一种增强移动终端信号的车载式移动通信方法技术

一种增强移动终端信号的车载式移动通信方法，属于无线通信技术领域。包括：一个通信核心网；一个或多个接入网；一个或多个车载无线收发装置；一个汽车总线；一个或多个车载短距离无线中继装置；以及一个或多个移动终端。移动终端通过车载短距离无线中继装置、汽车总线、车载无线收发装置与接入网连接，接入网与通信核心网连接。本发明专利技术的无线通信中增强移动终端信号的车载系统，其优点是功耗极大地减小；车内无线移动业务信号好，通话质量高；减少移动无线通信的辐射，有益无线通信用户健康；设备成本低，并对现有设备继承性好。

【技术实现步骤摘要】
一种增强移动终端信号的车载式移动通信方法
本专利技术涉及一种增强移动终端信号的车载移动通信系统及其实现方法，属于无线通信

技术介绍
进入21世纪以来，我国的移动通信业务发展迅猛。一方面，移动话音业务市场持续增长；另一方面，移动互联网的兴起极大地刺激了用户对于相关业务的需求。据工信部统计，截至2013年上半年，我国的移动用户数已经超过11亿，而移动互联网用户超过8亿。与此同时，我国的机动车保有量也持续增加，2013年初已经超过2.4亿辆，其中私人汽车拥有量超过1亿辆。据预计，接下来的10年内每百户汽车拥有量将达到或接近60辆。尤其在经济发达的城市，日常生活中人的相当一部分时间是在车中度过的。这意味着车载通信业务将成为移动通信中的重要使用场景。在美国，仅通用汽车公司就有超过500万户车载通信服务用户，且从2008年开始，几乎所有的新车都具有这项服务项目。未来，随着移动通信业务的快速增长和移动终端及车辆的广泛普及，车载通信业务还将得到进一步推广。为了向车辆提供可靠而稳定的通信服务，移动网络需要进一步保证其覆盖范围和通信质量。一般而言，这需要基站和终端采用较大的射频功率。我国的GSM移动通信系统采用900MHz和1800MHz频段。根据对于900MHz无线电信号的测试结果，汽车的金属结构对无线信号的车内损耗通常在8-10dB，这已经与中等城市市区一般钢筋混凝土框架建筑物的贯穿损耗中值相当。对于1800MHz，虽然其波长比900MHz短，贯穿能力更大，但绕射损耗更大。因此实际上1800MHz无线电信号的建筑物贯穿损耗比900MHz的还大。GSM规范3.30中提到，一般该频段信号的贯穿损耗比同类地区900MHz信号的大5-10dB，也就是说该类信号会遭受更大的车内损耗。为了弥补这一部分损耗，基站和终端需要提高功率，这就消耗了大量的能量。一方面，仅2007年，中国的GSM基站就消耗了近32亿千瓦时的电能，这不仅意味着高昂的电费成本，也对生态环境的平衡造成了严重的影响；另一方面，功率的加大加快了终端电池的使用速度，缩短了其可用时间，降低了用户的移动体验。未来数年内，4G移动网络将逐渐在我国推广，但已经部署了4G网络的国家的运营情况显示，4G技术在提供较以往更快的传输速率的同时，也大大增加了耗电量。在打开4G功能的情况下，手机的续航时间甚至无法达到一天。特别在一些4G基站分布较少的地区，能量在很大程度上被消耗在了搜索相关信号上。与此同时，汽车用户对于数据移动业务的需求不断上升，而后者的业务形式也逐渐多元化。除了通信功能外，导航、广播、数字电视等业务可能会采用不同的频段、并基于不同的系统实现，如果全部集成在终端设备上，在大大提高终端复杂度的同时，也会降低设备的续航能力。相对于终端，汽车可以成为更好的业务承载平台。传统汽车中只有收音机等电子设备；而如今，车辆电子系统已经能够提供包括急救、导航、检测、安全、通信、多媒体等多方面的功能。但到目前为止，一方面，车辆电子系统没有与个人移动终端很好地结合，以利用后者的个性化信息为用户提供定制化的服务；另一方面，后者也没有充分利用前者的能力，为车辆用户提供更为丰富与多元化的车载内容与服务。因此，有效提高车内的无线通信质量、丰富车载信息及服务成为当前亟待解决的问题，而综合考虑功耗、辐射、信号质量、功能、以及成本投入和设备复杂度等因素将是解决移动终端车载信号及服务问题的必由之路。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种增强移动终端信号的车载式移动通信方法，利用现有的接入网资源(包括且不限于移动通信网)，通过在车辆上布设新型的短距离无线中继装置实现无线通信的系统，针对移动终端提供低能耗、小辐射、且信号质量高的无线通信服务，并解决当前车载通信设备功率高以及车内无线通信信号穿透衰减大等问题，将车内无线通信链路、宽带互联网以及车外移动通信链路综合在一起提供无线环境中的交互性。借助该系统，在车载环境中，移动终端能够以更小的功率、更稳定的质量为用户提供更为丰富的服务。本专利技术的特征在于，是在一种增强移动终端信号的车载移动通信系统中依次按以下步骤实现的：步骤(1)，构建一个增强移动终端信号的车载移动通信系统，包括：一个通信核心网、至少一个移动通信网或者接入网、至少一个安于用户车身上的车载无线收发装置、一个用户汽车总线、至少一个车载短距离无线中继装置以及至少一个移动终端，其中：通信核心网，汇接至少一个所述接入网，进行双向通信，同时，转发各所述接入网间的呼叫请求或数据请求；接入网，按接入网协议，实现所述通信核心网—接入网—车载无线收发装置三者之间的双向通信；车载无线收发装置，对接入网执行接入网协议，对汽车总线执行汽车总线协议，实现接入网—车载无线收发装置—汽车总线三者之间的双向通信，所述车载无线收发装置包括：至少一根多频段宽带天线、至少一个分路器、一个通信处理模块、一个无线模块控制器、及汽车总线接口模块，其中：多频段宽带天线，至少包括移动通信天线、移动电视天线、GPS天线以及收音机天线中的任何一种；分路器，至少包括蜂窝频段预选滤波器、广播频段预选滤波器、导航频段预选滤波器、收音机频段预选滤波器中的两个不同类型的预选滤波器，对于蜂窝频段预选滤波器，要与通信的接收支路滤波器和发射支路滤波器相连，对于广播频段预选滤波器，要与广播接收单元的滤波器相连，所述分路器对输入的天线信号按类别滤波；通信处理模块，分别与所述分路器、无线模块控制器、汽车总线接口模块互连，接收并解调所述分路器输出的符合接入网协议的信号，并转换为符合汽车总线协议的下行信号输往汽车总线接口模块，同时又接收所述汽车总线接口模块输出的符合汽车总线协议的信号，转换为符合接入网协议的信号并调制后输往所述分路器；无线模块控制器，接收所述分路器、通信处理模块、汽车总线接口模块发来的工作状态信息，然后向所述分路器发出选频指令，向所述通信处理模块发出调制/解调指令及协议转换指令，向汽车总线接口模块发出协议转换指令；车载短距离无线中继装置，对汽车总线执行汽车总线协议，对移动终端执行短距离无线通信协议，实现汽车总线—车载短距离无线中继装置—移动终端三者之间的双向通信，所述车载短距离无线中继装置包括：中继控制器、汽车总线接口模块和短距离通信接口模块，其中：中继控制器，分别与所述汽车总线接口模块和短距离通信接口模块相连，把所述短距离通信接口模块输入的符合短距离无线通信协议的上行通信信号转换为符合汽车总线协议的上行通信信号输往所述汽车总线接口模块，又把所述汽车总线接口模块输出的符合汽车总线协议的下行通信信号转换为符合短距离无线通信协议的下行通信信号输往所述短距离通信接口模块，所述中继控制器实现汽车总线接口模块—中继控制器—短距离通信接口模块三者之间的双向通信；汽车总线接口模块，分别与所述汽车总线、中继控制器之间按汽车总线协议双向通信；短距离通信接口模块，分别与所述移动终端、中继控制器之间按短距离无线通信协议双向通信；步骤(2)，所述车载移动通信系统选择移动通信网时，依次按以下步骤实现车内置移动终端的对外呼叫流程：步骤(2.1)，车内移动终端按以下步骤接入移动通信网：步骤(2.1.1)，车内移动终端通过所述无线模块发出搜索信号；步骤(2.1.2)，车内移动终端的无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强移动终端信号的车载式移动通信方法，其特征在于，是在一种增强移动终端信号的车载移动通信系统中依次按以下步骤实现的：步骤(1)，构建一个增强移动终端信号的车载移动通信系统，包括：一个通信核心网、至少一个移动通信网或者接入网、至少一个安于用户车身上的车载无线收发装置、一个用户汽车总线、至少一个车载短距离无线中继装置以及至少一个移动终端，其中：通信核心网，汇接多个所述接入网，进行双向通信，同时，转发各所述接入网间的呼叫请求或数据请求；接入网，按接入网协议，实现所述通信核心网—接入网—车载无线收发装置三者之间的双向通信；车载无线收发装置，对接入网执行接入网协议，对汽车总线执行汽车总线协议，实现接入网—车载无线收发装置—汽车总线三者之间的双向通信，所述车载无线收发装置包括：至少一根多频段宽带天线、至少一个分路器、一个通信处理模块、一个无线模块控制器、及汽车总线接口模块，其中：多频段宽带天线，至少包括移动通信天线、移动电视天线、GPS天线以及收音机天线中的任何一种；分路器，至少包括蜂窝频段预选滤波器、广播频段预选滤波器、导航频段预选滤波器、收音机频段预选滤波器中的两个不同类型的预选滤波器，对于蜂窝频段预选滤波器，要与通信的接收支路滤波器和发射支路滤波器相连，对于广播频段预选滤波器，要与广播接收单元的滤波器相连，所述分路器对输入的天线信号按类别滤波；通信处理模块，分别与所述分路器、无线模块控制器、汽车总线接口模块互连，接收并解调所述分路器输出的符合接入网协议的信号，并转换为符合汽车总线协议的下行信号输往汽车总线接口模块，同时又接收所述汽车总线接口模块输出的符合汽车总线协议的信号，转换为符合接入网协议的信号并调制后输往所述分路器；无线模块控制器，接收所述分路器、通信处理模块、汽车总线接口模块发来的工作状态信息，然后向所述分路器发出选频指令，向所述通信处理模块发出调制/解调指令及协议转换指令，向汽车总线接口模块发出协议转换指令；车载短距离无线中继装置，对汽车总线执行汽车总线协议，对移动终端执行短距离无线通信协议，实现汽车总线—车载短距离无线中继装置—移动终端三者之间的双向通信，所述车载短距离无线中继装置包括：中继控制器、汽车总线接口模块和短距离通信接口模块，其中：中继控制器，分别与所述汽车总线接口模块和短距离通信接口模块相连，把所述短距离通信接口模块输入的符合短距离无线通信协议的上行通信信号转换为符合汽车总线协议的上行通信信号输往所述汽车总线接口模块，又把所述汽车总线接口模块输出的符合汽车总线协议的下行通信信号转换为符合短距离无线通信协议的下行通信信号输往所述短距离通信接口模块，所述中继控制器实现汽车总线接口模块—中继控制器—短距离通信接口模块三者之间的双向通信；汽车总线接口模块，分别与所述汽车总线、中继控制器之间按汽车总线协议双向通信；短距离通信接口模块，分别与所述移动终端、中继控制器之间按短距离无线通信协议双向通信；步骤(2)，所述车载移动通信系统选择移动通信网时，依次按以下步骤实现车内置移动终端的对外呼叫流程：步骤(2.1)，车内移动终端按以下步骤接入移动通信网：步骤(2.1.1)，车内移动终端通过所述无线模块发出搜索信号；步骤(2.1.2)，车内移动终端的无线模块判断是否收到来自所述中继控制器发出的应答信号：若无应答信号，则建立车内移动终端的射频通信模块与基站的双向通信；若有应答信号，则建立车内移动终端的短距离通信模块与所述中继控制器之间的双向通信，所述中继控制器便通过所述汽车总线接口模块启动所述无线模块控制器，开通车载无线收发装置，建立车内移动终端—车载短距离无线中继装置—汽车总线—车载无线收发装置—移动通信网之间的通信连接，实现呼叫流程；步骤(2.2)，车内移动终端的所述无线模块周期检测是否收到所述车载短距离无线中继装置的应答信号，实现所述移动终端短距离无线通信模块与蜂窝基站的无缝切换；步骤(3)，当车载无线收发装置与移动通信网以无线射频信号相连接时，所述车内移动终端的主叫流程为：步骤(3.1)，车内移动终端判断与车载短距离无线中继装置的呼叫是否成功：若成功，便建立连接，转步骤(3.2)；若失败，则转步骤(3.3)；步骤(3.2)，车内移动终端发送呼叫请求及用户的移动标识码MIN、被叫号码、移动台分类标识给所述车载短距离无线中继装置，车载短距离无线中继装置在收到后，把所述呼叫请求、用户的移动标识码MIN、被叫号码及移动台分类标识通过所述车载无线收发装置发送给基站；步骤(3.3)，车内移动终端尝试与基站连接，成功后，把呼叫请求、用户的移动标识码MIN、被叫号码和移动台分类标识发给基站，基站收到后，连接移动交换中心MSC，发送所述呼叫请求、用户的移动标识码MIN、被叫号码及移动台分类标识，移动交换中心MSC收到后，验证车内移动终端...

【技术特征摘要】
1.一种增强移动终端信号的车载式移动通信方法，其特征在于，是在一种增强移动终端信号的车载移动通信系统中依次按以下步骤实现的：步骤(1)，构建一个增强移动终端信号的车载移动通信系统，包括：一个通信核心网、至少一个移动通信网或者接入网、至少一个安于用户车身上的车载无线收发装置、一个用户汽车总线、至少一个车载短距离无线中继装置以及至少一个移动终端，其中：通信核心网，汇接至少一个所述接入网，进行双向通信，同时，转发各所述接入网间的呼叫请求或数据请求；接入网，按接入网协议，实现所述通信核心网—接入网—车载无线收发装置三者之间的双向通信；车载无线收发装置，对接入网执行接入网协议，对汽车总线执行汽车总线协议，实现接入网—车载无线收发装置—汽车总线三者之间的双向通信，所述车载无线收发装置包括：至少一根多频段宽带天线、至少一个分路器、一个通信处理模块、一个无线模块控制器、及汽车总线接口模块，其中：多频段宽带天线，至少包括移动通信天线、移动电视天线、GPS天线以及收音机天线中的任何一种；分路器，至少包括蜂窝频段预选滤波器、广播频段预选滤波器、导航频段预选滤波器、收音机频段预选滤波器中的两个不同类型的预选滤波器，对于蜂窝频段预选滤波器，要与通信的接收支路滤波器和发射支路滤波器相连，对于广播频段预选滤波器，要与广播接收单元的滤波器相连，所述分路器对输入的天线信号按类别滤波；通信处理模块，分别与所述分路器、无线模块控制器、汽车总线接口模块互连，接收并解调所述分路器输出的符合接入网协议的信号，并转换为符合汽车总线协议的下行信号输往汽车总线接口模块，同时又接收所述汽车总线接口模块输出的符合汽车总线协议的信号，转换为符合接入网协议的信号并调制后输往所述分路器；无线模块控制器，接收所述分路器、通信处理模块、汽车总线接口模块发来的工作状态信息，然后向所述分路器发出选频指令，向所述通信处理模块发出调制/解调指令及协议转换指令，向汽车总线接口模块发出协议转换指令；车载短距离无线中继装置，对汽车总线执行汽车总线协议，对移动终端执行短距离无线通信协议，实现汽车总线—车载短距离无线中继装置—移动终端三者之间的双向通信，所述车载短距离无线中继装置包括：中继控制器、汽车总线接口模块和短距离通信接口模块，其中：中继控制器，分别与所述汽车总线接口模块和短距离通信接口模块相连，把所述短距离通信接口模块输入的符合短距离无线通信协议的上行通信信号转换为符合汽车总线协议的上行通信信号输往所述汽车总线接口模块，又把所述汽车总线接口模块输出的符合汽车总线协议的下行通信信号转换为符合短距离无线通信协议的下行通信信号输往所述短距离通信接口模块，所述中继控制器实现汽车总线接口模块—中继控制器—短距离通信接口模块三者之间的双向通信；汽车总线接口模块，分别与所述汽车总线、中继控制器之间按汽车总线协议双向通信；短距离通信接口模块，分别与所述移动终端、中继控制器之间按短距离无线通信协议双向通信；步骤(2)，所述车载移动通信系统选择移动通信网时，依次按以下步骤实现车内置移动终端的对外呼叫流程：步骤(2.1)，车内移动终端按以下步骤接入移动通信网：步骤(2.1.1)，车内移动终端通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建华，葛宁，陶晓明，田华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11