基于IP化GSM-R網絡的4.8kb/s數據業務傳輸方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及列車運行控制技術領域，尤其涉及一種基于IP化GSM-R網絡的4.Skb/s數據業務傳輸方法。
【背景技術】
[0002]中國列車運行控制系統3級(以下簡稱CTCS-3)列控系統是目前國內高速鐵路的核心安全系統。GSM-R 網絡(Global System for Mobile Communicat1n for Railway，專用于鐵路的全球移動通信系統)作為列控系統的一部分，承載列車控制信息的傳輸，為車載設備與無線閉塞中心提供雙向信息交互的通道。車載設備通過GSM-R網絡接收無線閉塞中心發出的行車許可、臨時限速及線路參數等信息；無線閉塞中心通過GSM-R網絡接收車載設備傳送的列車動態信息(如列車速度、位置等)。
[0003]在公眾網絡中，電路交換數據業務應用很少，僅在沒有GPRS(General PacketRad1 Service，通用分組無線服務技術)網絡時為用戶提供Internet或Intranet接入，由于速率很低，并沒有得到廣泛應用。但由于電路交換數據業務具有高可靠性、獨占信道、時延小、誤碼率低等優點，符合列控數據傳輸的特點，其業務速率也完全能滿足列控數據的吞吐量要求，成為列控數據業務的首選。4.8kb/s和9.6kb/s電路交換異步透明數據是承載CTCS-3級列控業務的必選需求，而4.8kb/s電路交換異步透明數據業務是首選業務。
[0004]4.8kb/s異步透明數據業務實現從列控車載終端到無線閉塞中心的端到端傳輸，其間要經過MT終端、空中接口、基站、BSC、TRAU和MSC (Moblie Switching Centre，移動交換中心)/IWF等多個環節，進行多次的速率適配和轉換，每一個環節都必須準確無誤的完成才能保證數據傳輸的正確性。
[0005]BSC與BTS之間的通信接口稱為Abis接口，實現兩者之間的遠端互連。傳統Abis接口采用標準的2.048Mbps或64Kbps的PCM(Pulse Coded Modulat1n，脈沖編碼調制)數字傳輸鏈路來實現數據傳輸，其上承載語音業務信道。目前，現有的一種基于傳統Abis接口的4.8kbit/s異步透明數據業務的實現過程如圖1所示，包括如下的處理過程:
[0006]首先，對于4.8kb/s的異步透明數據，在MT(Mobile Terminal，移動終端)中要進行RA (Rate Adapt1n，速率適配)O和RAl ’兩步變換，這兩步變換要根據3GPP (ThirdGenerat1n Partnership Pro ject，第三代移動通信伙伴項目)04.21通過MT模塊軟件來實現。RAO把4.8kb/s的異步透明數據通過填充附加的“停止比特”變為同步數據，使其速率剛好等于相同的同步數據速率，即4.8kb/s的異步數據轉換成4.8kb/s的同步數據。由RAO輸出的4.8kb/s同步數據通過RA1’變換，轉變為空中接口所要求的6kb/s速率的同步數據。
[0007]4.8kb/s變換到6kb/s時采用修正ITU-T V.11060bit幀結構。這一部分的速率變化方式是由于GSM-R網絡的空中接口特性決定的，所以碼率轉化不可或缺。
[0008]上述MT中的信道編碼器對6kb/s速率的同步數據進行編碼后，通過空中接口將6kb/s速率的同步數據傳輸給BTS (Base Transmit Stat1n，基站)。
[0009]在BTS的信道解碼器輸出的數據碼速和移動模塊的信道編碼器的輸入速率是相同的，但是考慮到原有BTS與BSC之間設備關系的PCM傳輸設備特點，在BSS系統內部需要進行RA1/RA1’、RAA和RA2的轉換(參考3GPP 08.20)，最終實現滿足Abis接口要求的64kb/s。其中，RA1/RA1’實現從中間速率和信道編碼器要求的輸入速率之間的轉換。TCH/F4.8對應的空中接口用戶速率為6kbit/s，與之對應的中間速率為8kbit/s。RAA實現V.11080比特幀格式和TRAU幀中72比特幀格式之間的轉換。數據在由TRAU送給MSC時，在TRAU中實現RA2速率適配，RA2實現中間速率8kbit/s到64kbit/s的最終轉換。
[0010]隨著軟交換技術的引入，基于IP的交換網絡架構逐漸形成。其中，基于IP傳輸方式的Abis接口，相對于傳統的基于PCM傳輸的Abis接口有著更高的傳輸效率和靈活性。現有技術中的一種利用基于IP傳輸方式的Abis接口的傳統GSM-R 4.8kbit/s數據業務速率適配過程圖如圖2所示，其中，IP Abis接口用戶面數據傳送采用RTP (Real time TransportProtocol，實時傳輸協議)協議實現，原有的數據幀封裝到RTP Data中。
[0011]上述現有技術中的一種利用基于IP傳輸方式的Abis接口的傳統GSM-R4.8kbit/s數據業務速率適配過程的缺點為:考慮到了網元間互聯的要求，在MSC設備中需要進行RTP轉換，以及RAA、RA2碼率轉換，這些RTP轉換，以及RAA、RA2碼率轉換存在著碼率轉換的延時損耗，也這使得CTCS-3鐵路安全數據傳輸過程在Abis接口上存在誤碼產生可能。

【發明內容】

[0012]本發明的實施例提供了一種基于IP化GSM-R網絡的4.8kb/s數據業務傳輸方法，以減少數據傳輸時延。
[0013]一種基于IP化GSM-R網絡的4.8kb/s數據業務傳輸方法，包括:
[0014]BTS接收到車載移動終端通過空中接口發送過來的數據幀，識別出所述數據幀為
4.8 kb it/s 數據幀；
[0015]所述BTS對所述4.8 kb it/s數據業務幀進行速率轉換處理，得到64kb/s標準數據幀；
[0016]所述BTS通過IP Abis接口將所述64kb/s標準數據幀發送給BSC設備。
[0017]優選地，所述的識別出所述數據幀為4.8kbit/s數據幀，包括:
[0018]BTS通過車載移動終端到列控業務地面服務器端到端傳輸過程中的低層兼容性信息單元LLC信元獲取所述移動終端的接入信息，根據所述移動終端的接入信息識別出所述移動終端發送的數據幀為4.8kbit/s數據幀。
[0019]優選地，所述基于IP化GSM-R網絡包括列車運行控制系統中的基于IP化GSM-R網絡。
[0020]優選地，所述的BTS對所述4.8 kb it/s數據業務幀進行速率轉換處理，得到64kb/s標準數據幀，包括:
[0021]所述BTS對所述4.8kbit/s數據幀進行譯碼處理和RA1/RA1’轉換處理，得到速率為80kb/s的中間速率幀，所述BTS對所述80kb/s的中間速率幀進行RA2變換，獲得BSC設備可識別的64kb/s的標準數據幀。
[0022]優選地，所述的BTS通過IP Abis接口將所述64kb/s標準數據幀發送給BSC設備，包括:
[0023]所述BTS對所述64kb/s的標準數據幀進行實時傳輸協議RTP封裝處理，將所述64kb/s的標準數據幀封裝到RTP幀中，所述BTS直接通過IP Abis接口將所述封裝了 64kb/s的標準數據幀的RTP幀發送給BSC設備。
[0024]優選地，所述的方法還包括:
[0025]所述BSC通過LLC信元獲取移動終端的接入信息，根據所述移動終端的接入信息識別出用戶面發送的數據類型為4.8kbit/s的列控數據業務，
[0026]所述BSC設備收到所述封裝了 64kb/s的標準數據幀的RTP幀后，對所述RTP幀進行RTP解封裝，提取并識別出所述RTP幀中封裝的64kb/s的標準數據幀，所述BSC設備將所述64kb/s的標準數據幀通過A接口發送給MSC設備。
[0027]由上述本發明的實施例提供的技術方案可以看出，本發明實施例在基于IP傳輸的Abis接口上采用64kb/s的傳輸速率，將封裝了 64kb/s的標準數據幀的RTP幀直接發送給BSC設備，省去了 BSC設備進行RAA、RA2碼率轉換等TRAU的速率轉換過程，BSC設備直接以64kb/s的速率傳送給MSC等列控業務服務器設備，這樣大大降低了端到端的數據傳送時延，并提高數據傳輸的可靠性，能夠在保證列控數據傳輸的安全性前提下，解決現有技術中延時和誤碼的問題，提高CTCS-3鐵路安全數據傳輸可靠性。
[0028]本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為現有技術中的一種基于傳統Abis接口的4.8kbit/s異步透明數據業務的處理流程圖；
[0031]圖2為現有技術中的一種利用基于IP傳輸方式的Abis接口的傳統GSM-R4.8kbit/s數據業務速率適配過程圖；
[0032]圖3為本發明實施例提供的一種利用基于IP傳輸方式的Abis接口的優化后的GSM-R 4.8kbit/s數據業務速率適配過程圖。
【具體實施方式】
[0033]下面詳細描述本發明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0034]本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用