[发明专利]LTE列控信息传输系统及方法

说明书

本发明提供了一种LTE列控信息传输系统及方法，该系统包括通过无线传输系统相连的地面设备和车载设备，无线传输系统采用LTE‑R无线通信系统，LTE‑R无线通信系统包括LTE核心网EPC，LTE基带处理单元LTE BBU，LTE射频拉远单元LTE RRU，LTE车载无线网关LTE CPE、地面IWF设备和车载IWF设备。本发明采用LTE无线网络代替原有的GSM‑R无线承载网络，提高了频率使用率，后续扩展性较强，并且在LTE‑R系统中引入新的3GPP未定义的QCI值，使其具有最高的优先级的GRB，从而保障在任何情况下LTE‑R网络都有足够的资源来传输于CTCS‑3级列控业务，在网络拥塞的情况下，可以抢占任何其它业务的资源。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体是一种LTE列控信息传输系统及方法。

背景技术

GSM-R系统是专为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，该系统在GSMPhase2规范协议的组呼、广播呼叫、多优先级抢占的强拆业务基础上，加入基于位置寻 址和功能寻址等铁路运输专用调度通信功能，主要提供无线列调、编组调车通信、区段 养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，同时可为列车自动控制与监 测信息提供数据传输通道。

由于GSM-R具有适应铁路运输特点的功能优势，以及更符合通信信号一体化技术发 展的需要，铁道部2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路专用通信的发展方向，并 于2005年在青藏铁路开通了第一条采用GSM-R铁路移动通信系统的铁路线。目前，我 国多条高速铁路和客运专线，如京津城际、京沪、京广、津秦、武广、郑西、沪宁、沪 杭、合宁、石太、合武、甬台温、温福、福厦等，均配置了GSM-R移动通信系统。

虽然GSM-R在我国得到了快速的发展，但GSM-R作为第二代移动通信技术，属于 窄带通信系统，频谱利用率较低，其数据速率难以承载视频监控、视频会议、铁路旅客 移动信息服务等宽带业务。同时，随着GSM技术日趋边缘化，GSM-R的产业链将逐步萎 缩，产业界将迟早终止GSM-R产品配套及其技术支持。考虑到我国未来高速铁路移动通 信的总体需求，2015年8月份，中国铁路总公司成立了“下一代铁路移动通信技术研究 工作组”，正式启动LTE-R宽带移动通信系统技术方案、标准和设备的研究与开发，计 划在2018年底进行试验，2019年起逐步推广应用。

LTE-R系统要作为GSM-R的更新换代技术，除需要能提供目前GSM-R系统的铁路调度业务应用外，还需要承载列车控制信息。由于LTE技术具备高宽带、较低时延等传 输特性，有望在铁路系统应用上提供视频传输等宽带业务，即实现多媒体调度通信、视 频监控及无人驾驶等更丰富的业务功能。然后，由于LTE是IP化的扁平网络，所有铁 路应用都是通过IP实现传输，LTE技术体制的铁路通信系统能否像GSM-R网络中的电 路交换数据(CSD)一样可靠承载列车控制信号，在网络拥塞、无线资源紧张的情况下 确保列车控制响应时间的要求，成为LTE能否够取代GSM技术作为下一代铁路移动通信 技术(LTE-R)的热点课题。

现有技术存在的问题和缺点:

1、GSM-R技术逐渐被淘汰,需要新的通信技术来更新换代承载烈控信号；

2、既有LTE的QoS机制没有为列控专门预留QCI来保障列控信号的优先传输；

3、现有GSM-R列控信号通过电路交换数据CSD域来传输,其使用的信号传输协议无法直接在LTE上以IP包的形式传输。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种LTE列控信息传输系统及方法，使用LTE网络替换GSMR网络来承载列车控制信号,解决了GSM网络即将退网,原有无线网络无 法维护的问题，并且保障列控信息的优先传输，增强列控信号传输的可靠性。