基于高速城轨的通信系统的制作方法

本实用新型涉及铁道通信技术。

背景技术：

中国城市轨道交通行业快速发展，已经开通运营超过5000KM线路。近年来，随着中国城镇化加速，国内城轨行业在机场快线、市域快轨领域，超过120Km/h高速城市轨道交通线路逐步增多，在北京、上海、广州、成都等多地都有实际在建线路。

城市轨道交通对于车-地之间无线通信分为两类，一类为列控、列调安全相关业务，现有的LTE-M技术方案(工作在1.8GHz频段)已经能够很好解决。还有一类为PIS/CCTV非安全业务，但是对于车-地带宽需求较高：普通运营场景下，需要约20Mbps空口速率；紧急情况下，控制中心调看车辆所有32路摄像头视频，需要超过40Mbps空口速率。在超过120Km/h高速场景下，传统的Wlan车地通信方案已经不能满足实际应用需求，必须采用LTE技术解决，但是要解决两个实际问题：

第一，要把LTE技术部署在可申请获取的5.8GHz频段，相应技术在3Gpp R14版本标准中已经定义，华为技术有限公司已经有相应产品。

第二，解决紧急情况下40Mbps空口速率的问题。传统LTE方案载波最大为20MHz，在城轨行业高速场景下，能够提供的空口速率为20Mbps左右。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种LTE-U车地通信双载波组网方案，满足高速城轨车地无线通信需求。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，基于高速城轨的通信系统，包括下述部分：

沿路轨设置的轨旁无线通信节点，每一节点包括至少两个信道，每一节点的每一信道频率皆与相邻节点的每一信道频率相异；

设置于列车上的车载无线通信设备，所述车载无线通信设备包括第一车载无线通信模块、第二车载无线通信模块和控制模块，所述控制模块用于依据列车位置控制第一车载无线通信模块和第二车载无线通信模块的工作信道，使其适应于所在节点的信道频率。

进一步的，所述轨旁无线通信节点包括交错设置的A类节点和B类阶段，A类节点具有第一信道和第二信道，B类阶段具有第三信道和第四信道；

所述车载无线通信设备包括第一车载无线通信模块、第二车载无线通信模块和控制模块，所述控制模块用于依据列车位置控制第一车载无线通信模块和第二车载无线通信模块的工作信道，使其工作于下述模式之一：

a、两个车载无线通信模块分别工作于第一信道和第二信道；

b、两个车载无线通信模块分别工作于第三信道和第四信道。

所述车载无线通信设备还包括紧急控制模块，用于控制第一车载无线通信模块和第二车载无线通信模块，使二者之任一皆同时工作于所在小区的两个信道。

本实用新型的有益效果是，本实用新型采用两套车载TAU终端，可以分别接入两个不同的20MHz频段的无线小区，这样达成了双载波组网的效果，车地无线通信的可靠性和灵活性都有较大提升。普通运营场景下，车载TAU主备工作在两张不同频段的无线网络，相比传统的方案(主备工作在一张无线网络)，提升了普通运营场景下车地通信的可靠性。紧急运营场景下，车头/车尾部署的两套车载TAU可同时工作在两张无线网络、同时传输PIS/CCTV业务，满足紧急状态下车辆所有32路摄像头同时上传至控制中心的需求。本实用新型也支持在单个无线20MHz小区内的通信，只用一个车载TAU终端，减少终端之间的干扰。本实用新型充分利用5.8G频率资源，前后小区之间采用异频组网，提升了终端切换平稳度和切换速率。

附图说明

图1是本实用新型的轨旁通信设备示意图。

图2是本实用新型的系统应用实例示意图。

具体实施方式

参见图1～2。

本实用新型提供一种基于LTE-U技术的城市轨道交通车地无线通信系统，承载车载PIS/CCTV业务。车地无线通信网络需要覆盖的区域主要包括所有上下行区间正线、车站、车辆段/停车场。控制中心部署无线核心网和网管等，通过专用传输网与车站连接。

在控制中心设置1套LTE核心网设备，车站交换机设置在车站或区间通信机房。

LTE-U车地无线通信系统基站AirNode设备全部部署在正线区间隧道或高架轨旁、车辆段/停车场，每个AriNode配套安装2副定向天线，实现站点两边的无线覆盖。

在列车车头/车尾司机室的LTE-U网络车载设备由车载接入单元TAU、车载工业以太网交换机、天馈系统等组成。车头和车尾的TAU同时工作在LTE-U车地无线通信网络下，保障PIS业务和CCTV业务不中断。各列车每端驾驶室顶部各设置一对车顶天线，接收区间AirNode发射的无线信号TAU，正线及车辆段库内区域均采用车顶天线进行无线信号的收发。

本实用新型的轨旁无线通信设备沿路轨设置，包括交错设置(例如A-B-A-B-A-B的方式)的A类小区无线通信设备和B类小区无线通信设备，A类小区无线通信设备具有第一信道f1和第二信道f2，B类小区无线通信设备具有第三信道f3和第四信道f4；

设置于列车上的车载无线通信设备，所述车载无线通信设备包括第一车载无线通信模块、第二车载无线通信模块和控制模块，所述控制模块用于依据列车位置控制第一车载无线通信模块和第二车载无线通信模块的工作信道，使其工作于下述模式之一：

a、两个车载无线通信模块分别工作于第一信道和第二信道；

b、两个车载无线通信模块分别工作于第三信道和第四信道。

所述车载无线通信设备还包括紧急控制模块，用于控制第一车载无线通信模块和第二车载无线通信模块，使二者之任一皆同时工作于所在小区的两个信道。紧急运营场景下，车头/车尾部署的两套车载TAU可同时工作在两张无线网络、同时传输PIS/CCTV业务，满足紧急状态下车辆所有32路摄像头同时上传至控制中心的需求。

以上提供了两个频率组交错设置的实施例，本实用新型还可以采用三种或更多频率组的实施方式，例如A-B-C-B-A..的方式，对于普通技术人员而言是显然的。本实用新型所称的“沿路轨设置的轨旁无线通信节点”其中的“路轨”并非必须涵盖某一城际线路的起点到终点，例如从北京到上海的完整线路，对于部分路轨，例如京广线中的50公里长的一段路轨，虽然其起点和终点不同于整段线路(起点北京--终点广州)，依然属于本实用新型的权利范围。