本實(shí)用新型涉及一種高速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，尤其是高速移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高鐵由于速度較快，達(dá)到300km/h，傳統(tǒng)的通訊方式不能滿足通信要求，容易發(fā)生信號(hào)中斷、延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)丟失等問題，而且高鐵全封閉的車廂結(jié)構(gòu)導(dǎo)致無線信號(hào)穿透損耗大，同時(shí)還存在建設(shè)維護(hù)成本高的問題。

高鐵把沿線的3G或4G信號(hào)轉(zhuǎn)換為Wi-Fi。也就是通過設(shè)備先接收沿途三大運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化為列車上的熱點(diǎn)，以供乘客使用。當(dāng)火車時(shí)速達(dá)到每小時(shí)200到300公里后，信號(hào)衰減程度很大。且在三大運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)之間頻繁切換，信號(hào)就會(huì)不穩(wěn)定。另外，在人煙稀少的地區(qū)，如果運(yùn)營(yíng)商基站的覆蓋密度不大，信號(hào)則會(huì)受影響。如果用衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的話，成本太高，技術(shù)也不成熟。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、建設(shè)維護(hù)費(fèi)用低的高速移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具體技術(shù)方案為：

高速移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括核心交換機(jī)、軌道中繼系統(tǒng)和車載無線交換系統(tǒng)；所述核心交換機(jī)與監(jiān)控屏幕、列車管理系統(tǒng)、英特網(wǎng)和移動(dòng)控制器通過網(wǎng)線連接；所述移動(dòng)控制器切換車載無線交換系統(tǒng)與軌道中繼系統(tǒng)的無線連接；所述軌道中繼系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)有多個(gè)，軌道中繼系統(tǒng)包括中繼無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備和中繼天線，中繼無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備與中繼天線通過饋線連接，所述軌道中繼系統(tǒng)通過網(wǎng)線與光電轉(zhuǎn)換器連接，光電轉(zhuǎn)換器與光纖連接，光纖通過光電轉(zhuǎn)換器與核心交換機(jī)連接；所述車載無線交換系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)有多個(gè)，包括車載無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備、車載天線、監(jiān)控探頭、監(jiān)管系統(tǒng)、訊息系統(tǒng)和無線路由器；所述車載天線通過饋線與車載無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備連接，所述監(jiān)控探頭、監(jiān)管系統(tǒng)、訊息系統(tǒng)和無線路由器均通過網(wǎng)線與車載無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備連接；所述訊息系統(tǒng)包括多媒體廣告、管理者公告、政府公告、緊急廣播、列車時(shí)刻和到站信息；所述監(jiān)管系統(tǒng)包括列車測(cè)速、列車定位、列車安全自動(dòng)警示和列車調(diào)度。

所述核心交換機(jī)為三層交換機(jī)。

所述車載天線為全向天線。

所述中繼天線為板狀天線。

所述監(jiān)控探頭為網(wǎng)絡(luò)高清探頭。

無線網(wǎng)采用的是公用的2.4G和5.8G頻段的無線網(wǎng)狀網(wǎng)。無線網(wǎng)狀網(wǎng)就是“Mesh”，也稱為“多跳”網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)里，每個(gè)客戶端都要通過一條與AP（相當(dāng)于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)中的HUB）相連的無線鏈路來訪問網(wǎng)絡(luò)，用戶間如果要相互通信的話，必須首先訪問一個(gè)固定的接入點(diǎn)（AP），這種網(wǎng)絡(luò)稱為單跳網(wǎng)絡(luò)。而在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)作為AP和路由器的接入點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送和接收信號(hào)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與一個(gè)或多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信。

無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備吞吐量達(dá)300Mbps，且每個(gè)無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)之間可以連接（堆疊），保證了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充性。無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)15跳以后仍然保留90%，極低的損耗或衰減。無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備間的響應(yīng)延時(shí)在固定場(chǎng)景下不大于2ms，在移動(dòng)場(chǎng)景中不大于5ms。無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備還有自動(dòng)路由鏈路備援特性，即在網(wǎng)絡(luò)中有單個(gè)甚至多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)選擇最優(yōu)的信號(hào)傳輸路徑，保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

無線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)的核心原理就是“分布式以太交換技術(shù)”，舉例來說，一個(gè)4臺(tái)無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以把它看成一臺(tái)16口的交換機(jī)；換言之，此無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)就是將此臺(tái)交換機(jī)切割成16組設(shè)備，分別裝上天線，放置在不同地點(diǎn)，組成一個(gè)完整的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有1個(gè)IP，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的16個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備集中管理。采用多輸入多輸出技術(shù)（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線，使信號(hào)通過發(fā)射端與接收端的多個(gè)天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。

移動(dòng)控制器通過設(shè)定RSSI門檻值，當(dāng)信號(hào)值達(dá)到門檻值時(shí)切換車載無線交換系統(tǒng)與軌道中繼系統(tǒng)的連接，完成移動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸，保證信號(hào)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定。

無線路由器為列車上乘客提供Wi-Fi。

網(wǎng)絡(luò)高清探頭將視頻采集與壓縮功能、網(wǎng)絡(luò)功能和P/T/Z功能結(jié)合起來，可以直接在前端輸出數(shù)字音視頻信號(hào)，通過網(wǎng)線及核心交換機(jī)，傳送到監(jiān)控指揮調(diào)度中心、客戶端和錄像存儲(chǔ)設(shè)備。

高速移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

可靠性高，無任何單點(diǎn)故障，具備冗余功能。

實(shí)時(shí)性好，應(yīng)急功能、高清視頻監(jiān)控與通訊、信息播放流暢。

安全性高，系統(tǒng)內(nèi)部、外部風(fēng)險(xiǎn)管理，保證信息安全，運(yùn)作正常。

操作及維護(hù)簡(jiǎn)單、方便， 整體系統(tǒng)容易操作且需符合標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。

拓展性好，彈性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，容易新增設(shè)備及接入現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

建設(shè)維護(hù)成本低，沿途無需使用運(yùn)營(yíng)商基站，通過鋪設(shè)的光纖提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

本實(shí)用新型提供的高速移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決了無線傳輸系統(tǒng)在隧道中遇到的多路徑反射干擾、噪聲干擾以及高速移動(dòng)切換問題，具有高帶寬、低延遲、無縫快速切換、零掉包、自我平衡的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，高速移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括核心交換機(jī)、軌道中繼系統(tǒng)和車載無線交換系統(tǒng)；核心交換機(jī)與監(jiān)控屏幕、列車管理系統(tǒng)、英特網(wǎng)和移動(dòng)控制器通過網(wǎng)線連接；移動(dòng)控制器切換車載無線交換系統(tǒng)與軌道中繼系統(tǒng)的無線連接；軌道中繼系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)有多個(gè)，軌道中繼系統(tǒng)包括中繼無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備和板狀天線，中繼無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備與板狀天線通過饋線連接，軌道中繼系統(tǒng)通過網(wǎng)線與光電轉(zhuǎn)換器連接，光電轉(zhuǎn)換器與光纖連接，光纖通過光電轉(zhuǎn)換器與核心交換機(jī)連接；車載無線交換系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)有多個(gè)，包括車載無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備、全向天線、網(wǎng)絡(luò)高清探頭、監(jiān)管系統(tǒng)、訊息系統(tǒng)和無線路由器；全向天線通過饋線與車載無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備連接，網(wǎng)絡(luò)高清探頭、監(jiān)管系統(tǒng)、訊息系統(tǒng)和無線路由器均通過網(wǎng)線與車載無線網(wǎng)狀網(wǎng)設(shè)備連接；訊息系統(tǒng)包括多媒體廣告、管理者公告、政府公告、緊急廣播、列車時(shí)刻和到站信息；監(jiān)管系統(tǒng)包括列車測(cè)速、列車定位、列車安全自動(dòng)警示和列車調(diào)度。

核心交換機(jī)采用三層交換機(jī)。