CN105933917A - 一种地铁车地无线通信轨旁基站及通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地铁车地无线通信轨旁基站，包括轨旁基站主机、天线和安装基座，且所述轨旁基站主机固定于所述安装基座上，且所述轨旁基站主机上固设所述天线，且所述天线为5.8G全向天线。本发明在地铁线路上的所有轨旁基站上只采用1和11两个信道，大幅度缩短了车载基站的信道扫描时间，从而保证基站切换时间≤100ms；采用全向天线解决无线信号盲点问题；采用双无线模块解决了漫游切换时网络中断问题。

Description

一种地铁车地无线通信轨旁基站及通信方法
技术领域
本发明涉及通信领域，更确切地说是一种地铁车地无线通信轨旁基站及通信方法。
背景技术
随着无线宽带通信技术、移动终端技术和互联网技术的不断迅猛发展，移动状态下的大数据量信息交互己成为人们生活中不可或缺的重要组成部分。移动终端智能化发展和对WI FI设备支持率的不断提高，市民的移动宽带信息通信需求逐渐增长。
目前，很多城市地铁己成为市民首选的公交出行方式和最大的人流聚散场所之一。以上海地铁为例：截止目前，上海地铁己开通运营14条线、337座车站，运营里程548公里，远期规划则达970公里，是世界上规模最大的城市地铁系统。2014年全路网客运量达28.2亿人次，全路网日平均客流量超772万人次，单日客流最高达到1029万人次，已经成为上海市民出行的主要形式。对于地铁乘客而言，在地铁等公共场所进行WIFI覆盖是存在需求的，可通过接入到后台的内容服务平台获取相关的信息服务。
为满足地铁列车在隧道区间内高速运行时无线网络始终保持连接和足够高的带宽，就需要设计一种新的轨旁基站。目前，地铁乘客在隧道区间的上网方式主要是通过移动运营商提供3G或4G网络，存在2个缺陷：1、当列车运行到隧道区间时，无线通信信号强度减弱，无法保证移动终端与运营商网络的连接质量；2、列车在隧道区间运行时车速较快，无线信号时断时续甚至无法连接，无法满足用户需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种地铁车地无线通信轨旁基站及通信方法，其可以解决现有技术产的上述缺点。
本发明采用以下技术方案：
一种地铁车地无线通信轨旁基站，包括轨旁基站主机、天线和安装基座，且所述轨旁基站主机固定于所述安装基座上，且所述轨旁基站主机上固设所述天线，且所述天线为5.8G全向天线。
所述天线包括若干无线模块。
所述轨旁基站主机包括网络交换模块，且所述网络交换模块连接一ARM11处理器，且所述ARM11处理器连接控制无线模块，且所述ARM11处理器通过一电源模块供电，ARM11处理器通过一网络接口进行网络数据传输。
还包括光纤接口，所述ARM11处理器通过光纤接口连接光纤进行数据交互。
所述安装基座为金属材质。
所述无线模块设有两个，且分别采用1信道和11信道。
所述无线模块采用802.11n协议。
所述无线模块采用149、153、157、161和165五个互不干扰的信道。
一种地铁车地无线通信轨旁基站通信方法，，当STA1越过AP0无线信号强度开始下降，STA1进入切换区A开始扫描CH2/CH4信道，发现AP1并握手连接，网络连接成功；同时STA2断开原连接AP，开始扫描CH1/CH3信道；当STA2进入扫描到AP0并握手成功，网络连接成功；同时STA1断开与AP1连接开始继续扫描CH2/CH4信道。
本发明的优点是：本发明在地铁线路上的所有轨旁基站上只采用1和11两个信道，大幅度缩短了车载基站的信道扫描时间，从而保证基站切换时间≤100ms；采用全向天线解决无线信号盲点问题；采用双无线模块解决了漫游切换时网络中断问题。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的控制方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐述本发明的具体实施方式：
如图1所示，一种地铁车地无线通信轨旁基站，包括轨旁基站主机1、天线和安装基座，且所述轨旁基站主机固定于所述安装基座上，且所述轨旁基站主机上固设所述天线，且所述天线为5.8G全向天线。所述天线包括若干无线模块。所述轨旁基站主机包括网络交换模块11，且所述网络交换模块连接一ARM11处理器12，且所述ARM11处理器12连接控制无线模块15、16，且所述ARM11处理器通过一电源模块13供电，ARM11处理器通过一网络接口14进行网络数据传输。
本发明还包括光纤接口18，所述ARM11处理器11通过光纤接口18连接光纤进行数据交互。所述安装基座为金属材质。所述无线模块设有两个，且分别采用1信道和11信道。所述无线模块采用802.11n协议。所述无线模块采用149、153、157、161和165五个互不干扰的信道。
本发明的轨旁基站采用5.8G通信频率，有149、153、157、161、165等5个互不干扰的信道。本发明主要包括轨旁基站主机、天线和安装基座组成。
轨旁基站主机包括：核心控制板、电源板、外壳组成；天线采用5.8G全向天线；安装基座采用金属材料。
核心控制板用以处理无线信道扫描、连接、切换等，包括无线模块、光通信模块、网络交换模块等。本发明采用双无线模块，二个无线模块分别采用1信道和11信道，确保有一个信道始终与车载基站保持连接。
轨旁基站的安装间隔为500米，当地铁列车行进时其车头位置安装的车载 基站1信道与轨旁基站A的1信道连接，车载基站的11信道开始扫描下一个基站的11信道。同理，地铁列车车尾安装的车载基站11信道与轨旁基站B的11信道连接，车载基站的1信道开始扫描下一个基站的1信道。采用该方法既可以确保实用有2个轨旁基站与车载基站连接，又保证了足够的带宽。
本发明还公开了一种地铁车地无线通信轨旁基站通信方法，轨旁基站0、1、2分别表述为AP0、AP1、AP2，车载基站1、2分别表述为STA1、STA2，STA1采用CH1/CH3信道，STA2采用CH2/CH4信道。本发明采用5.8G中的4个无干扰信道，分别描述为CH1、CH2、CH3、CH4。轨旁基站信道分别固定为CH1/CH3、CH2/CH4、CH1/CH3、CH2/CH4，以此类推。
当STA1越过AP0无线信号强度开始下降，STA1进入切换区A开始扫描CH2/CH4信道，发现AP1并握手连接，网络连接成功；同时STA2断开原连接AP，开始扫描CH1/CH3信道；
当STA2进入扫描到AP0并握手成功，网络连接成功；同时STA1断开与AP1连接开始继续扫描CH2/CH4信道；
以此类推，始终保持STA1和STA2中一个与轨旁基站保持连接，实现无缝漫游。
轨旁基站采用802.11n技术，任意一个车载基站与其连接后，可以提供300mbps理论带宽。
本发明在地铁线路上的所有轨旁基站上只采用1和11两个信道，大幅度缩短了车载基站的信道扫描时间，从而保证基站切换时间≤100ms；采用全向天线解决无线信号盲点问题；采用双无线模块解决了漫游切换时网络中断问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地铁车地无线通信轨旁基站，其特征在于，包括轨旁基站主机、天线和安装基座，且所述轨旁基站主机固定于所述安装基座上，且所述轨旁基站主机上固设所述天线，且所述天线为5.8G全向天线。
2.根据权利要求1所述的地铁车地无线通信轨旁基站，其特征在于，所述天线包括若干无线模块。
3.根据权利要求2所述的地铁车地无线通信轨旁基站，其特征在于，所述轨旁基站主机包括网络交换模块，且所述网络交换模块连接一ARM11处理器，且所述ARM11处理器连接控制无线模块，且所述ARM11处理器通过一电源模块供电，ARM11处理器通过一网络接口进行网络数据传输。
4.根据权利要求3所述的地铁车地无线通信轨旁基站，其特征在于，还包括光纤接口，所述ARM11处理器通过光纤接口连接光纤进行数据交互。
5.根据权利要求1所述的地铁车地无线通信轨旁基站，其特征在于，所述安装基座为金属材质。
6.根据权利要求2所述的地铁车地无线通信轨旁基站，其特征在于，所述无线模块设有两个，且分别采用1信道和11信道。
7.根据权利要求6所述的地铁车地无线通信轨旁基站，其特征在于，所述无线模块采用802.11n协议。
8.根据权利要求7所述的地铁车地无线通信轨旁基站，其特征在于，所述无线模块采用149、153、157、161和165五个互不干扰的信道。
9.一种地铁车地无线通信轨旁基站通信方法，其特征在于，当STA1越过AP0无线信号强度开始下降，STA1进入切换区A开始扫描CH2/CH4信道，发现AP1并握手连接，网络连接成功；同时STA2断开原连接AP，开始扫描CH1/CH3信道；当STA2进入扫描到AP0并握手成功，网络连接成功；同时STA1断开与AP1连接开始继续扫描CH2/CH4信道。
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