应用于城市轨道交通车地综合承载系统的频谱分配方法技术方案

本发明专利技术提供了一种应用于城市轨道交通车地综合承载系统的频谱分配方法。该方法主要包括：将城市轨道交通沿线的物理无线接入点分解成多个虚拟无线接入点；将城市轨道交通车地综合承载系统中的各个业务分别分配一个所述虚拟无线接入点，根据每个业务的接入终端信息将所述物理无线接入点的频谱分配给各个业务对应的各个虚拟接入点上。本发明专利技术通过利用网络虚拟化技术，将各种城市轨道交通业务集成到同一个网络中，每一种业务接入到不同的虚拟无线接入点中。中心频谱控制器能根据每一个虚拟接入点的接入终端数目，终端业务需求，以及终端信道条件，将每一个物理无线接入点频谱分配给多个虚拟接入点。

Spectrum allocation method for comprehensive vehicle carrying system of Urban Rail Transit

The invention provides a spectrum distribution method applied to the comprehensive carrying system of urban rail traffic vehicle. The method mainly includes: the physical wireless access point city traffic along the track is divided into a plurality of virtual wireless access point; the city rail transportation comprehensive capacity in various business systems are assigned one of the virtual wireless access point, the access terminal according to each business information spectrum allocation of the physical wireless access point to each virtual access point corresponding to the various business. The invention integrates various urban rail traffic services into the same network by using the network virtualization technology, and each service is connected to different virtual wireless access points. The central spectrum controller can assign each physical wireless access point spectrum to a plurality of virtual access points according to the number of access terminals, the terminal service requirements and the terminal channel conditions of each virtual access point.

【技术实现步骤摘要】
应用于城市轨道交通车地综合承载系统的频谱分配方法
本专利技术涉及列车运行控制
，尤其涉及一种应用于城市轨道交通车地综合承载系统的频谱分配方法。
技术介绍
随着我国城市化的进程大大加快，城市交通面临着严峻的局势。交通拥堵、空气污染日益严重，严重影响了城市经济和社会活动的正常秩序。发展大容量、快捷、准点、安全的城市轨道交通已成为我国大中城市的首选，这是对国家战略需求与老百姓出行质量改善要求的积极响应。北京已开通轨道交通线路527公里、日均客流量超1000万人次。国内多个城市的轨道交通网络已初具规模，进入网络化阶段，已成为城市公共交通的命脉，在城市运行中发挥着越来越重要的作用。城市轨道交通车地无线通信作为保障安全运营的重要环节，承载了基于通信的CBTC(CommunicationBasedTrainControlSystem，基于通信的列车自动控制系统)系统，列车运行状态监测、PIS(PassengerInformationSystem，乘客信息系统,)系统，和CCTV(ClosedCircuitTelevision，车辆视频监控)系统等多个保障安全运营的应用。CBTC系统主要作用为列车间距及速度防护、列车自动运行与调度，是城市轨道交通自动化系统中的关键部分，是保证列车和乘客安全，实现列车高效运行、指挥管理有序的自动控制系统。CBTC系统车地传输数据主要为列车位置、运行控制、移动授权等信息。该业务应用层要求低速的实时数据的可靠传输；控制层要求最高优先级的低速逻辑通道；通道层要求独立、高可靠性及冗余的信道。CCTV系统用于车内情况的视频监视，并为应急调度指挥提供实时的车内高清动态图像信息。CCTV车地传输数据主要为视频信息。该业务应用层要求海量的实时视频数据传输、带宽要求上行远大于下行及流媒体形式的录像回放；控制层要求实时视频数据优先级高、小区切换不丢包、限制录像回放带宽；通道层要求大带宽、高质量的实时数据通道，减少重传，降低时延。PIS系统(包含紧急文本)用于列车车厢内资讯发布、乘客指引信息的视频展播。PIS系统车地传输数据主要为视频信息。该业务应用层要求直播(广播)为主、录播(点播)为辅、录播要考虑批量数据传输的带宽利用效率；控制层要求广播数据优先级高、小区切换不丢包、限制录播数据带宽、以组播点播结合的方式进行节目数据传送；通道层要求高传输质量的广播通道、组播通道。除视频信息外，紧急文本下发信息也在PIS系统中传输，用于通知乘客列车运营信息或其它紧急信息，如某车站通过不停车等。目前，以上三个保障城市轨道交通安全运营的应用都采用各自独立的车地通信系统。这种独立的建网方案存在以下几个问题：(1)频谱利用率低CBTC、PIS和CCTV的车地无线通信目前主要工作在2.4G或5.8G的开放频段。相互独立的建网方案，频段内的频率分配采用固定分配方法，信道长期指配给某一系统用户使用，当一个信道遇忙时，其它用户只能等待，往往造成该信道上的用户争抢或者出现阻塞，通信质量得不到保证；而信道空闲时，别的系统用户也并不能利用该信道进行通信。这无疑是对频率资源的一种浪费，也制约了用户数量的进一步发展。(2)投资建设时间长不同的车地通信系统分别建设，浪费大量的时间、人力与物力。在招投标阶段，需要组织多次招投标工作，将浪费大量时间。建设阶段，由于要建设多个车地通信网络，施工时期要协调多个建设单位和多个建设时间。系统的施工时间延长几倍之多。(3)维护难度大，成本高现有的独立建网方案，使得这些系统均为独立使用、分散维护，造成设备型号各异，种类繁多，相互间无法互通，维护难度大，运营成本较高。以现有的城市轨道交通系统中的CBTC，CCTV与PIS系统来说，目前这些系统都采用基于IEEE802.11的无线局域网技术，但系统的车地通信网络都由不同的厂家建设完成，系统的后期维护都由不同的厂家完成。这都将浪费大量的人力与物力。(4)系统缺乏可扩展能力随着轨道交通自动化的发展，在现有的独立建网方案下，这些新业务的出现，并不能简单的在现有系统上进行业务的叠加和扩展，势必又要建立新的车地通信网络，增加投资和维护成本。为了解决上述问题，建立车地综合承载系统可以提高无线电频谱的利用率，减少不同厂商或规格的硬件设备，减少系统隐患，提高系统可靠性，同时缩短建设周期，降低投资成本。并且能够减少设备投入运行后的维护费用，节约设备检修时间。同时，车地无线通信综合承载系统能够预留充足的接口，为不断涌现新的业务需求提供传输通道。目前，已经业界已经将建立城市轨道交通车地综合承载系统提上了日程。现有技术中的一种车地通信综合承载系统的结构如图1所示，但目前的车地综合承载系统只是将各种不同的业务接入到一个网络中，各个业务的无线频谱分配并没有具体的标准。而且，由于CBTC系统对可靠性的要求，需要在同一地点布置两个无线接入点，目前，CCTV和PIS业务只是接入到一个无线接入点中，造成另一个接入点无线资源的严重浪费。如图1所示，车头的CBTC，PIS和CCTV业务汇聚到一个网，只跟一侧的基站通信。另一侧的基站只给车尾的CBTC使用。这样的设计同样能保证CBTC系统的安全，但是无线资源的分配将变得不合理。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种应用于城市轨道交通车地综合承载系统的频谱分配方法，以实现在城市轨道交通车地综合承载系统中进行有效的频谱分配。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种应用于城市轨道交通车地综合承载系统的频谱分配方法，包括：将城市轨道交通沿线的物理无线接入点分解成多个虚拟无线接入点；将城市轨道交通车地综合承载系统中的各个业务分别分配一个所述虚拟无线接入点，根据每个业务的接入终端信息将所述物理无线接入点的频谱分配给各个业务对应的各个虚拟接入点上。进一步地，所述的将城市轨道交通沿线的物理无线接入点分解成多个虚拟无线接入点，包括：将城市轨道交通沿线的物理无线接入点分解成多个虚拟无线接入点，每一个虚拟无线接入点具有不同的SSID服务集标识，所述多个虚拟无线接入点能够被城市轨道交通车地综合承载系统中的业务占用，虚拟无线接入点的SSID对应占用该虚拟无线接入点的业务，每一个虚拟无线接入点的频谱宽度能自由调整。进一步地，所述的将城市轨道交通车地综合承载系统中的各个业务分别分配一个所述虚拟无线接入点，根据每个业务的接入终端信息将所述物理无线接入点的频谱分配给各个业务对应的各个虚拟接入点上，包括：所有虚拟无线接入点的频谱由城市轨道交通车地综合承载系统中的中心频谱控制器统一分配，所述中心频谱控制器将城市轨道交通车地综合承载系统中的各个业务分别分配到不同的虚拟无线接入点上，获取占用各个虚拟无线接入点的业务的接入终端数目、接入终端业务需求和接入终端信道条件信息，根据业务的接入终端数目、接入终端业务需求和接入终端信道条件信息将所述物理无线接入点频谱分配给各个业务对应的虚拟接入点上。进一步地，所述城市轨道交通车地综合承载系统中的业务包括CBTC业务、PIS业务和CCTV业务，所述中心频谱控制器优先给所述CBTC业务分配频谱。进一步地，所述方法还包括：随着列车的移动，业务的接入终端信息发生变化，中心频谱控制器将根据各个业务的接入终端信息变化调整各个虚拟无线接入点上分配的频谱。由上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于城市轨道交通车地综合承载系统的频谱分配方法，其特征在于，包括：将城市轨道交通沿线的物理无线接入点分解成多个虚拟无线接入点；将城市轨道交通车地综合承载系统中的各个业务分别分配一个所述虚拟无线接入点，根据每个业务的接入终端信息将所述物理无线接入点的频谱分配给各个业务对应的各个虚拟接入点上。

【技术特征摘要】
1.一种应用于城市轨道交通车地综合承载系统的频谱分配方法，其特征在于，包括：将城市轨道交通沿线的物理无线接入点分解成多个虚拟无线接入点；将城市轨道交通车地综合承载系统中的各个业务分别分配一个所述虚拟无线接入点，根据每个业务的接入终端信息将所述物理无线接入点的频谱分配给各个业务对应的各个虚拟接入点上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的将城市轨道交通沿线的物理无线接入点分解成多个虚拟无线接入点，包括：将城市轨道交通沿线的物理无线接入点分解成多个虚拟无线接入点，每一个虚拟无线接入点具有不同的SSID服务集标识，所述多个虚拟无线接入点能够被城市轨道交通车地综合承载系统中的业务占用，虚拟无线接入点的SSID对应占用该虚拟无线接入点的业务，每一个虚拟无线接入点的频谱宽度能自由调整。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的将城市轨道交通车地综合承载系统中的各个业务分别分配一个所述虚拟无线接入点，根据每个业务...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱力，赵红礼，蒋海林，唐涛，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11