CN109673058A - 一种基于lte的车载数据回传系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于LTE的车载数据回传系统，包含LTE车载系统、定制回传终端及业务服务器；所述LTE车载系统与定制回传终端通信连接，所述定制回传终端通过无线路由器与Internet公网通信连接，所述Internet公网与业务服务器通信连接。本发明所需设备少、成本低，通过定制回传终端实现目的地址是业务服务器的数据包在系统内部进行回传，回传频率单一，不存在频率干扰问题，同时定制回传终端采用较大的发射功率和接收增益，同时使用高增益天线，确保了车载LTE系统在Internet公网中连接的可靠性。

Description

一种基于LTE的车载数据回传系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于LTE的车载数据回传系统。
背景技术
目前，车载LTE通信系统的数据回传方式包括建立有线网络、卫星及LTE的backhaul等，如图1所示，现有的LTE车载数据回传系统，需在车载LTE通信系统之外建立一套独立的LTE backhaul系统，，同时，还需要车载LTE通信系统和独立的LTE backhaul系统在频率上错开，以避免两个系统之间的相互干扰。目前的这种传统LTE backhaul回传方式存在：设备数量多、成本高、频率获取难度大，难以保证车载LTE通信系统和独立的LTEbackhaul系统在频率上不相互干扰等问题。
发明内容
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于LTE的车载数据回传系统，通过在车载LTE系统和定制回传终端上设置特殊的路由转发功能，可以使车载LTE系统下面的普通用户连接到业务服务器，从而实现车载LTE系统的数据回传功能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于LTE的车载数据回传系统，包含LTE车载系统、定制回传终端及业务服务器；
所述LTE车载系统与定制回传终端通信连接；
所述定制回传终端通过无线路由器与Internet公网通信连接；
所述Internet公网与业务服务器通信连接；
所述LTE车载系统，用于将覆盖区内的用户设备发送到目的地址是业务服务器的数据包强制转发到定制回传终端上；
所述定制回传终端，用于将接收到的由LTE车载系统覆盖区内的用户设备发送到目的地址是业务服务器的数据包经处理后，通过无线路由器强制转发到Internet公网上；
所述Internet公网，用于将接收到的经由定制回传终端经处理后、且目的地址是业务服务器的数据包通过无线路由器转发到业务服务器上，从而完成车载LTE系统覆盖区内的用户对业务服务器的访问，在系统内实现数据回传功能。
在上述方案中，所述LTE车载系统包含基站和EPC核心网络；
所述基站分别与用户设备和EPC核心网络通信连接，所述基站用于接收由用户设备发送到目的地址是业务服务器的数据包，并将接收到的目的地址是业务服务器的数据包一方面发送给EPC核心网络，另一方面强制转发到定制回传终端；
所述EPC核心网络用于解算从基站发送来的目的地址是业务服务器的数据包，并判断该数据包的去向。
在上述方案中，所述定制回传终端包含路由转发模块、LTE模块和功放模块；
所述功放模块分别与基站和LTE模块通信连接，所述功放模块用于接收基站发送的目的地址是业务服务器的数据包，并将接收的目的地址是业务服务器的数据包信号放大后发送给LTE模块；
所述LTE模块与路由转发模块通信连接，所述LTE模块用于将功放模块接收的目的地址是业务服务器的数据包调制成LTE制式信号并发送给路由转发模块；
所述路由转发模块与无线路由器通信连接，所述路由转发模块用于将接收的LTE制式信号发送给无线路由器，再经无线路由器发送到Internet公网上。
在上述方案中，所述功放模块包含射频收发接口电路、发射放大电路、接收放大电路、射频隔离切换电路及天线接口，所述天线接口一端与基站通信连接，另一端与射频隔离切换电路电连接，所述射频隔离切换电路均与发射放大电路和接收放大电路电连接，所述发射放大电路和接收放大电路均与射频收发接口电路电连接，所述射频收发接口电路与LTE模块通信连接。
在上述方案中，所述LTE模块包含基带芯片、射频芯片、射频放大收发电路及射频接口，所述射频接口一端与射频收发接口电路通信连接，另一端与射频放大收发电路电连接，所述射频放大收发电路与射频芯片电连接，所述射频芯片与基带芯片电连接，所述基带芯片与路由转发模块通信连接。
在上述方案中，所述路由转发模块包含网络接口、CPU及LTE模块接口，所述LTE模块接口一端与基带芯片通信连接，另一端与CPU电连接，所述CPU与网络接口电连接，所述网络接口与无线路由器通信连接。
在上述方案中，所述LTE车载系统、定制回传终端及用户设备同频配置。
在上述方案中，所述基站LTE/LTE-A基站。
在上述方案中，所述Internet公网为以太网、3G核心网络或4G核心网络中的一种。
在上述方案中，所述LTE车载系统与定制回传终端通过无线通信连接，所述定制回传终端与Internet公网通过有线通信连接，所述Internet公网与业务服务器通过有线通信连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过定制回传终端实现目的地址是业务服务器的数据包在系统内部进行回传，回传频率单一，不存在频率干扰问题；
(2)所需设备少、成本低、实际可操作性强；
(3)本发明的定制回传终端采用较大的发射功率和接收增益，同时使用高增益天线，确保了车载LTE系统在Internet公网中连接的可靠性。
附图说明
图1为现有基于LTE的车载数据回传系统的示意图；
图2为本发明提供的基于LTE的车载数据回传系统的示意图；
图3为图1中LTE车载系统的组成框图；
图4为图1中定制回传终端的组成框图；
图5为图3中路由转发模块组成框图；
图6为图3中LTE模块组成框图；
图7为图3中功放模块组成框图；
图8为LTE的车载数据回传系统的连接示意图一；
图9为LTE的车载数据回传系统的连接示意图二。
图中：1、LTE车载系统；1.1、基站；1.2、EPC核心网络；2、定制回传终端；2.1、路由转发模块；2.1a、网络接口；2.1b、CPU；2.1c、LTE模块接口；2.2、LTE模块；2.2a、基带芯片；2.2b、射频芯片；2.2c、射频放大收发电路；2.2d、射频接口；2.3、功放模块；2.3a、射频收发接口电路；2.3b、发射放大电路；2.3c、接收放大电路；2.3d、射频隔离切换电路；2.3e、天线接口；3、业务服务器；4、无线路由器；5、Internet公网；6、用户设备。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如图2所示，为本发明提供的一种基于LTE的车载数据回传系统，包含LTE车载系统1、定制回传终端2及业务服务器3，其中：
LTE车载系统1与定制回传终端2通信连接；
定制回传终端2通过无线路由器4与Internet公网5通信连接；
Internet公网5与业务服务器3通信连接；
LTE车载系统1，用于将覆盖区内的用户设备6发送到目的地址是业务服务器3的数据包强制转发到定制回传终端2上；
定制回传终端2，用于将接收到的由LTE车载系统1覆盖区内的用户设备6发送到目的地址是业务服务器3的数据包经处理后，通过无线路由器4强制转发到Internet公网5上；
Internet公网5，用于将接收到的经由定制回传终端2经处理后、且目的地址是业务服务器3的数据包通过无线路由器4转发到业务服务器3上，从而完成车载LTE系统1覆盖区内的用户对业务服务器3的访问，在系统内实现数据回传功能。
如图3和图8所示，LTE车载系统1包含基站1.1和EPC核心网络1.2；
基站1.1分别与用户设备6和EPC核心网络1.2通信连接，基站1.1用于接收由用户设备6发送到目的地址是业务服务器3的数据包，并将接收到的目的地址是业务服务器3的数据包一方面发送给EPC核心网络1.2，另一方面强制转发到定制回传终端2；
EPC核心网络1.2用于解算从基站1.1发送来的目的地址是业务服务器3的数据包，并判断该数据包的去向。
如图4和图8所示，定制回传终端2包含路由转发模块2.1、LTE模块2.2和功放模块2.3；
功放模块2.3分别与基站1.1和LTE模块2.2通信连接，功放模块2.3用于接收基站1.1发送的目的地址是业务服务器3的数据包，并将接收的目的地址是业务服务器3的数据包信号放大后发送给LTE模块2.2；
LTE模块2.2与路由转发模块2.1通信连接，所述LTE模块2.2用于将功放模块2.3接收的目的地址是业务服务器3的数据包调制成LTE制式信号并发送给路由转发模块2.1；
路由转发模块2.1与无线路由器4通信连接，路由转发模块2.1用于将接收的LTE制式信号发送给无线路由器4，再经无线路由器4发送到Internet公网5上。
如图7和图9所示，功放模块2.3包含射频收发接口电路2.3a、发射放大电路2.3b、接收放大电路2.3c、射频隔离切换电路2.3d及天线接口2.3e，天线接口2.3e一端与基站1.1通信连接，另一端与射频隔离切换电路2.3d电连接，射频隔离切换电路2.3d均与发射放大电路2.3b和接收放大电路2.3c电连接，发射放大电路2.3b和接收放大电路2.3c均与射频收发接口电路2.3a电连接，射频收发接口电路2.3a与LTE模块2.2通信连接。
如图6和图9所示，LTE模块2.2包含基带芯片2.2a、射频芯片2.2b、射频放大收发电路2.2c及射频接口2.2d，射频接口2.2d一端与射频收发接口电路2.3a通信连接，另一端与射频放大收发电路2.2c电连接，射频放大收发电路2.2c与射频芯片2.2b电连接，射频芯片2.2b与基带芯片2.2a电连接，基带芯片2.2a与路由转发模块2.1通信连接。
如图5和图9所示，路由转发模块2.1包含网络接口2.1a、CPU2.1b及LTE模块接口2.1c，LTE模块接口2.1c一端与基带芯片2.2a通信连接，另一端与CPU2.1b电连接，CPU2.1b与网络接口2.1a电连接，网络接口2.1a与无线路由器4通信连接。
其中，LTE车载系统1、定制回传终端2及用户设备6同频配置。
其中，基站1.1为LTE/LTE-A基站。
其中，Internet公网5为以太网、3G核心网络或4G核心网络中的一种。
其中，LTE车载系统1与定制回传终端2通过无线通信连接，定制回传终端2与Internet公网5通过有线通信连接，Internet公网5与业务服务器3通过有线通信连接。
本发明的LTE车载数据回传实现过程如下：LTE车载系统1开启后，用户设备6接入LTE车载系统1，并被系统分配一个IP地址(如30.41.1.2)，定制回传终端2通过无线连接的方式自动接入LTE车载系统1，并被系统分配一个IP地址(如30.41.1.3)，同时定制回传终端2就近接入一个能上Internet公网5的无线路由器4，无线路由器4给定制回传终端2分配一个IP地址(如192.168.1.100)，远端的业务服务器3接入Internet公网5，并具有静态固定IP地址(如8.8.2.2)；
用户设备1中的app程序连接到业务服务器3后需完成注册才可开展业务，完成注册的用户设备6向业务服务器3发送一个IP数据包，目的地址为业务服务器3的IP地址(如8.8.2.2)，源地址为用户设备6的IP地址(如30.41.1.2)，该数据包通过LTE空口协议到达LTE车载系统1的基站1.1，通过基站1.1将目的地址为业务服务器3的IP地址数据包一方面发送到LTE车载系统1的EPC核心网络1.2中解算出该IP数据包，同时判断该数据包的去向，另一方面强制发送到定制回传终端2，由于定制回传终端2具有开放式的数据转发功能，能将目的地址为业务服务器3的IP地址数据包直接转发到可以连接Internet公网5的无线路由器4中，无线路由器4再通过Internet公网5将IP数据包转发到对应的目的地址(即业务服务器3)中，从而实现用户设备6通过app程序与业务服务器之间的通信。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明的说明书内容所作的等效流程变换，或直接或间接应用在其他相关技术领域，均同理包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，包含LTE车载系统(1)、定制回传终端(2)及业务服务器(3)；
所述LTE车载系统(1)与定制回传终端(2)通信连接；
所述定制回传终端(2)通过无线路由器(4)与Internet公网(5)通信连接；
所述Internet公网(5)与业务服务器(3)通信连接；
所述LTE车载系统(1)，用于将覆盖区内的用户设备(6)发送到目的地址是业务服务器(3)的数据包强制转发到定制回传终端(2)上；
所述定制回传终端(2)，用于将接收到的由LTE车载系统(1)覆盖区内的用户设备(6)发送到目的地址是业务服务器(3)的数据包经处理后，通过无线路由器(4)强制转发到Internet公网(5)上；
所述Internet公网(5)，用于将接收到的经由定制回传终端(2)经处理后、且目的地址是业务服务器(3)的数据包通过无线路由器(4)转发到业务服务器(3)上，从而完成车载LTE系统(1)覆盖区内的用户对业务服务器(3)的访问，在系统内实现数据回传功能。
2.根据权利要求1所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述LTE车载系统(1)包含基站(1.1)和EPC核心网络(1.2)；
所述基站(1.1)分别与用户设备(6)和EPC核心网络(1.2)通信连接，所述基站(1.1)用于接收由用户设备(6)发送到目的地址是业务服务器(3)的数据包，并将接收到的目的地址是业务服务器(3)的数据包一方面发送给EPC核心网络(1.2)，另一方面强制转发到定制回传终端(2)；
所述EPC核心网络(1.2)用于解算从基站(1.1)发送来的目的地址是业务服务器(3)的数据包，并判断该数据包的去向。
3.根据权利要求2所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述定制回传终端(2)包含路由转发模块(2.1)、LTE模块(2.2)和功放模块(2.3)；
所述功放模块(2.3)分别与基站(1.1)和LTE模块(2.2)通信连接，所述功放模块(2.3)用于接收基站(1.1)发送的目的地址是业务服务器(3)的数据包，并将接收的目的地址是业务服务器(3)的数据包信号放大后发送给LTE模块(2.2)；
所述LTE模块(2.2)与路由转发模块(2.1)通信连接，所述LTE模块(2.2)用于将功放模块(2.3)接收的目的地址是业务服务器(3)的数据包调制成LTE制式信号并发送给路由转发模块(2.1)；
所述路由转发模块(2.1)与无线路由器(4)通信连接，所述路由转发模块(2.1)用于将接收的LTE制式信号发送给无线路由器(4)，再经无线路由器(4)发送到Internet公网(5)上。
4.根据权利要求3所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述功放模块(2.3)包含射频收发接口电路(2.3a)、发射放大电路(2.3b)、接收放大电路(2.3c)、射频隔离切换电路(2.3d)及天线接口(2.3e)，所述天线接口(2.3e)一端与基站(1.1)通信连接，另一端与射频隔离切换电路(2.3d)电连接，所述射频隔离切换电路(2.3d)均与发射放大电路(2.3b)和接收放大电路(2.3c)电连接，所述发射放大电路(2.3b)和接收放大电路(2.3c)均与射频收发接口电路(2.3a)电连接，所述射频收发接口电路(2.3a)与LTE模块(2.2)通信连接。
5.根据权利要求4所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述LTE模块(2.2)包含基带芯片(2.2a)、射频芯片(2.2b)、射频放大收发电路(2.2c)及射频接口(2.2d)，所述射频接口(2.2d)一端与射频收发接口电路(2.3a)通信连接，另一端与射频放大收发电路(2.2c)电连接，所述射频放大收发电路(2.2c)与射频芯片(2.2b)电连接，所述射频芯片(2.2b)与基带芯片(2.2a)电连接，所述基带芯片(2.2a)与路由转发模块(2.1)通信连接。
6.根据权利要求5所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述路由转发模块(2.1)包含网络接口(2.1a)、CPU(2.1b)及LTE模块接口(2.1c)，所述LTE模块接口(2.1c)一端与基带芯片(2.2a)通信连接，另一端与CPU(2.1b)电连接，所述CPU(2.1b)与网络接口(2.1a)电连接，所述网络接口(2.1a)与无线路由器(4)通信连接。
7.根据权利要求1所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述LTE车载系统(1)、定制回传终端(2)及用户设备(6)同频配置。
8.根据权利要求2所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述基站(1.1)为LTE/LTE-A基站。
9.根据权利要求1所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述Internet公网(5)为以太网、3G核心网络或4G核心网络中的一种。
10.根据权利要求1所述的基于LTE的车载数据回传系统，其特征在于，所述LTE车载系统(1)与定制回传终端(2)通过无线通信连接，所述定制回传终端(2)与Internet公网(5)通过有线通信连接，所述Internet公网(5)与业务服务器(3)通过有线通信连接。
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