專利名稱：一種gsm-r網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法。
背景技術(shù)：
GSM-R (GSM for Railways)系統(tǒng)是專門為鐵路通信設(shè)計(jì)的綜合專用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。GSM-R 在 GSM (Global System of Mobile Communication,全球移動(dòng)通信系統(tǒng))Phase2+的規(guī)范協(xié)議的基礎(chǔ)上，加入了基于位置尋址和功能尋址等功能，適用于鐵路通信特別是鐵路專用調(diào)度通信的需要。目前，我國GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由七個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成:網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、操作維護(hù)子系統(tǒng)、通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、智能網(wǎng)子系統(tǒng)、固定接入交換子系統(tǒng)和終端子系統(tǒng)。GSM-R主要提供無線列調(diào)、編組調(diào)車通信、區(qū)段養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)通信、應(yīng)急通信、隧道通信等語音通信功能，可為列車自動(dòng)控制與檢測(cè)信息提供數(shù)據(jù)傳輸通道等信息。因此，對(duì)鐵路列車的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控是非常有必要的。現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用一種信令數(shù)據(jù)采集設(shè)備對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的Abis接口、A接口的網(wǎng)絡(luò)信令數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)，通過監(jiān)測(cè)信令數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)列車呼叫完整性的分析。其對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與性能分析的基本原理是:當(dāng)移動(dòng)臺(tái)(Mobile Station，簡(jiǎn)稱MS)發(fā)起一個(gè)呼叫時(shí)，其將會(huì)產(chǎn)生一系列的信令數(shù)據(jù)流程(如呼叫發(fā)起、通道分配、呼叫建立、呼叫釋放等)；用戶通過使用信令采集設(shè)備可捕獲到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的信令數(shù)據(jù)，通過對(duì)其加以關(guān)聯(lián)分析，來檢查當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的呼叫是否完整或異常。其中，Abis接口為GSM-R基站子系統(tǒng)的兩個(gè)功能實(shí)體，即基站控制器(BaseStation Controller,簡(jiǎn)稱BSC)和基站收發(fā)信臺(tái)(Base Transceiver Station,簡(jiǎn)稱BTS)之間的通信接口，用于BTS與BSC之間的遠(yuǎn)端互連方式。Abis接口速率為16kbps (KilobitsPer Second，千位每秒)，信號(hào)方式采用開放互連結(jié)構(gòu)。A接口是GSM網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)與基站子系統(tǒng)之間的標(biāo)準(zhǔn)接口，在物理實(shí)體上表現(xiàn)為移動(dòng)交換中心(Mobile Switching Center,簡(jiǎn)稱MSC)與BSC之間的接口。但由于GSM-R系統(tǒng)的復(fù)雜性，僅僅通過采集ABIS、A兩個(gè)接口的信令數(shù)據(jù)是無法精確判斷列車的行駛情況，因此無法實(shí)現(xiàn)有效、可靠的列車行駛監(jiān)控。目前，GSM-R在中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)3級(jí)(Chinese Train Control System，簡(jiǎn)稱CTCS-3)中的應(yīng)用對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求，GSM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量直接影響到CTCS-3的可靠性、可用性等關(guān)鍵指標(biāo)。目前為了保障中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的可靠性，和克服以上技術(shù)方案的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)中還提供了一種數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)接口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過設(shè)計(jì)三種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，分別對(duì)Abis接口進(jìn)行信令數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，對(duì)A接口進(jìn)行信令數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，和對(duì)PRI 口進(jìn)行信令數(shù)據(jù)及列車行駛控制數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。
其中，PRI (Primary Rate Interface)為基群速率接口，總帶寬速率為2.048Mb/s (兆比特每秒)，通常用于語音業(yè)務(wù)，一條PRI業(yè)務(wù)可以帶30路語音線路。雖然使用該系統(tǒng)時(shí)增加了可參考的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)信息量，但仍然存在多種缺陷，主要體現(xiàn)在:一方面，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不完整，當(dāng)前系統(tǒng)未能對(duì)語音通話數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。另一方面，數(shù)據(jù)采集精度不一，容易關(guān)聯(lián)出錯(cuò)。當(dāng)前系統(tǒng)分別用三種不同的數(shù)據(jù)采集設(shè)備對(duì)三個(gè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，一旦每個(gè)設(shè)備的時(shí)間精度不一樣，就容易引起數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)出錯(cuò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，能同時(shí)采集GSM-R多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的信令數(shù)據(jù)、語音通話數(shù)據(jù)或列車行駛控制數(shù)據(jù)。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:
51、信號(hào)連接器接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口的模擬信號(hào)，并將所述模擬信號(hào)發(fā)送給物理層解碼器；
52、所述物理層解碼器將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，獲得數(shù)據(jù)幀；所述數(shù)據(jù)幀包括信令數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)；
53、所述物理層解碼器將所述數(shù)據(jù)幀發(fā)送至數(shù)據(jù)鏈路層解碼器；
54、中央處理器向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器發(fā)送第一解碼信號(hào)；
55、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述第一解碼信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)，并將所述信令數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器；
56、所述中央處理器根據(jù)所述信令數(shù)據(jù)，向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器發(fā)送第二解碼信
號(hào);
57、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述第二解碼信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)，并將所述有效數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)幀為El標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀或Tl標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀。更進(jìn)一步地，所述有效數(shù)據(jù)為語音通話數(shù)據(jù)或列車行駛控制數(shù)據(jù)。所述GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口包括Abis接口、A接口、基群速率接口、C接口、D接口、E接口、G接口、GB接口、GN接口、GI接口和GR接口中的至少一項(xiàng)。再進(jìn)一步地，所述方法還包括以下步驟:
58、所述中央處理器將采集得到的所述有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將經(jīng)過處理后的有效數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)接口發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，可同時(shí)將GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的信號(hào)進(jìn)行采集，通過對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)接口的模擬信號(hào)的處理，獲得數(shù)據(jù)幀；通過數(shù)據(jù)鏈路解碼器，對(duì)所與各種網(wǎng)絡(luò)接口所對(duì)應(yīng)的述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)，為中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)提供了大量可靠、有效的分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)監(jiān)控列車運(yùn)行維護(hù)情況，為列車行車的安全性提供保障。


圖1是本發(fā)明提供的一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法的一個(gè)實(shí)施例的方法流程 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的信號(hào)連接器與GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口連接的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的步驟S2的一種實(shí)現(xiàn)方式的方法流程 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的步驟S5的一種實(shí)現(xiàn)方式的方法流程 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的步驟S7的一種實(shí)現(xiàn)方式的方法步驟 圖6是本發(fā)明提供的一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法的又一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。參見圖1，是本發(fā)明提供的一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法的一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。在本實(shí)施例中，所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:
步驟S1:信號(hào)連接器接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口的模擬信號(hào)，并將所述模擬信號(hào)發(fā)送給物理層解碼器。在本實(shí)施例中，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口包括Abis接口、A接口、基群速率接口、C接口、D接口、E接口、G接口、GB接口、GN接口、GI接口和GR接口中的至少一項(xiàng)。其中，Abis接口、A接口和基群速率接口(PRI接口)已在本說明書背景技術(shù)中有所記載；C接口為移動(dòng)交換中心(Mobile Switching Center，簡(jiǎn)稱MSC)與歸屬位置寄存器(Home Location Register，簡(jiǎn)稱HLR)之間的接口；D接口為MSC與拜訪位置寄存器(Visitor Location Register,簡(jiǎn)稱VLR)之間的接口 ；E接口為兩個(gè)移動(dòng)交換中心之間的接口 ；G接口為兩個(gè)拜訪位置寄存器之間的接口 ；GB接口是GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和基站子系統(tǒng)之間的接口；GN接口是兩個(gè)GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)之間或GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)之間的接口 ；GI接口是GPRS與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口 ；GR接口是GPRS服務(wù)支持節(jié)與HLR之間接口。參看圖2，是本發(fā)明實(shí)施例中的信號(hào)連接器與GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口連接的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，Abis接口為基站收發(fā)臺(tái)101與基站交換中心102之間的接口 ；A接口為基站交換中心102與移動(dòng)交換中心103之間的接口 ；PRI接口為移動(dòng)交換中心103與無線閉塞中心104之間的接口。具體實(shí)施時(shí)，信號(hào)連接器10已經(jīng)接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)包括相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)接口中的信令數(shù)據(jù)、語音通話數(shù)據(jù)和列車行駛控制數(shù)據(jù)。具體地，該模擬信號(hào)中所涵蓋的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行采集。在本實(shí)施例中，具體實(shí)施時(shí)，GSM-R網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的在傳輸過程中采用差分傳輸技術(shù)。因此，從GSM-R各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口接入的模擬信號(hào)為差分信號(hào)。差分傳輸是一種信號(hào)傳輸技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào)，且這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等，相位相反。而在這兩根線上的傳輸?shù)男盘?hào)就是差分信號(hào)。需要說明的是，圖2中只畫出了 Abis接口、A接口和PRI接口與信號(hào)連接器10的連接關(guān)系，其它GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口未——畫出。但其它GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口與信號(hào)連接器10的連接關(guān)系，與Abis接口與信號(hào)連接器10的連接關(guān)系相同。本實(shí)施例中所需要采集的信令數(shù)據(jù)、語音通話數(shù)據(jù)、列車行駛控制數(shù)據(jù)會(huì)在以上所述的各個(gè)GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口上傳輸。具體實(shí)施時(shí)，所述信號(hào)連接器10作為數(shù)據(jù)連接的設(shè)備，其將自身所接入的各個(gè)GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給物理解碼器20進(jìn)行進(jìn)一步的處理。步驟S2:所述物理層解碼器20將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，獲得數(shù)據(jù)幀；所述數(shù)據(jù)幀包括信令數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述有效數(shù)據(jù)為語音通話數(shù)據(jù)或列車行駛控制數(shù)據(jù)。具體實(shí)施時(shí)，所述列車行駛控制數(shù)據(jù)通過電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(Circuit SwitchData,簡(jiǎn)稱CSD)來進(jìn)行傳輸。CSD是一種數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，簡(jiǎn)單來說是使用電路域傳送數(shù)據(jù)的一種方法，CSD傳輸數(shù)據(jù)時(shí)與電話通信類似，不管用戶是否在通話或傳送數(shù)據(jù)，系統(tǒng)都會(huì)在上下行的頻段中保留一個(gè)信道給用戶，CSD就是利用這個(gè)信道傳送列車行駛控制數(shù)據(jù)的。在本實(shí)施例中，物理層解碼器20對(duì)信號(hào)連接器10傳送過來的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以對(duì)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，按照一定的幀結(jié)構(gòu)對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行成幀處理。參看圖3，是本發(fā)明實(shí)施例中的步驟S2的一種實(shí)現(xiàn)方式的方法流程圖。作為優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式，具體實(shí)施時(shí)，所述步驟S2包括以下步驟:
步驟S21:所述物理層解碼器20將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。步驟S22:所述物理層解碼器20對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)和去抖動(dòng)處理，獲得優(yōu)化數(shù)字信號(hào)。步驟S23:所述物理層解碼器20對(duì)所述優(yōu)化數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在本實(shí)施例中，具體實(shí)施時(shí)，所述優(yōu)化數(shù)字信號(hào)為三階高密度雙極性碼，則所述步驟S23具體包括:所述物理層解碼器根據(jù)三階高密度雙極性碼的解碼協(xié)議對(duì)所述三階高密度雙極性碼進(jìn)行解碼?；蛘?，所述優(yōu)化數(shù)字信號(hào)為信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼，則所述步驟S23具體包括:所述物理層解碼器根據(jù)信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼的解碼協(xié)議對(duì)所述信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼進(jìn)行解碼。三階高密度雙極性碼(HighDensity Bipolar of order 3code,簡(jiǎn)稱 HDB3 碼)，是國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(International Telephone and Telegraph ConsultativeCommittee，簡(jiǎn)稱CCITT)推薦使用的基帶傳輸碼型之一。與其編碼過程相比較，其解碼過程或解碼協(xié)議相對(duì)簡(jiǎn)單。其解碼過程的基本原理是:從收到的符號(hào)序列中找到破壞極性交替的點(diǎn)，可以斷定符號(hào)及其前面的3個(gè)符號(hào)必是連O符號(hào)，從而恢復(fù)4個(gè)連碼；再將所有的符號(hào)“-1 ”變換成“+I ”后，就可以得到原數(shù)據(jù)代碼。信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼(Alternative Mark Inversion,簡(jiǎn)稱AMI碼),是通信編碼中的一種，為極性交替翻轉(zhuǎn)碼，分別有一個(gè)高電平和低電平表示兩個(gè)極性。根據(jù)AMI碼的編碼過程，其解碼的基本原理是:從收到的符號(hào)序列中將所有的“-1”變換成“+I”后，就可以得到原數(shù)據(jù)代碼。步驟S24:所述物理層解碼器20接收所述中央處理器的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)，對(duì)所述解碼后的優(yōu)化數(shù)字信號(hào)進(jìn)行成幀處理，獲得所述數(shù)據(jù)幀。
在本實(shí)施例中，經(jīng)過所述步驟S2的處理后，所述數(shù)據(jù)幀為El標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀或Tl標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀。其中，歐洲的脈沖編碼調(diào)制的一次群簡(jiǎn)稱El標(biāo)準(zhǔn)，其速率是2.048Mb/s(兆比特每秒)。El標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀是指El的一個(gè)時(shí)分復(fù)用幀(其長(zhǎng)度T=125微秒)，共劃分為32個(gè)相等的時(shí)隙，時(shí)隙的編號(hào)為TS(TTS31。其中時(shí)隙TSO用作幀同步，時(shí)隙TS16用來傳送信令數(shù)據(jù)，剩下TSl TS15和TS17 TS31共30個(gè)時(shí)隙用作30個(gè)話路。每個(gè)時(shí)隙傳送8bit (比特)，因此一個(gè)El數(shù)據(jù)幀共有256bit。每秒傳送8000個(gè)幀，因此El標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)率就是2.048Mb/
SoTl標(biāo)準(zhǔn)是在北美使用的脈沖編碼調(diào)制方式。Tl標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀共有24個(gè)時(shí)隙。其中每個(gè)時(shí)隙用7bit編碼，然后再加上Ibit信令碼元，因此一個(gè)時(shí)隙占用8bit。幀同步碼是在24個(gè)時(shí)隙的編碼之后加上lbit，這樣每幀共有193bit。因此，Tl標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀包括23個(gè)B信道和一個(gè)D信道。其中B信道也被稱為載體信道，在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)中用于傳輸語音或數(shù)據(jù)信息；D信道在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的基本速率接口中向用戶提供的速率為16kb/s，在基群速率接口中向用戶提供的速率為64kb/s，D信道主要用于傳遞信令數(shù)據(jù)。目前，我國各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合采用的大多是歐洲的El標(biāo)準(zhǔn)。Tl標(biāo)準(zhǔn)通常用于需要在遠(yuǎn)程站點(diǎn)間進(jìn)高帶寬高速率傳輸?shù)拇笮徒M織，其具有高質(zhì)量的通話和數(shù)據(jù)傳送界面。在本實(shí)施例中，物理解碼器20在對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行成幀處理時(shí)，根據(jù)中央處理器40的控制信號(hào)，選擇采用El標(biāo)準(zhǔn)或Tl標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行成幀處理，成幀后每幀數(shù)據(jù)包含32時(shí)隙或24時(shí)隙，每時(shí)隙承載著GSM-R網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)母鞣N數(shù)據(jù)。具體實(shí)施時(shí)，一個(gè)GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口的信令數(shù)據(jù)、語音通話數(shù)據(jù)、CSD列控?cái)?shù)據(jù)是在同一物理線(同軸電纜和雙絞線)上傳輸，各占用32時(shí)隙(El標(biāo)準(zhǔn))中的不同時(shí)隙進(jìn)行傳輸。步驟S3:所述物理層解碼器20將所述數(shù)據(jù)幀發(fā)送至數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30。步驟S4:中央處理器40向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30發(fā)送第一解碼信號(hào)。具體地，所述中央處理器40為了控制所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)解碼，以獲得有效的信令數(shù)據(jù)，其所發(fā)出的第一解碼信號(hào)中包含有信令數(shù)據(jù)所處的時(shí)隙位置。具體地，所述時(shí)隙位置為數(shù)據(jù)幀中各個(gè)時(shí)隙的編號(hào)，如時(shí)隙16，即TS16。步驟S5:所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30根據(jù)所述第一解碼信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)，并將所述信令數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器40。參看圖4，是本發(fā)明實(shí)施例中的步驟S5的一種實(shí)現(xiàn)方式的方法流程圖。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，具體實(shí)施時(shí)，所述步驟S5包括以下步驟:
步驟S51:所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器對(duì)所述第一解碼信號(hào)進(jìn)行解析，獲得所述信令數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置。步驟S52:所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述時(shí)隙位置，采用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議對(duì)所述時(shí)隙位置所對(duì)應(yīng)的時(shí)隙信號(hào)進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)。高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議(High-Level Data Link Control,簡(jiǎn)稱HDLC),是一個(gè)在同步網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)、面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。HDLC著重于對(duì)分段成物理塊或包的數(shù)據(jù)的邏輯傳輸，數(shù)據(jù)由起始標(biāo)志引導(dǎo)并由終止標(biāo)志結(jié)束，也稱為HDLC幀。具體地，每個(gè)幀前、后均有一標(biāo)志碼“01111110 ”用作幀的起始標(biāo)志、終止標(biāo)志以及幀同步標(biāo)志。標(biāo)志碼“01111110”不允許在幀的內(nèi)部出現(xiàn)，以免引起歧義。在發(fā)送端，監(jiān)視除標(biāo)志碼以外的所有字段，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有連續(xù)5個(gè)比特“ I”出現(xiàn)時(shí)，便在其后添插一個(gè)比特“O”，然后繼續(xù)發(fā)后繼的比特流；在接收端，同樣監(jiān)視除起始標(biāo)志碼以外的所有字段:當(dāng)連續(xù)發(fā)現(xiàn)5個(gè)比特“I”出現(xiàn)后，若其后一個(gè)比特“O”則自動(dòng)刪除它，以恢復(fù)原來的比特流。所有面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議均采用統(tǒng)一的幀格式，不論是數(shù)據(jù)還是單獨(dú)的控制信息均以幀為單位傳送。因此，數(shù)據(jù)鏈路層解碼器采用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議對(duì)時(shí)隙信號(hào)進(jìn)行解碼時(shí)，需要對(duì)數(shù)據(jù)幀中的比特流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)連續(xù)發(fā)現(xiàn)5個(gè)比特“I”出現(xiàn)后，若其后一個(gè)比特“O”則自動(dòng)刪除它，以獲得所述數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)。步驟S53:所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器將所述信令數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器。在本實(shí)施例中，為了提高數(shù)據(jù)處理效率，具體地，數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30可同時(shí)對(duì)多個(gè)時(shí)隙的解碼并行處理。步驟S6:所述中央處理器40根據(jù)所述信令數(shù)據(jù)，向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30發(fā)
送第二解碼信號(hào)。在GSM-R中，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，如ABIS接口、A接口、PRI接口，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的列車行駛控制數(shù)據(jù)或語音通話數(shù)據(jù)與信令數(shù)據(jù)是在同一物理線路上進(jìn)行傳輸，這些數(shù)據(jù)通過時(shí)分復(fù)用技術(shù)，各自占用數(shù)據(jù)幀中的不同時(shí)隙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于在數(shù)據(jù)傳輸過程中，信令數(shù)據(jù)是GSM-R網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)設(shè)備之間的控制信號(hào)，因此，要進(jìn)一步獲得有效數(shù)據(jù)(語音通話數(shù)據(jù)或列車行駛控制數(shù)據(jù))，為保證數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性，通常需要先采集得到所述信令數(shù)據(jù)，并對(duì)所述信令數(shù)據(jù)加以分析，以獲知當(dāng)前呼叫的語音通話數(shù)據(jù)或列車行駛控制數(shù)據(jù)是在數(shù)據(jù)幀中的哪個(gè)時(shí)隙上傳輸(如El標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙TSf時(shí)隙31中任意時(shí)隙，每次呼叫分配的時(shí)隙不一樣)。因此，具體實(shí)施時(shí)，所述步驟S6具體包括:
所述中央處理器40根據(jù)所述信令數(shù)據(jù)，確定所述有效數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置；并通過向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30發(fā)送所述第二解碼信號(hào)，將所述有效數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置，以及所述有效數(shù)據(jù)的解碼模式發(fā)送給所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30。步驟S7:所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30根據(jù)所述第二解碼信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)，并將所述有效數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器40。在本實(shí)施例中，所述有效數(shù)據(jù)為語音通話數(shù)據(jù)或列車行駛控制數(shù)據(jù)。參看圖5，是本發(fā)明實(shí)施例中的步驟S7的一種實(shí)現(xiàn)方式的方法步驟圖。具體地,所述步驟S7中包括以下步驟:
步驟S71:所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器對(duì)所述第二解碼信號(hào)進(jìn)行解析，獲取所述有效數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置，以及所述有效數(shù)據(jù)的解碼模式。步驟S72:所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述解碼模式，對(duì)與所述有效數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置相對(duì)應(yīng)的時(shí)隙信號(hào)進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)。步驟S73:所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器所述有效數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器。參看圖6，是本發(fā)明提供的一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法的又一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，執(zhí)行完所述步驟S7后，所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法還包括以下步驟:
步驟S8:所述中央處理器40將采集得到的所述有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將經(jīng)過處理后的有效數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)接口發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。在本發(fā)明實(shí)施例所提供的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法中，所述的信號(hào)連接器10可為通用的數(shù)據(jù)傳輸接口 ；物理層解碼器20可選取具有模數(shù)轉(zhuǎn)換和成幀處理的幀處理器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(Field - Programmable GateArray,簡(jiǎn)稱FPGA);中央處理器40為嵌入式處理器。進(jìn)一步地，可采用CPCI標(biāo)準(zhǔn)將所述的信號(hào)連接器10、物理層解碼器20、數(shù)據(jù)鏈路層解碼器30和中央處理器40封裝在同一塊主板上，構(gòu)成一個(gè)GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集設(shè)備，以對(duì)GSM-R的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。其中，CPCI 是Compact PCI 的簡(jiǎn)稱，英文為 Compact Peripheral Component Interconnect,中文又稱緊湊型PCI。CPCI是一種高性能工業(yè)用總線。本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，可同時(shí)對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的信號(hào)進(jìn)行采集，通過對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)接口的模擬信號(hào)的處理，獲得數(shù)據(jù)幀；通過數(shù)據(jù)鏈路解碼器，對(duì)所與各種網(wǎng)絡(luò)接口所對(duì)應(yīng)的述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)，為中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)提供了大量可靠、有效的分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)監(jiān)控列車運(yùn)行維護(hù)情況，為列車行車的安全性提供保障。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、信號(hào)連接器接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口的模擬信號(hào)，并將所述模擬信號(hào)發(fā)送給物理層解碼器； 52、所述物理層解碼器將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，獲得數(shù)據(jù)幀；所述數(shù)據(jù)幀包括信令數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)； 53、所述物理層解碼器將所述數(shù)據(jù)幀發(fā)送至數(shù)據(jù)鏈路層解碼器； 54、中央處理器向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器發(fā)送第一解碼信號(hào)； 55、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述第一解碼信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)，并將所述信令數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器； 56、所述中央處理器根據(jù)所述信令數(shù)據(jù)，向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器發(fā)送第二解碼信號(hào); 57、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述第二解碼信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)，并將所述有效數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括: 521、所述物理層解碼器將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 522、所述物理層解碼器對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)和去抖動(dòng)處理，獲得優(yōu)化數(shù)字信 號(hào); 523、所述物理層解碼器對(duì)所述優(yōu)化數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼； 524、所述物理層解碼器接收所述中央處理器的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)，對(duì)所述解碼后的優(yōu)化數(shù)字信號(hào)進(jìn)行成幀處理，獲得所述數(shù)據(jù)幀。
3.如權(quán)利要求2所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述優(yōu)化數(shù)字信號(hào)為三階高密度雙極性碼，則所述步驟S23具體包括:所述物理層解碼器根據(jù)三階高密度雙極性碼的解碼協(xié)議對(duì)所述三階高密度雙極性碼進(jìn)行解碼； 或者，所述優(yōu)化數(shù)字信號(hào)為信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼，則所述步驟S23具體包括:所述物理層解碼器根據(jù)信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼的解碼協(xié)議對(duì)所述信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼進(jìn)行解碼。
4.如權(quán)利要求3所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述步驟S5包括: 551、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器對(duì)所述第一解碼信號(hào)進(jìn)行解析，獲得所述信令數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置； 552、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述時(shí)隙位置，采用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議對(duì)所述時(shí)隙位置所對(duì)應(yīng)的時(shí)隙信號(hào)進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)； 553、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器將所述信令數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器。
5.如權(quán)利要求4所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述步驟S6具體包括: 所述中央處理器根據(jù)所述信令數(shù)據(jù)，確定所述有效數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置；并通過向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器發(fā)送所述第二解碼信號(hào)，將所述有效數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置，以及所述有效數(shù)據(jù)的解碼模式發(fā)送給所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器。
6.如權(quán)利要求5所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述步驟S7具體包括:S 71、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器對(duì)所述第二解碼信號(hào)進(jìn)行解析，獲取所述有效數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置，以及所述有效數(shù)據(jù)的解碼模式； S72、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述解碼模式，對(duì)與所述有效數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)幀中的時(shí)隙位置相對(duì)應(yīng)的時(shí)隙信號(hào)進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)； S73、所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器所述有效數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器。
7.如權(quán)利要求f6任一項(xiàng)所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀為El標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀或Tl標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀。
8.如權(quán)利要求7所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述有效數(shù)據(jù)為語音通話數(shù)據(jù)或列車行駛控制數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口包括Abis接口、A接口、基群速率接口、C接口、D接口、E接口、G接口、GB接口、GN接口、GI接口和GR接口中的至少一項(xiàng)。
10.如權(quán)利要求9所述的GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟: S8、所述中央處理器將采集得到的所述有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將經(jīng)過處理后的有效數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)接口發(fā)送到后臺(tái)數(shù) 據(jù)處理服務(wù)器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，包括信號(hào)連接器接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口的模擬信號(hào)；物理層解碼器將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，獲得數(shù)據(jù)幀；中央處理器向數(shù)據(jù)鏈路層解碼器發(fā)送第一解碼信號(hào)；數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述第一解碼信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的信令數(shù)據(jù)；中央處理器根據(jù)所述信令數(shù)據(jù)，向所述數(shù)據(jù)鏈路層解碼器發(fā)送第二解碼信號(hào)；數(shù)據(jù)鏈路層解碼器根據(jù)所述第二解碼信號(hào)，對(duì)所述數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，獲得所述數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)，并將所述有效數(shù)據(jù)反饋至所述中央處理器。本發(fā)明提供是GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)采集方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的多種數(shù)據(jù)的采集。
文檔編號(hào)H04W24/04GK103209041SQ20131015470
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者鄧穎媚 申請(qǐng)人:廣州展為通訊技術(shù)有限公司