一种基于LTE技术的铁路STP系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于LTE技术的铁路STP系统，STP系统包括分布在站场两端的两个发射塔，每个发射台装有主备两台RRU，四台RRU分别与近端的主备两台BBU连接，主备两台BBU和主备4台RRU通过光纤的管理通道维持两秒一次的握手通信；主备两台BBU通过控制及交换主机连接有主备EPC和主备站场服务器。本实用新型专利技术使用LTE网络替换450M窄带无线网络,技术上升级换代，解决抗干扰性差，技术老化等问题。

A railway STP system based on LTE Technology

The utility model provides a railway STP system based on LTE technology. The STP system includes two transmitter towers distributed at both ends of the station. Each transmitter is equipped with two RRU, four RRU and two BBU connections in the near end. Two BBU and 4 RRU are prepared for two seconds of handshake by the management channel of the optical fiber. Communication; main and standby two BBU through the control and switching host connection, there are main standby EPC and main standby yard server. The utility model uses the LTE network to replace the 450M narrowband wireless network, upgrading technically, and solving the problems of poor anti-interference and aging technology.

【技术实现步骤摘要】
一种基于LTE技术的铁路STP系统
本技术涉及无线调车机车信号系统领域，具体是一种基于LTE技术的铁路STP系统。
技术介绍
无线调车机车信号系统(ShuntingTrainProtection，简称STP系统，是在电气集中或计算机联锁车站采用无线通信方式，将车站的调车联锁信号传送到调车机车，并在司机室内反映车列前方运行条件的信号显示；利用对无线调车机车信号和车站基本信息的加工处理，通过调车机车既有的列车运行监控记录装置实现对调车作业安全防护的监控；它是保证调车机车作业安全的控制系统。其中的无线通信方式，过去采用450M等窄带技术，现在LTE宽带无线通信技术成为了后续发展的趋势。现有的STP系统一般采用450M的数传电台作为场站调车信号覆盖,如图1所示,由站场服务器、信号控制设备、数传电台组成。站场服务器有两台，完成STP命令的下发和车载设备上传数据的处理，两台站场服务器冗余备份，通过握手协议和信号控制设备保持连接，并确定主备状态。信号控制设备完成车载设备和站场服务器的TCP链接建立以及STP命令转发。数传电台是站场STP系统的无线覆盖设备，主备冗余，给车载设备和站场服务器提供无线通信通道。数传电台一般采用450MHz频道，覆盖距离远。STP系统工作时，主备站场服务器和车载设备首先都要和信号控制设备建立TCP链接，然后每隔几秒就要向信号控制设备发握手包，如果信号控制设备连续3次收不到站场服务器和车载设备的握手包，就将该TCP链接拆除。如果站场服务器和车载设备连续3次收不到信号控制设备的握手包，就将该TCP链接拆除，然后重新申请建链。当TCP链接和信号控制设备、主备站场服务器和车载设备间握手包收发正常后，信号控制设备根据STP协议规定向主备站场服务器和车载设备转发STP报文。现有技术存在的问题和缺点：1）现有方案采用的数传电台没有定制开发，功能简单，主备冗余功能需外部仲裁甚至人为干预，网络状况感知差；2）现有方案采用窄带数传电台，频率利用率低，抗干扰性差，技术老化面临被替代等问题；3）现有方案业务接口是串口存在传输速率低，目前不能传输高带宽数据业务，如站场的视频监控、监控检测等数据，不能满足未来的铁路站场信息化的业务需求。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术的问题，提供了一种基于LTE技术的铁路STP系统，使用LTE网络替换450M窄带无线网络,技术上升级换代，解决抗干扰性差，技术老化等问题。本技术提供了一种基于LTE技术的铁路STP系统，由EPC（核心网）、BBU（基带处理单元）、RRU（射频处理单元）、控制及交换主机和站场服务器组成，具体包括分布在站场两端的两个发射塔，每个发射台装有主备两台RRU，四台RRU分别通过CPRI光纤与近端的主备两台BBU连接，主备两台BBU和主备4台RRU通过光纤的管理通道维持两秒一次的握手通信；主备两台BBU通过控制及交换主机连接有主备EPC和主备站场服务器。本技术还提供了一种基于LTE技术的铁路STP系统的工作方法，包括以下四种检测方式：T1：BBU和RRU的实时监测通道，利用BBU和RRU之间的CPRI光纤连接，BBU使用其中的管理帧实时监测RRU的状态，并定时发送握手信号；当BBU连续三次接收不到主用RRU的握手信号时，将备用RRU切换为主用，并将正常的业务数据切换到原来备用RRU的光纤通路上，同时下发命令让故障RRU复位重启。T2：控制及交换主机和BBU的实时检测通道，承载在BBU和EPC间的以太网线路上，实时监测BBU的状态，并定时发送握手信号；当控制及交换主机连续三次接收不到BBU的握手信号时，将备用BBU切换为主用，并将正常的业务数据切换到新的主用BBU的以太网通路上，同时下发命令让故障BBU复位重启。T3：控制及交换主机和EPC的实时检测通道，承载在BBU和EPC间的以太网线路上，实时监测EPC的状态，并定时发送握手信号；当控制及交换主机连续三次接收不到EPC的握手信号时，将备用EPC切换为主用，并将正常的业务数据切换到新的主用EPC的以太网通路上，同时下发命令让故障EPC复位重启。T4：控制及交换主机和站场服务器的实时检测通道，承载在站场服务器和EPC间的以太网线路上，实时监测站场服务器的状态，并定时发送握手信号。当控制及交换主机连续三次接收不到站场服务器的握手信号时，将备用站场服务器切换为主用，并将正常的业务数据切换到新的主用站场服务器的以太网通路上，同时下发命令让故障站场服务器复位重启。控制及交换主机作为网络控制中心，通过T1、T2、T3、T4四种监测方式完成对站场服务器、EPC、BBU、RRU的状态监测和控制，实时保障LTE网络通信可靠性。控制及交换主机系统架构应该简单，不运行复杂的操作系统，保证工作的可靠性。最好使用FPGA，采用纯硬件方式实现对LTE网络的实时监控。本技术有益效果在于：1.通过控制及交换主机、EPC、BBU和RRU的灵活组网，保证LTE网络的全互连、全冗余备份组网。2.通过控制及交换主机和其他设备间的T1、T2、T3、T4四种监测方式完成对站场服务器、EPC、BBU、RRU的状态监测和控制，实时保障LTE网络通信可靠性。3.采用LTE无线网络代替原有的450MHz窄带网络，提高了频率使用率，后续扩展性较强，符合技术发展趋势，具有较大扩展性。4．LTE网络是全IP、高速宽带网络，解决了原有STP系统业务单一，只支持低速窄带业务的问题。为后续业务扩展、升级留有余地。附图说明图1为现有的采用450M的数传电台作为场站调车信号覆盖的STP系统示意图。图2为本技术提供的STP系统示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。本技术提供了一种基于LTE技术的铁路STP系统，结构如图2所示，LTE无线网络由EPC（核心网）、BBU（基带处理单元）和RRU（射频处理单元）组成。控制及交换主机完成EPC、BBU和站场主机的互连、以太网交换、网络状态控制等功能。EPC完成终端入网认证、数据交换等功能。BBU完成LTE基带信号和物理层信号处理。RRU完成LTE射频信号的收发、放大。本技术使用两套LTE设备，完成LTE信号的覆盖，实现组网的全冗余全互通。对于STP场站的应用，采用两个发射塔，分别在站场的两端，完成对站场LTE信号的良好覆盖。每个发射塔装有两台RRU，一台主用，一台备用，主用RRU正常工作完成LTE信号覆盖，备用RRU开机热备份，当主用RRU故障时迅速切换到主用状态，尽量缩短通信故障时间。两台BBU，一台主用，一台备用，和四台RRU采用光纤全互连，正常工作时主用BBU和主用RRU收发数据，同时主备两台BBU和主备4台RRU通过光纤的管理通道维持两秒一次的握手通信，保证BBU可以实时监控RRU工作状态，为故障时切换作准备。控制及交换主机和核心网侧两台主备EPC、两台主备BBU及两台站场服务器连接，提供这些设备的以太网数据收发通道、报文交换控制。同时控制及交换主机和这些设备维持两秒一次的握手通信，保证控制及交换主机可以实时监控EPC、BBU及站场主机的工作状态，为故障时切换作准备。本技术还提供了一种基于LTE技术的铁路STP系统的工作方法，包括以下四种检测方式：T1：BBU和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LTE技术的铁路STP系统，其特征在于：包括分布在站场两端的两个发射塔，每个发射台装有主备两台RRU，四台RRU分别与近端的主备两台BBU连接，主备两台BBU和主备4台RRU通过光纤的管理通道维持两秒一次的握手通信；主备两台BBU通过控制及交换主机连接有主备EPC和主备站场服务器。

【技术特征摘要】
1.一种基于LTE技术的铁路STP系统，其特征在于：包括分布在站场两端的两个发射塔，每个发射台装有主备两台RRU，四台RRU分别与近端的主备两台BBU连接，主备两台BBU和主备4台RRU通过光纤的管理通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云峰，邵忠军，袁仁富，薄红光，
申请(专利权)人：南京泰通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32