CN209402739U - 一种应用于移动情景的网络通信系统 - Google Patents

一种应用于移动情景的网络通信系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种应用于移动情景的网络通信系统，包括解析与监控服务子系统、无线基站子系统以及车内覆盖子系统；无线基站子系统连接于解析与监控服务子系统和车内覆盖子系统之间；其中，所述解析与监控服务子系统，用于处理解析车内覆盖子系统的报文及监控车内覆盖子系统；所述无线基站子系统为传输网系统，用于构建解析与监控服务子系统与车内覆盖子系统的通讯通道；所述车内覆盖子系统，用于解决移动情景下用户终端的运营商4G或5G以及WIFI接入。本实用新型可解决移动情景下用户终端直接接入运营商4G或5G基站的时候出现的多普勒频移、掉线、切换频繁等技术缺陷问题。

Description

一种应用于移动情景的网络通信系统
技术领域
本实用新型涉及移动通信的技术领域，尤其涉及到一种应用于移动情景的网络通信系统。
背景技术
截止2018年9月，中国已完成2.8万公里的高铁建设，2019年高铁规划约4200公里，到2020年将超过3万公里，预计2025年超过3.8万公里。随着高铁乘客的高价值性和智能终端的普及，高铁乘客通过智能终端连接互联网“打发”旅途时间。
4G时代基础覆盖后，高铁线路才开始建设，但5G伊始便有巨大的业务需求。1000Km内，高铁成为出行首选，2018年高铁总客流20.3亿人次远超民航总客流6.2亿人次。高铁出行的高端客户同样是5G的首批重点目标客户。
为了提升运营商品牌形象，高铁场景下的5G覆盖需要满足客户基础业务需求。由于车厢厢体的衰减、多普勒频移、高铁线路周边运营商4G或5G基站稀少等综合原因导致高铁用户终端无法保持稳定、有效的接入运营商4G或5G基站，从而导致高铁乘客的网络使用感知度大大降低。
除了高铁，地铁等移动场景下也存在相同的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于移动情景的、能让用户保持稳定、有效地接入运营商4G或5G基站、使网络使用感知度大大提高的网络通信系统。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：
包括解析与监控服务子系统、无线基站子系统以及车内覆盖子系统；无线基站子系统连接于解析与监控服务子系统和车内覆盖子系统之间；
其中，所述解析与监控服务子系统，用于处理解析车内覆盖子系统的报文及监控车内覆盖子系统；
所述无线基站子系统为传输网系统，用于构建解析与监控服务子系统与车内覆盖子系统的通讯通道；
所述车内覆盖子系统，用于解决移动情景下用户终端的运营商4G或5G以及WIFI接入。
进一步地，所述解析与监控服务子系统包括CPE网关、CPE网管、车内覆盖单元网管以及核心网；所述CPE网关、CPE网管、车内覆盖单元网管分别接入核心网；
所述CPE网关，用于CPE客户端和CPE网关之间建立VPN隧道，透传车内数据流，并根据流量类别转发到不同的核心网元处理，解析车载设备报文，建立与车内覆盖子系统的传输；
所述CPE网管，负责全网CPE状态监控，CPE版本升级，参数配置；
所述车内覆盖单元网管，负责监控车内覆盖子系统。
进一步地，所述无线基站子系统包括中心机房以及沿着线路沿线布置的运营商4G或5G通信基站；运营商4G或5G通信基站通过光缆与中心机房连接。
进一步地，所述车内覆盖子系统包括列车天线、CPE客户端、MEC服务器、交换机以及基站收发模块；其中，所述列车天线通过射频电缆与CPE客户端连接；CPE客户端通过光纤或网线与交换机连接；交换机通过光纤或网线与MEC服务器连接；基站收发模块通过光纤或网线与该交换机连接。
进一步地，所述基站收发模块包括第一基带处理单元BBU和多个第一射频拉远单元RRU；所述第一基带处理单元BBU通过光纤或网线连接于CPE客户端与交换机之间；MEC服务器通过该第一基带处理单元BBU与交换机连接；所述多个第一射频拉远单元RRU分别通过光纤或网线与交换机连接。
进一步地，所述列车天线、CPE客户端、MEC服务器、交换机、第一基带处理单元BBU均安装于通信车厢中，所述多个第一射频拉远单元RRU分别安装于每列客户车厢中，为每列客户车厢中的客户提供运营商4G或5G网络信号以及WIFI信号。
进一步地，所述基站收发模块为一体化小基站，该一体化小基站通过光纤或网线与交换机连接。
进一步地，所述列车天线、CPE客户端、MEC服务器、交换机均安装于通信车厢中，所述一体化小基站安装于每列客户车厢中，为每列客户车厢中的客户提供运营商4G或5G网络信号以及WIFI信号。
进一步地，所述一体化小基站包括第二基带处理单元BBU、第二射频拉远单元RRU、对外接口模块、电源模块以及基站同步时钟；其中，第二基带处理单元BBU通过对外接口模块与交换机连接；基站同步时钟连接于该第二基带处理单元BBU与第二射频拉远单元RRU之间；电源模块与对外接口模块连接。
进一步地，所述对外接口模块包括网口回传WAN口、本地调测LAN口和光口回传端口。
与现有技术相比，本方案原理和优点如下：
1.在核心网的基础上新增CPE网关，用于CPE客户端和CPE网关之间建立VPN隧道，透传车内数据流，并根据流量类别转发到不同的核心网元处理，达到解析车载设备报文，建立与车内覆盖子系统的传输的目的。
2.在核心网的基础上新增CPE网管，使得监控全网CPE状态，完成CPE版本升级以及参数配置。
3.车内覆盖子系统中，列车天线通过射频电缆与CPE客户端连接，第一基带处理单元BBU通过光纤或网线连接于CPE客户端与交换机之间，MEC服务器通过该第一基带处理单元BBU与交换机连接，多个第一射频拉远单元RRU分别通过光纤或网线与交换机连接，解决了移动情景下(高铁、地铁)移动用户终端直接接入运营商4G或5G基站的时候出现的多普勒频移、掉线、切换频繁等技术缺陷问题。
4.车内覆盖子系统中，列车天线、CPE客户端、MEC服务器、交换机、第一基带处理单元BBU均安装于通信车厢内，而多个第一射频拉远单元RRU分别安装于每列客户车厢内，按单列客户车厢划分蜂窝网,降低单小区容量压力。
5.上述优点3和4为基站收发模块包括第一基带处理单元BBU和多个第一射频拉远单元RRU的情况下所达到的，本方案中的基站收发模块若为一体化小基站的情况下，一样可以达到优点3和4的效果。
附图说明
图1为实施例一中一种应用于移动情景的网络通信系统的结构示意图；
图2为实施例一中车内覆盖子系统的结构示意图；
图3为实施例二中一种应用于移动情景的网络通信系统的结构示意图；
图4为实施例二中车内覆盖子系统的结构示意图；
图5为实施例二中一体化小基站的结构示意图。
图中标记如下：
1-解析与监控服务子系统，2-无线基站子系统，3-车内覆盖子系统，1-1-CPE网关，1-2-CPE网管，1-3-车内覆盖单元网管，1-4-核心网，3-1-列车天线，3-2-CPE客户端，3-3-MEC服务器，3-4-交换机，3-5-一体化小基站，3-6-第一基带处理单元BBU，3-7-第一射频拉远单元RRU，3-5-1-第二基带处理单元BBU，3-5-2-第二射频拉远单元RRU，3-5-3-对外接口模块，3-5-4-电源模块，3-5-5-基站同步时钟。
具体实施方式
下面结合两个具体实施例对本实用新型作进一步说明：
实施例一：
参见图1所示，本实施例为一种应用于移动情景的网络通信系统，包括解析与监控服务子系统1、无线基站子系统2以及车内覆盖子系统3；无线基站子系统2连接于解析与监控服务子系统1和车内覆盖子系统3之间；
其中，解析与监控服务子系统1，用于处理解析车内覆盖子系统3的报文及监控车内覆盖子系统3；无线基站子系统2为传输网系统，用于构建解析与监控服务子系统1与车内覆盖子系统3的通讯通道；车内覆盖子系统3，用于解决移动情景下用户终端的运营商4G或5G以及WIFI接入。
具体地，解析与监控服务子系统1包括CPE网关1-1、CPE网管1-2、车内覆盖单元网管1-3以及核心网1-4；CPE网关1-1、CPE网管1-2、车内覆盖单元网管1-3分别接入核心网1-4。
CPE网关1-1，用于CPE客户端和CPE网关之间建立VPN隧道，透传车内数据流，并根据流量类别转发到不同的核心网元处理，解析车载设备报文，建立与车内覆盖子系统3的传输；CPE网管1-2，负责全网CPE状态监控，CPE版本升级，参数配置；车内覆盖单元网管1-3，负责监控车内覆盖子系统3。
无线基站子系统2包括中心机房以及沿着线路沿线布置的运营商4G或5G通信基站；运营商4G或5G通信基站通过光缆与中心机房连接。
如图2所示，车内覆盖子系统3包括列车天线3-1、CPE客户端3-2、MEC服务器3-3、交换机3-4以及基站收发模块；
本实施例中，基站收发模块包括第一基带处理单元BBU3-6和多个第一射频拉远单元RRU3-7；
列车天线3-1通过射频电缆与CPE客户端3-2连接，通过空中接口与运营商4G或5G通信基站连接；第一基带处理单元BBU3-6通过光纤或网线连接于CPE客户端3-2与交换机3-4之间；MEC服务器3-3通过该第一基带处理单元BBU3-6与交换机3-4连接；多个第一射频拉远单元RRU3-7分别通过光纤或网线与交换机3-4连接；
上述中，列车天线3-1、CPE客户端3-2、MEC服务器3-3、交换机3-4、第一基带处理单元BBU3-6均安装于通信车厢内，而多个第一射频拉远单元RRU3-7分别安装于每列客户车厢内。各模块的功能描述如下：
第一射频拉远单元RRU3-7，负责移动用户的无线接入功能，可发射运营商4G或5G网络信号以及WIFI信号。
交换机3-4，作为传输转换设备，完成光口到以太网电口的信号转换，下行信号分路，上行信号合路的功能，并可通过POEPower over Ethernet为远端的第一射频拉远单元RRU3-7供电。
第一基带处理单元BBU3-6，负责基带信号的调制和解调。可根据UE上报的测量报告自动管理邻区功能，实现邻区的自配置、自优化和自操作。
MEC服务器3-3，在靠近移动用户的位置上提供信息技术服务环境和云计算能力，并将内容分发推送到靠近用户侧，使应用、服务和内容都部署在高度分布的环境中。根据用户行为选择让用户直接访问本地业务、直接访问互联网或通过核心网访问，从而实现本地流量卸载、精准定位、核心网安全加密及鉴权、无缝切换及重选和抗干扰。
CPE客户端3-2，作为车内覆盖子系统3空口传输，支持空口同步接入，无线传输；兼容线路沿线运营商4G或5G基站频段，支持主备CPE备份设计。
列车天线3-1，用于4G或5G基站网络信号接入和车内覆盖子系统3的网络信号转发的射频传输。
本实施例中，整个网络通信系统的具体工作流程如下：
S1：移动用户通过自己所在该列客户车厢中的第一射频拉远单元RRU3-7接入网络；
S2：第一射频拉远单元RRU3-7通过交换机3-4把移动用户的业务需求发送到CPE客户端3-2；
S3：CPE客户端3-2接收到移动用户的业务需求后，把移动用户的业务需求封装到VPN隧道，并将其通过列车天线3-1发送到无线基站子系统2；
S4：无线基站子系统2将移动用户的业务需求以及无线基站子系统2自身的业务需求传输到解析与监控服务子系统1的核心网1-4；
S5：核心网1-4直接处理无线基站子系统2自身的业务需求，把移动用户的业务需求传输到CPE网关1-1处理；
S6：CPE网关1-1把客户车厢中的移动用户的业务需求解封装VPN隧道后，再将其传输到核心网1-4处理；
S7：移动用户的业务需求处理完后，处理结果按原路返回到移动用户终端中。
由于CPE网管1-2、车内覆盖单元网管1-3、第一基带处理单元BBU3-6、MEC服务器3-3等已作详述，因此，本实施例的具体工作流程不另作论述。
本实施例解决了移动情景下用户终端直接接入运营商4G或5G基站的时候出现的多普勒频移、掉线、切换频繁等技术缺陷问题。将多个第一射频拉远单元RRU分别安装于每列客户车厢内，按单列客户车厢划分蜂窝网,大大降低了单小区容量压力。在核心网的基础上新增CPE网关，达到了解析车载设备报文，建立与车内覆盖子系统的传输的目的。
实施例二：
如图3和4所示，本实施例与实施例一相比，基站收发模块为一体化小基站3-5；CPE客户端3-2通过光纤或网线与交换机3-4连接，而交换机3-4通过光纤或网线与MEC服务器3-3连接；多个一体化小基站3-5分别安装于每列客户车厢中，且分别通过光纤或网线与交换机3-4连接。
具体地，如图5所示，一体化小基站3-5包括第二基带处理单元BBU3-5-1、第二射频拉远单元RRU3-5-2、对外接口模块3-5-3、电源模块3-5-4以及基站同步时钟3-5-5；其中，第二基带处理单元BBU3-5-1通过对外接口模块3-5-3与交换机3-4连接；基站同步时钟3-5-5连接于该第二基带处理单元BBU3-5-1与第二射频拉远单元RRU3-5-2之间；电源模块3-5-4与对外接口模块3-5-3连接。
对外接口模块3-5-3包括网口回传WAN口、本地调测LAN口和光口回传端口。
本实施例中，第二基带处理单元BBU3-5-1和第二射频拉远单元RRU3-5-2所起的作用与第一基带处理单元BBU3-6和第一射频拉远单元RRU3-7所起的作用一致。基站同步时钟用于保证全局时钟同步，保证整板时钟稳定。
本实施例一样可以达到实施例一一样的效果。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，包括解析与监控服务子系统(1)、无线基站子系统(2)以及车内覆盖子系统(3)；无线基站子系统(2)连接于解析与监控服务子系统(1)和车内覆盖子系统(3)之间；
其中，所述解析与监控服务子系统(1)，用于处理解析车内覆盖子系统(3)的报文及监控车内覆盖子系统(3)；
所述无线基站子系统(2)为传输网系统，用于构建解析与监控服务子系统(1)与车内覆盖子系统(3)的通讯通道；
所述车内覆盖子系统(3)，用于解决移动情景下用户终端的运营商4G或5G以及WIFI接入。
2.根据权利要求1所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述解析与监控服务子系统(1)包括CPE网关(1-1)、CPE网管(1-2)、车内覆盖单元网管(1-3)以及核心网(1-4)；所述CPE网关(1-1)、CPE网管(1-2)、车内覆盖单元网管(1-3)分别接入核心网(1-4)；
所述CPE网关(1-1)，用于CPE客户端和CPE网关之间建立VPN隧道，透传车内数据流，并根据流量类别转发到不同的核心网元处理，解析车载设备报文，建立与车内覆盖子系统(3)的传输；
所述CPE网管(1-2)，负责全网CPE状态监控，CPE版本升级，参数配置；
所述车内覆盖单元网管(1-3)，负责监控车内覆盖子系统(3)。
3.根据权利要求1所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述无线基站子系统(2)包括中心机房以及沿着线路沿线布置的运营商4G或5G通信基站；运营商4G或5G通信基站通过光缆与中心机房连接。
4.根据权利要求1所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述车内覆盖子系统(3)包括列车天线(3-1)、CPE客户端(3-2)、MEC服务器(3-3)、交换机(3-4)以及基站收发模块；其中，所述列车天线(3-1)通过射频电缆与CPE客户端(3-2)连接；CPE客户端(3-2)通过光纤或网线与交换机(3-4)连接；交换机(3-4)通过光纤或网线与MEC服务器(3-3)连接；基站收发模块通过光纤或网线与该交换机(3-4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述基站收发模块包括第一基带处理单元BBU(3-6)和多个第一射频拉远单元RRU(3-7)；所述第一基带处理单元BBU(3-6)通过光纤或网线连接于CPE客户端(3-2)与交换机(3-4)之间；MEC服务器(3-3)通过该第一基带处理单元BBU(3-6)与交换机(3-4)连接；所述多个第一射频拉远单元RRU(3-7)分别通过光纤或网线与交换机(3-4)连接。
6.根据权利要求5所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述列车天线(3-1)、CPE客户端(3-2)、MEC服务器(3-3)、交换机(3-4)、第一基带处理单元BBU(3-6)均安装于通信车厢中，所述多个第一射频拉远单元RRU(3-7)分别安装于每列客户车厢中，为每列客户车厢中的客户提供运营商4G或5G网络信号以及WIFI信号。
7.根据权利要求4所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述基站收发模块为一体化小基站(3-5)，该一体化小基站(3-5)通过光纤或网线与交换机(3-4)连接。
8.根据权利要求7所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述列车天线(3-1)、CPE客户端(3-2)、MEC服务器(3-3)、交换机(3-4)均安装于通信车厢中，所述一体化小基站(3-5)安装于每列客户车厢中，为每列客户车厢中的客户提供运营商4G或5G网络信号以及WIFI信号。
9.根据权利要求8所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述一体化小基站(3-5)包括第二基带处理单元BBU(3-5-1)、第二射频拉远单元RRU(3-5-2)、对外接口模块(3-5-3)、电源模块(3-5-4)以及基站同步时钟(3-5-5)；其中，第二基带处理单元BBU(3-5-1)通过对外接口模块(3-5-3)与交换机(3-4)连接；基站同步时钟(3-5-5)连接于该第二基带处理单元BBU(3-5-1)与第二射频拉远单元RRU(3-5-2)之间；电源模块(3-5-4)与对外接口模块(3-5-3)连接。
10.根据权利要求9所述的一种应用于移动情景的网络通信系统，其特征在于，所述对外接口模块(3-5-3)包括网口回传WAN口、本地调测LAN口和光口回传端口。
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