[发明专利]基于相控阵天线的磁浮列车车地无线通信方法及相关装置

说明书

本发明提供了一种基于相控阵天线的磁浮列车车地无线通信方法及相关装置，可使用有源相控阵天线进行车辆无线通信装置与地面分区无线通信装置之间的毫米波传输，由于有源相控阵天线可提供可观的空间波束增益，同时可对毫米波进行定向传输，因此可大大提高目标方向上的辐射功率，增加射频链路的可靠性，且可有效降低信号的多径传输现象及由多径造成的信道快衰落和时延扩展问题，进而有效提升列车与地面之间的数据传输稳定性及降低传输时延；同时本发明中的中央无线电控制单元与地面分区无线通信装置之间采用冗余的核心网进行光信号传输，也可确保地面传输信道稳定可靠，进而确保中央无线电控制单元与车辆无线通信装置的数据传输低时延且稳定可靠。

技术领域

本发明涉及磁浮列车通信领域，特别涉及一种基于相控阵天线的磁浮列车车地无线通信方法、系统及存储介质。

背景技术

车地无线通信系统是磁浮运行控制系统的重要组成部分，用于在列车和地面设备之间建立一个可靠有效的无线电通信通道，以达到承载运行控制数据、牵引定位数据、诊断数据、旅客信息系统数据以及车地必要的语音通信或数据通信的目的。相关技术中，车地无线通信系统采用LTE-M网络进行数据传输。然而对于磁浮列车等高速列车而言，基于LTE-M的车地无线通信系统的传输时延及时延抖动无法满足低延迟需求，同时其抗干扰能力受列车移动速度的影响较大，当移动速度提升时，其抗干扰能力会急剧下降，影响列车与地面之间的正常通信。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于相控阵天线的磁浮列车车地无线通信方法、系统及存储介质，可使用毫米波信号进行车辆无线通信装置与地面分区无线通信装置之间的数据传输，而毫米波信号可采用有源相控阵天线阵列进行传输，进而有效提升列车与地面之间的数据传输稳定性及降低数据传输时延。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于相控阵天线的磁浮列车车地无线通信方法，包括：

中央无线电控制单元将第一业务系统生成的第一数据发送至核心网，同时将所述核心网返回的第二数据输入所述第一业务系统进行处理；

所述核心网将所述第一数据以光信号形式传输至牵引变电站，并在对所述第一数据进行还原后，将所述第一数据发送至所述地面分区无线通信装置，同时将所述地面分区无线通信装置返回的第二数据以所述光信号形式传输至中央控制室，并在对所述第二数据进行还原后，将所述第二数据发送至所述中央无线电控制单元；

所述地面分区无线通信装置将所述第一数据转化为第一毫米波信号并发送至车载无线通信装置，同时将所述车载无线通信装置返回的第二毫米波信号转换为所述第二数据，并将所述第二数据发送至所述核心网；

所述车载无线通信装置将从所述第一毫米波信号中解析得到的所述第一数据输入第二业务系统进行处理，同时将所述第二业务系统生成的所述第二数据转换为所述第二毫米波信号，将所述第二毫米波信号发送至所述地面分区无线通信装置；所述第一毫米波信号和所述第二毫米波信号均采用有源相控阵天线阵列进行传输。

可选地，所述中央无线电控制单元、所述核心网、所述地面分区无线通信装置、所述车载无线通信装置组成一组磁浮列车车地无线通信子系统，磁浮列车无线车地通信系统中至少包含两组所述磁浮列车车地无线通信子系统。

可选地，所述地面分区无线通信装置与所述车载无线通信装置之间通过CDM和OFDM调制解调技术传输所述第一毫米波信号及所述第二毫米波信号。

可选地，所述车载无线通信装置包括车载移动基站和车载无线电控制单元，所述车载无线通信装置将从所述第一毫米波信号中解析得到的所述第一数据输入第二业务系统进行处理，同时将所述第二业务系统生成的所述第二数据转换为所述第二毫米波信号，将所述第二毫米波信号发送至所述地面分区无线通信装置，包括：