本發(fā)明涉及一種公共交通移動(dòng)通信系統(tǒng)，屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和智能手機(jī)的普及，接入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，尤其是接入寬帶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚慕M成部分。目前城市生活中，人們?cè)诔鞘泄步煌òü卉囕v中的通勤時(shí)間較長(zhǎng)，普遍存在著強(qiáng)烈的寬帶移動(dòng)互聯(lián)接入的需求。

目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)主要有3G、4G、WIFI幾種。3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)理論上支持高速移動(dòng)中的通信，但目前一方面運(yùn)營(yíng)商并不能做到完善的覆蓋，不但帶寬非常有限，而且網(wǎng)絡(luò)也非常不穩(wěn)定，寬帶數(shù)據(jù)接入的用戶體驗(yàn)較差。另一方面，即使有些路段3G/4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋完善，由于3G/4G流量比較昂貴，用戶無(wú)法支付視頻等寬帶業(yè)務(wù)的消費(fèi)，用戶的負(fù)擔(dān)較重。

而無(wú)線WIFI技術(shù)，雖然能夠很好地支持寬帶業(yè)務(wù)，而且費(fèi)用也非常低廉，甚至免費(fèi)，但是由于其不支持快速移動(dòng)通信，同時(shí)覆蓋的距離有限，因此該技術(shù)無(wú)法直接應(yīng)用到公交車輛中，一般只用于城市熱點(diǎn)覆蓋或家庭內(nèi)部的無(wú)線接入。

目前，為了解決公交車上乘客的WiFi寬帶接入的問(wèn)題，已有以下相關(guān)的技術(shù)出現(xiàn)：

【1】移動(dòng)中繼方式，也即在移動(dòng)平臺(tái)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的中繼器系統(tǒng)，例如，利用MiFi技術(shù)在公交車上實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)，，乘客的智能手機(jī)通過(guò)WiFi連接到安裝在公交車上的MiFi裝置上，通過(guò)該裝置上的3G/4G卡，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)寬帶接入。這種方式的缺點(diǎn)在于上網(wǎng)能力受到設(shè)備所連接的3G/4G網(wǎng)絡(luò)的性能影響，服務(wù)的體驗(yàn)較差。

【2】通過(guò)路旁預(yù)先部署的專用設(shè)備上網(wǎng)，例如，公開(kāi)專利“一種高速移動(dòng)無(wú)線WIFI覆蓋方法及傳輸設(shè)備”(專利號(hào)：CN201510073543.0)，公開(kāi)了一種高速移動(dòng)無(wú)線WIFI覆蓋方法及傳輸設(shè)備，在道路上實(shí)現(xiàn)每隔一定的距離，部署無(wú)線接入ONU，將該ONU通過(guò)2芯光纖組成高速自愈環(huán)網(wǎng)，通過(guò)運(yùn)營(yíng)商高速有線寬帶與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，在路上行使的車輛中配置高速移動(dòng)接入終端，該終端通過(guò)無(wú)線與沿路的各個(gè)無(wú)線接入ONU進(jìn)行寬帶通信，完成與互聯(lián)網(wǎng)的接入，該終端還具備無(wú)線WIFI功能，與車內(nèi)的用戶移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通信。但這種方法受限于路旁設(shè)備的部署密度，當(dāng)用戶離路邊設(shè)備較近時(shí)，上網(wǎng)體驗(yàn)良好，但用戶位于兩個(gè)路邊設(shè)備之間，特別是路旁設(shè)備的部署比較稀疏時(shí)，會(huì)出現(xiàn)掉線的現(xiàn)象。

【3】通過(guò)用戶相互共享的方式實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)，如公開(kāi)專利“一種移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行中繼的方法和裝置”(專利號(hào)：CN2015106404658)，公開(kāi)了一種利用移動(dòng)終端進(jìn)行中繼的方法，該方法通過(guò)在移動(dòng)終端中的軟件功能模塊，使得移動(dòng)終端可以成為中繼，但由于移動(dòng)終端的上網(wǎng)仍然是采用了3G/4G的連接，如果上網(wǎng)的用戶較多時(shí)，即使共享也無(wú)法根本上改變上網(wǎng)用戶體驗(yàn)較慢的缺點(diǎn)，同時(shí)，也要求每個(gè)用戶必須安裝專門的APP軟件。

綜上所述，已有的技術(shù)和方法還不能為公交車上的大量用戶提供寬帶WiFi接入能力。

發(fā)明目的：

本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于公交寬帶接入的WiFi移動(dòng)中繼系統(tǒng)及方法，可以有效地解決站點(diǎn)稀疏、3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，為公交車輛上的大量用戶提供WiFi接入能力，實(shí)現(xiàn)其智能設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接，滿足車上用戶的寬帶接入要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明內(nèi)容如下：

1.一種應(yīng)用于公交寬帶接入的WiFi移動(dòng)中繼系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安裝在行駛中的公交車輛上的移動(dòng)WiFi中繼裝置(簡(jiǎn)稱“中繼裝置”)，安裝在公交車站的WiFi中繼基站(簡(jiǎn)稱“中繼基站”)，位于中心的路由服務(wù)器(簡(jiǎn)稱“服務(wù)器”)。公交車上乘客的移動(dòng)終端通過(guò)與移動(dòng)中繼裝置的連接，實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)。

2.所述中繼裝置安裝在公交車輛上，該中繼裝置由一個(gè)WiFi接入模塊、一個(gè)路由控制模塊、一個(gè)或多個(gè)無(wú)線中繼通信模塊、一個(gè)位置感知模塊和一個(gè)路由更新通信模塊組成。其中，WiFi接入模塊負(fù)責(zé)接入該公交車或附件公交車上乘客的智能終端，或公交車附近包括公交車站上行人的移動(dòng)終端；無(wú)線中繼通信模塊負(fù)責(zé)與中繼基站或其他中繼裝置連接，為WiFi接入的用戶提供互聯(lián)網(wǎng)連接。路由控制模塊負(fù)責(zé)與中心服務(wù)器通信，并在無(wú)線中繼通信模塊和WiFi接入模塊之間建立路由。位置感知模塊可以感知該公交車輛在預(yù)定行駛路線上的具體位置，路由更新通信模塊負(fù)責(zé)路由相關(guān)的信息，包括該中繼裝置的位置信息、周圍中繼裝置的發(fā)射功率、本中繼裝置的用戶需求等信息，發(fā)送到中心服務(wù)器，也可接收中心服務(wù)的路由更新信息。

3.上述安裝在多輛運(yùn)行中的公交車輛上的中繼裝置，可以與本車周圍的公交車站上的中繼基站，包括前面的公交車站、后面的公交車站或者對(duì)面的公交車站上的中繼基站建立中繼連接。

4.上述安裝在公交車輛上的中繼裝置，也可以與本車周圍的公交車，包括前面的公交車、后面的公交車或者對(duì)面相向運(yùn)行的公交車上的中繼裝置建立中繼連接關(guān)系，然后，再按照前述的中繼連接，連接到公交車站上的中繼基站。

5.上述移動(dòng)中繼系統(tǒng)的路由建立的過(guò)程包括：【1】中心服務(wù)器中的路由信息表清零?！?】各輛運(yùn)行中的公交車輛上的中繼裝置，從位置感知模塊得到位置信息，從無(wú)線中繼通信模塊測(cè)量周圍其他移動(dòng)中繼裝置(位于周圍公交車上)的發(fā)射功率，周圍中繼基站(位于周圍公交車站上)的發(fā)射功率強(qiáng)度，以及本中繼裝置所收集到的用戶所需要的流量需求，目前有效的路由表等測(cè)量信息，通過(guò)路由更新通信模塊，發(fā)送“路由狀態(tài)更新”到中心服務(wù)器中，更新中心服務(wù)器中各個(gè)移動(dòng)中繼裝置的路由狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，各個(gè)公交車站的中繼基站也收集上述測(cè)量信息，通過(guò)有線通信連接，發(fā)送到中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)各個(gè)中繼基站的“路由狀態(tài)更新”。【3】中心服務(wù)器根據(jù)所收集到的各個(gè)公交車上移動(dòng)中繼器的位置信息，周圍中繼裝置或中繼基站的發(fā)射功率信息，本裝置的用戶流量需求等路由測(cè)量信息，按照規(guī)則，更新中心服務(wù)器上的路由 信息表，并通過(guò)路由更新通信模塊，發(fā)送“中繼路由更新”指令給中繼裝置?！?】中繼裝置按照接收到的路由更新指令，通過(guò)無(wú)線中繼通信模塊，按照要求與指定的中繼裝置或中繼基站發(fā)起“路由建立更新”的連接請(qǐng)求，如果連接成功，并收到“路由建立成功”回復(fù)，則建立此路由，如果多次連接請(qǐng)求均失敗，則放棄該路由建立過(guò)程?！?】收到連接請(qǐng)求的中繼裝置或中繼基站，如果滿足路由建立條件，將回復(fù)“路由建立成功”，并建立此路由，路由建立條件包括通信余量，通信質(zhì)量，與發(fā)起連接的中繼器位置在一定范圍之內(nèi)等條件。【6】中繼器完成本次“中繼路由更新”指令后，該中繼裝置通過(guò)路由更新通信模塊再次向中心服務(wù)器更新路由相關(guān)信息?！?】中繼裝置并回到前述步驟【2】測(cè)量相關(guān)信息，發(fā)送“路由狀態(tài)更新”到中心服務(wù)器。

6.上述移動(dòng)中繼系統(tǒng)的路由更新的過(guò)程可以由中繼裝置自主發(fā)起，也可以由中繼裝置先向服務(wù)器發(fā)起申請(qǐng)，然后按照中心服務(wù)器的指令發(fā)起，也可由中心服務(wù)器主動(dòng)向中繼裝置發(fā)出路由更新指令，直接更新中繼器的路由。

7.上述中繼裝置中的無(wú)線中繼通信模塊與WiFi接入模塊，可以采用WiFi不同頻段的無(wú)線鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)線中繼通信模塊也可采用毫米波等其他無(wú)線連接方式。

8.上述中繼裝置中的路由更新通信模塊，可以采用與無(wú)線中繼模塊模塊不同的無(wú)線鏈路。

9.上述中繼裝置中的路由更新通信模塊，當(dāng)采用3G/4G通信模塊實(shí)現(xiàn)時(shí)，該路由更新通信模塊也可以為該中繼裝置提供備份的互聯(lián)網(wǎng)連接。

有益效果：

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是【1】利用多輛公交車上的移動(dòng)中繼裝置，在周圍運(yùn)行中的公交車上之間建立中繼連接，并盡快地連接到周圍的公交車站上的中繼基站，包括前、后兩個(gè)公交車站或者馬路對(duì)面的公交車站。該中繼方式增加了公交車用戶到互聯(lián)網(wǎng)的連接鏈路，可以有效的提高鏈路流量。【2】在移動(dòng)中繼裝置的路由更新時(shí)，采用了與無(wú)線中繼通信模塊不同的通信鏈路，直接與中心服務(wù)器建立連接，使得整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)面和控制面分離，可以提高無(wú)線中繼系統(tǒng)的工作效率?！?】中心路由服務(wù)器在建立路由、更新路由時(shí)，可以充分利用移動(dòng)中繼裝置收集到的位置信息、用戶需求信息、周圍中繼裝置的功率信息等，可以加快路由建立，切換和收斂的時(shí)間，并合理安排路由，提高用戶體驗(yàn)。

本發(fā)明的實(shí)施無(wú)須對(duì)用戶終端做任何修改和安裝軟件，即可實(shí)現(xiàn)公交車上大量用戶的寬帶接入需求，并提供良好的用戶體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹。

圖1是本發(fā)明所涉及移動(dòng)中繼系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖；

圖2是本發(fā)明中安裝在公交車輛上的移動(dòng)WiFi中繼裝置的組成結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明中安裝在公交車站上的WiFi中繼基站的組成結(jié)構(gòu)圖；

實(shí)施說(shuō)明

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明：

1.一種應(yīng)用于公交寬帶接入的WiFi移動(dòng)中繼系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安裝在行駛中的公交車輛10上的移動(dòng)WiFi中繼裝置20(簡(jiǎn)稱“中繼裝置”)，安裝在公交車站的WiFi中繼基站21(簡(jiǎn)稱“中繼基站”)，位于中心的路由算法控制服務(wù)器60(簡(jiǎn)稱“服務(wù)器”)。公交車上乘客的移動(dòng)終端40通過(guò)與移動(dòng)中繼裝置20的連接，實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。該系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1。

2.所述中繼裝置20安裝在公交車輛10上，該中繼裝置20由一個(gè)WiFi接入模塊203、一個(gè)路由控制模塊204、一個(gè)或多個(gè)無(wú)線中繼連接模塊201、一個(gè)位置感知模塊205和一個(gè)路由更新通信模塊202組成，在本實(shí)施例中該路由更新通信模塊由一個(gè)3G/4G通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，WiFi接入模塊203負(fù)責(zé)接入該公交車10或附件公交車11、12上乘客的智能終端40，或公交車附近，包括公交車站上行人的移動(dòng)終端41；無(wú)線中繼通信模塊201負(fù)責(zé)與中繼基站50或其他中繼裝置連接，為WiFi接入的用戶提供互聯(lián)網(wǎng)連接。路由控制模塊204負(fù)責(zé)控制所有的模塊，并與中心服務(wù)器60通信，并在無(wú)線中繼通信模塊201和WiFi接入模塊203之間建立路由。位置感知模塊205可以感知該公交車輛在預(yù)定行駛路線上的具體位置，3G/4G通信連接模塊可以在路由控制模塊204的控制下，把該中繼裝置的路由相關(guān)信息通過(guò)無(wú)線通信鏈路90，連接到3G/4G移動(dòng)基站50，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)送到中心服務(wù)器。也可為該中繼裝置提供備份的互聯(lián)網(wǎng)連接。該中繼裝置20的框圖參見(jiàn)圖2。

3.在本實(shí)施例中，如圖1所示，上述安裝在公交車站31的中繼基站21，其結(jié)構(gòu)與前述中繼裝置20的結(jié)構(gòu)類似，但增加了一個(gè)寬帶網(wǎng)絡(luò)接口模塊206。該模塊可以把接收到用戶上網(wǎng)數(shù)據(jù)流量，通過(guò)有線的通信鏈路70，與互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)。前述位于公交車站31的中繼基站21，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4.在本實(shí)施例中，如圖1所示，上述公交車站31的中繼基站21所收集的用戶上網(wǎng)數(shù)據(jù)，一方面來(lái)自于公交車輛11上的中繼裝置20所接收到用戶終端40的上網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)，這些公交車上用戶的數(shù)據(jù)并通過(guò)中繼通信鏈路81，傳送到公交車站31的中繼基站21，該公交車站31安裝的中繼基站21，也可以接收公交車站站臺(tái)上的行人用戶終端41的上網(wǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)公交候車用戶的寬帶上網(wǎng)。

5.在本實(shí)施例中，如圖1所示，上述安裝在公交車站32和對(duì)面公交車站32的中繼基站21，按照前述公交車站31的類似方式，可以實(shí)現(xiàn)公交車12上的用戶終端40的寬帶上網(wǎng)

6.在本實(shí)施例中，如圖1所示，位于公交車輛10上的用戶終端40與本車上中繼裝置20進(jìn)行WiFi連接，而該車輛上的中繼裝置20，可以與本車周圍的公交車上中繼裝置， 例如，與前面的公交車11上的中繼裝置20建立中繼連接通信鏈路81，或者與對(duì)面相向運(yùn)行的公交車12上的中繼裝置20建立中繼通信鏈路82。從而實(shí)現(xiàn)公交車輛10上的用戶終端40的寬帶上網(wǎng)。

7.上述移動(dòng)中繼系統(tǒng)的路由建立的過(guò)程包括：【1】中心服務(wù)器中的路由信息表清零。【2】各輛運(yùn)行中的公交車輛上的中繼裝置，從位置感知模塊得到位置信息，從無(wú)線中繼通信模塊測(cè)量周圍其他移動(dòng)中繼裝置(位于周圍公交車上)的發(fā)射功率，周圍中繼基站(位于周圍公交車站上)的發(fā)射功率強(qiáng)度，以及本中繼裝置所收集到的用戶所需要的流量需求，目前有效的路由表等測(cè)量信息，通過(guò)采用3G/4G模塊實(shí)現(xiàn)的路由更新通信模塊，發(fā)送“路由狀態(tài)更新”到中心服務(wù)器中，更新中心服務(wù)器中各個(gè)移動(dòng)中繼裝置的路由狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，各個(gè)公交車站的中繼基站也收集上述測(cè)量信息，通過(guò)有線通信連接，發(fā)送到中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)各個(gè)中繼基站的“路由狀態(tài)更新”。【3】中心服務(wù)器根據(jù)所收集到的各個(gè)公交車上移動(dòng)中繼器的位置信息，周圍中繼裝置或中繼基站的發(fā)射功率信息，本裝置的用戶流量需求等路由測(cè)量信息，按照規(guī)則，更新中心服務(wù)器上的路由信息表，并通過(guò)3G/4G路由更新通信模塊，發(fā)送“中繼路由更新”指令給中繼裝置?！?】中繼裝置按照接收到的路由更新指令，通過(guò)無(wú)線中繼通信模塊，按照要求與指定的中繼裝置或中繼基站發(fā)起“路由建立更新”的連接請(qǐng)求，如果連接成功，并收到“路由建立成功”回復(fù)，則建立此路由，如果多次連接請(qǐng)求均失敗，則放棄該路由建立過(guò)程?！?】收到連接請(qǐng)求的中繼裝置或中繼基站，如果滿足路由建立條件，將回復(fù)“路由建立成功”，并建立此路由，路由建立條件包括通信余量，通信質(zhì)量，與發(fā)起連接的中繼器位置在一定范圍之內(nèi)等條件?！?】中繼器完成本次“中繼路由更新”指令后，該中繼裝置通過(guò)3G/4G路由更新通信模塊再次向中心服務(wù)器更新路由相關(guān)信息。【7】中繼裝置回到前述步驟【2】測(cè)量相關(guān)信息，發(fā)送“路由狀態(tài)更新”到中心服務(wù)器。

8.上述移動(dòng)中繼系統(tǒng)的路由更新的過(guò)程可以由中繼裝置自主發(fā)起，也可以由中繼裝置先向服務(wù)器發(fā)起申請(qǐng)，然后按照中心服務(wù)器的指令發(fā)起，也可由中心服務(wù)器主動(dòng)向中繼裝置發(fā)出路由更新指令，直接更新中繼器的路由。

9.上述中繼裝置中的無(wú)線中繼通信模塊與WiFi接入模塊，可以采用WiFi不同頻段的無(wú)線鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如用戶終端的接入采用2.4GWiFi，而無(wú)線通信鏈路采用5G WiFi，該無(wú)線中繼模塊也可采用毫米波等其他無(wú)線連接方式。

10.上述中繼裝置中的路由更新通信模塊，可以采用與無(wú)線中繼模塊模塊不同的無(wú)線鏈路。在本實(shí)施例中，采用3G/4G通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

11.上述中繼裝置中的路由更新通信模塊，當(dāng)采用3G/4G通信模塊實(shí)現(xiàn)時(shí)，該路由更新通信模塊也可以為該中繼裝置提供備份的互聯(lián)網(wǎng)連接。