CN203167281U - 用于运行线路的交通系统的通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于运行线路的交通系统的通信系统，包括：车站子系统，设置在交通系统的车站处，用于实现车站中的终端设备与外部网络的通信；车对地子系统，用于实现交通工具中的终端设备与外部网络的通信，车对地子系统包括车厢网桥和车对地网桥；以及控制中心，用于对车站子系统和车对地子系统之间的通信进行总体控制。通过本实用新型的技术方案，能够增加人流密度较大的运行线路的交通系统的通信系统的吞吐量，增加该通信系统的带宽，并且能够以大于1Mbps每人的速率为用户提供高速的上网需求，从而使得该通信系统的用户能够享受到高质量、高速度的上网体验。

Description

用于运行线路的交通系统的通信系统

技术领域

本实用新型涉及用于运行线路的交通信息的通信系统。

背景技术

近年来，交通问题一直是困扰城市发展的顽疾。为了应对交通问题，许多运行线路的交通工具应运而生，其中最具代表性的当属地下铁路。地下铁路简称地铁或者地下铁，狭义上专指在地下运行为主的城市铁路系统或者捷运系统；在广义上，由于许多此类的系统为了配合修筑的环境，可能也会有地面化的路段存在，因此通常涵盖了都会地区各种地下与地面上的高密度交通运输系统。

随着地铁逐渐成为城市人口出行的首选交通工具，人们花在乘坐地铁上的时间也越来越多，由此对与地铁的通信系统提出了更高的要求。由于地铁线路复杂，地铁列车的入库出库方式与一般交通工具不同，因此现有的交通通信系统难以适于地铁列车的通信，尤其难以适于地铁交通系统的无线局域网络(WLAN)铺设。

目前，在运行线路的交通系统中，尤其是在地铁轨道中，已经可以布局基本可用的通信系统。然而，目前的通信系统，尤其是无线网络的传输速度并不突出，还不能顺畅的实现视频通话、高速下载等操作，还无法满足广大人民群众对无线通信流量和速率的日益增长的需求。此外，目前在地铁运行过程中经常遇到掉线、数据误传问题，这是由于目前设置在地铁轨道中的无线网络并不稳定，掉包率、误码率都比较高。因此，业界急需一种高性能的无线覆盖方案，以满足民众日益增长的终端设备如智能手机、平板电脑等对互联网访问的需求，并保证网络访问的安全性和稳定性。

实用新型内容

面对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提出了一种运行线路的交通工具中的终端设备与外部网络通信的系统，解决了如何适于运行线路的交通工具的进行无线局域网通信的技术问题。

本实用新型提供了用于运行线路的交通系统的通信系统，包括：车站子系统，设置在交通系统的车站处，用于实现车站中的终端设备与外部网络的通信；车对地子系统，用于实现交通工具中的终端设备与外部网络的通信，车对地子系统包括车厢网桥和车对地网桥；以及控制中心，用于对车站子系统和车对地子系统之间的通信进行总体控制。

优选地，车站子系统中设置有交换机，并为车站中的终端设备提供用于网络通信的多个接入点。

优选地，交换机通过光纤或网络电缆连接至控制中心。

优选地，在车站子系统中设置有至少一个定向天线或至少一个全向天线。

优选地，在车站的站厅和/或站台中设置有全向天线。

优选地，该全向天线包括底板、以及交叉设置的第一介质板和第二介质板，第一介质板和第二介质板立置于底板上，第一介质板具有用于工作在第一频段的多个第一极子，第二介质板具有用于工作在第二频段的至少一个第二极子，多个第一极子中的一个第一极子与其他第一极子的极化方向不同。

优选地，该全向天线包括底板、以及交叉设置的第一介质板和第二介质板，第一介质板和第二介质板立置于底板上，第一介质板具有用于工作在第一频段的第一极子、以及至少一个引向器，第二介质板具有用于工作在第二频段的第二极子。

优选地，车对地子系统还包括：第一通信模块，设置在交通系统的交通工具上，第一通信模块包括车厢网桥；以及第二通信模块，包括多个车对地网桥，多个车对地网桥以预定间隔设置于所述交通工具的运行线路上，其中，第一通信模块与第二通信模块之间利用通信网络进行通信并通过第二通信模块与外部网络进行通信。

优选地，第一通信模块还包括交换机，交换机与车厢网桥通信连接，并为终端设备提供用于网络通信的至少一个接入点。

优选地，当终端设备从第一接入点移动到第二接入点时，系统通过无线接入控制器实现终端设备从所述第一接入点到第二接入点的无缝漫游。

优选地，第二接入点用于将接收到的终端设备的认证和重关联请求发送给无线接入控制器。无线接入控制器包括：认证检测模块，用于在接收到所述第二接入点传送的终端设备的认证和重关联请求时，检测终端设备是否已认证；重关联指示模块，用于在认证检测模块检测到终端设备已通过第一接入点认证时，发送第二接入点与终端设备建立重关联的指示给所述第二接入点。第二接入点还用于在接收到第二接入点与终端设备建立重关联的指示时，与终端设备建立重关联。

优选地，该系统包括第一无线接入控制器和第二无线接入控制器，每个无线接入控制器管理至少一个接入点。第一无线接入控制器包括认证信息分发模块，用于在终端设备通过第一无线接入控制器管理下的第一接入点首次接入无线局域网时，将获得的终端设备的认证信息分发给预先配置的漫游域中的其他无线接入控制器。第二无线接入控制器管理下的第二接入点用于将接收到的来自终端设备的认证和重关联请求传送给第二无线接入控制器。第二无线接入控制器包括：认证检测模块，用于在接收到第二接入点传送的终端设备的认证和重关联请求时，根据存储的终端设备的认证信息检测终端设备是否已认证；重关联指示模块，用于在认证检测模块检测到终端设备已通过第一接入点认证时，发送第二接入点与终端设备建立重关联的指示给第二接入点。第二接入点用于根据第二接入点与终端设备建立重关联的指示与终端设备建立重关联。

优选地，车厢网桥相邻交换机设置。

优选地，多个接入点的数量等于或大于交通工具所具有的车厢数量。

优选地，车厢网桥设置有第一定向天线，多个车对地网桥设置有第二定向天线。

优选地，第二定向天线被定向为与第一定向天线的方向相对，第一定向天线与第二定向天线中接入信号强度最大的天线进行射频通信。

优选地，该第一定向天线包括：设置有至少一个发射电磁波的馈源的第一层板和设置有至少一个网桥天线振子的第二层板，在第一层板上对应于每个馈源的位置处分别形成有供电磁波穿过的缝隙，其中，第一层板和第二层板彼此间隔地固定连接。

优选地，电磁波的发射频率为1.8GHz～12GHz。

优选地，电磁波频率为4.9GHz～6GHz，更优选为5GHz～5.9GHz。

优选地，电磁波频率为2GHz～2.6GHz，更优选为2.4GHz～2.5GHz。

优选地，车厢网桥设置在车厢的前部。

优选地，第二通信模块与交通工具对应站台处的交换机连接，交换机与控制中心连接。

优选地，多个车对地网桥沿运行线路设置在交通工具前进方向的右侧。

优选地，运行线路上设置有侧壁，多个车对地网桥设置在侧壁上。

优选地，运行线路上设置有多个支撑体，多个车对地网桥以预定间隔一一对应地设置在多个支撑体上。

优选地，运行线路上设置有顶壁，多个车对地网桥设置在顶壁上。

优选地，所述预定间隔为0.5米至1000米。

优选地，预定间隔为100米至800米。

优选地，预定间隔为200米至400米。

优选地，多个车对地网桥设置有定向天线。

优选地，第二定向天线包括：反射器以及设于反射器的反射面侧的至少一个天线单元阵列，天线单元阵列包括多个具有第一工作频段的第一天线单元和至少一个具有第二工作频段的第二天线单元，多个第一天线单元围成一周，第二天线单元围于所述多个第一天线单元之中。第一天线单元和第二天线单元均由垂直地固定在同一反射面侧上的介质基板、及形成于介质基板上的主振子和引向器构成；第一天线单元有三个，三个第一天线单元的介质基板各自具有的与反射面垂直的中垂面汇交于一条线，每相邻两中垂面之间夹角为120°；第二天线单元的介质基板垂直于其中一个第一天线单元的介质基板。

优选地，第一天线与多个第二天线中接入信号强度大于-85dB的天线进行射频通信。

优选地，交通系统的交通工具在行驶时始终只向其一侧收发信号。

优选地，控制中心还包括负载均衡模块、流量控制模块、网络管理模块、日志管理模块和认证计费模块。

优选地，交通工具为地铁、轻轨、海底隧道列车、航空交通工具、海运交通工具、高铁或公共汽车。

优选地，通信系统使用无线局域网、3G网络、4G网络、或者微波通信网络。

在本实用新型的系统中，通过采用不同结构配置的定向天线或者全向天线，能够实现该系统中无线网络的全向覆盖，极大程度上提高了无线传输速度，并且降低了信号传输的掉包率和误码率。进一步地，在本实用新型的系统中采用了高速漫游的处理方式，能够使终端设备在高速移动的情况下同样实现良好的通信操作。

此外，在本实用新型的技术方案中，通过使用设置在交通工具中的网桥和沿运行线路设置的网桥，能够增加人流密度较大的运行线路的交通系统的通信系统的吞吐量，增加该通信系统的带宽，并且能够以大于1Mbps每人的速率为用户提供高速的上网需求，从而使得该通信系统的用户能够享受到高质量、高速度的上网体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例的运行线路的交通系统的通信系统的示意图；

图2至图4是示出设置在车站子系统中的走廊等较窄的地方设置的定向天线；

图5至7是示出设置在车站中的全向吸顶天线的示意图；

图8至10是示出设置在车站中的又一种全向吸顶天线的示意图；

图11是示出车对地子系统的系统的框图；

图12至图26是设置在车厢网桥中的定向天线的示意图；

图27至图30是设置在车对地网桥中的定向天线的示意图；以及

图31和图32是示出本实用新型系统中的接入点之间的无缝漫游的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下参照附图详细描述本实用新型的实施例。

参照图1，本实用新型提供了用于运行线路的交通系统的通信系统，包括：车站子系统，设置在交通系统的车站处，用于实现车站中的终端设备与外部网络的通信；车对地子系统，用于实现交通工具中的终端设备与外部网络的通信，车对地子系统包括车厢网桥和车对地网桥；以及控制中心，用于对车站子系统和车对地子系统之间的通信进行总体控制。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，终端设备可包括手机、平板电脑和笔记本电脑等。此外，这里所说的车站不是必须为传统意义上的车站，其可以是该交通系统中的任何固定站点。

优选地，车站子系统中设置有交换机，并为车站中的终端设备提供用于网络通信的多个接入点。该交换机通过光纤或网路电缆连接至控制中心。

优选地，在车站子系统中设置有至少一个定向天线或至少一个全向天线。

以下详细对车站子系统中的天线进行详细描述。

图2至图4是示出设置在车站子系统中的走廊等较窄的地方设置的定向天线。

如图2所示，该天线包括介质板6、信号反射板7和底板4，介质板6和信号反射板7立置于底板4上，信号反射板7设置于介质板6的一侧，介质板6具有用于工作在第一频段的第一极子1、以及用于工作在第二频段的第二极子2，第一极子1和第二极子2均具有用于连接馈线的馈点。

此外，出于对设计空间的考虑，上述第一极子1为偶极子，第二极子2为偶极子。另外，第一极子1为对应于第一频段的半波长偶极子。第二极子2为对应于第二频段的半波长偶极子。

在一个实施例中，第一极子1与第二极子2的极化方向可以是不同的。

此外，介质板6具有第一表面和第二表面，第一极子1设置于第一表面，第二极子2设置于第二表面，其中，第二表面朝向信号反射板7。

在一个实施例中，信号反射板7为平板。并且，介质板6与信号反射板7平行或呈一预定角度。

在另一实施例中，信号反射板7具有弧度。

另外，信号反射板7可以为导电反射面(例如，可以是金属板)，或者，信号反射板7为至少一个表面覆盖有导电反射面(例如，可以是金属层)3的绝缘材料板。

此外，介质板6的下部设置有导电片(例如，可以是金属片)5，并且，介质板6通过下部的导电片5与底板4连接(例如，焊接)。在其他实施例中，导电片可以通过其他形式安装于介质板和信号反射板7。

此外，信号反射板7的下部设置有导电接地片(例如，可以是金属片)，并且信号反射板7通过下部的导电接地片与底板4焊接连接。

此外，第一极子1和第二极子2为固定于介质板6的导电结构，例如，片状金属结构。

并且，介质板6和信号反射板7通过贯孔(未示出)插装至底板4。

此外，参照图2，底板4可以是圆形的。在其他场景中，根据安装位置以及天线外罩等因素的限制，底板4也可以是矩形、三角形或其他形状。

此外，上述的第一频段可以为1.8GHz-3GHz，上述的第二频段可以为4.8GHz-6GHz。当然，第一频段和第二频段在1.8～12GHz内任选均可。

在一个实施例中，第一频段为2.4GHz-2.5GHz，第二频段为5.0GHz-5.9GHz。在一个实施例中，第一频段为2GHz-2.6GHz，第二频段为4.9GHz-6GHz。在其他实施例中，天线工作的第一和第二频段也可以是其他频段。继续参照图2，在一个实施例中，本实用新型提出的定向天线可以是WLAN双频双馈吸顶天线，该天线可以适用于地面为窄长型室内环境如地铁车站内走廊过道等多种场景。该天线主要包括一个2.4～2.5GHz的第一极子1、一个5.0～5.9GHz的第二极子2、一个信号反射板7(具有金属反射面3)和一个底板4。整个天线设计成两个频段(2.4～2.5GHz和5.15～5.85GHz)由两根馈线进行馈电，一个频段对应一根馈线。

上述第一极子1和第二极子2分别为对应频段(2.4～2.5GHz和5.15～5.85GHz)的半波长偶极子，且二者的造型尺寸可以根据设计需求做调整。

两个不同频段的偶极子交叉极化，以增加两个极子之间的隔离度。

金属反射面3在第一极子1和第二极子2的一侧，而且可以根据设计需求调整金属反射面3的造型尺寸以及与第一、第二极子之间距离角度等参数来改变天线的辐射方向图。

另外，如图3和图4所示，在图3所示的介质板6的一个表面，设置有第一极子1；在图4所示的介质板6的另一个表面，设置有第二极子2。并且，第二极子2所在的表面可以朝向信号反射板7。

第一极子1、第二极子2、金属反射面3均采用覆铜板蚀刻而成，工艺简单，且便于定位极子和反射面相对位置。

介质板6和信号反射板7与接地底板4采用贯孔插装并通过导电片5及导电反射面3分别与接地底板4焊接方式来保证尺寸角度正确。

另外，如图3和图4所示，介质板6的下部可以具有凹槽8，使得在凹槽8所在的位置，介质板6与底板4存在一定间隔。通过将底板4以及其他相关的结构与外界固定，能够将根据本实用新型的定向天线安装在房顶、墙壁、以及其他固定物上。而介质板6与底板4之间的凹槽8能够容纳固定该天线所用的螺母、螺栓等器件。

应当注意，虽然附图中示出了介质板和信号反射板的形状(介质板为类似梯形的形状，信号反射板为矩形)，并且还示出了第一极子与第二极子的形状和在介质板上的固定位置，上文中也说明了第一极子和第二极子可以是偶极子，但是，以上说明仅仅用于列举，在实际应用中，介质板和信号反射板的形状可以是其他形状。第一极子与第二极子可以安装在介质板的其他位置，并且其形状也可以采用多种其他已有形状。另外，在其他应用场景中，第一极子和/或第二极子也可以是单极子。

综上所述，本实用新型提出了改进的定向天线，该天线可以通过吸顶或其他方式进行固定，并且可以应用于多种场景(例如，可用于地面为窄长型室内环境，可以是地铁站内走廊过道)。天线内部设计是采用交叉极化的两个不同频率偶极子，通过增加一个反射面把原来全向偶极子天线变成定向，这样便可以通过调整偶极子与反射面及底板之间的距离找出天线合适的增益值及辐射方向图及其波瓣宽度。

图5至图7是示出设置在车站子系统中的全向天线。该天线能够应用于大厅等多种场景(例如，可以是交通工具的等候大厅等)，并且能够实现大范围、全方位的覆盖。

如图5至图7所示，该天线包括底板17、以及交叉设置的第一介质板110和第二介质板111，第一介质板110和第二介质板111立置于底板17上，第一介质板110具有用于工作在第一频段的多个第一极子，第二介质板111具有用于工作在第二频段的至少一个第二极子，多个第一极子中的一个第一极子与其他第一极子的极化方向不同(下文实施例中有详细说明)。在一个实施例中，第二极子的数量为多个，此时，其中的一个第二极子与其他第二极子的极化方向不同(下文实施例中有详细说明)，多个第一极子和多个第二极子中的每个极子可以具有用于连接馈线的馈点。

通常情况下，为了保证较高的隔离度，第一介质板和第二介质板的交叉角度可以是90度，在两个频段的天线隔离性要求较低的情况下，可以降低这一角度，例如，可以是两个介质板之间为45度-90度交叉。

第一极子(即上述多个第一极子)的数量为三个，并且，其中一个极子为水平极化极子(如图5和图6所示的第一极子11)，两个极子为垂直极化极子(如图5和图6所示的第一极子12和13)，第一极子11中的水平极化极子设置于两个垂直极化极子(12和13)之间。

在一个实施例中，第一极子中的水平极化极子11为偶极子，第一极子中的两个垂直极化极子12和13为单极子。

并且，第一极子中的水平极化极子11为对应第一频段的半波长偶极子。第一极子中的垂直极化极子12和13为单极子，且长度在第一频段所对应电磁波的六分之一波长至三分之一波长之间，优选四分之一波长。并且，第一极子中的水平极化极子11与底板17之间的距离大于第一频段所对应的电磁波的五分之一波长，优选大于四分之一波长。

在另一实施例中，水平极化极子11与垂直极化极子12和13可以均为偶极子。在另一实施例中，水平极化极子11与垂直极化极子12和13可以均为单极子。在另一实施例中，水平极化极子11为单极子，与垂直极化极子12和13可以为偶极子。

另外，在一个实施例中，如图5和图7所示，第二极子(即上述多个第二极子)的数量为三个(如图5和图7中所示的极子14、15和16)，并且，其中一个为垂直极化极子(如图5和7所示的极子14)，另外两个为水平极化极子(如图5和7所示的极子15和16)，第二极子中的垂直极化极子14设置于两个水平极化极子(15和16)之间。

并且，第二极子中的垂直极化极子14为偶极子，第二极子中的两个水平极化极子15和16为偶极子。并且，第二极子中的垂直极化极子14为对应第二频段的半波长偶极子。此外，第二极子中的垂直极化极子14与底板17之间的距离大于第二频段的半波长。并且，第二极子中的水平极化极子(15和16)为对应第二频段的半波长偶极子。此外，第二极子中的水平极化极子(15和16)与底板17之间的距离大于第二频段的五分之一波长，优选大于四分之一波长。

在另一实施例中，水平极化极子14与垂直极化极子15和16可以均为单极子。在另一实施例中，水平极化极子14与垂直极化极子15和16中的部分极子可以为单极子。

在一个实施例中，第一介质板110的下部设置有开口112(如图6中示出)，第二介质板111不设置有开口，第二介质板111从第一介质板110的下方插入开口中。

在另一实施例中，第一介质板110不设置有开口，而第二介质板111的上方设置有开口(未示出)，第一介质板110从第二介质板111的上方插入第二介质板111的开口(未示出)中。

在另一实施例中，第一介质板110的下部设置有第一开口112，第二介质板111的上部设置有第二开口(未示出)，第一开口112与第二开口(未示出)的咬合。

此外，第一介质板110和第二介质板111的下部均覆盖有导电片(例如，可以是金属片)，其中，第一介质板110下方具有导电片18，第二介质板111下方具有导电片19，并且第一介质板110和第二介质板111通过下部的导电片与底板17焊接连接。

此外，在本实用新型的一个实施例中，多个第一极子和多个第二极子为固定于介质板的导电结构，例如，可以是片状金属结构。

并且，第一介质板110和第二介质板111通过贯孔插装至底板17。在其他实施例中，第一和第二介质板还可以通过卡扣、螺栓等其他方式固定至底板17。

此外，参照图5，底板17可以是圆形的。在其他场景中，根据安装位置以及天线外罩等因素的限制，底板17也可以是矩形、三角形或其他形状。

另外，如图6和图7所示，第一介质板110的下部可以具有凹槽113，第二介质板111的下部可以具有凹槽114，使得第一介质板110可以在凹槽113所在的位置以及第二介质板111可以在凹槽114所在的位置与底板17存在一定间隔。通过将底板17以及其他相关的结构与外界固定，能够将根据本实用新型的全向天线安装在房顶、墙壁、以及其他固定物上。而第一介质板110与底板17之间的凹槽113和第二介质板111与底板17之间的凹槽114所在的位置能够容纳固定该天线所用的螺母、螺栓等固定器件。

另外，附图中示出了第一介质板110和第二介质板111的形状(介质板为类似梯形的形状)，并且还示出了上述多个极子的形状和在介质板上的固定位置。但是，以上说明仅仅用于列举，在实际应用中，介质板可以是其他形状。上述多个极子可以安装在介质板的其他位置，并且其形状也可以采用多种其他已有形状。

在一个实施例中，第一频段为1.8～3GHz，第二频段为4.8～6GHz。进一步地，第一频段为2.4GHz-2.5GHz，第二频段为5.15GHz-5.85GHz。在一个实施例中，第一频段为2GHz-2.6GHz，第二频段为4.9GHz-6GHz。在其他实施例中，天线工作的第一和第二频段也可以是其他频段。另外，上述实施例中，第一极子和第二极子分别有三个，显然第一极子和第二极子的数量可以多于三个或少于三个，只要各个第一极子的极化方向不完全相同即可，当第二极子有多个时，也优选不同第二极子的极化方向不完全相同，从而提高隔离度即可。

继续参照图5，本实用新型采用全新布局将3个2.4GHz天线极子和3个5.8GHz天线极子交叉错开分布且3个同频率的天线极子采用不同极化方式及结构以保证天线极子之间的隔离度，此布局方式能最大实现客户端在任意方向可以接收2个以上同频率的信号从而提高无线传输速度。

应当注意，本文主要以3个对应第一频段的第一极子和3个对应第二频段的第二极子为例描述了3×3MiMo全向天线，但是，对应于每个频段，还可以设置其他数量的极子，从而构成3×3天线、2×3天线、3×2天线、4×4天线、3×4天线、4×3天线、5×5天线等多种规模的天线，其原理与上述原理类似，并且同样能够达到全向接收的问题，避免天线之间的干扰。

下面将3×3MiMo全向天线为例进行描述。该天线可以为吸顶天线，也可以是通过其他方式进行固定的天线。其中主要包括一个2.4～2.5GHz的水平极化偶极子11、两个2.4～2.5GHz的垂直极化单极子12和13、一个5.15～5.85GHz的垂直极化偶极子14、两个5.15～5.85GHz水平极化偶极子15和16和一个接地的底板17。整个天线设计成频率为2.4～2.5GHz和5.15～5.85GHz两个频段，并且由6根馈线进行馈电，一个极子对应一根馈线(每个极子通过各自的馈点与相应的馈线连接)。其中，水平极化偶极子11为对应频段2.4～2.5GHz的半波长偶极子且其造型尺寸可以根据设计需求做调整。

并且，水平极化偶极子11为水平极化并与底板17的距离大于2.4GHz的四分之一波长且两者距离位置角度等参数来改变天线辐射方向及天线之间的隔离度。

此外，垂直极化单极子12和13为对应频段2.4～2.5GHz的四分之一波长单极子且其造型尺寸可以根据设计需求做调整。

并且，垂直极化单极子12和13是垂直极化并且两者的距离、相对位置、角度等参数可以改变天线辐射方向及天线之间的隔离度。

此外，水平极化偶极子11与垂直极化单极子12和13为交叉极化以提高彼此在2.4～2.5GHz的隔离度降低相互间信号干扰。

同样地，垂直极化偶极子14为对应频段5.15～5.85GHz的半波长偶极子且其造型尺寸可以根据设计需求做调整。

并且，垂直极化偶极子14为垂直极化并与底板17距离大于5GHz的半波长。

此外，水平极化偶极子15和16为对应频段5.15～5.85GHz的半波长偶极子且其造型尺寸可以根据设计需求做调整。

并且，水平极化偶极子15和16为水平极化并与接地底板17距离大于5GHz的四分之一波长。

同样地，水平极化偶极子14与水平极化偶极子15和16为交叉极化以提高彼此在5.15～5.85GHz的隔离度降低相互间信号干扰。

此外，所有极子均为覆在第一介质板或第二介质板上的铜箔，两个介质板成一定角度组装。

并且，介质板110和111与接地底板17采用贯孔插装并通过导电片18和19与底板17焊接的方式来保证尺寸角度正确。

图8至图10是示出设置在车站子系统中的又一种全向天线。

如图8所示，该全向天线包括底板25、以及交叉设置的第一介质板28和第二介质板29，第一介质板28和第二介质板29立置于底板25上，第一介质板28具有用于工作在第一频段的一第一极子21、以及至少一个引向器23、24，第二介质板29具有用于工作在第二频段的一第二极子22，第一极子21和第二极子22均具有用于连接馈线的馈点。

通常情况下，为了保证较高的隔离度，第一介质板和第二介质板的交叉角度可以是90度，在两个频段的天线隔离性要求较低的情况下，可以降低这一角度，例如，可以是两个介质板之间成45度-90度交叉。

其中，上述第一极子21可以为偶极子或单极子。偶极子通常为半波长偶极子，即总长度在第一频段所对应的电磁波波长的二分之一左右的偶极子。

同样，第二极子22也可以是偶极子或单极子，若偶极子为半波长偶极子，则指其总长度在第二频段所对应的电磁波波长的二分之一左右的偶极子。当然，上述第一、第二极子21、22还可选择其他类型的极子，本文不再赘述。

此外，第一极子21与第二极子22的极化方向不同。例如，第一极子21为水平极化，第二极子22为垂直极化；或者，第一极子21为垂直极化，第二极子22为水平极化。

进一步地，在一个实施例中，至少一个引向器23、24可以设置于第一极子21上方，以便有效改善信号传输的质量。而在其他实施例中，引向器可以设置在其他位置处。

在图8所示的结构中，引向器23、24的数量为两个。在其他实施例中，引向器的数量可以是多个。

此外，如图9和图10所示，第一介质板28的下部设置有开口210，第二介质板的上部不具有开口，第二介质板29从第一介质板28的下方插入开口210中，从而实现两个介质板交叉地插装成一体。

可选地，在另一实施例中，第二介质板29的上方可以设置有开口211，第一介质板的下部不具有开口，第一介质板28从第二介质板29的上方插入该开口211中。

可选地，在再一实施例中，第一介质板28的下部设置有第一开口210，第二介质板29的上部设置有第二开口211，第一开口210与第二开口211咬合。

在图8至图10中，开口的位置位于每个介质板接近中间的位置处，实际上，该开口可以设置于所在介质板的其他位置处，并且其深度和形状可以根据实际需要进行改变。

此外，在实际应用中，可以借助于开口以外的其他方式，使得第一介质板和第二介质板交叉插装并固定，在此不一一列举。

而且，第一介质板28的下部局部覆盖有导电片27(例如，可以是金属片，并且第二介质板29的下部设置有金属片26，并且导电片26、27与底板25焊接连接。

第一极子21和第二极子22为固定于介质板的导电结构，图中所示的导电结构为片状金属箔。

如图所示，引向器23、24则为固定于第一介质板28的导体线，其长度和方向均根据实际应用场景的需要该设计。

并且，第一介质板28和第二介质板29通过贯孔插装至底板25，来保证尺寸角度正确。

其中，在一个实施例中，底板25可以为圆形，在其他实施例中，底板可以为矩形、三角形等其他形状，具体可以根据实际安装位置等条件进行改变和调整。

可选地，所述第一频段为1.8GHz-3GHz，第二频段为4.8GHz-6GHz。

在一个实施例中，可选地，第一频段为2.4GHz-2.5GHz。可选地，第二频段为5.15GHz-5.85GHz。在一个实施例中，第一频段为2GHz-2.6GHz，第二频段为4.9GHz-6GHz。

在一优选实施例中，第一介质板高于第二介质板，并且，引向器位置高于第一极子，能够进一步使得第一极子和第二极子的信号收发均得到有效改善。

另外，如图9第一介质板28的下部可以具有凹槽212，使得在凹槽212所在的位置处，第一介质板28与底板25存在一定间隔，第一极子21和第二极子22的馈线在凹槽212出交汇并从底板25对应位置的孔穿出去，结构上更紧凑。通过将底板25以及其他相关的结构与外界固定，能够将根据本实用新型的定向天线安装在房顶、墙壁、以及其他固定物上。而第一介质板28与底板25之间的凹槽212能够容纳固定该天线所用的螺母、螺栓等器件。另外，附图中示出了介质板的形状(介质板为类似梯形的形状)，并且还示出了第一极子21与第二极子22的形状和在介质板上的固定位置，上文中也说明了第一极子21和第二极子22可以是偶极子。但是，以上说明仅仅用于列举，在实际应用中，介质板的形状可以是其他形状。第一极子21与第二极子22可以安装在介质板的其他位置，并且其形状也可以采用多种其他已有形状。另外，在其他应用场景中，第一极子21和/或第二极子22也可以是单极子。

另外，如图10第二介质板29的下部可以具有凹槽213，使得在凹槽213所在的位置，第二介质板29与底板25存在一定间隔。通过将底板25以及其他相关的结构与外界固定，能够将根据本实用新型的定向天线安装在房顶、墙壁、以及其他固定物上。而第二介质板29与底板25之间的凹槽213能够容纳固定该天线所用的螺母、螺栓等器件。

根据本实用新型实施例的全向天线，可以用于楼层天花板比较低的室内环境，例如，可应用于固定线路的交通系统中的站台(可以是地铁车站、火车站的站台)，并且月台一端很长而另一端较短。当然，本实用新型的全向天线还能够应用于其他环境和场景中。

此外，在一个实例中，根据本实用新型的全向天线可以包括但不限于WLAN双频双馈全向吸顶天线，下面将以此作为实例进行具体描述。

在所描述的实例中，根据本实用新型的全向天线主要包括一个2.4～2.5GHz的偶极子、一个5.15～5.85GHz的偶极子、一个底板和两个引向器。整个天线设计成两个频段(2.4～2.5GHz和5.15～5.85GHz)由两根馈线进行馈电，一个频段对应一根馈线。

两个偶极子为对应频段(2.4～2.5GHz和5.15～5.85GHz)的半波长偶极子，而且可以根据设计需求调整极子的造型和尺寸。另外，两个不同频段的偶极子为交叉极化以增加两个极子之间的隔离度(两者的极化方向不同)。

此外，图中所示出的引向器在偶极子的上方，并且可以根据设计需求调整引向器的数目、造型、尺寸、位置、角度等参数，从而改变天线的辐射方向和辐射范围。

另外，偶极子和引向器可以采用在介质板覆铜的设计，便于固定极子和引向器的相对位置。

为了实现两个极子交叉极化，两个介质板交叉成一定角度组装(例如，90度)。

天线内部是交叉极化的两个不同频率偶极子，先通过调整偶极子与天线接地底板之间的距离找出天线合适的增益值及辐射方向图波瓣宽度，再增加偶极子上端增加两个抑制天线最大增益的金属引向器从而改变天线辐射方向和辐射范围。

另外，附图中示出了介质板的形状(介质板为类似梯形的形状)，并且还示出了第一极子21与第二极子22的形状和在介质板上的固定位置，上文中也说明了第一极子21和第二极子22可以是偶极子。但是，以上说明仅仅用于列举，在实际应用中，介质板的形状可以是其他形状。第一极子21与第二极子22可以安装在介质板的其他位置，并且其形状也可以采用多种其他已有形状。另外，在其他应用场景中，第一极子21和/或第二极子22也可以是单极子。

接下来，对车对地子系统进行详细的描述。

参照图11，本实用新型的运行线路的交通工具中的终端设备与外部网络通信的系统包括：第一通信模块32，设置在交通工具上，所第一通信模块32包括车厢网桥；以及第二通信模块34，包括多个车对地网桥，多个车对地网桥以预定间隔设置于交通工具的运行线路上，第一通信模块32与第二通信模块34之间利用通信网络进行通信并通过第二通信模块34与外部网络进行通信。

参照图11，在第一通信模块32还包括交换机，交换机与车厢网桥通信连接，并为终端设备提供用于网络通信的多个接入点。

优选地，车厢网桥相邻交换机设置。此外，交通工具上接入点的数量等于或大于交通工具所具有的车厢数量。换句话说，假设一交通工具有6节车厢，则在该交通工具上的每一节车厢设置一个或一个以上的接入点。

此外，车厢网桥设置有第一定向天线，多个车对地网桥设置有第二定向天线。第二定向天线被定向为与第一定向天线的方向相对，第一定向天线与第二定向天线中接入信号强度最大的天线进行射频通信。

图12至图26是设置在车厢网桥中的第一定向天线的示图。

参照图12至图16，该定向天线具有第一层板41以及第二层板42，第一层板41和第二层板42彼此间隔地固定连接。其中，第一层板41设有至少一个发射电磁波的馈源43；第二层板42设有至少一个天线振子44。进一步，在第一层板41上对应于每个馈源43的位置处，分别设有供电磁波穿过的缝隙45。优选地，该电磁波的发射频率可以为1.8GHz～12GHz；更为优选地，该电磁波的发射频率可以为4.9GHz～6GHz，或者2GHz～2.6GHz；进一步，该电磁波的发射频率可以为5.8GHz或2.4GHz。应当理解，这种结构使得天线振子44通过从缝隙45穿过的上述电磁波与馈源43一一对应地耦合。

在该天线中，因其具有第一层板41和第二层板42，由于在第一层板41上设有至少一个发射电磁波的馈源43，在第一层板41与每个馈源43对应的位置处形成有供该电磁波穿过的缝隙45，而在第二层板42上设有与穿过缝隙45的电磁波一一对应耦合的天线振子44，因此，这种一一对应布置且一一对应耦合的方式可以实现优化天线的覆盖性能。

第一层板41具有面向第二层板42的第一面46、和背向第二层板42的第二面47，其中，在第二面47上设有用以提供馈源43的第一功分电路48和第二功分电路49。优选地，以第二面47的纵向轴线为基准轴线L，第一功分电路48和第二功分电路49相对于以该基准轴线L的两侧为对称轴成镜像布置。进一步，第一功分电路48和第二功分电路49分别具有：信号输入端口410、以及至少一个信号馈线411，信号馈线411和信号输入端口410之间电连接。此外，天线振子44可以形成于第二层板42的背向第一层板41的面上。作为一个可选的实施例，第一层板41和第二层板42可以均为印刷电路板。

在一个优选地实施例中，第一功分电路48的信号馈线411和第二功分电路49的信号馈线411之间彼此呈镜像。其中，互为镜像的两个信号馈线411形成一个馈源43。馈源43用于与同轴馈线连接以实现信号输入/输出。优选地，在本实用新型的第一实施例中，馈源43的个数为四个。但是任何数量的馈源43都是可以的，例如，可以如本实用新型的第二实施例所示，馈源3的数量为两个。但是，本实用新型并不局限于此。

由于第一功分电路的所有信号馈线与基准轴线形成正30度～60度夹角，第二功分电路的所有信号馈线与基准轴线形成负30度～60度夹角，这种布置方式可以进一步优化天线的覆盖性能，使其覆盖性能最优。

进一步，在一个优选的实施例中，第一层板41和第二层板42均为平板，并且彼此平行，此时，可提高天线振子44与功分电路之间的耦合性能。

另外，每个馈源43之间的间隔为0.4～1个电磁波(频率可以是上述频率中的任一个)的波长。优选地，每个馈源43之间的间隔为0.6～0.9个电磁波的波长。

具体地，在第一层板41的第一面46上，设有覆盖整个第一面46的导电层，导电层上的与各个信号馈线411对应的位置分别镂空成孔，每个孔构成一个缝隙45。优选地，缝隙45的数量与所有信号馈线411的数量相等。在本实用新型中，电磁波仅可以从缝隙45中穿过而与馈源耦合射出，而传播到导电层上的电磁波将被导电层反射，所以可以实现对电磁波传播方向的定向。

另外，缝隙45在第一面46上的投影的长度方向与相应的信号馈线411之间的夹角大于0°并小于180°，即缝隙的长度方向与对应的信号馈线之间的夹角大于0°并小于180°。在一个优选的实施例中，该夹角可以为45度～135度，更为优选地，该夹角可以为90度。。当夹角为90°时，即，缝隙45在第一面46上的投影垂直于对应的信号馈线411，因此，在二者以这种方式布置时，可以使得馈源43与天线振子44之间的耦合性能提高。

应当理解，此处所描述的缝隙45的长度方向为如图所示的长方形缝隙45的长边的方向，而当缝隙45为正方形时，其长度方向，是与缝隙45为长方形时长边延伸方向相同的方向。

应该理解，缝隙45在第一面46上的投影的长度方向与相应的信号馈线411之间的夹角只要在0°-180°之间即可，而90°正交为最优选的方式，本实用新型并不局限于此。

优选地，缝隙45可以由蚀刻导电层而形成，蚀刻方式可以是电解蚀刻、化学蚀刻等。

在一个实施例中，天线振子44为以蚀刻方式形成的导电片，可选地，该导电片可以为以蚀刻方式形成的多边形面。优选地，天线振子44可以为导电片，并且导电片的其中一条对角线在第一层板41上的投影与第一层板41的基准轴线L平行。换言之，导电片其中一条边在第一层板41上的投影与基准轴线L的夹角为45°。应当理解，天线振子44的形状可以为菱形、矩形、正五边形等多种形状。

另外，优选地，上述导电层和导电片的材料为金属或合金或导电油墨。金属材料可以是铜、银等。

第一层板41和第二层板42之间通过绝缘件固定连接。另外，第一层板41和第二层板42之间的距离在0.1mm-10mm之间，优选地，距离为1mm～3mm，最为优选地，该距离可以为2.6mm。因为在此距离时，天线振子44和馈源43之间的耦合性能最优。

另外，在第一层板41上还设置有固定孔412，天线可以通过穿过该固定孔412的绝缘紧固件固定于上述的交通系统中。由于本实用新型的天线可以为板状结构，所以其更适合在颠簸的环境中应用，相比于现有技术板状天线固定更加平稳牢固，较适合应用在固定线路的交通系统中，这可以实现在上述交通系统内做WIFI无线覆盖。

交流电信号从设置在第二面47上的信号输入端口410输入，然后传输至馈源43处，由于在第一层板41上对应于每个馈源43的位置处，分别形成供电磁波穿过的缝隙45，所以电磁波定向地从缝隙45处射出，然后穿过缝隙45的电磁波与传递到天线振子44，使得天线振子44与馈源43一一对应地耦合。进一步，电磁波从天线振子44发射出去，从而对电磁波进行定向传播。

图17至图21是示出可用于上述定向天线的又一实施例的示意图，其中，与图12至图16的天线的类似元件用相同的参考标号来表示，并且省略对这些类似元件的描述。该实施例的馈源43的数量为两个，进一步，网桥天线振子44和缝隙45的数量也为两个。其余未描述的部分均与上述实施例相同。

图22至图26是示出定向天线的又一实施例的示意图，其中，与图12至图16的天线的类似元件用相同的参考标号来表示，并且这里省略对这些类似元件的描述。

参照图22-26，该网桥天线具有第一层板41以及第二层板42，第一层板41和第二层板42彼此间隔地固定连接，但第一层板41形成有至少一个发射电磁波的馈源43(优选地，馈源43发射电磁波的频率为5～5.9GHz范围内任一频率)，并且在第一层板41上对应于每个馈源43的位置处，分别形成有供电磁波穿过的缝隙45。应该理解，这种结构使得网桥天线振子44通过从缝隙45穿过的上述电磁波与馈源43一一对应地耦合。

由于在第一层板41上形成有至少一个发射电磁波的馈源43，在第一层板41与每个馈源43对应的位置处形成有供电磁波穿过的缝隙45，而在第一层板41上形成有与穿过各个缝隙45的电磁波一一对应耦合的网桥天线振子44，因此，这种一一对应布置且一一对应耦合的方式可以实现优化网桥天线的覆盖性能。

优选地，每个馈源43之间的间隔为0.4-1个电磁波的波长。优选地，每个馈源43之间的间隔为0.8个电磁波的波长。

在本实用新型中，由于在导电层的与所有第一信号馈线411对应的位置上，分别形成有使第一面46从第一层板41的设有导电层的一侧露出的孔，进一步孔构成所述缝隙45，因此，频率为5～5.9GHz的电磁波仅可以从缝隙45中射出，而无法从导电层处射出，所以可以实现对电磁波传播方向的定向。

进一步，当网桥天线振子44为导电层时，其边长为：与网桥天线振子44形成耦合的电磁波的波长的四分之一到四分之三。在一个优选的实施例中，边长为与网桥天线振子44形成耦合的电磁波的波长的0.5倍。

此外，覆盖整个所述第一面46的金属箔以及形成所述网桥天线振子44的导电层为合金箔。优选地，合金箔为铜箔或银箔。

另外，第一层板41和第二层板42之间的距离在0mm-10mm之间。

交流电信号从设置在第二面47上的信号输入端口410输入，然后传输至馈源43处，由于在第一层板41上对应于每个馈源43的位置处，分别形成供电磁波穿过的缝隙45，所以电磁波定向地从缝隙45处射出，然后穿过缝隙45的电磁波传递到网桥天线振子44，使得网桥天线振子44与馈源43一一对应地耦合。进一步，电磁波从网桥天线振子44发射出去，从而进行导向和辐射电磁波。

车厢网桥可以设置在车厢的任何部分，但优选设置在车厢的前部。

另外，第二通信模块34例如通过光纤或网路电缆连接至设置于交通工具的站台处的交换机，交换机例如通过光纤或网路电缆连接至控制中心，从而实现车厢中的终端设备与外部网络的通信。当然，其他连接方式也是可以的。

接下来，对第二通信模块34进行详细的描述。

优选地，多个车对地网桥沿运行线路设置在交通工具前进方向的右侧。

此外，可以根据交通工具的类型的不同来不同地设置车对地网桥。

例如，如果交通系统为地铁、海底隧道系统等时，可以在隧道的侧壁或者顶壁上设置多个车对地网桥。假如交通系统为轻轨、运行线路的公共汽车系统时，可以沿着运行线路设置有多个柱、杆等，然后在这些柱或杆上设置多个车对地网桥。

此外，根据网络吞吐量来确定车对地网桥之间的间隔。该间隔可以设置为各种值，诸如100米、200米、300米、400米、500米等等，优选预定间隔为100米至800米，更优选为200米至400米。

以下参照图27至图30详细描述设置在车对地网桥中的第二定向天线。

参照图27至图30，该定向天线包括：反射器54、和至少一个天线单元阵列(本实施例中为一个天线单元阵列)。所有天线单元阵列均设置在反射器54的反射面侧。如果反射器的两个相反面均为反射面，以天线单元阵列为最小单元，其可以设置在两侧反射面的任一侧。

在图27中可看出，天线单元阵列包括多个具有第一工作频段的第一天线单元52和至少一个具有第二工作频段的第二天线单元56，所述多个第一天线单元52围成一周，所述第二天线单元56围于所述多个第一天线单元52之中。本实施例中，每个天线单元阵列由三个具有第一工作频段的第一天线单元52、和一个具有第二工作频段的第二天线单元56构成。其中，第二工作频段小于第一工作频段。例如第一工作频段为5.0-5.9GHz，第二工作频段为2.4-2.5GHz。1.8-3GHz。进一步优选地，第一工作频段可以是5GHz，此时第一天线单元52实际上可以是5GHz的网桥天线，第二工作频段为2.4GHz，此时第二天线单元56实际上可以是2.4GHz的网桥天线。第一工作频段为5.8GHz，第二工作频段为2.4GHz。第一工作频段和第二工作频段为选自1.8～12G的彼此各异的频段。

结合图27和图28，可看出，每个第一天线单元52由垂直地固定在反射器54的反射面侧上的介质基板521、及形成于介质基板521上的主振子522和引向器529(在图29中示出)构成。同样地，第二天线单元56由垂直地固定在反射器54的反射面侧上的介质基板561、及形成于介质基板561上的主振子562和52引向器69(在图30中示出)构成。

进一步，图28中示出了这三个第一天线单元的介质基板521彼此之间位置：这三个介质基板521各自具有一个与反射面垂直的中垂面，则三个介质基板521的三个中垂面汇交于一条线，此时，每相邻两所述中垂面之间的夹角为120°；第二天线单元56的介质基板561布置成：垂直于这三个第一天线单元的介质基板521之一。

作为一种优选方式，还可以如图28所示，将这三个第一天线单元52的介质基板521中的另两个介质基板(除了与第二天线单元56的介质基板561垂直的那个介质基板之外)，相对于第二天线单元56的介质基板561镜像布置。

继续参见图28，如上所述彼此120°间隔布置的这三个介质基板521、以及垂直于其中一个介质基板521的介质基板561彼此是间隔开的。例如，继续参见图28，这三个第一天线单元52的介质基板521和第二天线单元56的介质基板561在反射器54的反射面上的投影彼此间隔开。

进一步，为了从正三棱柱的角度，来描述该天线中天线单元阵列的最优选方式，先进行如下定义。即，第一天线单元52和第二天线单元56每个介质基板具有：用以布置主振子和引向器的外侧面、与该外侧面相反的内侧面、以与该外侧面和内侧面均平行且等距的中间平面。基于上述的内侧面、外侧面、以及夹在内外侧面之间的中间平面的定义，继续参见图29，可以将本实用新型天线的一个天线单元阵列设置为：所述三个第一天线单元的介质基板521的各自中间平面的相反两侧延长面相交构成正三棱柱，第二天线单元的介质基板561的中间平面位于该正三棱柱内的一个角平分面上。

继续参见图29，当三个第一天线单元的介质基板521、以及第二天线单元的介质基板561彼此间隔开，三个第一天线单元的介质基板521各自内侧面中每两个内侧面的中心点之间的直线距离在30-40mm的范围内时，该天线具有良好的隔离度。

参见图29和图30，所有的主振子522、562、以及引向器529、569均为导线，而非现有技术的八木天线的金属管。这些金属导线可以是铜导线、铝导线或银导线等中任一种。进一步，主振子222、562、以及引向器529、569可以是相同导体材料。

具体地，参见图29示出的一个第一天线单元52，反射器54和引向器529沿着反射面的外法线方向分别位于主振子522的相反两侧。主振子222和引向器529之间的位置关系设置为：沿着垂直于反射器54的反射面的外法线方向远离反射器54的反射面依次布置。每个主振子522由间隔布置的、并且在同一直线上的第一导线523和第二导线525构成，第一天线单元52的引向器529由至少一条一字型导线527构成。实际上，对于一个第一天线单元而言，一字型导线527可以有2-16条，其中5条是优选。每条一字型导线527均平行于同一天线单元中的第一导线523和第二导线525，并且均位于该同一天线单元中主振子522的同一侧。

具体地，参见图30示出的第二天线单元56，主振子562和引向器569之间的位置关系设置为：沿着远离反射器54的反射面依次布置。每个主振子562由间隔布置的、并且在同一直线上的第一导线562和第二导线565构成，第二天线单元56的引向器569由至少一条一字型导线567构成。实际上，对于一个第二天线单元而言，一字型导线567可以有2-16条，其中，当第一天线单元52中一字型导线是5条时，第二天线单元中一字型导线优选为3条。每条一字型导线567均平行于同一天线单元中的第一导线563和第二导线565，并且均位于该同一天线单元中主振子562的同一侧。

从图29和图30可看出，在同一天线单元中，所有的一字型导线沿着垂直于在该同一天线单元中第一导线和第二导线的方向，远离第一导线和第二导线并且依次间隔地布置。

作为一种优选方式，为了与“第一天线单元的工作频段大于第二天线单元的工作频率”相对应，第一天线单元52中的构成引向器529的一字型导线527的数量可以大于第二天线单元56中的构成引向器569的一字型导线567的数量。

在一种优选方式中，如图29所示，第一天线单元52中每条一字型导线527的材料、长度、宽度、厚度均相同；并且第一天线单元52中主振子522的总长度，大于第一天线单元52中每条一字型导线527的长度。如图20示出的，第二天线单元56中每条一字型导线567的材料、长度、宽度、厚度均相同，第二天线单元56中主振子562的总长度，大于第二天线单元56中每条所述一字型导线567的长度。

从图29中还可以看出，第一天线单元52中每条一字型导线527的垂直于其长度方向的中垂线均在同一直线上，并且该中垂线均穿过第一天线单元52中主振子的总长度的中心位置。从图20同样也可以看出，第二天线单元56中每条一字型导线567的垂直于其长度方向的中垂线，均在同一直线上，并且该中垂线也均穿过第二天线单元56中主振子562的总长度的中心位置。

结合图27-图30，这三个第一天线单元52的介质基板521和第二天线单元56的介质基板561可以垂直于反射器54的反射面。例如，介质基板521和介质基板561均为长方形，其长度方向垂直于反射器54的反射面。

另外，第一天线单元中的介质基板521、和第二天线单元中的介质基板561均为印刷电路板。例如，介质基板521和561可以由FR4材料制成，或者其他现有天线所采用的基板材料制成。至于在相应介质基板521、561上形成相应的引向器和主振子，可以采用现有技术的多种方法。例如，对于在介质基板521、561的表面上镀覆导体层，然后选择性地蚀刻该导体层以获得相应的一字型导线、以及第一导线和第二导线。

至于该天线的反射器54。如在图28示出的，该反射器54可以为反射板，反射板的反射面为导体反射面，即反射面的材料是导体。导体反射面为铜反射面、铝反射面、合金反射面或银反射面等中任一个。显然可以理解天线中的所有天线单元阵列共用一个所述导体反射面。例如，对于一个天线单元阵列而言，构成这一个天线单元阵列的每个天线单元的介质基板均固定在同一个反射器的反射面侧上。在图28中还示出，天线的反射板优选为圆形反射板，当然形状也可以是圆形之外的其他形状，例如多边形等。

其中，第一天线单元可以独立于第二天线单元独立工作，并且可以仅有单个第一天线单元独立工作，例如在参见图27所示的天线中，可以仅有一个第一天线单元在2.4GHZ工作，其他天线单元不工作；同样地，第二天线单元也可以独立于所有第一天线单元独立工作，例如在参见图27所述的天线中，可以仅有第二天线单元在5.8GHZ下工作，其他天线单元不工作。

在本实用新型中，天线单元阵列个数不局限于上述的一个，可以是任意数量，除天线单元阵列的个数不同之外，其余均与本实用新型前述的具有一个天线单元阵列的情形相同。对于两个以上的天线单元阵列，每两个天线单元阵列之间位置关系可以视具体情况而定，没有特殊要求。另外优选的是，所有天线单元阵列均可以布置在反射器的同一反射面侧。

此外，上述第一定向天线与多个第二定向天线中接入信号强度大于-85dB的天线进行射频通信。

此外，在终端设备处于该交通系统的情况下，当终端设备从一个接入点移动到另一个接入点时，系统需要通过无缝漫游处理实现终端设备的无缝漫游。这里所说的无缝漫游包括同一无线接入控制器(AC)下以及不同AC下的接入点(AP)之间的快速漫游。

以下参照图31和图32对这两种情况下的接入点之间的漫游进行详细说明。

图31是本实用新型系统的无线局域网系统的结构示意图。该系统中可以包括无线接入控制器70，多个接入点，多个接入点包括第一接入点82和第二接入点84。

第二接入点84，用于将接收到的终端设备的认证和重关联请求发送给无线接入控制器。

无线接入控制器70，包括：认证检测模块701，用于在接收到第二接入点传送的终端设备的认证和重关联请求时，检测终端设备是否已认证；重关联指示模块703，用于在认证检测模块701检测到终端设备已通过第一接入点认证时，发送第二接入点与终端设备建立重关联的指示给第二接入点。

第二接入点84，还用于在接收到第二接入点与移动建立重关联的指示时，与终端设备建立重关联。

在可选实施例中，第二接入点84在终端设备在检测到第二接入点的信号强于第一接入点的信号时，接收到第二接入点发送的认证和重关联请求。

在可选实施例中，无线接入控制器70还包括：关联解除指示模块705，用于在重关联指示模块703发送第二接入点84与终端设备建立重关联的指示之前，发送第一接入点82与终端设备解除关联的指示给第一接入点82以便第一接入点82与终端设备解除关联。

在可选实施例中，第一接入点82与终端设备解除关联与第二接入点84与终端设备建立重关联之间的间隔不超过100毫秒。在优选实施例中，第二接入点与终端设备建立重关联之间的间隔不超过50毫秒。

在可选实施例中，无线接入控制器70还包括关联解除指示模块705，用于在接收到第二接入点84发送的与终端设备重关联成功的指示后，发送第一接入点与终端设备解除关联的指示给第一接入点82，以便第一接入点与终端设备解除关联。

上述两个关联解除指示模块707虽然用同样的标号标记，但是应该理解为它们是不同实施例下的实现不同功能的关联解除指示模块。

在一可选实施例中，无线接入控制器70还可以包括认证消息分发模块707，用于在重关联指示模块73发送第二接入点与终端设备建立重关联的指示的同时，将存储的终端设备的认证信息发送给第二接入点84。第二接入点84，还用于利用认证信息与终端设备建立重关联并进行通信。

在另一可选实施例中，无线接入控制器70还包括认证消息分发模块707，用于在终端设备通过第一接入点首次接入无线局域网时，将认证过程中得到的终端设备的认证信息广播给无线接入控制器集中管理下的所有接入点。第二接入点84，还用于在接收到第二接入点与终端设备建立重关联的指示时，利用其上存储的认证信息与终端设备建立重管联并进行通信。

上述两个认证消息分发模块707虽然用同样的标号标记，但是应该理解为它们是不同实施例下的实现不同功能的认证消息分发模块。

在可选实施例中，认证和重关联请求中携带有成对主密钥标识PMKID；终端设备的认证信息包括终端设备与第一接入点协商出的成对主密密钥PMK以及与PMK对应的成对主密钥标识PMKID。

图32是本实用新型系统的无线局域网系统的结构示意图。该无线局域网系统包括多个无线接入控制器，多个无线接入控制器包括第一无线接入控制器92和第二无线接入控制器94，每个无线接入控制器管理至少一个接入点。

第一无线接入控制器92包括认证信息分发模块921，用于在终端设备通过第一无线接入控制器92管理下的第一接入点82首次接入无线局域网时，将获得的终端设备的认证信息分发给预先配置的漫游域中的其他无线接入控制器；

第二无线接入控制器94管理下的第二接入点84，用于将接收到的来自终端设备的认证和重关联请求传送给第二无线接入控制器94。

第二无线接入控制器94包括认证检测模块941，用于在接收到第二接入点84传送的终端设备的认证和重关联请求时，根据存储的终端设备的认证信息检测终端设备是否已认证；重关联指示模块943，用于在认证检测模块941检测到终端设备已通过第一接入点82认证时，发送第二接入点84与终端设备建立重关联的指示给第二接入点84。第二接入点84用于根据第二接入点与终端设备建立重关联的指示与终端设备建立重关联。在本实用新型实施例中，存储的终端设备的认证信息是指多个终端设备通过认证接入到AC的过程中，AC会获取到这些终端设备的认证信息并存储。

虽然上述实施例中只描述了第一无线接入控制器92和第二无线接入控制器94具有不同的模块，但是本领域技术人员能够理解的是，无线局域网系统中的无线接入控制器的结构是一样的。即第一无线接入控制器还包括认证检测模块和重关联指示模块。第二无线接入控制器还包括认证信息分发模块。

在可选实施例中，第二无线接入控制器94，还用于在接收到终端设备的数据信息或控制信息时，将终端设备发送的数据信息或控制信息传送给第一无线接入控制器92；以及，从第一无线接入控制器92接收发给终端设备的数据信息或控制信息。在本实用新型实施例中，数据信息例如可以是多媒体内容、语音数据和文件数据等；控制信息例如可以是认证和重关联请求、AC间通信的控制信令等。

在可选实施例中，第二无线接入控制器94还包括第一关联解除指示模块943，用于在发送第二接入点与终端设备建立重关联的指示之前，发送与第一接入点关联解除的指示。第一无线接入控制器92还包括第二关联解除指示模块923，用于在接收到来自第二无线接入控制器的与第一接入点关联解除的指示时，发送第一接入点与终端设备解除关联的指示给第一接入点，以便第一接入点与终端设备解除关联。

在可选实施例中，第二无线接入控制器94还包括第一关联解除指示模块943，用于在接收到第二接入点发送的与终端设备重关联成功的指示后，发送与第一接入点关联解除的指示给第一无线控制器；

第一无线接入控制器92还包括第二关联解除指示模块923，用于发送第一接入点与终端设备解除关联的指示给第一接入点，以便第一接入点与终端设备解除关联。

通过本实用新型实施例的无线局域网下的漫游方法和无线局域网系统可以实现终端设备的无缝漫游，而且即使是轨道交通工具在高速行进过程中，终端设备也感受不到终端设备的漫游。

另外，本实用新型的交通系统的交通工具在行驶时始终只向其一侧(诸如右侧)收发信号。

具体来说，交通工具触发传感单元时，交通工具响应于传感单元的触发结果由向其第一侧通信转换为向其第二侧相通信，其中，第一侧相对于第二侧。

在一个实施例中，传感单元可以为一个传感单元。

在另一个实施例中，传感单元为两个或者多于两个传感单元。当交通工具触发两个传感单元时，交通工具响应于对两个或者多于两个传感单元的触发结果所进行的预定计算所获得的计算结果而将向其第一侧与通信转换为向其第二侧与相通信。

在该交通系统中，第一方向与第二方向之间的夹角为0度至180度，更具体地来说，夹角为30度、45度、60度、90度、120度、150度或者180度等等。其中，0度是第一方向和第二方向平行的情况，180度是第一方向和第二方向相反的情况。

此外，传感器设置在交通工具的运行路线的始发站位置、中间站位置和/或终点站位置。

注意，本实用新型中的交通工具为航空交通工具、海运交通工具、陆面交通工具，例如地铁、轻轨、海底隧道列车、航空工具、高铁或公共汽车等。并且，本实用新型所说的通信网络使用无线局域网、3G网络、4G网络、或者微波通信网络。无线局域网包括不限于wifi网络，交通工具比如地铁、海底列车可以通过wifi网络，也可以通过3G、4G网络来满足终端设备的上网需求。航空工具包括但不限于飞机，可以通过微波通信网络与机场或者临时起降点进行通信。

在本实用新型的系统中，通过采用不同结构配置的定向天线或者全向天线，能够实现该系统中无线网络的全向覆盖，极大程度上提高了无线传输速度，并且降低了信号传输的掉包率和误码率。进一步地，在本实用新型的系统中采用了高速漫游的处理方式，能够使终端设备在高速移动的情况下同样实现良好的通信操作。

此外，在本实用新型的技术方案中，通过使用设置在交通工具中的网桥和沿运行线路设置的网桥，能够增加人流密度较大的运行线路的交通系统的通信系统的吞吐量，增加该通信系统的带宽，并且能够以大于1Mbps每人的速率为用户提供高速的上网需求，从而使得该通信系统的用户能够享受到高质量、高速度的上网体验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (38)

1.一种用于运行线路的交通系统的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：

设置在所述交通系统的车站处、用于实现所述车站中的终端设备与外部网络的通信的车站子系统；

用于实现交通工具中的终端设备与外部网络的通信的车对地子系统，所述车对地子系统包括车厢网桥和车对地网桥；以及

用于对所述车站子系统和所述车对地子系统之间的通信进行总体控制的控制中心。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，在所述车站子系统中设置有交换机，并为所述车站中的终端设备提供用于网络通信的多个接入点。

3.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，所述交换机通过光纤或网路电缆连接至所述控制中心。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，在所述车站子系统中设置有至少一个定向天线或至少一个全向天线。

5.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于，在所述车站的站厅和/或站台中设置有全向天线。

6.根据权利要求5所述的通信系统，其特征在于，所述全向天线包括底板、以及交叉设置的第一介质板和第二介质板，所述第一介质板和所述第二介质板立置于所述底板上，所述第一介质板具有用于工作在第一频段的多个第一极子，所述第二介质板具有用于工作在第二频段的至少一个第二极子；所述多个第一极子中的至少一个第一极子与其他第一极子的极化方向不同。

7.根据权利要求5所述的通信系统，其特征在于，所述全向天线包括底板、以及交叉设置的第一介质板和第二介质板，所述第一介质板和所述第二介质板立置于所述底板上，所述第一介质板具有用于工作在第一频段的第一极子、以及至少一个引向器，所述第二介质板具有用于工作在第二频段的第二极子。

8.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述车对地子系统还包括：

第一通信模块，设置在所述交通系统的交通工具上，所述第一通信模块包括所述车厢网桥；

第二通信模块，包括多个车对地网桥，所述多个车对地网桥以预定间隔设置于所述交通工具的运行线路上；

其中，所述第一通信模块与所述第二通信模块之间利用通信网络进行通信并通过第二通信模块与外部网络进行通信。

9.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述第一通信模块还包括交换机，所述交换机与所述车厢网桥通信连接，并为所述终端设备提供用于网络通信的至少一个接入点。

10.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括当所述终端设备从第一接入点移动到第二接入点时实现所述终端设备从所述第一接入点到所述第二接入点的无缝漫游的无线接入控制器。

11.根据权利要求10所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：

用于将接收到的终端设备的认证和重关联请求发送给无线接入控制器以及在接收到所述第二接入点与所述终端设备建立重关联的指示时，与所述终端设备建立重关联的所述第二接入点；

所述无线接入控制器，还包括：

用于在接收到所述第二接入点传送的终端设备的认证和重关联请求时，检测所述终端设备是否已认证的认证检测模块；和

用于在所述认证检测模块检测到所述终端设备已通过所述第一接入点认证时，发送所述第二接入点与所述终端设备建立重关联的指示给所述第二接入点的重关联指示模块。

12.根据权利要求10所述的通信系统，其特征在于，所述无线接入控制器包括第一无线接入控制器和第二无线接入控制器，每个无线接入控制器管理至少一个接入点，其中：

所述第一无线接入控制器包括用于在终端设备通过所述第一无线接入控制器管理下的第一接入点首次接入无线局域网时，将获得的所述终端设备的认证信息分发给预先配置的漫游域中的其他无线接入控制器的认证信息分发模块；

用于将接收到的来自所述终端设备的认证和重关联请求传送给所述第二无线接入控制器以及用于根据所述第二接入点与所述终端设备建立重关联的指示与所述终端设备建立重关联的所述第二无线接入控制器管理下的第二接入点；

所述第二无线接入控制器包括：

用于在接收到所述第二接入点传送的终端设备的认证和重关联请求时，根据存储的终端设备的认证信息检测所述终端设备是否已认证的认证检测模块；

用于在所述认证检测模块检测到所述终端设备已通过所述第一接入点认证时，发送所述第二接入点与所述终端设备建立重关联的指示给所述第二接入点的重关联指示模块。

13.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述车厢网桥与所述交换机相邻设置。

14.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述多个接入点的数量等于或大于所述交通工具所具有的车厢数量。

15.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于：所述车厢网桥设置有第一定向天线，所述多个车对地网桥设置有第二定向天线。

16.根据权利要求15所述的通信系统，其特征在于：所述第二定向天线被定向为与所述第一定向天线的方向相对，所述第一定向天线与所述第二定向天线中接入信号强度最大的天线进行射频通信。

17.根据权利要求15或16所述的通信系统，其特征在于，所述第一定向天线包括：

设置有至少一个发射电磁波的馈源的第一层板、和设置有至少一个网桥天线振子的第二层板；

在所述第一层板上对应于每个所述馈源的位置处分别形成有供所述电磁波穿过的缝隙；其中，所述第一层板和所述第二层板彼此间隔地固定连接。

18.根据权利要求17所述的通信系统，其特征在于，所述电磁波的频率为1.8GHz～12GHz。

19.根据权利要求18所述的通信系统，其特征在于，所述电磁波的频率为4.9GHz～6GHz。

20.根据权利要求19所述的通信系统，其特征在于，所述电磁波的频率为5GHz～5.9GHz。

21.根据权利要求18所述的通信系统，其特征在于，所述电磁波的频率为2GHz～2.6GHz。

22.根据权利要求21所述的通信系统，其特征在于，所述电磁波的频率为2.4GHz～2.5GHz。

23.根据权利要求15或16所述的通信系统，其特征在于，所述第二定向天线包括：反射器以及设于所述反射器的反射面侧的至少一个天线单元阵列，所述天线单元阵列包括多个具有第一工作频段的第一天线单元和至少一个具有第二工作频段的第二天线单元，所述第一天线单元围成一周，所述第二天线单元围于所述多个第一天线单元中。

24.根据权利要求23所述的通信系统，其特征在于，所述第一天线单元和第二天线单元均由垂直地固定在同一所述反射面侧上的介质基板、及形成于所述介质基板上的主振子和引向器构成；

所述第一天线单元有三个，三个第一天线单元的介质基板各自具有的与所述反射面垂直的中垂面汇交于一条线，每相邻两中垂面之间夹角为120°；所述第二天线单元的介质基板垂直于其中一个所述第一天线单元的介质基板。

25.根据权利要求16所述的通信系统，其特征在于，所述第一定向天线与所述第二定向天线中接入信号强度大于-85dB的天线进行射频通信。

26.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述车厢网桥设置在所述车厢的前部。

27.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述第二通信模块与所述交通工具对应站台处的交换机连接，所述交换机与所述控制中心连接。

28.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述多个车对地网桥沿所述运行线路设置在所述交通工具前进方向的右侧。

29.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述运行线路上设置有侧壁，所述多个车对地网桥设置在所述侧壁上。

30.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述运行线路上设置有多个支撑体，所述多个车对地网桥以预定间隔一一对应地设置在所述多个支撑体上。

31.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述运行线路上设置有顶壁，所述多个车对地网桥设置在所述顶壁上。

32.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述预定间隔为0.5米至1000米。

33.根据权利要求32所述的通信系统，其特征在于，所述预定间隔为100米至800米。

34.根据权利要求33所述的通信系统，其特征在于，所述预定间隔为200米至400米。

35.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述交通系统的交通工具在行驶时始终只向其一侧收发信号。

36.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述控制中心还包括负载均衡模块、流量控制模块、网络管理模块、日志管理模块和认证计费模块。

37.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述交通工具为地铁、轻轨、海底隧道列车、航空交通工具、海运交通工具、高铁或公共汽车。

38.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述外部网络为无线局域网、3G网络、4G网络、或者微波通信网络。

Images