專利名稱：用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及軌道交通中的寬帶無線通信領(lǐng)域，特別涉及通信
網(wǎng)絡(luò)的越區(qū)切換技術(shù)，具體的是一種用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法。
背景技術(shù)：
由于軌道交通具有運(yùn)力大、運(yùn)行準(zhǔn)時(shí)等特點(diǎn)，已經(jīng)逐步成為大型城市公共交通核 心的組成部分，其運(yùn)行控制和運(yùn)行安防都是軌道交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)的 實(shí)施都是基于列車與地面的車地通信系統(tǒng)。 現(xiàn)有技術(shù)中，軌道交通系統(tǒng)中的車地通信系統(tǒng)都是采用國外成套的設(shè)備，這些 國外設(shè)備主要是采用了遵循IEEE802. 11系列協(xié)議的WLAN(無線局域網(wǎng))技術(shù)，但由于 IEEE802. 11系列協(xié)議自身的設(shè)計(jì)是針對(duì)無線覆蓋應(yīng)用提供的，對(duì)移動(dòng)性支持不佳，特別是 當(dāng)列車在行進(jìn)中進(jìn)行無線越區(qū)切換時(shí)，WLAN對(duì)切換無法提供無縫漫游，這就造成列車與地 面之間的車地通信系統(tǒng)瞬時(shí)或短時(shí)間內(nèi)中斷，雖然目前國外一些設(shè)備廠商通過減產(chǎn)切換中 斷的時(shí)間可以滿足列車的基本運(yùn)行控制需求，但隨著列車運(yùn)行控制要求的不斷提高，以及 車地通信數(shù)據(jù)的增量，短時(shí)的通信中斷就可能對(duì)列車的運(yùn)行控制或是信息服務(wù)產(chǎn)生嚴(yán)重影 響。 車地通信越區(qū)切換問題對(duì)軌道交通及公共安全都有著重大的意義，另一方面隨時(shí) 地鐵智能化的建設(shè)，列車需要與站臺(tái)固定網(wǎng)絡(luò)建立寬帶的通信鏈路以實(shí)現(xiàn)乘客信息導(dǎo)乘， 車載廣告投播，車載互動(dòng)娛樂等眾多業(yè)務(wù)。因此，解決無線局域網(wǎng)的無縫漫游問題，就可以 解決列車與軌旁網(wǎng)絡(luò)或是站臺(tái)網(wǎng)絡(luò)之間的寬帶通信問題，進(jìn)而可以提供一個(gè)支持多種寬帶
上行，下行或是互動(dòng)業(yè)務(wù)的綜合平臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，所述的這種 用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法要解決現(xiàn)有技術(shù)越區(qū)切換不支持或是越區(qū)切換 時(shí)延較長(zhǎng)的技術(shù)問題。 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案 本發(fā)明的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，由設(shè)置于列車上的車載無線 收發(fā)設(shè)備與設(shè)置于軌道旁邊的軌旁無線收發(fā)設(shè)備之間建立車地通信，其特征在于，在所述 的列車上設(shè)置有至少兩個(gè)所述的車載無線收發(fā)設(shè)備，所述的車載無線收發(fā)設(shè)備分別設(shè)置于 列車的車頭與車尾兩端，所述的車載無線收發(fā)設(shè)備都連接設(shè)置于同一個(gè)車載控制器，所述 的車載控制器與車載信息終端相連接，所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備沿軌道線路分布設(shè)置，所 述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備都連接至軌旁服務(wù)器，所述的車載信息終端采集的車載信息數(shù)據(jù)統(tǒng) 一匯集于車載控制器，所述的車載控制器將相同的車載信息數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送至列車上每一個(gè) 車載無線收發(fā)設(shè)備，然后進(jìn)一步傳輸至車載無線收發(fā)設(shè)備在列車運(yùn)行當(dāng)前時(shí)刻各自所連接 的軌旁無線收發(fā)設(shè)備，軌旁無線設(shè)備收到來自列車的車載信息數(shù)據(jù)后統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)匯集至軌旁服務(wù)器，軌旁服務(wù)器將車載信息數(shù)據(jù)排序并去除冗余信息，即可得到連續(xù)可靠的車載信息 數(shù)據(jù)。 進(jìn)一步的，所述的車載控制器將匯集的車載信息數(shù)據(jù)增設(shè)頭部信息并重新打包數(shù) 據(jù)包后再同時(shí)發(fā)送至列車上每一個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備。 進(jìn)一步的，所述的軌旁服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)緩沖池，所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備將 所接收的所有的數(shù)據(jù)都存入緩沖池，按數(shù)據(jù)包的序號(hào)進(jìn)行排序，并去除序號(hào)重復(fù)或是出現(xiàn) 數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包。 進(jìn)一步的，兩個(gè)相鄰的所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備之間的最大距離為單個(gè)軌旁無線 收發(fā)設(shè)備無線信號(hào)的有效覆蓋半徑。 進(jìn)一步的，兩個(gè)相鄰的所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備之間的距離可以設(shè)置為列車上相 距最遠(yuǎn)的車載無線收發(fā)設(shè)備之間的距離的兩倍。 進(jìn)一步的，所述的車載無線收發(fā)設(shè)備和所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備的通信協(xié)議可以 采用IEEE802. llg協(xié)議規(guī)范，也可以采用IEEE802. lla協(xié)議規(guī)范。 本發(fā)明與已有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)本
發(fā)明充分利用軌道交通中列車運(yùn)行方向性明確，列車車身長(zhǎng)度較長(zhǎng)等特點(diǎn)，通過在列車上 設(shè)置多個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備，使高速移動(dòng)的移動(dòng)終端-列車成為一個(gè)多發(fā)多收的無線終
端，通過車載控制器對(duì)車載信息數(shù)據(jù)的處理和傳輸控制，使得在同一時(shí)刻列車與軌旁之間 存在的多條車載無線收發(fā)設(shè)備與相連的軌旁無線收發(fā)設(shè)備建立的車地通信鏈路同時(shí)傳輸 車載信息數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)多路重復(fù)發(fā)送，以保證在任意一對(duì)車載無線收發(fā)設(shè)備和對(duì)應(yīng)的軌 旁無線收發(fā)設(shè)備因列車位置的移動(dòng)而進(jìn)行切換操作出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷時(shí)，可以在其它與車載無 線收發(fā)設(shè)備有連接關(guān)系的軌旁無線收發(fā)設(shè)備處得到車載信息數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)列車行駛過程 中跨越多個(gè)無線覆蓋區(qū)域時(shí)車地通信的無縫漫游。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)精巧，可實(shí)現(xiàn)高速 行進(jìn)的列車與軌旁無線收發(fā)設(shè)備之間無縫的越切切換。


圖1是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的列車上的車載設(shè)備配置示意圖,
圖2是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的軌旁的設(shè)備配置示意圖。
圖3是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在一個(gè)切換前的車地通信示意圖,
圖4是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在一個(gè)切換中的車地通信示意圖,
圖5是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在一個(gè)切換后的車地通信示意圖,
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例詳述如下 在本實(shí)施例中列車以上海地鐵1號(hào)線車輛為例，每節(jié)車廂23米，共6節(jié)，整個(gè)列車 長(zhǎng)度約為140米。在本實(shí)施例中軌旁無線收發(fā)設(shè)備采用WLAN無線接入設(shè)備AP，其通信協(xié)議 采用802. llg通信規(guī)范，其在隧道內(nèi)的有效信號(hào)覆蓋距離大約為100米。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，由設(shè)置 于列車上的車載無線收發(fā)設(shè)備1與設(shè)置于軌道旁邊的軌旁無線收發(fā)設(shè)備2之間建立車地通 信，其特征在于，在所述的列車上設(shè)置有至少兩個(gè)所述的車載無線收發(fā)設(shè)備1，所述的車載
4無線收發(fā)設(shè)備1分別設(shè)置于列車的車頭與車尾兩端，所述的車載無線收發(fā)設(shè)備1都通過車 載交換機(jī)6連接設(shè)置于同一個(gè)車載控制器3，所述的車載控制器3與車載信息終端4相連 接，所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備2沿軌道線路分布設(shè)置，所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備2都通過軌 旁交換機(jī)7連接至軌旁服務(wù)器5，所述的車載信息終端4采集的車載信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯集于車 載控制器3，所述的車載控制器3將相同的車載信息數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送至列車上每一個(gè)車載無 線收發(fā)設(shè)備l，然后進(jìn)一步傳輸至車載無線收發(fā)設(shè)備1在列車運(yùn)行當(dāng)前時(shí)刻各自所連接的 軌旁無線收發(fā)設(shè)備2，軌旁無線設(shè)備2收到來自列車的車載信息數(shù)據(jù)后統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)匯集至軌 旁服務(wù)器5，軌旁服務(wù)器5將車載信息數(shù)據(jù)排序并去除冗余信息，即可得到連續(xù)可靠的車載 信息數(shù)據(jù)。 進(jìn)一步的，所述的車載控制器3將匯集的車載信息數(shù)據(jù)增設(shè)頭部信息并重新打包 數(shù)據(jù)包后再同時(shí)發(fā)送至列車上每一個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備1。 進(jìn)一步的，所述的軌旁服務(wù)器5內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)緩沖池，所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備2
將所接收的所有的數(shù)據(jù)都存入緩沖池，按數(shù)據(jù)包的序號(hào)進(jìn)行排序，并去除序號(hào)重復(fù)或是出
現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包。 本發(fā)明的實(shí)施過程如下所述 如圖3所示，列車上設(shè)置兩個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備，分別是設(shè)置于車頭的無線收發(fā) 設(shè)備22和設(shè)置于車尾的無線收設(shè)備21，當(dāng)列車行進(jìn)至第一時(shí)刻T0時(shí)刻，車頭無線收發(fā)設(shè)備 22與軌旁無線收發(fā)設(shè)備11保持著無線連接，車尾無線收發(fā)設(shè)備21與軌旁無線收發(fā)設(shè)備12 保持著無線連接。此時(shí)，列車與地面有兩條通信鏈路，列車內(nèi)的數(shù)據(jù)同時(shí)經(jīng)這兩條通信鏈路 與軌旁設(shè)備進(jìn)行交互。 當(dāng)列車行駛至Tl時(shí)刻，如圖4所示，車尾無線收發(fā)設(shè)備21與軌旁無線收發(fā)設(shè)備12 依然保持著無線連接，但車頭無線收發(fā)設(shè)備22剛剛與軌旁無線收發(fā)設(shè)備11由于信號(hào)弱化 而斷開連接。此時(shí)，列車與地面有一條通信鏈路，列車內(nèi)的數(shù)據(jù)經(jīng)這一條通信鏈路與軌旁設(shè) 備進(jìn)行交互。 當(dāng)列車行駛至T2時(shí)刻，如圖5所示，車尾無線收發(fā)設(shè)備21與軌旁無線收發(fā)設(shè)備12 依然保持著無線連接，但車頭無線收發(fā)設(shè)備22在短時(shí)間內(nèi)已經(jīng)完成越區(qū)切換，已經(jīng)與軌旁 無線收發(fā)設(shè)備13建立無線連接。此時(shí)，列車與地面又存在兩條通信鏈路，列車內(nèi)的數(shù)據(jù)同 時(shí)經(jīng)這兩條通信鏈路與軌旁設(shè)備進(jìn)行交互。 綜上可以看出，通過合理的軌旁無線收發(fā)設(shè)備的布設(shè)，即控制軌旁無線收發(fā)設(shè)備 的有效覆蓋距離，利用本發(fā)明所涉及的方法，就可以保證列車在行駛過程中始終與軌旁保 持通信鏈路，從而解決了軌道交通中車地通信的無縫漫游問題。 本發(fā)明可用于為軌道交通提供一種適合高速移動(dòng)性的寬帶無線通信鏈路建立的 方法，在此基礎(chǔ)上可以在列車內(nèi)部建立起一個(gè)集安防、娛樂、廣告、智能信息導(dǎo)乘、應(yīng)急調(diào) 度、寬帶上網(wǎng)等眾多寬帶業(yè)務(wù)的綜合應(yīng)用平臺(tái)。 盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但一旦本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解此基本發(fā)
明構(gòu)思，他們可在本實(shí)施例的基礎(chǔ)之上進(jìn)行附加變化和修改。因此，旨在所附的權(quán)利要求應(yīng) 當(dāng)被理解為包括以上實(shí)施例和所有落在本精神和范圍之內(nèi)的這種變化和修改。 本發(fā)明不局限于地鐵，鐵路，輕軌等軌道交通應(yīng)用領(lǐng)域，一切本發(fā)明可適用的無線
通信應(yīng)用領(lǐng)域中的相關(guān)應(yīng)用都應(yīng)識(shí)為在本發(fā)明所包含之列。
權(quán)利要求
一種用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，包括了車載無線收發(fā)設(shè)備與軌旁無線收發(fā)設(shè)備之間建立車地通信的過程，所述的車載無線收發(fā)設(shè)備設(shè)置在列車上，所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備設(shè)置在軌道旁，其特征在于在列車上設(shè)置有至少兩個(gè)所述的車載無線收發(fā)設(shè)備，任意一個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備都與同一個(gè)車載控制器連接，所述的車載控制器與一個(gè)車載信息終端連接，所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備沿軌道線路分布，任意一個(gè)軌旁無線收發(fā)設(shè)備均連接至軌旁服務(wù)器，所述的車載信息終端將采集的車載信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳遞匯集到車載控制器，所述的車載控制器將相同的車載信息數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送至列車上所有車載無線收發(fā)設(shè)備，然后進(jìn)一步傳輸至車載無線收發(fā)設(shè)備當(dāng)前時(shí)刻各自所連接的軌旁無線收發(fā)設(shè)備，軌旁無線設(shè)備收到來自列車的車載信息數(shù)據(jù)后統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)匯集至軌旁服務(wù)器，軌旁服務(wù)器將車載信息數(shù)據(jù)排序并去除冗余信息，即可得到連續(xù)可靠的車載信息數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，其特征在于所述的車載控制器將匯集的車載信息數(shù)據(jù)增設(shè)頭部信息并重新打包數(shù)據(jù)包后再同時(shí)發(fā)送至列車上每一個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，其特征在于所述的軌旁服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)緩沖池，所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備將所接收的所有的數(shù)據(jù)都存入緩沖池，按數(shù)據(jù)包的序號(hào)進(jìn)行排序，并去除序號(hào)重復(fù)或是出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，其特征在于在列車內(nèi)設(shè)置兩個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備，其中一個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備設(shè)置于列車的車頭位置，另一個(gè)車載無線收發(fā)設(shè)備設(shè)置于列車的車尾位置。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，其特征在于所有軌旁無線收發(fā)設(shè)備均通過軌旁網(wǎng)絡(luò)連接至軌旁數(shù)據(jù)服務(wù)器。
6. 如權(quán)利要求1所述的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，其特征在于任意兩個(gè)相鄰的軌旁無線收發(fā)設(shè)備之間的最大距離為單個(gè)軌旁無線收發(fā)設(shè)備無線信號(hào)的有效覆蓋半徑。
7. 如權(quán)利要求1所述的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，其特征在于任意兩個(gè)相鄰的軌旁無線收發(fā)設(shè)備之間的距離是列車上相距最遠(yuǎn)的車載無線收發(fā)設(shè)備之間的距離的兩倍。
8. 如權(quán)利要求1所述的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，其特征在于所述的車載無線收發(fā)設(shè)備和所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備的通信協(xié)議都采用IEEE802. llg協(xié)議規(guī)范。
9. 如權(quán)利要求1所述的用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，其特征在于所述的車載無線收發(fā)設(shè)備和所述的軌旁無線收發(fā)設(shè)備的通信協(xié)議都采用IEEE802. lla協(xié)議規(guī)范。
全文摘要
一種用于軌道交通中車地通信的無縫漫游方法，由設(shè)置于列車上的車載無線收發(fā)設(shè)備與設(shè)置于軌道旁邊的軌旁無線收發(fā)設(shè)備之間建立車地通信，車載無線收發(fā)設(shè)備都連接設(shè)置于同一個(gè)車載控制器，車載控制器與車載信息終端連接，軌旁無線收發(fā)設(shè)備沿軌道線路分布設(shè)置，軌旁無線收發(fā)設(shè)備都連接至軌旁服務(wù)器，車載信息終端采集的車載信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯集于車載控制器，車載控制器將相同的車載信息數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送至車載無線收發(fā)設(shè)備，然后傳輸至車載無線收發(fā)設(shè)備在列車運(yùn)行當(dāng)前時(shí)刻各自所連接的軌旁無線收發(fā)設(shè)備，軌旁無線設(shè)備收到來自列車的車載信息數(shù)據(jù)后統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)匯集至軌旁服務(wù)器，軌旁服務(wù)器將車載信息數(shù)據(jù)排序并去除冗余信息，即可得到連續(xù)可靠的車載信息數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04B7/26GK101754292SQ20081020426
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者劉鑫榮, 沈穎, 賀輝, 趙國民, 鄭國莘 申請(qǐng)人:上海欣民通信技術(shù)有限公司