專利名稱：一種適用于高速鐵路td-lte寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)及接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)及接入方法，屬于通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展，高速列車成為旅客遠(yuǎn)距離出行的重要交通工具，與此同時，旅客對在高速列車上進行高質(zhì)量的通信和數(shù)字娛樂服務(wù)的需求日益迫切。目前國外將衛(wèi)星技術(shù)、GPRS (通用無線分組業(yè)務(wù))和UMTS (通用移動通信系統(tǒng))技術(shù)與WiFi無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，在時速高達300km/h的跨境列車上提供不中斷的無線寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接；并有人提出基于WiMAX技術(shù)的列車運行控制網(wǎng)絡(luò)來取代現(xiàn)有基于GSM-R網(wǎng)絡(luò)的列車運行控制系統(tǒng)，在信號控制數(shù)據(jù)傳輸帶寬的同時提供多樣化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。而國內(nèi)乘客在高速列車上 通話和上網(wǎng)主要基于既有的2G、3G公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋環(huán)境相比，在高速鐵路環(huán)境下，由于列車運動速度快而且車體損耗大，導(dǎo)致無線信號多普勒效應(yīng)明顯，網(wǎng)絡(luò)切換頻繁，高速列車上的終端用戶容易出現(xiàn)無法接通、頻繁掉話、話音斷續(xù)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了旅客的通信質(zhì)量和服務(wù)體驗。同時隨著高速鐵路的發(fā)展，列車速度的大幅提高，行車安全性需求也迫切需要有力的手段能夠在地面上對列車的運行狀態(tài)和車廂內(nèi)的情況進行實時監(jiān)控。為了在車地之間提供穩(wěn)定可靠的寬帶通信服務(wù)，基于TD-LTE的高速鐵路寬帶通信系統(tǒng)應(yīng)運而生。該系統(tǒng)中列車車廂到地面網(wǎng)絡(luò)的通信連接采用TD-LTE通信系統(tǒng)；車廂內(nèi)具有多種通信技術(shù)可接入的特點，即在車廂內(nèi)支持多種通信技術(shù)制式，包括2G/3G移動通信技術(shù)和Internet無線(WiFi )、有線接入，對應(yīng)產(chǎn)生的業(yè)務(wù)分別是2G/3G網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)、WiFi上網(wǎng)業(yè)務(wù)和鐵路系統(tǒng)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。車廂內(nèi)采用集中接入的工作方式，即用戶終端通過車廂內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋(包括2G/3G微基站、WiFi熱點、視頻監(jiān)控點)接入到車載通信網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)需要與地面網(wǎng)絡(luò)通信時，車載匯聚單元將數(shù)據(jù)收集并負(fù)責(zé)將用戶終端的各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過車載終端發(fā)送給地面TD-LTE無線接入網(wǎng)并傳輸給TD-LTE核心網(wǎng)，最后由核心網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)設(shè)備將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分發(fā)至不同業(yè)務(wù)所對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。在此應(yīng)用場景下，傳統(tǒng)的TD-LTE核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備(包括移動性管理實體MME、服務(wù)網(wǎng)關(guān)SGW、分組網(wǎng)關(guān)roN-GW)已經(jīng)不能滿足高速鐵路寬帶通信系統(tǒng)中異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)發(fā)的需求，從而不能保證數(shù)據(jù)的快速傳輸。需要設(shè)計一種多模接入網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)及接入方法，實現(xiàn)了高速鐵路寬帶通信系統(tǒng)與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的匯聚、識別和路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能，解決了 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與之間多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通問題，保證了高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)在車廂支持多種通信技術(shù)制式接入的業(yè)務(wù)，并提高整個寬帶通信系統(tǒng)的傳輸速率，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的正確傳輸。本發(fā)明技術(shù)解決方案一種適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)包括協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，接收路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊傳遞來的數(shù)據(jù)輸入，在上行或者下行方向為路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，便于尋址和轉(zhuǎn)發(fā)；在將2G/3G和Internet多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的業(yè)務(wù)連接到高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的場景下，首先將根據(jù)業(yè)務(wù)種類的標(biāo)記將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS需求映射到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中不同的QoS等級，再將下行數(shù)據(jù)封裝成TD-LTE幀的格式，得到封裝好的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，傳遞給路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊；當(dāng)列車上的用戶終端通過高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)接入到地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與對等實體通信時，根據(jù)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的標(biāo)記，從TD-LTE格式的信息中分離出2G/3G、WiFi和視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，傳遞給路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊；所述下行數(shù)據(jù)是指異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)連接到高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)傳送給 車廂內(nèi)用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；所述上行數(shù)據(jù)是指車廂內(nèi)用戶終端經(jīng)過高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)接入到地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳送給同等實體的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；此外，該網(wǎng)關(guān)設(shè)備還可以進一步包括路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊，接收網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模塊輸入的轉(zhuǎn)化后的IP地址，在進行下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，將協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊封裝好的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)映射到具有不同QCI的TD-LTE承載上，并對車廂內(nèi)的用戶終端提供路由功能；在進行上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，將經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的2G/3G、WiFi和視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。除此以外，該網(wǎng)關(guān)設(shè)備還可以進一步包括網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模塊，接收初始化模塊產(chǎn)生的IP地址，用于在路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊進行上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，在將區(qū)分得到的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的用戶之前對區(qū)分得到的業(yè)務(wù)進行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換；以及用于在轉(zhuǎn)發(fā)模塊進行下行轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，在分發(fā)映射好的TD-LTE業(yè)務(wù)流之前對配置的業(yè)務(wù)流進行反網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換后的IP地址傳遞給路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊。除此以外，該網(wǎng)關(guān)設(shè)備還可以進一步包括初始化模塊，當(dāng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備接入TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中時，通過DHCP協(xié)議，從TON-GW獲取分配好的IP地址，產(chǎn)生與TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)連接；同時在網(wǎng)絡(luò)側(cè)進行初始化連接，分別連接到接入網(wǎng)關(guān)所在地的2G/3G接入網(wǎng)、WiFi服務(wù)器和視頻設(shè)備。該模塊中IP地址的分配是其余模塊正常工作的初始過程，IP地址作為輸入傳遞給網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模塊。上述網(wǎng)絡(luò)側(cè)是指異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)2G/3G網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)、Internet。利用上述適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)的接入方法，實現(xiàn)步驟如下；(I)多模接入網(wǎng)關(guān)進入TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，與TD-LTE核心網(wǎng)網(wǎng)元PDN-GW建立初始業(yè)務(wù)流，并通過DHCP協(xié)議，從TD-LTE網(wǎng)絡(luò)預(yù)先設(shè)定好的IP池中獲取一個IP地址；(2)多模接入網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)側(cè)進行初始化連接，分別產(chǎn)生默認(rèn)連接到接入網(wǎng)關(guān)所在地的2G/3G接入網(wǎng)、WiFi服務(wù)器、視頻設(shè)備；(3)車廂用戶經(jīng)過車載網(wǎng)絡(luò)中的接入點、車載控制單元、LTE系統(tǒng)、多模接入網(wǎng)關(guān)在用戶所屬的地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中申請用戶IP地址，多模接入網(wǎng)關(guān)進行DHCP RELAY即DHCP接力，連接到地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的DHCP服務(wù)器，獲取車廂用戶的IP地址，也稱作遠(yuǎn)端IP地址；(4)車廂用戶獲取了 IP地址后，通過車載網(wǎng)絡(luò)的接入、車載控制單元的業(yè)務(wù)類型到QCI的映射、LTE系統(tǒng)的透明傳輸、多模接入網(wǎng)關(guān)的識別轉(zhuǎn)發(fā)，與相對應(yīng)的地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸；(5)對于多模接入網(wǎng)關(guān)而言，上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的流程有所不同對上行數(shù)據(jù)，根據(jù)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的標(biāo)記，從TD-LTE格式的信息中分離出2G/3G、WiFi和視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；對下行數(shù)據(jù)，根據(jù)協(xié)議的標(biāo)記將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS需求映射到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中不同的QoS等級，再將下行數(shù)據(jù)封裝成TD-LTE數(shù)據(jù)包并映射到具有不同QCI的TD-LTE承載上，路由轉(zhuǎn)發(fā)給車廂用戶。所述上行數(shù)據(jù)處理流程步驟如下
(11)多模接入網(wǎng)關(guān)接收到來自TD-LTE承載的數(shù)據(jù)；(12)解析業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的包頭，將LTE核心網(wǎng)數(shù)據(jù)包的IP頭和GTP頭部分剝離，提取出QCI參數(shù)和目的IP地址；在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)加載在TD-LTE承載上之前，車載控制單元已經(jīng)把業(yè)務(wù)類型映射為QCI，并標(biāo)記出數(shù)據(jù)的目的IP地址是地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；(13)根據(jù)QCI參數(shù)，對照設(shè)計的QCI映射表，判斷業(yè)務(wù)類型，根據(jù)IP地址及其標(biāo)記，從而對業(yè)務(wù)所屬的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進行判斷；(14)針對不同的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)包在協(xié)議棧的鏈路層形成對應(yīng)格式的數(shù)據(jù)幀，并將數(shù)據(jù)分發(fā)至2G/3G網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)、視頻設(shè)備。所述下行數(shù)據(jù)處理流程步驟如下(21)多模接入網(wǎng)關(guān)接收到來自2G/3G網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)、視頻設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，統(tǒng)稱為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；(22)提取異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的QCI信息，識別業(yè)務(wù)類型，并根據(jù)設(shè)計的QCI映射表將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)類型映射到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的QCI參數(shù)；(23)對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包添加TD-LTE核心網(wǎng)隧道協(xié)議GTP包頭和承載的IP頭，并在IP頭中添加映射好的QCI參數(shù)；(24)將封裝好的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包映射到TD-LTE承載，進行路由轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)對多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的接入，包括2G/3G網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)、Internet，有效解決TD-LTE系統(tǒng)與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由轉(zhuǎn)發(fā)問題，從而保證了高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)在車廂支持多種通信技術(shù)制式接入的業(yè)務(wù)，并提高整個寬帶通信系統(tǒng)的傳輸速率，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的正確傳輸。


圖1是本發(fā)明適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)所適用的組網(wǎng)不意；圖2是本發(fā)明中多模接入網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明中多模接入網(wǎng)關(guān)協(xié)議棧；圖4是本發(fā)明中多模接入網(wǎng)關(guān)用于LTE網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換圖；圖5是本發(fā)明中多模接入網(wǎng)關(guān)適用于車載用戶通過高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)接入到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的流程圖；圖6是本發(fā)明多模接入網(wǎng)關(guān)上行數(shù)據(jù)映射處理流程圖7是本發(fā)明多模接入網(wǎng)關(guān)下行數(shù)據(jù)分發(fā)處理流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的多模接入網(wǎng)關(guān)進行詳細(xì)說明。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定?？紤]到高速鐵路寬帶通信業(yè)務(wù)對不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)兼容的問題，本發(fā)明提出適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)，滿足用戶在車廂內(nèi)無論使用哪種網(wǎng)絡(luò)(2G/3G或Wif1、Internet),都可以進行有效的數(shù)據(jù)傳輸，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，保證服務(wù)質(zhì)量。
下文的表I列舉了本發(fā)明中采用的一些術(shù)語和簡稱的定義。表I

權(quán)利要求
1.一種適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)，其特征在于包括協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模塊和啟動初始化模塊；其中 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，接收路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊傳遞來的數(shù)據(jù)輸入，在上行或者下行方向為路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，便于尋址和轉(zhuǎn)發(fā)；在將2G/3G和Internet多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的業(yè)務(wù)連接到高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的場景下，首先根據(jù)業(yè)務(wù)種類的標(biāo)記將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS需求映射到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中不同的QoS等級，再將下行數(shù)據(jù)封裝成TD-LTE幀的格式，得到封裝好的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，傳遞給路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊；當(dāng)列車上的用戶終端通過高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)接入到地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與對等實體通信時，根據(jù)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的標(biāo)記，從TD-LTE格式的信息中分離出2G/3G、WiFi和視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，傳遞給路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊；所述下行數(shù)據(jù)是指異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)連接到高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)傳送給車廂內(nèi)用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；所述上行數(shù)據(jù)是指車廂內(nèi)用戶終端經(jīng)過高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)接入到地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳送給對等實體的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)； 路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊，接收網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模塊輸入的轉(zhuǎn)化后的IP地址，在進行下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，將協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊封裝好的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)映射到具有不同QCI的TD-LTE承載上，并對車廂內(nèi)的用戶終端提供路由功能；在進行上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，將經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的2G/3G、WiFi和視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)； 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模塊，接收初始化模塊產(chǎn)生的IP地址，用于在路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊進行上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，在將區(qū)分得到的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的用戶之前對區(qū)分得到的業(yè)務(wù)進行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換；以及用于在轉(zhuǎn)發(fā)模塊進行下行轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，在分發(fā)映射好的TD-LTE業(yè)務(wù)流之前對配置的業(yè)務(wù)流進行反網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換后的IP地址傳遞給路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊； 初始化模塊，當(dāng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備接入TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中時，通過DHCP協(xié)議，從TON-GW獲取分配好的IP地址，產(chǎn)生與TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)連接；同時在網(wǎng)絡(luò)側(cè)進行初始化連接，分別連接到接入網(wǎng)關(guān)所在地的2G/3G接入網(wǎng)、WiFi服務(wù)器和視頻設(shè)備；該模塊中IP地址的分配是其余模塊正常工作的初始過程，IP地址作為輸入傳遞給網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)是指異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)2G/3G網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)或Internet。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)的接入方法，其特征在于實現(xiàn)步驟如下 (1)多模接入網(wǎng)關(guān)進入TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，與TD-LTE核心網(wǎng)網(wǎng)元PDN-GW建立初始業(yè)務(wù)流，并通過DHCP協(xié)議，從TD-LTE網(wǎng)絡(luò)預(yù)先設(shè)定好的IP池中獲取一個IP地址； (2)多模接入網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)側(cè)進行初始化連接，分別產(chǎn)生默認(rèn)連接到接入網(wǎng)關(guān)所在地的2G/3G接入網(wǎng)、WiFi服務(wù)器、視頻設(shè)備； (3)車廂用戶經(jīng)過車載網(wǎng)絡(luò)中的接入點、車載控制單元、LTE系統(tǒng)、多模接入網(wǎng)關(guān)在用戶所屬的地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中申請用戶IP地址，多模接入網(wǎng)關(guān)進行DHCP RELAY即DHCP接力，連接到地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的DHCP服務(wù)器，獲取車廂用戶的IP地址，也稱作遠(yuǎn)端IP地址； (4)車廂用戶獲取了IP地址后，通過車載網(wǎng)絡(luò)的接入、車載控制單元的業(yè)務(wù)類型到QCI的映射、LTE系統(tǒng)的透明傳輸、多模接入網(wǎng)關(guān)的識別轉(zhuǎn)發(fā)，與相對應(yīng)的地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸； (5)對于多模接入網(wǎng)關(guān)而言，上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的流程有所不同對上行數(shù)據(jù)，根據(jù)上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的標(biāo)記，從TD-LTE格式的信息中分離出2G/3G、WiFi和視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；對下行數(shù)據(jù)，根據(jù)協(xié)議的標(biāo)記將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS需求映射到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中不同的QoS等級，再將下行數(shù)據(jù)封裝成TD-LTE數(shù)據(jù)包并映射到具有不同QCI的TD-LTE承載上，路由轉(zhuǎn)發(fā)給車廂用戶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述上行數(shù)據(jù)處理流程步驟如下 (11)多模接入網(wǎng)關(guān)接收到來自TD-LTE承載的數(shù)據(jù)； (12)解析業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的包頭，將LTE核心網(wǎng)數(shù)據(jù)包的IP頭和GTP頭部分剝離，提取出QCI參數(shù)和目的IP地址；在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)加載在TD-LTE承載上之前，車載控制單元已經(jīng)把業(yè)務(wù)類型映射為QCI，并標(biāo)記出數(shù)據(jù)的目的IP地址是地面異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備； (13)根據(jù)QCI參數(shù)，對照設(shè)計的QCI映射表，判斷業(yè)務(wù)類型。根據(jù)IP地址及其標(biāo)記，對業(yè)務(wù)所屬的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進行判斷； (14)針對不同的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)包在協(xié)議棧的鏈路層形成對應(yīng)格式的數(shù)據(jù)幀，并將數(shù)據(jù)分發(fā)至2G/3G網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)、視頻設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述下行數(shù)據(jù)處理流程步驟如下 (21)多模接入網(wǎng)關(guān)接收到來自2G/3G網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)、視頻設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，統(tǒng)稱為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)； (22)提取異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的QCI信息，識別業(yè)務(wù)類型，并根據(jù)設(shè)計的QCI映射表將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)類型映射到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的QCI參數(shù)； (23)對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包添加TD-LTE核心網(wǎng)隧道協(xié)議GTP包頭和承載的IP頭，并在IP頭中添加映射好的QCI參數(shù)； (24)將封裝好的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包映射到TD-LTE承載，進行路由轉(zhuǎn)發(fā)。
全文摘要
一種適用于高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)的多模接入網(wǎng)關(guān)及接入方法，包括協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模塊、啟動初始化模塊。本發(fā)明針對高速鐵路列車支持多種通信技術(shù)制式接入的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)高速鐵路TD-LTE寬帶通信系統(tǒng)對2G/3G及Internet異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的接入，有效解決TD-LTE系統(tǒng)與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由轉(zhuǎn)發(fā)問題，從而提高整個寬帶通信系統(tǒng)的傳輸速率，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的正確傳輸。
文檔編號H04W88/16GK103024853SQ201210556559
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者朱登科, 鄭剛, 吳曉慧, 徐帆江, 胡曉惠, 邸士萍, 曾祥兵, 周慧茹, 李雪, 易小偉 申請人:中國科學(xué)院軟件研究所, 中國鐵路通信信號股份有限公司