[发明专利]多模车地综合移动数据传输系统

权利要求书

1.一种多模车地综合移动数据传输系统，其特征在于，包括：车载子系统与地面子系统；所述车载子系统包括：车载汇接控制单元以及与其连接的若干具有不同通信模式的通信单元；所述地面子系统包括：地面汇接控制单元以及与其连接的且与车载子系统中通信单元相对应的若干网关；

所述车载汇接控制单元、地面汇接控制单元各自作为列车通信用户的网关、地面通信用户的网关；

所述车载子系统中的通信单元通过相应的运营商网络与地面子系统中对应的网关进行数据交互，将不同的通信单元与对应网关构成的无线链路捆绑在一起形成一条逻辑上的无线链路，数据流在多个链路之间分担，当某个链路出现故障时，自动切换到其他可用的链路上；或者，数据发送时无线链路之间相互冗余，接收方的网关则对冗余数据进行过滤，仅发送一份数据给接收方；或者，仅选择一个当前性能最佳的无线链路进行数据交互；

其中，所述不同的通信单元与对应网关构成的无线链路将捆绑在一起形成一条逻辑上的无线链路，数据流能够在多个链路之间分担，当某个链路出现故障时，数据会自动切换到其他可用的链路上；不同无线链路之间相互冗余，发送的数据包经过发送方网关形成多份相同的拷贝数据包，通过不同的无线链路发送到接收方的网关，接收方网关按照数据包到达的先后次序进行过滤，过滤规则如下：

接收方网关记录当前接收到的最大报文标号Rn，如果待接收报文编号Pn大于Rn，则接收此报文，同时将报文接收时间戳添加到过滤器；

如果待接收报文编号Pn等于Rn，丢弃此报文；

如果待接收报文编号Pn小于Rn，在过滤器检查此报文是否已经接收，如果已接收则丢弃报文，否者接收报文，同时将报文接收时间戳添加到过滤器。

2.根据权利要求1所述的一种多模车地综合移动数据传输系统，其特征在于，所述车载汇接控制单元与地面汇接控制单元均采用双机热备冗余工作方式，当处于热备份状态下的车载汇接控制单元或者地面汇接控制单元检测到与处与工作状态下的车载汇接控制单元或者地面汇接控制单元的心跳连接中断，即认为对方发生宕机，进行主备切换。

3.根据权利要求1所述的一种多模车地综合移动数据传输系统，其特征在于，所述车载子系统中的通信单元包括：4G通信单元、卫星通信单元以及GSM-R通信单元，所述4G通信单元包括移动通信单元、联通通信单元与电信通信单元；所述地面子系统中的网关包括：移动网关、联通网关、电信网关、卫星网关以及GSM-R网关。

4.根据权利要求1所述的一种多模车地综合移动数据传输系统，其特征在于，车载汇接控制单元与地面汇接控制单元为相应用户侧提供标准的TCP/IP协议栈，实现列车通信用户与地面通信用户之间网络层及以上各层的互通；

TCP/IP协议栈适配及协议转换的过程如下：发送方汇接控制单元从链路上抓取IP数据包，删除数据链路层报文头，生成汇接控制报文；发送方汇接控制单元通过无线链路将汇接控制报文传送到接收方汇接控制单元；接收方汇接控制单元发送ARP请求获取目的主机MAC地址，生成数据链路层报文头，与汇接控制报文重组生成标准的IP报文，发送给相应的接收用户；所述的发送方汇接控制单元与接收方汇接控制单元依次为：车载汇接控制单元与地面汇接控制单元，或者地面汇接控制单元与车载汇接控制单元。

5.根据权利要求1所述的一种多模车地综合移动数据传输系统，其特征在于，

所述车载子系统将数据包路由到正确的地面子系统网关IP地址，具体路由策略由各个通信单元独立实现，通信单元设置静态路由表，维持目标IP地址和地面网关地址的对应关系；

地面子系统需要向不同的车载子系统发送数据，需要根据目的IP地址的不同，将数据路由到不同的车载子系统，具体路由策略由各网关独立实现，地面子系统网关维持动态路由表，通过车载汇接控制单元与地面汇接控制单元的心跳信息建立和更新路由表。