一种适用于高速环境的自组网网关设备的制作方法

本实用新型涉及网关领域，尤其涉及一种适用于高速环境的自组网网关设备。

背景技术：

目前，在高速移动的列车上，用户终端设备一般通过2G/3G/4G网络接入公网，然而对于单个运营商来说，通常一列列车处于单个小区的基站覆盖范围内，当用户数量较多时，容易出现群切换问题，这将给基站带来切换过程中大量的信令交互负载，导致服务中断的概率增大。对此，目前已有一些列车上内置了局域网，然而由于缺乏相应局域网与外部公网之间的桥接网关设备，局域网仅能满足车内通信，无法连接外部网络。

此外，个人携带的MIFI设备也能在高速列车上使用，用户通过WIFI或蓝牙接入到MIFI设备，MIFI设备再通过运营商的网络接入互联网，但现有的MIFI设备只能满足个人或小范围内少量用户的接入上网需求，而且若每个用户都使用MIFI设备，则仍然无法避免群切换问题，在这个问题上，使用MIFI设备与用户直接使用手机上网并没有本质的区别，因此对用户来说，无法提升终端设备的通信质量。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种适用于高速环境的自组网网关设备，以实现车内局域网与外部公网之间的桥接，同时避免群切换问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种适用于高速环境的自组网网关设备，包括依次串联于用户终端设备与LTE基站之间的无线路由器、无线接入模块及天线模块，其中，所述无线接入模块包括依次串联的以太网接口、协议转换单元及LTE单元。

进一步地，所述LTE单元包括若干移动SIM卡、电信SIM卡和/或联通SIM卡，所述LTE基站包括移动基站、电信基站和/或联通基站。

优选地，所述天线模块为自适应天线阵列。

进一步地，所述网关设备还包括与所述无线路由器和所述无线接入模块连接的上位机。

进一步地，所述网关设备还包括与所述无线路由器和所述无线接入模块连接的电源。

本实用新型由于采用上述技术方案，带来了以下有益效果：通过无线路由器可实现多个用户终端设备的同时无线接入，通过以太网接口可将无线路由器接收到的用户数据包传入协议转换单元，通过协议转换单元可进行WIFI-LTE协议转换并将转换完成后的用户数据包传入LTE单元，通过LTE单元可将转换后的用户数据包经天线模块发送到LTE基站，再由LTE基站传入公网，从而可实现车内局域网与外部公网之间的桥接。此外，由于采用本实用新型的网关设备后，用户终端设备先接入无线路由器而不是直接接入LTE基站，因而避免了用户数量较多时出现的群切换问题。

附图说明

图1为本实用新型适用于高速环境的自组网网关设备的结构框图；

图2为图1中天线模块的结构示意图；

图3为本实用新型适用于高速环境的自组网网关设备的一个应用实例的示意图；

图4为本实用新型适用于高速环境的自组网网关设备的另一个应用实例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

如图1所示，本实用新型适用于高速环境的自组网网关设备包括依次通信连接于用户终端设备1与LTE基站之间的无线路由器2、无线接入模块3及天线模块4，无线接入模块3包括依次串联的以太网接口31、协议转换单元32及LTE单元33。其中，用户终端设备1包括手机、平板和传感器等；无线路由器2用于实现多个用户终端设备1的同时无线接入；以太网接口31用于将无线路由器2接收到的用户数据包传入协议转换单元32；协议转换单元32用于执行WIFI-LTE协议转换，并将转换完成后的用户数据包传入LTE单元33；LTE单元33包括若干移动SIM卡、电信SIM卡和/或联通SIM卡，用以将转换后的用户数据包经天线模块4发送到LTE基站；LTE基站包括移动基站51、电信基站52和/或联通基站53，用以将接收到的用户数据包传入公网，从而实现车内局域网与外部公网之间的桥接。由于用户终端设备1直接接入无线路由器2而不直接接入LTE基站，因而避免了用户数量较多时出现的群切换问题。

区别于普通的路由设备，本实用新型网关设备的天线模块4采用图2所示的自适应天线阵列，其可以根据所经过路段的经验数据适时调整天线参数和数据流传输分配，实现数据传输的优化配置以及负载均衡，天线上配置相应运营商的增强型终端数据卡，并行地发送收到的用户数据包，提升数据传输速率。

在本实施例中，网关设备还包括与无线路由器2和无线接入模块3连接的上位机6，用以对无线路由器2和无线接入模块3的运行情况进行实时的查看和分析，并能够选择不同的用户匹配策略调整设备的性能。进一步地，无线路由器2和无线接入模块3还连接有电源7。

图3和图4分别示出了本实用新型的两个应用实例，图3中的用户终端设备1示出为位置传感器，图4中的用户终端设备1示出为手机。如图所示，在一车厢内配备了两台网关设备，用户终端设备1通过网关设备与外部网络连接，短距离的无线传输有助于降低用户终端设备1的能耗，并且保证通信质量。网关设备之间可有线连接也可无线连接，网关设备之间的数据可以实现互联互通，并可共享带宽，实现负载均衡。应该理解，网关设备的数量可以根据数据传输的需求进行调整。当数据流量需求较小时，单节车厢部署一台网关设备即可。

需要说明的是，本实用新型网关设备的各组成部分均为现有技术中已有的部件，本实用新型实质上是仅对硬件部分的组成及连接关系进行的改进，不涉及对软件程序(方法)本身进行的改进，属于专利法第二条第三款所规定的实用新型保护客体。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。