[实用新型]高速铁路微波通信网络

说明书

【技术领域】

本实用新型主要涉及高速铁路的宽带通信技术，尤其是实现高速列车上宽带信号的接入与回传的解决方案。

【技术背景】

近年来，随着高速铁路建设和信息化建设的迅猛发展，需要在高速列车与路面之间构建一套稳定的宽带通信系统，以满足移动电话、上网，新闻直播、综合信息服务系统等业务的需要。

现有接入和回传的通信方法是利用TD-LTE技术在移动通信频段，采用沿铁道线建塔布基站的方式实现列车与路面的业务传输。但该技术存在以下缺点：

首先，该方法采用移动通信覆盖技术进行宽带传输，使用的频率和带宽都受到一定限制，因为移动通信频段频谱资源稀缺和昂贵，靠细化小区得到复用，用很大的频带作为数据传输很不经济。

其次，采用沿铁道线建塔布基站的方式实现列车与路面的业务传输，需要沿线协调土地、电力等资源，隧道和场站还是需协调铁道部门内部资源，不可控因素大；由于信号中继采用移动通信频段，车载天线体积大，很难与车体共形，造成一定行车安全隐患。

另外，由于需要大量非通信系统自身需求的其他保障，构建一套完整的通信系统需投入的运营成本巨大，赢利风险高。

最为关键的是，由于构建这套系统涉及到复杂的环境资源，很难将系统标准化、通用化并加以推广。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是为了克服上述不足，提供一种高速铁路微波通信网络，其采用微波作为媒介，在高速铁路建筑限界内构建一套列车与路面之间的通信系统。

为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的高速铁路微波通信网络，用于实现高速铁路上运动载体内部通信网络与载体外部通信网络之间的信号中继，其包括：

多个轨基中继装置，沿高速铁路轨道布设，且均装设在铁路建筑限界内，用于在通信网络与车载中继装置之间实现信号中继，每个轨基中继装置形成一个覆盖区间；

至少一个车载中继装置，固定于载体上，在与当前覆盖区间相应的轨基中继装置与载体内部通信网络之间实现信号中继；

所述信号的频段被限定在4GHz～42GHz的一个或多个子频段内。

具体的，所述信号的频段被限定在6GHz～40GHz的一个或多个子频段内。

所述多个轨基中继装置沿高速铁路轨道等距布设。

所述的高速铁路微波通信网络可采用单一频点通信，或采用多个频点以实现频率分集和/或频率复用通信。

所述的高速铁路微波通信网络，其车载中继装置可置于载体上一个位置或者多个位置以实现空间分集和/或空间复用通信。

所述的高速铁路微波通信网络可采用时间分集通信以提高通信质量。

所述轨基中继装置包括：

一个信号处理单元，用于对被中继信号进行处理；

多个射频前端，沿高速铁路轨道布设以进行信号覆盖；

一组布线单元，用于对各覆盖装置进行组网以与信号处理单元实现连接。

所述多个射频前端沿高速铁路轨道等距离布设。所述布线单元将多个覆盖单元与该信号处理单元组建成菊花链形、星形或环形拓扑网络。所述多个射频前端均布设于高速铁路轨道的同一侧。

所述的高速铁路微波通信网络，其射频前端包括至少一个微波辐射单元和至少一个射频单元。

所述的高速铁路微波通信网络，其微波辐射单元包括至少一段沿高速铁路轨道泄露电磁能量进而实现轨道沿线信号覆盖的微波传输线。

所述的高速铁路微波通信网络，其微波传输线为微波波导或射频同轴电缆。

所述的高速铁路微波通信网络，其微波辐射单元由一个或多个沿轨道方向辐射进而实现轨道沿线信号覆盖的定向性微波天线组成。

所述车载中继装置包括用于完成载体内部与轨基中继装置之间进行信号传输的天线，该天线与载体共形。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、在既有建筑限界内采用较高的频段进行通信，通信频带宽，信息容量大，占地空间与所采用频段之间的匹配非常合理，既规避了高成本的问题，又能满足信号中继需求；

2、由于采用较高的频段，结合本实用新型中合理的架设，容易使车载中继装置与轨基中继装置之间实现主径信号的通信，信号质量好，相应的信号处理方法简单；

3、整个通信网络的建设限定于高速铁路的建筑限界内，所需协调的非铁道部门的资源，如土地、电力等较少，建设成本低；

4、整个通信网络中的信号覆盖集中于沿铁路轨道的狭长区域内，对铁路外部的电磁干扰小；

5、所述通信网络采用与载体共形的微波天线，安全、美观、高效；