新一代铁路移动通信网络服务质量体系研究

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.S1.0139

中国安全科学学报 ›› 2022, Vol. 32 ›› Issue (S1): 114-119.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.S1.0139

新一代铁路移动通信网络服务质量体系研究

王开锋¹^,²(), 李辉¹^,², 左自辉³, 白晓楠¹^,²

¹ 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所, 北京 100081
² 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心, 北京 100081
³ 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所, 北京 100081

收稿日期:2022-01-12 修回日期:2022-04-16 出版日期:2022-06-30 发布日期:2022-12-30
作者简介:
王开锋 (1983—),男,山东济宁人,博士,副研究员,主要从事铁路通信信息技术等方面的研究。E-mail: wangkf05@163.com。
李辉研究员
左自辉副研究员
基金资助:
中国铁道科学研究院集团有限公司基金资助(2020YJ009); 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(P2020G005)

Research on QoS of new generation of railway mobile communication network

WANG Kaifeng¹^,²(), LI Hui¹^,², ZUO Zihui³, BAI Xiaonan¹^,²

¹ Signal and Communication Research Institute, China Academy of Railway Sciences Corporation Limited, Beijing 100081, China
² National Research Center of Railway Intelligence Transportation System Engineering Technology, Beijing 100081, China
³ Infrastructure Inspection Research Institute, China Academy of Railway Sciences Corporation Limited, Beijing 100081, China

Received:2022-01-12 Revised:2022-04-16 Online:2022-06-30 Published:2022-12-30

摘要/Abstract

摘要：

网络服务质量(QoS)是铁路移动通信网络规划建设、运用维护的重要度量标准之一,新一代铁路移动通信网络需要构建与其技术特点、不断发展的业务需求相适应的QoS体系,因此,归纳总结QoS和用户体验质量(QoE)的基本概念、影响因素和量化方法,在互联网协议(IP)承载网中讨论QoS模型和铁路业务优先级映射方法,在无线接入网和核心网中重点论述时延、可靠性等QoS参数及映射方法;同时,针对未来IP语音(VoIP)通信的应用范式,提出端到端的呼叫会话和语音质量要求。结果表明:提出的QoS关键参数和映射方法,可构建新一代铁路移动通信网络的QoS体系,从而提高网络建设、评估和维护的水平。

关键词: 新一代, 铁路移动通信, 服务质量(QoS), 体验质量(QoE), 互联网协议(IP)语音(VoIP)

Abstract:

QoS is one of the important measurement standards for the planning, construction, operation and maintenance of railway mobile communication networks. Therefore, it is necessary to build a QoS architecture that adapts to the technical characteristics and evolving business requirements of the new generation of railway mobile communication networks. This paper summarizes the basic concept, influencing factors and quantitative methods of QoS and QoE, discusses the QoS model and the mapping method of railway service priority in IP bearer networks, and elaborates on the delay, reliability and other QoS parameters and mapping methods in the wireless access network and core network. In addition, towards the future application paradigm of VoIP, the requirements of end-to-end call sessions and voice quality are proposed. The results show that the key QoS parameters and mapping method proposed in this paper can build the QoS system for the new generation of railway mobile communication network, thereby improving the level of network construction, evaluation and maintenance.

Key words: new generation, railway mobile communication, quality of service (QoS), quality of experience(QoE), voice over internet protocol(VoIP)

王开锋, 李辉, 左自辉, 白晓楠. 新一代铁路移动通信网络服务质量体系研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(S1): 114-119.

WANG Kaifeng, LI Hui, ZUO Zihui, BAI Xiaonan. Research on QoS of new generation of railway mobile communication network[J]. China Safety Science Journal, 2022, 32(S1): 114-119.

图/表 10

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表1

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参考文献 17

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本地优先级	主要承载业务
EF	会议电视等实时交互性强的业务,GPRS等行车相关业务
AF4	电力数据采集与监视控制系统等控制类业务,旅客服务信息系统等可能影响运输服务的业务
AF3	行车设备监控系统,通信系统网管等监测类业务
AF2	实时性交互要求相对较高的信息系统业务
AF1	办公系统等实时交互要求一般的信息系统业务,及突发流量高的视频监控等业务
BE	其他业务

5QI	资源类型	优先级	典型业务
65	保证比特率	EF	行车安全数据、铁路紧急呼叫、行车相关调度语音通信、应急语音通信
3		CS4	运营及维护控制数据
1		AF3	行车信息数据、应急数据、运营及维护告警数据、行车安全视频、应急视频
66		AF3	非行车相关调度语音、运营及维护语音
67		AF4	应急视频、调度视频、运营及维护视频
70	非保证比特率	AF2	调度短数据、铁路宽带集群通信用户普通短数据和用户文件数据
69		CS6	铁路宽带集群通信信令、行车安全数据传送默认承载
9		BE	其他默认承载
6		AF2	运营及维护检测监测数据、运营及维护车载远程数据更新、运营及维护作业指导
6	8	AF2	运营及维护检测监测数据、运营及维护车载远程数据更新、运营及维护作业指导	AF1	运营及维护视频

可靠性	类别
可靠性	会话	交互式	流式	背景
容错	会话语音和视频	语音信息	流式音频和视频	传真
不容错	远程登陆、交互式游戏	电子商务、网页浏览	文件下载、静图、传呼	电子邮件到达通知

QoS参数	系统需求	参数值
时延/ms	非常低	≤10
	低	≤100
	一般	≤500
	尽力而为	>500
可靠性/%	非常高	99.999 9
	高	99.9
	一般	99
会话建立时间/s	立即	<1
会话建立时间/s	一般	<3

端到端 QoS指标	定义	移动- 移动	移动- 固定
注册成功率/%	终端成功注册到IP多媒体系统的概率	99.9	99.9
服务可用性/%	语音会话建立失败概率	99	99
拨号后延迟/ s	网络收到主叫方呼叫请求至收到被叫方忙音、振铃音或应答信号的时间	3.5	4
语音质量	对语音质量的数字度量	4	3.1
口到耳(端到端)延迟/ms	语音信号从讲者的嘴到听者的耳所需的时间	400	400
呼叫掉线率/%	未正常结束的呼叫比率	2	2

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