CN105704740A - 一种列车车地通信网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种列车车地通信网络系统，其包括地面子系统与车载子系统，地面子系统包括若干轨旁无线单元，车载子系统包括与若干轨旁无线单元进行无线通信的车载无线单元；每一个轨旁无线单元包括一个轨旁无线接入点(AP)和与轨旁无线AP配套连接的轨旁天线，若干轨旁无线单元间隔设置；车载无线单元包括两套车载无线AP和与两套车载无线AP配套连接的车载天线，两套车载无线AP及其配套的车载天线分别装设在列车头和列车尾，车载无线AP与轨旁无线AP进行无线链路连接。本发明采用无线AP与配套天线连接，可使得车地通信网络带宽大于300Mbps。同时通过负载分担方式，扩大车地带宽，且当一端发生故障时，网络不会发生中断，保证了车地通信网络的稳定性。

Description

一种列车车地通信网络系统
技术领域
本发明涉及地铁信息服务技术领域，尤其涉及一种列车车地通信网络系统。
背景技术
目前列车车地通信网络采用GSM-R(GlobalSystemforMobileCommunications-Railway铁路通信移动通信系统)、3G、4G或WLAN等技术，其实际带宽普遍都小于100Mbps，无法在地铁列车满载时为乘客提供高带宽的网络接入体验。同时由于地铁线路较长，其网络通信设备分布在沿线和列车上，对网络调测、运维检查带来不便，目前无有效有段监控网络运行状况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高带宽、稳定性好的列车车地通信网络系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案。一种列车车地通信网络系统，其包括地面子系统与车载子系统，所述地面子系统包括若干轨旁无线单元，所述车载子系统包括与所述若干轨旁无线单元进行无线通信的车载无线单元；所述每一个轨旁无线单元包括一个轨旁无线接入点(AP)和与轨旁无线AP配套连接的轨旁天线，所述若干轨旁无线单元间隔设置；所述车载无线单元包括两套车载无线AP和与两套车载无线AP配套连接的车载天线，所述两套车载无线AP及其配套的车载天线分别装设在列车头和列车尾，所述车载无线AP与轨旁无线AP进行无线链路连接。
优选地，所述地面子系统还包括控制中心系统和车站以太网系统，所述轨旁无线AP通过光纤链路与所述车站以太网系统连接，所述车站以太网系统用于将所述轨旁无线单元的数据传输到控制中心系统。
优选地，所述控制中心系统包括核心交换机、无线控制器和路由器，所述无线控制器用于对车载无线单元和若干轨旁无线单元进行管理，所述核心交换机与路由器用于使车站以太网系统与外部互联网联通。
优选地，所述车站以太网系统为万兆以太网传输网络。
优选地，所述车载子系统还包括车载局域网交换机，所述车载局域网交换机内置网络发包程序，用于向地面子系统发起数据流量。
优选地，所述轨旁无线AP与车载无线AP采用802.11ac协议无线技术进行无线桥接通信。
优选地，所述轨旁天线为两面MIMO轨旁天线，所述轨旁无线AP通过馈线与轨旁天线连接。
优选地，所述车载天线为一面MIMO车载天线，所述车载无线AP连接一面车载天线。
优选地，所述轨旁天线和车载天线均为3入3出天线。
本发明的有益技术效果在于：本发明包括若干轨旁无线单元和车载无线单元，每一个轨旁无线单元包括一个轨旁无线AP和与轨旁无线AP配套连接的轨旁天线，车载无线单元包括两套车载无线AP和与两套车载无线AP配套连接的车载天线，两套车载无线AP及其配套的车载天线分别装设在列车头和列车尾，车载无线AP与轨旁无线AP进行无线链路连接。本发明采用轨旁无线AP与轨旁天线及车载无线AP与车载天线配套连接，可以实现列车车地通信网络带宽大于300Mbps，是现有4G无线通信技术实际带宽的10倍。同时，本发明通过将车载无线AP及配套车载天线设置在列车头和列车尾的负载分担方式，不仅可以有效扩大车地带宽，而且当一端发生故障时，网络不会发生中断，保证了车地通信网络的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例列车车地通信网络系统的示意图。
图2是本发明实施例应用在地铁上的示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参考图1所示，本发明实施例列车车地通信网络系统的示意图。在本发明的一种实施例中，该列车车地通信网络系统包括地面子系统与车载子系统，地面子系统包括若干轨旁无线单元，车载子系统包括与若干轨旁无线单元进行无线通信的车载无线单元。每一个轨旁无线单元包括一个轨旁无线AP(ACESSPOINT接入点)和与轨旁无线AP配套连接的轨旁天线，若干轨旁无线单元间隔设置。车载无线单元包括两套车载无线AP和与两套车载无线AP配套连接的车载天线，两套车载无线AP及其配套的车载天线分别装设在列车头和列车尾，车载无线AP与轨旁无线AP进行无线链路连接。藉由轨旁无线AP与轨旁天线及车载无线AP与车载天线配套连接，可以实现车地通信网络带宽大于300Mbps。同时，通过将车载无线AP及配套车载天线设置在列车头和列车尾的负载分担方式，不仅可以有效扩大车地带宽，而且当一端发生故障时，网络不会发生中断，保证了车地通信网络的稳定性。
具体地，地面子系统还包括控制中心系统和车站以太网系统。轨旁无线AP通过光纤链路与车站以太网系统连接，车站以太网系统用于将轨旁无线单元的数据传输到控制中心系统。车站以太网系统还包括线路汇聚交换机。优选地，车站以太网系统将轨旁无线单元的数据传输至线路汇聚交换机后再传送到控制中心系统。藉由光纤链路连接，车站以太网系统为轨旁无线AP提供网络带宽，使得若干轨旁无线单元与车站以太网系统之间形成互联的传输网络，依此，车站以太网系统能够将轨旁无线单元的网络连接数据发送至控制中心系统进行综合的管理。
优选地，在本实施例中，该控制中心系统包括核心交换机、无线控制器和路由器。无线控制器用于对车载无线单元和若干轨旁无线单元进行管理，核心交换机与路由器用于使车站以太网系统与外部互联网联通。
优选地，车站以太网系统为万兆以太网传输网络。万兆以太网传输网络的传输距离长，其最长传输距离可达40公里，因此足够满足地铁车站局域网的覆盖。其次，万兆以太网传送系统能够提供更加丰富的带宽和处理能力，不仅有效地节约在地铁车地网络传输系统的投资，而且保持以太网一贯的兼容性、简单易用和升级容易的特点。
在本实施方式中，车载子系统还包括车载局域网交换机，车载局域网交换机内置网络发包程序，用于向地面子系统发起数据流量。该车载局域网交换机不仅能够向地面指定IP地址服务器进行网络流量打流，在服务器端监控数据报文的速率、丢包情况及计算出实时的网络带宽、丢包、时延情况，而且可以通过远程触发命令或者定时任务来触发上述测试过程，在服务器端程序生成网络性能报告，依此可充分掌握列车车载子系统与地面子系统之间的无线链路情况，方便把握对异常信息的掌控与及时处理。
优选地，在一些优选实施方式中，轨旁无线AP与车载无线AP采用802.11ac协议无线技术进行无线桥接通信。802.11ac是专门为5GHz频段设计，支持MIMO(Multiple-InputMultiple-Output多入多出)技术，其能够将现有无线网技术吞吐性能提高到千兆网络级。藉由此通信协议，轨旁无线AP与车载无线AP的无线通信能够实现更快，更稳定。
优选地，所述轨旁天线为两面MIMO轨旁天线，所述轨旁无线AP通过馈线与轨旁天线连接。MIMO技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势，被视为下一代移动通信的核心技术。在本实施例中，每一个轨旁无线AP与两面MIMO轨旁天线连接，以实现在AP同时支持2个5Ghz频段工作。优选地，每一个轨旁无线AP通过馈线与两面轨旁天线连接。轨旁无线单元沿隧道、高架部署，每个轨旁无线单元间隔200～300米，通过馈线把信号延生到两面轨旁天线，两面轨旁天线覆盖相邻轨旁无线AP之间的空间，可以实现无缝漫游，信号强度好，材料成本低。
优选地，所述车载天线为一面MIMO车载天线，所述车载无线AP连接一面车载天线。列车上设置两套车载无线单元，其分别设置在列车头和列车尾。车载无线单元包括车载无线AP和车载天线，车载无线AP与一面车载天线连接，如列车头位置处，车载天线设置在相对车载无线AP更靠近列车头部位置处，而列车尾位置处，车载天线设置在相对车载无线AP更靠近列车尾部位置处。通过列车头和列车尾共2个5Ghz频段设备与轨旁无线AP配合进行链路负载分担，以增加列车到地面带宽。优选地，轨旁天线和车载天线均为3入3出的MIMO天线，以实现无线信号更广泛地覆盖及无线信号的强度更高。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种列车车地通信网络系统，其特征在于，包括地面子系统与车载子系统，所述地面子系统包括若干轨旁无线单元，所述车载子系统包括与所述若干轨旁无线单元进行无线通信的车载无线单元；
所述每一个轨旁无线单元包括轨旁无线接入点(AP)和与轨旁无线AP配套连接的轨旁天线，所述若干轨旁无线单元间隔设置；
所述车载无线单元包括两套车载无线AP和与两套车载无线AP配套连接的车载天线，所述两套车载无线AP及其配套的车载天线分别装设在列车头和列车尾，所述车载无线AP与轨旁无线AP进行无线链路连接。
2.如权利要求1所述的列车车地通信网络系统，其特征在于：所述地面子系统还包括控制中心系统和车站以太网系统，所述轨旁无线AP通过光纤链路与所述车站以太网系统连接，所述车站以太网系统用于将所述轨旁无线单元的数据传输到控制中心系统。
3.如权利要求2所述的列车车地通信网络系统，其特征在于：所述控制中心系统包括核心交换机、无线控制器和路由器，所述无线控制器用于对车载无线单元和若干轨旁无线单元进行管理，所述核心交换机与路由器用于使车站以太网系统与外部互联网联通。
4.如权利要求3所述的列车车地通信网络系统，其特征在于：所述车站以太网系统为万兆以太网传输网络。
5.如权利要求1所述的列车车地通信网络系统，其特征在于：所述车载子系统还包括车载局域网交换机，所述车载局域网交换机内置网络发包程序，用于向地面子系统发起数据流量。
6.如权利要求1所述的列车车地通信网络系统，其特征在于：所述轨旁无线AP与车载无线AP采用802.11ac协议无线技术进行无线桥接通信。
7.如权利要求1所述的列车车地通信网络系统，其特征在于：所述轨旁天线为两面MIMO轨旁天线，所述轨旁无线AP通过馈线与轨旁天线连接。
8.如权利要求1所述的列车车地通信网络系统，其特征在于：所述车载天线为一面MIMO车载天线，所述车载无线AP连接一面车载天线。
9.如权利要求7或8所述的列车车地通信网络系统，其特征在于：所述轨旁天线和车载天线均为3入3出天线。
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