用于軌道交通車地無線通信的多鏈路擇優(yōu)傳輸方法及裝置與流程

本發(fā)明涉及一種軌道交通無線通信系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于軌道交通車地無線通信的多鏈路擇優(yōu)傳輸方法及裝置。

背景技術：

現(xiàn)在城市軌道交通多采用CBTC(基于通信的列車自動控制系統(tǒng))作為列車運營控制系統(tǒng)。它的特點是用通信媒體來實現(xiàn)列車和地面設備的雙向通信，其突出優(yōu)點是可以實現(xiàn)車—地之間的雙向通信，并且傳輸信息量大，傳輸速度快等等。

CBTC系統(tǒng)的列車和地面設備的通信由列車到軌旁的無線通信與軌旁到機房的有線通信組成。車地無線通信的暢通和安全是保證整個CBTC系統(tǒng)正常運行的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)在的車地無線通信是由終端通過WiFi網(wǎng)絡或者LTE網(wǎng)絡接入無線網(wǎng)絡，形成單一的傳輸鏈路。

現(xiàn)有車地無線通信系統(tǒng)只能在單獨WiFi網(wǎng)絡或者單獨LTE網(wǎng)絡中運行，無法在WiFi和LTE交替部署，或者WiFi和LTE混合部署的網(wǎng)絡中運行。

現(xiàn)有車地無線通信系統(tǒng)每個終端只能接入一張網(wǎng)絡，無法充分利用已布置的軌旁無線網(wǎng)絡，且當該網(wǎng)絡發(fā)生故障時，列車處于單點連接的不可靠狀態(tài)。

現(xiàn)有車地無線通信系統(tǒng)通過不同網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之間沒有優(yōu)先級的區(qū)分，必須通過應用層軟件進行優(yōu)先級處理，處理過程復雜，且在網(wǎng)絡環(huán)境出現(xiàn)變化或者運營方要求變更的情況下，需要通過修改應用層軟件的方式進行變更，維護難度大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種用于軌道交通車地無線通信的多鏈路擇優(yōu)傳輸方法及裝置。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種用于軌道交通車地無線通信的多鏈路擇優(yōu)傳輸方法，該方法為：首先采用多臺LTE或WiFi的調制解調器，完成車地無線鏈路的建立；然后通過在鏈路上發(fā)送接收心跳幀的方式，判斷鏈路的狀態(tài)；最后按照設定的鏈路優(yōu)先級的順序依次查詢鏈路的狀態(tài)，并發(fā)送數(shù)據(jù)。

該方法具體包括以下步驟：

a)通過調制解調器完成鏈路的連接，然后執(zhí)行步驟b；

b)設置鏈路的優(yōu)先級，在設置過程中確保兩端對相同鏈路的優(yōu)先級設置相同，不同的鏈路設置不同的優(yōu)先級，然后執(zhí)行步驟c；

c)在鏈路上持續(xù)發(fā)送和接收心跳幀，然后執(zhí)行步驟d；

d)通過查詢每條鏈路的心跳幀的傳輸情況，設置所有鏈路的傳輸狀態(tài)，然后執(zhí)行步驟e；

e)按照鏈路優(yōu)先級的高低依次判斷該條鏈路傳輸是否正常，如果正常執(zhí)行步驟f；如果不正常執(zhí)行步驟g；

f)在選定的傳輸正常的鏈路上傳輸數(shù)據(jù)一段時間；然后返回步驟e；

g)通過人機接口發(fā)送網(wǎng)絡故障消息，然后返回步驟e。

一種用于軌道交通車地無線通信的多鏈路擇優(yōu)傳輸方法的裝置，包括依次連接的車載終端、通信網(wǎng)絡和地面服務器，所述的車載終端包括依次連接的第一心跳模塊、第一數(shù)據(jù)傳輸模塊和調制解調器，所述的地面服務器包括相互連接的第二心跳模塊和第二數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述的調制解調器通過通信網(wǎng)絡與第二數(shù)據(jù)傳輸模塊連接。

所述的調制解調器包括LTE調制解調器或WiFi調制解調器，所述的通信網(wǎng)絡包括LTE網(wǎng)絡或WiFi網(wǎng)絡，

所述的LTE調制解調器通過LTE網(wǎng)絡與第二數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，用于發(fā)射和接收LTE信號；

所述的WiFi調制解調器通過WiFi網(wǎng)絡與第二數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，用于發(fā)射和接收WiFi信號。

該裝置還包括設在鏈路中的計時器，該計時器與心跳模塊連接；

所述的心跳模塊與數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接，用于在每條鏈路上持續(xù)定時發(fā)射心跳幀，接收心跳幀，在某條鏈路丟失心跳幀時啟動該條鏈路對應的計數(shù)器，當計數(shù)器達到設定值時將鏈路的狀態(tài)設置為中斷，在中斷鏈路接收到心跳幀時啟動該條鏈路對應的計數(shù)器，當計數(shù)器達到設定值時將鏈路的狀態(tài)設置為正常。

所述的心跳模塊設有用于顯示傳輸鏈路狀態(tài)的顯示器。

所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于根據(jù)心跳模塊顯示的傳輸鏈路的狀態(tài)和各自鏈路設定的優(yōu)先級選擇用于傳輸?shù)逆溌?，將外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在選定的鏈路上傳輸，并在所有鏈路傳輸均中斷時通過人機接口發(fā)送網(wǎng)路故障消息。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、適用性廣，由于同時集成了LTE調制解調器和WiFi調制解調器，可以適用于單獨LTE網(wǎng)絡，單獨WiFi網(wǎng)絡及其LTE和WiFi的混合網(wǎng)絡；

2、可靠性高，并通過在多條無線傳輸鏈路上發(fā)送心跳幀的方式實時檢測鏈路狀態(tài)，實時選擇當前傳輸正常的鏈路，增加了可靠性；

3、利用率高，每一臺終端能夠同時接入多條無線鏈路，充分利用軌旁部署的已有網(wǎng)絡資源；

4、配置靈活，由于可以在終端上為不同鏈路上設置優(yōu)先級，靈活定義在不同線路接入優(yōu)先級；

5、維護簡便，接入網(wǎng)絡的種類，數(shù)量及其優(yōu)先級均可以在終端進行設置，可以在不變更配置的情況下，在不同的網(wǎng)絡環(huán)境下保持數(shù)據(jù)傳輸。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程圖；

圖2為本發(fā)明的裝置結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1所示為本發(fā)明的具體流程。系統(tǒng)執(zhí)行所述多鏈路檢測傳輸，完成端到端的數(shù)據(jù)傳輸。以三條鏈路為例，結合圖1對以下各步驟進行詳細描述：

在步驟401中，在終端設置鏈路的優(yōu)先級，在設置過程中確保兩端終端對相同鏈路的優(yōu)先級設置相同，不同的鏈路設置不同的優(yōu)先級，然后執(zhí)行步驟402

在步驟402中，兩側的終端在三條鏈路上持續(xù)發(fā)送和接收心跳幀，發(fā)送心跳幀的時間間隔為50ms，然后執(zhí)行步驟403。

在步驟403中，終端通過查詢每條鏈路的心跳幀的傳輸情況，匯總所有鏈路的傳輸狀態(tài)。然后執(zhí)行步驟404。

在步驟404中，判斷優(yōu)先級為1的鏈路是否傳輸正常，如果正常執(zhí)行步驟405；如果不正常執(zhí)行步驟406。

在步驟405中，在優(yōu)先級為1的鏈路上傳輸數(shù)據(jù)50ms。然后執(zhí)行步驟403；

在步驟406中，判斷優(yōu)先級為2的鏈路是否傳輸正常，如果正常執(zhí)行步驟407；如果不正常執(zhí)行步驟408。

在步驟407中，在優(yōu)先級為2的鏈路上傳輸數(shù)據(jù)50ms。然后執(zhí)行步驟403；

在步驟408中，判斷優(yōu)先級為3的鏈路是否傳輸正常，如果正常執(zhí)行步驟409；如果不正常執(zhí)行步驟410。

在步驟409中，在優(yōu)先級為3的鏈路上傳輸數(shù)據(jù)50ms。然后執(zhí)行步驟403；

在步驟410中，終端通過人機接口發(fā)送網(wǎng)絡故障消息。然后執(zhí)行步驟403；

上述城市軌道交通車地無線通信多鏈路擇優(yōu)傳輸?shù)姆椒?，其應用場景主要有以下兩個方面：

1、使用雙套LTE網(wǎng)絡時，車輛單端設備中可以集成兩塊LTE調制解調器，分別駐留在兩張LTE網(wǎng)絡上，車地數(shù)據(jù)可以擇優(yōu)進行傳輸，增加車地無線鏈路數(shù)量以及無線網(wǎng)絡冗余性。

2、使用LTE和WiFi混合組網(wǎng)時，例如項目一期建設時間較早，是采用WiFi網(wǎng)絡進行車地傳輸，而延伸線或者二期上，采用LTE網(wǎng)絡，那么使用該方法和裝置，只需對一期車輛進行少量改造，即可實現(xiàn)一，二期車輛的兼容及混跑，提高原有WiFi系統(tǒng)利用率，減少建設投資成本。

本發(fā)明終端的心跳模塊通過數(shù)據(jù)傳輸模塊在三條鏈路上同時發(fā)送和接收心跳幀，數(shù)據(jù)傳輸模塊每隔50ms檢測一次每條鏈路的傳輸狀態(tài)，將外部系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過當前可用的最高優(yōu)先級的鏈路進行傳輸。如果所有鏈路的傳輸狀態(tài)均不正常，則在人機接口發(fā)送網(wǎng)絡故障的告警消息，并仍按照每隔50ms檢測一次每條鏈路的傳輸狀態(tài)。

如圖2所示，一種用于軌道交通車地無線通信的多鏈路擇優(yōu)傳輸裝置，包括依次連接的車載終端1、通信網(wǎng)絡和地面服務器4，所述的車載終端1包括依次連接的第一心跳模塊12、第一數(shù)據(jù)傳輸模塊11和調制解調器，所述的地面服務器4包括相互連接的第二心跳模塊41和第二數(shù)據(jù)傳輸模塊42，所述的調制解調器通過通信網(wǎng)絡與第二數(shù)據(jù)傳輸模塊42連接。

所述的調制解調器包括LTE調制解調器13或WiFi調制解調器14，所述的通信網(wǎng)絡包括LTE網(wǎng)絡2或WiFi網(wǎng)絡3，

所述的LTE調制解調器13通過LTE網(wǎng)絡2與第二數(shù)據(jù)傳輸模塊41連接，用于發(fā)射和接收LTE信號；

所述的WiFi調制解調器14通過WiFi網(wǎng)絡3與第二數(shù)據(jù)傳輸模塊41連接，用于發(fā)射和接收WiFi信號。

該裝置還包括設在鏈路中的計時器，該計時器與心跳模塊連接；所述的心跳模塊與數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接，用于在每條鏈路上持續(xù)定時發(fā)射心跳幀，接收心跳幀，在某條鏈路丟失心跳幀時啟動該條鏈路對應的計數(shù)器，當計數(shù)器達到設定值時將鏈路的狀態(tài)設置為中斷，在中斷鏈路接收到心跳幀時啟動該條鏈路對應的計數(shù)器，當計數(shù)器達到設定值時將鏈路的狀態(tài)設置為正常。

所述的心跳模塊設有用于顯示傳輸鏈路狀態(tài)的顯示器。所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于根據(jù)心跳模塊顯示的傳輸鏈路的狀態(tài)和各自鏈路設定的優(yōu)先級選擇用于傳輸?shù)逆溌?，將外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在選定的鏈路上傳輸，并在所有鏈路傳輸均中斷時通過人機接口發(fā)送網(wǎng)路故障消息。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。