一种地铁车地通讯系统和通讯方法
【技术领域】
[0001] 本申请的实施方式设及通讯系统技术领域，尤其设及一种地铁车地通讯系统和通 讯方法。
【背景技术】
[0002] 目前，基于各种实际应用需要，在地铁内部建设有各种通讯系统，比如，用于实现 地铁列车调度控制的地铁无线调度指挥系统（TETRA)(参见图1)，为解决地铁高密度、高速 度及大客流带来的安全运营压力而建设的基于通信的列车控制系统（CBTC)，用于进行地铁 内警用、消防调度、车站公安值班通讯的警用无线通讯系统，此外，还包括CBTC系统车-地 无线通信系统、视频监控系统和乘客资讯系统车地无线通信系统等等。该些系统在地铁内 相对各自独立，涵盖了各种无线通信制式，比如，T邸RA、GSM、CDMA、DCS、3G、4G、WLANW及 DVB技术等，该就将导致多方面的问题。比如，使用相同载波通信的不同系统之间可能产生 同频干扰、邻频干扰或交互干扰，地铁内的电磁环境过于复杂，重复建设严重，导致无线资 源的浪费和建设成本增加。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述问题，本申请实施方式提供了一种地铁车地通讯系统和通讯方法， 通过该车地通讯系统和通讯方法可W实现各个系统的统一通信。
[0004] 本申请实施方式提供的地铁车地通讯系统包括；地面通讯设备和车载通讯设备， 地面通讯设备与车载通讯设备通过无线连接，其中：
[0005] 所述地面通讯设备包括至少一个馈电波导，所述馈电波导上包括至少一个馈电通 道单元，所述馈电通道单元包括至少一个馈电通道，所述馈电通道能收发地铁车地通讯系 统中的车地通讯信号，当一个馈电通道单元包括两个或两个W上馈电通道时，相邻两个馈 电通道的工作载波的载波频率不同；当所述地面通讯设备包括两个或两个W上馈电波导 时，两个相邻馈电波导之间依靠泄漏波导负载相互连接；
[0006] 所述车载通讯设备包括至少一个福射单元，所述福射单元包括至少一个天线组， 每个天线组包括多个微带天线，一个天线组内的微带天线的工作频率相同；当存在多个天 线组时，不同天线组内微带天线的工作频率不相同，所述天线组能收发地铁车地通讯系统 中的车地通讯信号。
[0007] 优选地，所述地铁车地通讯系统包括综合调制/解调平台、车载调制/解调平台， 其中：
[000引所述综合调制/解调平台与地面通讯设备连接，用于接收来自各个地面侧其他系 统的信号，并分别调制到不同的载波频点，将调制后的信号加载到地面通讯设备；W及接 收来自车载通讯设备的信号并解调，并根据载波频点分别发送给对应的各个地面侧其他系 统；
[0009] 所述车载调制/解调平台与车载通讯设备连接，用于对来自车载通讯设备接收的 信号进行解调，并根据载波频点分别发送给各个车载其他系统，w及接收来自各个车载其 他系统的信号，并分别调制到不同的载波频点，将调制后的信号发送给车载通讯设备。
[0010] 优选地，所述地铁车地通讯系统还包括第一光电转换装置、第二光电转换装置，所 述综合调制/解调平台与地面通讯设备通过第一光电转换装置和第二光电转换装置连接， 其中：
[0011] 所述第一光电转换装置与综合调制/解调平台连接，用于将来自综合调制/解调 平台的信号转换为光信号，并传输到第二光电转换装置，W及将来自第二光电转换装置的 光信号转换为电信号，并发送给综合调制/解调平台；
[0012] 所述第二光电转换装置与第一光电转换装置、地面通讯设备连接，用于将来自第 一光电转换装置的光信号转换为射频信号，并加载到地面通讯设备上，W及将来自地面通 讯设备的信号转换为光信号，并传输给第一光电转换装置。
[0013] 优选地，所述地面通讯设备固定在地铁隧道的墙壁或地面上，在列车通过时，与车 载通讯设备相互通信。
[0014] 优选地，所述馈电通道包括宽带偶极子天线W及同轴外导体和同轴内导体，所述 馈电偶极子天线的一个馈电点与同轴外导体连接，所述馈电偶极子天线的另一个馈电点与 同轴内导体连接，所述同轴外导体固定在馈电波导上，所述同轴内导体伸入馈电波导内，同 轴内导体由同轴外导体形成的圆筒内的介质实现支撑。
[0015] 优选地，当一个馈电通道单元包括两个或两个W上馈电通道时，相邻馈电通道的 宽带偶极子天线中屯、线之间的距离为半个波导波长的偶数倍，相邻两个馈电通道的宽带偶 极子的工作载波的载波频率不同，每个宽带偶极子的长度为工作在其本身上的工作载波的 半个载波波长。
[0016] 优选地，一个馈电通道单元内各个馈电通道的宽带偶极子天线的方向相同，或者， 一个馈电通道单元内相邻的两个馈电通道的宽带偶极子天线的方向相互垂直。
[0017] 优选地，所述馈电波导为矩形馈电波导，所述矩形馈电波导面向地铁车地通讯系 统中的车上通讯设备的平面为通信面，所述馈电通道单元位于所述通信面并沿通信面的中 屯、线分布；
[0018] 所述一个馈电通道单元内各个馈电通道的宽带偶极子天线的方向相同包括；一个 馈电通道单元内各个宽带偶极子天线的方向均平行于通信面的长边或短边；
[0019] 所述一个馈电通道单元内相邻的两个馈电通道的宽带偶极子天线的方向相互垂 直包括：一个馈电通道单元内相邻两个馈电通道中的一个馈电通道的宽带偶极子天线的方 向平行于通信面的长边或短边，另一个馈电通道的宽带偶极子天线的方向平行于通信面的 短边或长边。
[0020] 优选地，所述馈电通道包括在馈电波导上设置的条形缝隙槽口。
[0021] 优选地，当一个馈电通道单元包括两个或两个W上条形缝隙槽口时，相邻两个条 形缝隙槽口之间的间隔为半个波导波长的奇数倍，所述条形缝隙槽口交错平行分布在馈电 波导的一个平面的中屯、线两侧和/或交错偏置分布在馈电波导的一个平面上。
[0022] 优选地，条形缝隙槽口交错分布在馈电波导的一个平面的中屯、线两侧时条形缝隙 槽口到中屯、线的距离W及条形缝隙槽口交错偏置分布在馈电波导的一个平面上时条形缝 隙槽口偏置角度按照馈电波导的通信面福射强度保持均匀的要求确定。
[0023] 优选地，当一个馈电通道单元包括两个或两个W上条形缝隙槽口时，相邻两个条 形缝隙槽口的工作载波的载波频率不同，各个条形缝隙槽口的长度为在其本身上的工作载 波的半个载波波长。
[0024] 优选地，天线组内的多个微带天线两两组成一个子天线组，所述子天线组内的两 个微带天线通过传输线连接，各子天线组通过传输线连接。
[0025] 优选地，其特征在于，所述微带天线为方形贴片。
[0026] 本申请实施方式还提供了一种基于上述的地铁车地通讯系统的车地通讯方法。该 方法包括：
[0027] 在地铁通过地面通讯设备时，地面通讯设备通过馈电波导的馈电通道将地面通讯 设备收集的不同载波频率的信号发送给车载通讯设备，和/或，地面通讯设备通过馈电波 导的馈电通道接收车载通讯设备收集的不同载波频率的信号；
[002引在地铁通过地面通讯设备时，车载通讯设备通过福射单元的天线组接收地面通讯 设备收集的不同载波频率的信号，和/或，车载通讯设备通过福射单元的天线组发送车载 通讯设备收集的不同载波频率的信号。
[0029] 优选地，在地面通讯设备通过馈电波导的馈电通道将地面通讯设备收集的不同载 波频率的信号发送给车载通讯设备之前，综合调制/解调平台接收来自各个地面侧其他系 统的信号，并分别调制到不同的载波频点，将调制后的信号加载到地面通讯设备；在地面通 讯设备通过馈电波导的馈电通道接收车载通讯设备收集的不同载波频率的信号之后，综合 调制/解调平台接收来自车载通讯设备的信号并解调，并根据载波频点分别发送给对应的 各个地面侧其他系统；
[0030] 在车载通讯设备通过福射单元的天线组接收地面通讯设备收集的不同载波频率 的信号之后，车载调制/解调平台对来自车载通讯设备接收的信号进行解调，并根据载波 频点分别发送给各个车载其他系统；在车载通讯设备通过福射单元的天线组发送车载通讯 设备收集的不同载波频率的信号之前，车载调制/解调平台接收来自各个车载其他系统的 信号，并分别调制到不同的载波频点，将调制后的信号发送给车载通讯设备。
[0031] 优选地，综合调制/解调平台将调制后的信号加载到地面通讯设备为综合调制/ 解调平台通过第一光电转换装置和第二光电转换装置将调制后的信号加载到地面通讯设 备，具体包括：
[0032] 第一光电转换装置将来自综合调制/解调平台的信号转换为光信号，并传输到第 二光电转换装置，第二光电转换装置将来自第一光电转换装置的光信号转换为射频信号， 并加载到地面通讯设备上；
[0033] 所述综合调制/解调平台接收来自车载通讯设备的信号为综合调制/解调平台通 过第一光电转换装置和第二光电转换装置接收来自车载通讯设备的信号，具体包括：
[0034] 第二光电转换装置接收来自地面通讯设备的不同载波频率的信号并转换为光信 号，将信号传输给第一光电转换装置，第一光电转换装置将来