CN105744477B - 一种列车的无线通信系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种列车的无线通信系统及方法，该系统包括：运动监测模块，用于监测和计算列车的实时位置；动态重联模块，用于与地面无线通信设备的动态链接，根据所述运动监测模块反馈的实时位置，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信；数据管理模块，分别耦合于所述动态重联模块和运动监测模块，用于负责所述动态重联模块和运动监测模块和轨道射频模块的管理和协调工作，并根据返回的数据项轨道射频模块发送数据通信命令；轨道射频模块，耦合于数据管理模块，根据所述数据通信命令，完成地面无线通信设备和列车之间的数据通信。本发明有助于提高列车无线通信质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种通讯技术，特别是涉及一种无线通讯系统及方法。
背景技术
在当前高铁车地通信系统中，由于高铁车速快，导致列车地通信切换过于频繁，而且车地切换时延较大，严重影响了车地通信效果，无法满足未来轨道交通移动互联网网络质量要求，也无法满足乘客当前移动互联网应用的需求。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种有助于提高无线通信质量的无线通信系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种列车的无线通信系统，包括：
运动监测模块，用于监测和计算列车的实时位置；
动态重联模块，用于与地面无线通信设备的动态链接，根据所述运动监测模块反馈的实时位置，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信；
数据管理模块，分别耦合于所述动态重联模块和运动监测模块，用于负责所述动态重联模块和运动监测模块和轨道射频模块的管理和协调工作，并根据返回的数据项轨道射频模块发送数据通信命令；
轨道射频模块，耦合于数据管理模块，根据所述数据通信命令，完成地面无线通信设备和列车之间的数据通信。
优选的，所述运动监测模块返回列车的物理位置和物理地址，以及列车与地面无线通信设备的其中两个最匹配节点的位置关系信息；
所述动态重联模块根据所述运动监测模块返回的物理位置、物理地址和位置关系信息判断并控制列车与地面无线通信设备的其中一个节点进行节点通信。通过返回的物理位置和物理地址，可以大致的判断列车与各个节点之间的通信情况，一般距离较近的信号较强，可以优先选择距离较近的节点进行数据通信，并保证只和一个节点进行数据通信，避免信号干扰等问题的发生。
优选的，所述运动监测模块还监测和反馈列车与地面无线通信设备的各个节点之间的信号强度，并返回其中信号强度最强的两个节点的信号强度信息；
所述动态重联模块根据所述物理位置、物理地址、位置关系信息和信号强度信息判断并控制列车与其中一个节点进行延后或前置连接。正常情况下，比如在平原地区，一般列车与节点之间的信号强度跟距离呈反比，距离越近信号越强；但在山区等地方，由于地形复杂，信号强度跟距离不成比例关系，在这个时候监测列车和各个节点的信号强度，可以以此作为依据进行节点通信，提高通信质量和客户体验。
优选的，所述动态重联模块每次实时位置数据采集后，与前一次的数据进行对比，并在设定的条件下完成虚拟数据链路建立后，协同所述轨道射频模块完成数据通信。实时动态的建立虚拟数据链路，有助于减少延时和掉线问题。
优选的，所述动态重联模块每次实时位置数据采集后，先对采集到的数据进行分析，若采集到的数据符合预设条件，则将该数据与前一次的数据进行对比；
否则，重新采集数据。很多时候由于各种干扰，或者是系统原因可能造成采集到的数据不符，而造成误判断，因而有必要进行数据分析，若采集到的数据不符合预设条件，则尽快重新采集，避免耽误通信。
一种列车的无线通信方法，包括步骤：
将列车沿线的无线站点虚拟为一台无线通信设备；
采集列车的实时位置数据；
根据该实时位置数据，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信；
根据数据通信命令，完成列车和地面无线通信设备的数据通信。
优选的，所述实时位置数据包括列车实时的物理位置和物理地址，以及列车与地面无线通信设备的其中两个最匹配节点的位置关系信息；
所述根据该实时位置，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信的步骤包括：
根据所述物理位置、物理地址和位置关系信息判断并控制列车与地面无线通信设备的其中一个节点进行节点通信。通过返回的物理位置和物理地址，可以大致的判断列车与各个节点之间的通信情况，一般距离较近的信号较强，可以优先选择距离较近的节点进行数据通信，并保证只和一个节点进行数据通信，避免信号干扰等问题的发生。
优选的，返回物理位置、物理地址和位置关系信息的同时，返回列车与地面无线通信设备之间信号强度最强的两个节点的信号强度信息；
根据所述物理位置、物理地址、位置关系信息和信号强度信息判断并控制列车与其中一个节点进行延后或前置连接。正常情况下，比如在平原地区，一般列车与节点之间的信号强度跟距离呈反比，距离越近信号越强；但在山区等地方，由于地形复杂，信号强度跟距离不成比例关系，在这个时候监测列车和各个节点的信号强度，可以以此作为依据进行节点通信，提高通信质量和客户体验。
优选的， 将每次采集的实时位置数据，与前一次的数据进行对比，并在设定的条件下完成虚拟数据链路建立后，协同所述轨道射频模块完成数据通信。实时动态的建立虚拟数据链路，有助于减少延时和掉线问题。
优选的，每次采集到实时位置数据后，先对采集到的数据进行分析，若采集到的数据符合预设条件，则将该数据与前一次的数据进行对比；
否则，重新采集数据。很多时候由于各种干扰，或者是系统原因可能造成采集到的数据不符，而造成误判断，因而有必要进行数据分析，若采集到的数据不符合预设条件，则尽快重新采集，避免耽误通信。
本发明的有益效果是：本发明通过无线通信系统将沿途的无线站点虚拟为一台地面无线通信设备，通过数据管理模块进行列车和地面无线通信设备进行协调管理，列车在高速行程中总在地面同一台无线站点覆盖下，相对于现有的预切换技术所需要的终端与基站的频繁信号切换造成的延时与掉线问题，基本相当于无需信号切换，能够实现无缝漫游，提高列车的无线通信质量，提高客户体验。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本发明实施例一一种列车的无线通信系统的示意图；
图2所示是本发明实施例二的一种列车的无线通信方法的流程图；
图3所示是本发明实施例二的一种列车的无线通信方法的系统流程图；
图4所示是本发明实施例二的一种列车的无线通信方法的算法模型示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：
图1是本发明实施例一一种列车的无线通信系统的示意图，参见图1，一种列车的无线通信系统，包括：
运动监测模块10，用于监测和计算列车的实时位置；
动态重联模块20，用于与地面无线通信设备的动态链接，根据运动监测模块反馈的实时位置，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信；
数据管理模块30，分别耦合于动态重联模块和运动监测模块，用于负责动态重联模块和运动监测模块和轨道射频模块的管理和协调工作，并根据返回的数据项轨道射频模块发送数据通信命令；
轨道射频模块40，耦合于数据管理模块，根据数据通信命令，完成地面无线通信设备和列车之间的数据通信。
本发明的有益效果是：本发明通过无线通信系统将沿途的无线站点虚拟为一台地面无线通信设备，通过数据管理模块进行列车和地面无线通信设备进行协调管理，列车在高速行程中总在地面同一台无线站点覆盖下，相对于现有的预切换技术所需要的终端与基站的频繁信号切换造成的延时与掉线问题，基本相当于无需信号切换，能够实现无缝漫游，有助于提高列车的无线通信质量，提高客户体验。
本实施例优选的，运动监测模块10返回列车的物理位置和物理地址，以及列车与地面无线通信设备的其中两个最匹配节点的位置关系信息；
动态重联模块20根据运动监测模块10返回的物理位置、物理地址和位置关系信息判断并控制列车与地面无线通信设备的其中一个节点进行节点通信。通过返回的物理位置和物理地址，可以大致的判断列车与各个节点之间的通信情况，一般距离较近的信号较强，可以优先选择距离较近的节点进行数据通信，并保证只和一个节点进行数据通信，避免信号干扰等问题的发生。
本实施例优选的，运动监测模块10还监测和反馈列车与地面无线通信设备的各个节点之间的信号强度，并返回其中信号强度最强的两个节点的信号强度信息；
动态重联模块20根据物理位置、物理地址、位置关系信息和信号强度信息判断并控制列车与其中一个节点进行延后或前置连接。正常情况下，比如在平原地区，一般列车与节点之间的信号强度跟距离呈反比，距离越近信号越强；但在山区等地方，由于地形复杂，信号强度跟距离不成比例关系，在这个时候监测列车和各个节点的信号强度，可以以此作为依据进行节点通信，提高通信质量和客户体验；而延后或者前置连接，若出现较为特殊的情况，例如采集数据时，前一节点的信号强度仍然比后一节点强，但强的有限，等到下次数据采集时，后一节点的信号强度将超过前一节点时，可以考虑提前控制列车与后一节点进行通信；而强的有限的信号强度的强度差可以预先设置一个阈值，用于判断。
本实施例优选的，动态重联模块20每次实时位置数据采集后，与前一次的数据进行对比，并在设定的条件下完成虚拟数据链路建立后，协同轨道射频模块40完成数据通信。每次进行重联时，重新生成新的虚拟链路并完成数据传输；实时动态的建立虚拟数据链路，有助于减少延时和掉线问题。在建立虚拟数据链路时，保证同时只存在一个对应的虚拟ID，以避免列车同时和两个节点进行节点通信。当然，若没有前一次的数据，或者说系统是第一次进行数据采集，则将该实时位置数据和预先添加的原始数据进行对比。
本实施例优选的，动态重联模块20每次实时位置数据采集后，先对采集到的数据进行分析，若采集到的数据符合预设条件，则将该数据与前一次的数据进行对比；
否则，重新采集数据。很多时候由于各种干扰，或者是系统原因可能造成采集到的数据不符，而造成误判断，因而有必要进行数据分析，若采集到的数据不符合预设条件，则尽快重新采集，避免耽误通信。
实施例二：
图2所示是本发明实施例二的一种列车的无线通信方法的流程图，包括步骤：
S1：将列车沿线的无线站点虚拟为一台无线通信设备；
S2：采集列车的实时位置数据；
S3：根据该实时位置数据，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信；
S4：根据数据通信命令，完成列车和地面无线通信设备的数据通信。
结合实施例一可知，本发明的有益效果是：本发明通过无线通信系统将沿途的无线站点虚拟为一台地面无线通信设备，通过数据管理模块进行列车和地面无线通信设备进行协调管理，列车在高速行程中总在地面同一台无线站点覆盖下，相对于现有的预切换技术所需要的终端与基站的频繁信号切换造成的延时与掉线问题，基本相当于无需信号切换，能够实现无缝漫游，有助于提高列车的无线通信质量，提高客户体验。
当列车行驶在轨道上时，我们通过动态重联模块及运动监测模块等感知列车处于具体的基站覆盖范围内，并通过具体的数学模型及算法，超前或延后与另一个基站建立联系，形成一个完整的链路，从而使得列车与基站并行，永远只与一个基站通信。
图3所示是本发明实施例二的一种列车的无线通信方法的系统流程图，图4所示是本发明实施例二的一种列车的无线通信方法的算法模型示意图，参考图3和图4，结合图2，本实施例优选的，实时位置数据包括列车实时的物理位置和物理地址，以及列车与地面无线通信设备的其中两个最匹配节点的位置关系信息；
根据该实时位置，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信的步骤包括：
根据物理位置、物理地址和位置关系信息判断并控制列车与地面无线通信设备的其中一个节点进行节点通信。通过返回的物理位置和物理地址，可以大致的判断列车与各个节点之间的通信情况，一般距离较近的信号较强，可以优先选择距离较近的节点进行数据通信，并保证只和一个节点进行数据通信，避免信号干扰等问题的发生。
本实施例优选的，返回物理位置、物理地址和位置关系信息的同时，返回列车与地面无线通信设备之间信号强度最强的两个节点的信号强度信息；
根据物理位置、物理地址、位置关系信息和信号强度信息判断并控制列车与其中一个节点进行延后或前置连接。正常情况下，比如在平原地区，一般列车与节点之间的信号强度跟距离呈反比，距离越近信号越强；但在山区等地方，由于地形复杂，信号强度跟距离不成比例关系，在这个时候监测列车和各个节点的信号强度，可以以此作为依据进行节点通信，提高通信质量和客户体验；而延后或者前置连接，若出现较为特殊的情况，例如采集数据时，前一节点的信号强度仍然比后一节点强，但强的有限，等到下次数据采集时，后一节点的信号强度将超过前一节点时，可以考虑提前控制列车与后一节点进行通信；而强的有限的信号强度的强度差可以预先设置一个阈值，用于判断。
本实施例优选的，将每次采集的实时位置数据，与前一次的数据进行对比，并在设定的条件下完成虚拟数据链路建立后，协同所述轨道射频模块完成数据通信。每次进行重联时，重新生成新的虚拟链路并完成数据传输；实时动态的建立虚拟数据链路，有助于减少延时和掉线问题。在建立虚拟数据链路时，保证同时只存在一个对应的虚拟ID，以避免列车同时和两个节点进行节点通信。当然，若没有前一次的数据，或者说系统是第一次进行数据采集，则将该实时位置数据和预先添加的原始数据进行对比。
本实施例优选的，每次采集到实时位置数据后，先对采集到的数据进行分析，若采集到的数据符合预设条件，则将该数据与前一次的数据进行对比；
否则，重新采集数据。很多时候由于各种干扰，或者是系统原因可能造成采集到的数据不符，而造成误判断，因而有必要进行数据分析，若采集到的数据不符合预设条件，则尽快重新采集，避免耽误通信。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种列车的无线通信系统，其特征是：包括：
运动监测模块，用于监测和计算列车的实时位置；
动态重联模块，用于与地面无线通信设备的动态链接，根据所述运动监测模块反馈的实时位置，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信；
数据管理模块，分别耦合于所述动态重联模块和运动监测模块，用于负责所述动态重联模块和运动监测模块和轨道射频模块的管理和协调工作，并根据返回的数据项轨道射频模块发送数据通信命令；
轨道射频模块，耦合于数据管理模块，根据所述数据通信命令，完成地面无线通信设备和列车之间的数据通信；
所述运动监测模块返回列车的物理位置和物理地址，以及列车与地面无线通信设备的其中两个最匹配节点的位置关系信息；
所述动态重联模块根据所述运动监测模块返回的物理位置、物理地址和位置关系信息判断并控制列车与地面无线通信设备的其中一个节点进行节点通信；
所述运动监测模块还监测和反馈列车与地面无线通信设备的各个节点之间的信号强度，并返回其中信号强度最强的两个节点的信号强度信息；
所述动态重联模块根据所述物理位置、物理地址、位置关系信息和信号强度信息判断并控制列车与其中一个节点进行延后或前置连接；
所述动态重联模块每次实时位置数据采集后，与前一次的数据进行对比，并在设定的条件下完成虚拟数据链路建立后，协同所述轨道射频模块完成数据通信；
所述动态重联模块每次实时位置数据采集后，先对采集到的数据进行分析，若采集到的数据符合预设条件，则将该数据与前一次的数据进行对比；
否则，重新采集数据；
上述一种列车的无线通信系统使用的无线通信方法，包括步骤：
将列车沿线的无线站点虚拟为一台无线通信设备；
采集列车的实时位置数据；
根据该实时位置数据，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信；
根据数据通信命令，完成列车和地面无线通信设备的数据通信；
所述实时位置数据包括列车实时的物理位置和物理地址，以及列车与地面无线通信设备的其中两个最匹配节点的位置关系信息；
所述根据该实时位置，以及预设条件和算法模型判断并控制列车与地面无线通信设备的某一个节点的进行节点通信的步骤包括：
根据所述物理位置、物理地址和位置关系信息判断并控制列车与地面无线通信设备的其中一个节点进行节点通信。
2.如权利要求1所述的一种列车的无线通信系统，其特征是：
其无线通信方法中返回物理位置、物理地址和位置关系信息的同时，返回列车与地面无线通信设备之间信号强度最强的两个节点的信号强度信息；
根据所述物理位置、物理地址、位置关系信息和信号强度信息判断并控制列车与其中一个节点进行延后或前置连接。
3.如权利要求1所述的一种列车的无线通信系统，其特征是：
其无线通信方法中将每次采集的实时位置数据，与前一次的数据进行对比，并在设定的条件下完成虚拟数据链路建立后，协同所述轨道射频模块完成数据通信。
4.如权利要求1所述的一种列车的无线通信系统，其特征是：
其无线通信方法中每次采集到实时位置数据后，先对采集到的数据进行分析，若采集到的数据符合预设条件，则将该数据与前一次的数据进行对比；
否则，重新采集数据。
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