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一种高铁移动通信网络覆盖系统

阅读：1204发布：2020-08-13

IPRDB可以提供一种高铁移动通信网络覆盖系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种高铁移动通信网络覆盖系统，包括设置在高铁沿线的地面宏基站和设置在高铁内的车载基站，相邻宏基站之间距离小于300m，各个宏基站与所述高铁之间距离小于300m，所述车载基站包括：车载接入控制单元、车载控制单元和光分布定向天线，以及与所述车载接入单元和所述光分布定向天线相连的信号检测装置和与所述信号检测装置及所述车载控制单元相连的数据处理装置；所述信号检测装置用于检测车厢内的电磁波信号的强弱，将检测到的电磁波信号传输至数据处理装置进行处理。本实用新型的高铁移动通信网络覆盖系统，可提高高铁通信网络的覆盖效果，减小通话掉线率。，下面是一种高铁移动通信网络覆盖系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高铁移动通信网络覆盖系统，其特征在于，包括设置在高铁沿线的地面宏基站和设置在高铁内的车载基站，相邻宏基站之间距离小于300m，各个宏基站与高铁沿线之间的距离小于300m，所述宏基站包括：天线、基站控制器，所述天线挂高为25m至45m，所述天线增益为

18dBi；

所述车载基站包括：车载接入单元、车载控制单元和光分布定向天线，以及与所述车载接入单元和所述光分布定向天线相连的信号检测装置，和与所述信号检测装置及所述车载控制单元相连的数据处理装置；所述信号检测装置用于检测车厢内的电磁波信号的强弱，将检测到的电磁波信号传输至数据处理装置进行处理，所述数据处理装置将所述电磁波信号转化为电信号传输至所述基站控制器；

所述车载接入单元设置在高铁车厢上，每节车厢的车载接入单元通过射频跳线和连接器与相邻车厢的车载接入单元相连，各个车载接入单元与所述车载控制单元相连；所述光分布定向天线设置在车厢顶部中间的安装室。

2.根据权利要求1所述的高铁移动通信网络覆盖系统，其特征在于：所述车载基站还包括：设置在高铁车厢内与所述车载控制单元相连的速度传感器、压力传感器和报警装置。

3.根据权利要求1所述的高铁移动通信网络覆盖系统，其特征在于：所述车载接入单元包括依次连接的光纤传输分配线路、车载接入中心和多制式通信网络接口。

4.根据权利要求1所述的高铁移动通信网络覆盖系统，其特征在于：所述光分布定向天线由多个车载定向天线组成。

5.根据权利要求1所述的高铁移动通信网络覆盖系统，其特征在于：所述基站控制器设有防爆器。

说明书全文

一种高铁移动通信网络覆盖系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种高铁移动通信网络覆盖系统。

背景技术

[0002] 高铁铁路是指通过改造原有线路，使其线路直线化、轨距标准化，使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的高速新线，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到一定速度标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。高速铁路对通信网络的覆盖质量要求也越来越高，而由于铁路场景的特殊性与高速移动对网络各方面的影响，导致用户的通信质量大大降低。现有的高铁移动通信系统通信质量较差，掉话率高，且在掉话时移动用户的感知度较低，不能满足人们的要求。

[0003] 随着我国高速铁路的发展，高铁无论从线路总长、运行速度和建设规模均处于世界领先地位。我国的高速铁路已经覆盖了全国90％以上的居住人口，相比于普通铁路，高铁车速较快、车身屏蔽性较强、无线信号穿透车体的衰耗较大。

[0004] 现有高铁无线通信技术大多基于较为成熟的卫星通信、集群移动通信和蜂窝移动通信，存在覆盖场强弱、覆盖效率低、多径衰弱和频繁切换等严重问题，其应用面临较大的困难和挑战。究其主要原因，这些传统技术最初主要面向个人移动通信需求设计，信号穿透密闭车厢损耗较大，大区制覆盖对于狭窄的带状路轨而言无效能量辐射较大，用户集中且全部用户随车速同步移动，对系统切换请求呈突发性。因此，有针对性的为高速铁路这种特殊的移动通信需求做出专门的设计显得较为重要而迫切。

[0005] 与普通场景相比，高铁移动场景下的移动网络有覆盖率、带宽和切换等重要指标的特殊需求，传统网络难以满足。为实现360km/h或更高时速条件下的高铁移动通信目标，现有无效通信技术，如2G、3G、LTE、卫星通信和WIFI等，均不同程度地存在三个主要问题：传输率低，切换延迟大，以及频繁切换；特别是在多旅客集中通话时的业务体验效果极不理想。因此，专网覆盖已成为未来发展高铁移动通信网的必然发展趋势。实用新型内容

[0006] 有鉴于此，本实用新型提供一种高铁移动通信网络覆盖系统，可提高高铁通信网络的覆盖效果，减小通话掉线率。

[0007] 本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

[0008] 一种高铁移动通信网络覆盖系统，其特征在于，包括设置在高铁沿线的地面宏基站和设置在高铁内的车载基站，相邻宏基站之间距离小于300m，各个宏基站与所述高铁之间距离小于300m，

[0009] 所述宏基站包括：天线、基站控制器，所述天线挂高为25m至45m，所述天线增益为18dBi；

[0010] 所述车载基站包括：车载接入单元、车载控制单元和光分布定向天线，以及与所述车载接入单元和所述光分布定向天线相连的信号检测装置和与所述信号检测装置及所述车载控制单元相连的数据处理装置；所述信号检测装置用于检测车厢内的电磁波信号的强弱，将检测到的电磁波信号传输至数据处理装置进行处理，所述数据处理装置将所述电磁波信号转化为电信号传输至所述基站控制器；

[0011] 所述车载接入单元设置在高铁车厢上，每节车厢的车载接入单元通过射频跳线和连接器与相邻车厢的车载接入单元相连，各个车载接入单元与所述车载控制单元相连；所述光分布定向天线设置在车厢顶部中间的安装室。

[0012] 进一步的，所述车载基站还包括：设置在高铁车厢内与所述车载控制单元相连的速度传感器、压力传感器和报警装置。

[0013] 进一步的，所述车载接入单元包括依次连接的光纤传输分配线路、车载接入中心和多制式通信网络接口。

[0014] 进一步的，所述光分布定向天线由多个车载定向天线组成。

[0015] 进一步的，所述基站控制器设有防爆器。

[0016] 进一步的，所述基站控制器包括依次连接的地面管理单元、地面接入单元和光波长管理单元，所述地面接入单元与所述车载接入单元相连。

[0017] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

[0018] 1、通过在高铁沿线300m范围内设立宏基站，提高通信信号的覆盖半径，减少小区切换次数，提高通信信号质量。

[0019] 2、通过车载基站与地面宏基站相配合，可以满足全车各种公共通信业务需求，并支持高速运动的高铁无线通信业务。

[0020] 3、通将宏基站天线挂高设置为25m至45m，天线增益设置为18dBi；提高了地面宏基站移动信号的覆盖效果。

[0021] 4、通过系统内的信号检测单元可以检测高铁内的电磁波信号，判断通信质量的好坏，有效解决了通信过程中信号衰落的问题，提高了通信的实时性和确定性。

[0022] 5、通过系统内的速度传感器和压力传感器，实时采集高铁运行速度和压力，当高铁运行速度过高严重影响通信，或者高铁进入隧道压力变化严重影响通信时，发出通信信号不稳定经的报警提醒。

附图说明

[0023] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

[0024] 图1为本实用新型实施例一的高铁移动通信网络覆盖系统的结构示意图。

具体实施方式

[0025] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

[0026] 本实用新型提供一种高铁移动通信网络覆盖系统，如图1所示，该系统包括设置在高铁沿线的地面宏基站1和设置在高铁内的车载基站2，相邻宏基站1之间距离小于300m，各个宏基站1与所述高铁之间距离小于300m，通过安装大功率宏站设备，适当增加宏站输出功率，使用高增益，方向性强的天线，提高信号覆盖半径，以达到最大限度的降低建设成本，较少切换次数，提高信号质量的目的。

[0027] 作为上述技术方案一个较佳的实施方式，所述宏基站1包括：天线11、基站控制器12，其中，基站控制器12包括依次连接的地面管理单元、地面接入单元和光波长管理单元，所述地面接入单元与所述车载接入单元相连。

[0028] 优选的，所述天线11挂高为25m至45m，所述天线11增益为18dBi；

[0029] 作为上述技术方案一个较佳的实施方式，所述车载基站2包括：车载接入单元21、车载控制单元22和光分布定向天线23，以及与所述车载接入单元21和所述光分布定向天线23相连的信号检测装置24和与所述信号检测装置24及所述车载控制单元22相连的数据处理装置25；所述信号检测装置24用于检测车厢内的电磁波信号的强弱，将检测到的电磁波信号传输至数据处理装置25进行处理，所述数据处理装置25将所述电磁波信号转化为电信号传输至所述基站控制器12。所述车载基站2还包括：设置在高铁车厢内与所述车载控制单元22相连的速度传感器、压力传感器和报警装置。通过系统内的速度传感器和压力传感器，实时采集高铁运行速度和压力，当高铁运行速度过高严重影响通信，或者高铁进入隧道压力变化严重影响通信时，发出通信信号不稳定的报警提醒。

[0030] 所述车载接入单元21设置在高铁车厢上，每节车厢的车载接入单元21通过射频跳线和连接器与相邻车厢的车载接入单元21相连，各个车载接入单元21与所述车载控制单元22相连；所述光分布定向天线23设置在车厢顶部中间的安装室。

[0031] 进一步的，所述车载接入单元21包括依次连接的光纤传输分配线路、车载接入中心和多制式通信网络接口。

[0032] 进一步的，所述光分布定向天线23由多个车载定向天线组成。

[0033] 进一步的，所述基站控制器12设有防爆器。所述基站控制器12包括依次连接的地面管理单元、地面接入单元和光波长管理单元，所述地面接入单元与所述车载接入单元相连。

[0034] 其中，地面管理单元是本系统管理和控制的中心，通过通信连接收集来自接入管理单元的状态信息，并向其发出相应的控制指令实施管理和控制，是对地面接入管理单元进行移动性管理、配置、维护、工作状态监测和控制的实体。地面接入单元是车载接入控制单元与地面宏基站的接口，它与地面管理单元之间存在双向通信隧道。

[0035] 具体的，地面接入单元包括依次连接的分布式RAU、光纤传输分配线路、地面接入中心和多制式通信网络接口。其中，分布式RAU包括RAU和RAU微小区，其安置规则为：分布式RAU的安置距离根据采用的微波频段传播特性和系统切换时间，保持RAU之间等间隔H分布，并且此时应该满足H≥d，d为RAU微小区最大直径，从而保证每个RAU产生的RAU微小区之间不会有重叠覆盖。光线分配传输线路是一种通用的由若干单模或多模光纤和波分复用器组成。地面移动交换中心与路网网关之间通过多制式通信网络接口进行连接，接口包括IP、ATM等多种开放的网络接口。

[0036] 光分布定向天线23设置在车厢顶部中间的安装室，使车厢内形成车载接入网络，当旅客进入车厢内时，旅客的移动通信设备即刻接收到由车载基站2发出的无线电波信号，移动通信设备发出认证和注册信号，该信号作为电磁波被光分布定向天线23接收并转化为电信号，进而传输至车载基站2，同时，信号检测装置24检测车厢内的电磁波信号强弱，将检测到得数据传输至数据处理装置25进行处理，并转化为电信号，然后传输至车载基站2，车载基站2接收电信号并进行处理后经车载超高频无线宽带通信机传输至地面通信系统的地面超高无线宽带通信机，进而经光传输网络和基站控制器12传输至网络交换中心，网络交换中心处理后将信号传输至基站控制器12，基站控制器12根据所接收的信息通过光传输网络传输至地面超高频无线宽带通信机，进而将信号传输至车载基站2，车载基站2将信号传输至光分布定向天线23，光分布定向天线23将电信号转化为电磁波信号，移动通信设备接收电磁波信号实现高铁移动通信网络覆盖。

[0037] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

[0038] 1、通过在高铁沿线300m范围内设立宏基站，提高通信信号的覆盖半径，减少小区切换次数，提高通信信号质量。

[0039] 2、通过车载基站与地面宏基站相配合，可以满足全车各种公共通信业务需求，并支持高速运动的高铁无线通信业务。

[0040] 3、通将宏基站天线挂高设置为25m至45m，天线增益设置为18dBi；提高了地面宏基站移动信号的覆盖效果。

[0041] 4、通过系统内的信号检测装置可以检测高铁内的电磁波信号，判断通信质量的好坏，有效解决了通信过程中信号衰落的问题，提高了通信的实时性和确定性。

[0042] 5、通过系统内的速度传感器和压力传感器，实时采集高铁运行速度和压力，当高铁运行速度过高严重影响通信，或者高铁进入隧道压力变化严重影响通信时，发出通信信号不稳定经的报警提醒。

[0043] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

标题	发布/更新时间	阅读量
移动通信网络-专利编号CN109565408A	2020-05-12	651
移动通信网络-专利编号CN1175687C	2020-05-11	185
移动通信网络-专利编号CN1099545A	2020-05-12	1052
移动通信网络-专利编号CN1981480B	2020-05-11	714
移动通信网络-专利编号CN108781347A	2020-05-12	813
移动通信网络的鉴权-专利编号CN1973566A	2020-05-13	922
移动通信网络-专利编号CN1225224A	2020-05-11	461
通信网络中的移动连接-专利编号CN104247476B	2020-05-13	811
移动通信网络-专利编号CN108886761A	2020-05-11	963
移动通信网络-专利编号CN108702734A	2020-05-13	371

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