一種高鐵列車和地面FSO的通信系統技術方案

本實用新型專利技術公開一種高鐵列車和地面FSO的通信系統，包括：運行于鐵軌上的列車、設于所述列車上的第一無線光通信裝置、設于鐵軌沿線的若干桿塔以及設于所述桿塔上的第二無線光通信裝置，所述第二無線光通信裝置按照一定角度朝鐵軌方向發射信標光，第N個桿塔上的第二無線光通信裝置發射的信標光在鐵軌上的覆蓋范圍為A，第N個桿塔與第N?1個桿塔之間的距離在鐵軌上的垂直投影為B，所述A與B存在一重疊區域，N大于或等于2。本實用新型專利技術解決了列車與地面無線光通信裝置在不停進行通信切換時乘客的網絡數據不受影響的問題，便于高鐵利用無線光通信裝置進行無線上網的設備盡快商用，方便廣大乘客。

A communication system of high speed train and ground FSO

Including the communication system, the utility model discloses a high speed train and ground FSO: running on the tracks on the train, on the train on the first wireless optical communication device, is arranged along the tower and several tracks arranged on the tower on the second optical wireless communication device and the wireless optical communication device according to the second a certain angle towards the direction of a railway transmitting beacon, beacon second wireless optical communication device of the N tower on the light emitted by the coverage on the tracks for the A, the N between the tower and the N 1 tower distance on the tracks of vertical projection for the B, A and B are the overlapping region of N is greater than or equal to 2. The utility model solves the problem that the network data of passengers and trains are not affected during the continuous communication and switching when the train and the ground wireless optical communication device are not switched. It is convenient for the high speed railway to use the wireless optical communication device for wireless internet access, and the device is commercial as soon as possible, so as to facilitate the majority of passengers.

【技術實現步驟摘要】
一種高鐵列車和地面FSO的通信系統
本技術涉及無線光通信
，尤其涉及一種高鐵列車和地面FSO的通信系統。
技術介紹
隨著信息化社會的到來，通信技術也得到了日新月異的發展，一種嶄新的無線通信技術—無線光通信(FreeSpaceOptical，簡稱FSO)正在悄然興起。無線光通信是利用激光作為載體傳輸數據，以空氣為介質，提供無線高速的點對點或點對多點通信的一種方式。正是由于無線光通信這一特性，因此被靈活運用于列車通信上。高速運行的列車(時速大于300km/h)時，電磁波在傳輸信號會產生多普勒現象導致信號不穩定，對于在高鐵上使用手機上網的顧客來說，這種情況下基本上無法上網。為了解決高鐵乘客上網的問題，利用FSO通信可以為乘客提供穩定的帶寬接入，這種寬帶接入是利用列車上安裝的FSO和地面每隔一段距離安裝的FSO進行通信的過程，在此應用中列車上FSO會不停的和地面FSO之間進行通信切換，如何保證在切換過程中不影響業務是要重點解決的問題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種高鐵列車和地面FSO的通信系統，以確保列車上FSO能夠在地面多個FSO之間順利進行通信切換。本技術的技術方案如下：本技術提供一種高鐵列車和地面FSO的通信系統，包括：運行于鐵軌上的列車、設于所述列車上的第一無線光通信裝置、設于鐵軌沿線的若干桿塔以及設于所述桿塔上的第二無線光通信裝置，所述第二無線光通信裝置按照一定角度朝鐵軌方向發射信標光，第N個桿塔上的第二無線光通信裝置發射的信標光在鐵軌上的覆蓋范圍為A，第N個桿塔與第N-1個桿塔之間的距離在鐵軌上的投影為B，所述A與B存在一重疊區域，N大于或等于2。所述重疊區域的長度為d，d的值根據列車的速度和信號光的調節精度來確定。所述d大于0且小于相鄰兩桿塔在鐵軌上投影的長度的一半。所述d大于5m且小于50m。所述d為15m。所述第一無線光通信裝置與第二無線光通信裝置之間采用信標光與信號光進行通信，所述信標光的波長不同于所述信號光的波長。采用上述方案，本技術提供一種高鐵列車和地面FSO的通信系統，根據列車的運行方向和無線光通信裝置間的距離在安裝時調節好對準方向，使得信標光的覆蓋范圍超出相鄰無線光通信裝置一定距離，形成用于切換的一個緩沖區間，解決了列車與地面無線光通信裝置在不停進行通信切換時乘客的網絡數據不受影響的問題，便于高鐵利用無線光通信裝置進行無線上網的設備盡快商用，方便廣大乘客。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例，對本技術進行詳細說明。請參閱圖1，本技術提供一種高鐵列車和地面FSO的通信系統，包括：運行于鐵軌上的列車、設于所述列車上的第一無線光通信裝置(FSO)、設于鐵軌沿線的若干桿塔以及設于所述桿塔上的第二無線光通信裝置(FSO)。列車從左向右運動，在運動過程中，列車上的第一無線光通信裝置要和地面上桿塔的第二無線光通信裝置不停進行通信切換，當列車和一桿塔的第二無線光通信裝置連接進行正常通信后，列車繼續前進到達下一個桿塔的第二無線光通信裝置附近時，在很短時間內列車要和該桿塔重新建立通信。列車上的第一無線光通信裝置和地面桿塔的第二無線光通信裝置的對準、通信、切換都是在自動跟蹤系統的控制下自動完成的。列車上的第一無線光通信裝置和地面桿塔的第二無線光通信裝置都發送一束信標光給對方，該信標光的發散角較大、功率較強，光能覆蓋到對端較大的范圍，波長不同于通信用的信號光波長(如680nm)。所述第二無線光通信裝置按照一定角度朝鐵軌方向發射信標光，第N個桿塔上的第二無線光通信裝置發射的信標光在鐵軌上的覆蓋范圍為A，第N個桿塔與第N-1個桿塔之間的距離在鐵軌上的垂直投影為B，所述A與B存在一重疊區域，形成一個緩沖區間，N大于或等于2。根據電信標準，數據傳輸中斷在50ms以內對數據通信沒有影響，根據該標準，對于350km/h的列車，1秒運行的距離近100米，50ms運行的距離為5米，所以該重疊區域應大于5米。所述重疊區域的長度為d，d的值根據列車的速度和信號光的調節精度來確定。在本實施例中，所述d大于0且小于相鄰兩桿塔在鐵軌上投影的長度的一半。進一步地，所述d大于5m且小于50m。所述d優選為15m。當列車從第N-1個桿塔(BS0)對應的鐵軌出發，由于第N個桿塔(BS1)上的第二無線光通信裝置的信標光能覆蓋到第N-1個桿塔(BS0)處的鐵軌，列車接收到信標光后，根據信標光的有無和強弱來判斷對準的趨勢方向，跟蹤系統快速進行信號光的對準調節。當列車收到第N個桿塔(BS1)上的第二無線光通信裝置發送的信標光的同時該第二無線光通信裝置也收到列車發送的信標光，該第二無線光通信裝置收到信標光后立即發送信號光，同時根據列車信標光的趨勢方向進行信號光的快速對準調節，信號光對準后列車和該第二無線光通信裝置建立連接進行正常通信。列車和第N個桿塔(BS1)上的第二無線光通信裝置建立通信后，隨著列車的運行，列車的第一無線光通信裝置和第二無線光通信裝置根據信標光的強弱實時進行信號光方向的動態調節對準，保證通信不中斷。在實時對準調節過程中，調節的只是信號光，信標光不調節，于是列車在運行中會逐漸離開信標光的覆蓋范圍，一旦列車收不到信標光后，跟蹤系統根據控制算法利用信號光進行方向調節，調節到一定程度后，列車運行到第N個桿塔(BS1)附近并收到第N+1個桿塔(BS2)上第二無線光通信裝置的信標光，此信息告訴列車的第一無線光通信裝置需要和另一臺第二無線光通信裝置建立通信，已建立的通信需要中斷，此時列車的第一無線光通信裝置和第二無線光通信裝置要進行切換操作。列車的第一無線光通信裝置重新收到信標光后快速將信號光通過控制系統向初始位置進行調節，列車的第一無線光通信裝置在調節過程中第N個桿塔(BS1)上的第二無線光通信裝置會收不到信號光，此時第N個桿塔(BS1)上的第二無線光通信裝置關閉信號光同時信號光方向調節到初始位置，以便能快速和下一輛列車對準通信。列車的第一無線光通信裝置收到第N+1個桿塔(BS2)上第二無線光通信裝置的信標光后，第N+1個桿塔(BS2)上第二無線光通信裝置也會收到列車的第一無線光通信裝置的信標光。第N+1個桿塔(BS2)上第二無線光通信裝置收到信標光后立即發送信號光，此時列車的第一無線光通信裝置和第N+1個桿塔(BS2)上第二無線光通信裝置根據信標光的趨勢方向進行對準通信，對準原理和方式和第N個桿塔(BS1)上的第二無線光通信裝置相同。隨著列車的繼續向前運行，到達下一個桿塔附近時就和另一個第二無線光通信裝置進行通信切換，保證列車的第一無線光通信裝置和地面桿塔的第二無線光通信裝置通信的連續性，從而保證列車上乘客上網不受影響。上述列車的第一無線光通信裝置和地面桿塔的第二無線光通信裝置的通信切換是從物理層上保證數據傳輸的一致性，與傳輸鏈路連接的數據設備通過一套網絡協議來保證在標準中斷時間內數據業務不受影響。綜上所述，本技術提供一種高鐵列車和地面FSO的通信系統，根據列車的運行方向和無線光通信裝置間的距離在安裝時調節好對準方向，使得信標光的覆蓋范圍超出相鄰無線光通信裝置一定距離，形成用于切換的一個緩沖區間，解決了列車與地面無線光通信裝置在不停進行通信切換本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高鐵列車和地面FSO的通信系統，其特征在于，包括：運行于鐵軌上的列車、設于所述列車上的第一無線光通信裝置、設于鐵軌沿線的若干桿塔以及設于所述桿塔上的第二無線光通信裝置，所述第二無線光通信裝置按照一定角度朝鐵軌方向發射信標光，第N個桿塔上的第二無線光通信裝置發射的信標光在鐵軌上的覆蓋范圍為A，第N個桿塔與第N?1個桿塔之間的距離在鐵軌上的垂直投影為B，所述A與B存在一重疊區域，N大于或等于2。

【技術特征摘要】
1.一種高鐵列車和地面FSO的通信系統，其特征在于，包括：運行于鐵軌上的列車、設于所述列車上的第一無線光通信裝置、設于鐵軌沿線的若干桿塔以及設于所述桿塔上的第二無線光通信裝置，所述第二無線光通信裝置按照一定角度朝鐵軌方向發射信標光，第N個桿塔上的第二無線光通信裝置發射的信標光在鐵軌上的覆蓋范圍為A，第N個桿塔與第N-1個桿塔之間的距離在鐵軌上的垂直投影為B，所述A與B存在一重疊區域，N大于或等于2。2.根據權利要求1所述的高鐵列車和地面FSO的通信系統，其特征在于，所述重疊區域的長度為d，d的值根據列車的速...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜建軍，
申請(專利權)人：深圳市新岸通訊技術有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44