一種軌道交通通信方法及系統與流程
2023-07-23 18:52:01 1
本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種軌道交通通信方法及系統。
背景技術：
當前，為了方便用戶在列車上使用寬帶網際網路服務，人們相應的提出了一些鐵路無線通信技術方案，包括基於漏電同軸電纜、基於衛星鏈路以及基於wimax(即worldwideinteroperabilityformicrowaveaccess)的技術方案等。
然而，現有的鐵路無線通信技術方案普遍存在以下問題，第一，通信速率較低，難以滿足用戶的需求；第二，在列車實際運行過程中，現有技術方案需要用戶設備頻繁地切換與之進行通信的基站，這種頻繁切換基站的現象嚴重降低了數據的傳輸速率，如果出現切換失敗的情況，將會導致乘客在這期間無法使用寬帶網際網路服務。總而言之，當前鐵路無線通信的通信質量有待進一步改善，以提升乘客的通信體驗。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種軌道交通通信方法及系統，有效地降低了用戶設備的基站切換頻率，提高了數據傳輸速率，從而改善了乘客的通信體驗。其具體方案如下：
一種軌道交通通信方法，應用於軌道交通通信系統，所述系統包括位於列車上的fso收發器和中心控制器，以及位於軌道上的fso基站；其中，所述方法包括：
在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，若監測到所述第一目標fso收發器已移動到所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之外，則從當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器；其中，所述目標fso基站為位於所述軌道上的任一fso基站；
利用所述第二目標fso收發器繼續維持所述目標fso基站與所述目標用戶終端之間的數據通信過程。
可選的，所述從當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器的過程，包括：
統計當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器的負載，並將負載最小的一個fso收發器確定為所述第二目標fso收發器。
可選的，所述從當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器的過程，包括：
統計當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器與目標用戶終端之間的通信距離，並將通信距離最小的一個fso收發器確定為所述第二目標fso收發器。
可選的，所述從當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器的過程，包括：
統計當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器的負載，並根據負載的大小，為當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器分配相應的第一類權重係數；
統計當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器與目標用戶終端之間的通信距離，並根據通信距離的大小，為當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器分配相應的第二類權重係數；
利用每個fso收發器的第一類權重係數和第二類權重係數，計算每個fso收發器的優先指數，然後將優先指數最大的一個fso收發器確定為所述第二目標fso收發器。
可選的，所述軌道交通通信方法，還包括：
在任一fso收發器與外界進行通信的過程中，根據該fso收發器的實際通信狀態，對該fso收發器的方位角進行相應地調整，以優化相應通信網絡的通信質量。
可選的，所述軌道交通通信方法，還包括：
在任一fso基站與外界進行通信的過程中，根據該fso基站的實際通信狀態，對該fso基站的方位角進行相應地調整，以優化相應通信網絡的通信質量。
本發明還公開了一種軌道交通通信系統，包括位於列車上的fso收發器和中心控制器，以及位於軌道上的fso基站；其中，所述中心控制器，通過調取存儲器中的指令來執行以下步驟：
在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，若監測到所述第一目標fso收發器已移動到所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之外，則從當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器；利用所述第二目標fso收發器繼續維持所述目標fso基站與所述目標用戶終端之間的數據通信過程；其中，所述目標fso基站為位於所述軌道上的任一fso基站。
可選的，所述中心控制器在執行從當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器的過程中，具體的執行步驟包括：
統計當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器的負載，並將負載最小的一個fso收發器確定為所述第二目標fso收發器；
或者，
統計當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器與目標用戶終端之間的通信距離，並將通信距離最小的一個fso收發器確定為所述第二目標fso收發器；
或者，
統計當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器的負載，並根據負載的大小，為當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器分配相應的第一類權重係數；統計當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器與目標用戶終端之間的通信距離，並根據通信距離的大小，為當前依然位於所述目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器分配相應的第二類權重係數；利用每個fso收發器的第一類權重係數和第二類權重係數，計算每個fso收發器的優先指數，然後將優先指數最大的一個fso收發器確定為所述第二目標fso收發器。
可選的，所述軌道交通通信系統，還包括設置在每一fso收發器上的旋轉器；其中，
設置在任一fso收發器上的旋轉器，用於在該fso收發器與外界進行通信的過程中，根據該fso收發器的實際通信狀態，對該fso收發器的方位角進行相應地調整，以優化相應通信網絡的通信質量。
可選的，所述軌道交通通信系統，還包括設置在每一fso基站上的旋轉器；其中，
設置在任一fso基站上的旋轉器，用於在該fso基站與外界進行通信的過程中，根據該fso基站的實際通信狀態，對該fso基站的方位角進行相應地調整，以優化相應通信網絡的通信質量。
本發明中，軌道交通通信方法應用於軌道交通通信系統，該系統包括位於列車上的fso收發器和中心控制器，以及位於軌道上的fso基站；其中，上述方法包括：在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，若監測到第一目標fso收發器已移動到目標fso基站的信號覆蓋範圍之外，則從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器；其中，目標fso基站為位於軌道上的任一fso基站；利用第二目標fso收發器繼續維持目標fso基站與目標用戶終端之間的數據通信過程。
可見，本發明在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，如果上述第一目標fso收發器移出了目標fso基站的信號覆蓋範圍，則意味著此時目標用戶終端已無法通過上述第一目標fso收發器與目標fso基站進行通信了，本發明為了讓目標用戶終端能夠繼續使用寬帶網際網路服務，將會從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器，然後利用該fso收發器來替代之前第一目標fso收發器所扮演的角色，也即，利用上述篩選出來的fso收發器繼續維持目標fso基站和目標用戶終端之間的數據通信過程。可見，在第一目標fso收發器已移出目標fso基站的信號覆蓋範圍的情況下，目標用戶終端無需切換與其進行通信的fso基站，便可繼續使用寬帶網際網路服務，由此降低了用戶設備的基站切換頻率；另外，本發明是基於fso通信技術來實施軌道交通通信的，相比於其他通信技術，fso通信技術具有更高的數據通信速率，能夠更好地改善乘客的通信體驗。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例公開的一種軌道交通通信方法流程圖；
圖2為本發明實施例公開的在列車運行時fso收發器切換過程示意圖；
圖3為本發明實施例公開的可旋轉fso收發器的信號覆蓋範圍示意圖；
圖4為本發明實施例公開的一種具體的軌道交通通信方法流程圖；
圖5為本發明實施例公開的一種具體的軌道交通通信方法流程圖；
圖6為本發明實施例公開的一種具體的軌道交通通信方法流程圖；
圖7為本發明實施例公開的一種軌道交通通信系統結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例公開了一種軌道交通通信方法，應用於軌道交通通信系統，該系統包括位於列車上的fso收發器和中心控制器，以及位於軌道上的fso基站；其中，參見圖1所示，上述方法包括：
步驟s11：在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，若監測到第一目標fso收發器已移動到目標fso基站的信號覆蓋範圍之外，則從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器。
其中，目標fso基站為位於軌道上的任一fso基站。
另外，需要說明的是，本實施例中用戶終端與fso收發器之間均還需設有相應的接入點ap(即accesspoint)，其中，接入點ap也是設置於列車上的，通常設置於列車的內部。而fso收發器具體可以設置於列車的外部，也可以設置於列車的內部。
步驟s12：利用第二目標fso收發器繼續維持目標fso基站與目標用戶終端之間的數據通信過程。
例如，參見圖2所示，假設在t1時刻，用戶終端mt1通過接入點ap1和fso收發器tx/rx1與fso與fso基站bs1進行通信。由於列車正在快速移動，在t2時刻，tx/rx1不再處於bs1的信號覆蓋範圍內，而是進入了fso基站bs2的信號覆蓋範圍，此時用戶終端mt1與bs1之間的通信將通過已經位於bs1的信號覆蓋範圍之內的fso收發器tx/rx2來進行維持。由此可知，在列車快速移動的過程中，只要在列車上還存在位於bs1的信號覆蓋範圍之內的fso收發器，用戶終端mt1就可以一直保持與bs1的通信，而不用切換通信基站，從而大幅降低了用戶終端的基站切換頻率。
為了進一步提升用戶終端的通信質量，本發明實施例中的軌道交通通信方法還可以包括：在任一fso收發器與外界進行通信的過程中，根據該fso收發器的實際通信狀態，對該fso收發器的方位角進行相應地調整，以優化相應通信網絡的通信質量。參見圖3所示，本發明通過對fso收發器的方位角進行調整，能夠保證fso收發器具有較大的通信覆蓋範圍，有利於保證列車在高速運行的過程中，基站與車載fso收發器之間通過自由旋轉來保持較長時間的持續對準，相對於靜止不動的收發器，能夠自由調整方向角的收發器具有更大的通信範圍，有利於提升通信的穩定性以及提高通信速率，並且有利於擴大軌道沿線基站之間的間距，從而減少基站個數，有效地降低了投資成本。
為了進一步提升用戶終端的通信質量，本發明實施例中的軌道交通通信方法還可以包括：在任一fso基站與外界進行通信的過程中，根據該fso基站的實際通信狀態，對該fso基站的方位角進行相應地調整，以優化相應通信網絡的通信質量。本實施例中，fso基站可以為方向角能夠自由調整的基站，而相對於靜止不動的基站，能夠自由調整方向角的基站具有更大的通信範圍。
可見，本發明實施例在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，如果上述第一目標fso收發器移出了目標fso基站的信號覆蓋範圍，則意味著此時目標用戶終端已無法通過上述第一目標fso收發器與目標fso基站進行通信了，本發明實施例為了讓目標用戶終端能夠繼續使用寬帶網際網路服務，將會從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器，然後利用該fso收發器來替代之前第一目標fso收發器所扮演的角色，也即，利用上述篩選出來的fso收發器繼續維持目標fso基站和目標用戶終端之間的數據通信過程。可見，在第一目標fso收發器已移出目標fso基站的信號覆蓋範圍的情況下，目標用戶終端無需切換與其進行通信的fso基站，便可繼續使用寬帶網際網路服務，由此降低了用戶設備的基站切換頻率；另外，本發明實施例是基於fso通信技術來實施軌道交通通信的，相比於其他通信技術，fso通信技術具有更高的數據通信速率，能夠更好地改善乘客的通信體驗。
參見圖4所示，本發明實施例公開了一種具體的軌道交通通信方法，包括以下步驟：
步驟s21：在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，若監測到第一目標fso收發器已移動到目標fso基站的信號覆蓋範圍之外，則統計當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器的負載，並將負載最小的一個fso收發器確定為第二目標fso收發器。
步驟s22：利用第二目標fso收發器繼續維持目標fso基站與目標用戶終端之間的數據通信過程。
也即，本發明實施例中，為了平衡收發器之間的流量負載，可以在第一目標fso收發器已移動到目標fso基站的信號覆蓋範圍之外的情況下，將當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的具有最小負載的一個fso收發器確定為上述第二目標fso收發器，從而實現了將流量引導至負載較輕的收發器上，有利於緩解信令擁塞以及通信請求長時間處於排隊延遲狀態等現象。
參見圖5所示，本發明實施例公開了一種具體的軌道交通通信方法，包括以下步驟：
步驟s31：在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，若監測到第一目標fso收發器已移動到目標fso基站的信號覆蓋範圍之外，則統計當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器與目標用戶終端之間的通信距離，並將通信距離最小的一個fso收發器確定為第二目標fso收發器。
步驟s32：利用第二目標fso收發器繼續維持目標fso基站與目標用戶終端之間的數據通信過程。
也即，本發明實施例中，可以將通信距離作為篩選fso收發器的依據，以便篩選出來的fso收發器與目標用戶終端之間具有最短的通信距離，這樣有利於保證目標用戶終端具有較好的通信質量。
參見圖6所示，本發明實施例公開了一種具體的軌道交通通信方法，包括以下步驟：
步驟s41：在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，若監測到第一目標fso收發器已移動到目標fso基站的信號覆蓋範圍之外，則統計當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器的負載，並根據負載的大小，為當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器分配相應的第一類權重係數。
可以理解的是，本實施例中，fso收發器的負載大小與第一類權重係數的數值大小之間呈負相關關係。
步驟s42：統計當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器與目標用戶終端之間的通信距離，並根據通信距離的大小，為當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器分配相應的第二類權重係數。
可以理解的是，本實施例中，上述通信距離的大小與第二類權重係數的數值大小之間呈負相關關係。
步驟s43：利用每個fso收發器的第一類權重係數和第二類權重係數，計算每個fso收發器的優先指數，然後將優先指數最大的一個fso收發器確定為第二目標fso收發器。
本實施例中，可以通過將每個fso收發器的第一類權重係數和第二類權重係數進行相加，從而得到每個fso收發器相應的優先指數，其中，某個fso收發器的優先指數越大，則表明該fso收發器越具有作為第二目標fso收發器的潛力。本發明實施例優先將優先指數最大的一個fso收發器確定為第二目標fso收發器。
步驟s44：利用第二目標fso收發器繼續維持目標fso基站與目標用戶終端之間的數據通信過程。
本發明實施例相應公開了一種軌道交通通信系統，參見圖7所示，包括位於列車上的fso收發器和中心控制器11，以及位於軌道上的fso基站；其中，中心控制器11，通過調取存儲器中的指令來執行以下步驟：
在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，若監測到第一目標fso收發器已移動到目標fso基站的信號覆蓋範圍之外，則從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器；利用第二目標fso收發器繼續維持目標fso基站與目標用戶終端之間的數據通信過程；其中，目標fso基站為位於軌道上的任一fso基站。
需要說明的是，本實施例中用戶終端與fso收發器之間均還需設有相應的接入點ap，其中，接入點ap也是設置於列車上的，通常設置於列車的內部。而fso收發器具體可以設置於列車的外部，也可以設置於列車的內部。
在一種具體實施方式中，上述中心控制器11在執行從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器的過程中，具體的執行步驟可以包括：統計當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器的負載，並將負載最小的一個fso收發器確定為第二目標fso收發器；
在另一種具體實施方式中，上述中心控制器11在執行從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器的過程中，具體的執行步驟可以包括：統計當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器與目標用戶終端之間的通信距離，並將通信距離最小的一個fso收發器確定為第二目標fso收發器；
在又一種具體實施方式中，上述中心控制器11在執行從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器作為第二目標fso收發器的過程中，具體的執行步驟可以包括：統計當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器的負載，並根據負載的大小，為當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器分配相應的第一類權重係數；統計當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器與目標用戶終端之間的通信距離，並根據通信距離的大小，為當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的每個fso收發器分配相應的第二類權重係數；利用每個fso收發器的第一類權重係數和第二類權重係數，計算每個fso收發器的優先指數，然後將優先指數最大的一個fso收發器確定為第二目標fso收發器。
進一步的，本實施例中的軌道交通通信系統，還可以包括設置在每一fso收發器上的旋轉器；其中，設置在任一fso收發器上的旋轉器，用於在該fso收發器與外界進行通信的過程中，根據該fso收發器的實際通信狀態，對該fso收發器的方位角進行相應地調整，以優化相應通信網絡的通信質量。
進一步的，本實施例中的軌道交通通信系統，還包括設置在每一fso基站上的旋轉器；其中，設置在任一fso基站上的旋轉器，用於在該fso基站與外界進行通信的過程中，根據該fso基站的實際通信狀態，對該fso基站的方位角進行相應地調整，以優化相應通信網絡的通信質量。
可見，本發明實施例在目標fso基站通過第一目標fso收發器與目標用戶終端進行數據通信的過程中，如果上述第一目標fso收發器移出了目標fso基站的信號覆蓋範圍，則意味著此時目標用戶終端已無法通過上述第一目標fso收發器與目標fso基站進行通信了，本發明實施例為了讓目標用戶終端能夠繼續使用寬帶網際網路服務，將會從當前依然位於目標fso基站的信號覆蓋範圍之內的所有fso收發器中篩選出一個fso收發器，然後利用該fso收發器來替代之前第一目標fso收發器所扮演的角色，也即，利用上述篩選出來的fso收發器繼續維持目標fso基站和目標用戶終端之間的數據通信過程。可見，在第一目標fso收發器已移出目標fso基站的信號覆蓋範圍的情況下，目標用戶終端無需切換與其進行通信的fso基站，便可繼續使用寬帶網際網路服務，由此降低了用戶設備的基站切換頻率；另外，本發明實施例是基於fso通信技術來實施軌道交通通信的，相比於其他通信技術，fso通信技術具有更高的數據通信速率，能夠更好地改善乘客的通信體驗。
最後，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上對本發明所提供的一種軌道交通通信方法及系統進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。