應(yīng)用于城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)的頻譜分配方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種應(yīng)用于城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)的頻譜分配方法。該方法主要包括：將城市軌道交通沿線的物理無線接入點(diǎn)分解成多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)；將城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的各個(gè)業(yè)務(wù)分別分配一個(gè)所述虛擬無線接入點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)業(yè)務(wù)的接入終端信息將所述物理無線接入點(diǎn)的頻譜分配給各個(gè)業(yè)務(wù)對應(yīng)的各個(gè)虛擬接入點(diǎn)上。本發(fā)明專利技術(shù)通過利用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，將各種城市軌道交通業(yè)務(wù)集成到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，每一種業(yè)務(wù)接入到不同的虛擬無線接入點(diǎn)中。中心頻譜控制器能根據(jù)每一個(gè)虛擬接入點(diǎn)的接入終端數(shù)目，終端業(yè)務(wù)需求，以及終端信道條件，將每一個(gè)物理無線接入點(diǎn)頻譜分配給多個(gè)虛擬接入點(diǎn)。

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.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
應(yīng)用于城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)的頻譜分配方法
本專利技術(shù)涉及列車運(yùn)行控制
，尤其涉及一種應(yīng)用于城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)的頻譜分配方法。
技術(shù)介紹
隨著我國城市化的進(jìn)程大大加快，城市交通面臨著嚴(yán)峻的局勢。交通擁堵、空氣污染日益嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了城市經(jīng)濟(jì)和社會活動的正常秩序。發(fā)展大容量、快捷、準(zhǔn)點(diǎn)、安全的城市軌道交通已成為我國大中城市的首選，這是對國家戰(zhàn)略需求與老百姓出行質(zhì)量改善要求的積極響應(yīng)。北京已開通軌道交通線路527公里、日均客流量超1000萬人次。國內(nèi)多個(gè)城市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化階段，已成為城市公共交通的命脈，在城市運(yùn)行中發(fā)揮著越來越重要的作用。城市軌道交通車地?zé)o線通信作為保障安全運(yùn)營的重要環(huán)節(jié)，承載了基于通信的CBTC(CommunicationBasedTrainControlSystem，基于通信的列車自動控制系統(tǒng))系統(tǒng)，列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、PIS(PassengerInformationSystem，乘客信息系統(tǒng),)系統(tǒng)，和CCTV(ClosedCircuitTelevision，車輛視頻監(jiān)控)系統(tǒng)等多個(gè)保障安全運(yùn)營的應(yīng)用。CBTC系統(tǒng)主要作用為列車間距及速度防護(hù)、列車自動運(yùn)行與調(diào)度，是城市軌道交通自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，是保證列車和乘客安全，實(shí)現(xiàn)列車高效運(yùn)行、指揮管理有序的自動控制系統(tǒng)。CBTC系統(tǒng)車地傳輸數(shù)據(jù)主要為列車位置、運(yùn)行控制、移動授權(quán)等信息。該業(yè)務(wù)應(yīng)用層要求低速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的可靠傳輸；控制層要求最高優(yōu)先級的低速邏輯通道；通道層要求獨(dú)立、高可靠性及冗余的信道。CCTV系統(tǒng)用于車內(nèi)情況的視頻監(jiān)視，并為應(yīng)急調(diào)度指揮提供實(shí)時(shí)的車內(nèi)高清動態(tài)圖像信息。CCTV車地傳輸數(shù)據(jù)主要為視頻信息。該業(yè)務(wù)應(yīng)用層要求海量的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)傳輸、帶寬要求上行遠(yuǎn)大于下行及流媒體形式的錄像回放；控制層要求實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)優(yōu)先級高、小區(qū)切換不丟包、限制錄像回放帶寬；通道層要求大帶寬、高質(zhì)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通道，減少重傳，降低時(shí)延。PIS系統(tǒng)(包含緊急文本)用于列車車廂內(nèi)資訊發(fā)布、乘客指引信息的視頻展播。PIS系統(tǒng)車地傳輸數(shù)據(jù)主要為視頻信息。該業(yè)務(wù)應(yīng)用層要求直播(廣播)為主、錄播(點(diǎn)播)為輔、錄播要考慮批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捓眯剩豢刂茖右髲V播數(shù)據(jù)優(yōu)先級高、小區(qū)切換不丟包、限制錄播數(shù)據(jù)帶寬、以組播點(diǎn)播結(jié)合的方式進(jìn)行節(jié)目數(shù)據(jù)傳送；通道層要求高傳輸質(zhì)量的廣播通道、組播通道。除視頻信息外，緊急文本下發(fā)信息也在PIS系統(tǒng)中傳輸，用于通知乘客列車運(yùn)營信息或其它緊急信息，如某車站通過不停車等。目前，以上三個(gè)保障城市軌道交通安全運(yùn)營的應(yīng)用都采用各自獨(dú)立的車地通信系統(tǒng)。這種獨(dú)立的建網(wǎng)方案存在以下幾個(gè)問題：(1)頻譜利用率低CBTC、PIS和CCTV的車地?zé)o線通信目前主要工作在2.4G或5.8G的開放頻段。相互獨(dú)立的建網(wǎng)方案，頻段內(nèi)的頻率分配采用固定分配方法，信道長期指配給某一系統(tǒng)用戶使用，當(dāng)一個(gè)信道遇忙時(shí)，其它用戶只能等待，往往造成該信道上的用戶爭搶或者出現(xiàn)阻塞，通信質(zhì)量得不到保證；而信道空閑時(shí)，別的系統(tǒng)用戶也并不能利用該信道進(jìn)行通信。這無疑是對頻率資源的一種浪費(fèi)，也制約了用戶數(shù)量的進(jìn)一步發(fā)展。(2)投資建設(shè)時(shí)間長不同的車地通信系統(tǒng)分別建設(shè)，浪費(fèi)大量的時(shí)間、人力與物力。在招投標(biāo)階段，需要組織多次招投標(biāo)工作，將浪費(fèi)大量時(shí)間。建設(shè)階段，由于要建設(shè)多個(gè)車地通信網(wǎng)絡(luò)，施工時(shí)期要協(xié)調(diào)多個(gè)建設(shè)單位和多個(gè)建設(shè)時(shí)間。系統(tǒng)的施工時(shí)間延長幾倍之多。(3)維護(hù)難度大，成本高現(xiàn)有的獨(dú)立建網(wǎng)方案，使得這些系統(tǒng)均為獨(dú)立使用、分散維護(hù)，造成設(shè)備型號各異，種類繁多，相互間無法互通，維護(hù)難度大，運(yùn)營成本較高。以現(xiàn)有的城市軌道交通系統(tǒng)中的CBTC，CCTV與PIS系統(tǒng)來說，目前這些系統(tǒng)都采用基于IEEE802.11的無線局域網(wǎng)技術(shù)，但系統(tǒng)的車地通信網(wǎng)絡(luò)都由不同的廠家建設(shè)完成，系統(tǒng)的后期維護(hù)都由不同的廠家完成。這都將浪費(fèi)大量的人力與物力。(4)系統(tǒng)缺乏可擴(kuò)展能力隨著軌道交通自動化的發(fā)展，在現(xiàn)有的獨(dú)立建網(wǎng)方案下，這些新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，并不能簡單的在現(xiàn)有系統(tǒng)上進(jìn)行業(yè)務(wù)的疊加和擴(kuò)展，勢必又要建立新的車地通信網(wǎng)絡(luò)，增加投資和維護(hù)成本。為了解決上述問題，建立車地綜合承載系統(tǒng)可以提高無線電頻譜的利用率，減少不同廠商或規(guī)格的硬件設(shè)備，減少系統(tǒng)隱患，提高系統(tǒng)可靠性，同時(shí)縮短建設(shè)周期，降低投資成本。并且能夠減少設(shè)備投入運(yùn)行后的維護(hù)費(fèi)用，節(jié)約設(shè)備檢修時(shí)間。同時(shí)，車地?zé)o線通信綜合承載系統(tǒng)能夠預(yù)留充足的接口，為不斷涌現(xiàn)新的業(yè)務(wù)需求提供傳輸通道。目前，已經(jīng)業(yè)界已經(jīng)將建立城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)提上了日程。現(xiàn)有技術(shù)中的一種車地通信綜合承載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，但目前的車地綜合承載系統(tǒng)只是將各種不同的業(yè)務(wù)接入到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)業(yè)務(wù)的無線頻譜分配并沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)。而且，由于CBTC系統(tǒng)對可靠性的要求，需要在同一地點(diǎn)布置兩個(gè)無線接入點(diǎn)，目前，CCTV和PIS業(yè)務(wù)只是接入到一個(gè)無線接入點(diǎn)中，造成另一個(gè)接入點(diǎn)無線資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。如圖1所示，車頭的CBTC，PIS和CCTV業(yè)務(wù)匯聚到一個(gè)網(wǎng)，只跟一側(cè)的基站通信。另一側(cè)的基站只給車尾的CBTC使用。這樣的設(shè)計(jì)同樣能保證CBTC系統(tǒng)的安全，但是無線資源的分配將變得不合理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)的頻譜分配方法，以實(shí)現(xiàn)在城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中進(jìn)行有效的頻譜分配。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取了如下技術(shù)方案。一種應(yīng)用于城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)的頻譜分配方法，包括：將城市軌道交通沿線的物理無線接入點(diǎn)分解成多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)；將城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的各個(gè)業(yè)務(wù)分別分配一個(gè)所述虛擬無線接入點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)業(yè)務(wù)的接入終端信息將所述物理無線接入點(diǎn)的頻譜分配給各個(gè)業(yè)務(wù)對應(yīng)的各個(gè)虛擬接入點(diǎn)上。進(jìn)一步地，所述的將城市軌道交通沿線的物理無線接入點(diǎn)分解成多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)，包括：將城市軌道交通沿線的物理無線接入點(diǎn)分解成多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)，每一個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)具有不同的SSID服務(wù)集標(biāo)識，所述多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)能夠被城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)占用，虛擬無線接入點(diǎn)的SSID對應(yīng)占用該虛擬無線接入點(diǎn)的業(yè)務(wù)，每一個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)的頻譜寬度能自由調(diào)整。進(jìn)一步地，所述的將城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的各個(gè)業(yè)務(wù)分別分配一個(gè)所述虛擬無線接入點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)業(yè)務(wù)的接入終端信息將所述物理無線接入點(diǎn)的頻譜分配給各個(gè)業(yè)務(wù)對應(yīng)的各個(gè)虛擬接入點(diǎn)上，包括：所有虛擬無線接入點(diǎn)的頻譜由城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的中心頻譜控制器統(tǒng)一分配，所述中心頻譜控制器將城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的各個(gè)業(yè)務(wù)分別分配到不同的虛擬無線接入點(diǎn)上，獲取占用各個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)的業(yè)務(wù)的接入終端數(shù)目、接入終端業(yè)務(wù)需求和接入終端信道條件信息，根據(jù)業(yè)務(wù)的接入終端數(shù)目、接入終端業(yè)務(wù)需求和接入終端信道條件信息將所述物理無線接入點(diǎn)頻譜分配給各個(gè)業(yè)務(wù)對應(yīng)的虛擬接入點(diǎn)上。進(jìn)一步地，所述城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)包括CBTC業(yè)務(wù)、PIS業(yè)務(wù)和CCTV業(yè)務(wù)，所述中心頻譜控制器優(yōu)先給所述CBTC業(yè)務(wù)分配頻譜。進(jìn)一步地，所述方法還包括：隨著列車的移動，業(yè)務(wù)的接入終端信息發(fā)生變化，中心頻譜控制器將根據(jù)各個(gè)業(yè)務(wù)的接入終端信息變化調(diào)整各個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)上分配的頻譜。由上本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種應(yīng)用于城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，包括：將城市軌道交通沿線的物理無線接入點(diǎn)分解成多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)；將城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的各個(gè)業(yè)務(wù)分別分配一個(gè)所述虛擬無線接入點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)業(yè)務(wù)的接入終端信息將所述物理無線接入點(diǎn)的頻譜分配給各個(gè)業(yè)務(wù)對應(yīng)的各個(gè)虛擬接入點(diǎn)上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)的頻譜分配方法，其特征在于，包括：將城市軌道交通沿線的物理無線接入點(diǎn)分解成多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)；將城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的各個(gè)業(yè)務(wù)分別分配一個(gè)所述虛擬無線接入點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)業(yè)務(wù)的接入終端信息將所述物理無線接入點(diǎn)的頻譜分配給各個(gè)業(yè)務(wù)對應(yīng)的各個(gè)虛擬接入點(diǎn)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的將城市軌道交通沿線的物理無線接入點(diǎn)分解成多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)，包括：將城市軌道交通沿線的物理無線接入點(diǎn)分解成多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)，每一個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)具有不同的SSID服務(wù)集標(biāo)識，所述多個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)能夠被城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)占用，虛擬無線接入點(diǎn)的SSID對應(yīng)占用該虛擬無線接入點(diǎn)的業(yè)務(wù)，每一個(gè)虛擬無線接入點(diǎn)的頻譜寬度能自由調(diào)整。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的將城市軌道交通車地綜合承載系統(tǒng)中的各個(gè)業(yè)務(wù)分別分配一個(gè)所述虛擬無線接入點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)業(yè)務(wù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱力，趙紅禮，蔣海林，唐濤，
申請(專利權(quán))人：北京交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11