緊急対応システム「ERA-GLONASS」のデータ伝送技術

来年、ERA-GLONASS緊急対応システムの発売が予定されています。これは、汎ヨーロッパeCallシステムのロシアの類似物です(2015年にはEU全体で機能するはずです)。



これらのシステムは両方とも、交通事故で緊急対応サービスを自動的に呼び出すように設計されており、道路の死亡率と負傷を減らすことを目的としています。



ERA-GLONASSは全国で使用され、すべてのナビゲーションシステムを輸送に統合するための基盤になります。 ERAの主要なコンポーネントは、車両のナビゲーションおよび通信端末に加えて、モバイルオペレーターと緊急サービスのインフラストラクチャです。 habrakatの下でこのシステムのデータ転送技術について読んでください。











ERAとeCallは基本機能で互いに対応しています。主なデータ転送メカニズムとしてトーンモデムを使用し、必須データの構成とフォーマットを統一し、自動車ドライバーとの音声接続の統一ルールなどを使用します。ERA-GLONASSはeCallと完全に互換性があり、機器の互換性がありますロシアおよびヨーロッパのシステムは、一連のフィールドテストで確認されています。



ボタンを押すと、緊急電話を手動でかけることができます。 緊急時には、信号は次のように自動的に送信されます システムは、エアバッグの展開を記録するか、加速度計を使用して事故を検出します。



ERA-GLONASSは緊急コールセンターとの音声接続を確立し、コール中に地理座標、VINコードなど(いわゆる最小データセット)に関するインシデントに関する情報を送信できるようにします。



以下はERA-GLONASSおよびeCallの簡略化されたブロック図であり、データ送信サブシステムのコンポーネントを示しています。





図からわかるように、音声パスを使用して、最小限のデータセットを車からコントロールセンターに送信します。 実際、このメッセージ配信方法は、最も優先度が高く、遅延が保証されています。 したがって、これはショートメッセージサービスまたはパケットデータ送信と比較して最適なテクノロジーです。



この図は、セルラー通信ネットワーク(基地局無線モデム、音声トランスコーダー、交換センター)および公衆交換電話網のコンポーネントも示しています。これらはすべて、音声ストリームの送信に関係しています。



車両側のモデムの主要なコンポーネントを次の図に示します。





トランスミッタで受信された140バイト(1120ビット)の長さの最小データセットは、巡回冗長検査(CRC)アルゴリズムで計算された28ビット長の制御情報で補完されます。 受信した1148ビットのメッセージは、データ送信エラーに対する感度を下げるために、スクランブル、エラー訂正、およびインターリーブされます。 コーディングには、ターボコードが使用されます。ターボコードは、速度が1/3の並列カスケード畳み込みコードです。



このようなコーディングスキームは、さまざまな冗長性のストリームを提供し(最大速度は0.83)、データ送信を繰り返すたびに冗長性を高めることができます。 次に、データストリームは3ビットのシンボルに結合され、バイポーラ位相パルス変調を使用して、GSM Full-RateおよびさまざまなAMRコーデックモードを含むセルラー通信システムで音声コーデックを使用した送信に適した形式に変換されます。



高速(1500ビット/ s)および低速(750ビット/ s)モードを使用する場合、データセットの最小送信時間はそれぞれ1.32秒または2.32秒です。 無線で送信する前に、信号に260 msの同期フレームが追加されます。



車の受信機は、コントロールセンターのモデムから、最小データセットの要求、受信のエラー/確認などのメッセージを受信できます。 データを送信するときにチェックサムに応答してエラーメッセージを受信した場合、車両はデータを再送信しますが、情報の正常な受信の確認が十分な回数受信されるまで、またはコントロールセンターが操作を中断するまで、エラー訂正コーディングの冗長性を高めます。 データ転送後、車のモデムとディスパッチャはスタンバイモードになり、音声パスは音声送信に切り替わります。



ディスパッチセンターからのモデムの主なコンポーネントを以下に示します。





ディスパッチセンターの送信機を使用すると、最大16種類のメッセージを車両に送信できます(最小データセット要求、チェックサムエラー、受信確認、その他の値は予約されています)。



トランスポートレベルでは、メッセージは短縮ブロックBCHコード(60.4)を使用して保護されます。 次に、4ビットシンボルがバイポーラ位相パルス変調器に供給されます(1シンボルの送信期間は5 msです)。 したがって、単一のメッセージの転送には60ミリ秒かかります。 各転送の前には、メッセージの前後に同期フレームとガードインターバルがあります。



通信セッションは、ディスパッチセンターの送信機から最小限のデータセット要求を送信することから始まりますが、ディスパッチセンターの受信機は電話ネットワークからの着信信号を常に分析します。 ERA-GLONASS信号が検出され、同期が発生するとすぐに、受信エラーメッセージが送信され、復調器が文字ストリームをデコードします。



自動再送信要求スキームは、最小データセットの最初の受信パケットを後続の再送信と組み合わせ、ターボコードをデコードして情報ビットを決定し、データセットのチェックサムをチェックします。 チェックサムが収束しない場合、コントロールセンターの受信機はエラーメッセージを生成し、冗長性を高めた車両送信機からの再送信を要求します。 デコードが成功した場合、データはディスパッチセンターのオペレータに送信され、カーモデムは送信の成功に関するメッセージを受信し、音声パスは通常の音声通話モードになります。



パッシブモードでは、ディスパッチセンターは、最小データセットが車両から送信される準備ができているという信号を予期します。 この信号が検出されると、センターはアクティブモードの場合と同様にデータ転送要求を送信し、上記のシナリオに従って通信セッションが継続します。



トーンモデムを使用したデータ送信の技術が主要なものであることに注意してください。 たとえば、音声接続を介して最小限のデータセットを送信できない場合は、ショートメッセージサービスを使用して送信する必要があります。 パケットデータ送信は、加速度計によって記録された加速度プロファイルなどの追加データを送信するために使用されます。この情報は、事故の重大度を評価するために必要です。



メディアの報道によると、2015年1月1日から、EUとロシア連邦のすべての新車モデルに、それぞれeCallとERA-GLONASSが搭載されます。 両方のシステムは、車の所有者に月額料金なしで機能します。



システムの技術的な説明からわかるように、eCallおよびERAの開発者は、データを送信するためのさまざまな方法を提供し、自動および手動モードでの作業を可能にし、メッセージ配信を大幅に加速しました。 ただし、システム自体は人を救うものではなく、救助者と運転者を支援するためのインフラストラクチャにすぎません。 人々の命は、事故の現場に時間通りに到着しなければならない医師と消防士に依存し続けます。



[!?]質問やコメントを歓迎します。 GPS / GLONASSエレクトロニクスのファームウェア開発のスペシャリストであるPromwadソフトウェアエンジニアが回答します



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