[发明专利]混合通信方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种高铁环境下的无线通信方法及系统。

背景技术

高铁无线通信是高铁应用和推广中提出的新需求，随着高铁在我国的广泛深入使用，高铁无线通信的需求也会越来越大。高铁的特点：一是速度快，目前中国高铁营运速度有250公里/小时，最快达380公里/小时；二是车厢采用封闭式结构；三是采用沿线架空高压电力线为高铁列车供电。

相比常规无线通信，高铁的特点给无线通信带来以下难题：

1、车体穿透损耗加大。由于是封闭式车厢，车体穿透损耗高达20dB以上，为了克服车体穿透损耗，要求室外的信号发射机功率增强，要求基站接收机灵敏度更高或者要求UE（User Equipment用户终端）的发射信号增强。

2、隧道通信问题，隧道作为铁路的组成部分，直接影响到铁路覆盖的指标，覆盖势在必行。隧道的样式和长度影响信源选取、覆盖方式等。目前没有针对隧道通信统一的解决方案，且大部分系统实现都是将其作为一个特殊的小区单独实现，与现有系统的兼容性较差。

3、高速度带来频繁的切换。超过250公里/小时的时速使列车内用户在非常短的时间内穿过多个信号小区，位置更新频繁，信令负荷大，掉话率高。

4、重叠区难以满足切换和重选的需求。UE在不同基站间切换至少需要6秒，而高速行驶的高铁列车通过两个基站切换区的时间经常小于6秒，UE基本无法正常完成切换，容易引起掉话。

5、高速带来的多普勒效应难以克服。目前移动通信终端的载波频率均采用跟踪下行空口频率机制，运动中，终端会带着2倍的瞬时多普勒频偏发射信号，经过基站时，上下行信号会产生强烈变化，在切换区域，下行信号多普勒频偏突变，由多径引起的多普勒扩展，使得接收信号畸变。

6、高速移动时功率控制作用失效。基站对UE的功率控制过程有一定的时延，当UE移动速度很快时，无线信道衰落的频率加快，信道相干时间缩短，当功率控制时延大于相干时间时，功率控制就不能有效地补偿信道衰落，功率控制作用失效。

由于以上6个难点，目前在高铁上进行无线通信的通信质量很低，掉话率高，不利于无线通信的推广和高铁提供高水准服务的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种混合通信方法及系统，以解决列车上无线通信的通信质量低，掉话率高的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种混合通信方法，该方法基于混合通信系统实现，所述混合通信系统包括位于列车上的车载通信系统、与所述车载通信系统通过电力线连接且位于固定地点的中继转换系统，以及与所述中继转换系统通过光纤连接的核心网系统，列车上的用户设备与所述核心网系统通信包括以下步骤：

所述用户设备通过射频信号与所述车载通信系统交互通信数据；

所述车载通信系统通过电力线传输的电信号与所述中继转换系统交互通信数据；

所述中继转换系统通过光纤传输的光信号与所述核心网系统交互通信数据。

为解决以上技术问题，本发明还提供了一种混合通信系统，所述混合通信系统包括位于列车上的车载通信系统、与所述车载通信系统通过电力线连接且位于固定地点的中继转换系统，以及与所述中继转换系统通过光纤连接的核心网系统，其中：

所述车载通信系统，用于通过射频信号与交通工具上的用户设备交互通信数据，以及通过电力线传输的电信号与所述中继转换系统交互通信数据；

所述中继转换系统，用于通过电力线传输的电信号与所述车载通信系统交互通信数据，通过光纤传输的光信号与所述核心网系统交互通信数据；

所述核心网系统，通过光纤传输的光信号与所述中继转换系统交互通信数据。

本发明混合通信方法和系统在列车车厢内安装基站和远端射频单元，通过铁路沿线的电力线和车站中继转换设备，将基站处理后的业务数据传输到移动运营商的核心网，提高了无线通信质量，降低了掉话率。

附图说明

图1是本发明混合通信系统的连接结构模型图；

图2是本发明混合通信系统的具体示意图；

图3是地面常规无线无线通信系统的连接结构模型图；

图4是本发明混合通信方法的流程示意图；

图5是图4中步骤402的具体流程示意图；

图6是图4中步骤402的另一具体流程示意图；

图7是图4中步骤403的具体流程示意图；

图8是图4中步骤403的另一具体流程示意图；

图9是基于本发明混合通信系统的UE认证注册流程；