CN112788549A - 一种cbtc组播传输方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种CBTC组播传输方法及系统，包括：获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；为发送的car‑state数据包设置发往的IP地址和端口；向所述组播IP地址发送car‑state；核心网收到所述car‑state后，根据所述组播IP地址将所述car‑state映射到预先建立的专用承载上。本发明通过在停车场CBTC系统服务器与核心网及基站间建立用于列车状态信息传输的专用承载，通过该专用承载传输car‑state，并采用组播方式向各列车UE终端传输car‑state，有效节省了传输带宽。

Description

一种CBTC组播传输方法及系统
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种CBTC组播传输方法及系统。
背景技术
在现有的CBTC通信系统中，当多车运行时，停车场需要接收进出列车信息并向列车传递状态信息和控制信息，以协调较多车辆进出停车场，进路状态、移动授权，车次号、列车位置和运行方向的状态信息，列车启动、制动，车门和运行控制的控制信息。当前对于此CBTC停车场业务的处理方式是各列车信号彼此独立发送，即列车进入时停车场信号系统收到该CBTC列车状态信息，停车场ATS(列车自动监控系统)系统收到并处理后向该车传递列车状态和控制信息，协调该列车的进站进路。当多车时，停车场CBTC服务器就需要分别下发各列车的状态和控制业务信息，其业务量可以表示为(列车状态信息car-state+列车控制信息car-act)*车次n，在停车场多车场景下，该业务占用较大的带宽。
因此，需要提出一种新的CBTC带宽资源传输方法，用以解决带宽占用较大的问题。
发明内容
本发明提供一种CBTC组播传输方法及系统，用以解决现有技术中带宽占用较大的缺陷。
第一方面，本发明提供一种CBTC组播传输方法，包括：
获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；
为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；
向所述组播IP地址发送car-state；
核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
进一步地，所述获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号，之前还包括：
基站根据所述核心网的请求建立用于传输car-state的所述专用承载；
在所述基站的协议MAC增加组播专用RNTI，所述组播专用RNTI用于所述基站和所述列车UE终端对组播信息的加扰和解扰。
进一步地，所述为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口，之后还包括：
从ATP系统中获取列车位置信息，根据所述列车位置信息判断列车UE终端是否在组播组内。
进一步地，所述为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口，具体包括：
将所述列车UE终端的IP地址与所述组播IP地址绑定，所述列车UE终端作为接收端即加入组播组，并与所述列车UE端口号绑定。
进一步地，所述核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上，具体包括：
获取与所述car-state相关联的业务流模板中的Packet Filter，通过所述组播IP地址和所述列车UE端口号映射到所述专用承载上。
第二方面，本发明还提供一种CBTC组播传输方法，包括：
获取与CBTC服务器协商的组播IP地址和列车UE端口号；
待所述CBTC服务器将所述组播IP地址和所述列车UE端口号绑定后，加入组播组并绑定所述列车UE端口号；
在所述组播组内通过所述列车UE端口号接收通过所述CBTC服务器发送的car-state，将所述car-state作为列车的car-state。
第三方面，本发明还提供一种CBTC组播传输系统，包括：
第一获取模块，用于获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；
设置模块，用于为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；
第一发送模块，用于向所述组播IP地址发送car-state；
映射模块，用于核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
第四方面，本发明还提供一种CBTC组播传输系统，包括：
第二获取模块，用于获取与CBTC服务器协商的组播IP地址和列车UE端口号；
加入模块，用于待所述CBTC服务器将所述组播IP地址和所述列车UE端口号绑定后，加入组播组并绑定所述列车UE端口号；
第二发送模块，用于在所述组播组内通过所述列车UE端口号接收通过所述CBTC服务器发送的car-state，将所述car-state作为列车的car-state。
第五方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述CBTC组播传输方法的步骤。
第六方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述CBTC组播传输方法的步骤。
本发明提供的CBTC组播传输方法及系统，通过在停车场CBTC系统服务器与核心网及基站间建立用于列车状态信息传输的专用承载，通过该专用承载传输car-state，并采用组播方式向各列车UE终端传输car-state，有效节省了传输带宽。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的CBTC组播传输方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的CBTC组播传输流程示意图；
图3是本发明提供的CBTC组播传输方法的流程示意图之二；
图4是本发明提供的CBTC组播传输系统的结构示意图之一；
图5是本发明提供的CBTC组播传输系统的结构示意图之二；
图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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。
针对现有技术存在的问题，降低多车进出停车场的场景下CBTC对带宽的占用，本发明提出一种CBTC组播传输方法，如图1所示，本实施例的执行主体为停车场内的CBTC服务器一侧，包括：
101，获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；
102，为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；
103，向所述组播IP地址发送car-state；
104，核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
具体地，本发明通过在停车场CBTC系统服务器与核心网和基站之间建立一个用于列车状态信息传输的专用承载，通过该承载传输car-state，然后采用组播的方式向各列车UE终端传输car-state，其业务量表示为car-state+car-act*n，具体流程如图2所示。
可以理解的是，在CBTC服务器、核心网和基站、列车UE终端之间建立专用通信链路用于传输列车信息，停车场内各列车UE终端作为组播组成员，进出场段的同时也能动态加入或离开组播组，方法需要实现以下步骤：
1)eNB根据核心网的请求建立用于传输car-state的专用承载；
2)在eNB协议MAC层增加一个G-RNTI(组播专用RNTI)，用于停车场基站和列车UE对组播信息的加扰和解扰；
3)CBTC服务器与列车UE终端约定IP-G(组播IP地址)和Port-G(列车UE端口号)用于car-state的传输；
4)CBTC服务器为发送的car-state数据包设置发往的IP和端口即IP-G和Port-G，服务器将列车UE本机IP与IP-G绑定，列车UE作为接收端，即加入组播组，同时列车UE绑定Port-G；
5)CBTC服务器根据从ATP(列车自动防护系统)系统获取的列车位置信息判断该列车UE是否在组播组内；
6)CBTC服务器向IP-G发送car-state；
7)核心网收到服务器发来的car-state后根据IP-G将其映射到其专用承载上；
8)列车UE在组播组内在Port-G上接收car-state，即为该列车的car-state。
本发明通过在CBTC服务器、核心网和基站、列车UE终端之间建立专用通信链路，用于组播时承载打包的各列车UE car-state，将组播技术应用在CBTC业务传输中，减少CBTC服务器传输列车状态信息的业务量。
基于上述实施例，该方法中步骤S1之前还包括：
基站根据所述核心网的请求建立用于传输car-state的所述专用承载；
在所述基站的协议MAC增加组播专用RNTI，所述组播专用RNTI用于所述基站和所述列车UE终端对组播信息的加扰和解扰。
基于上述任一实施例，该方法中步骤S2之后还包括：
从ATP系统中获取列车位置信息，根据所述列车位置信息判断列车UE终端是否在组播组内。
具体地，本发明与现有停车场信号系统在这方面的业务处理方式相比，本发明中CBTC服务器需要获取停车场边界区域信息，由CBTC服务器根据列车位置是否在停车场范围内来判断列车UE是否在组播组内，对列车信息的业务处理表现在car-state在其相应的专用承载上传输，这样CBTC服务器只需发送一次car-state，然后经过组播路由在组播组内向列车发送car-state，这样改进后业务量减少为car-state+car-act*n，CBTC服务器发送列车状态信息car-state次数得到减少，减少了car-state的冗余发送。
本发明中CBTC服务器根据列车位置是否在停车场范围内来判断列车UE是否在组播组内，用以确定car-state需要包含的列车信息，列车也可根据实际情况主动加入或离开组播组。
基于上述任一实施例，该方法中步骤S2具体包括：
将所述列车UE终端的IP地址与所述组播IP地址绑定，所述列车UE终端作为接收端即加入组播组，并与所述列车UE端口号绑定。
具体地，CBTC服务器将列车UE本机IP与IP-G绑定，列车UE作为接收端，即加入组播组，同时列车UE绑定Port-G。
在各列车UE终端建立一个组播组，列车在开始或结束正线运营进出停车场时会触发对应的进出场线信息，以列车进出场线位置为停车场边界区域信息，停车场CBTC服务器根据获取的列车位置信息确定哪些列车UE在组播组内，列车UE作为组成员，其关系管理即组播路由上建立的直联网段的组成员信息，ATP系统会自动连续地对列车位置进行检测并动态更新，列车UE也可主动报告加入或离开该组播组，也就实现了列车进出站的同时列车UE动态加入或离开组播组。CBTC服务器根据获取的列车位置来判断该列车UE是否在组播组内，用以确定car-state需要包含哪些列车的信息。组内列车的car-state作为一个整体，CBTC服务器通过专用通信链路发送car-state就需要确定组成员信息，并且服务器作为源主机向列车UE所在组播组发送car-state，核心网根据IP-G映射到G-RNTI，组播路由根据列车UE目的地址查找转发路径，列车UE在对应的Port-G上接收本列车的car-state并用G-RNTI解扰收到的信息。
基于上述任一实施例，所述核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上，具体包括：
获取与所述car-state相关联的业务流模板中的Packet Filter，通过所述组播IP地址和所述列车UE端口号映射到所述专用承载上。
具体地，对于专用承载，需要明确传输数据流到该专用承载的映射关系，这通过与之相关联的TFT(业务流模板)中的Packet Filter实现，通过IP地址和端口号映射到传输car-state的专用承载上，列车UE终端在对应的端口号收到的信息即可被认为是该列车的状态信息。
基于上述任一实施例，图3是本发明提供的CBTC组播传输方法的流程示意图之二，本实施例的执行主体是列车UE终端一侧，包括：
201，获取与CBTC服务器协商的组播IP地址和列车UE端口号；
202，待所述CBTC服务器将所述组播IP地址和所述列车UE端口号绑定后，加入组播组并绑定所述列车UE端口号；
203，在所述组播组内通过所述列车UE端口号接收通过所述CBTC服务器发送的car-state，将所述car-state作为列车的car-state。
具体地，在CBTC服务器、核心网和基站、列车UE终端之间建立专用通信链路用于传输列车信息，停车场内各列车UE终端作为组播组成员，进出场段的同时也能动态加入或离开组播组，方法需要实现以下步骤：
1)eNB根据核心网的请求建立用于传输car-state的专用承载；
2)在eNB协议MAC层增加一个G-RNTI(组播专用RNTI)，用于停车场基站和列车UE对组播信息的加扰和解扰；
3)CBTC服务器与列车UE终端约定IP-G(组播IP地址)和Port-G(列车UE端口号)用于car-state的传输；
4)CBTC服务器为发送的car-state数据包设置发往的IP和端口即IP-G和Port-G，服务器将列车UE本机IP与IP-G绑定，列车UE作为接收端，即加入组播组，同时列车UE绑定Port-G；
5)CBTC服务器根据从ATP(列车自动防护系统)系统获取的列车位置信息判断该列车UE是否在组播组内；
6)CBTC服务器向IP-G发送car-state；
7)核心网收到服务器发来的car-state后根据IP-G将其映射到其专用承载上；
8)列车UE在组播组内在Port-G上接收car-state，即为该列车的car-state。
本发明通过在CBTC服务器、核心网和基站、列车UE终端之间建立专用通信链路，用于组播时承载打包的各列车UE car-state，将组播技术应用在CBTC业务传输中，减少CBTC服务器传输列车状态信息的业务量。
下面对本发明提供的CBTC组播传输系统的结构进行描述，下文描述的CBTC组播传输系统与上文描述的CBTC组播传输方法可相互对应参照。
图4是本发明提供的CBTC组播传输系统的结构示意图，如图4所示，包括：第一获取模块41、设置模块42、第一发送模块43和映射模块44；其中：
第一获取模块41用于获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；设置模块42用于为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；第一发送模块43用于向所述组播IP地址发送car-state；映射模块44用于核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
图5是本发明提供的CBTC组播传输系统的结构示意图之二，如图5所示，包括：第二获取模块51、加入模块52和第二发送模块53；其中：
第二获取模块51用于获取与CBTC服务器协商的组播IP地址和列车UE端口号；加入模块52用于待所述CBTC服务器将所述组播IP地址和所述列车UE端口号绑定后，加入组播组并绑定所述列车UE端口号；第二发送模块53用于在所述组播组内通过所述列车UE端口号接收通过所述CBTC服务器发送的car-state，将所述car-state作为列车的car-state。
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(CommunicationsInterface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行CBTC组播传输方法，该方法包括：获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；向所述组播IP地址发送car-state；核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的CBTC组播传输方法，该方法包括：获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；向所述组播IP地址发送car-state；核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的CBTC组播传输方法，该方法包括：获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；向所述组播IP地址发送car-state；核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种CBTC组播传输方法，其特征在于，包括：
获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；
为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；
向所述组播IP地址发送car-state；
核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
2.根据权利要求1所述的CBTC组播传输方法，其特征在于，所述获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号，之前还包括：
基站根据所述核心网的请求建立用于传输car-state的所述专用承载；
在所述基站的协议MAC增加组播专用RNTI，所述组播专用RNTI用于所述基站和所述列车UE终端对组播信息的加扰和解扰。
3.根据权利要求1所述的CBTC组播传输方法，其特征在于，所述为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口，之后还包括：
从ATP系统中获取列车位置信息，根据所述列车位置信息判断列车UE终端是否在组播组内。
4.根据权利要求1所述的CBTC组播传输方法，其特征在于，所述为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口，具体包括：
将所述列车UE终端的IP地址与所述组播IP地址绑定，所述列车UE终端作为接收端即加入组播组，并与所述列车UE端口号绑定。
5.根据权利要求1所述的CBTC组播传输方法，其特征在于，所述核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上，具体包括：
获取与所述car-state相关联的业务流模板中的Packet Filter，通过所述组播IP地址和所述列车UE端口号映射到所述专用承载上。
6.一种CBTC组播传输方法，其特征在于，包括：
获取与CBTC服务器协商的组播IP地址和列车UE端口号；
待所述CBTC服务器将所述组播IP地址和所述列车UE端口号绑定后，加入组播组并绑定所述列车UE端口号；
在所述组播组内通过所述列车UE端口号接收通过所述CBTC服务器发送的car-state，将所述car-state作为列车的car-state。
7.一种CBTC组播传输系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取与列车UE终端协商的组播IP地址和列车UE端口号；
设置模块，用于为发送的car-state数据包设置发往的IP地址和端口；
第一发送模块，用于向所述组播IP地址发送car-state；
映射模块，用于核心网收到所述car-state后，根据所述组播IP地址将所述car-state映射到预先建立的专用承载上。
8.一种CBTC组播传输系统，其特征在于，包括：
第二获取模块，用于获取与CBTC服务器协商的组播IP地址和列车UE端口号；
加入模块，用于待所述CBTC服务器将所述组播IP地址和所述列车UE端口号绑定后，加入组播组并绑定所述列车UE端口号；
第二发送模块，用于在所述组播组内通过所述列车UE端口号接收通过所述CBTC服务器发送的car-state，将所述car-state作为列车的car-state。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述CBTC组播传输方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述CBTC组播传输方法的步骤。
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