方正移动数据通信系统

2004-8-11　发布方：方正电子　网友评论 0 条　点击进入论坛

随着社会和城市建设的快速发展，日益增多的车辆对城市的道路需求高速增长。如何缓解道路拥挤，提高道路的通行能力是大都市急需解决的问题。

采用先进、科学的管理手段，利用先进可靠的通信网络完成信息资源共享，提高日常的交通管理能力，交通事故、交通警卫和突发事件的处理能力和效率是解决上述问题根本方法。

    摩托罗拉推荐的800MHz(25KHz信道间隔)DataTAC无线数传系统采用成熟的无线数传网络技术和无线电设备技术。目前在世界上已经安装的系统超过500多套。空中的数据传输采用RD－LAP通信协议，该协议适用于无线分组数据传输，信道速率高达19.2kb/s。系统的主要特点为：
    先进和成熟的无线数传技术；
    RD－LAP支持高可靠性和高速（19.2kb/s）分组无线数传；
    网络结构模块化，可扩容能力强；
    系统设计可靠性高；
    标准的互联网IP通信方案，提供标准通信接口和软件接口，应用软件可实现标准化；
    无线分组数据传输方式，不需要拨号建立任何连接，几秒钟即可完成一次通信，极大提高了办案效率；
　　所建议的DataTAC无线数传网络平台，将支持并满足公安交通管理部门的应用要求：
计算机辅助调度应用－可将现场文字描述信息，事故现场图片信息和图形信息传送至指挥中心。指挥中心也可下传交通信息告知，信息广播和任务指派及图像扫描信息至移动台

驾驶员档案/机动车档案数据库查询－实现现场警员通过车上移动台，直接访问驾驶员档案/机动车档案数据库，快速检索，并迅速接收核查的反馈。

    GPS定位－指挥中心通过车辆自动定位系统对警员的分布和位置一目了然。
    IC卡信息无线传递－通过移动终端的IC卡外设将警员IC卡的信息传送至中心数据库，警员也无需定时返回办公室。
    交通诱导系统－通过无线通道将交通诱导指示牌和控制中心进行连接，完成交通诱导信息无线传递，节省额外的有线链路的投资。

移动无线数据传输系统

系统配置(专业无线数据通信 Private DataTAC 系统)

系统的基本组成部分
　　无线网络控制器3000（RNC3000）
　　无线网络网关WNG
　　数据基站（DBS）
　　移动数据终端
　　系统支持多种网络拓扑，从单频点/单基站到多频点/多基站，同时支持单个或多个一般频率复用。无线网关（WNG）可连接多达4个无线网络控制器（RNC3000），每一个无线网络控制器（RNC3000）可控制64个数据基站（DBS信道机）。系统支持登记用户数为12000个。

Private DataTAC网络的各个系统组成部分

无线网络控制器
　　此无线网络控制器是本移动数据通讯系统的中枢。它构成了用户主系统与数据RF基站间的界面，通过HDLC（高级数据链路控制）协议与各数据基站对接。本无线网络控制器通过14.4 kbps租用线路与基站相连，而租用线路将由用户提供。无线网络控制器的首要目的是减轻主系统所担负的与RF基站有关的任务。所有进出主网络的信息均通过此无线网络控制器并由该控制器控制。这一无线网络控制器的主要功能如下：
    系统接口
    主系统接口
    RF基站接口
    网络管理控制台接口
    主接口与RF基站之间的协议转换。
　　无线网络控制器负责将所收到的来自主系统的下行信息转换为相应的无线信道协议，并把它们纳入 HDLC 格式之中，再交付给基站，反之亦如此。
　　在成功接收某一信息时，向各数据终端提供确认，并将所收到的信息送至主系统。
　　在成功将信息交付给数据终端时，向主系统提供确认。
　　向主系统提供无法交付给数据终端之信息的状态。
无线链路控制
　　数据包的分段与重组。
　　数据包排序。
　　差错的检测与纠正。
　　无线信道流量控制。
　　漫游管理（适用于多站系统）。
　　网络管理（适用于多基站系统）。
提供主接入控制，防止未注册数据终端进入主系统。

监听、报警及诊断功能。

无线网络网关
    此"无线网络网关"（WNG）是一个软件平台，旨在连接有线数据网络和摩托罗拉无线（RF）网络。这一软件平台对进出本无线网络的通讯进行管理，同时向无线用户提供以下服务：
    移动用户注册
    移动用户授权
    单机对单机信息传送
    组信息传送
    下行信息传送排队
　　本"无线网络网关"软件采用在强大的摩托罗拉RISC（Reduced Instruction Set Computing）硬件平台上运行的IBM a AIXa 操作系统，提供符合工业标准的"Internet通讯协议"（IP），沟通最终用户有线网络与本无线系统之间的联系。

　　"无线网络网关"利用符合 RFC1812 规范的IP路由器软件，沟通与有线网络系统的联系。同时它还符合国际公共安全通信协会 (APCO) Project 25，关于无线用户至固定网络设备（FNE）数据配置的数据分组规范。

　　"无线网络网关"提供在本RF系统注册一台无线装置所需的各项校验与授权功能，从而确保仅授权的车台装置方被允许使用本系统。采用IP信息传送以后，车台不受传统调度型通讯的束服，可直接向其他车台发送信息。可以为一定数量的移动设备分配小组地址码（身份码），从而某一主机可以向所有具备该组地址码的移动用户广播一条相同的信息。

　　为支持下行信息对逐一通过RF网络，本"无线网络网关"在内存中保持一个待发送给某一移动装置之信息的队列。为发挥IP技术自由流动的本性并将它与RF网络的逐一信息穿过特性相结合，"无线网络网关"提供必要的控制及信息保留功能。

　　对信息差错的处理通过以下方式完成，即在有线网络和RF网络上同时产生发至主机的"因特网控制报文协议"（ICMP）信息。这些信息根据 "Request For Comment (RFC) 792"进行传送。

　　通过一台与"无线网络网关"相连的显示器控制台，操作者可以全权调用"无线网络网关"的全部配置参数并对各项设施进行监视。操作者可以管理移动装置、设置与"无线网络控制器"（RNC3000或本文所说的RNC）和各项"局域网（LAN）"服务相对接的接口、查看系统配置情况、查看警报、查看实时情况报告并进行信息追踪。

随着社会和城市建设的快速发展，日益增多的车辆对城市的道路需求高速增长。如何缓解道路拥挤，提高道路的通行能力是大都市急需解决的问题。

驾驶员档案/机动车档案数据库查询－实现现场警员通过车上移动台，直接访问驾驶员档案/机动车档案数据库，快速检索，并迅速接收核查的反馈。

移动无线数据传输系统

系统配置(专业无线数据通信 Private DataTAC 系统)

Private DataTAC网络的各个系统组成部分

监听、报警及诊断功能。

数据基站
　　本移动数据通讯系统的心脏是"数据基站"（DBS），它负责接收、处理和发送往来于现场与控制中心之间的数据。专用数据基站在设计上有一个明确的目标，即支持在无线信道上进行高达19.2 kbps（25kHz信道带宽）的数据传送。

　　我们所建议的数据基站采用了摩托罗拉高速"Quantar基站电台"及"基站控制器"的各项功能。为在无线电信道上进行数据通讯，对这些数据基站进行了优化处理，可支持与争用方案相配套的高效数据通讯协议。"Quantar 数据基站"产品的主要优点如下：

保护投资
　　我们的"数据基站"是为处理高达19200bps（25 kHz信道带宽）通过量而设计制造的。这一数据基站技术提供了一条高性能价格比的升级途径，即通过芯片升级而不是更换全套产品来升级采用新的高性能通讯协议。

降低运行成本
　　由于是为远地/无人值守运行而设计，所以真正杜绝了不必要的现场查巡。高级状态监视能力便于进行维护和故障诊断。

提高可靠性
　　真正的安全可靠，减少零部件数量，提高可靠性。采用微处理器控制，具备高级监视与诊断能力。

无线数据链路接入协议（RD-LAP）
　　无线移动数传系统的应用是以“灵活、可靠、准确”地传输信息为重要特点的，其典型的应用为频繁地调度指令发送、数据库查询、工作小组管理、小数据量信息及工作报告的传送等，此主要应用特点，它是由无线分组数据传输的方式决定的。此外由于无线信道非常易受干扰且带宽有限，使得在通讯可靠性和有效性等方面与其他通讯媒介如有线、电缆、光纤、甚至微波等有着很大的区别，在数据传输协议的制定中，必须充分考虑这些因素，采取各种有效措施确保数据传输的准确性和可靠性。

　　摩托罗拉移动无线数传系统采用的 RD-LAP无线信道接入协议，充分考虑了无线信道资源限制和易受干扰的缺点，及数传系统对可靠性的要求，是高效的无线数传通讯系统协议，该协议支持无线分组数据传送，采取独特的接入方式、检错纠错、自动重发、及长信息分块/重组等信道管理方式，为用户提供高质量的数传服务。

　　RD-LAP 技术将上层网设施与专业无线电（RF）技术结合起来，确保精确的数据通讯以现今最快的数据速率进行：19.2 kbps。迅速而精确的数据共享乃是一切高效通讯网络的基础。

　　RD-LAP 是一项专用传输协议，最适用于要求进行密集不间断信息传送的用途。该协议在设计上考虑到对调用上行信道的控制，将负载均摊在多条信道上。这种负载分配既提高了信道的使用效率，同时又实现多个用户对网络资源的共享。RD-LAP 还采用三级前向纠错，防止数据错乱或被破坏，保证通讯的清晰与完整。

　　摩托罗拉根据自己在无线数据传输方面的丰富经验，已开发出多种可以提高RF信道效率的方案。当信道因通讯量过大而开始"不堪重负"时，关键在于系统要有健全的通讯协议及入网方法。只有这样才能防止最终可能造成信道崩溃的数据冲突和信息重复。

　　本系统的功能之一是它有效管理通讯负载并将它平衡到网络之中去的 "智能"。这一功能提高了整个网络的性能。在高峰通讯时段，这是一项格外宝贵的功能。

　　RD-LAP基本上是基于链路层的协议，但为了支持移动数传通讯，也提供了其他链路层协议不具备的连接和网络管理服务，其主要功能如下：
　　分组数据传输方式
　　信道管理
　　端对端连接管理
　　信息检错纠错
　　数据流量空中
　　诊断功能

　　RD-LAP 支持在 25KHz信道上全双工无线传输，无线载波为四电平移频键控 (FSK)调制方式，基带信号速率为 19.2 kbps ( 25kHz 信道)。

　　协议在信道接入方式上也有充分的考虑，对于下行信道，由于信息发送是顺序的，因此基站采用先进先出的原则发送数据，而对上行数据的发送，是由不同用户用争抢的方式接入，因此有一个如何有效管理信道接入的问题，RD-LAP 协议规定，在下行信道的帧中插入上行信道状态位，移动终端在发送数据前，检查该状态位的状态，如果是空闲则可以开始发送数据，如果遇到忙状态，则随机等待一定时间后再检查上行通道状态位，直到其显示空闲后发送数据，这样有效地控制了上行信道大量争抢的现象，从而提高了信道的效率。

　　RD-LAP 规定信息数据包的长度最大 512字节，当文件长度超过限定长度时，将文件分组，以多包形式传输，在每次传送时进行分级CRC检错及前向纠错，并在每一个包传送后收到接收端的“数据接收正确”的应答后再传第二个包，如果由于信道干扰等原因，未能收到应答信号，则发送方自动进行规定数量的重发，以确保数据信息准确无误地传送，采用分包的方法避免了大文件传输过程中因为信道干扰造成大量传输失败和系统阻塞。

移动数据终端(MDT)

车台工作站MW520
　　摩托罗拉车载工作站MW520”既向用户提供台式电脑的强大功能，同时又具备移动环境所需的灵活性。由于使用了超高速的233 MHz Pentium 处理器、大屏幕 VGA 显示器和可扩展到 64MB的 RAM，它的能力足以满足关键用户对未来发展的需要。
　　"移动工作站MW520"紧凑的三件套设计在不牺牲过去一件套 MDT 传统结实耐用特性的同时，提供了车辆安装的灵活性。它可以长时间在恶劣的环境中工作，稳定的性能足以满足专业人员最苛刻的要求。

　　本型"移动工作站MW520"设有两个外部串口、两个"Type II"或一个 "Type III" PCMCIA插槽和一个增强型并行口，能够支持各种各样的外围设备，其中包括GPS接收机和条形码阅读器。

　　本型"移动工作站MW520"的集成无线调制解调器，在以800MHz 19.2 的速率运行RD-LAP的情况下，支持摩托罗拉的专用网络。采用功率放大器以后，本型"车台工作站"可以升级为以35瓦的输出功率工作。

　　由于本型"移动工作站MW520"是一台运行 Microsoft Windows 95/98/NT 操作系统的全功能电脑，所以它支持现有的应用程序软件。

　　VRM650专用DataTAC系统的车用无线调制解调器

　　摩托罗拉的VRM650移动分组无线Modem在用户终端和用户信息系统之间提供无线连接的能力.
专用的DataTAC的解决方案VRM650支持所有的专用DataTAC系统的版本和拓扑结构，包括单信道、多信道和公共频率复用的无线信道结构。

无缝隙的漫游
　　RD－LAP（无线数据－链路接入过程）连接管理功能的使用使在各站之间的漫游变得自动和有效。信道可以根据可动态保持的优先级基础或预先编程的表格来选择。在广域网域内，对于可保持无缝隙漫游的质量要求，它的连接可进行连续的评估。

对于数据的无线优化
用于VRM650的双向无线系统包括快速锁定的电子合成器和含有开/关的快速发射机。对于最大限度地增加无线接口的数据流量，这些功能都是最基本的。

数据终端接口
　　已经存在的专用DataTAC应用是符合“即插即用”的要求。新的应用可以简单、直接地使用。摩托罗拉新的无线通信软件（MWCSII）使应用更简单。因为它支持WinSock接口的工业标准，这个接口使无线网络对于应用变得基本透明。

终端支持
　　各种各样的终端，包括摩托罗拉移动工作站520和许多第三方的笔记本电脑，都可以连接。VRM650的消息存储和转发功能可以进行消息的接收，应答和保持。这些消息可被发送到其它单元，甚至当笔记本电脑没有连接的时候。

功率控制选择
　　功率可以用前面板的开发按钮或车的点火按钮来控制。

应用服务器，以太网路由器，应用外设和自配的移动终端
　　应用服务器、以太网路由器及其它以太网连接设备和应用外设（数字相机、IC卡读写器和手画图形输入器）由第三方应用软件开发商提供。自配的移动终端由用户按照应用软件和外设要求进行提供。

应用软件
　　应用软件将由软件开发商提供，这主要包括两大部分，移动终端应用软件和无线网关及应用服务器中的应用软件。摩托罗拉将提供标准的应用软件编程接口（API），第三方软件开发商在此基础上完成应用软件的开发。

话务量分析及数据查询响应时间
　　假设每个移动数据终端用户每小时查询6次数据库（每次查询含一级和二级查询各一次），则DataTAC系统中每个无线信道上可以支持100个数据终端。

在这样的话务分布情况下，当用户需进行数据库查询时，用户收到系统对该查询确认的时间（响应时间）平均为2～3秒。当然这里所说的响应时间并不包括数据库的检索时间，数据库的检索时间将主要取决于数据库的设计和服务器的配置等。

系统功能和应用描述
　　800MHz DataTAC 无线数传系统是一个先进无线数据传输的网络平台。通过提供标准的应用软件编程接口支持多种应用功能。实现用户应用功能除 DataTAC 网络平台，还需要配备第三方所提供数传终端（车上计算机），终端外设（数字照像机，手画图形输入和警员IC卡读写器等），应用服务器和应用软件等。
现将所能实现的用户应用描述如下：

计算机辅助调度
　　计算机辅助调度应用可将事件处理报告（包括事件和现场的文字描述）传送给主控中心。主控中心可以下发交通信息通知，信息广播和任务指派给移动台。

　　通过连接数字像机和手画图形外设，事件现场的照片和现场草图以计算机文件的方式在终端进行存贮，并可以上发到主控中心。主控中心也可以将照片图形以及扫描图形等信息进行存储、编程并以文件的方式下发给移动终端。

　　移动终端操作员运行计算机辅助调度应用软件，利用一个辅助调度应用的用户界面（该界面的格式由第三方软件开发商与用户共同确定）填写事件报告，事件文字描述，并可以加贴照片或图形等文件向主控中心发送。这个发送信息将被存储并打包，以RD－LAP的信令格式传送到基站，由基站完成RD－LAP/HDLC的协议转换通过14.4kb/s通道传送至无线网络控制器。无线网络控制通过TCP/IP的格式将信息传递到无线网关，无线网关将信息传送给计算机辅助调度服务器。以上描述的是信息的上行传输（移动终端到主控中心），信息的下行传输（主控中心到移动终端）与上行路径相向，方向相反。

由调度员向移动终端组发布信息
　　摩托罗拉DataTAC支持位于指挥中心的无线数传调度员向现场的无线数传终端小组发布信息。每一个无线数传终端可以被编入7个不同的工作小组。每一个工作小组有其特定的组代码（LID）。

调度员发布小组信息时，可以在预先设定的一组无线数传基站（DBS）发起。需要说明的是，由于组信息发布采用的是“无收讫确认”方式，因而一个组信息的信息内容不得超过512个字节。

由调度员向全部移动终端通播信息
　　位于指挥中心的无线数传调度员可以向整个无线数传网中的全部移动用户广播信息，所广播的信息将在整个系统中的全部无线数传基站（DBS）上以系统通播的方式发给系统中全部的移动终端。

　　需要说明的是，由于通播信息采用的是“无收讫确认”方式，因而一个通播信息的信息内容不得超过512个字节。

驾驶员档案/机动车档案数据库查询
　　移动终端操作人员进入驾驶员档案/机动车档案数据查询应用软件，通过查询界面（该界面的格式由第三方软件开发商与用户共同确定）键入驾驶员相关信息和车辆信息并上发到无线网关，无线网关通过以太网的连接将访问请求发送到外部数据服务器并将接收到相关的数据库信息下发给移动终端。操作人员通过查询界面可以随时查询数据库，无需通过拨号建立连接或挂机退出连接。

GPS定位
　　所建议的Private DataTAC 系统接口支持GPS的数据传输。用户可以配备支持GPS连接的移动终端。GPS信息通过无线数传通道传递至无线网关，无线网关将GPS信息传送至GPS服务器，GPS服务器将支持自动车辆定位和地图显示等GPS应用。

IC卡信息无线传递
　　移动终端操作人员进入IC卡应用软件，通过IC卡应用操作界面（该界面由第三方软件开发商与用户共同确定）和IC卡读写外设，将警员IC卡读入到移动终端并上发到无线网关，无线网关通过以太网的连接将IC卡信息发送到外部IC卡服务器，对IC卡数据库的信息进行刷新。

交通诱导系统
　　控制交通诱导指示牌的控制器与无线调制解调器连接，通过无线通信应用软件与交通诱导控制中心进行通信。交通诱导控制中心的终端机将显示信息传送给无线网关，然后通过无线数传网络传送到交通诱导指示牌并进行显示。

网络数据的安全性
　　PrivateDataTAC专用无线数据传输系统，其全部网络设备（包括网关、网络控制、基站、甚至链路传输设备）全部由哈尔滨市交通管理局拥有并实施管理。现有交通管理的计算机信息系统和无线数传的专用数据库无需向任何电信服务商（包括有线及无线）开放接点，这就从根本上杜绝了非法用户从公众电信网入侵交通管理信息网的可能性，保障了网络数据的安全性。

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