CN111918242A - 用于列车与地面的无线通信装置及实现高带宽通信的方法 - Google Patents
用于列车与地面的无线通信装置及实现高带宽通信的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111918242A CN111918242A CN202010807295.9A CN202010807295A CN111918242A CN 111918242 A CN111918242 A CN 111918242A CN 202010807295 A CN202010807295 A CN 202010807295A CN 111918242 A CN111918242 A CN 111918242A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- train
- wireless
- bridging device
- trackside
- channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000006854 communication Effects 0.000 title claims abstract description 92
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 12
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
- H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
- H04W4/42—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for mass transport vehicles, e.g. buses, trains or aircraft
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
- H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
- H04W4/44—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for communication between vehicles and infrastructures, e.g. vehicle-to-cloud [V2C] or vehicle-to-home [V2H]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
- H04W36/08—Reselecting an access point
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
- H04W36/16—Performing reselection for specific purposes
- H04W36/18—Performing reselection for specific purposes for allowing seamless reselection, e.g. soft reselection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于列车与地面的无线通信装置及其实现高带宽的通信方法，包括：设于车头车上无线桥接装置，设于车尾上的车上无线桥接装置，以及设于轨道旁的至少一轨旁无线桥接装置；车上无线桥接装置与轨旁无线桥接装置分别采用第一和第二信道无线通信连接，以及用于判断列车行驶方向的联动模块。车头及车尾双向采用不同信道与地面通信无线桥接，创造性地引入了联动模块，根据列车钥匙的启动动作判断车辆车头方向，解决了实现高带宽桥接链接目标中的列车两端分别达到最高带宽问题。大大提高了接入带宽，有效避免单向通信受阻而影响列车内通信服务需求。
Description
技术领域
本发明涉及轨道列车通信技术领域，尤其涉及一种用于列车与地面的无线通信装置及实现高带宽通信的方法。
背景技术
现有的列车内无线网络系统与隧道，地面需要建立无线连接信息服务；而现有运营商在地铁中提供的3G/4G无线通信系统普遍采用隧道漏缆覆盖方式，由于列车金属车体阻挡，到车厢内信号衰减严重，无法提供高带宽的信息服务，由于车厢内乘客密度特别大，乘客需要高带宽的无线网络，特别是地铁在高峰时期由于峰值在线人数区大，经常无法打通运营商电话，或列车满载情况下，平均每平米有超过5个人，人体对无线信号遮挡严重，无法达到高质量的无线覆盖效果。目前解决该技术问题的方式是通过运营商网络技术或者自建WLAN桥接技术。运营商网络方式，通过在列车上部署无线终端与沿轨旁铺设的运营商基站进行桥接，由于运营商网络所使用的技术标准如3G、LTE等天生适用于快速移动的场景，因此使用该种方式实现起来最简单，但需要持续缴纳网络使用费用，并且可提供的桥接带宽在100Mbps以下；自建WLAN桥接技术只需要一次成本投入，但WLAN标准只针对静止或者慢速移动场景，在地铁列车这种快速移动的场景中使用需要解决的问题比较多。现有的地铁列车桥接WLAN解决方案更多的是解决列车快速行驶过程中车上桥接装置如何快速、无缝的与轨旁桥接装置进行桥接及漫游，仅解决了桥接链路的可用问题，没有过多考虑能提供多大的桥接带宽问题；但随着社会的发展，各种高流量的音、视频应用对带宽的需求也越来越高，因此在目前的实际场景中，除解决上述桥接链路可用的问题外，提供一个高带宽的桥接链路也是同等重要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种WLAN桥接解决方案，同时实现快速桥接以及提供高速率桥接带宽的解决方案。在实际应用中，本发明所提供的解决方案可以实现列车在运行状态下达到平均300Mbps以上的桥接带宽，静止状态下可达到600Mbps以上的桥接带宽。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于列车与地面的无线通信装置，其包括：设置于列车车头上的第一车上无线桥接装置，设于列车车尾上的第二车上无线桥接装置，设于列车行驶的轨道一旁的至少第一上行轨旁无线桥接装置、第二上行轨旁无线桥接装置，以及设于列车行驶轨道另一旁的第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置；列车上行时，所述第一车上无线桥接装置与第一上行轨旁无线桥接装置采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置与第二上行轨旁无线桥接装置采用第二信道无线通信连接；反之，当列车下行时，所述第一车上无线桥接装置与第一下行轨旁无线桥接装置采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置与第二下行轨旁无线桥接装置采用第二信道无线通信连接；其中，所述第一车上无线桥接装置上还连接有第一联动模块，所述第二车上无线桥接装置还连接有第二联动模块，所述第一联动模块和第二联动模块均用于判断列车上行或下行的行车状态。
其中，所述第一车上无线桥接装置和第二车上无线桥接装置结构相同，均包括：车载AP，以及与所述车载AP连接的车载天线。
其中，所述的第一联动模块和第二联动模块相同，均包括：电连接于所述车载AP的继电器，所述继电器输入端电连接于汽车启动钥匙联动电源，当列车钥匙插入钥匙孔后，汽车启动钥匙联动电源触发继电器闭合，车载AP接收到继电器闭合信号后，判定当前车头为列车行驶方向。
其中，所述第一上行轨旁无线桥接装置、第二上行轨旁无线桥接装置、第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置结构相同，均包括：采用所述第一信道通信的第一射频单元，与所述第一射频单元连接的第一天线和第二天线；采用所述第二信道通信的第二射频单元，以及与所述第二射频单元连接的第三天线和第四天线；其中所述第一天线与第三天线之间设有第一功分器，所述第二天线和第四天线之间设有第二功分器。
其中，所述第一车上无线桥接装置、第二车上无线桥接装置与第一上行轨旁无线桥接装置、第二上行轨旁无线桥接装置、第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置均采用802.11AC标准通信。
其中，所述第一信道采用信道36,80MHZ频宽信道；所述第二信道采用信道52,80MHZ频宽信道。
其中，所述第一车上无线桥接装置和第二车上无线桥接装置为用户提供的数据服务包括文本、音频和视频。
其中，列车行驶的轨道旁设有若干组所述的第一上行轨旁无线桥接装置、第二上行轨旁无线桥接装置、第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置，在列车行驶中，根据行驶方向，采用分段与第一车上无线桥接装置、第二车上无线桥接装置连接的方式实现通信互联。
为实现高带宽的桥接链路，需要满足两个条件：一是列车车头车尾两端同时与轨旁桥接装置建立链路，并且可以叠加这两条链路的带宽；二是各端链路采用不同信道，且都能实现本端链路带宽的最大化。第一点可以通过列车上业务接入设备通过负载均衡算法将应用数据流均衡到两端桥接链路来实现；本领域专业人员应该知道，为实现第二点目标，要求两端采用不同的信道、桥接链路的信号强度始终处于高信噪比状态，同时信道频宽能最大化利用频谱资源。最新的802.11AC WLAN标准在中国有36、52以及149这3个80MHz频宽信道资源，但目前随着无线热点的广泛使用以及双频无线终端的普及，149～165这5个信道基本都用于提供无线覆盖接入，因此实现第2点目标的最佳方案是列车两端桥接装置分别采用36以及52这两个80MHz频宽信道，同时确保桥接链路的信号强度始终处于高信噪比状态。
列车两端桥接装置使用不同信道实现高带宽，必须解决不管列车行驶在哪个方向，列车两端桥接装置的信道始终与该方向轨旁桥接装置的信道完全匹配，确保桥接链路的信号强度一直保持高信噪比的问题。如果不能解决这个问题，可能列车在上行方向可实现最大桥接带宽，但列车行驶到终点站掉头后车尾变车头，桥接链路的信号强度就会一直保持在低信噪比状况，链路带宽会急剧下降，反之亦然。因此如何确保不管列车在哪个方向行驶，列车两端桥接链路始终可以用高信噪比的信号强度与访方向轨旁桥接装置进行桥接是实现不同信道高带宽的最大难题。一种比较简单的实现方案是如图5所示利用功分器为轨旁桥接装置的两个射频卡分别设置两付天线，这样不管列车行驶在哪个方向，都能与轨旁桥接装置建立高信号强度的桥接链路。但该方案存在两个缺点，1是无法最大化利用频谱资源，受地铁物理环境影响，图中①、②这两扇天线或者③、④这两扇天线安装位置彼此间隔都非常小，如果采用前文中提到的最佳信道配置即36、52两个80MHz频宽信道，将会产生较大的邻频干扰，导致桥接链路带宽的下降；如果选用两个40MHz频宽的信道来解决邻频干扰，这样又无法最大化利用频谱资源，无法达到桥接性能最优；另一个缺点就是该方案在以下地铁线路场景如地面线路以及双方向轨道比较靠近的地下线路容易发生列车桥接到对面方向的轨旁桥接装置，即错桥现象，特别是地面双方向轨道比较靠近的场景中错桥现象会比较严重，在实际应用中经过测试，错桥现象会使桥接带宽下降30％～40％左右。
本实施例创造性的引入了“桥接联动装置”加列车桥接装置软件算法的组合方式来解决第2点目标中的问题。在本发明方案中轨旁桥接装置的信道使用两个80MHz频宽的信道设置，轨旁桥接装置根据本侧线路列车行驶的方向依次将面向车头方向的射频卡始终设置为CH_H信道，另一个射频卡信道设置为CH_T信道；车上桥接装置的信道缺省为CH_T信道即默认为车尾。桥接联动装置能够与列车启动钥匙联动，当检测到列车一端插入列车钥匙启动列车后，列车桥接装置内的软件判断此端为车头方向，将列车此端桥接装置的信道修改为CH_H信道，另一端由于没有检测到列车启动钥匙信号，保持缺省的CH_T信道。通过这种组合方式，不管列车行驶在哪个方向或者列车维修过程中解边重组导致的车头车尾对调，都可以准确判断车头方向，解决第2点目标中的高信号强度、最佳信道设置以及错桥问题，从而提供稳定的高带宽桥接链路。
因此，提出一种实现高宽带的无线桥接通信方法，基于如上任意一项所述的用于列车与地面的无线通信装置，其包括以下步骤：
在列车的车头位置设置第一车上无线桥接装置，在车尾位置设置第二车上无线桥接装置；
在列车所行使的轨道一旁设置若干第一上行轨旁无线桥接装置和第二上行无线桥接装置，在列车行驶轨道的另一旁设置若干第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置；
在第一车上无线桥接装置上设置第一联动模块，在第二车上无线桥接装置上设置第二联动模块，所述第一联动模块和第二联动模块用于检测列车的行驶方向；
根据第一联动模块和第二联动模块确定的列车行驶方向，列车上行时，车头位置的第一车上无线桥接装置与第一上行轨旁无线桥接装置采用第一信道通信连接；同时车尾的第二车上无线桥接装置与第二上行轨旁无线桥接装置采用第二信道通信连接；反之，当列车下行时，所述第一车上无线桥接装置与第一下行轨旁无线桥接装置采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置与第二下行轨旁无线桥接装置采用第二信道无线通信连接。
其中，所述第一信道被配置为信道36,80MHZ频宽信道，所述第二信道被配置为信道52,80MHZ频宽信道。
与现有技术相比，本发明的一种用于列车与地面的无线通信装置及实现高带宽无线桥接通信方法，其通过在列车部署无线桥接装置能够在列车内无线网络覆盖提供高带宽连接服务，列车车头，车尾部署无线车地接入点AP，避免了列车与地面通信服务的限制，列车车头，车尾双向采用不同信道与地面通信无线桥接，创造性地引入了联动模块，根据列车钥匙的启动动作判断车辆车头方向，解决了实现高带宽桥接链接目标中的列车两端分别达到最高带宽所遇到的问题。大大提高了接入带宽，有效避免单向通信受阻而影响列车内通信服务需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为现有技术中地铁存在的两种站台设计示意图。
图2为本发明的用于列车与地面的无线通信装置的列车上行桥接示意图。
图3为本发明的用于列车与地面的无线通信装置的列车下行桥接示意图。
图4为本发明的用于列车与地面的无线通信装置的第一联动模块和第二联动模块的结构示意图。
图5为本发明的用于列车与地面的无线通信装置的实现不同信道高带宽桥接链路的示意图。
图6为本发明的实现高宽带的无线桥接通信方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
请参阅图2，本实施提供了一种用于列车与地面的无线通信装置，其包括：设置于列车车头上的第一车上无线桥接装置1，设于列车车尾上的第二车上无线桥接装置2，以及设于列车行驶的轨道一旁的至少第一上行轨旁无线桥接装置TS2和第二上行轨旁无线桥接装置TS1。其中，当列车上行时，所述第一车上无线桥接装置1与第一上行轨旁无线桥接装置TS2采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置2与第二上行轨旁无线桥接装置TS1采用第二信道无线通信连接。由于车头和车尾分别采用两个不同的信道无线通信连接，因此连接车内AP的用户端的宽带等于车头和车尾两端带宽叠加，且互不干涉。由于实际地铁站台存在侧式站台和岛式站台两种设计，岛式站台由于中间存在屏障隔离，因此无论列车行驶放下如何，都不会与相反行驶方向的轨旁无线桥接装置错误桥接。但对于侧式站台，则存在桥接错误的风险，因此，所述第一车上无线桥接装置1上还连接有第一联动模块LA2，所述第二车上无线桥接装置2还连接有第二联动模块LA1，所述第一联动模块LA2和第二联动模块LA1均用于判断列车上行或下行的行车状态。
请再次参阅图3，当列车与图1运行方向相反时，例如反向运行时，该用于列车与地面的无线通信装置，同样包括：设置于列车车头上的第一车上无线桥接装置1，设于列车车尾上的第二车上无线桥接装置2，以及设于列车行驶的轨道一旁的至少第一下行轨旁无线桥接装置TS1和第二下行轨旁无线桥接装置TS2。此时，所述第一车上无线桥接装置1与第一下行轨旁无线桥接装置TS1采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置2与第二下行轨旁无线桥接装置TS2采用第二信道无线通信连接。同理，为了解决侧式站台可能导致的桥接错误，所述第一车上无线桥接装置1上还连接有第一联动模块LA1，所述第二车上无线桥接装置2还连接有第二联动模块LA2，所述第一联动模块LA1和第二联动模块LA2均用于判断列车上行或下行的行车状态。
请再次参阅图2和图3，所述第一车上无线桥接装置1和第二车上无线桥接装置2结构相同，均包括：车载AP，以及与所述车载AP连接的车载天线。具体的，第一车上无线桥接装置1包括车载AP11，与所述车载AP11连接的车载天线ANT_11；第二车上无线桥接装置2包括车载AP12，连接于车载AP12的车载天线ANT_12。
请参阅图4，所述的第一联动模块LA1和第二联动模块LA2相同，均包括：电连接于所述车载AP的继电器，所述继电器输入端电连接于汽车启动钥匙联动电源，当列车钥匙插入钥匙孔后，汽车启动钥匙联动电源触发继电器闭合，车载AP接收到继电器闭合信号后，判定当前车头为列车行驶方向。
其中，所述第一上行轨旁无线桥接装置TS2、第二上行轨旁无线桥接装置TS1以及第一下行轨旁无线桥接装置、第二下行轨旁无线桥接装置结构均相同，以其中第一轨旁无线桥接装置TS2为例，其包括：采用所述第一信道通信的第一射频单元RT，与所述第一射频单元RT连接的第一天线1和第二天线2；采用所述第二信道通信的第二射频单元RH，以及与所述第二射频单元RH连接的第三天线3和第四天线4。同理，第二轨旁无线桥接装置TS1包括采用所述第二信道通信的第一射频单元RT，与所述第一射频单元RT连接的第一天线ANT_T；采用所述第一信道通信的第二射频单元RH，以及与所述第二射频单元RH连接的第二天线ANT_H。
所述第一信道采用信道36,80MHZ频宽信道；所述第二信道采用信道52,80MHZ频宽信道。
在本实施例，所述第一车上无线桥接装置1、第二车上无线桥接装置2与第一轨旁无线桥接装置TS2和第二轨旁无线桥接装置TS1均采用802.11AC标准通信。
于其他实施例中，所述第一车上无线桥接装置1、第二车上无线桥接装置2与第一轨旁无线桥接装置TS2和第二轨旁无线桥接装置TS1也可以均采用5G标准通信。
其中，所述第一车上无线桥接装置和第二车上无线桥接装置为用户提供的数据服务包括文本、音频和视频。
其中，列车行驶的轨道旁设有若干组所述的第一轨旁无线桥接装置和第二轨旁无线桥接装置，在列车行驶中，采用分段与第一车上无线桥接装置、第二车上无线桥接装置互联的方式实现通信连接。以图2所示，所述第一车上无线桥接装置1和第二车上无线桥接装置与车载无线通信系统通信互联，所述第一轨旁无线桥接装置TS1、第二轨旁无线桥接装置TS2、第三轨旁无线桥接装置TS3、第四轨旁无线桥接装置TS4均与地面基站通信互联，为乘客提供无线数据服务。车载AP11、车载AP12和轨旁AP_S1、AP_S2均为用于轨道交通的无线接入点装置。在本实施中，第一轨旁无线桥接装置TS1、第二轨旁无线桥接装置TS2、第三轨旁无线桥接装置TS3、第四轨旁无线桥接装置TS4，仅为部分轨旁无线桥接装置。在其它实施例中，可根据通信需要加设更多轨旁无线桥接装置。
具体的，所述的第一轨旁无线桥接装置TS1、第二轨旁无线桥接装置TS2、第三轨旁无线桥接装置TS3、第四轨旁无线桥接装置TS4均设于列车行驶途经隧道或轨道旁，并且根据需要设有若干组轨旁无线桥接装置。所述所有轨旁桥接装置AP的第一射频单元RH信道为CH_H，第二射频单元RT信道为CH_T。
如附图2所示，此时车头上的车载AP11的信道为CH_H，与轨旁AP_S2的RH射频互联通信，车尾车载AP12的信道为CH_T，与轨旁AP_S1的RT射频互联通信。车头与车尾会同时保持与轨旁AP的互联通信，列车与地面通信的带宽是车头车尾两端链路带宽的叠加，同时车头车尾任意一端的链路中断不会对列车与地面的通信造成影响。随着列车的行进，车头AP11会依次与轨旁AP_S3、AP_S4等的RH射频互联通信，车尾AP12会依次与轨旁AP_S2、AP_S3、AP_S4等的RT射频互联通信。通过调整通信协议，乘客在第一次接入列车内的无线网络服务后，之后行进途中，无需再次重连，由设于轨旁的若干轨旁无线桥接装置与车上无线桥接装置无缝对接，对于乘客而言，不会感觉到网络接入点的切换。车载AP多重链路机制，在软件层改进算法，该算法允许车载AP在与旧轨旁AP(如APn)脱离前与新的轨旁AP建立连接，同时让地面通信装置刷新MAC地址表，从地面通信装置返回的数据包可以正确地从新轨旁AP传输回车载通信装置，即在中断前连接。再加上相邻AP彼此重叠足够的区域，就能够实现零切换时间。所有与切换有关的处理，在列车运行在相邻轨旁AP重叠区域内都会完成，而重叠区域的大小按照列车全速运行来设计，最快切换时延可以小于10ms，可以零丢包切换。
若列车反向行车时，如图3所示，驾驶员会移动到原来的车尾车厢插入列车启动钥匙启动列车，此时车尾车厢变成了车头车厢，车尾联动装备检测到联动信号后通知车载AP12将信道由CH_T变更为CH_H。原车头联动装备检测到联动信号丢失后也通知原车载AP11将信道由CH_H变更为CH_T。后续的通信过程与上述正向行驶一样。
请参阅图6，本实施例还公开了一种列车的无线桥接通信方法，基于如上任一项所述的用于列车与地面的无线通信装置，其包括以下步骤：
步骤S101、在列车的车头位置设置第一车上无线桥接装置，在车尾位置设置第二车上无线桥接装置；
步骤S102、在列车所行使的轨道一旁设置若干第一上行轨旁无线桥接装置和第二上行无线桥接装置，在列车行驶轨道的另一旁设置若干第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置；
步骤S103、在第一车上无线桥接装置上设置第一联动模块，在第二车上无线桥接装置上设置第二联动模块，所述第一联动模块和第二联动模块用于检测列车的行驶方向；
步骤S104、根据第一联动模块和第二联动模块确定的列车行驶方向，列车上行时，车头位置的第一车上无线桥接装置与第一上行轨旁无线桥接装置采用第一信道通信连接；同时车尾的第二车上无线桥接装置与第二上行轨旁无线桥接装置采用第二信道通信连接；反之，当列车下行时，所述第一车上无线桥接装置与第一下行轨旁无线桥接装置采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置与第二下行轨旁无线桥接装置采用第二信道无线通信连接。
其中，所述第一信道被配置为信道36,80MHZ频宽信道，所述第二信道被配置为信道52,80MHZ频宽信道。
与现有技术相比，本发明的一种用于列车与地面的无线通信装置及无线桥接通信方法，其通过在列车部署无线桥接装置能够在列车内无线网络覆盖提供高带宽连接服务，列车车头，车尾部署无线车地接入点AP，避免了列车与地面通信服务的限制，列车车头，车尾双向与地面通信无线桥接，大大提高了接入带宽，有效避免单向通信受阻而影响列车内通信服务需求，同时在车头和车位设置联动模块，根据列车钥匙的启动动作判断车辆行驶方向，从软件层设置桥接方式，避免桥接错误。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，包括：设置于列车车头上的第一车上无线桥接装置，设于列车车尾上的第二车上无线桥接装置，设于列车行驶的轨道一旁的至少第一上行轨旁无线桥接装置、第二上行轨旁无线桥接装置，以及设于列车行驶轨道另一旁的第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置；列车上行时，所述第一车上无线桥接装置与第一上行轨旁无线桥接装置采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置与第二上行轨旁无线桥接装置采用第二信道无线通信连接；反之，当列车下行时，所述第一车上无线桥接装置与第一下行轨旁无线桥接装置采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置与第二下行轨旁无线桥接装置采用第二信道无线通信连接；其中，所述第一车上无线桥接装置上还连接有第一联动模块，所述第二车上无线桥接装置还连接有第二联动模块，所述第一联动模块和第二联动模块均用于判断列车上行或下行的行车状态。
2.根据权利要求1所述的用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，所述第一车上无线桥接装置和第二车上无线桥接装置结构相同，均包括：车载AP，以及与所述车载AP连接的车载天线。
3.根据权利要求2所述的用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，所述的第一联动模块和第二联动模块相同，均包括：电连接于所述车载AP的继电器，所述继电器输入端电连接于汽车启动钥匙联动电源，当列车钥匙插入钥匙孔后，汽车启动钥匙联动电源触发继电器闭合，车载AP接收到继电器闭合信号后，判定当前车头为列车行驶方向。
4.根据权利要求2所述的用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，所述第一上行轨旁无线桥接装置、第二上行轨旁无线桥接装置、第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置结构相同，均包括：采用所述第一信道通信的第一射频单元，与所述第一射频单元连接的第一天线和第二天线；采用所述第二信道通信的第二射频单元，以及与所述第二射频单元连接的第三天线和第四天线；其中所述第一天线与第三天线之间设有第一功分器，所述第二天线和第四天线之间设有第二功分器。
5.根据权利要求1所述的用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，所述第一车上无线桥接装置、第二车上无线桥接装置与第一上行轨旁无线桥接装置、第二上行轨旁无线桥接装置、第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置均采用802.11AC标准通信。
6.根据权利要求1所述的用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，所述第一信道采用信道36,80MHZ频宽信道；所述第二信道采用信道52,80MHZ频宽信道。
7.根据权利要求1所述的用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，所述第一车上无线桥接装置和第二车上无线桥接装置为用户提供的数据服务包括文本、音频和视频。
8.根据权利要求4所述的用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，列车行驶的轨道旁设有若干组所述的第一上行轨旁无线桥接装置、第二上行轨旁无线桥接装置、第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置，在列车行驶中，根据行驶方向，采用分段与第一车上无线桥接装置、第二车上无线桥接装置连接的方式实现通信互联。
9.一种实现高带宽的通信方法，基于如权利要求1至8任一项所述的用于列车与地面的无线通信装置，其特征在于，包括以下步骤：
在列车的车头位置设置第一车上无线桥接装置，在车尾位置设置第二车上无线桥接装置；
在列车所行使的轨道一旁设置若干第一上行轨旁无线桥接装置和第二上行无线桥接装置，在列车行驶轨道的另一旁设置若干第一下行轨旁无线桥接装置和第二下行轨旁无线桥接装置；
在第一车上无线桥接装置上设置第一联动模块，在第二车上无线桥接装置上设置第二联动模块，所述第一联动模块和第二联动模块用于检测列车的行驶方向；
根据第一联动模块和第二联动模块确定的列车行驶方向，列车上行时，车头位置的第一车上无线桥接装置与第一上行轨旁无线桥接装置采用第一信道通信连接；同时车尾的第二车上无线桥接装置与第二上行轨旁无线桥接装置采用第二信道通信连接；反之，当列车下行时，所述第一车上无线桥接装置与第一下行轨旁无线桥接装置采用第一信道无线通信连接，所述第二车上无线桥接装置与第二下行轨旁无线桥接装置采用第二信道无线通信连接。
10.根据权利要求9所述的实现高带宽的通信方法，其特征在于，所述第一信道被配置为信道36,80MHZ频宽信道，所述第二信道被配置为信道52,80MHZ频宽信道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010807295.9A CN111918242B (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 用于列车与地面的无线通信装置及实现高带宽通信的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010807295.9A CN111918242B (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 用于列车与地面的无线通信装置及实现高带宽通信的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111918242A true CN111918242A (zh) | 2020-11-10 |
| CN111918242B CN111918242B (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=73284294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010807295.9A Active CN111918242B (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 用于列车与地面的无线通信装置及实现高带宽通信的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111918242B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112714477A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-27 | 广东省电信规划设计院有限公司 | 地铁通信小区切换方法、装置、通信设备和存储介质 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1946228A (zh) * | 2006-07-21 | 2007-04-11 | 上海大学 | 一种用于轨道通信的无线局域网越区快速切换方法 |
| CN105704740A (zh) * | 2015-06-29 | 2016-06-22 | 南方银谷科技有限公司 | 一种列车车地通信网络系统 |
| CN205498961U (zh) * | 2016-01-28 | 2016-08-24 | 南方银谷科技有限公司 | 一种利用列车信号实现无线传输信道分配装置 |
| CN106161607A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-11-23 | 重庆尚渝网络科技有限公司 | 设备在隧道和机车上的网络系统 |
| KR101687194B1 (ko) * | 2016-06-09 | 2016-12-16 | 고승천 | 무선 통신 단말 및 그 제어 방법 |
| CN107018584A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 南方银谷科技有限公司 | 一种用于列车与地面无线桥接装置及无线通信方法 |
| CN110996299A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-10 | 锐捷网络股份有限公司 | 一种在轨道交通环境中切换信道的方法和无线接入点ap |
-
2020
- 2020-08-12 CN CN202010807295.9A patent/CN111918242B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1946228A (zh) * | 2006-07-21 | 2007-04-11 | 上海大学 | 一种用于轨道通信的无线局域网越区快速切换方法 |
| CN105704740A (zh) * | 2015-06-29 | 2016-06-22 | 南方银谷科技有限公司 | 一种列车车地通信网络系统 |
| CN205498961U (zh) * | 2016-01-28 | 2016-08-24 | 南方银谷科技有限公司 | 一种利用列车信号实现无线传输信道分配装置 |
| CN107018584A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 南方银谷科技有限公司 | 一种用于列车与地面无线桥接装置及无线通信方法 |
| KR101687194B1 (ko) * | 2016-06-09 | 2016-12-16 | 고승천 | 무선 통신 단말 및 그 제어 방법 |
| CN106161607A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-11-23 | 重庆尚渝网络科技有限公司 | 设备在隧道和机车上的网络系统 |
| CN110996299A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-10 | 锐捷网络股份有限公司 | 一种在轨道交通环境中切换信道的方法和无线接入点ap |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112714477A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-27 | 广东省电信规划设计院有限公司 | 地铁通信小区切换方法、装置、通信设备和存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111918242B (zh) | 2024-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110022544B (zh) | 基于lte-u的车地无线综合承载系统和方法 | |
| CN100579276C (zh) | 一种用于轨道通信的无线局域网越区快速切换方法 | |
| CN103813403B (zh) | 基于广播的lte‑r同步操控通信系统及切换方法 | |
| CN111225359B (zh) | 磁悬浮列车车地通信基础设施部署方法 | |
| US20160249233A1 (en) | Providing broadband service to trains | |
| CN103220738B (zh) | 一种高速铁路用数据通信系统及其通信方法 | |
| CN105357766B (zh) | 一种列车无线网络信道分配方法 | |
| CN102869062B (zh) | 一种实现wlan轨道通信系统快速切换的方法 | |
| CN102316472B (zh) | 基于lte的车载接入方法及系统 | |
| US9998976B2 (en) | Method for operating a mobile device and apparatus for handing over a mobile device | |
| KR100921818B1 (ko) | 지하철 무선 영상 전송 장치에서 고속 로밍 및 이중화 시스템 | |
| CN112758140B (zh) | 一种基于车车及车地通信的列车运行控制系统及方法 | |
| CN103249088A (zh) | 车地无线通信系统lte-wlan复合组网方法 | |
| CN111918242B (zh) | 用于列车与地面的无线通信装置及实现高带宽通信的方法 | |
| CN103428709B (zh) | 混合通信方法及系统 | |
| CN106114561A (zh) | Cbtc的无线通信网络系统架构 | |
| CN106257878A (zh) | 一种车载无线通信控制方法,装置及系统 | |
| US20220232402A1 (en) | Method and apparatus for providing communication in high-speed train environment | |
| Berisha et al. | Measurement and analysis of LTE coverage for vehicular use cases in live networks | |
| CN114286410A (zh) | 一种基于列车位置和行驶方向的基站切换方法 | |
| CN108401260A (zh) | 车地无线移动漫游通信系统 | |
| KR20200111042A (ko) | 철도 차량용 무선통신 시스템 | |
| Zhang et al. | The design and performance test of train control data communication systems based on train-to-train communication | |
| CN107018584A (zh) | 一种用于列车与地面无线桥接装置及无线通信方法 | |
| CN214315624U (zh) | 适用于空铁的多网通信融合车地无线数据传输接入装置及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |