LTE组网架构及核心网跨线切换信令与数据通信方法技术

本发明专利技术公开一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构及核心网跨线切换信令与数据通信方法，能够满足跨线路的无缝漫游切换的要求，实现整个城市路网车辆的统一运营。架构包括两组网络传输子系统，每组网络传输子系统包括LTE核心网EPC模块、基站eNodeB以及车载台，LTE核心网EPC模块共有一个归属签约用户服务器HSS，每组LTE核心网EPC模块还包括移动管理实体MME、服务网关S-GW、分组数据网网关P-GW，LTE核心网EPC模块之间通过S5/S10/S6a接口相连接，同组网络传输子系统的LTE核心网EPC模块与基站eNodeB通过接口S1连接，同组网络传输子系统的基站eNodeB之间通过接口X2连接，基站eNodeB包括基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU，基站eNodeB与车载台连接，LTE核心网EPC模块与轨道交通业务系统连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通
，具体涉及一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构及核心网跨线切换信令与数据通信方法。
技术介绍
城市轨道交通行业发展至今，一直采用单线建设和单线运营的模式，随着行业的发展、城镇化进程的加快和互联网技术的推进，城市轨道交通的新线和延伸线建设及一些区段的网络化运营对列车运行控制系统的互联互通提出了更高的要求。基于通信的列车运行控制系统(CBTC)在我国城市轨道交通中得到了普遍应用，目前因各系统供货商都按照各自的产品特点来设置解决方案，造成CBTC信号系统架构、子系统之间接口设计、车地通信方式等方面不统一，制约了CBTC系统在线路间的互联互通。随着LTE(长期演进技术)无线技术的发展，在城市轨道交通信号系统的车地通信方式的应用中，已经开始采用LTE技术进行车地信息的传输；并且由于LTE无线技术采用了国际通用3GPP(第三代合作伙伴计划)标准进行设计，成为了CBTC信号系统互联互通的车地通信方式的一种新选择。目前，轨道交通单线路列车运行控制系统采用LTE组网的方案已经开始在全国各地进行示范应用，根据评估和设计，LTE无线传输基本可以满足各线路列车运行控制系统的信息传输要求。但是随着城市轨道交通互联互通要求的提出，单线路的LTE组网不能满足跨线路运营的要求。主要局限性体现在以下方面：1)每条单线路核心网EPC为单独配置，若采用标准接口，不>能满足跨线路的无缝漫游切换的要求；2)每条单线路配置单独的HSS，无法实现整个城市路网车辆的统一管理与运营；3)每条线路核心网的配置信令与数据流程，不满足跨线路的信令与数据切换要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构及核心网跨线切换信令与数据通信方法，能够满足跨线路的无缝漫游切换的要求，实现整个城市路网车辆的统一管理与运营，满足跨线路的信令与数据切换要求。为此目的，一方面，本专利技术提出一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构，基于3GPP标准架构，包括：两组网络传输子系统，每组网络传输子系统包括LTE核心网EPC模块、基站eNodeB以及车载台，所述LTE核心网EPC模块组成LTE核心网，所述基站eNodeB组成无线网，所述车载台组成数据终端，所述LTE核心网EPC模块共有一个归属签约用户服务器HSS，每组LTE核心网EPC模块还包括移动管理实体MME、服务网关S-GW、分组数据网网关P-GW，所述LTE核心网EPC模块之间通过S5/S10/S6a接口相连接，同组网络传输子系统的LTE核心网EPC模块与基站eNodeB通过接口S1连接，同组网络传输子系统的基站eNodeB之间通过接口X2连接，所述基站eNodeB包括基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU，所述基站eNodeB与车载台连接，LTE核心网EPC模块与轨道交通业务系统连接。可选地，所述移动管理实体MME与所述归属签约用户服务器HSS通过接口S6a连接，所述移动管理实体MME之间通过接口S10连接，不同LTE核心网EPC模块的服务网关S-GW和分组数据网网关P-GW之间通过接口S5连接。可选地，所述基站eNodeB与车载台通过接口Uu连接，LTE核心网EPC模块与所述轨道交通业务系统通过接口SGi连接。可选地，所述架构还包括：运营与支撑系统；其中，所述运营与支撑系统与所述LTE核心网EPC模块、基站eNodeB以及车载台连接，包括网络管理子系统和监测检测子系统。另一方面，本专利技术提出一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构的核心网跨线切换信令通信方法，数据终端切换前，信令在源核心网的MME/SGW/PGW之间传输，使用源核心网的内部接口，并使用全网统一的HSS；数据终端切换后，信令在目标核心网的MME/SGW之间传输，并使用全网统一的HSS，但不使用目标核心网的PGW，而是通过S5接口从目标核心网的SGW传输至源核心网的PGW。另一方面，本专利技术提出一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构的核心网跨线切换数据通信方法，数据终端切换前，数据在源核心网的SGW/PGW之间传输，使用源核心网的内部接口；数据终端切换后，数据在目标核心网的SGW中传输，但不使用目标核心网的PGW，而是通过S5接口从目标核心网的SGW传输至源核心网的PGW。本专利技术实施例所述的基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构及核心网跨线切换信令与数据通信方法，采用A/B双网冗余覆盖设计，A/B网络均包括无线网和核心网，通过核心网间数据接口S5、S10接口，满足跨线路的无缝漫游切换的要求，从而满足城市轨道交通互联互通的需求；通过共用的归属签约用户服务器HSS，实现整个城市路网车辆的统一管理与运营；通过设计列车控制系统互联互通LTE核心网的跨线运营的信令和数据通信流程，满足跨线路的信令与数据切换要求。附图说明图1为本专利技术一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构一实施例的结构示意图；图2为本专利技术基于S5和S10接口的移交流程示意图；图3为本专利技术数据终端切换前信令通信流程示意图；图4为本专利技术数据终端切换后信令通信流程示意图；图5为本专利技术数据终端切换前数据通信流程示意图；图6为本专利技术数据终端切换后数据通信流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参看图1，本实施例公开一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构，基于3GPP标准架构，包括：两组网络传输子系统，每组网络传输子系统包括LTE核心网EPC模块1、基站eNodeB2以及车载台3，所述LTE核心网EPC模块1组成LTE核心网，所述基站eNodeB2组成无线网，所述车载台3组成数据终端，所述LTE核心网EPC模块1共有一个归属签约用户服务器HSS，每组LTE核心网EPC模块1还包括移动管理实体MME、服务网关S-GW、分组数据网网关P-GW，所述LTE核心网EPC模块1之间通过S5/S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构，基于3GPP标准架构，其特征在于，包括：两组网络传输子系统，每组网络传输子系统包括LTE核心网EPC模块、基站eNodeB以及车载台，所述LTE核心网EPC模块组成LTE核心网，所述基站eNodeB组成无线网，所述车载台组成数据终端，所述LTE核心网EPC模块共有一个归属签约用户服务器HSS，每组LTE核心网EPC模块还包括移动管理实体MME、服务网关S‑GW、分组数据网网关P‑GW，所述LTE核心网EPC模块之间通过S5/S10/S6a接口相连接，同组网络传输子系统的LTE核心网EPC模块与基站eNodeB通过接口S1连接，同组网络传输子系统的基站eNodeB之间通过接口X2连接，所述基站eNodeB包括基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU，所述基站eNodeB与车载台连接，LTE核心网EPC模块与轨道交通业务系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于城市轨道交通列车控制系统的LTE组网架构，基于
3GPP标准架构，其特征在于，包括：
两组网络传输子系统，每组网络传输子系统包括LTE核心网
EPC模块、基站eNodeB以及车载台，所述LTE核心网EPC模块组
成LTE核心网，所述基站eNodeB组成无线网，所述车载台组成数
据终端，所述LTE核心网EPC模块共有一个归属签约用户服务器
HSS，每组LTE核心网EPC模块还包括移动管理实体MME、服务
网关S-GW、分组数据网网关P-GW，所述LTE核心网EPC模块之
间通过S5/S10/S6a接口相连接，同组网络传输子系统的LTE核心网
EPC模块与基站eNodeB通过接口S1连接，同组网络传输子系统的
基站eNodeB之间通过接口X2连接，所述基站eNodeB包括基带处
理单元BBU和射频拉远单元RRU，所述基站eNodeB与车载台连接，
LTE核心网EPC模块与轨道交通业务系统连接。
2.根据权利要求1所述的基于城市轨道交通列车控制系统的
LTE组网架构，其特征在于，所述移动管理实体MME与所述归属
签约用户服务器HSS通过接口S6a连接，所述移动管理实体MME
之间通过接口S10连接，不同LTE核心网EPC模块的服务网关S-GW
和分组数据网网关P-GW之间通过接口S5连接。
3.根据权利要求1所述的基于城市轨道交通列车控制系统的
LTE组网架构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，杨旭文，
申请(专利权)人：北京交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11