專利名稱：一種高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的超軟切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切換方法，尤其涉及一種高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的超軟切換方法。
背景技術(shù)：
移動通信的長距離移動通信過程是用戶端設(shè)備在不同基站之間的切換完成的，切 換分為硬切換和軟切換二類。硬切換過程中，移動的用戶端設(shè)備先釋放與原通信基站的連 接，然后才能獲得新基站分配的信道并與之連接，是一個無線通信路徑"釋放-建立"的 過程。而在軟切換過程中，當(dāng)用戶端設(shè)備處于切換狀態(tài)下，同時將會有兩個甚至更多的基站 對它進行監(jiān)測，系統(tǒng)中的基站控制器將比較來自各個基站的針對此移動通信設(shè)備的信號質(zhì) 量報告，并選用最好的一個通信基站與之連接并建立新的通信路徑?？梢娷浨袚Q是一個" 建立-比較-釋放〃的過程。
無論是硬切換還是軟切換，通信的內(nèi)容卻始終是“硬切換”的。即原通信路徑中斷 后開始通過新的路徑通信傳輸。在速度不是很快，數(shù)據(jù)量不大的情況下，即如通常移動通信 用戶移動切換時的情形下，這種切換不會造成大量的數(shù)據(jù)丟失或亂序。即使發(fā)生一些數(shù)據(jù) 丟失或其他的錯誤也只會影響到單個用戶的通信質(zhì)量。
在高鐵移動通信系統(tǒng)中，車載設(shè)備和地面設(shè)備存在相對移動的關(guān)系，因此也存在 “切換”的過程。但是這種切換并非簡單的用戶端設(shè)備的“切換”，而是系統(tǒng)之間的通信信令 和通信內(nèi)容的通道切換，即連接車載系統(tǒng)和地面控制及核心系統(tǒng)之間通信鏈路的切換。鏈 路的切換過程要比用戶端的切換困難得多。在用戶端設(shè)備的切換過程中，任何一個切換失 敗只會造成單個用戶的通信失敗，而在鏈路切換中，任何一個切換失敗導(dǎo)致的是整列高鐵 列車所有的通信失敗，所以，在切換過程中任何一字節(jié)都不允許丟失或錯誤，通信的可靠性 尤為重要。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高切換可靠性的高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的 超軟切換方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特點在于所述高鐵移動通信系統(tǒng)，包括車載通信系統(tǒng)、 鐵軌沿線通信系統(tǒng)和地面通信系統(tǒng)；所述車載通信系統(tǒng)包括車載基站，車載網(wǎng)橋和分別經(jīng) 車載網(wǎng)橋與車載基站通訊連接的具有至少兩個通信單元的車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng) 通訊連接；所述鐵軌沿線通信系統(tǒng)具有沿鐵軌順次接入的地面超高頻無線寬帶通信機，車 載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)與地面相應(yīng)的地面超高頻無線寬帶通信機通訊連接，各地面超 高頻無線寬帶通信機分別經(jīng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)與相應(yīng)的地面通信系統(tǒng)中的地面網(wǎng)橋通訊連接。所 述超軟切換方法為在高鐵列車從一地面超高頻無線寬帶通信機運行至另一與之相鄰的地 面超高頻無線寬帶通信機的過程中，所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)通過其一個通信單 元與首先經(jīng)過的前一地面超高頻無線寬帶通信機通訊連接形成的通信路徑為主通信路徑，同時通過其剩余的通信單元開始搜索；在剩余通信單元中任一個搜索到將要經(jīng)過的下一地 面超高頻無線寬帶通信機后，與其建立新通信路徑，作為主通信路徑的冗余備份路徑；所述 冗余備份路徑與主通信路徑傳輸相同的通信信令和通信內(nèi)容。
進一步的，所述通信單元為車載超高頻無線寬帶通信機，所述車載超高頻無線寬 帶通信系統(tǒng)包括至少兩個車載超高頻無線寬帶通信機，每個所述車載超高頻無線寬帶通信 機對應(yīng)的頻段相同。
進一步的，所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)包括一個車載超高頻無線寬帶通信 機，所述車載超高頻無線寬帶通信機提供具有至少兩個通信單元的不同頻段。
進一步的，所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)中的至少兩個通信單元輪換交替地 作為主通信路徑的主體；設(shè)三個順次設(shè)置的地面超高頻無線寬帶通信機形成兩相鄰的第一 路段和第二路段，高鐵列車運行在第一路段上時，一個通信單元為主通信路徑的主體，車載 超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)中剩余通信單元為冗余備份路徑的主體；高鐵列車運行在第二路 段上時，任一作為原冗余備份路徑主體的通信單元為主通信路徑的主體，車載超高頻無線 寬帶通信系統(tǒng)中剩余通信單元為冗余備份路徑的主體。
本發(fā)明的有益效果在于，應(yīng)用所述超軟切換方法，車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng) 中至少兩個車載超高頻無線寬帶通信機或一個車載超高頻無線寬帶通信機的至少兩個頻 段分別與不同的地面超高頻無線寬帶通信機通信連接，形成至少兩條傳輸相同通信信令和 通信內(nèi)容的通信路徑，其中一條為主通信路徑，其余為所述主通信路徑的冗余備份路徑。由 此實現(xiàn)始終存在至少一條通信路徑正常通信，提高了高鐵列車通訊的可靠性。


圖1示出了高鐵移動通信系統(tǒng)的原理示意圖。
圖2示出了具有兩車載超高頻無線寬帶通信機的高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的超 軟切換技術(shù)原理示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
圖1示出了高鐵移動通信系統(tǒng)的原理示意圖。所述高鐵移動通信系統(tǒng)包括車載通 信系統(tǒng)，鐵軌沿線通信系統(tǒng)以及地面通信系統(tǒng)。所述車載通信系統(tǒng)，包括車載基站1、光分布 天線系統(tǒng)2和具有至少兩個通信單元的車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)3 ；所述車載超高頻 無線寬帶通信系統(tǒng)3與車載基站1通訊連接，所述車載基站1通過光分布天線系統(tǒng)2在所 述車廂內(nèi)形成車載接入網(wǎng)絡(luò)。所述鐵軌沿線通信系統(tǒng)，包括沿鐵路軌鋪設(shè)且用來傳輸通信 信令和通信內(nèi)容的沿線光纜、地面超高頻無線寬帶通信機4和光傳輸網(wǎng)絡(luò)5 ；所述沿線光纜 順次接入地面超高頻無線寬帶通信機4 ；所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)3與地面相應(yīng) 的地面超高頻無線寬帶通信機4通訊連接，并且各地面超高頻無線寬帶通信機4分別經(jīng)光 傳輸網(wǎng)絡(luò)5與相應(yīng)的地面通信系統(tǒng)通訊連接；所述兩相鄰地面超高頻無線寬帶通信機4的 距離范圍為1 10公里。所述地面通信系統(tǒng)包括與光傳輸網(wǎng)絡(luò)5通訊連接的地面基站控 制器6、與地面基站控制器6通訊連接的核心網(wǎng)7以及與核心網(wǎng)7通訊連接的公共電話交換 網(wǎng)絡(luò)8。
所述高鐵移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點為，將基站布設(shè)在高鐵列車上形成車載基站1， 通過車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)3和地面超高頻無線寬帶通信機4之間的通信實現(xiàn)車、 地之間的“鏈路”連接，使得地面基站控制器6與位于高鐵列車上的車載基站1之間具有不 中斷的通訊連接，通訊效果等同于車載基站1與地面基站控制器6通過光纜有線通訊連接 的通訊效果。
為保證所述高鐵移動通信系統(tǒng)的車載通信系統(tǒng)和鐵軌沿線通信系統(tǒng)之間通信信 令和通信內(nèi)容的不間斷傳輸，所述高鐵移動通信采用超軟切換技術(shù)。所述高鐵移動通信系 統(tǒng)中，車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)3具有至少兩個通信單元，具體地可分兩種情況所述 通信單元為車載超高頻無線寬帶通信機，所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)3包括至少兩 個車載超高頻無線寬帶通信機，每個所述車載超高頻無線寬帶通信機對應(yīng)的頻段相同；以 及，所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)3包括一個車載超高頻無線寬帶通信機，所述車載 超高頻無線寬帶通信機提供具有至少兩個通信單元的不同頻段。由此，車載超高頻無線寬 帶通信系統(tǒng)3中的至少兩個車載超高頻無線寬帶通信機或一個車載超高頻無線寬帶通信 機的至少兩個頻段分別與不同的地面超高頻無線寬帶通信機通信連接，形成至少兩條傳輸 相同通信信令和通信內(nèi)容的通信路徑，其中一條為主通信路徑，其余為所述冗余備份路徑。 進而實現(xiàn)始終存在至少一條通信路徑正常通信，提高了高鐵列車通訊的可靠性。
具體地，以具有兩車載超高頻無線寬帶通信機的高鐵移動通信系統(tǒng)為例說明所述 超軟切換技術(shù)的原理。如圖2所示，設(shè)第一至第三地面超高頻無線寬帶通信機形成相鄰的 第一路段和第二路段；且兩車載超高頻無線寬帶通信機分別為第一車載超高頻無線寬帶通 信機GRi^a和第二車載超高頻無線寬帶通信機GRFb。高鐵列車運行在第一路段上時，當(dāng)車載 通信系統(tǒng)的鏈路通過第一車載超高頻無線寬帶通信機GRFa與第一地面超高頻無線寬帶通 信機GRFA連接形成路徑aA時，車載基站1可以順利地通過第一車載超高頻無線寬帶通信 機GRFA與遠在機房內(nèi)的地面基站控制器6連接通信，從而形成路徑aAl ；上述通信過程是 由分別安裝在車載基站1及地面基站控制器6上的EPA網(wǎng)橋wq和WQ來保證的。同時，第二 車載超高頻無線寬帶通信機GRFb開始搜索，搜索到第二地面超高頻無線寬帶通信機GRFB 并與其連接通信，這樣就形成了連接車載基站1及地面基站控制器6的另外一個路徑bB，車 載基站1可以通過第二車載超高頻無線寬帶通信機GRFB與地面基站控制器6連接通信，從 而形成路徑bBl。路徑bB或bBl與路徑aA或aAl傳輸?shù)耐ㄐ判帕詈屯ㄐ艃?nèi)容是完全相同 的，路徑aA或aAl為主通信路徑，而路徑bB或bBl為所述主通信路徑的冗余備份路徑。此 時，實際上有兩路相同的數(shù)據(jù)使用不同的路徑在車載基站1和地面基站控制器6之間通過 路徑aA或aAl和bB或bBl完成通信的過程。數(shù)據(jù)的取舍是由車載基站1和地面基站控制 器6端的車載網(wǎng)橋wq和地面網(wǎng)橋WQ完成的。
當(dāng)高鐵列車運行至第二路段上時，第一地面超高頻無線寬帶通信機GRFA和第一 車載超高頻無線寬帶通信機GRFa的路徑aA或aAl由于信號減弱超過一定限定值而被切 斷，此時，冗余備份路徑bB或bBl自然發(fā)揮作用成為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹魍ㄐ怕窂?。由于通道?先存在，而且與主通信路徑aA或aAl同時傳輸相同的數(shù)據(jù)內(nèi)容，所以在路徑aA和aAl中斷 通信時，路徑bB和bBl依然暢通，通道兩端的設(shè)備并不會感覺到數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜魏尾町?；同時 第一車載超高頻無線寬帶通信機GRFa開始搜索新的連接點并由于列車的運動導(dǎo)致第一車 載超高頻無線寬帶通信機GRFa與第三地面超高頻無線寬帶通信機GRFC連接形成新的路徑aC。一旦路徑aC形成，連接車載基站1和地面基站控制器6的EPA網(wǎng)橋wq和WQ便會瞬間 覺察并以此通道建設(shè)新的數(shù)據(jù)傳輸路徑aCl，從而路徑aC或aCl成為主通信路徑bB和bBl 的冗余備份路徑，這時又恢復(fù)兩路相同數(shù)據(jù)同時傳輸?shù)臓顟B(tài)。
隨著列車運動，第一車載超高頻無線寬帶通信機GRi^a和第二車載超高頻無線寬 帶通信機GRFb交替與相鄰的地面超高頻無線寬帶通信機4連接，并不斷地交替形成數(shù)據(jù)傳 輸?shù)闹魍ㄐ怕窂胶腿哂鄠浞萋窂健Ｔ谕ㄐ怕窂浇惶孢B接和中斷的過程中，EPA網(wǎng)橋wq和WQ 之間始終存在著至少一路的數(shù)據(jù)傳輸過程，而且在任何一個通道由于切換需要中斷之前， 一定會有二個通道保持二路相同的數(shù)據(jù)傳輸以備切換。
進一步的，所述車載超高頻無線寬帶通信機和地面超高頻無線寬帶通信機4在一 般帶寬要求情況下采用無線電通信機，在帶寬要求大的情況下采用無線激光通信機。
進一步的，所述高鐵指中國高速鐵路，包括以D字或以G字為編號頭字母的列車， 本發(fā)明同樣適用于正在研發(fā)中的每小時500公里以上運營速度的超高鐵運輸系統(tǒng)中使用。
權(quán)利要求
1.一種高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的超軟切換方法，其特征在于所述高鐵移動通信系 統(tǒng)，包括車載通信系統(tǒng)、鐵軌沿線通信系統(tǒng)和地面通信系統(tǒng)，所述車載通信系統(tǒng)包括車載基站，車載網(wǎng)橋和分別經(jīng)車載網(wǎng)橋與車載基站通訊連接的 具有至少兩個通信單元的車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)通訊連接；所述鐵軌沿線通信系統(tǒng) 具有沿鐵軌順次接入的地面超高頻無線寬帶通信機，車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)與地面 相應(yīng)的地面超高頻無線寬帶通信機通訊連接，各地面超高頻無線寬帶通信機分別經(jīng)光傳輸 網(wǎng)絡(luò)與相應(yīng)的地面通信系統(tǒng)中的地面網(wǎng)橋通訊連接；所述超軟切換方法為在高鐵列車從一地面超高頻無線寬帶通信機運行至另一與之相 鄰的地面超高頻無線寬帶通信機的過程中，所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)通過其一個 通信單元與首先經(jīng)過的前一地面超高頻無線寬帶通信機通訊連接形成的通信路徑為主通 信路徑，同時通過其剩余的通信單元開始搜索；在剩余通信單元中任一個搜索到將要經(jīng)過 的下一地面超高頻無線寬帶通信機后，與其建立新通信路徑，作為主通信路徑的冗余備份 路徑；所述冗余備份路徑與主通信路徑傳輸相同的通信信令和通信內(nèi)容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的超軟切換方法，其特征在于所述 通信單元為車載超高頻無線寬帶通信機，所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)包括至少兩個 車載超高頻無線寬帶通信機，每個所述車載超高頻無線寬帶通信機對應(yīng)的頻段相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的超軟切換方法，其特征在于所述 車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)包括一個車載超高頻無線寬帶通信機，所述車載超高頻無線 寬帶通信機提供具有至少兩個通信單元的不同頻段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的超軟切換方法，其特征在于所述車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)中的至少兩個通信單元輪換交替地作為主通信路 徑的主體；設(shè)三個順次設(shè)置的地面超高頻無線寬帶通信機形成兩相鄰的第一路段和第二路 段，高鐵列車運行在第一路段上時，一個通信單元為主通信路徑的主體，車載超高頻無線寬 帶通信系統(tǒng)中剩余通信單元為冗余備份路徑的主體；高鐵列車運行在第二路段上時，任一 作為原冗余備份路徑主體的通信單元為主通信路徑的主體，車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng) 中剩余通信單元為冗余備份路徑的主體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高鐵移動通信系統(tǒng)中使用的超軟切換方法，在高鐵移動通信系統(tǒng)中，車載通信系統(tǒng)包括具有至少兩個通信單元的車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)；鐵軌沿線通信系統(tǒng)具有沿鐵軌順次接入的地面超高頻無線寬帶通信機。超軟切換方法為在高鐵從一地面超高頻無線寬帶通信機運行至另一相鄰地面超高頻無線寬帶通信機過程中，車載超高頻無線寬帶通信系統(tǒng)通過其一通信單元與先經(jīng)過的前一地面超高頻無線寬帶通信機通訊連接形成的通信路徑為主通信路徑，其剩余的通信單元開始搜索；剩余通信單元中任一個搜索到將要經(jīng)過的下一地面超高頻無線寬帶通信機后，與其建立新通信路徑，作為主通信路徑的冗余備份路徑；冗余備份路徑與主通信路徑傳輸相同的內(nèi)容。
文檔編號H04W36/18GK102036333SQ20101060001
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者吳光勝, 黃永江 申請人:深圳市華訊方舟科技有限公司