RU2776672C2 - Communication system for high-speed railways based on technology of power line communication - Google Patents
Communication system for high-speed railways based on technology of power line communication Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776672C2 RU2776672C2 RU2019130029A RU2019130029A RU2776672C2 RU 2776672 C2 RU2776672 C2 RU 2776672C2 RU 2019130029 A RU2019130029 A RU 2019130029A RU 2019130029 A RU2019130029 A RU 2019130029A RU 2776672 C2 RU2776672 C2 RU 2776672C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- speed rail
- speed
- communication
- power line
- communication device
- Prior art date
Links
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к области связи для высокоскоростных железных дорог, в частности к системе связи для высокоскоростных железных дорог на основе технологии связи по линии электропередачи.The present invention relates to the field of communication for high-speed railways, in particular to a communication system for high-speed railways based on power line communication technology.
Технические предпосылки изобретенияTechnical background of the invention
Высокоскоростная железная дорога - это направление развития мировых железных дорог, а также общая потребность всех стран в развитии высокоскоростных перевозок. Поскольку железнодорожная отрасль Китая следует по пути развития независимых технологических инноваций путем успешной реализации стратегии «внедрения передовых технологий, совместного проектирования и производства и создания китайских торговых марок», железнодорожная отрасль Китая начинала с нуля и стала лидером в погоне за участниками гонки, привлекши внимание всего мира, и за чуть более чем десятилетие вступила на путь развития высокоскоростных железных дорог с китайскими характеристиками. «Высокоскоростная железная дорога» была некоторым понятием в сфере высоких технологий, и теперь это стало наиболее предпочтительным средством передвижения для простых людей в бизнесе и путешествиях. В настоящее время в мире Китай стал страной, которая имеет самую полную и наиболее интегрированную высокоскоростную железнодорожную систему с самой большой эксплуатационной протяженностью, самой высокой технической скоростью и самым большим масштабом строительства.High-speed rail is the development direction of the world's railways, as well as the common need of all countries to develop high-speed transportation. As China's railway industry follows the path of developing independent technological innovation through the successful implementation of the strategy of "introducing advanced technology, joint design and production, and establishing Chinese brands", China's railway industry has started from scratch and has become a leader in chasing the race, attracting the attention of the whole world. , and in just over a decade embarked on the path of developing high-speed rail with Chinese characteristics. "High-speed rail" was some high-tech concept, and now it has become the most preferred means of transportation for ordinary people in business and travel. At present, in the world, China has become the country that has the most complete and most integrated high-speed rail system with the longest operating distance, the highest technical speed, and the largest construction scale.
С быстрым развитием высокоскоростного железнодорожного строительства и высокоскоростной железнодорожной базовой технологии Китая техническая скорость высокоскоростной железной дороги Китая продолжает увеличиваться, и с увеличением технической скорости высокоскоростных железных дорог пассажиры высокоскоростных железных дорог предъявляют повышенные требования в отношении зоны покрытия сети, безопасности сети в отношении окружающей среды и качества сетевых вызовов в высокоскоростных железнодорожных вагонах. Поскольку текущий уровень высокоскоростной беспроводной мобильной связи в мире по-прежнему имеет большой разрыв по сравнению с уровнем мобильной связи общего пользования, особенно в высокоскоростной мобильной сфере, зона покрытия сети высокоскоростных поездов сталкивается с серьезными проблемами. В данной области техники принято считать, что известная высокоскоростная беспроводная мобильная связь имеет три основные технические трудности. Во-первых, в высокоскоростном поезде наблюдаются большие потери сигнала при прохождении в кузов транспортного средства, доплеровское смещение частоты и чрезвычайно короткое время коммутации мобильного терминала. В высокоскоростных поездах Китая применяется полностью закрытая конструкция кузова транспортного средства, и потери беспроводных сигналов в процессе прохождения через кузов транспортного средства являются большими. В частности, с увеличением скорости транспортного средства потери при прохождении также увеличиваются, что ведет к низкой доле успешных попыток коммутации терминала, слабому покрытию беспроводного сигнала в высокоскоростном железнодорожном вагоне и т.д. Во-вторых, в высокоскоростной мобильной сфере, поскольку скорость высокоскоростного железнодорожного поезда продолжает увеличиваться, эффект доплеровского смещения частоты становится все более очевидным, что приводит к ряду проблем, таких как сдвиги беспроводного сигнала, трудности с доступом к сети, увеличение частоты ошибок при передаче данных и снижение доли успешных попыток хэндовера. В-третьих, в высокоскоростной мобильной сфере время прохождения соты мобильным терминалом меньше, чем время отклика хэндовера мобильного терминала, что может привести к тому, что мобильный терминал пройдет через зону перекрытия, прежде чем хэндовер будет завершен, вызывая тем самым сетевые проблемы, такие как нахождение вне в сети, сбрасывание вызова и сбой хэндовера соты, что влияет на восприятие услуг пользователем.With the rapid development of China's high-speed rail construction and high-speed rail core technology, the technical speed of China's high-speed rail continues to increase, and with the increase in the technical speed of high-speed rail, high-speed rail passengers have increased demands for network coverage, network environmental safety and quality. network calls in high-speed rail cars. Since the current level of high-speed mobile wireless communication in the world still has a large gap compared to the level of public mobile communication, especially in the high-speed mobile field, the coverage area of the high-speed train network is facing serious problems. It is generally accepted in the art that prior art high-speed wireless mobile communication has three main technical difficulties. First, a high-speed train exhibits large signal loss when passing into the vehicle body, Doppler frequency shift, and an extremely short mobile terminal switching time. In China's high-speed trains, a fully enclosed vehicle body structure is used, and the loss of wireless signals in the process of passing through the vehicle body is large. In particular, as the vehicle speed increases, the traversal loss also increases, leading to a low terminal switching success rate, poor wireless signal coverage in a high-speed rail car, and so on. Second, in the high-speed mobile field, as the speed of the high-speed rail train continues to increase, the effect of Doppler frequency shift becomes more and more obvious, resulting in a number of problems such as wireless signal shifts, network access difficulties, and an increase in data transmission error rate. and a decrease in the percentage of successful handover attempts. Third, in the high-speed mobile realm, the cell transit time of the mobile terminal is shorter than the handover response time of the mobile terminal, which may cause the mobile terminal to pass through the overlap area before the handover is completed, thereby causing network problems such as being offline, dropping a call, and cell handover failure, which affects the user's experience of services.
Ввиду вышеупомянутых трех технических трудностей, с которыми в настоящее время сталкивается беспроводная мобильная связь для высокоскоростных железных дорог, национальное управление железных дорог, крупные операторы мобильной связи, научно-исследовательские институты крупных университетов и т.п. направили большое количество технологий, персонала и финансовых средств на изучение и улучшение проблем покрытия и производительности беспроводных сетей в высокоскоростных железнодорожных вагонах в высокоскоростной мобильной сфере и предложили много решений для систем связи для высокоскоростных железных дорог, например схему связи Long Time Evolution Advanced (LTE), причем схема связи LTE обеспечивает систему беспроводной мобильной связи с высокой скоростью передачи данных, большой пропускной способностью, низкой задержкой и высоким использованием спектра и внедряет различные передовые технологии, такие как технология мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов и технология MIMO, которые могут предоставлять услугу доступа к беспроводной связи на скорости более 100 кбит/с для пассажиров высокоскоростного железнодорожного поезда, передвигающегося со скоростью 350 км/ч. Однако в высокоскоростной мобильной сфере сеть LTE в высокоскоростных железнодорожных вагонах по-прежнему сталкивается с обычными проблемами, такими как большие потери сигнала при прохождении в кузов транспортного средства высокоскоростного железнодорожного поезда, доплеровское смещение частоты и чрезвычайно короткое время коммутации мобильного терминала. Кроме того, необходимо решить такие проблемы, как частый хэндовер соты и повторный выбор, а также возврат или перенаправление голосовых вызовов.In view of the above three technical difficulties currently encountered by wireless mobile communications for high-speed rail, the national railway administration, large mobile operators, research institutes of large universities, and the like. have directed a large number of technologies, personnel and financial resources to study and improve the coverage and performance problems of wireless networks in high-speed rail cars in the high-speed mobile field, and have proposed many solutions for communication systems for high-speed rail, such as the Long Time Evolution Advanced (LTE) communication scheme, wherein the LTE communication scheme provides a wireless mobile communication system with high data rate, large capacity, low delay and high spectrum utilization, and adopts various advanced technologies such as orthogonal frequency division multiplexing technology and MIMO technology, which can provide access service to wireless communication at a speed of more than 100 kbps for passengers of a high-speed rail train moving at a speed of 350 km/h. However, in the high-speed mobile field, the LTE network in high-speed railcars still faces common problems such as large signal loss when a high-speed rail train passes into the vehicle body, Doppler frequency shift, and extremely short switching time of the mobile terminal. In addition, problems such as frequent cell handover and reselection, and return or redirection of voice calls need to be addressed.
Поэтому техническая задача, которую в настоящее время срочно требуется решить, заключается в том, как спроектировать приемлемую систему мобильной связи для высокоскоростных железных дорог в высокоскоростной мобильной сфере, чтобы реализовать безопасное и надежное качество связи и предоставлять быстрые и высококачественные услуги мобильной связи и опыт для многочисленных пользователей высокоскоростных железных дорог.Therefore, the technical problem currently urgently needed to be solved is how to design an acceptable mobile communication system for high-speed rail in the high-speed mobile field, so as to realize safe and reliable communication quality and provide fast and high-quality mobile communication services and experience for numerous high-speed rail users.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить систему связи для высокоскоростных железных дорог на основе технологии связи по линии электропередачи с низкой стоимостью, надежной передачей и высокой скоростью, которая предназначена для обеспечения приемлемой системы мобильной связи для высокоскоростных железных дорог, чтобы реализовать безопасное и надежное качество связи и предоставлять быстрые и высококачественные услуги мобильной связи и опыт для многочисленных пользователей высокоскоростных железных дорог.The main object of the present invention is to provide a high-speed rail communication system based on power line communication technology with low cost, reliable transmission and high speed, which is designed to provide an acceptable mobile communication system for high-speed rail to realize a safe and reliable communication quality and provide fast and high-quality mobile communication services and experience for numerous high-speed rail users.
Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении предложена система связи для высокоскоростных железных дорог на основе технологии связи по линии электропередачи, содержащая множество наземных базовых станций, расположенных вдоль линии, систему пантограф - контактная сеть, расположенную над высокоскоростным железнодорожным поездом, и различные мобильные терминалы, носимые пассажирами высокоскоростных железных дорог, причем смежные наземные базовые станции подключены и осуществляют связь по кабелю, наземная базовая станция напрямую подключена к линии электропередачи высокоскоростной железнодорожной контактной сети через кабель, линия электропередачи высокоскоростной железнодорожной контактной сети перекрывается и подключена к пантографу в верхней части высокоскоростного железнодорожного поезда, пантограф подключен к устройству связи посредством видимого света, и устройство связи посредством видимого света по беспроводной связи подключено к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог.In order to achieve the above object, the present invention provides a communication system for high-speed railways based on power line communication technology, comprising a plurality of ground base stations located along the line, a pantograph- catenary system located above a high-speed railway train, and various mobile terminals, wearable by high-speed rail passengers, the adjacent ground base stations are connected and communicate by cable, the ground base station is directly connected to the power line of the high-speed railway contact network through the cable, the power line of the high-speed railway contact network is overlapped and connected to the pantograph at the top of the high-speed rail train, the pantograph is connected to the visible light communication device, and the visible light communication device is wirelessly connected to various mobile terminals, wearable m passengers of high-speed railways.
Предпочтительно система пантограф - контактная сеть содержит высокоскоростную железнодорожную контактную сеть, использующую технологию связи по линии электропередачи, и множество пантографов, использующих технологию связи по линии электропередачи.Preferably, the pantograph-overhead system comprises a high-speed railway overhead line using power line communication technology and a plurality of pantographs using power line communication technology.
Предпочтительно устройство связи посредством видимого света излучает видимый свет внутри вагона и подключено к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог, и осуществляет связь с ними.Preferably, the visible light communication device emits visible light inside the car and is connected to and communicates with various mobile terminals carried by high-speed rail passengers.
Предпочтительно устройство связи посредством видимого света содержит устройство связи VLC, подключенное к пантографу, и осветительную светодиодную лампу, подключенную к устройству связи VLC.Preferably, the visible light communication device comprises a VLC communication device connected to a pantograph and an illumination LED lamp connected to the VLC communication device.
Предпочтительно устройство связи посредством видимого света допускает замену универсальным устройством связи WiFi или устройством проводной связи, и устройство связи WiFi подключено к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог, по беспроводной связи, или устройство проводной связи подключено к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог, по проводной связи. Поскольку пассажиры высокоскоростных железных дорог большую часть времени сидят на своих местах, они могут осуществлять подключение напрямую, используя проводную связь.Preferably, the visible light communication device is capable of being replaced by a WiFi universal communication device or a wired communication device, and the WiFi communication device is wirelessly connected to various mobile terminals worn by high-speed rail passengers, or the wired communication device is connected to various mobile terminals worn by high-speed rail passengers. railways, by wire. Because high-speed rail passengers sit in their seats most of the time, they can connect directly using a wired connection.
Предпочтительно высокоскоростной железнодорожный поезд содержит по меньшей мере 8N вагонов, где N - положительное целое число.Preferably, the high speed rail train contains at least 8N cars, where N is a positive integer.
Предпочтительно сигнал связи наземной базовой станции передается через кабель связи, сигнал связи поступает на конец передачи сигнала наземной базовой станции, модулируется и спаривается с линией, а затем накладывается на линию электропередачи высокоскоростной железнодорожной контактной сети и передается на конец приема сигнала наземной базовой станции, расположенный в верхней части высокоскоростного железнодорожного поезда, после спаривания и фильтрации модулированный сигнал отфильтровывается из линии электропередачи, а затем демодулируется и восстанавливается в сигнал данных, и после того, как сигнал высокоскоростного железнодорожного поезда передан на конец передачи сигнала высокоскоростного железнодорожного поезда, расположенный в верхней части высокоскоростного железнодорожного поезда, он модулируется и спаривается с линией и, наконец, накладывается на линию электропередачи в пантографе, передается на конец приема сигнала высокоскоростного железнодорожного поезда наземной станции по линии электропередачи, после спаривания и фильтрации модулированный сигнал отфильтровывается из линии электропередачи, а затем демодулируется и восстанавливается в сигнал данных, и восстановленный сигнал данных передается обратно на наземную базовую станцию по кабелю связи.Preferably, the communication signal of the terrestrial base station is transmitted through a communication cable, the communication signal is received at the signal transmission end of the terrestrial base station, modulated and paired with the line, and then superimposed on the power line of the high-speed railway contact network, and transmitted to the signal receiving end of the terrestrial base station located in top of the high-speed rail train, after pairing and filtering, the modulated signal is filtered out from the power line, and then demodulated and restored into a data signal, and after the high-speed rail signal is transmitted to the signal transmission end of the high-speed rail train, located at the top of the high-speed rail train, it is modulated and paired with the line, and finally superimposed on the power line in the pantograph, transmitted to the signal receiving end of the ground station high-speed rail train over the power line, after pairing and filtering, the modulated signal is filtered from the power line, and then demodulated and restored into a data signal, and the recovered data signal is transmitted back to the ground base station via a communication cable.
Техническое решение согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества по сравнению с предшествующим уровнем техники:The technical solution according to the present invention has the following advantages over the prior art:
В техническом решении согласно настоящему изобретению принята технология связи по линии электропередачи для наложения сигнала передачи на линию электропередачи для передачи, и, таким образом, нет необходимости в прокладывании выделенной линии связи. Линия электропередачи системы пантограф - контактная сеть может быть непосредственно использована для передачи сигнала, что может не только сэкономить материальные и трудовые затраты, но и реализовать требования к высококачественной связи. Кроме того, обычный режим беспроводной связи заменяется на режим проводной связи. Таким образом, можно эффективно избежать технических проблем низкого качества сигнала, медленного доступа в Интернет, низкого качества вызовов в высокоскоростных железнодорожных вагонах из-за эффекта доплеровского смещения частоты, больших потерь сигнала при прохождении в кузов транспортного средства высокоскоростного железнодорожного поезда и чрезвычайно короткого времени коммутации мобильного терминала в режиме беспроводной связи для высокоскоростных железных дорог. Высокое качество внутреннего сигнала, быстрый доступ в Интернет и высокое качество вызовов реализуются в высокоскоростных железнодорожных вагонах в высокоскоростной мобильной сфере с предоставлением высококачественных услуг мобильной связи и опыта для пассажиров высокоскоростных железных дорог в высокоскоростной мобильной сфере, чтобы удовлетворить растущие требования к скорости передачи данных и качеству обслуживания пассажиров высокоскоростных железных дорог.The technical solution of the present invention adopts a power line communication technology for superimposing a transmission signal on a power line for transmission, and thus there is no need to lay a dedicated line. The power line of the pantograph system - contact network can be directly used for signal transmission, which can not only save material and labor costs, but also realize high-quality communication requirements. In addition, the normal wireless communication mode is changed to wired communication mode. Thus, the technical problems of poor signal quality, slow Internet access, poor call quality in high-speed rail cars due to the Doppler frequency shift effect, large signal loss when passing a high-speed rail train into the vehicle body, and extremely short mobile switching time can be effectively avoided. terminal in wireless mode for high-speed rail. High-quality domestic signal, fast Internet access, and high call quality are realized in high-speed rail cars in the high-speed mobile realm, to provide high-quality mobile communication services and experiences for high-speed rail passengers in the high-speed mobile realm, to meet the growing demand for data transmission speed and quality. services for high-speed rail passengers.
В то же время внутри высокоскоростных железнодорожных вагонов для покрытия внедрены технология передачи данных видимым светом, или универсальное устройство связи Wi-Fi, или устройство проводной связи, что предотвращает прямое подключение между одним мобильным терминалом и наземной базовой станцией и эффективно решает проблему частого хэндовера соты и повторного выбора. Благодаря использованию осветительного светодиода внутри высокоскоростных железнодорожных вагонов в качестве источника светового сигнала можно избежать электромагнитного излучения и электромагнитных помех, и при этом это имеет такие преимущества, как экологическая охрана окружающей среды, энергосбережение и снижение выбросов. Кроме того, использование видимого света в качестве носителя сигнала не вызывает дискомфорта у пассажиров высокоскоростных железных дорог. Кроме того, общая мощность источника света на осветительных светодиодах внутри высокоскоростных железнодорожных вагонов может достигать нескольких десятков ватт или более, что обеспечивает мощность сигнала, используемую для связи, и обладает потенциалом высокоскоростной связи. Спектр может использоваться без разрешения, и эффективно решается проблема нехватки имеющихся ресурсов спектра радиочастот. В случае, если устройство VLC установлено на основе существующих светодиодных устройств высокоскоростного железнодорожного поезда, хорошая связь может быть достигнута при простой конструкции системы и низких затратах.At the same time, visible light transmission technology, or a Wi-Fi universal communication device, or a wired communication device is introduced inside high-speed rail cars to cover, which prevents direct connection between one mobile terminal and a ground base station, and effectively solves the problem of frequent cell handover and reselection. By using the lighting LED inside high-speed rail cars as a light signal source, electromagnetic radiation and electromagnetic interference can be avoided, and it has the advantages of environmental protection, energy saving and emission reduction. In addition, the use of visible light as a signal carrier does not cause discomfort to high-speed rail passengers. In addition, the total power of the lighting LED light source inside the high-speed rail cars can reach several tens of watts or more, which ensures the signal power used for communication and has the potential of high-speed communication. The spectrum can be used without permission and the problem of the scarcity of available radio frequency spectrum resources is effectively addressed. In the case where the VLC device is installed based on the existing high-speed rail LED devices, good communication can be achieved with a simple system design and low cost.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Для более четкого изображения технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения или предшествующего уровня техники прилагаемые графические материалы, которые необходимо использовать в описании вариантов осуществления или предшествующего уровня техники, будут кратко описаны ниже. Очевидно, что прилагаемые графические материалы в последующем описании являются только некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, и специалисты в данной области техники могут получить другие прилагаемые графические материалы из конструкций, изображенных на этих прилагаемых графических материалах, без каких-либо творческих усилий.In order to more clearly depict the technical solutions in the embodiments of the present invention or the prior art, the accompanying drawings to be used in the description of the embodiments or the prior art will be briefly described below. Obviously, the accompanying graphics in the following description are only some embodiments of the present invention, and those skilled in the art can derive other accompanying graphics from the designs depicted in these attached graphics without any creative effort.
На чертеже представлена принципиальная схема конструкции системы связи для высокоскоростных железных дорог на основе технологии связи по линии электропередачи согласно настоящему изобретению.The drawing is a schematic diagram of the construction of a communication system for high-speed rail based on the communication technology over the power line according to the present invention.
Реализация, функциональные признаки и преимущества настоящего изобретения будут дополнительно описаны со ссылкой на прилагаемые графические материалы.The implementation, functional features and advantages of the present invention will be further described with reference to the accompanying drawings.
Подробное описание вариантов осуществленияDetailed description of embodiments
Далее в вариантах осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые графические материалы ясно и полностью описаны технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения. Разумеется, описанные варианты осуществления являются только частью вариантов осуществления настоящего изобретения, а не всеми вариантами осуществления. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без творческих усилий, входят в объем настоящего изобретения.Further, in the embodiments of the present invention, with reference to the accompanying drawings, the technical solutions in the embodiments of the present invention are clearly and completely described. Of course, the described embodiments are only a part of the embodiments of the present invention and not all of the embodiments. All other embodiments obtained by those skilled in the art from the embodiments of the present invention without imaginative effort are within the scope of the present invention.
Следует отметить, что если в вариантах осуществления настоящего изобретения упоминается указатель направления (например, вверх, вниз, влево, вправо, спереди, сзади,...), указатель направления используется только для пояснения взаимного расположения между компонентами, состоянием движения и тому подобным в конкретной позиции (как показано на графических материалах), и, если конкретная позиция изменяется, указатель направления также изменяется соответствующим образом.It should be noted that if the embodiments of the present invention mention a direction indicator (for example, up, down, left, right, front, rear, ...), the direction indicator is only used to explain the relative position between components, the state of movement, and the like in specific position (as shown in the graphics), and if the specific position changes, the direction indicator also changes accordingly.
Кроме того, если в вариантах осуществления настоящего изобретения имеется описание «первый», «второй» и т.д., то описание «первый», «второй» и т.д. используется только с целью описания и не должно истолковываться как имеющее относительную важность или неявно подразумеваемое указание на количество указанных технических признаков. Таким образом, признаки, определяемые как «первый» или «второй», могут либо явно, либо неявно включать по меньшей мере один из признаков. Кроме того, технические решения различных вариантов осуществления могут быть объединены друг с другом, но должны быть основаны на возможностях специалистов в данной области техники, и если комбинация технических решений является противоречивой или невозможной для реализации, следует считать, что комбинация технических решений не существует и не входит в объем защиты, заявленной настоящим изобретением.In addition, if the description of "first", "second", etc., is in the embodiments of the present invention, then the description of "first", "second", etc. is used for the purpose of description only and should not be construed as having a relative importance or an implied indication of the number of specified technical features. Thus, features defined as "first" or "second" may either explicitly or implicitly include at least one of the features. In addition, the technical solutions of various embodiments can be combined with each other, but should be based on the capabilities of specialists in the art, and if the combination of technical solutions is inconsistent or impossible to implement, it should be considered that the combination of technical solutions does not exist and does not exist. is within the scope of the protection claimed by the present invention.
В настоящем изобретении предложена система связи для высокоскоростных железных дорог на основе технологии связи по линии электропередачи.The present invention provides a high-speed rail communication system based on power line communication technology.
Как показано на чертеже, система связи для высокоскоростных железных дорог на основе технологии связи по линии электропередачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит множество наземных базовых станций, расположенных вдоль линии, систему пантограф - контактная сеть, расположенную над высокоскоростным железнодорожным поездом, и различные мобильные терминалы, носимые пассажирами высокоскоростных железных дорог. Смежные наземные базовые станции подключены и осуществляют связь по кабелю, наземная базовая станция напрямую подключена к линии электропередачи высокоскоростной железнодорожной контактной сети через кабель, линия электропередачи высокоскоростной железнодорожной контактной сети перекрывается с и подключена к пантографу в верхней части высокоскоростного железнодорожного поезда, пантограф подключен к устройству связи посредством видимого света, и устройство связи посредством видимого света подключено по беспроводной связи к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог. Устройство связи посредством видимого света, расположенное в верхней части высокоскоростного железнодорожного поезда, может быть заменено универсальным устройством связи WiFi или проводным устройством связи. Устройство связи WiFi подключено по беспроводной связи к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог. Устройство проводной связи подключено по проводной связи к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог. Поскольку пассажиры высокоскоростных железных дорог большую часть времени сидят на своих местах, они могут осуществлять подключение напрямую, используя проводную связь.As shown in the drawing, a communication system for high-speed rail based on a power line technology according to an embodiment of the present invention includes a plurality of ground base stations located along the line, a pantograph-catalon system located above a high-speed rail train, and various mobile terminals, worn by high-speed rail passengers. Adjacent ground base stations are connected and communicate by cable, the ground base station is directly connected to the power line of the high-speed rail overhead catenary through cable, the power line of the high-speed rail overhead catenary is overlapped with and connected to the pantograph at the top of the high-speed rail train, the pantograph is connected to the communication device by visible light, and the visible light communication device is wirelessly connected to various mobile terminals carried by high-speed rail passengers. The visible light communication device located at the top of the high-speed rail train can be replaced by a WiFi universal communication device or a wired communication device. The WiFi communication device is wirelessly connected to various mobile terminals carried by high-speed rail passengers. The wired communication device is wired connected to various mobile terminals carried by high-speed rail passengers. Because high-speed rail passengers sit in their seats most of the time, they can connect directly using a wired connection.
В частности, система пантограф/высокоскоростная железнодорожная контактная сеть согласно настоящему варианту осуществления содержит высокоскоростную железнодорожную контактную сеть, использующую технологию связи по линии электропередачи, и множество пантографов, использующих технологию связи по линии электропередачи. Пантограф подключен по кабелю к устройству связи посредством видимого света, расположенному внутри кузова вагона высокоскоростного железнодорожного поезда. Устройство связи посредством видимого света излучает видимый свет и подключено к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог. В других вариантах осуществления настоящего изобретения устройство связи WiFi подключено к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог, по беспроводной связи, и/или устройство проводной связи подключено к различным мобильным терминалам, носимым пассажирами высокоскоростных железных дорог, по проводной связи. Предпочтительно устройство связи посредством видимого света согласно настоящему варианту осуществления содержит устройство связи VLC, подключенное к пантографу, и осветительную светодиодную лампу, подключенную к устройству связи VLC. Для покрытия принята технология передачи данных видимым светом с тем, чтобы могли быть удовлетворены широкие бизнес-требования различных мобильных терминалов, перевозимых пассажирами высокоскоростных железных дорог.Specifically, the pantograph/high-speed rail overhead system according to the present embodiment includes a high-speed rail overhead using power line communication technology and a plurality of pantographs using power line communication technology. The pantograph is connected via a cable to a visible light communication device located inside the car body of a high-speed rail train. The visible light communication device emits visible light and is connected to various mobile terminals carried by high-speed rail passengers. In other embodiments of the present invention, the WiFi communication device is connected to various mobile terminals carried by high-speed rail passengers via wireless communication, and/or the wired communication device is connected to various mobile terminals carried by high-speed rail passengers via wired communication. Preferably, the visible light communication device according to the present embodiment comprises a VLC communication device connected to a pantograph and an illumination LED lamp connected to the VLC communication device. Visible light transmission technology is adopted for coverage so that the broad business requirements of various mobile terminals carried by high-speed rail passengers can be met.
Когда работает система связи для высокоскоростных железных дорог на основе технологии связи по линии электропередачи согласно варианту осуществления настоящего изобретения, сигнал связи наземной базовой станции передается по кабелю связи, и сигнал связи поступает на конец передачи сигнала наземной базовой станции, модулируется и спаривается с линией, а затем накладывается на линию электропередачи высокоскоростной железнодорожной контактной сети и передается на конец приема сигнала наземной базовой станции, расположенный в верхней части высокоскоростного железнодорожного поезда. После спаривания и фильтрации модулированный сигнал отфильтровывается из линии электропередачи, а затем демодулируется и восстанавливается в сигнал данных. После того как сигнал высокоскоростного железнодорожного поезда передан на конец передачи сигнала высокоскоростного железнодорожного поезда, расположенный в верхней части высокоскоростного железнодорожного поезда, он модулируется и спаривается с линией и, наконец, накладывается на линию электропередачи в пантографе, передается на конец приема сигнала высокоскоростного железнодорожного поезда наземной станции по линии электропередачи. После спаривания и фильтрации модулированный сигнал отфильтровывается из линии электропередачи, а затем демодулируется и восстанавливается в сигнал данных, и восстановленный сигнал данных передается обратно на наземную базовую станцию по кабелю связи.When the communication system for high-speed rail based on the power line communication technology according to the embodiment of the present invention operates, the communication signal of the terrestrial base station is transmitted through the communication cable, and the communication signal is received at the signal transmission end of the terrestrial base station, modulated and paired with the line, and then superimposed on the transmission line of the high-speed rail overhead network and transmitted to the signal receiving end of the ground base station located at the top of the high-speed rail train. After pairing and filtering, the modulated signal is filtered out of the power line and then demodulated and reconstructed into a data signal. After the signal of the high-speed rail train is transmitted to the signal transmission end of the high-speed rail train located at the top of the high-speed rail train, it is modulated and paired with the line, and finally superimposed on the power line in the pantograph, transmitted to the signal receiving end of the high-speed rail train of the ground power line stations. After pairing and filtering, the modulated signal is filtered from the power line and then demodulated and restored to a data signal, and the recovered data signal is transmitted back to the ground base station via a communication cable.
Вышеуказанное является только предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения и не предназначено для ограничения объема изобретения. Все эквивалентные структурные варианты, выполненные с использованием описания и графических материалов настоящего изобретения, или их прямого или косвенного применения в других смежных технических областях, в концепции настоящего изобретения, включены в объем патентной защиты настоящего изобретения.The above is only a preferred embodiment of the present invention and is not intended to limit the scope of the invention. All equivalent structural variations made using the description and drawings of the present invention, or their direct or indirect application in other related technical fields, in the concept of the present invention, are included in the scope of patent protection of the present invention.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910485850.8A CN110247680A (en) | 2019-06-05 | 2019-06-05 | A kind of novel high-speed rail communication system based on power-line carrier communication |
| CN201910485850.8 | 2019-06-05 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019130029A RU2019130029A (en) | 2021-03-25 |
| RU2019130029A3 RU2019130029A3 (en) | 2022-01-21 |
| RU2776672C2 true RU2776672C2 (en) | 2022-07-22 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050143868A1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-06-30 | Anthony Whelan | Broadband data services over vehicle power lines |
| CN102082713A (en) * | 2010-12-22 | 2011-06-01 | 深圳市华讯方舟科技有限公司 | High-speed rail mobile communication system and working method thereof |
| CN102752025A (en) * | 2012-07-20 | 2012-10-24 | 天津工大瑞工光电技术有限公司 | Communication system based on power line and visible lights |
| CN202679357U (en) * | 2012-07-20 | 2013-01-16 | 天津工大瑞工光电技术有限公司 | Power line and visible light-based communication system |
| CN203632665U (en) * | 2013-12-02 | 2014-06-04 | 国家电网公司 | Medium-voltage power-line carrier communication system based on railway pantograph |
| CN105763257A (en) * | 2016-04-25 | 2016-07-13 | 北京科技大学 | High-speed rail communication system |
| CN106740988A (en) * | 2016-11-17 | 2017-05-31 | 胡佳 | A kind of train communication signal realizes system |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050143868A1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-06-30 | Anthony Whelan | Broadband data services over vehicle power lines |
| CN102082713A (en) * | 2010-12-22 | 2011-06-01 | 深圳市华讯方舟科技有限公司 | High-speed rail mobile communication system and working method thereof |
| CN102752025A (en) * | 2012-07-20 | 2012-10-24 | 天津工大瑞工光电技术有限公司 | Communication system based on power line and visible lights |
| CN202679357U (en) * | 2012-07-20 | 2013-01-16 | 天津工大瑞工光电技术有限公司 | Power line and visible light-based communication system |
| CN203632665U (en) * | 2013-12-02 | 2014-06-04 | 国家电网公司 | Medium-voltage power-line carrier communication system based on railway pantograph |
| CN105763257A (en) * | 2016-04-25 | 2016-07-13 | 北京科技大学 | High-speed rail communication system |
| CN106740988A (en) * | 2016-11-17 | 2017-05-31 | 胡佳 | A kind of train communication signal realizes system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Development trends of mobile communication systems for railways | |
| LU101369B1 (en) | New high-speed railway communication system based on a power line carrier communication technology | |
| Zhou et al. | Handover schemes and algorithms of high-speed mobile environment: A survey | |
| US20160249233A1 (en) | Providing broadband service to trains | |
| CN102316472B (en) | Vehicle access method based on long term evolution (LTE) and system thereof | |
| CN111225359B (en) | Method for deploying vehicle-ground communication infrastructure of maglev train | |
| Taheri et al. | Provisioning internet access using FSO in high-speed rail networks | |
| LU101367B1 (en) | New high-speed railway communication system based on 5G technology | |
| Gheth et al. | Communication systems of high‐speed railway: a survey | |
| CN102104410A (en) | High-speed railway microwave communication network | |
| CN112758140B (en) | Train operation control system and method based on vehicle-to-vehicle and vehicle-to-ground communication | |
| CN103428709A (en) | Hybrid communication method and system | |
| CN104010345A (en) | Vehicle-mounted multi-mode LTE access and WLAN hotspot system device | |
| RU2776672C2 (en) | Communication system for high-speed railways based on technology of power line communication | |
| CN103108396B (en) | The method and system of collaboration communication between vehicle-mounted mobile platform | |
| CN108882307B (en) | Method and device for separating control from service | |
| CN202261813U (en) | Vehicle-mounted access system based on long term evolution (LTE) | |
| Kanno et al. | Millimeter-wave radio-over-fiber system for high-speed railway communication | |
| JPH11317697A (en) | Cable mobile communication system and method therefor | |
| Yan et al. | Decoupled wireless network architecture for high-speed railway | |
| CN209562812U (en) | Communication system based on high speed urban rail | |
| Xie et al. | A seamless dual-link handover scheme with optimized threshold for C/U plane network in high-speed rail | |
| CN108401260A (en) | Car-ground radio mobile roaming communication system | |
| CN214315624U (en) | Multi-network communication fusion vehicle-ground wireless data transmission access device and system suitable for air-train | |
| CN201947448U (en) | Terminal-bunching ultrahigh-mobility wide-band communication device |