CN103220744A - 应用于交通工具的通信系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于交通工具上的通信系统和通信方法，其中，通信系统包括CPE、卫星地面设备、路由器和室分系统通信设备；CPE通过陆地链路接收无线信号，转换为有线信号后发给路由器；从路由器接收有线信号后转换为无线信号并发给陆地网络；卫星地面设备通过卫星链路接收无线信号，转换为有线信号后发给路由器；从路由器接收有线信号后转换为无线信号并发给卫星；路由器接收CPE和/或卫星地面设备发送的有线信号，路由处理后发给室分系统；对室分系统发来的信号路由处理后，发送给CPE和/或卫星地面设备；室分系统接收并发送路由器的信号；接收并向路由器发送交通工具上终端发来的信号。通过本发明，提升交通工具通信业务体验。

Description

应用于交通工具的通信系统和方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种应用于交通工具上的通信系统和通信方法。

背景技术

随着通信技术的方法，各种通信方式越来越多地应用于长距离移动的交通工具上，如客轮、长途汽车等等，以使用户可以方便地进行通信。以近海客轮为例，现有的近海数据通信方式采用两类，一类是客轮上的移动终端用户单纯使用卫星通信，一类是客轮上的移动终端用户直接使用陆地移动通信网络。

其中，单纯使用卫星通信的方式，需要租用卫星通信链路，整个客轮的对外通信传输完全依靠卫星链路。但是，卫星通信链路的带宽一般比较窄，并且价格昂贵，客轮上的移动终端用户如果完全依靠卫星通信链路是非常不经济的；并且，当客轮上人数较多时，数据业务的速度体验也会明显降低。

而当客轮上的移动终端用户用手持或便携无线通信终端，直接使用陆地上的移动通信网络，比如GSM，3G等网络时，这种直接使用陆地上的无线通信网络的方式，将在覆盖距离、数据流量，和无缝覆盖方面都受到限制。并且，一般手持或便携无线通信终端射频模块性能有限，又在舱内使用，路损较大，导致只能在距离陆地非常近的海面才能使用，一旦驶入稍远的海上将无法使用陆地移动网络。此时，终端再接入卫星通信链路将产生业务中断，影响移动终端用户的业务使用感受。

总之，如何为交通工具如客轮上的移动终端用户提供经济有效的通信方式，以节约用户的通信成本，提高用户的通信业务使用感受成为需要本领域技术人员迫切解决的一个问题。

发明内容

本发明提供了一种应用于交通工具上的通信系统和通信方法，以解决现有的交通工具通信方案的通信成本高，用户使用通信业务的使用体验差的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种应用于交通工具的通信系统，包括设置于交通工具上的客户终端设备CPE、卫星地面设备、路由器和室分系统通信设备；其中，所述CPE，用于通过陆地移动通信网络的无线链路接收第一无线信号，转换为第一有线信号后发送给所述路由器；以及，从所述路由器接收第二有线信号后转换为第二无线信号，并通过所述无线链路发送给所述陆地移动通信网络；所述卫星地面设备，用于通过卫星的卫星通信链路接收第三无线信号，转换为第三有线信号后发送给所述路由器；以及，从所述路由器接收第四有线信号后转换为第四无线信号，并通过所述卫星通信链路发送给所述卫星；所述路由器，用于接收所述CPE和/或所述卫星地面设备发送的相应的第一有线信号和/或第三有线信号，进行路由处理后发送给所述室分系统通信设备；以及，对所述室分系统通信设备发送来的信号按照设定规则进行路由处理后，发送给所述CPE和/或所述卫星地面设备；所述室分系统通信设备，用于接收并发送所述路由器发送来的信号；以及，接收并向所述路由器发送所述交通工具上的终端发送来的信号。

优选地，所述路由器在对所述室分系统通信设备发送来的信号按照设定规则进行路由处理时，按照所述无线链路的信号强度和所述卫星通信链路的信号强度，对所述室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理。

优选地，所述CPE为时分长期演进TD-LTE CPE；所述陆地移动通信网络为TD-LTE通信网络。

优选地，所述室分系统通信设备为TD-LTE室分系统通信设备。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种应用于交通工具的通信方法，包括：通过陆地移动通信网络的无线链路和设置于交通工具上的客户终端设备CPE，接收第一无线信号并转换为第一有线信号；以及，通过卫星的卫星通信链路和设置于所述交通工具上的卫星地面设备，接收第三无线信号并转换为第三有线信号；使用路由器对所述第一有线信号和/或所述第三有线信号进行合并和路由处理后，发送给室分系统通信设备，通过所述室分系统通信设备向所述交通工具上的终端发送。

优选地，所述应用于交通工具的通信方法还包括：通过所述室分系统通信设备接收所述交通工具上的终端发送来的信号，并发送给所述路由器；通过所述路由器按照设定规则对所述室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理后，发送给所述CPE和/或所述卫星地面设备；通过所述CPE和/或所述卫星地面设备接收所述路由器发送的信号，并发送给对应的所述陆地移动通信网络和/或所述卫星。

优选地，所述通过所述路由器按照设定规则对所述室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理的步骤包括：通过所述路由器，按照所述无线链路的信号强度和所述卫星通信链路的信号强度，对所述室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理。

优选地，所述CPE为时分长期演进TD-LTE CPE；所述陆地移动通信网络为TD-LTE通信网络。

优选地，所述室分系统通信设备为TD-LTE室分系统通信设备。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过在交通工具如客轮上同时设置与陆地移动通信网络交互的CPE（Customer Premise Equipment，客户终端设备），和与卫星进行通信的卫星地面设备，使得交通工具上的通信系统可以根据实际情况灵活采用两种通信方式中的一种，或者同时采用两种通信方式，为交通工具上的终端用户提供通信服务。并且，由路由器选择通信链路，该选择对终端用户透明，可以使终端用户在没有感觉的情况下进行链路切换。通过本发明，可以利用陆地移动通信网络和高增益天线CPE设备为交通工具如近海客轮提供主干数据传输链路，以降低通信成本；并且，能够巧妙地绑定卫星通信链路，联合为客轮提供主干数据传输通道，从而实现性能优异的无缝移动通信服务，提升交通工具上的用户的通信业务使用体验。

附图说明

图1是根据本发明实施例一的一种应用于交通工具的通信系统的结构框图；

图2是根据本发明实施例二的一种应用于交通工具的通信系统的系统示意图；

图3是根据本发明实施例三的一种应用于交通工具的通信方法的步骤流程图；

图4是根据本发明实施例四的一种应用于交通工具的通信方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了根据本发明实施例一的一种应用于交通工具的通信系统的结构框图。

本实施例的应用于交通工具的通信系统包括：设置于交通工具上的CPE102、卫星地面设备104、路由器106和室分系统通信设备108。

其中：

CPE102，用于通过陆地移动通信网络（如LTE通信网络）的无线链路接收第一无线信号，转换为第一有线信号后发送给路由器106；以及，从路由器106接收第二有线信号后转换为第二无线信号，并通过所述无线链路发送给陆地移动通信网络。也即，CPE102可以作为交通工具上的通信系统与陆地移动通信网络之间进行通信的工具。

卫星地面设备104，用于通过卫星的卫星通信链路接收第三无线信号，转换为第三有线信号后发送给路由器106；以及，从路由器106接收第四有线信号后转换为第四无线信号，并通过卫星通信链路发送给卫星。也即，卫星地面设备104可以作为交通工具上的通信系统与卫星之间进行通信的工具。

路由器106，用于接收CPE102和/或卫星地面设备104发送的相应的第一有线信号和/或第三有线信号，进行路由处理后发送给室分系统通信设备108；以及，对室分系统通信设备108发送来的信号按照设定规则进行路由处理后，发送给CPE102和/或卫星地面设备104。一方面，路由器106可以通过CPE102和卫星地面设备104，同时接收陆地移动通信网络通过无线链路发送的信号和卫星通过卫星通信链路发送的信号，当然，在某些时刻，可能仅采用其中一种通信方式的信号，如客轮靠岸时，可能仅需陆地移动通信网络方式，远海时，仅能采用卫星通信方式，而在离岸一定距离时，可能两种通信方式都起作用。另一方面，路由器106可以根据事先设定的规则自主选择通信方式，如客轮靠岸时，选择陆地移动通信网络方式，远海时，选择卫星通信方式，而在离岸一定距离时，可以使两种通信方式按照一定比例发挥通信作用。

室分系统通信设备108，用于接收并发送路由器106发送来的信号；以及，接收并向路由器106发送交通工具上的终端发送来的信号。室分系统即室内分布系统，是将基站信号引入室内，解决室内盲区覆盖的有效手段。室分系统将基站信号科学地分配到室内的各个房间、通道，而又不产生相互干扰，可以有效解决信号延伸和覆盖，改善室内通信质量，是基站和微蜂窝的补充和延伸，且不能被基站和直放站所代替，是移动通信不可缺少的组成部分。室分系统通信设备即为实现室分系统功能的通信设备，如配合光纤、移频、无线、微蜂窝等不同系列的室内分布系统直放站设备等。通过室分系统通信设备108，实现了交通工具如客轮上通信信号的全面覆盖，和与交通工具上的终端的有效交互。

通过上述应用于交通工具的通信系统，在交通工具如客轮上同时设置与陆地移动通信网络交互的CPE和与卫星进行通信的卫星地面设备，使得交通工具上的通信系统可以根据实际情况灵活采用两种通信方式中的一种，或者同时采用两种通信方式，为交通工具上的终端用户提供通信服务。并且，由路由器选择通信链路，该选择对终端用户透明，可以使终端用户在没有感觉的情况下进行链路切换。通过上述应用于交通工具的通信系统，可以利用陆地移动通信网络和高增益天线CPE设备为交通工具如近海客轮提供主干数据传输链路，以降低通信成本；并且，能够巧妙地绑定卫星通信链路，联合为客轮提供主干数据传输通道，从而实现性能优异的无缝移动通信服务，提升交通工具上的用户的通信业务使用体验。

为使上述应用于交通工具的通信系统具备更加优异的性能，还可以对上述通信系统进行进一步地优化。

如，使路由器106在对室分系统通信设备108发送来的信号按照设定规则进行路由处理时，按照陆地移动通信网络无线链路的信号强度和卫星通信链路的信号强度，对室分系统通信设备108发送来的信号进行路由处理。使路由器106根据不同通信链路的信号强度对信号进行路由处理，可以简单方便地根据实际情况选择不同通信链路，如，当陆地移动通信网络无线链路的信号强度更强时，可以更多地依靠无线链路传输信号，进行通信，而较少地依靠卫星通信链路。在某些情况下，如交通工具距离陆地移动通信网络较近时，甚至可以完全地依赖陆地移动通信网络；或者，在另一些情况下，如，交通工具距离陆地移动通信网络较远，已无法获取陆地移动通信网络的信号，则可以完全地依赖卫星通信网络。通过路由器106能够自主选择适用的通信网络，并且能够实现通信网络的无缝切换。当然，不限于此，本领域技术人员应当明了，在实际应用中按照其它设定规则处理信号路由也同样适用，如按照通信网络对交通工具的影响距离，或者，按照当前终端的业务使用数量等，本发明对此不作限制。

优选地，上述应用于交通工具的通信系统中，CPE102为TD-LTE CPE（Time Division-Long Term Evolution，时分长期演进）；陆地移动通信网络为TD-LTE通信网络。

优选地，上述应用于交通工具的通信系统中，室分系统通信设备108为TD-LTE室分系统通信设备。

TD-LTE通信网络主要承载中高速数据业务，并具备承载话音业务的功能。使用TD-LTE通信网络及与其相适合的通信设备，可以有效提高交通工具上的通信能力和终端用户的使用感受。

实施例二

参照图2，示出了根据本发明实施例二的一种应用于交通工具的通信系统的系统示意图。

本实施例中，交通工具以客轮为例，陆地移动通信网络选用TD-LTE通信网络，相应地，交通工具上的通信系统也选用与TD-LTE通信网络相适应的设备，如CPE选用TD-LTE CPE。除此之外，交通工具上的通信系统中的室分系统通信设备也选用TD-LTE室分系统通信设备。

本实施例的应用于交通工具的通信系统包括：设置于客轮上的CPE202、第一卫星地面设备204、第一路由器206、和TD-LTE室分系统通信设备208。

本实施例中，

CPE202，通过无线链路与陆地上的TD-LTE通信网络相连，用于通过陆地上的TD-LTE通信网络的无线链路接收从TD-LTE通信网络发送来的第一无线信号，转换为第一有线信号后发送给第路由器206；以及，从第一路由器206接收来自TD-LTE室分系统通信设备208的第二有线信号后转换为第二无线信号，并通过TD-LTE通信网络的无线链路发送给陆地上的TD-LTE通信网络。

第一卫星地面设备204，通过卫星通信链路与卫星相连，用于通过卫星的卫星通信链路接收卫星发送的第三无线信号，转换为第三有线信号后发送给第一路由器206；以及，从第一路由器206接收来自TD-LTE室分系统通信设备208的第四有线信号后转换为第四无线信号，并通过卫星通信链路发送给卫星。

第一路由器206，用于接收CPE202和/或第一卫星地面设备204发送的相应的第一有线信号和/或第三有线信号，进行路由处理后发送给TD-LTE室分系统通信设备208；以及，对TD-LTE室分系统通信设备208发送来的信号，按照TD-LTE通信网络无线链路的信号强度和卫星通信链路的信号强度进行路由处理后，发送给CPE202和/或第一卫星地面设备204。

TD-LTE室分系统通信设备208，用于接收并发送第一路由器206发送来的信号；以及，接收并向第一路由器206发送交通工具上的终端发送来的信号。

另一方面，位于陆地上的INTERNET网络通过第二路由器210与TD-LTE通信网络和第二卫星地面设备212相连。TD-LTE通信网络通过eNB（基站）和无线链路向CPE202发射和接收信号；而第二卫星地面设备212通过卫星通信链路与卫星进行交互和通信，进而实现与客轮上的第一卫星地面设备204的交互和通信。

通过上述陆地上和交通工具上的设置，实现交通工具上的终端通信。本实施例中，在近海地区，客轮内部的TD-LTE无线室内分布系统通过TD-LTE室分系统通信设备208和外界的数据交互，该数据交互来自于两条链路，一条是通过陆地的TD-LTE移动通信网络的eNB（基站）设备覆盖到客轮上的高增益天线CPE202，CPE202将TD-LTE移动通信网络的无线信号转化为以太网信号传输合路到第一路由器206中；另一条是完全依靠原有的卫星通信链路进行传输，也在第一路由器206处进行合路，两条链路联合为室内分布系统提供数据传输。其中，当客轮从岸边始发后，主要依靠TD-LTE移动通信网络即eNB-CPE这条链路进行传输，当客轮逐步驶向远海，数据通过第一路由器206自动无缝转移到卫星通信链路，这种转换对终端用户透明，客轮上的终端用户感觉不到这种转换过程。

本实施例中，采用陆地TD-LTE移动通信网络的eNB-CPE链路的无线链路预算分别如表1和表2所示。其中，表1是下行业务信道PDSCH（PhysicalDownlink Shared Channel，物理下行共享信道）的预算，表2是上行业务信道PUSCH（Physical Uplink Shared Channel，物理上行共享信道）的预算。

表1

表2

从上述表1和表2所示的无线链路预算可以看出，由于使用高增益的CPE天线，相对普通室内便携终端的使用，覆盖距离大大增加，近海覆盖48km可以达到下行6.4mbps以上中等大小速率的传输，可以满足客轮驶向远海方向1小时的航行需要，后续再自动切换到卫星通信链路。

通过本实施例，利用陆地TD-LTE通信网络和高增益天线CPE设备为近海客轮提供主干数据传输链路，并且巧妙地绑定卫星通信链路，联合为客轮提供主干数据传输通道，从而在近海实现性能优异的无缝移动通信服务，解决了客轮在近海区域单纯使用卫星的通信方式成本高，带宽低的缺陷；解决了客轮近海使用陆地移动通信覆盖距离短，无法向远海无缝切换的缺陷；最大限度地发挥了TD-LTE移动通信网络和卫星通信网络各自的优势，为海上客轮数据通信提供了一种经济灵活的方式。

需要说明的是，本实施例以TD-LTE的陆地移动通信网络为例，但不限于此，其它移动通信网络，如FD-LTE网络，或GSM网络等均可参照本实施例实现。并且，交通工具也不局限于客轮，有此需求的其它交通工具同样适用，如某些有需求的汽车需要行进在有陆地移动通信网络的区域和无陆地移动通信网络的区域等等，均可参照本实施例实现有效通信。

实施例三

参照图3，示出了根据本发明实施例三的一种应用于交通工具的通信方法的步骤流程图。

本实施例的应用于交通工具的通信方法包括以下步骤：

步骤S302：通过陆地移动通信网络的无线链路和设置于交通工具上的CPE，接收第一无线信号并转换为第一有线信号；以及，通过卫星的卫星通信链路和设置于交通工具上的卫星地面设备，接收第三无线信号并转换为第三有线信号。

其中，第一无线信号和第三无线信号的接收不分先后顺序，也可以并行接收。在某些情况下，可能无第一无线信号或者无第三无线信号接收，此时，没有的信号可以认为接收为空。

步骤S304：对第一有线信号和/或第三有线信号进行合并和路由处理后，发送给室分系统通信设备，通过室分系统通信设备向交通工具上的终端发送。

本实施例仅从交通工具的通信系统接收信号方面对本发明的通信方法进行了说明，本实施例可以通过前述系统实施例中的通信系统实现，并具有相对应的有益效果，在此不再赘述。

实施例四

参照图4，示出了根据本发明实施例四的一种应用于交通工具的通信方法的步骤流程图。

本实施例的应用于交通工具的通信方法包括以下步骤：

步骤S402：交通工具上的通信系统通过陆地移动通信网络的无线链路和设置于交通工具上的CPE，接收第一无线信号并转换为第一有线信号；以及，通过卫星的卫星通信链路和设置于交通工具上的卫星地面设备，接收第三无线信号并转换为第三有线信号。

其中，第一无线信号和第三无线信号的接收不分先后顺序，也可以并行接收。在某些情况下，可能无第一无线信号或者无第三无线信号接收，此时，没有的信号可以认为接收为空。

优选地，本实施例中的CPE为TD-LTE CPE，陆地移动通信网络为TD-LTE通信网络。

步骤S404：交通工具上的通信系统使用路由器对第一有线信号和/或第三有线信号进行合并和路由处理后，发送给室分系统通信设备，通过室分系统通信设备向交通工具上的终端发送。

优选地，本实施例中的室分系统通信设备为TD-LTE室分系统通信设备。

步骤S406：交通工具上的终端接收室分系统通信设备发送的信号，向室分系统通信设备返回相对应的信号。

步骤S408：交通工具上的通信系统通过室分系统通信设备接收交通工具上的终端发送来的信号，并发送给路由器。

步骤S410：交通工具上的通信系统通过路由器按照设定规则对室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理后，发送给CPE和/或卫星地面设备。

优选地，交通工具上的通信系统通过路由器，按照无线链路的信号强度和卫星通信链路的信号强度，对室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理。

步骤S412：交通工具上的通信系统通过CPE和/或卫星地面设备接收路由器发送的信号，并发送给对应的陆地移动通信网络和/或卫星。

本实施例从交通工具的通信系统接收和发送信号方面对本发明的通信方法进行了说明，本实施例可以通过前述系统实施例中的通信系统实现，并具有相对应的有益效果，在此不再赘述。

需要说明的是，本实施例以交通工具上的终端先接收陆地移动通信网络和/或卫星的信号为序，但本领域技术人员应当明了，由交通工具上的终端首先向陆地移动通信网络和/或卫星发送信号时的通信交互也可参照本实施例对应执行。

在本发明的多个优选方案中，利用TD-LTE移动通信系统覆盖距离远，带宽大的特点，通过在近海客轮上架设高增益天线的TD-LTE CPE设备和陆地上TD-LTE eNB设备形成无线传输链路，同时绑定已有卫星通信传输链路，形成灵活的分流机制，联合为客轮室内分布系统提供数据传输通道，为客轮上的终端用户提供近海无缝的移动通信服务，大大提升了客轮上终端用户的使用速度感受，有效解决了近海客轮的数据业务通信问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法实施例而言，描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种应用于交通工具的通信系统和通信方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种应用于交通工具的通信系统，其特征在于，包括设置于交通工具上的客户终端设备CPE、卫星地面设备、路由器和室分系统通信设备；

其中，

所述CPE，用于通过陆地移动通信网络的无线链路接收第一无线信号，转换为第一有线信号后发送给所述路由器；以及，从所述路由器接收第二有线信号后转换为第二无线信号，并通过所述无线链路发送给所述陆地移动通信网络；

所述卫星地面设备，用于通过卫星的卫星通信链路接收第三无线信号，转换为第三有线信号后发送给所述路由器；以及，从所述路由器接收第四有线信号后转换为第四无线信号，并通过所述卫星通信链路发送给所述卫星；

所述路由器，用于接收所述CPE和/或所述卫星地面设备发送的相应的第一有线信号和/或第三有线信号，进行路由处理后发送给所述室分系统通信设备；以及，对所述室分系统通信设备发送来的信号按照设定规则进行路由处理后，发送给所述CPE和/或所述卫星地面设备；

所述室分系统通信设备，用于接收并发送所述路由器发送来的信号；以及，接收并向所述路由器发送所述交通工具上的终端发送来的信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述路由器在对所述室分系统通信设备发送来的信号按照设定规则进行路由处理时，按照所述无线链路的信号强度和所述卫星通信链路的信号强度，对所述室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述CPE为时分长期演进TD-LTE CPE；所述陆地移动通信网络为TD-LTE通信网络。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述室分系统通信设备为TD-LTE室分系统通信设备。

5.一种应用于交通工具的通信方法，其特征在于，包括：

通过陆地移动通信网络的无线链路和设置于交通工具上的客户终端设备CPE，接收第一无线信号并转换为第一有线信号；以及，通过卫星的卫星通信链路和设置于所述交通工具上的卫星地面设备，接收第三无线信号并转换为第三有线信号；

使用路由器对所述第一有线信号和/或所述第三有线信号进行合并和路由处理后，发送给室分系统通信设备，通过所述室分系统通信设备向所述交通工具上的终端发送。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

通过所述室分系统通信设备接收所述交通工具上的终端发送来的信号，并发送给所述路由器；

通过所述路由器按照设定规则对所述室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理后，发送给所述CPE和/或所述卫星地面设备；

通过所述CPE和/或所述卫星地面设备接收所述路由器发送的信号，并发送给对应的所述陆地移动通信网络和/或所述卫星。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述路由器按照设定规则对所述室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理的步骤包括：

通过所述路由器，按照所述无线链路的信号强度和所述卫星通信链路的信号强度，对所述室分系统通信设备发送来的信号进行路由处理。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述CPE为时分长期演进TD-LTE CPE；所述陆地移动通信网络为TD-LTE通信网络。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述室分系统通信设备为TD-LTE室分系统通信设备。

Images