[發明專利]應用于城市軌道交通車地綜合承載系統的頻譜分配方法

有效

• 申請號: 201710023512.3
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106888508B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 朱力;趙紅禮;蔣海林;唐濤
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 謝秀娟

本發明提供了一種應用于城市軌道交通車地綜合承載系統的頻譜分配方法。該方法主要包括：將城市軌道交通沿線的物理無線接入點分解成多個虛擬無線接入點；將城市軌道交通車地綜合承載系統中的各個業務分別分配一個所述虛擬無線接入點，根據每個業務的接入終端信息將所述物理無線接入點的頻譜分配給各個業務對應的各個虛擬接入點上。本發明通過利用網絡虛擬化技術，將各種城市軌道交通業務集成到同一個網絡中，每一種業務接入到不同的虛擬無線接入點中。中心頻譜控制器能根據每一個虛擬接入點的接入終端數目，終端業務需求，以及終端信道條件，將每一個物理無線接入點頻譜分配給多個虛擬接入點。

技術領域

本發明涉及列車運行控制技術領域，尤其涉及一種應用于城市軌道交通車地綜合承載系統的頻譜分配方法。

背景技術

隨著我國城市化的進程大大加快，城市交通面臨著嚴峻的局勢。交通擁堵、空氣污染日益嚴重，嚴重影響了城市經濟和社會活動的正常秩序。發展大容量、快捷、準點、安全的城市軌道交通已成為我國大中城市的首選，這是對國家戰略需求與老百姓出行質量改善要求的積極響應。北京已開通軌道交通線路527公里、日均客流量超1000萬人次。國內多個城市的軌道交通網絡已初具規模，進入網絡化階段，已成為城市公共交通的命脈，在城市運行中發揮著越來越重要的作用。

城市軌道交通車地無線通信作為保障安全運營的重要環節，承載了基于通信的CBTC(Communication Based Train Control System，基于通信的列車自動控制系統)系統，列車運行狀態監測、PIS(Passenger Information System，乘客信息系統,)系統，和CCTV(Closed Circuit Television，車輛視頻監控)系統等多個保障安全運營的應用。

CBTC系統主要作用為列車間距及速度防護、列車自動運行與調度，是城市軌道交通自動化系統中的關鍵部分，是保證列車和乘客安全，實現列車高效運行、指揮管理有序的自動控制系統。CBTC系統車地傳輸數據主要為列車位置、運行控制、移動授權等信息。該業務應用層要求低速的實時數據的可靠傳輸；控制層要求最高優先級的低速邏輯通道；通道層要求獨立、高可靠性及冗余的信道。

CCTV系統用于車內情況的視頻監視，并為應急調度指揮提供實時的車內高清動態圖像信息。CCTV車地傳輸數據主要為視頻信息。該業務應用層要求海量的實時視頻數據傳輸、帶寬要求上行遠大于下行及流媒體形式的錄像回放；控制層要求實時視頻數據優先級高、小區切換不丟包、限制錄像回放帶寬；通道層要求大帶寬、高質量的實時數據通道，減少重傳，降低時延。

PIS系統(包含緊急文本)用于列車車廂內資訊發布、乘客指引信息的視頻展播。PIS系統車地傳輸數據主要為視頻信息。該業務應用層要求直播(廣播)為主、錄播(點播)為輔、錄播要考慮批量數據傳輸的帶寬利用效率；控制層要求廣播數據優先級高、小區切換不丟包、限制錄播數據帶寬、以組播點播結合的方式進行節目數據傳送；通道層要求高傳輸質量的廣播通道、組播通道。除視頻信息外，緊急文本下發信息也在PIS系統中傳輸，用于通知乘客列車運營信息或其它緊急信息，如某車站通過不停車等。

目前，以上三個保障城市軌道交通安全運營的應用都采用各自獨立的車地通信系統。這種獨立的建網方案存在以下幾個問題：

(1)頻譜利用率低

CBTC、PIS和CCTV的車地無線通信目前主要工作在2.4G或5.8G的開放頻段。相互獨立的建網方案，頻段內的頻率分配采用固定分配方法，信道長期指配給某一系統用戶使用，當一個信道遇忙時，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阻塞，通信質量得不到保證；而信道空閑時，別的系統用戶也并不能利用該信道進行通信。這無疑是對頻率資源的一種浪費，也制約了用戶數量的進一步發展。

(2)投資建設時間長