车地通信系统的制作方法

本实用新型涉及列车通信领域，尤其涉及一种车地通信系统。

背景技术：

现有的车地通信系统基于无线网(Wireless-Fidelity，简称WiFi)进行数据传输。目前车地通信系统采用单制式的通信协议，基本采用2.4G无线通信协议中一种通信协议，实现车载通信装置与轨旁通信装置之间的通信。

然而随着信息技术的快速发展，车地通信系统的传输需求不断增加，包含基于通信的列车控制(Communication Based Train Control，简称CBTC)模块、闭路电视(Close Circuit Television，简称CCTV)模块、旅客信息服务(Passenger Information System，简称PIS)模块等，对车地通信的高带宽数据传输能力的需求也不断增加。

现有车地通信系统基于802.11b或者802.11g单制式通信，单制式无线通信理论最大吞吐量仅为11Mbps，由于受到单制式无线通信吞吐量的限制，在需要保证车地控制信号可靠性的情况下，车载的CCTV模块、PIS模块的信息就不能及时、高效地传递给乘客，现有车地通信系统基于802.11b或者802.11g单制式通信的局限性日益，明显严重影响了乘客的乘车体验。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种车地通信系统，该系统中通过采用两种不同制式的通信协议，来实现车载通信装置与轨旁通信装置之间的通信，解决单制式存在的吞吐量不足的局限，能够提高车地通信系统的高带宽数据传输能力，从而能够在车地控制信号可靠性的同时，并且可以及时高效地为车载通信装置中其他模块传输所需要传输的信息。

为达到上述目的，本实用新型第一方面实施例提出的车地通信系统，包括：

车载通信装置和轨旁通信装置；其中，所述车载通信装置上设置有第一通信模块，所述轨旁通信装置设置有第二通信模块，所述车载通信装置基于所述第一通信模块向所述第 二通信模块传输数据，以实现与所述轨旁通信装置之间的通信；

其中，所述第一通信模块包括第一通信单元和第二通信单元；所述第二通信模块包括第三通信单元和第四通信单元；所述第一通信单元基于第一通信协议与所述第三通信单元进行通信，所述第二通信单元基于第二通信协议与所述第四通信单元进行通信。

本实用新型第一方面实施例提出的车地通信系统，通过采用两种不同制式的通信协议，来实现车载通信装置与轨旁通信装置之间的通信，解决单制式存在的吞吐量不足的局限，能够提高车地通信系统的高带宽数据传输能力，从而能够在车地控制信号可靠性的同时，并且可以及时高效地为车载通信装置中其他模块传输所需要传输的信息。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的一种车地通信系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种车地通信系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种车地通信系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种车地通信系统的应用示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1为本实用新型实施例提供的一种车地通信系统的结构示意图，如图1所示，该车地通信系统包括：车载通信装置1和轨旁通信装置2。

其中，车载通信装置1上设置有第一通信模块11，轨旁通信装置2上设置有第二通信模块21，车载通信装置1基于第一通信模块11向第二通信模块21传输数据，以实现与轨旁通信装置2之间的通信。

实际应用中，为了实现列车和地面上的相关设备进行通信，需要在列车上设置有车载通信装置1，在列车所运行的轨道旁边设置有轨旁通信装置2。车载通信装置1通 过第一通信模块11与轨旁通信装置2上的第二通信模块21进行通信，以实现车载通信装置1与轨旁通信装置2之间的信息交互。具体地，车载通信装置1通过第一通信模块11向第二通信模块21发送数据，以及接收轨旁通信装置2通过第二通信模块21发送的数据。轨旁通信装置2通过第二通信模块21向第一通信模块11发送数据，以及接收从车载通信装置1通过第一通信模块11发送的数据。

本实施例中，为了解决现有单制式存在的吞吐量不足的缺陷，第一通信模块11和第二通信模块21均采用两种不同的通信协议，为即在第一通信模块11和第二通信模块21上均设置有两种不同的网络制式。为了便于解释说明，本实施例中将两者不同的通信协议分别称为第一通信协议和第二通信协议。优选地，车载通信装置1中的第一通信模块11包括：第一通信单元111和第二通信单元112。轨旁通信装置2中的第二通信模块21包括：：第三通信单元211和第四通信单元212。本实施例中，第一通信单元111基于第一通信协议与第三通信单元211进行通信，第二通信单元112基于第二通信协议与第四通信单元212进行通信。

本实施例中，将第一通信协议设置为2.4G频段中的任意一种无线通信协议，而将第二通信协议设置为5G频段中的任意一种无线通信协议。

具体地，可以设定车载通信装置1上的不同需要传输信息的模块，按照不同的通信协议向轨旁通信装置2传输数据。例如，车载通信装置1包括多个需要传输信息的模块，分别为基于通信的列车控制模块、闭路电视模块和旅客服务模块。可以设定基于通信的列车控制模块使用第一通信协议与轨旁通信装置2进行通信，可以设定闭路电视模块和旅客服务模块使用第二通信协议与轨旁通信装置2进行通信。

本实施例中，由于车载通信装置1和轨旁通信装置2之间采用了两种不同的通信协议，从而可以提高车地通信系统的吞吐量。

本实施例提供的车地通信系统，在该系统包括车载通信装置和轨旁通信装置，该系统通过采用两种不同制式的通信协议，来实现车载通信装置与轨旁通信装置之间的通信，解决单制式存在的吞吐量不足的局限，能够提高车地通信系统的高带宽数据传输能力，从而能够在车地控制信号可靠性的同时，并且可以及时高效地为车载通信装置中其他模块传输所需要传输的信息。

图2为本实用新型提供的另一种车地通信系统的结构示意图。如图2所示，该车地通信系统包括上述实施例中的车载通信装置1和轨旁通信装置2。

进一步地，车载通信装置1中还包括：基于通信的列车控制模块12、闭路电视模块13和旅客服务模块14。

其中，基于通信的列车控制模块12基于第一通信单元111与第三通信单元211进行通 信，闭路电视模块13和旅客服务模块14基于第二通信单元112与第四通信单元212进行通信。

具体地，基于通信的列车控制模块12基于第一通信单元111，向轨旁通信装置2中的第三通信单元211发送数据，并且基于第一通信单元111接收轨旁通信装置2通过第三通信单元211发送的数据。相应地，轨旁通信装置2通过第三通信单元211接收基于通信的列车控制模块12通过第一通信单元111发送的数据，以及通过第三单元211向第一通信单元111发送数据。

类似地，闭路电视模块13和旅客服务模块14基于第三通信单元112，向轨旁通信装置2中的第四通信单元212发送数据，并且基于第三通信单元112接收轨旁通信装置2通过第四通信单元212发送的数据。相应地，轨旁通信装置2通过第四通信单元212接收闭路电视模块13和旅客服务模块14通过第二通信单元112发送的数据，以及通过第四单元212向第二通信单元112发送数据。

随着电子信息技术的快速发展，各种消费类电子终端产品日益丰富，如平板电脑、智能手机、智能手环等，这些消费类电子产品基本上支持蓝牙、WiFi等无线通信，蓝牙、WIFI等无线通信都在2.4G频段上进行信息传输，以实现电子产品之间的互联互通。电子产品与轨道交通的车地通信系统使用了相同的传输频段，极大地增加了同频干扰，从而降低了车辆车地通信的可靠性和安全性。

由于2.4G频段中802.11g无线通信协议发展比较成熟可靠，为了保证列车的控制信号传输的安全性，第一通信协议可以设置为2.4G无频段中的802.11g无线通信协议。5G频段中的802.11a无线通信协议和802.11ac无线通信协议等已经成熟并被广泛应用，且802.11a无线通信协议和802.11ac无线通信协议理论最大吞吐量能达到仅为54Mbps甚至更高，这能极大满足日益发展的车地通信系统，对信息传输的高吞吐量的需求。本实施例中，将第二通信协议设置为5G频段中的802.11a无线通信协议或者802.11ac无线通信协议。具体地，基于通信的列车控制模块12基于802.11g无线通信协议，通过第一通信单元111与第三通信单元211进行通信，闭路电视模块13和旅客服务模块14基于802.11a或者802.11ac无线通信协议，通过第二通信单元112与第四通信单元212进行通信。车地通信系统采用上述两种不同的通信制式，则既保证了车地信号控制的可靠性和安全性，又增加了CCTV模块和PIS模块的可用性，极大地改善了乘客的乘车体验。

本实施例提供的车地通信系统，在该系统包括车载通信装置和轨旁通信装置，该系统通过采用两种不同制式的通信协议，来实现车载通信装置与轨旁通信装置之间的通信，解决单制式存在的吞吐量不足的局限，能够提高车地通信系统的高带宽数据传输能力，从而能够在车地控制信号可靠性的同时，并且可以及时高效地为车载通信装置中其他模块传输 所需要传输的信息。

图3为本实用新型提供的另一种车地通信系统的结构示意图。如图3所示，该车地通信系统包括车载通信装置3和轨旁通信装置4。

本实施例中，为了保证车地通信的可靠性和安全性，在车载通信装置3上设置有两个上述实施例中的第一通信模块11，在轨旁通信装置4设置有两个上述实施例中的第二通信模块21。其中，两个第一通信模块11互为冗余，同时在线；两个第二通信模块21互为冗余，同时在线。即两个第一通信模块11分别包括第一通信单元111和第二通信单元112。而两个第二通信模块21分别包括第三通信单元211和第四通信单元212。

进一步地，该车地通信系统还包括：布置在列车上的两组车载天线5和按照固定间隔布置在轨道旁边的两组轨旁天线6。

其中，每组车载天线5中包括一根2.4G频段的第一天线51和一根5G频段的第二天线52；每组轨旁天线6包括一根2.4G频段的第三天线61和一根5G频段的第四天线62。

针对每个第一通信模块11和第二通信模块21，第一通信单元111通过车载天线5中第一天线51和轨旁天线6中的第三天线61，与第三通信单元211进行通信，第二通信单元112通过车站天线5中的第二天线51和轨旁天线6中的第四天线61，与第四通信单元211进行通信。

本实施例提供的车地通信系统，在该系统包括车载通信装置和轨旁通信装置，该系统通过采用两种不同制式的通信协议，来实现车载通信装置与轨旁通信装置之间的通信，解决单制式存在的吞吐量不足的局限，能够提高车地通信系统的高带宽数据传输能力，从而能够在车地控制信号可靠性的同时，并且可以及时高效地为车载通信装置中其他模块传输所需要传输的信息。

进一步地，为了保证车地通信系统的可靠性和安全性，基于冗余技术来构建车地通信系统，即车载通信装置上设置有两个第一通信模块，轨旁通信装置上设置有两个第二通信模块，两个第一通信模块和两个第二通信模块互为冗余，同时在线，当由其中一个通信模块出现故障时，可以利用冗余的另一个通信模块进行信息传输，提高行车的安全性。

图4为本发明实施例提供的一种车载通信系统的应用示意图。如4所示，该车载通信系统包括：车载通信装置3、多个轨旁通信装置4。多个轨旁通信装置4按照预设的间隔进行设置。进一步地，该车载通信系统还包括：在列车首尾基于冗余技术，设置的两组车载天线5，其中，每组车载天线5包括一根为2.4G频段的第一天线51，另一根为5G频段的第二天线52。进一步地，在列车所在的轨道上，根据实际需求，按照预设的间隔基于冗余技术，设置的两组轨旁天线6，其中，每组轨旁天线6包括一根为2.4G频段的第三天线61，另一根为5G频段的第四天线62。

为了解释说明，一个第一通信模块11对应的一组车载天线5中第一天线51的馈点称为A点，第二天线52的馈点称为B点，另一个第一通信模块11对应的另一组车载天线5中第一天线51的馈点称为C点，第二天线52的馈点称为D点。

进一步地，一个第二通信模块21对应的一组轨旁天线6中第三天线61的馈点称为A点，第四天线62的馈点称为B点，第一天线51的馈点即A点与第三天线61的馈点即A点相对，第三天线62的馈点即B点与第四天线62的馈点B点相对。另一个第二通信模块21对应的另一组轨旁天线6中第三天线61的馈点称为C点，第四天线62的馈点称为D点。第一天线51的馈点即A点与第三天线61的馈点即C点相对，第三天线62的馈点即B点与第四天线62的馈点D点相对。

第一通信单元111和第三通信单元211通过第一天线51和第三天线61进行通信，第二通信单元112和第四通信单元212通过第二天线52和第四天线62进行通信。

其中，车载通信装置3中的一组第一通信模块11与轨旁通信装置4中的一组第二通信模块21相互通信，则另一组第第一通信模块11就与轨旁通信装置4中的一组第二通信模块21相互通信。

此处需要说明，图4中虚线表示在列车运行的轨道上设置有多个轨旁通信装置4。

本实施例提供的车地通信系统，在该系统包括车载通信装置和轨旁通信装置，该系统通过采用两种不同制式的通信协议，来实现车载通信装置与轨旁通信装置之间的通信，解决单制式存在的吞吐量不足的局限，能够提高车地通信系统的高带宽数据传输能力，从而能够在车地控制信号可靠性的同时，并且可以及时高效地为车载通信装置中其他模块传输所需要传输的信息。

进一步地，为了保证车地通信系统的可靠性和安全性，基于冗余技术来构建车地通信系统，即车载通信装置上设置有两个第一通信模块，轨旁通信装置上设置有两个第二通信模块，两个第一通信模块和两个第二通信模块互为冗余，同时在线，当由其中一个通信模块出现故障时，可以利用冗余的另一个通信模块进行信息传输，提高行车的安全性。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应当理解，本实用新型的各部分模块或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路， 具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。