(71)申请人中国电信集团工会上海市委员会地址200120上海市浦东新区世纪大道211号
本发明提供一种基于无线回传的车地通信系统,包括,车载基站子系统,设置于列车上,实现列车上的无线通信覆盖,将接收的数据传输至车载回传模块,车载回传模块,设置于列车上,用于将数据以无线的方式传输至回传基站子系统,回传基站子系统,覆盖列车运行的隧道,用于获取数据并传输至回传核心网,回传核心网,用于对数据进行分流处理,将数据分流至数据控制中心和/或相应的运营商外网中。列车上的终端可以正常接入车载无线系统,使用空口回传技术,将列车上的数据快速传输至核心网,核心网对数据进行分流处理分发到各运营商网络和数据控制中心,速度传输快,改造容易,大幅降低建设成本。
车载基站子系统,设置于列车上,实现列车上的无线通信覆盖,将接收的数据传输至车载回传模块,
车载回传模块,设置于列车上,连接所述车载基站子系统,用于将所述数据以无线的方式传输至回传基站子系统,
回传基站子系统,覆盖列车运行的隧道,与所述车载回传模块无线连接,用于获取所述数据并传输至回传核心网,
回传核心网,连接所述回传基站子系统,用于对所述数据进行分流处理,将所述数据分流至数据控制中心和/或相应的运营商外网中。
2.如权利要求1所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,所述车载基站子系统包括,
至少一个车载基带处理模块,连接所述皮站射频拉远模块,用于对数据进行基带处理,
3.如权利要求1所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,所述回传基站子系统包括,
隧道回传模块,设置与列车运行的隧道中,以无线方式获取所述车载回传模块回传的所述数据,
回传基带处理模块,连接所述隧道回传模块,对所述隧道回传模块接收的所述数据处理后回传至所述回传核心网。
4.如权利要求2所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,所述车载基站子系统还包括,
5.如权利要求4所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,所述摄像头通过边缘计算服务器连接到所述路由器。
6.如权利要求1所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,所述车载回传模块为客户前置设备或者中继远程节点。
7.如权利要求3所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,所述隧道回传模块为有源天线单元或者射频拉远单元。
8.如权利要求2所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,车载基站子系统将所述数据进行第一次封装后传输至所述车载回传模块。
9.如权利要求8所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,所述车载回传模块将接收的数据进行第二次封装后回传至所述车载基站子系统。
10.如权利要求8所述的一种基于无线回传的车地通信系统,其特征在于,所述路由器使用通用路由封装协议对所述数据进行第一次封装。
[0001]本发明涉及无线通信网络技术领域,尤其涉及一种基于无线回传的车地通信系统。
[0002]地铁当前的综合监控系统和乘客信息管理系统,通过专用频段和设备将部分信息传输回地铁信息中心,其他绝大部分信息采用线下处理的方式进行传输。随着地铁系统不断升级对监控系统和信息系统的要求发生较大变化,需要实时将相关信息传输到地铁云端进行处理,当前的专用频段和设备能力无法满足相关要求,需要一种更加实时和高速的信息传输系统。
[0003]传统的地铁列车综合监控系统和乘客信息管理系统信息主要通过数据缓存的方式进行信息传输,当前专用的列车通信系统仅具有10Mbps的实时数据回传能力。地铁要求将车上48个车厢监控摄像头数据和8个辅助驾驶摄像头数据实时传输到地铁云,最少需要200Mbps以上的数据传输,当前系统已无法满足要求。
[0004]而运营商对于地铁隧道目前采用漏缆的覆盖方式,地铁存量线漏缆对地铁隧道中列车进行的覆盖,主要覆盖的频段包括800Mhz/900Mhz/1800Mhz/2100Mhz等。由于13/8漏缆无法支持3500Mhz电磁波传播特性,无法将3500Mhz射频信号直接馈入到13/8漏缆中。地铁新建线Mhz传播特性,但是在当前已经建成PA视讯中国股份有限公司的隧道中,施工难度很大。
[0005]基于上述问题,本发明提供一种基于无线回传的车地通信系统,旨在如何减低施工难度以及提高传统地铁隧道的数据传输能力等技术问题。
[0007]车载基站子系统,设置于列车上,实现列车上的无线通信覆盖,将接收的数据传输至车载回传模块,
[0008]车载回传模块,设置于列车上,连接车载基站子系统,用于将数据以无线的方式传输至回传基站子系统,
[0009]回传基站子系统,覆盖列车运行的隧道,与车载回传模块无线连接,用于获取数据并传输至回传核心网,
[0010]回传核心网,连接回传基站子系统,用于对数据进行分流处理,将数据分流至数据控制中心和/或相应的运营商外网中。
[0013]至少一个车载基带处理模块,连接皮站射频拉远模块,用于对数据进行基带处理,
[0016]隧道回传模块,设置与列车运行的隧道中,以无线方式获取车载回传模块回传的数据,
[0017]回传基带处理模块,连接隧道回传模块,对隧道回传模块接收的数据处理后回传至回传核心网。
[0024] 进一步的,车载基站子系统将数据进行第一次封装后传输至车载回传模块。
[0025] 进一步的,车载回传模块将接收的数据进行第二次封装后回传至车载基站子系统。
[0026] 进一步的,路由器使用通用路由封装协议对数据进行第一次封装。
[0027] 本发明的有益技术效果在于,在列车上增加无线接入系统,使列车上的终端可以正常接入车载无线系统,使用空口回传技术,将列车上的数据快速传输至核心网,核心网对数据进行分流处理分发到各运营商网络和数据控制中心,速度传输快,改造容易,大幅降低建设成本,
[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0030] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
[0032] 参见图1,本发明提供一种基于无线回传的车地通信系统,包括,
[0033] 车载基站子系统(1) ,设置于列车上,实现列车上的无线通信覆盖,将接收的数据传输至车载回传模块(2) ,
[0034] 车载回传模块(2) ,设置于列车上,连接车载基站子系统(1) ,用于将数据以无线的方式传输至回传基站子系统(3) ,
[0035] 回传基站子系统(3) ,覆盖列车运行的隧道,与车载回传模块(2)无线连接,用于获取数据并传输至回传核心网(4) ,
[0036] 回传核心网(4) ,连接回传基站子系统(3) ,用于对数据进行分流处理,将数据分流
[0037] 本发明通过在列车上增加通信接入设备和回传设备,对隧道进行改造,接收列车的无线传输数据,将手机信号、列车综合监控系统和乘客信息管理系统信号快速回传至回传核心网,增加回传核心网,实现数据分流到对应的运营商核心网和数据控制中心如地铁云,可以解决地铁隧道中列车的5G覆
[0038] 盖及地铁车载数据回传问题。通过对地铁列车/隧道/地铁机房/地铁核心机房/5传输网进行系统性改造,实现地铁5G覆盖,具体如下所示。
[0040] 多个皮站射频拉远模块(101) ,设置在列车的每节车厢中,
[0041] 至少一个车载基带处理模块(102) ,连接皮站射频拉远模块(101) ,用于对数据进行基带处理,
[0045] 摄像头(104) ,连接至路由器(103) ,用于将获取的监控信息传输至
[0048] 进一步的,摄像头(104)通过边缘计算服务器连接到路由器(103) 。
[0049] 地铁列车,设置多运营商用于接入的车载基带处理模块即车载BBU设备(Building Base band Unite设备)和皮站射频拉远模块即PRRU设备(picorru) ,构造成一个D‑RAN微基站,可以覆盖地铁整个列车,提供5G0分层组网中的最底层覆盖。列车上还设置路由器,将多运营商数据和地铁列
[0051] 列车内所有摄像头的监控信息通过边缘计算服务器连接到路由器上,由于当前边缘计算服务器为列车标配设备,只需要将两边互联即可。
[0053] 隧道回传模块(301) ,设置与列车运行的隧道中,以无线方式获取车载回传模块
[0054] 回传基带处理模块(302) ,连接隧道回传模块(301) ,对隧道回传模块(301)接收的数据处理后回传至回传核心网(4) 。
[0055] 隧道和地铁站台机房,设置隧道回传模块和回传基带处理模块即回传BBU设备,构造成一个5G回传基站,可以覆盖整个隧道,保障列车在隧道中高速情况下的实时数据回传。
[0056] 地铁核心机房,设置用于回传设备管理和数据分流的回传核心网(4) ,回传核心网
(4)中AMF(Access and Mobility Management Function,5G网络核心灵魂单元)进行回传设备的接入和移动性管理,UPF(User Plane Function,用户平面功能)切片进行多运营商和地铁方之间的数据分流。用于数据分流的核心路由器,将数据从地铁核心机房传输到运营商核心网。回传核心网(4)将各运营商U2000和数据控制中心即地铁控制中心联合。
[0057] 进一步的,车载回传模块(2)为客户前置设备CPE或者中继远程节点RRN。
[0058] 具体的,车载回传模块(2)设置在车头/车尾驾驶室内,通过车内结构件固定在驾
[0059] 具体的,路由器(103)放置在列车车厢侧板中,通过安装件固定在侧板固定槽中,路由器(103)支持的功能包括,基于数据流的聚合/基于包重组的聚合、流切分、4Gbps以上防拥塞能力、多IP到单IP的GRE隧道能力。
[0060] 具体的,每个车厢均放置皮站射频拉远模块(101)即PRRU设备,PRRU设备的天线通过外拉的方式解决。
[0061] 进一步的,隧道回传模块(301)为有源天线单元AAU或者射频拉远单元RRU。
[0062] 进一步的,车载基站子系统(1)将数据进行第一次封装后传输至车载回传模块
[0063] 进一步的,车载回传模块(2)将接收的数据进行第二次封装后回传至回传基站子系统(3) 。
[0064] 进一步的,路由器(103)使用通用路由封装协议即GRE隧道对数据进行第一次封装。
[0065] 具体的,对隧道进行全面改造,增加AAU模块(Active Antenna Unit,有源天线G基站的主要设备)或RRU(Radio Remote Unit)+天线模块+电源模块。该子系统用于将回传射频信号进行发射与接收。有源天线单元AAU和RRU放在地铁隧道壁的设备安装点。
[0066] 具体的,对站点机房进行全面改造,增加回传基带处理单元(回传BBU)及对应的传输/电力。用于回传信号的基带处理及数据流传输至回传核心网。回传基带处理单元与传统接入基带处理单元功能相似,差别在于是对回传数据进行基带处理,同时将处理后的数据发回地铁核心网。
[0067] 具体的,本发明通过在地铁核心机房进行回传核心网改造,增加处理回传系统的回传核心网,对回传数据进行管理和处理。回传核心网和传统5G核心网在功能上相同,但在配置上有所不同,本发明的回传核心网需要支持高速率用户稳定连接,用户快速切换,用户高速移动切换,多运营商数据接口等功能,还将将回传数据的GRE隧道解开后,然后把对应数据放到对应的运营商传输网上去。
[0068] 使用本系统设计,可以大幅降低建设成本,隧道中的隧道回传模块是多家运营商和地铁共用的,只需要建设一套共用的即可,车上的车载回传模块也是共用的,只需要建设一套共用的即可,且由于隧道中电磁波传播信道好,设备组网时的站间距可以相对较大。相对传统方案,站点数量和模块数据相对传统方案可以大大降低。
[0069] 基于本发明,用户体验速率大幅提高,4G速率可达上行75Mbps、下行150Mbps,5G速率可达上行350Mbps、下行1 .4Gbps,较于传统覆盖方式提升性能1倍以上。整车可提供上行
2.4GB、下行15GB以上带宽,且小区容量大幅度增加,单列车可按车厢配置小区,最大可配置8个小区。本发明支持地铁上行高速视频流传输,由于地铁列车的摄像头系统也连接在数据回传系统中,可以将高速率的摄像头数据实时回传到地铁云上去。传统方案是采用离线转储的方案,无法实现实时回传的效果。
[0070] 本发明大幅提升用户感知,可搭载各类5G创新应用,提供列车远程互动服务,基于本发明,地铁隧道的建设周期可大幅缩短,设备数量少,组网简单,施工难度大幅下降。
[0071] 以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替
