[发明专利]终端群聚超高移动性宽带通信系统及其快速越区切换方法

权利要求书

1.一种终端群聚超高移动性宽带通信系统，其特征在于：

包括地面分系统(100)和车载分系统(200)；

地面分系统(100)包括地面接入单元(110)、路网网关单元(120)与路网管理单元(130)；

车载分系统(200)包括移动终端群(210)和车载移动接入单元(220)；

其连通关系是：

路网网关单元(120)、地面接入单元(110)、车载移动接入单元(220)和移动终端群(210)依次连通，路网管理单元(130)分别与路网网关单元(120)、地面接入单元(110)、车载移动接入单元(220)连通。

2.按权利要求1所述的终端群聚超高移动性宽带通信系统，其特征在于：

所述地面接入单元(110)包括依次连接在运动载体行驶路线上沿途布设的分布式天线(111)、光纤传输分配线路(112)、地面接入中心(113)和多制式通信网络接口(114)；

所述地面接入中心(113)包括激光光源组(1130)、光电探测模块组(1131)、基站/基站控制器组(1132)、地面移动交换中心(1133)、光调制器池(1134)、全光交换矩阵(1135)、控制逻辑(1136)、第1波分复用器(1137)、第2波分复用器(1138)和光纤(1139)；

其连接关系是：

全光交换矩阵(1135)分别与激光光源组(1130)、光电探测模块组(1131)、光调制器池(1134)、控制逻辑(1136)和第1波分复用器(1137)连接；

第1波分复用器(1137)、光纤(1139)和第2波分复用器(1138)依次连接；

地面移动交换中心(1133)和基站/基站控制器组(1132)连接，基站/基站控制器组(1132)分别与光电探测模块组(1131)和光调制器池(1134)连接。

3.按权利要求1所述的终端群聚超高移动性宽带通信系统，其特征在于：

所述路网管理单元(130)包括高速列车位置管理与切换预测模块(131)、路网拓扑管理模块(132)、路网地理信息管理模块(133)、消息处理模块(134)、同步预测算法模块(135)和移动终端群管理模块(136)；

其交互关系是：消息处理模块(134)接收来自路网其他单元的请求消息或者状态报告消息，将消息进行解析后转发给高速列车位置管理与切换预测模块(131)；高速列车位置管理与切换预测模块(131)根据状态报告、路网拓扑管理模块(132)、路网地理信息管理模块(133)和移动终端群管理模块(136)提供的信息确定车辆运行位置和状态，为高速列车位置管理与切换预测模块(131)提供历史运行状态数据；切换策略由根据位置信息和预测的结果组成。

4.按权利要求1所述的终端群聚超高移动性宽带通信系统，其特征在于：

所述车载移动接入单元(220)包括依次连接的分布式天线(221)、光纤传输分配线路(222)、车载移动接入中心(223)和多制式通信接口(224)；

所述车载移动接入中心(223)包括激光光源(2231)、光调制器(2232)、1×2波分复用器(2233)、光电转换模块(2234)、射频处理模块(2235)、车载移动交换中心(2236)和基站/基站控制器组(2237)；

其连接关系是：

激光光源(2231)、光调制器(2232)、波分复用器(2233)依次由光纤连接，波分复用器(2233)与光电转换模块(2234)之间通过光纤连接，光电转换模块(2234)、射频处理模块(2235)、车载移动交换中心(2236)和基站/基站控制器组(2237)依次由电缆线连接，射频处理模块(2235)和光调制器(2232)之间也由电缆连接。

5.基于权利要求1所述系统的快速越区切换方法，其特征在于包括下列步骤：

①车载移动接入单元与地面接入单元之间建立双向无线连接通道，路网网关单元与地面接入单元之间建立隧道连接；

②车载移动接入单元、地面接入单元和路网网关单元各自向路网管理单元发送连接状态报告；

③移动终端漫游到列车车厢内，即建立与车载移动接入单元的通信规约适配，车载移动接入单元对漫游到列车车厢内的移动终端注册归集，被归集的移动终端与车外业务网络之间的通信由车载移动接入单元代理完成；

④车载移动接入单元向路网管理单元发送行驶状态报告，并确定航位预测与同步执行的时间；

⑤航位预测与同步执行时间触发，车载移动接入单元与路网管理单元同步执行相同的车辆航位预测程序；

⑥车载移动接入单元根据航位预测程序实时预测车辆当前的航行位置，如果出现航位预测值与列车真实位置的累计误差超出预设值，回到步骤⑤从而对预测程序进行校正，否则进入到步骤⑦；

⑦根据预设车辆航迹调度信息和地面接入单元的无线电覆盖拓扑，路网管理单元使用航位预测程序推算列车行驶位置及其穿越航迹上各无线电覆盖小区的时间，然后向航迹沿线相关的地面接入单元和路网网关单元发出切换预置指令，通知切换的具体时间；

⑧如果相关地面接入单元及路网网关单元的切换定时时间触发，就进入步骤⑨，否则，回到步骤⑦；

⑨启动由路网网关单元和相关地面接入单元主导的越区切换实施过程；

⑩路网管理单元收到来自参与切换执行过程的地面接入单元和路网网关单元的切换完成状态报告，切换实施过程结束，回到步骤⑥。