[发明专利]一种基于5G技术的新型高铁通信系统

说明书

本发明公开一种基于5G技术的新型高铁通信系统，其特征在于，包括沿高铁运输线设置的若干个地面基站和整个高铁列车作为一个移动基站的高铁移动基站以及高铁乘客携带的各种移动终端，基于5G技术的新型高铁通信系统采用两层架构方案，移动终端与高铁移动基站直接链接，高铁移动基站与地面基站直接无线链接。相对现有技术，本发明技术方案具有通信信号质量强、上网速度快、通话质量高等优点，并且还可实现精确定位，为高速移动场景下的高铁用户提供快速、优质的移动通信服务，提高高速移动场景下的高铁用户的QoS体验。

技术领域

本发明涉及高铁通信技术领域，特别涉及一种基于5G技术的新型高铁通信系统。

背景技术

高铁作为安全、舒适、便捷的交通工具，能够极大地提升出行人员的幸福指数，而且高铁列车速度提升和新型车厢的出现，给广大出行人员带来极大的便捷。与此同时，人们对高速环境下的高铁车厢内通信服务的种类和质量要求也逐渐提高，这样不仅要求能在高铁车上享受语音、短信服务，同时还可实现网页浏览、即时通讯、游戏视频等网络信息化服务，从而对高速环境下的高铁无线通信提出更为严苛要求。

由于应用场景和环境不同，高速环境下的高铁无线通信相比于普通的移动通信存在以下三个技术问题。第一，高速移动环境的多普勒频移效应明显增加，这样严重影响基站的解调性能，使用户的上网速率明显下降而严重影响用户感知；第二，高速移动环境下的移动终端穿越切换区的时间小于系统处理切换时间，容易出现脱网等网络问题而严重影响用户的正常使用；第三，高速移动环境下的无线信号穿透高铁车厢过程发生的损耗会随着车速的提升而增大，这样会导致掉话率、切换成功率和接入成功率等KPI指标发生变化，最终使网络性能严重下降。

针对高速环境的高铁无线通信所面临的上述问题，各大通信运营商以及科研机构陆续提出了高铁通信系统解决方案，主要包括基于卫星技术的解决方案、通用移动通信系统解决方案、长期演进(Long Time Evolution Advanced,LTE)通信方案等，其中LTE通信方案能够满足高速移动场景下高铁用户的基本使用需求，提高用户的移动通信服务质量体验，并能够支持3G和2G技术形成多模的网关，因此该通信方案备受青睐，但是在高速移动场景下，高铁车厢内的LTE网络依然面临着高铁列车车体损耗大、多普勒频移效应、移动终端切换时间极短等常规问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种通信信号质量强、上网速度快、通话质量高的基于5G技术的新型高铁通信系统，旨在为高速移动场景下的高铁用户提供快速、优质的移动通信服务，提高高速移动场景下的高铁用户的QoS体验。

为实现上述目的，本发明提出的一种基于5G技术的新型高铁通信系统，其特征在于，包括沿高铁运输线设置的若干个地面基站和整个高铁列车作为一个移动基站的高铁移动基站以及高铁乘客携带的各种移动终端，基于5G技术的新型高铁通信系统采用两层架构方案，移动终端与高铁移动基站直接链接，高铁移动基站与地面基站直接无线链接。因此本发明可避免现有技术中单一移动终端与地面基站的直接链接所存在的缺陷，并且还可对高铁列车的精准定位。

优选地，所述高铁移动基站包括接收端和发射端，接收端和发射端为完全分离结构且分别设置于高铁列车车体的两端，高铁移动基站的接收端和发射端分别与地面基站一对一进行链接。因此本发明完全区别于传统地面基站一对N的链接模式的单个地面基站同时与N个移动终端链接，从而可有效避免高速移动场景下信号高速传输时接收(Rx)和发射(Tx)间的干扰或耦合。

优选地，所述接收端和所述发射端以及所述地面基站均采用大规模天线MassiveMIMO技术。

优选地，所述移动终端与所述高铁移动基站之间以广义的WiFi或有线通信进行链接。由于高铁乘客大部分时间都坐在座位上，因此可直接使用有线通信方式进行连接。

优选地，若干个所述地面基站为等间距或非等间距设置。