用于高速列车移动状态下的宽带智能通信方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高铁、动车组及轨道交通高速移动下宽带通信方法及组网系统，尤其是涉及一种用于高速列车移动状态下的宽带智能通信方法及系统。
【背景技术】
[0002]本案是在新一代移动通信技术网络基础上进行改进研发后应用到高速列车车地互联通信的系统方法及无线通信网络设备装置，传统的轨道交通及高铁车地通信系统采用GSM-R技术，虽然支持350Km/h以上的移动速度下通信，但其通信带宽仅有70Kbps以下，只能进行列车调度信令传输和低码流的音频通信功能，无法实现更高的车地宽带信息交换，本发明旨在通过新的宽带通信技术改进，采用OFDM调制编码方式，充分提高无线信道带宽使用效率，从而提高无线通信传输吞吐率，达到20Mpbs以上通信能力，是现有的车地列控通信系统能力的近300倍。
[0003]由于802.11协议设计中是面向连接的网络结构，两个节点之间建立通信链路需要经过较长时间的握手周期，因此一个节点从原来的连接的节点切换到新的节点上需要大概500ms至I秒的切换周期，因此针对高速移动的列车与地面基站间通讯就会导致通讯中端，导致话音、数据传输、视频等中断，所以不能适用到高速移动下的通讯组网，该发明通过研发面向无连接的的通信协议信令，实现同时维护多个相邻节点的通信传输通道方式，以分组报文交换方式实现单报文分片多通道传输技术，从而实现了从原有节点通讯切换到新节点的所带来的时间开销，因而可以同时通过多个节点进行传输通信，从而避免了切换带来的时间开销，因此在高速移动状态下能够进行连续、快速的进行车地间无线传输。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用于高速列车移动状态下的宽带智能通信方法(以下简称“本方法”)，以解决以解决现有CBTC列控系统基于窄带通信技术GSM-R无法满足列车安全监控、视频通信等高带宽要求的问题。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种用于高速列车移动状态下的宽带智能通信系统(以下简称“本系统”)，以解决现有CBTC列控系统基于窄带通信技术GSM-R无法满足列车安全监控、视频通信等高带宽要求的问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种用于高速列车移动状态下的宽带智能通信方法，包括:
于高速列车安装具有至少两个频段的无线通信模块的车载移动接入基站而将所需通信信息以无线方式发出并通过无线方式接收远程列车调度控制中心的通信信息；
于高速列车运行轨道的沿线设置用于接收来自车载移动接入基站无线信号且具有至少两个频段的无线通信模块的地面核心中继基站以及可与地面核心中继基站以无线方式互连且具有至少两个频段的无线通信模块的地面网关汇聚基站，利用地面网关汇聚基站的RJ45网络接口连接Gpon光猫而与轨道交通光纤专网相连接，进而接入远程列车调度控制中心的配置备份服务器、控制服务器、调度服务器，实现地面核心中继基站通过地面网关汇聚基站与远程列车调度控制中心的控制服务器通信，取得设备的配置文件并下载应用后正常启动软件运行程序；
利用设置于车载移动接入基站、地面核心中继基站、地面网关汇聚基站的RJ45网络接口接入IP摄像机、传感器和/或扩展模块来获取数据，而后通过无线链路回传到远程列车调度控制中心进行应用；
利用设置于车载移动接入基站、地面核心中继基站、地面网关汇聚基站的北斗定位模块获取到的信息回传到远程列车调度控制中心进行应用；
当高速列车行驶过程中，车载移动接入基站自动选择信号最佳的一个/多个地面核心中继基站/地面网关汇聚基站进行无线连接，实现车地之间的宽带无线通信，通过(嵌入式移动多媒体组网协议)无线通信协议更新地面基站的信息，从而选择最佳的回传节点，车载移动接入基站同时与多个地面基站保持链路邻居关系。
[0007]另外，本发明的第二方面提供一种用于高速列车移动状态下的宽带智能通信系统，其特征在于，包括:配置备份服务器、控制服务器、调度服务器、地面网关汇聚基站、地面核心中继基站、车载移动接入基站，所述地面网关汇聚基站、地面核心中继基站、车载移动接入基站均包括至少两个用于接入扩展模块的RJ45网络接口、至少两个频段的无线通信模块、两个天线收发器、北斗定位模块，其中，
安装于远程列车调度控制中心的配置备份服务器、控制服务器、调度服务器通过轨道交通光纤专网、Gpon光猫接于布置于高速列车行进轨道沿线的地面网关汇聚基站的RJ45网络接口 ；
地面核心中继基站，其被设置在高速列车行进的轨道沿线而作为中继点，以无线方式与安装在高速列车的车载移动接入基站和地面网关汇聚基站连接。
[0008]在本发明第一方面的用于高速列车移动状态下的宽带智能通信方法中，较为理想的是，所述地面核心中继基站组成15级以上的无线传输链路，各地面核心中继基站的双无线模块结构实现每一个地面核心中继基站与其前面一个地面核心中继基站采用频率I进行通信，与其后一个地面核心中继基站采用频率2进行通信，实现每一个地面核心中继基站在与其前面一个地面核心中继基站进行通信的过程中同时与其后面一个地面核心中继基站进行通信。
[0009]在本发明第一方面的用于高速列车移动状态下的宽带智能通信方法中，较为理想的是，车载移动接入基站、地面核心中继基站、地面网关汇聚基站在调制解码方式上采用OFDM调制解码方式，将一个载波切成16个子载波进行正交相位傅立叶变化后叠加传输。
[0010]在本发明第一方面的用于高速列车移动状态下的宽带智能通信方法中，较为理想的是，该方法的网络终端设备通过POE供电，其中，网络终端设备包括IP摄像机、传感器以及其它接入RJ45网络接口的扩展模块。
[0011]在本发明第一方面的用于高速列车移动状态下的宽带智能通信方法中，较为理想的是，所述频率I选择以下频率中的一种:
2.4Ghz、5.8 Ghz、900Mhz、700Mhz ；
所述频率2选择以下频率中的一种且与频率I不同:
2.4Ghz、5.8 Ghz、900Mhz、700Mhz。
[0012]在本发明第二方面的用于高速列车移动状态下的宽带智能通信系统中，较为理想的是，所述地面网关汇聚基站、地面核心中继基站、车载移动接入基站的无线通信模块采用两个射频接口而分别插入无线射频模块。
[0013]在本发明第二方面的用于高速列车移动状态下的宽带智能通信系统中，较为理想的是，所述地面网关汇聚基站、地面核心中继基站、车载移动接入基站还设有WiFi模块。
[0014]在本发明第二方面的用于高速列车移动状态下的宽带智能通信系统中，较为理想的是，所述地面网关汇聚基站、地面核心中继基站、车载移动接入基站的天线接口设置有RF避雷器。
[0015]如本文所述，高带宽组网技术原理如下:
1.通过双频率同时工作机制，报文在发送前可以选择频率I或频率2进行发送，在接收端进行报文重组，所以系统带宽是频率I带宽与频率2通信带宽之和。
[0016]2.在调制编码方式上采用OFDM调制编码方式，将一个载波切成16个子载波进行正交相位傅立叶变化后叠加传输，同一频率内，同一时间段内的频率利用率提高了 16倍，因此大大的增加了通信带宽能力。
[0017]3.采用简单的握手协议，发送前进行发送请求Request报文，收到对方回应的Response反馈报文后可以进行发送，大大简化了通信握手协议，降低了信令维护带来的系统开销。
[0018]相对于现有技术，本发明具有如下有益效果:
(I)本发明支持高于350Km/h移动速度下的无线组网应用。
[0019](2)本发明支持高于54Mbps的通信能力。
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