宽带智能网研究论文

2022-04-17

智能网联汽车正开启一个万亿元的新市场,从Uber到谷歌,从特斯拉到苹果,从通用到宝马,目前全球的互联网巨头、汽车企业巨头纷纷在自动驾驶的新赛道上,加速布局。中国智能网联汽车发展情况如何?我们应该如何加速中国智能网联汽车的发展?这些问题备受关注。下面是小编整理的《宽带智能网研究论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

宽带智能网研究论文 篇1:

智能网联汽车产业发展形势研究

摘要:智能网联汽车是汽车工业的重要转型方向,是汽车发展的必然趋势,智能网联汽车将对汽车工业、交通运输及社会生活产生颠覆性影响。本文从政策法规、标准建设、测试应用及产业生态等方面详细分析了国内外智能网联汽车发展现状及形式,并总结了国内发展智能网联汽车面临的问题及阻碍,并提出相关发展建议。

关键词:智能网联汽车;政策法规;测试应用;发展现状

1 概述

汽车产业作为国民经济的支柱产业,其自身规模大、带动效应强、国际化程度高、资金技术人才密集,必将成为新一轮科技革命以及中国制造业转型升级的重要支柱…。智能化、网联化、电动化、共享化已经成为汽车行业公认的发展方向,智能网联汽车是汽车产业“四化”发展的重要载体。目前全球范围内交通拥堵、交通事故、环境污染等问题日益严重,研究表明,使用智能网联汽车相关技术可减少汽车交通安全事故50% - 80%,提升交通通行效率10% - 30%[2]。智能网联汽车将对交通安全、拥堵及驾驶行为产生巨大影响,并将引发现有交通系统的巨大变革[3]。同时,随着汽车市场的持续低迷,作为汽车的终极形态,智能网联汽车是汽车工业转型升级的契机和突破口.并已成为世界各国争相抢占的发展战略制高点。本文从政策规范、测试应用、产业生态及发展面临的问题等层面,对国内外智能网联汽车的发展进行了梳理和分析,并对中国智能网联汽车的发展提出若干建议。

2 国外智能网联汽车发展形势

欧美日等发达国家积极布局智能网联汽车产业。政策法规层面,美国交通运输部2016年9月发布联邦自动驾驶汽车政策指南《联邦自动驾驶车辆政策》[4],持续推进自动驾驶汽车的安全监管与测试,2018年10月发布《为未来交通做准备:自动驾驶汽车3.O》,加强自动驾驶汽车与整个交通出行体系的安全融合。欧盟2018年5月发布的《欧洲未来出行战略》,明确了自动驾驶及智慧出行发展战略规划,日本2019年修订《道路运输车辆法》,明确了对自动驾驶车辆进行信息监管的权力,确立了车辆电气化委托检验制度。测试示范与应用层面,目前美国加州是自动驾驶汽车测试应用发展最具代表性的地区,当地开放的政策使全球大部分的自动驾驶公司选择在此进行开放道路测试。截至2018年12月,共有62家企业获准在加州测试自动驾驶汽车的许可。德日等国家也出台规范允许企业,在开放道路,甚至高速公路上开展大规模测试。同时随着自动驾驶测试不断突破,其应用场景日益拓宽,应用服务呈现多样化。美国Waymo在亚利桑那州凤凰城推出了首个商业自动乘车服务Waymo One;日本出租车巨头“日之丸交通”及初创企业ZMP将在东京都中心区公共道路开展世界首例自动驾驶出租车载客运营。产业生态层面,国外车企发展速度相对领先,奔驰、宝马、沃尔沃、丰田等国外主要传统汽车企业已普遍实现L2级智能网联汽车量产,大部分车企都计划在2019年左右开始向市场投放L3级量产车,并将在2021年左右实现L4级自动驾驶。全球自动驾驶汽车产业链已初步形成,各国企业在整个产业链上相互持股与并购的情况日益普遍,跨行业深度融合发展成为趋势。

3 国内智能网联汽车发展形势

根据[5]总结梳理的2019年自动驾驶成熟指数排名报告,我国在政策法规、技术创新、基础设施及消费者接受度等四个层面的发展水平与欧美日韩发达国家相比仍有较大差距。欧美等国家由于具备整车企业、零部件企业及科技公司等众多行业巨头,科研技术优势突出,主要发展技术路径为单车智能,政府方面由于体制障碍,未能实现大规模网联设施部署,车联网发展进程缓慢。我国拥有体制机制优势,政府在智能网联汽车产业发展过程中扮演重要促进及监督角色。同时基于我国通信产业的发展优势,我国智能网联汽车主要发展思路为依托规模部署网联化基础设施,以网联化技术弥补单车智能方面的劣势,以智能化和网联化融合的发展路径,推动产业整体快速发展,智能网联融合的发展路径为我国在车联网方向上实现弯道超车提供了可能。

3.1 政策规范发展情况

中国智能网联汽车发展已上升至国家战略层面,发展定位从原来以车联网概念的一个重要组成部分,向智能制造、智能网联等智能化集成行业转移[6]。顶层设计上, 《汽车产业中长期发展规划》、《智能汽车创新发展战略》及《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划>等指导性规划文件密集出台。发改委、工信部、交通部等各部委,在贯彻落实国务院对于智能网联汽车领域的战略部署之外,同样在各自所负责的产业规划、产品准入、安全监管、场景应用等领域积极主动作为。

3.2产业标准体系建设情况

中国智能网联汽车标准体系建设是迎接新机遇和新挑战的重点努力方向[7]。随着智能网联汽车产业的快速发展,原有的产业标准体系已经开始阻碍产业发展进程,新的标准体系有待建立。2018年6月,工业和信息化部与国家标准化管理委员会印发《国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)》,旨在从智能网联汽车标准体系、信息通信标准体系、智能交通相关标准体系、车辆智能管理标准体系及电子产品与服务标准体系五方面构建完整的车联网产业标准体系。同年8月,全国汽车标准化技术委员会等多家行业组织共同编制了《智能网联汽车自动驾驶功能测试规程(试行)》,为自动驾驶汽车道路测试规程提供可量化的标准。

3.3开放道路测试开展情况

当前我国自动驾驶开放道路测试正处于发展试行阶段。2018年4月,工信部、公安部及交通部出台《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》,确定了智能网联汽车测试管理的基本框架,在国家层面准许地方开展自动驾驶道路测试。随后地方政府开始大力推进,北京、上海、保定、重庆、深圳、长沙、长春、平潭、天津等多座城市先后出台了地方道路测试管理规定,对测试主体、测试车辆、测试员、许可方式以及测试区域等内容作出具体要求与规定。截至2019年8月,共有13个城市发放了自动驾驶路测牌照179张。其中,北京经济技术开发区、顺义区、海淀区及房山区累计开放了44条开放测试道路[8],上海划定了全球首个全面支持多种通信模式V2X测试的智能道路,福建平潭島中西部的麒麟大道西段成为一期测试场地,礼嘉环线成为重庆首个自动驾驶开放路段,无锡成为全球首个建立城市级车路协同系统的地区。

3.4 示范应用推广情况

随着工信部构建的“基于宽带移动互联网的智能汽车与智慧交通应用示范”项目的推动,中国积极推进智能网联汽车测试示范区的建设,已经构建形成了包括北京 河北、上海、浙江、吉林(长春)、湖北(武汉)、江苏(无锡)、重庆、广东、湖南(长沙)等多家工信部授权的车联网示范区。研发包括车路协同、先进辅助驾驶、自动驾驶、交通大数据等新技术与新产品。同时开展实验验证、测试评估、封闭测试、应用示范等多方面功能性营运项目,为自动驾驶汽车的快速发展创造示范性条件。目前,上海、重庆、北京等城市的智能网联汽车测试示范区及封闭测试场地已完成建设并投入使用。与此同时,长沙、天津、常州、厦门等地也在结合产业发展状况,依托地区优势、特色资源,积极探索自动驾驶汽车的测试与示范。

4 我国智能网联汽车发展阻碍亟待解决

4.1 智能网联汽车标准不完善,法规体系有待建立

我国智能网联汽车相关标准尚处于建设初期,标准体系与核心产品标准并不健全,标准制定权分散在汽车、交通、通信等多个不同部门,现有标准部分是团标或行标,难以满足智能网联汽车产业快速发展的需求。我国相关法律法规尚未针对自动驾驶汽车做出调整,《道路安全法》、《公路法》、《保险法》等均为涉及自动驾驶方面的内容,《网络安全法》、《测绘法》、《标准化法》以及汽车强制性标准等均存在不适用于自动驾驶技术产业化的规定。

4.2智能网联汽车产业链不完整,核心技术积累不足

智能网联汽车产业涉及汽车工业、电子通信、互联网、人工智能等多行业、多领域的跨界融合。智能网联汽车产业的发展将依托各关键领域的协同创新共同发展。目前智能网联汽车产业链上游关键领域:车载芯片、操作系统、计算平台等核心环节缺失,行业发展受制于国外一级供应商,存在技术壁垒。高性能传感器、线控底盘、汽车人工智能等领域核心技术积累不足,研发投入比例偏低。产业链中游:乘用车整车企业相继发布具备高级辅助驾驶车型,但自主集成能力弱,辅助驾驶配置多来源于国外供应商。商用车领域交通部标准强制安装辅助驾驶配置,将拉动ADAS及车载终端的市场渗透率,但辅助驾驶配置的技术水平良莠不齐。

4.3智能路网基础设施建设投入巨大,短期内难以盈利

智能网联汽车需要人、车、路、云、网、图互联交互协同发展,道路基础设施是网联化的重要基础,需要建设智能化基础设施网络、无线通信网络、高精度位置服务网络以及路侧智能传感设施等。道路基础设施的智能化改造需要跨部门协调与跨产业协同,但建设投资大、周期长,投资主体不明确,没有形成有效的商业模式,所以建设的进度缓慢。

4.4智能网联汽车商业模式不清晰,产业生态不健全

智能网联汽车产品的最终形态尚未明确,现有产品大部分处于研发测试阶段。零部件成本、改装成本等推升了单车成本,所以受成本限制,自动驾驶商业运营落地难度大。现阶段自动驾驶接驳、物流等试运营车辆仍需保留安全员,在运营成本上相比传统模式并无优势;受法规、技术等限制,自动驾驶运营车辆仅能在小范围限定场景内运营,影响商业盈利能力。

5 结论

智能网联汽车是汽车工业必然发展方向,将对未来出行方式、交通形态及整个社会产业变革性的影响。我国智能网联汽车的发展水平与欧美日韩等发达国家仍然存在差距,国内智能网联汽车从国家层面,到地方政府层面,再到企业层面,均积极布局智能网联汽车产业,投入大量人力物力,取得了一定的发展成果,但仍然存在着标准法规不完善、产业生态不完整、商业模式不清晰等问题。我国依托自身在通信产业、互联网产业方面的后发优势,在智能网联汽车产业仍具备竞争力。后续需发挥体制机制优势,加大政策法规突破力度;快速构建国家标准体系,并鼓励地方开展地方及团体标准研究制定;差异化建设智能网联汽车示范区,鼓励企业积极参与示范应用,以政府引导,市场运作的模式探索商业化运营;鼓励优势区域发挥区位优势,打造区域产业生态,带动行业整体发展。

参考文献:

[1]李克强,戴一凡,李升波智能网联汽车(ICV)技术的发展现状及趋势[J]汽车安全与节能学报,2017(1).

[2]卢山.全球智能网联汽车产业地图[J].智能网联汽车,2019 (1):91-92.

[3]Fagnant D J,Kockelman K.Preparing a nationfor autonomous vehicles: opportunities,barriers and policy recommendations[J].Transportation Research Part A:Policy andPractice, 2015, 77: 167-181.

[4]The National Highway Traffic SafetyAdministration( NHTSA) .The FederalAutomated Vehicle Policy[R].WashingtonDC:US Department of Transportation,

2016

[5]KPMG International.2019-autonomous-vehicles-readiness-index[R], 2019: 12.

[6]远山之石智能网联汽车发展综述及浅析[J]上海汽车(7期):1-2.

[7]王兆,中国汽车技术研究中心,王兆中国智能网联汽车标准体系研究[J]汽车电器.2016: 3-5.

[8]北京智能車联产业创新中心北京市自动驾驶车辆道路测试报告( 2018) [R].2018:13-14.

作者:胡鑫 谢卉瑜 赵鹏超 苑寿同

宽带智能网研究论文 篇2:

智能网联汽车加速到来

智能网联汽车正开启一个万亿元的新市场,从Uber到谷歌,从特斯拉到苹果,从通用到宝马,目前全球的互联网巨头、汽车企业巨头纷纷在自动驾驶的新赛道上,加速布局。中国智能网联汽车发展情况如何?我们应该如何加速中国智能网联汽车的发展?这些问题备受关注。近日,工業和信息化部、公安部、交通运输部联合印发《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》(以下简称《管理规范》),给中国智能网联汽车加速发展带来了利好。

中国加速智能网联汽车布局

智能网联汽车是宽带移动通信、智能汽车、智慧交通三大产业的融合,将带来新的万亿级市场。

4月12日,工业和信息化部、交通运输部、公安部联合举行《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》新闻发布会。会上,工业和信息化部副部长辛国斌表示,发展智能网联汽车不仅是解决汽车社会面临交通安全、道路拥堵、能源消耗、污染排放等问题的重要手段,也是构建智慧出行服务新型产业生态的核心要素,更是推进交通强国、数字中国、智慧社会建设的重要载体,已成为新时代汽车产业转型升级的重要突破口、全球汽车产业技术变革的战略制高点。

我国政府高度重视智能网联汽车产业发展,《中国制造2025》已将智能网联汽车列入十大重点发展领域之一,《汽车产业中长期发展规划》明确智能网联汽车是汽车产业转型升级的突破口;在国家制造强国领导小组下,我国专门成立了20个部门组成的车联网产业发展专项委员会;各成员单位先后安排专项资金支持智能网联汽车关键技术研发和应用示范,发布国家智能网联汽车标准体系建设指南,成立中国智能网联汽车产业创新联盟,开展封闭、半封闭区域测试验证等。我国主流乘用车企业已在加快研发自动驾驶技术,自主供应链体系正在构建,互联网企业与汽车行业融合发展不断加强。

工业和信息化部总工程师、新闻发言人陈因表示,目前我国车联网产业快速发展,融合创新生态体系初步形成。一是一些关键技术取得了突破。国家重大专项、重点研发计划支持了先进传感器、车载操作系统、V2X通信等关键技术的研发,有关企业加大了研发投入。二是路网信息化建设加快。在无锡市开展了全球首个LTE-V城市级的规模应用示范,工信部与公安部和江苏省共建了国家智能交通综合测试基地,与交通部共同研究开展车路协同测试验证。三是5G与车联网融合发展。工信部安排了车联网试测无线电频率频段,产学研参与推进组织开展了V2X通信标准化工作,并将车联网作为5G重要的应用场景。四是产业链逐步完善。先进驾驶辅助系统设备实现量产,实车上路测试深入开展,高精度地图,车载操作系统,人机交互系统等方面加快布局。

去年9月,车联网产业发展专项委员会第一次会议召开。会议讨论了需要跨部门协调的主要问题,研究了近期重点任务。半年多来,各部门在多方面协同推进相关工作。比如,工信部与公安部和江苏省在无锡共建国家智能交通综合测试基地,工信部会同国家标准委等积极推动制定了《国家车联网产业发展标准体系建设指南》,国家发展改革委会同相关部委正在推动制定相关战略规划,工信部、公安部、交通运输部联合出台《智能网联汽车道路测试规范(试行)》等。各部门加强合作,形成合力,有力地推动了车联网和智能网联汽车产业的发展。

路测管理规范非常关键

目前,包括美、欧、日等在内的汽车发达国家和地区都将智能网联汽车作为汽车产业未来发展的重要方向,纷纷加快产业布局、制定发展规划,通过技术研发、示范运行、标准法规、政策支持等综合措施,加快推动产业化进程。

在相关政策标准法规中,智能网联汽车道路测试管理办法非常关键。因为道路测试是开展智能网联汽车技术研发和应用不可或缺的重要环节。为使车辆在各种道路交通状况和使用场景下都能够安全、可靠、高效的运行,自动驾驶功能需要进行大量的测试验证,经历复杂的演进过程。智能网联汽车在正式推向市场之前,必须要在真实交通环境中进行充分的测试,全面验证自动驾驶功能,实现与道路、设施及其他交通参与者的协调,这是智能网联汽车技术研发和应用过程中必不可少的步骤。

目前主要发达国家已纷纷出台了相关的智能网联汽车道路管理办法。美国联邦政府相继发布《自动驾驶汽车政策指南》、《自动驾驶系统2.0:安全愿景》等政策文件,众议院也已通过《自动驾驶法案》;美国的十几个州已开放公共道路测试,其中加州今年开始允许开展车上无驾驶员的测试。

德国修改现行道路交通法规,允许高度或全自动驾驶系统代替人类自主驾驶,并已在高速公路上专门开辟测试路段。

日本发布《自动驾驶系统公共道路验证试验方针》,在高速公路、一般公路上进行大规模测试。

联合国也于2016年3月正式修订《维也纳道路交通公约》,允许自动驾驶技术应用到交通运输中,并抓紧制定自动驾驶技术相关的技术法规。

我国如不抓紧制定将会制约智能网联汽车发展,所以我国《管理规范》出台非常迫切而且必要。《管理规范》的发布实施是我国智能网联汽车发展进程中必不可少、同时又是很大的一件事,对促进我国智能网联汽车产业发展具有重要意义。工业和信息化部装备工业司司长李东表示。

此前,包括北京、上海、浙江、长春、武汉等地方已出台了相关智能网联汽车道路测试的试行管理办法,地方政府部门为智能网联汽车发展做了大量工作,为智能网联汽车道路测试奠定了基础。

百度自动驾驶技术总监陶吉表示,这次智能网联汽车道路规范的出台,提出了更加规范的标准,这样一个宏观的法律法规出台,对未来其他目前还没有发布规范的省市有很强的指导意义,我们可以让它更加合理,也可以更容易使不同地方之间,为共同的目标去努力,对整个智能驾驶行业而言是非常重要的利好。

上汽集团技术管理部副总经理沈浩明透露,上汽从3月1日开始,目前是两辆车投入了测试,累计公里是1500公里左右,这些测试对于上汽的智能汽车开发、算法优化起到了非常重要的作用。安全是智能网联汽车第一要义

最近,Uber无人驾驶汽车在美国亚利桑那州坦佩市撞死一名女子的事件引发全社会关注,智能网联汽车究竟是更安全还是马路杀手?我们究竟应该如何来推动智能网联汽车的发展?

辛国斌指出,安全是智能网联汽车发展的第一要义,也是未来产业发展的最直接效益所在。智能网联汽车发展首先要解决的就是交通安全问题,我国智能网联汽车的发展愿景之一也是提高车辆安全水平、大幅降低交通事故和伤亡人数。实施《管理规范》、开展道路测试,要以安全為基本前提和底线,确保测试车辆产品和测试过程安全,加强道路交通安全监管,防范各类安全事故发生。

《管理规范》对测试主体、测试驾驶人和测试车辆做了严格要求,而且为保证道路测试安全,不仅要求在道路测试必须在规定路段进行,并且要求测试驾驶人始终处于驾驶位置上,监控车辆及周边环境,随时准备接管车辆。这也是借鉴Uber及特斯拉发生事故的经验教训。

公安部交通管理局巡视员、副局长李江平表示,生命至上,安全第一,是智能网联汽车测试必须坚持的原则。这次发布的《管理规范》就测试主体、测试车辆、测试驾驶人以及测试期间的管理提出了明确。关于测试车辆,要求增加的自动驾驶功能不能降低车辆安全性能、能随时从自动驾驶模式切换到人工驾驶模式,测试车辆应在封闭道路、场地测试,具备进行上道路实测的条件,并经相应的检测结构检验。

陶吉表示,Uber事故从安全理念上给我们敲响了一个警钟。对企业来说,需要做到的就是坚持梦想、安全前行,安全前行一定要放在我们平时的开发设计和整个开发的流程、理念当中。在具体研发和测试过程中,功能安全要贯穿在整个研发的全生命周期,同时在软件功能设计上,要充分考虑到区域道路的等级,比如软硬件功能的冗余性,还有人车交互、历史数据的积累等等方面。一定要严格遵守法律法规和测试规范,在驾驶员的选拔、培训和上岗方面有非常严格的流程,做到种种措施,来保证在道路上保证测试的安全性。

陈因表示,下一步,工信部将依托专项委员会,加强协同,加快制定车联网产业发展行动计划,推动建立融合汽车、信息通信、道路设施等内容的综合标准体系,完善测试验证、技术评价、质量认证等公共服务平台;促进LTE-V2X车联网无线通信技术等新技术的部署和应用,促进5G与车联网融合发展;健全安全机制,保障关键环节的信息和网络安全;促进多领域协同创新,务实推动产业发展。

作者:李佳师

宽带智能网研究论文 篇3:

移动智能网技术(1)

移动智能网技术是当今移动通信领域技术发展的前沿和热点,该技术在中国的成功应用已取得巨大的经济效益和社会效益。本讲座将分3期对该技术进行介绍:第1期对移动智能网技术的基本原理和技术发展进行综述;第2期介绍在中国GSM网取得大规模应用并创造了巨大效益的CAMEL移动智能网技术;第3期介绍中国正在建设的CDMA网络采用的WIN无线智能网技术。

近年来,移动智能网技术在国际电信领域得到了广泛关注和迅速发展,移动智能网产品的应用也为运营商带来了巨大的经济效益。基于移动智能网技术,人们方便、有效地开发出越来越多的各具特色的新业务。这些新业务不但成为各移动运营商吸引用户、提高网络运行效率、参与市场竞争的关键手段,也为广大移动用户带来了极大的便利和周到的服务。

在中国,正式的移动智能网始建于1999年,由于能适合移动交换系统多厂商提供的环境,提供适应中国国情的预付费业务、移动虚拟专用网等多种先进的智能业务,移动智能网建设在2000年得以迅速普及。目前,无论是在GSM,还是在CDMA移动通信网上,中国的移动智能网建设都是基于最新的国际标准,技术起点较高,这使得中国的移动智能网系统在国际商用移动智能网系统中处于技术领先地位。同时,从市场推广的角度看,中国的移动智能网系统无论从市场普及率,还是从市场效益上都是比较成功的。

移动智能网技术是基于智能网技术产生的,是智能网技术在移动通信领域的应用。它一方面继承了智能网的基本原理、分层体系结构、呼叫模型等关键技术;另一方面适应移动性的要求,结合不同移动通信系统的特点,开发出具有各自特色的体系结构和协议标准,成为智能网技术中十分重要的组成部分。

本文将首先介绍智能网的基本概念,在此基础上引入ITU-T有关移动智能业务的建议和移动网与智能网互联的原理,概括介绍国际上几个著名的互联方案,最后对移动智能网技术的未来进行展望。

1智能网技术简介

1.1智能网的概念及基本思想

智能网(IN)是在原有通信网的基础上设置的一层叠加网络,是快速、方便、经济、灵活、有效地生成和实现各种新业务的体系结构。其目标是为现在、未来的所有通信网络服务,不断为各种网络提供满足用户需要的新业务。智能网这一特点深受网络运营商和用户的青睐,智能网业务因此得到迅速的发展,引起了世界各国电信部门的重视,智能化也就成为电信网的发展目标之一。

智能网的基本思想是将传统交换机的交换功能和业务控制功能相分离,在交换网上设置一些新的功能部件,原有交换机仅完成基本的接续功能,所有新业务的提供和控制都由这些功能部件协同原有交换机共同完成。

智能网的定义中并没有人们通常理解的“智能”含义,它仅仅是一种“业务网”。将来,人们会给智能网赋予真正的“智能”,如智能网会自动生成并动态加载新业务,根据用户要求自动完善各种业务等等。

1.2智能网的体系结构

一个典型的智能网体系结构中,一项新业务由业务生成环境(SCE)生成,经过验证后由业务管理点(SMP)提交给业务控制点(SCP)。业务在SCP内执行,业务的一次执行由SCP与SSP(业务交换点)共同协作完成。智能外设(IP)提供智能网业务所需的专用资源。在业务执行的过程中,SCP控制IP向用户播放录音通知和收集拨号数据等。此外,智能网体系结构中还包含业务管理接入点(SMAP),向用户提供接入到业务管理点,对智能网业务及节点进行管理的接口。

IN结构中,SCP与SSP、IP通过标准SS7互联,完成业务的呼叫控制;SCP与SMP经公用数据网(如X.25)连接,完成系统的业务管理、网络管理及接入管理的控制。

目前,包括ITU-TIN建议在内的各种国际标准只对以上功能实体中的4种——SCF(业务控制功能)、SDF(业务数据功能)、SRF(专用资源功能)、SSF(业务交换功能)之间的接口协议进行了明确规定(ITU-T建议中称为IN应用协议——INAP)。这些协议成为开发智能网系统设备的标准,同时也成为不同厂商智能网设备实现互联互通的分界点。

1.3智能网与现有通信网的关系

智能网是建立在所有通信网之上的一种体系结构概念,它是叠加在这些通信网基础之上的一种网络,可以为各种通信网提供增值业务。智能网既可为现有的电话网(也即PSTN)、综合业务数字网(ISDN)、移动通信网(包括GSM、CDMA网等)提供服务,也可为宽带综合业务数字网(B-ISDN)、因特网(Internet)提供服务。一般地,将叠加在PSTN/ISDN网上的智能网系统称为固定智能网,叠加在移动通信网基础之上的智能网系统则称为移动智能网,叠加在B-ISDN宽带网上的智能网系统则称为宽带智能网。

为了在传输网中实现智能业务,要求对传输网中部分交换设备进行改造,使其能检测到智能呼叫,并上报智能网系统,由智能网控制传输网络完成智能呼叫的接续和传输。由于传输网类型的不同,对传输网中交换机的改造方法和难易程度都有所不同,智能网系统应针对传输网络的特性分别加以设计。

2移动智能网原理

2.1ITU-T标准中移动智能网的有关规定

国际电联ITU-T从1989年开始着手制订智能网的国际标准,标准制订是分阶段进行的,到目前为止已定义了4个阶段。每一阶段的标准从智能网的业务能力和网络能力方面对前一阶段标准进行增强,即规定了各阶段的能力集(CS),分别为INCS1、CS2、CS3及CS4。

智能网的第一套标准化建议Q.1200系列于1993年3月发布,它确定了智能网的基本概念、理论模型、应用协议及基于PSTN/N-ISDN的能力集1(INCS1),形成了相对稳定的智能网框架,为进一步研究和开发智能网奠定了基础。该阶段没有对智能网支持移动业务作出规定。1997年底,ITU-T发布了INCS2的冻结版本。该标准主要研究智能网的网间互联以及网间业务。INCS2中提出了10个有关个人移动性和9个有关终端移动性的业务属性,包括用户验证、用户登记、出入呼叫登记、终端鉴权等,但注明在该阶段是为实现个人通信业务——UPT和FPLMTS为目的,并没有定义个人移动性业务和终端移动性业务,也没有给出有关的INAP定义。

ITU-T于1999年初推出了INCS3标准草案,它基本上沿用INCS2的体系结构。在INCS3阶段,明确了实现IN支持移动的第1步,包括以下内容:

(1)加强窄带移动网上的普通业务,如预付费业务等。

(2)加强窄带移动网上的UPT、VPN、FPH等业务。

(3)实现号码可携带性(NP)。

(4)实现虚拟归属环境(VHE)的部分功能。电信业务的使用者可能在不同运营商网络之间漫游,当用户移动到他申请业务的运营商(即归属运营商)所管辖的范围之外时,也应能像在归属环境里一样使用该业务,没有任何区别,这是VHE要提供的功能。IN支持移动的第一步目标只需实现虚拟归属环境的部分功能。

(5)支持移动管理,如用户接入认证、位置登记管理、轮廓文件管理、位置信息管理等等。

ITU-T关于IN的下一个标准为INCS4。INCS4将对IN支持移动的第2步进行研究,包括:

(1)加强宽带移动网上的所有基本业务。

(2)加强宽带移动网上的UPT、VPN、FPH等业务。

(3)实现虚拟归属环境(VHE)的所有功能。

(4)全面支持IMT2000。

2.2移动网与智能网综合的基本思路

移动网的标准与智能网的标准侧重点不同,智能网的标准主要为固定网用户提供增值业务,而移动网络的目标是无论用户在什么位置,是否处于移动当中,均要为最终用户提供电信业务。二者既有区别又有联系。而智能化、个人化、宽带化是整个通信发展的方向,移动网与智能网最终应趋于融合。

第3代数字移动通信网是移动通信网发展的方向,第3代数字移动通信网网络侧的一个重要特征就是智能网和移动网的综合。但是实现移动网与智能网的综合还有很长的路要走,比较可行的办法是:首先实现移动网与智能网的互联,将现有的第2代移动通信系统的移动交换中心升级为移动业务交换点,而移动网的其它实体不变;第2步,综合移动网中数据库VLR、HLR与智能网中数据库SDF,为SCF提供统一的用户信息;最后实现综合智能网与移动网的第3代移动通信系统。实现移动网与智能网的互联是实现综合的第1步,而且也可以较快地满足市场对移动通信的需求。

2.3移动网与智能网的互联

移动网与智能网互联的原理如图1所示。智能网的SCF、SDF等组成客户化业务执行环境(CSE),负责业务逻辑的执行。MSC/SSP为处理呼叫的交换平台,也就是将现有的移动通信交换网升级而来。在用户呼叫时,MSC/SSP先对用户进行鉴权,然后判断用户的呼叫是否满足触发智能呼叫的条件,如果满足,则把呼叫上报业务执行环境;业务执行环境收到上报的呼叫信息后,开始执行相应的业务逻辑,控制交换平台对呼叫的接续;在呼叫接通后,业务执行环境继续监视并控制呼叫,收集呼叫信息,并且发送计费信息,直到这一呼叫结束。

3移动智能网方案及其发展

近年来,国外许多电信厂商和标准化组织都已推出了移动网与智能网互联的标准或方案,中国目前在GSM、CDMA网中正在进行的移动智能网建设也是基于其中的某些标准的。以下就介绍几个著名的移动网与智能网互联的方案。

3.1ETSI的GSM移动智能网——CAMEL

GSM移动通信网的控制和管理机制与智能网思想已十分相似,但真正实现智能业务还需要增加相应的网络实体和接口信令。ETSI集中了欧洲各运营商和设备厂商制订GSM移动智能网的标准,在1997年推出了CAMEL建议。CAMEL的全称为移动网络增强定制应用逻辑(CustomizedApplicationforMobileNetworkEnhancedLogic)。它是用来解决GSM移动通信网与智能网互联问题的。CAMEL建议为网络运营商提供机制,以向用户提供移动智能业务,甚至在用户漫游出归属位置时,也可以向用户提供与在归属区同样的业务。

ETSI的CAMEL建议是分阶段制订的,分为CAMEL1阶段、CAMEL2阶段和CAMLE3阶段。ETSICAMEL2标准于1999年3月最终完成并冻结,主要针对GSM网络中基于电路交换的移动话音业务。CAMEL3标准正在制订过程中,该阶段标准对CAMEL2阶段支持基于电路交换的移动话音业务进行了增强,并引入了与GPRS网络互联的功能,支持基于分组交换的移动数据业务、支持短消息业务等方面的内容。中国GSM移动智能网的建设主要是基于CAMEL2标准进行的。本讲座的第2部分将对CAMEL技术作较为详细的介绍。

3.2ANSI的CDMA移动智能网——WIN

WIN(无线智能网)概念是在北美CDMA网络发展到一定阶段,市场对网络中业务提供能力的要求不断增长的情况下引入的。美国电信工业协会(TIA)和电子工业协会(EIA)负责WIN标准的制订。

WIN标准的产生与发展都是由市场对业务的迫切需要直接驱动的。因此,与ETSI的CAMEL标准不同,WIN标准不但定义了网络参考模型、基本呼叫状态模型和触发机制、实体之间的信息流和参数,还根据北美运营商的需求,逐步定义一些业务的业务流程,包括各种业务特征。其业务特征的定义尽可能完备,便于运营商的使用和不同厂商之间业务的互通。这种特点也明确反映在WIN标准的发展过程中。

WIN的标准也是分阶段制订的,目前已经过了WINphaseI(IS-771)、WINPPC(IS-826)和WINphaseII(IS-848)这3个阶段。WINphaseIII阶段(IS-843)的标准正在制订过程中。每个阶段都是基于该阶段支持的业务制订,以几种新业务的业务特性和业务流程的标准化为目的,根据业务的需求,不断增加新的触发点和信息流。中国目前的CDMA无线智能网的建设主要基于WINPPC及WINphaseII的部分内容。

3.3爱立信的移动智能网

爱立信在智能网的基础上,提出了网络智能(NI)概念,以适应市场的发展和各种环境下对智能业务的要求。NI可以在固定网和移动网中提供智能业务。

爱立信在其智能网系统中可提供两类业务:基于网络的业务和基于客户的业务。基于网络的业务通过业务接入码的方式接入。为了提供基于客户的业务,爱立信定义了两个新的客户范畴:发端智能业务(OIN)范畴和终端智能业务(TIN)范畴,呼叫如果满足客户范畴就将触发智能业务。OIN范畴是针对主叫用户的,而TIN范畴是针对被叫客户的。当用户申请业务时,网络运营商将在HLR的用户数据中定义这些范畴。移动用户漫游时将把OIN范畴数据从HLR传送到VLR中,而TIN范畴数据不传送。满足OIN范畴的呼叫有3种:从MSC发起的呼叫;MSC激活的有条件前转呼叫;GMSC激活的无条件前转或不可到达前转呼叫。满足TIN要求的呼叫是从GMSC触发的。

爱立信提出了3种在移动网中提供智能业务的网络结构,网络运营商可根据业务流量的不同选择不同的结构:

(1)集中的MSSP(移动业务交换点)和MSCP(移动业务控制点)节点,

一个MSSP服务大量的MSC,MSCP同MSSP一一对应,通过7号信令网连接。

(2)分布的MSSP节点。

(3)采用M-SSCP节点,这是一种比较特殊的情况。它在MSC中集成SSP功能。

此外,爱立信还定义了SSP和SCP之间增强的INAP协议,以及SCP和HLR通信的内部协议。

3.4摩托罗拉的WINA(无线智能网结构)

摩托罗拉公司对CS1体系进行了扩充,推出了无线智能网结构(WINA)。同ITU-T的CS1比较,WINA增加了3个功能实体:

(1)RACF(无线接入控制功能):负责呼叫的移动性管理,包括移动呼叫的始呼、路由选择、切换、位置登记、鉴权以及无线接入。

(2)RCF(无线控制功能):为呼叫提供无线承载资源管理,包括调制、信道分配、无线频率监视、切换请求处理并与固定网路信道交互。

(3)DSF(数据业务功能):提供与数据通信有关的业务,包括电路交换与包交换业务。

将WINA映射到物理平面可以有多种方式,从而造成各种网络,适应不同的应用环境。

另外,由于第2代数字移动通信网的控制和管理机制与智能网十分相似,也有公司使用智能网的概念设计HLR和VLR。

综上所述,移动智能网的发展取决于两方面的技术发展:智能网技术的发展和移动通信系统的发展。通过对当前智能网技术和移动通信技术发展趋势的研究,不难看出移动智能网未来的发展方向。

在智能网研究方面,业界普遍认为未来IN开发的关键需求是客户可以以各种不同方式接入不同业务,可以对现有业务客户化,甚至可以创建新业务。未来的智能网系统应适应技术的飞速发展、用户对业务需要的快速增长、各种业务的网间互联,以及通信市场中的竞争机制。未来的IN技术发展将体现在以下3方面:

(1)分离:在已实现的业务控制与呼叫处理相分离的基础上,利用最新的Softswitch技术,实现呼叫控制与底层传输的分离。

(2)多种网络的融合:智能网将逐步扩展到数据通信、移动通信和宽带通信领域,实现各种网络与智能网的最终融合。

(3)与最新IT技术及网络结构的融合:与新型分布计算技术相结合,与电信管理网(TMN)、电信信息网络体系结构(TINA)相融合。

在移动通信技术方面,第3代数字移动通信网是移动通信网发展的方向,而第3代数字移动通信网网络侧的一个重要特征就是智能网和移动网的综合。也就是说,未来的移动智能网将实现智能网与移动通信系统的完全融合。(待续)

(收稿日期:2001-12-27)

作者简介

廖建新,北京邮电大学智能网研究中心主任,博士生导师,特聘教授。在移动智能网、宽带智能网及IP智能网方面负责多项国家级、部级科研课题,获国家发明专利1项。已发表专著3本、论文90余篇。当前的研究方向为移动智能网及宽带IP智能网。

王晶,北京邮电大学计算机应用专业在读博士生。

作者:廖建新 王 晶

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