[发明专利]一种基于轨道交通电力接触网的移动通信系统、装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路无线通信技术领域，尤其涉及一种基于轨道交通电力接触网的移动通信系统、装置和方法。 

背景技术

目前在电气化铁路区段，实现列车之间，以及列车与地面某对象之间的专用移动通信，一般采用两类方式：一是采用无线通信技术，例如调频(或其他方式)无线列车调度、GSM-R、数字集群系统等；二是采用感应通信方式，如400KHz感应通信系统。由于前者是业内相对熟知的技术(有的是从公众通信技术移植过来的)不再具体介绍，对于后者简单介绍如下： 

感应式列车无线调度电话系统为电气化铁路提供了一种专用通信方式。它的主要技术特点在于将电气化铁路的电力接触网导线作为感应线，进行信号传输。该移动通信系统包括感应电台、天线系统、高频信号过相分段装置和有线无线转接设备在内的无线列调系统，可以作为一种移动通信的补充手段，一般与450M调频系统共用，从而解决了山区电气化铁路的专用移动通信向题。 

感应通信的技术原理是将待传输的信号通过低频载波调制、信号放大、功率放大后，在发射线圈产生一定的交变电流，并通过天线发射到电力接触网的导体上进行传输；在接收端，利用天线将接触网导体的高频信号电流接收下来，利用交变的电流产生交变的磁场，交变的磁场产生的电场，从而在接收线圈中产生感应电动势，经滤波、解调、解码等信号处理环节后，就可在接收端接收到发送端的信息，从而实现了通信的目的。 

当类似电气化铁路的场合中存在着金属导体(称为感应线)，附近的发射机发射无线电信号时，发射机天线上可以产生感应电流。该电流在感应线周围产生信号场强，沿着电力接触网附近的无线接收机天线可因感应而接收信号，经放大和处理，获得发射机发出的信息，完成通信过程，这就是感应通信的基本原理。 

感应移动通信可应用于铁路列车无线列调系统。某电气化铁路线中S1、S2、S3...为沿线各车站感应无线基站，A为天线、D为铁路架空电力接触网线路。天线A为线状天线(长25～30米)，在车站附近平行于电力接触网架设；BS为列车上的车载台，其天线BA在机车顶站平行于电力接触网架设；移动车载台BS位于机车驾驶室及车长室；各基站经有线传输线路连接到全线总列调用线交换机C5，C5与公网链接。总列调度室能通过有线传输经各基站与沿途的列车车长及司机的车载台通信；列车在平原、山地或桥梁隧道中运行均可完成与车站和总调度室间通信，每个基站信号可覆盖本站区间及相邻站的部分区域。 

目前常用的铁路无线通信技术，无论是GSM-R系统或是其他无线系统，均有个突出的问题是：在山区、隧道、城市建筑群内等处，无线信号场强较弱，通信质量难以保证。为了解决该问题，通常的技术手段是在上述区段敷设同轴漏泄电缆或增加各种信号中继器、放大器等，但增加了网络系统的复杂性，因此会大幅度提高建设成本和维护成本。 

目前电气化铁路的感应通信设备，由于其技术制式本身的原因，信噪比较低，通话质量较差，基本上已经被淘汰。其技术上的不足是： 

1、高频部分没有进行数字信号处理，调制方式仍是调幅式单边载波带抑制(SSB)； 

2、由于受调制方式的限制，传输速率低，抗干扰能力不强； 

3、音频部分仍是频分复用方式，4KHz频带内不能实现多路话音，多路数据的同时传送； 

4、设备监控网管不便，接口不够灵活； 

5、原有的信号耦合方式耦合衰耗较大，敷设困难，易遭受雷击。 

发明内容

为了解决现有技术的电气化铁路(及类似应用)的感应通信设备信噪比较低，通话质量较差的技术问题，本发明提出一种基于轨道交通电力接触网的移动通信系统、装置及方法，能够实现数字信号高速可靠传输，提高设备运行的可靠性和稳定性。 

本发明的一个方面，提供一种基于轨道交通电力接触网的移动通信系统， 包括车载通信机、第一耦合器、地面通信机、第二耦合器和接触网导线，所述车载通信机通过第一耦合器与接触网导线连接，所述地面通信机通过第二耦合器与接触网导线连接，接触网导线用于信号传输。