一种高铁通信系统技术方案

本发明专利技术提供一种高铁通信系统，能够提高通信传输速率和通信质量。所述系统包括：终端设备、可见光通信设备、网关、直通放大系统、远端天线单元及中心站；可见光通信设备，用于将终端设备发送的电信号进行调制，并将调制后的电信号依次通过网关、直通放大系统传输至远端天线单元，直通放大系统向远端天线单元无线发送的射频信号为毫米波信号；或，所述可见光通信设备，还用于将终端设备发送的电信号调制并转换为第一光信号，其中，第一光信号在车厢内传输；远端天线单元，用于将接收到的毫米波信号转换为第二光信号，且将第二光信号通过光纤发送至中心站；远端天线单元，还用于通过光纤接收中心站发送的第三光信号。本发明专利技术适用于光通信技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信
，特别是指一种高铁通信系统。
技术介绍
随着我国高速铁路(简称：高铁)的迅速发展，高铁移动用户量逐渐增大，移动用户渴望拥有更高的网络容量、更可靠的通信质量、更快的网络速度。大量的实验测试表明，现有标准下的通信技术应用于高铁时，均不同程度的存在四个主要问题，即传输速率低、切换频率高、通信质量差，特别是在人员密集的高铁无线通信时，通信质量极其不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高铁通信系统，以解决现有技术所存在的传输速率低、切换频率高、通信质量差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种高铁通信系统，包括：终端设备、可见光通信设备、网关、注册所述终端设备信息的直通放大系统、远端天线单元及中心站；其中，所述终端设备依次通过所述可见光通信设备、网关、直通放大系统、远端天线单元与所述中心站进行通信连接，所述远端天线单元通过光纤与所述中心站进行通信连接；所述可见光通信设备，用于将所述终端设备发送的电信号进行调制，并将调制后的电信号依次通过所述网关、直通放大系统传输至所述远端天线单元，其中，所述直通放大系统向所述远端天线单元无线发送的射频信号为毫米波信号；或，还用于将所述终端设备发送的电信号调制并转换为第一光信号，其中，所述第一光信号在车厢内传输；所述远端天线单元，用于将接收到的所述毫米波信号转换为第二光信号，且将所述第二光信号通过所述光纤发送至所述中心站；还用于通过所述光纤接收所述中心站发送的第三光信号。进一步地，每个中心站通过光纤与若干个所述远端天线单元进行通信连接，且每个中心站连接的所述远端天线单元的数量相同。进一步地，与同一中心站连接的若干个远端天线单元与高铁列车轨道平行且等距排列在高铁列车轨道的同一侧。进一步地，所述可见光通信设备包括：可见光通信光源及可见光发送端多址调制设备，其中，所述可见光通信光源与所述可见光发送端多址调制设备相连；所述可见光发送端多址调制设备，用于对所述终端设备发送的电信号进行多载波调制，并将调制后的多载波信号通过所述可见光通信光源发送出去。进一步地，所述可见光发送端多址调制设备，具体用于对所述终端设备发送的电信号进行基带调制，并将基带调制后的输出信号进行多址码扩频调制，将多址码扩频调制后的信号依次进行串并变换、预均衡、快速傅里叶逆变换、加循环前缀、并串变换、数模转换处理，将经过数模转换后的信号通过所述可见光通信光源发送出去。进一步地，所述终端设备包括：光电探测器及可见光接收端多址解调设备；所述光电探测器，用于接收所述可见光通信设备发送的第一光信号，并将所述第一光信号转换为电信号；所述可见光接收端多址解调设备，用于将所述光电探测器转换成的电信号进行解调。进一步地，所述可见光接收端多址解调设备，具体用于对所述光电探测器转换成的电信号依次进行模数转换、串并变换、去循环前缀、快速傅里叶变换、后均衡、并串变换处理，并将处理后的输出信号依次进行多址码解扩及基带解调。进一步地，在进行多址码扩频调制或多址码解扩时，采用的多址码为沃尔什码。进一步地，所述多址码的码字表示为表示沃尔什序列，沃尔什序列满足：<c→ic→j>=Σk=1Mci,k*cj,k=M,i=j0,i≠j]]>其中，<·>表示内积运算；*表示共轭操作；表示第i个用户的第k个沃尔什码的共轭；cj,k表示第j个用户第k个沃尔什码；M表示沃尔什序列的码长，同时也表示系统支持的最大的用户数量。进一步地，所述系统还包括：核心网，每个核心网与若干个所述中心站进行通信连接；所述核心网，用于获取铁路数据，并将获取的所述铁路数据发送至与所述核心网相连的中心站。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，通过可见光通信设备在车厢内传输第一光信号，同时通过光纤作为远端天线单元与中心站之间的传输链路来传输第二光信号及第三光信号，具有低损耗、大宽带、抗电磁干扰的特点，能够满足高铁密集用户对通信传输速率和通信质量的要求，且能够大大减轻高铁在覆盖区域频繁切换的问题。附图说明图1为本专利技术实施例提供的高铁通信系统的结构示意图一；图2为本专利技术实施例提供的高铁通信系统的结构示意图二；图3为本专利技术实施例提供的车厢内通信的多址调制及多址解调流程示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的传输速率低、切换频率高、通信质量差的问题，提供一种高铁通信系统。本专利技术实施例中，为了更好地理解专利技术，先对光载无线通信和可见光无线通信进行简要说明：光载无线通信(RadiooverFiber，ROF)是光纤通信与无线毫米波技术相结合的无线接入技术，一方面，由于无线毫米波在大气窗口下能提供的总带宽高达135GHz，有望使高铁乘客获得如家庭宽带接入的通信效果；另一方面，ROF技术不仅可以降低系统部署成本，而且还可以大大减轻高铁在覆盖区域频繁切换问题，提高通信传输速率和通信质量。目前，我国单列高铁中通常载有500-1000名乘客，为如此多的乘客提供宽带无线接入所需的数据传输速率至少在100Mbps-1Gbps数量级。为了达到所需的数据传输速率，可以采用可见光无线通信(VisibleLightCommunication，VLC)技术，所述可见光无线通信技术是一种利用可见光LED光源进行通信的新技术，具有可见光资源丰富、安全节能、通信容量大、发射频率高、传输速率快、无电磁干扰、不需要无线频谱授权等优点。现在的高铁已经部署了可见光LED照明，将可见光无线通信应用于高铁通信中，将完全满足高铁密集用户对通信的高效接入需求。实施例一如图1所示，本专利技术实施例提供的一种高铁通信系统，包括：终端设备11、可见光通信设备12、网关13(GateWay，GW)、注册所述终端设备11信息的直通放大系统14(DirectAmplificationSystem，DAS)、远端天线单元15(RemoteAntennaUnit，RAU)及中心站16(CentralStation，CS)；其中，所述终端设备11依次通过所述可见光通信设备12、网关13、直通放大系统14、远端天线单元15与所述中心站16进行通信连接，所述远端天线单元15通过光纤与所述中心站16进行通信连接；所述可见光通信设备12，用于将所述终端设备11发送的电信号进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铁通信系统，其特征在于，包括：终端设备、可见光通信设备、网关、注册所述终端设备信息的直通放大系统、远端天线单元及中心站；其中，所述终端设备依次通过所述可见光通信设备、网关、直通放大系统、远端天线单元与所述中心站进行通信连接，所述远端天线单元通过光纤与所述中心站进行通信连接；所述可见光通信设备，用于将所述终端设备发送的电信号进行调制，并将调制后的电信号依次通过所述网关、直通放大系统传输至所述远端天线单元，其中，所述直通放大系统向所述远端天线单元无线发送的射频信号为毫米波信号；或，还用于将所述终端设备发送的电信号调制并转换为第一光信号，其中，所述第一光信号在车厢内传输；所述远端天线单元，用于将接收到的所述毫米波信号转换为第二光信号，且将所述第二光信号通过所述光纤发送至所述中心站；还用于通过所述光纤接收所述中心站发送的第三光信号。

【技术特征摘要】
1.一种高铁通信系统，其特征在于，包括：终端设备、可见光通信设备、网关、注册所述
终端设备信息的直通放大系统、远端天线单元及中心站；其中，所述终端设备依次通过所述
可见光通信设备、网关、直通放大系统、远端天线单元与所述中心站进行通信连接，所述远
端天线单元通过光纤与所述中心站进行通信连接；
所述可见光通信设备，用于将所述终端设备发送的电信号进行调制，并将调制后的电
信号依次通过所述网关、直通放大系统传输至所述远端天线单元，其中，所述直通放大系统
向所述远端天线单元无线发送的射频信号为毫米波信号；或，还用于将所述终端设备发送
的电信号调制并转换为第一光信号，其中，所述第一光信号在车厢内传输；
所述远端天线单元，用于将接收到的所述毫米波信号转换为第二光信号，且将所述第
二光信号通过所述光纤发送至所述中心站；还用于通过所述光纤接收所述中心站发送的第
三光信号。
2.根据权利要求1所述的高铁通信系统，其特征在于，每个中心站通过光纤与若干个所
述远端天线单元进行通信连接，且每个中心站连接的所述远端天线单元的数量相同。
3.根据权利要求2所述的高铁通信系统，其特征在于，与同一中心站连接的若干个远端
天线单元与高铁列车轨道平行且等距排列在高铁列车轨道的同一侧。
4.根据权利要求1所述的高铁通信系统，其特征在于，所述可见光通信设备包括：可见
光通信光源及可见光发送端多址调制设备，其中，所述可见光通信光源与所述可见光发送
端多址调制设备相连；
所述可见光发送端多址调制设备，用于对所述终端设备发送的电信号进行多载波调
制，并将调制后的多载波信号通过所述可见光通信光源发送出去。
5.根据权利要求4所述的高铁通信系统，其特征在于，所述可见光发送端多址调制设
备，具体用于对所述终端设备发送的电信号进行基带调制，并将基带调制后的输出信号进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，王建萍，王建荣，陈丹阳，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11