǒng)內(nèi)的業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）點(diǎn)均包括MSC、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）、短消息中心（SMSC）等，而且所有信令點(diǎn)均采用直連方式。

（2） GSM?R系統(tǒng)的各個(gè)MSC之間均為E1數(shù)字接口，使用24位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令。

（3） MSC與BSC之間的信息傳輸使用El數(shù)字接口，使用14位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令。

（4） GSM?R系統(tǒng)與HLR、SMSC之間的信息傳輸使用El數(shù)字接口，使用24位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令[12]。

（5） GSM?R系統(tǒng)與專用調(diào)度模塊、確認(rèn)中心（AC）、RBC之間的數(shù)據(jù)通信使用El數(shù)字接口，使用ISDN信令。

2.4 網(wǎng)間相互通信

（1） GSM?R系統(tǒng)的移動(dòng)電話網(wǎng)通過(guò)MSC與高速公路系統(tǒng)的專用電話網(wǎng)相連。

（2） 根據(jù)GSM移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)高速公路系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理體制的需要，與公眾通信網(wǎng)（包括中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)移動(dòng)、電信運(yùn)營(yíng)商等運(yùn)營(yíng)商的PSIN，PLMN，IP網(wǎng)）預(yù)留互聯(lián)條件。

2.5 GSM?R系統(tǒng)同步時(shí)鐘

（1） GSM?R網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的同步時(shí)鐘

GSM?R系統(tǒng)的同步時(shí)鐘采用的是主從同步方式，該系統(tǒng)的數(shù)字同步基準(zhǔn)使用的是公用數(shù)字同步網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（2） GSM?R網(wǎng)內(nèi)同步時(shí)鐘

MSC與BSS之間的數(shù)字鏈路同時(shí)作為它們之間同步鏈路，BSS從MSC中獲取所需要的同步時(shí)鐘信號(hào)[12]。

3 結(jié) 語(yǔ)

高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)是智能交通系統(tǒng)的核心，也是難點(diǎn)。本文在分析GSM?R系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和主要業(yè)務(wù)功能的基礎(chǔ)上，提出了利用GSM?R系統(tǒng)構(gòu)建高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)功能和組成模塊進(jìn)行了分析和論證。

參考文獻(xiàn)

[1] 酆廣增.移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展[J].南京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，22（3）：20?24.

[2] 胡金泉.蜂窩通信技術(shù)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)[J].移動(dòng)通信，1996（1）：20?23.

[3] 戴虎.GSM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27（1）：10?14.

[4] 黃威，賈利民，鐘彬.GSM?R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2005，14（12）：43?45.

[5] 熊磊，路曉彤，鐘章隊(duì)，等.高速鐵路GSM?R系統(tǒng)無(wú)線信道特性仿真[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2010，31（5）：84?89.

[6] 李恒.高速公路通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究[J].交通科技，2010（4）：96?98.

[7] 李紅芳，程多.智能光網(wǎng)絡(luò)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2010（1）：95?97.

[8] 王繼芳，曾盛.ASON技術(shù)在高速公路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2008（7）：69?72.

[9] 陸新儒.ASON技術(shù)在高速公路智能通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

[10] 張志軍.高速公路通信系統(tǒng)方案[J].中國(guó)西部科技，2010（4）：35?36.

[11] 李桂花.高速公路通信系統(tǒng)的應(yīng)用原理[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2008（8）：52?53.

[12] 王文箐，孫蕓麗，吳建華.ASON技術(shù)在高速公路干線通信中的引入[J].中國(guó)交通信息化，2012（2）：72?73.

運(yùn)行與維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）的主要任務(wù)就是管理和監(jiān)控整個(gè)GSM?R網(wǎng)絡(luò)，它的一側(cè)連接GSM?R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而另一側(cè)則連接控制計(jì)算機(jī)操作臺(tái)和GSM?R的人機(jī)交互接口。

1.2 GSM?R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能

在成熟的公共無(wú)線通信系統(tǒng)（GSM）[9]之上構(gòu)建的GSM?R系統(tǒng)是專門(mén)為滿足鐵路系統(tǒng)的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的無(wú)線通信系統(tǒng)。因而，GSM?R系統(tǒng)具有某些更加完善的業(yè)務(wù)功能子系統(tǒng)，如列車調(diào)度、列車控制和高速列車信息通信等子系統(tǒng)，是一種非常適合于高速鐵路數(shù)據(jù)通信的綜合而高效的無(wú)線通信系統(tǒng)；同樣地，GSM?R技術(shù)也非常適合于構(gòu)建高速公路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信系統(tǒng)[8]。GSM?R系統(tǒng)主要承載的業(yè)務(wù)有語(yǔ)音業(yè)務(wù)和調(diào)度業(yè)務(wù)。

（1） 語(yǔ)音業(yè)務(wù)

GSM?R系統(tǒng)同時(shí)支持固定或者移動(dòng)設(shè)備用戶之間的話音通話業(yè)務(wù)，其中包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的雙向語(yǔ)音呼叫、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的緊急語(yǔ)音呼叫、廣播語(yǔ)音呼叫、組語(yǔ)音呼叫和多用戶語(yǔ)音呼叫，同時(shí)支持短消息業(yè)務(wù)、普通數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用、自動(dòng)傳真業(yè)務(wù)和列車控制應(yīng)用[9]。

（2） 調(diào)度業(yè)務(wù)

功能尋址：包括信息注冊(cè)/注銷。

與位置有關(guān)的尋址：對(duì)于某一給定功能的呼叫，選擇其通信路由，搜索到與用戶位置相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)地址。

2 GSM?R技術(shù)高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

高速公路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于專用的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)主要的區(qū)域組成：高速公路網(wǎng)絡(luò)主干線、路段上的各通信中心或者站點(diǎn)（有人通信站或者無(wú)人通信站）。構(gòu)建的高速公路移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該滿足高速公路中各個(gè)區(qū)域之間的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)[10]。專門(mén)為高速鐵路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的GSM?R系統(tǒng)也非常適合于高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)，利用GSM?R系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)來(lái)完善和提高高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，構(gòu)建完善的智能交通系統(tǒng)。

2.1 移動(dòng)匯接網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案

利用GSM?R系統(tǒng)構(gòu)建高速公路數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí)，采用如圖2所示的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它由移動(dòng)匯接網(wǎng)TMSC和移動(dòng)本地網(wǎng)MSC組成。

使用GSM?R技術(shù)構(gòu)建高速公路數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，只需要在整個(gè)高速公路網(wǎng)絡(luò)的少數(shù)幾個(gè)大區(qū)域內(nèi)設(shè)置移動(dòng)匯接網(wǎng)TMSC，而且TMSC網(wǎng)絡(luò)之間使用網(wǎng)狀網(wǎng)連接。這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架在保障數(shù)據(jù)通信質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，節(jié)約了技術(shù)投資成本。

2.2 高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中GSM?R本地網(wǎng)設(shè)計(jì)

高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的GSM?R業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的主要組成設(shè)備有[11]：移動(dòng)交換中心（MSC）、網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心（GMSC）和歸屬位置寄存器（HLR）等功能設(shè)備。

在高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)交換中心MSC的配置原則如下：

在高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的GSM?R網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，一個(gè)移動(dòng)交換中心MSC可以應(yīng)用于多個(gè)區(qū)域，因此，移動(dòng)交換中心MSC的設(shè)置需要考慮地理環(huán)境的因素。

在大的區(qū)域內(nèi)，盡量設(shè)置較大容量的交換設(shè)備，對(duì)于業(yè)務(wù)量不多的移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)不設(shè)置單獨(dú)的MSC。

移動(dòng)交換中心MSC應(yīng)該盡量設(shè)置在高速公路路段管理的通信中心或者道路管理信息化的信息流中心。

2.3 信令與接口

（1） GSM?R系統(tǒng)內(nèi)的業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）點(diǎn)均包括MSC、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）、短消息中心（SMSC）等，而且所有信令點(diǎn)均采用直連方式。

（2） GSM?R系統(tǒng)的各個(gè)MSC之間均為E1數(shù)字接口，使用24位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令。

（3） MSC與BSC之間的信息傳輸使用El數(shù)字接口，使用14位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令。

（4） GSM?R系統(tǒng)與HLR、SMSC之間的信息傳輸使用El數(shù)字接口，使用24位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令[12]。

（5） GSM?R系統(tǒng)與專用調(diào)度模塊、確認(rèn)中心（AC）、RBC之間的數(shù)據(jù)通信使用El數(shù)字接口，使用ISDN信令。

2.4 網(wǎng)間相互通信

（1） GSM?R系統(tǒng)的移動(dòng)電話網(wǎng)通過(guò)MSC與高速公路系統(tǒng)的專用電話網(wǎng)相連。

（2） 根據(jù)GSM移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)高速公路系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理體制的需要，與公眾通信網(wǎng)（包括中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)移動(dòng)、電信運(yùn)營(yíng)商等運(yùn)營(yíng)商的PSIN，PLMN，IP網(wǎng)）預(yù)留互聯(lián)條件。

2.5 GSM?R系統(tǒng)同步時(shí)鐘

（1） GSM?R網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的同步時(shí)鐘

GSM?R系統(tǒng)的同步時(shí)鐘采用的是主從同步方式，該系統(tǒng)的數(shù)字同步基準(zhǔn)使用的是公用數(shù)字同步網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（2） GSM?R網(wǎng)內(nèi)同步時(shí)鐘

MSC與BSS之間的數(shù)字鏈路同時(shí)作為它們之間同步鏈路，BSS從MSC中獲取所需要的同步時(shí)鐘信號(hào)[12]。

3 結(jié) 語(yǔ)

高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)是智能交通系統(tǒng)的核心，也是難點(diǎn)。本文在分析GSM?R系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和主要業(yè)務(wù)功能的基礎(chǔ)上，提出了利用GSM?R系統(tǒng)構(gòu)建高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)功能和組成模塊進(jìn)行了分析和論證。

參考文獻(xiàn)

[1] 酆廣增.移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展[J].南京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，22（3）：20?24.

[2] 胡金泉.蜂窩通信技術(shù)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)[J].移動(dòng)通信，1996（1）：20?23.

[3] 戴虎.GSM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27（1）：10?14.

[4] 黃威，賈利民，鐘彬.GSM?R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2005，14（12）：43?45.

[5] 熊磊，路曉彤，鐘章隊(duì)，等.高速鐵路GSM?R系統(tǒng)無(wú)線信道特性仿真[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2010，31（5）：84?89.

[6] 李恒.高速公路通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究[J].交通科技，2010（4）：96?98.

[7] 李紅芳，程多.智能光網(wǎng)絡(luò)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2010（1）：95?97.

[8] 王繼芳，曾盛.ASON技術(shù)在高速公路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2008（7）：69?72.

[9] 陸新儒.ASON技術(shù)在高速公路智能通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

[10] 張志軍.高速公路通信系統(tǒng)方案[J].中國(guó)西部科技，2010（4）：35?36.

[11] 李桂花.高速公路通信系統(tǒng)的應(yīng)用原理[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2008（8）：52?53.

[12] 王文箐，孫蕓麗，吳建華.ASON技術(shù)在高速公路干線通信中的引入[J].中國(guó)交通信息化，2012（2）：72?73.

運(yùn)行與維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）的主要任務(wù)就是管理和監(jiān)控整個(gè)GSM?R網(wǎng)絡(luò)，它的一側(cè)連接GSM?R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而另一側(cè)則連接控制計(jì)算機(jī)操作臺(tái)和GSM?R的人機(jī)交互接口。

1.2 GSM?R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能

在成熟的公共無(wú)線通信系統(tǒng)（GSM）[9]之上構(gòu)建的GSM?R系統(tǒng)是專門(mén)為滿足鐵路系統(tǒng)的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的無(wú)線通信系統(tǒng)。因而，GSM?R系統(tǒng)具有某些更加完善的業(yè)務(wù)功能子系統(tǒng)，如列車調(diào)度、列車控制和高速列車信息通信等子系統(tǒng)，是一種非常適合于高速鐵路數(shù)據(jù)通信的綜合而高效的無(wú)線通信系統(tǒng)；同樣地，GSM?R技術(shù)也非常適合于構(gòu)建高速公路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信系統(tǒng)[8]。GSM?R系統(tǒng)主要承載的業(yè)務(wù)有語(yǔ)音業(yè)務(wù)和調(diào)度業(yè)務(wù)。

（1） 語(yǔ)音業(yè)務(wù)

GSM?R系統(tǒng)同時(shí)支持固定或者移動(dòng)設(shè)備用戶之間的話音通話業(yè)務(wù)，其中包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的雙向語(yǔ)音呼叫、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的緊急語(yǔ)音呼叫、廣播語(yǔ)音呼叫、組語(yǔ)音呼叫和多用戶語(yǔ)音呼叫，同時(shí)支持短消息業(yè)務(wù)、普通數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用、自動(dòng)傳真業(yè)務(wù)和列車控制應(yīng)用[9]。

（2） 調(diào)度業(yè)務(wù)

功能尋址：包括信息注冊(cè)/注銷。

與位置有關(guān)的尋址：對(duì)于某一給定功能的呼叫，選擇其通信路由，搜索到與用戶位置相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)地址。

2 GSM?R技術(shù)高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

高速公路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于專用的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)主要的區(qū)域組成：高速公路網(wǎng)絡(luò)主干線、路段上的各通信中心或者站點(diǎn)（有人通信站或者無(wú)人通信站）。構(gòu)建的高速公路移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該滿足高速公路中各個(gè)區(qū)域之間的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)[10]。專門(mén)為高速鐵路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的GSM?R系統(tǒng)也非常適合于高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)，利用GSM?R系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)來(lái)完善和提高高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，構(gòu)建完善的智能交通系統(tǒng)。

2.1 移動(dòng)匯接網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案

利用GSM?R系統(tǒng)構(gòu)建高速公路數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí)，采用如圖2所示的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它由移動(dòng)匯接網(wǎng)TMSC和移動(dòng)本地網(wǎng)MSC組成。

使用GSM?R技術(shù)構(gòu)建高速公路數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，只需要在整個(gè)高速公路網(wǎng)絡(luò)的少數(shù)幾個(gè)大區(qū)域內(nèi)設(shè)置移動(dòng)匯接網(wǎng)TMSC，而且TMSC網(wǎng)絡(luò)之間使用網(wǎng)狀網(wǎng)連接。這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架在保障數(shù)據(jù)通信質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，節(jié)約了技術(shù)投資成本。

2.2 高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中GSM?R本地網(wǎng)設(shè)計(jì)

高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中的GSM?R業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的主要組成設(shè)備有[11]：移動(dòng)交換中心（MSC）、網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心（GMSC）和歸屬位置寄存器（HLR）等功能設(shè)備。

在高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)交換中心MSC的配置原則如下：

在高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的GSM?R網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，一個(gè)移動(dòng)交換中心MSC可以應(yīng)用于多個(gè)區(qū)域，因此，移動(dòng)交換中心MSC的設(shè)置需要考慮地理環(huán)境的因素。

在大的區(qū)域內(nèi)，盡量設(shè)置較大容量的交換設(shè)備，對(duì)于業(yè)務(wù)量不多的移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)不設(shè)置單獨(dú)的MSC。

移動(dòng)交換中心MSC應(yīng)該盡量設(shè)置在高速公路路段管理的通信中心或者道路管理信息化的信息流中心。

2.3 信令與接口

（1） GSM?R系統(tǒng)內(nèi)的業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）點(diǎn)均包括MSC、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）、短消息中心（SMSC）等，而且所有信令點(diǎn)均采用直連方式。

（2） GSM?R系統(tǒng)的各個(gè)MSC之間均為E1數(shù)字接口，使用24位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令。

（3） MSC與BSC之間的信息傳輸使用El數(shù)字接口，使用14位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令。

（4） GSM?R系統(tǒng)與HLR、SMSC之間的信息傳輸使用El數(shù)字接口，使用24位信令點(diǎn)編碼的七號(hào)信令[12]。

（5） GSM?R系統(tǒng)與專用調(diào)度模塊、確認(rèn)中心（AC）、RBC之間的數(shù)據(jù)通信使用El數(shù)字接口，使用ISDN信令。

2.4 網(wǎng)間相互通信

（1） GSM?R系統(tǒng)的移動(dòng)電話網(wǎng)通過(guò)MSC與高速公路系統(tǒng)的專用電話網(wǎng)相連。

（2） 根據(jù)GSM移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)高速公路系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理體制的需要，與公眾通信網(wǎng)（包括中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)移動(dòng)、電信運(yùn)營(yíng)商等運(yùn)營(yíng)商的PSIN，PLMN，IP網(wǎng)）預(yù)留互聯(lián)條件。

2.5 GSM?R系統(tǒng)同步時(shí)鐘

（1） GSM?R網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的同步時(shí)鐘

GSM?R系統(tǒng)的同步時(shí)鐘采用的是主從同步方式，該系統(tǒng)的數(shù)字同步基準(zhǔn)使用的是公用數(shù)字同步網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（2） GSM?R網(wǎng)內(nèi)同步時(shí)鐘

MSC與BSS之間的數(shù)字鏈路同時(shí)作為它們之間同步鏈路，BSS從MSC中獲取所需要的同步時(shí)鐘信號(hào)[12]。

3 結(jié) 語(yǔ)

高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)是智能交通系統(tǒng)的核心，也是難點(diǎn)。本文在分析GSM?R系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和主要業(yè)務(wù)功能的基礎(chǔ)上，提出了利用GSM?R系統(tǒng)構(gòu)建高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)高速公路移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)功能和組成模塊進(jìn)行了分析和論證。

參考文獻(xiàn)

[1] 酆廣增.移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展[J].南京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，22（3）：20?24.

[2] 胡金泉.蜂窩通信技術(shù)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)[J].移動(dòng)通信，1996（1）：20?23.

[3] 戴虎.GSM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27（1）：10?14.

[4] 黃威，賈利民，鐘彬.GSM?R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2005，14（12）：43?45.

[5] 熊磊，路曉彤，鐘章隊(duì)，等.高速鐵路GSM?R系統(tǒng)無(wú)線信道特性仿真[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2010，31（5）：84?89.

[6] 李恒.高速公路通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究[J].交通科技，2010（4）：96?98.

[7] 李紅芳，程多.智能光網(wǎng)絡(luò)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2010（1）：95?97.

[8] 王繼芳，曾盛.ASON技術(shù)在高速公路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2008（7）：69?72.

[9] 陸新儒.ASON技術(shù)在高速公路智能通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

[10] 張志軍.高速公路通信系統(tǒng)方案[J].中國(guó)西部科技，2010（4）：35?36.

[11] 李桂花.高速公路通信系統(tǒng)的應(yīng)用原理[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2008（8）：52?53.

[12] 王文箐，孫蕓麗，吳建華.ASON技術(shù)在高速公路干線通信中的引入[J].中國(guó)交通信息化，2012（2）：72?73.