[发明专利]一种高铁宽带专网高动态转换方法

摘要

一种高铁宽带专网高动态转换方法，在高铁列车上设置高动态转换器(HIDI)，在高铁列车沿线地面LTE基站(eNode)覆盖范围内，高动态转换器为车地通信模式，在高铁列车沿线无地面LTE基站(eNode)覆盖环境下，高动态转换器为车星通信模式。使高铁列车在300～500km/h高动态运动环境下，综合利用LTE技术、卫星导航技术和卫星通信技术，为高铁车厢内用户和其他高速运动用户提供宽带移动通信、网络及多媒体服务。

主权项

1.一种高铁宽带专网高动态转换方法，在高铁列车上设置高动态转换器(HIDI)，在高铁列车沿线地面LTE基站(eNode)覆盖范围内，高动态转换器为车地通信模式，在高铁列车沿线无地面LTE基站(eNode)覆盖环境下，高动态转换器为车星通信模式，其特征在于：高动态转换器为车地通信模式时，信号转换过程如下：步骤1)：GNSS和惯导组合导航接收机实时接收GNSS发射的导航信号，进行定位解算，实时获得高铁列车上高动态转换器的位置信息，步骤2)：控制单元利用高铁专网电子地图实时获得列车周边的地面LTE基站(eNode)的覆盖信息和铁轨位置信息，并根据高动态转换器的位置信息和地面LTE基站(eNode)的位置信息，实时调整微波开关型多出多入天线(MS-MIMO)使其始终指向地面LTE基站(eNode)，其中，微波开关型多出多入天线(MS-MIMO)俯仰角α和方位角β分别由以下公式计算得到： α = tg - 1 ( h L 2 + d 2 ) , ]]> β = tg - 1 ( d L ) , ]]>其中h为基站高度，d为基站距铁轨距离，L是高铁专网电子地图中给定的C点和由GNSS和惯导组合导航接收机测得D点位置之间的距离，步骤3)：控制单元根据高动态转换器的工作频点、列车的速度信息和列车与地面LTE基站(eNode)的相对位置信息，实时计算得到列车的多普勒频移偏量，并驱动高动态转换器根据多普勒频移偏量修正列车的信号收发工作频率，多普勒频移偏量fd由以下公式计算得到： f d = f c × v × c o s γ , ]]>其中：f为信号工作频率，v为高铁列车速度，c为光速，γ为列车运动方向与基站天线的夹角；高动态转换器为车星通信模式时，信号转换过程如下：步骤1)：GNSS和惯导组合导航接收机实时接收GNSS导航子系统的发射的导航信号，进行定位解算，实时获得高铁列车上高动态转换器的位置信息，步骤2)：控制单元利用高铁专网电子地图实时获得列车周边可用的通信卫星信息及可用频点，实时调整微波开关型多出多入天线(MS-MIMO)使其指向通信卫星。