一种基于4G模块的无线通信传输装置的传输方法技术领域与流程

背景技术：

近年来，我国高铁建设发展迅速，投入运营的高速铁路己达到6500km，其中有3700km是新建的时速达到250-350km的高铁，正在建设中的高铁有1万多公里。高速场景下移动通信存在着多谱勒频移，小区重选和切换频繁，chr列车车体高穿透损耗，用户终端集中位置更新等现象，目前国内建设的城市轨道交通车地无线通信系统基本采用802.11系列无线局域网技术（wlan），受该技术标准体制限制，其存在移动性差、安全性差、覆盖半径小、干扰源多、容易引起切换等问题，无法满足城市轨道交通使用要求，4g技术虽然具有高带宽，但对高速移动的高铁来说，由于用户与基站的相对移动产生的多谱勒频移，使信号的抖动和延迟变得不可控，而频繁的切换小区，由于不同品牌手机因其技术不同出现的网络连接能力差异，造成的部分乘客网络不稳定的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于4g模块的无线通信传输装置的传输方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于4g模块的无线通信传输装置的传输方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

包括以下步骤；

第一步，在铁路沿线间歇性搭设2g、3g和4g通信基站，主要使用宏基站、微基站和射频拉远基站覆盖铁路沿线；

第二步，在车厢的内部装配信号中转设备，在车厢外部安装能够进行2g、3g和4g信号交互的无线设备，同时把三种或更多种设备捆绑组装后，整体安装到车厢上；

第三步，对信号中转设备配备优先网络切换判断调度算法，在主控车厢内部预留独立空间用于放置服务器，将与车厢外部无线设备连接的服务器固定装配到独立空间内，与车厢内电路通电；

第四步，在全部车厢内铺设与服务器连接的无线路由器，无线路由器额定负载用户数为100，支持最大传输带宽900m；

第五步，在服务器端追加信号强度、抖动和丢包率的检测设备，作为检测设备的计算机与服务器同时封装在预留的独立空间内，使用统一车箱内散热系统进行温度管理。

优选的，第一步的具体步骤为，针对形成较长路线，在铁路沿线中途的空旷区域搭设宏基站，在小区交界处的高架桥下侧安设射频拉远基站，在进入城区范围后沿轨道配置微基站，射频拉远基站起到延伸宏基站小区交界信号覆盖长度，让小区切换过程更加平滑，避免出现真空区域。

优选的，第三步的具体步骤为，在列车中部的车厢安装服务器设备作为服务器来控制信号接收设备。

优选的，第五步的具体步骤为，数据信息在收发前经过检测设备，检测设备与服务器放置在一起即可。

优选的，第二步的具体步骤为，在车厢箱壁上嵌入能够与基站进行交互的信号接收器，通过在车厢外侧壁安装信号接受装置，接受信号后由线路导入车厢内来减少信号穿透车厢的损耗。

优选的，第四步的具体步骤为，在每节车厢的侧壁装设一到两个无线路由器，所有路由器连接到作为服务器的服务器，一般服务器为linux系统，无需配备外设，在车厢内提供2m³的封闭空间用于放置服务器即可，但要注意散热空间的散热性。

附图说明

图1为信号收发流程图；

图2为优先网络切换判断调度算法流程图。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种基于4g模块的无线通信传输装置的传输方法，通过车载服务器作为4g信号的接收装置，再不收装置体积限制的前提下可以有效提高4g信号的接收效果，再将车载服务器作为信号中转站，将信号转换成wi-fi信号供车内乘客使用，这样解除了手机信号接收器受体积和各品牌不同技术的限制，通过这种信号中转的传输方法来解决高铁的车地信号传输问题造成的无线网络不稳定问题，使用2g和3g信号作为填充信号来补足单一4g信号因信号类型和技术限制造成的小区转换时出现的信号闪断问题。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明进一步描述，但本发明保护范围并不限于此。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于4g模块的无线通信传输装置的传输方法，包括以下步骤；

第一步，在铁路沿线间歇性搭设2g、3g和4g通信基站，主要使用宏基站、微基站和射频拉远基站覆盖铁路沿线；

第二步，在车厢的内部装配信号中转设备，在车厢外部安装能够进行2g、3g和4g信号交互的无线设备，同时把三种或更多种设备捆绑组装后，整体安装到车厢上；

第三步，对信号中转设备配备优先网络切换判断调度算法，在主控车厢内部预留独立空间用于放置服务器，将与车厢外部无线设备连接的服务器固定装配到独立空间内，与车厢内电路通电；

第四步，在全部车厢内铺设与服务器连接的无线路由器，无线路由器额定负载用户数为100，支持最大传输带宽900m；

第五步，在服务器端追加信号强度、抖动和丢包率的检测设备，作为检测设备的计算机与服务器同时封装在预留的独立空间内，使用统一车箱内散热系统进行温度管理。

具体而言，第一步的具体步骤为，针对形成较长路线，在铁路沿线中途的空旷区域搭设宏基站，在小区交界处的高架桥下侧安设射频拉远基站，在进入城区范围后沿轨道配置微基站，以宏基站作为信号覆盖的主要手段，依靠射频拉远基站来强化小区连接的交界处信号的连贯性，通过间歇性切换成2g和3g信号来补足以4g信号为主体的网络不稳定的缺陷。

具体而言，第三部的具体步骤为，优先网络切换判断调度算法是服务器，在列车中部的车厢安装服务器设备作为服务器来控制信号接收设备，垂直切换过程可分为网络发现、切换判决和切换执行3个环节。用户终端搜寻是否有新的网络可用于网络切换的过程称为网络发现。用户终端确定恰当的目标网络切换，决定切换时间称为切换判决。将数据分组从原网络转移到新的网络信道上传送，使移动用户连接到新的网络接入点进行切换为切换执行。切换判决用于根据所获得的多个垂直切换判决因素来决定移动用户是否需要进行切换，并能切换到最恰当的目标网络。切换判决是整个切换过程的一个重要环节，切换决定的正确与否会人为地影响通信效率及服务质量，决策出错甚至会导致通信连接中断。传统的切换判决算法的判决指标主要是信号强度、网络负载、区域内新的网络可用情况等。切换算法对相关判决指标进行定时检测，终端的这些因素参数低于其预设的阈值时主动发起切换。

具体而言，第五步的具体步骤为，在每节车厢的侧壁装设一到两个无线路由器，所有路由器均通过网线连接到服务器，通过检测设备，协助服务器检测和记录各个运营商网络的信号强度、抖动和丢包率数据，以此降低主服务器的运算压力，让服务器能够能快的进行网络选择，同时记录的网络信息便于设备维护人员对设备进行调整和检修。

具体而言，第二部的具体步骤为，将用于与基站进行交互的具有信号收发功能的信号中转设备嵌入到车厢外壳的内侧，由于移动用户与基站之间存在着相对运动，这个移动过程中会产生多普勒频移，其大小与正负由用户的运动速度以及运动方向与电磁波的到达方向之间的空间角度所决定，通过同时在车厢上装配包括cdma2000、td-scama、td-lte和fdd-lte等多种网络类型，且以td-scama、td-lte和fdd-lte为主要网络类型的接收设备，同时接受2g、3g和4g等无线信号，依靠多种无线信号的不同特性来进行互相补偿。

具体而言，第四步的具体步骤为，在每节车厢的侧壁装设一到两个无线路由器，所有路由器均通过网线连接到服务器，由于手机直接接受服务商数据信号的能力受到不同品牌手机硬件的影响，导致网络连接不稳定，而不同品牌手机对wi-fi的连接稳定性差异较小，且单节车厢内从顶部发射无线信号时，不存在遮蔽物影响信号强度，所以通过将列车接受的无线网络信号以无线热点形式的wi-fi信号应用在车厢内，让乘客在上车后直接连接车厢内的wi-fi作为主要信号获取方式，同时解决了外国旅客的手机可能出现的信号兼容性问题。

通过车载服务器作为4g信号的接收装置，再不收装置体积限制的前提下可以有效提高4g信号的接收效果，再将车载服务器作为信号中转站，将信号转换成wi-fi信号供车内乘客使用，这样解除了手机信号接收器受体积和各品牌不同技术的限制，通过这种信号中转的传输方法来解决高铁的车地信号传输问题造成的无线网络不稳定问题，使用2g和3g信号作为填充信号来补足单一4g信号因信号类型和技术限制造成的小区转换时出现的信号闪断问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物定。