本實(shí)用新型涉及列車通信領(lǐng)域，尤其涉及一種車地通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的車地通信系統(tǒng)基于無線網(wǎng)(Wireless-Fidelity，簡稱WiFi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。目前車地通信系統(tǒng)采用單制式的通信協(xié)議，基本采用2.4G無線通信協(xié)議中一種通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)車載通信裝置與軌旁通信裝置之間的通信。

然而隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，車地通信系統(tǒng)的傳輸需求不斷增加，包含基于通信的列車控制(Communication Based Train Control，簡稱CBTC)模塊、閉路電視(Close Circuit Television，簡稱CCTV)模塊、旅客信息服務(wù)(Passenger Information System，簡稱PIS)模塊等，對(duì)車地通信的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力的需求也不斷增加。

現(xiàn)有車地通信系統(tǒng)基于802.11b或者802.11g單制式通信，單制式無線通信理論最大吞吐量僅為11Mbps，由于受到單制式無線通信吞吐量的限制，在需要保證車地控制信號(hào)可靠性的情況下，車載的CCTV模塊、PIS模塊的信息就不能及時(shí)、高效地傳遞給乘客，現(xiàn)有車地通信系統(tǒng)基于802.11b或者802.11g單制式通信的局限性日益，明顯嚴(yán)重影響了乘客的乘車體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種車地通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)中通過采用兩種不同制式的通信協(xié)議，來實(shí)現(xiàn)車載通信裝置與軌旁通信裝置之間的通信，解決單制式存在的吞吐量不足的局限，能夠提高車地通信系統(tǒng)的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力，從而能夠在車地控制信號(hào)可靠性的同時(shí)，并且可以及時(shí)高效地為車載通信裝置中其他模塊傳輸所需要傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型第一方面實(shí)施例提出的車地通信系統(tǒng)，包括：

車載通信裝置和軌旁通信裝置；其中，所述車載通信裝置上設(shè)置有第一通信模塊，所述軌旁通信裝置設(shè)置有第二通信模塊，所述車載通信裝置基于所述第一通信模塊向所述第 二通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)與所述軌旁通信裝置之間的通信；

其中，所述第一通信模塊包括第一通信單元和第二通信單元；所述第二通信模塊包括第三通信單元和第四通信單元；所述第一通信單元基于第一通信協(xié)議與所述第三通信單元進(jìn)行通信，所述第二通信單元基于第二通信協(xié)議與所述第四通信單元進(jìn)行通信。

本實(shí)用新型第一方面實(shí)施例提出的車地通信系統(tǒng)，通過采用兩種不同制式的通信協(xié)議，來實(shí)現(xiàn)車載通信裝置與軌旁通信裝置之間的通信，解決單制式存在的吞吐量不足的局限，能夠提高車地通信系統(tǒng)的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力，從而能夠在車地控制信號(hào)可靠性的同時(shí)，并且可以及時(shí)高效地為車載通信裝置中其他模塊傳輸所需要傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本實(shí)用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種車地通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種車地通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種車地通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種車地通信系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的模塊或具有相同或類似功能的模塊。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。相反，本實(shí)用新型的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種車地通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該車地通信系統(tǒng)包括：車載通信裝置1和軌旁通信裝置2。

其中，車載通信裝置1上設(shè)置有第一通信模塊11，軌旁通信裝置2上設(shè)置有第二通信模塊21，車載通信裝置1基于第一通信模塊11向第二通信模塊21傳輸數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)與軌旁通信裝置2之間的通信。

實(shí)際應(yīng)用中，為了實(shí)現(xiàn)列車和地面上的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行通信，需要在列車上設(shè)置有車載通信裝置1，在列車所運(yùn)行的軌道旁邊設(shè)置有軌旁通信裝置2。車載通信裝置1通 過第一通信模塊11與軌旁通信裝置2上的第二通信模塊21進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)車載通信裝置1與軌旁通信裝置2之間的信息交互。具體地，車載通信裝置1通過第一通信模塊11向第二通信模塊21發(fā)送數(shù)據(jù)，以及接收軌旁通信裝置2通過第二通信模塊21發(fā)送的數(shù)據(jù)。軌旁通信裝置2通過第二通信模塊21向第一通信模塊11發(fā)送數(shù)據(jù)，以及接收從車載通信裝置1通過第一通信模塊11發(fā)送的數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，為了解決現(xiàn)有單制式存在的吞吐量不足的缺陷，第一通信模塊11和第二通信模塊21均采用兩種不同的通信協(xié)議，為即在第一通信模塊11和第二通信模塊21上均設(shè)置有兩種不同的網(wǎng)絡(luò)制式。為了便于解釋說明，本實(shí)施例中將兩者不同的通信協(xié)議分別稱為第一通信協(xié)議和第二通信協(xié)議。優(yōu)選地，車載通信裝置1中的第一通信模塊11包括：第一通信單元111和第二通信單元112。軌旁通信裝置2中的第二通信模塊21包括：：第三通信單元211和第四通信單元212。本實(shí)施例中，第一通信單元111基于第一通信協(xié)議與第三通信單元211進(jìn)行通信，第二通信單元112基于第二通信協(xié)議與第四通信單元212進(jìn)行通信。

本實(shí)施例中，將第一通信協(xié)議設(shè)置為2.4G頻段中的任意一種無線通信協(xié)議，而將第二通信協(xié)議設(shè)置為5G頻段中的任意一種無線通信協(xié)議。

具體地，可以設(shè)定車載通信裝置1上的不同需要傳輸信息的模塊，按照不同的通信協(xié)議向軌旁通信裝置2傳輸數(shù)據(jù)。例如，車載通信裝置1包括多個(gè)需要傳輸信息的模塊，分別為基于通信的列車控制模塊、閉路電視模塊和旅客服務(wù)模塊?？梢栽O(shè)定基于通信的列車控制模塊使用第一通信協(xié)議與軌旁通信裝置2進(jìn)行通信，可以設(shè)定閉路電視模塊和旅客服務(wù)模塊使用第二通信協(xié)議與軌旁通信裝置2進(jìn)行通信。

本實(shí)施例中，由于車載通信裝置1和軌旁通信裝置2之間采用了兩種不同的通信協(xié)議，從而可以提高車地通信系統(tǒng)的吞吐量。

本實(shí)施例提供的車地通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)包括車載通信裝置和軌旁通信裝置，該系統(tǒng)通過采用兩種不同制式的通信協(xié)議，來實(shí)現(xiàn)車載通信裝置與軌旁通信裝置之間的通信，解決單制式存在的吞吐量不足的局限，能夠提高車地通信系統(tǒng)的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力，從而能夠在車地控制信號(hào)可靠性的同時(shí)，并且可以及時(shí)高效地為車載通信裝置中其他模塊傳輸所需要傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

圖2為本實(shí)用新型提供的另一種車地通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該車地通信系統(tǒng)包括上述實(shí)施例中的車載通信裝置1和軌旁通信裝置2。

進(jìn)一步地，車載通信裝置1中還包括：基于通信的列車控制模塊12、閉路電視模塊13和旅客服務(wù)模塊14。

其中，基于通信的列車控制模塊12基于第一通信單元111與第三通信單元211進(jìn)行通 信，閉路電視模塊13和旅客服務(wù)模塊14基于第二通信單元112與第四通信單元212進(jìn)行通信。

具體地，基于通信的列車控制模塊12基于第一通信單元111，向軌旁通信裝置2中的第三通信單元211發(fā)送數(shù)據(jù)，并且基于第一通信單元111接收軌旁通信裝置2通過第三通信單元211發(fā)送的數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，軌旁通信裝置2通過第三通信單元211接收基于通信的列車控制模塊12通過第一通信單元111發(fā)送的數(shù)據(jù)，以及通過第三單元211向第一通信單元111發(fā)送數(shù)據(jù)。

類似地，閉路電視模塊13和旅客服務(wù)模塊14基于第三通信單元112，向軌旁通信裝置2中的第四通信單元212發(fā)送數(shù)據(jù)，并且基于第三通信單元112接收軌旁通信裝置2通過第四通信單元212發(fā)送的數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，軌旁通信裝置2通過第四通信單元212接收閉路電視模塊13和旅客服務(wù)模塊14通過第二通信單元112發(fā)送的數(shù)據(jù)，以及通過第四單元212向第二通信單元112發(fā)送數(shù)據(jù)。

隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，各種消費(fèi)類電子終端產(chǎn)品日益豐富，如平板電腦、智能手機(jī)、智能手環(huán)等，這些消費(fèi)類電子產(chǎn)品基本上支持藍(lán)牙、WiFi等無線通信，藍(lán)牙、WIFI等無線通信都在2.4G頻段上進(jìn)行信息傳輸，以實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通。電子產(chǎn)品與軌道交通的車地通信系統(tǒng)使用了相同的傳輸頻段，極大地增加了同頻干擾，從而降低了車輛車地通信的可靠性和安全性。

由于2.4G頻段中802.11g無線通信協(xié)議發(fā)展比較成熟可靠，為了保證列車的控制信號(hào)傳輸?shù)陌踩裕谝煌ㄐ艆f(xié)議可以設(shè)置為2.4G無頻段中的802.11g無線通信協(xié)議。5G頻段中的802.11a無線通信協(xié)議和802.11ac無線通信協(xié)議等已經(jīng)成熟并被廣泛應(yīng)用，且802.11a無線通信協(xié)議和802.11ac無線通信協(xié)議理論最大吞吐量能達(dá)到僅為54Mbps甚至更高，這能極大滿足日益發(fā)展的車地通信系統(tǒng)，對(duì)信息傳輸?shù)母咄掏铝康男枨?。本?shí)施例中，將第二通信協(xié)議設(shè)置為5G頻段中的802.11a無線通信協(xié)議或者802.11ac無線通信協(xié)議。具體地，基于通信的列車控制模塊12基于802.11g無線通信協(xié)議，通過第一通信單元111與第三通信單元211進(jìn)行通信，閉路電視模塊13和旅客服務(wù)模塊14基于802.11a或者802.11ac無線通信協(xié)議，通過第二通信單元112與第四通信單元212進(jìn)行通信。車地通信系統(tǒng)采用上述兩種不同的通信制式，則既保證了車地信號(hào)控制的可靠性和安全性，又增加了CCTV模塊和PIS模塊的可用性，極大地改善了乘客的乘車體驗(yàn)。

本實(shí)施例提供的車地通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)包括車載通信裝置和軌旁通信裝置，該系統(tǒng)通過采用兩種不同制式的通信協(xié)議，來實(shí)現(xiàn)車載通信裝置與軌旁通信裝置之間的通信，解決單制式存在的吞吐量不足的局限，能夠提高車地通信系統(tǒng)的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力，從而能夠在車地控制信號(hào)可靠性的同時(shí)，并且可以及時(shí)高效地為車載通信裝置中其他模塊傳輸 所需要傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

圖3為本實(shí)用新型提供的另一種車地通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該車地通信系統(tǒng)包括車載通信裝置3和軌旁通信裝置4。

本實(shí)施例中，為了保證車地通信的可靠性和安全性，在車載通信裝置3上設(shè)置有兩個(gè)上述實(shí)施例中的第一通信模塊11，在軌旁通信裝置4設(shè)置有兩個(gè)上述實(shí)施例中的第二通信模塊21。其中，兩個(gè)第一通信模塊11互為冗余，同時(shí)在線；兩個(gè)第二通信模塊21互為冗余，同時(shí)在線。即兩個(gè)第一通信模塊11分別包括第一通信單元111和第二通信單元112。而兩個(gè)第二通信模塊21分別包括第三通信單元211和第四通信單元212。

進(jìn)一步地，該車地通信系統(tǒng)還包括：布置在列車上的兩組車載天線5和按照固定間隔布置在軌道旁邊的兩組軌旁天線6。

其中，每組車載天線5中包括一根2.4G頻段的第一天線51和一根5G頻段的第二天線52；每組軌旁天線6包括一根2.4G頻段的第三天線61和一根5G頻段的第四天線62。

針對(duì)每個(gè)第一通信模塊11和第二通信模塊21，第一通信單元111通過車載天線5中第一天線51和軌旁天線6中的第三天線61，與第三通信單元211進(jìn)行通信，第二通信單元112通過車站天線5中的第二天線51和軌旁天線6中的第四天線61，與第四通信單元211進(jìn)行通信。

本實(shí)施例提供的車地通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)包括車載通信裝置和軌旁通信裝置，該系統(tǒng)通過采用兩種不同制式的通信協(xié)議，來實(shí)現(xiàn)車載通信裝置與軌旁通信裝置之間的通信，解決單制式存在的吞吐量不足的局限，能夠提高車地通信系統(tǒng)的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力，從而能夠在車地控制信號(hào)可靠性的同時(shí)，并且可以及時(shí)高效地為車載通信裝置中其他模塊傳輸所需要傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

進(jìn)一步地，為了保證車地通信系統(tǒng)的可靠性和安全性，基于冗余技術(shù)來構(gòu)建車地通信系統(tǒng)，即車載通信裝置上設(shè)置有兩個(gè)第一通信模塊，軌旁通信裝置上設(shè)置有兩個(gè)第二通信模塊，兩個(gè)第一通信模塊和兩個(gè)第二通信模塊互為冗余，同時(shí)在線，當(dāng)由其中一個(gè)通信模塊出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用冗余的另一個(gè)通信模塊進(jìn)行信息傳輸，提高行車的安全性。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種車載通信系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖。如4所示，該車載通信系統(tǒng)包括：車載通信裝置3、多個(gè)軌旁通信裝置4。多個(gè)軌旁通信裝置4按照預(yù)設(shè)的間隔進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)一步地，該車載通信系統(tǒng)還包括：在列車首尾基于冗余技術(shù)，設(shè)置的兩組車載天線5，其中，每組車載天線5包括一根為2.4G頻段的第一天線51，另一根為5G頻段的第二天線52。進(jìn)一步地，在列車所在的軌道上，根據(jù)實(shí)際需求，按照預(yù)設(shè)的間隔基于冗余技術(shù)，設(shè)置的兩組軌旁天線6，其中，每組軌旁天線6包括一根為2.4G頻段的第三天線61，另一根為5G頻段的第四天線62。

為了解釋說明，一個(gè)第一通信模塊11對(duì)應(yīng)的一組車載天線5中第一天線51的饋點(diǎn)稱為A點(diǎn)，第二天線52的饋點(diǎn)稱為B點(diǎn)，另一個(gè)第一通信模塊11對(duì)應(yīng)的另一組車載天線5中第一天線51的饋點(diǎn)稱為C點(diǎn)，第二天線52的饋點(diǎn)稱為D點(diǎn)。

進(jìn)一步地，一個(gè)第二通信模塊21對(duì)應(yīng)的一組軌旁天線6中第三天線61的饋點(diǎn)稱為A點(diǎn)，第四天線62的饋點(diǎn)稱為B點(diǎn)，第一天線51的饋點(diǎn)即A點(diǎn)與第三天線61的饋點(diǎn)即A點(diǎn)相對(duì)，第三天線62的饋點(diǎn)即B點(diǎn)與第四天線62的饋點(diǎn)B點(diǎn)相對(duì)。另一個(gè)第二通信模塊21對(duì)應(yīng)的另一組軌旁天線6中第三天線61的饋點(diǎn)稱為C點(diǎn)，第四天線62的饋點(diǎn)稱為D點(diǎn)。第一天線51的饋點(diǎn)即A點(diǎn)與第三天線61的饋點(diǎn)即C點(diǎn)相對(duì)，第三天線62的饋點(diǎn)即B點(diǎn)與第四天線62的饋點(diǎn)D點(diǎn)相對(duì)。

第一通信單元111和第三通信單元211通過第一天線51和第三天線61進(jìn)行通信，第二通信單元112和第四通信單元212通過第二天線52和第四天線62進(jìn)行通信。

其中，車載通信裝置3中的一組第一通信模塊11與軌旁通信裝置4中的一組第二通信模塊21相互通信，則另一組第第一通信模塊11就與軌旁通信裝置4中的一組第二通信模塊21相互通信。

此處需要說明，圖4中虛線表示在列車運(yùn)行的軌道上設(shè)置有多個(gè)軌旁通信裝置4。

本實(shí)施例提供的車地通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)包括車載通信裝置和軌旁通信裝置，該系統(tǒng)通過采用兩種不同制式的通信協(xié)議，來實(shí)現(xiàn)車載通信裝置與軌旁通信裝置之間的通信，解決單制式存在的吞吐量不足的局限，能夠提高車地通信系統(tǒng)的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力，從而能夠在車地控制信號(hào)可靠性的同時(shí)，并且可以及時(shí)高效地為車載通信裝置中其他模塊傳輸所需要傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

進(jìn)一步地，為了保證車地通信系統(tǒng)的可靠性和安全性，基于冗余技術(shù)來構(gòu)建車地通信系統(tǒng)，即車載通信裝置上設(shè)置有兩個(gè)第一通信模塊，軌旁通信裝置上設(shè)置有兩個(gè)第二通信模塊，兩個(gè)第一通信模塊和兩個(gè)第二通信模塊互為冗余，同時(shí)在線，當(dāng)由其中一個(gè)通信模塊出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用冗余的另一個(gè)通信模塊進(jìn)行信息傳輸，提高行車的安全性。

需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的各部分模塊或它們的組合來實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實(shí)現(xiàn)。例如，如果用硬件來實(shí)現(xiàn)，和在另一實(shí)施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來實(shí)現(xiàn)：具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路， 具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。

本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。

此外，在本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，也可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。

上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。