CN108966177A - 无线自组网构成方法及无线自组网系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线自组网构成方法及无线自组网系统。根据本发明的无线自组网构成方法包括：第一步骤：在轨道交通车辆中的每节车厢中，利用专属于该车厢的车载服务器或车载网络交换机以有线连接的方式分别连接布置在该车厢的车厢头和车厢尾的两个无线网桥，以构成该车厢的无线组网单元；第二步骤：利用轨道交通车辆中的各个车厢的无线组网单元进行无线通信从而形成总的互联网络。

Description

无线自组网构成方法及无线自组网系统

技术领域

本发明涉及一种无线自组网构成方法及借助于该无线自组网构成方法构建的无线自组网系统。

背景技术

随着移动互联网的发展，随时随地上网成为大家的普遍需求。顺应这一需求，在轨道交通车辆内提供WiFi接入服务，满足旅客出行无线上网需求是必然趋势。

提供轨道交通车辆WiFi服务需要连接整列车辆，构建整列车网络环境为旅客提供局域网及互联网服务，对于出厂没有部署车厢间互联有线网络系统的轨道交通车辆，因为车上没有预留网络安装位置和跨车厢安装接口，加装有线方式联网的代价高昂和不易实施；采用传统Mesh无线组网方案在多跳后带宽损耗大，平均每跳带宽损耗在25％以上，在最多可达到20节车厢无线组网的轨道交通车辆环境下，传统Mesh组网技术在10跳下的总损耗超过90％，从车头、车尾到中心级联的最终带宽不能满足旅客无线上网的需求。

因此，期望能够提供一种使得最终带宽能够满足旅客无线上网的需求并同时降低无线传输损耗的技术方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种使得最终带宽能够满足旅客无线上网的需求并同时降低无线传输损耗的无线自组网构成方法以及借助于该无线自组网构成方法构建的无线自组网系统。

根据本发明，提供了一种无线自组网构成方法，包括：第一步骤：在轨道交通车辆中的每节车厢中，利用专属于该车厢的车载服务器或车载网络交换机以有线连接的方式分别连接布置在该车厢的车厢头和车厢尾的两个无线网桥，以构成该车厢的无线组网单元；第二步骤：利用轨道交通车辆中的各个车厢的无线组网单元进行无线通信从而形成总的互联网络。

优选地，轨道交通车辆中各节车厢首尾依次相连。

优选地，在第二步骤，针对轨道交通车辆中的每节车厢，利用处于各个车厢的车厢头的无线网桥，与在车厢头处与该车厢相连接的车辆的车厢尾处的无线网桥进行无线通信；利用处于各个车厢的车厢尾的无线网桥，与在车厢尾处与该车厢相连接的车辆的车厢头处的无线网桥进行无线通信。

优选地，第二步骤包括初始化连接程序，其中所述初始化连接程序包括：

第一初始化连接步骤：车辆上电以启动所有无线组网单元；

第二初始化连接步骤：各个无线网桥通过有线连接的车载服务器获或车载网络交换机得该无线网桥的IP地址及使用该IP地址根据规则换算出该无线网桥所处的车厢号，根据车厢号生成该无线网桥的SSID；

第三初始化连接步骤：每个无线网桥同时工作在AP模式和Client模式，扫描其它无线网桥的SSID信号；

第四初始化连接步骤：每个无线组网单元内的两个无线网桥执行有线协商，各个无线网桥根据自身车厢号和各自扫描到的SSID信号强度，判断其所处位置为靠近车厢头还是靠近车厢尾；

第五初始化连接步骤：每个无线网桥根据自身所处位置及扫描到的无线网桥的SSID信号强度，自动调整为AP模式或Client模式，自动进行最低干扰信道分配，实现无线网桥两两桥接组网，由此实现总的互联网络。

优选地，车厢号预先通过车载服务器或车载网络交换机拨码开关设置，根据设置的车厢号按规则生成本车厢IP网段DHCP。

根据本发明，还提供了一种采用根据上述无线自组网构成方法构建的无线自组网系统。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的无线自组网构成方法的流程示意图。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的无线自组网系统的示例示意图。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的无线自组网构成方法的初始化连接程序的流程示意图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

为实现多跳自组网，需要中间节点网桥可以同时连接上一级及下一级网桥，本发明根据车厢部署环境，利用每节车厢的车载服务器或车载网络交换机和车厢头、车厢尾的无线网桥构成一个无线组网单元，无线组网单元内通过有线网络连接，相邻车厢无线组网单元间通过无线方式实现级联自组网。这样的构成使得车厢内没有无线组网的损耗，降低级联组网带宽损耗，同时提高了中间车厢网桥故障的冗余。

即将一节车厢头尾2个网桥经过车载服务器或车载网络交换机有线连接组成一个逻辑上的无线组网单元，实现收发同步的高效数据转发，达到每跳平均损耗小于8％的新型无线自组网结构，满足列车车厢环境下可用的级联组网。

具体地，图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的无线自组网构成方法的流程示意图。图2示意性地示出了由如图1所示的无线自组网构成方法构建的根据本发明优选实施例的无线自组网系统的示例示意图。

如图1和图2所示，根据本发明优选实施例的无线自组网构成方法包括：

第一步骤S1：在轨道交通车辆中的每节车厢中，利用专属于该车厢的车载服务器或车载网络交换机以有线连接的方式分别连接布置在该车厢的车厢头和车厢尾的两个无线网桥，以构成该车厢的无线组网单元；

尤其地，本发明优选地针对的是轨道交通车辆中各节车厢首尾依次相连。

具体地，例如如图2所示，在第一车厢01中，第一车载服务器(或车载网络交换机)CS1(车载单车服务器)、第一无线网桥CP1、第二无线网桥CP2构成第一车厢01的无线组网单元；第二车厢02与第一车厢01相邻，第二车载服务器CS2、第三无线网桥CP3、第四无线网桥CP4构成第二车厢02的无线组网单元；第一车厢01的无线组网单元与第二车厢02的无线组网单元无线互联。类似地，第二车厢02的无线组网单元同时与相邻的第三车厢03的无线组网单元(包括第三车载服务器CS3、第五无线网桥CP5、第六无线网桥CP6)无线互联，依次类推，从而实现轨道交通车辆的车厢间无线级联组网。

第二步骤S2：利用轨道交通车辆中的各个车厢的无线组网单元进行无线通信从而形成总的互联网络。

具体地，在优选实施例中，针对轨道交通车辆中的每节车厢，利用处于各个车厢的车厢头的无线网桥，与在车厢头处与该车厢相连接的车辆的车厢尾处的无线网桥进行无线通信，例如在第二车厢02车厢头处的第三无线网桥CP3与第一车厢01车厢尾处的第二无线网桥CP2进行无线通信；利用处于各个车厢的车厢尾的无线网桥，与在车厢尾处与该车厢相连接的车辆的车厢头处的无线网桥进行无线通信，例如在第二车厢02车厢尾处的第四无线网桥CP4与第三车厢03车厢头处的第五无线网桥CP5进行无线通信。

进一步地，本发明提出，一个无线组网节点内设备通过有线连接进行组网初始化期间的协商，同一个无线组网单元内2个无线网桥交换初始化期间获得的周围SSID信号强度，判断所处位置，生成网络拓扑图。

一个无线组网节点内的2个无线网桥分别连接上一级及下一级组网节点，实现高效的无线同步转发。初始化时，通过将车载服务器获得的车厢号编码进SSID，让相邻车厢无线网桥获得更具体信息，组网拓扑更优。

优选地，车厢号预先通过车载服务器或车载网络交换机拨码开关设置，根据设置的车厢号按规则生成本车厢IP网段DHCP。

更具体地说，在具体实施方式中，第二步骤S2可包括如下初始化连接程序：

第一初始化连接步骤S21：车辆上电以启动所有无线组网单元；

第二初始化连接步骤S22：各个无线网桥通过有线连接的车载服务器获得该无线网桥的IP地址及使用该IP地址根据规则换算出该无线网桥所处的车厢号，根据车厢号生成该无线网桥的SSID；

第三初始化连接步骤S23：每个无线网桥同时工作在AP模式和Client模式(例如，可以周期性地持续预定时长)，扫描其它无线网桥的SSID信号；

其中，AP模式指的是无线接入点模式，CLIENT就是客户端模式。

第四初始化连接步骤S24：每个无线组网单元内的两个无线网桥执行有线协商，各个无线网桥根据自身车厢号和各自扫描到的SSID信号强度(其中，SSID信号带车厢号编码)，判断其所处位置为靠近车厢头(本节车厢号-1)还是靠近车厢尾(本节车厢号+1)；

第五初始化连接步骤S25：每个无线网桥根据自身所处位置(即，靠近车厢头还是靠近车厢尾)及扫描到的无线网桥的SSID信号强度，自动调整为AP模式或Client模式，自动进行最低干扰信道分配，实现无线网桥两两桥接组网，由此实现总的互联网络，例如覆盖整个轨道交通车辆的无线自组网。

具体地，例如，如图2所示，在扫描状态下，如第二车厢02的同一组网单元的CP3、CP4分别获得相邻车厢CP1、CP2、CP5、CP6的信号强度值(dBm)，车厢长度一般为25米，根据无线信号空中传输衰减原理，CP3获得的邻近信号强度大小排序为：CP2>CP1>＝CP5>CP6，CP4获得的邻近信号强度大小排序为：CP5>CP6>＝CP2>CP1，由此可以推导出CP3靠近一车厢，CP4靠近三车厢。根据车厢头网桥自动调整工作在AP模式，车厢尾CP自动调整工作在Client模式规则，依此类推生成CP2连接CP3，CP4连接CP5的网络拓扑图。

而且，例如，运行过程中如果后级车厢无线网桥检测无法连接，则向前通知可通知到的前级车厢无线网桥，直到故障节点，重新初始化连接程序。

可以看出，本发明将一节车厢内的车厢头、车厢尾2个无线网桥通过车载服务器有线连接构成一个无线组网单元，无线组网单元内通过有线网络连接通讯，解决了单个网桥作为一个无线组网单元组网模式无线收、发不能同步工作带来的带宽损耗及降低了车厢内部的无线传输损耗。

而且，本发明通过同车厢内的2个网桥初始化期间的有线连接协商，从车载服务器获得车厢号信息，使得自组网复杂度降低，达到自组网拓扑最优。而且，同节车厢2个无线网桥通过有线连接协同工作，提高数据转发效率。

本领域技术人员可以理解的是，根据本发明，在其它优选实施例中，还提供了一种采用根据上述无线自组网构成方法构建的无线自组网系统。该无线自组网系统也属于本发明的范围之内。

总体上，与现有技术方案相比，本发明的技术方案至少具有下述明显优点：

1、网桥采用POE供电，与车载服务器连接，安装方便，无线自组网，即插即用，运维成本低；

2、车厢间无需有线连接，不影响现有车辆接口结构，无需机械改装，不影响车厢重连。

3、车厢间实现多级级联组网，每跳无线损耗小于8％，十节车厢级联后尚有一对网桥通讯的一半以上带宽，可以满足列车无线网络服务需求。

此外，需要说明的是，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种无线自组网构成方法，其特征在于包括：

第一步骤：在轨道交通车辆中的每节车厢中，利用专属于该车厢的车载服务器或车载网络交换机以有线连接的方式分别连接布置在该车厢的车厢头和车厢尾的两个无线网桥，以构成该车厢的无线组网单元；

第二步骤：利用轨道交通车辆中的各个车厢的无线组网单元进行无线通信从而形成总的互联网络。

2.根据权利要求1所述的无线自组网构成方法，其特征在于，轨道交通车辆中各节车厢首尾依次相连。

3.根据权利要求1或2所述的无线自组网构成方法，其特征在于，在第二步骤，针对轨道交通车辆中的每节车厢，利用处于各个车厢的车厢头的无线网桥，与在车厢头处与该车厢相连接的车辆的车厢尾处的无线网桥进行无线通信；利用处于各个车厢的车厢尾的无线网桥，与在车厢尾处与该车厢相连接的车辆的车厢头处的无线网桥进行无线通信。

4.根据权利要求1或2所述的无线自组网构成方法，其特征在于，第二步骤包括初始化连接程序，其中所述初始化连接程序包括：

第一初始化连接步骤：车辆上电以启动所有无线组网单元；

第二初始化连接步骤：各个无线网桥通过有线连接的车载服务器或车载网络交换机获得该无线网桥的IP地址及使用该IP地址根据规则换算出该无线网桥所处的车厢号，根据车厢号生成该无线网桥的SSID；

第三初始化连接步骤：每个无线网桥同时工作在AP模式和Client模式，扫描其它无线网桥的SSID信号；

第四初始化连接步骤：每个无线组网单元内的两个无线网桥执行有线协商，各个无线网桥根据自身车厢号和各自扫描到的SSID信号强度，判断其所处位置为靠近车厢头还是靠近车厢尾；

第五初始化连接步骤：每个无线网桥根据自身所处位置及扫描到的无线网桥的SSID信号强度，自动调整为AP模式或Client模式，自动进行最低干扰信道分配，实现无线网桥两两桥接组网，由此实现总的互联网络。

5.根据权利要求4所述的无线自组网构成方法，其特征在于，车厢号预先通过车载服务器或车载网络交换机拨码开关设置，根据设置的车厢号按规则生成本车厢IP网段DHCP。

6.一种采用根据权利要求1或2所述的无线自组网构成方法构建的无线自组网系统。