[發明專利]多模車地綜合移動數據傳輸系統

有效

• 申請號: 201811252696.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109286914B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 王開鋒;劉暢;李輝;藺偉;高尚勇;姜宏敏;蔣韻;付文剛;李旭;魏軍;孫寶鋼;蔣志勇;王巍;張哲;姜博;張志豪;白曉楠;周瑞文;崔明星;楊居豐
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司通信信號研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京市華鐵信息技術開發總公司;北京銳馳國鐵智能運輸系統工程技術有限公司
• 主分類號: H04W4/42
• 分類號: H04W4/42;H04W4/44;H04W28/08;H04W76/11;H04W76/16;H04W76/25;H04L29/12
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種多模車地綜合移動數據傳輸系統，其特征在于，包括：車載子系統與地面子系統；所述車載子系統包括：車載匯接控制單元以及與其連接的若干具有不同通信模式的通信單元；所述地面子系統包括：地面匯接控制單元以及與其連接的且與車載子系統中通信單元相對應的若干網關；

所述車載匯接控制單元、地面匯接控制單元各自作為列車通信用戶的網關、地面通信用戶的網關；

所述車載子系統中的通信單元通過相應的運營商網絡與地面子系統中對應的網關進行數據交互，將不同的通信單元與對應網關構成的無線鏈路捆綁在一起形成一條邏輯上的無線鏈路，數據流在多個鏈路之間分擔，當某個鏈路出現故障時，自動切換到其他可用的鏈路上；或者，數據發送時無線鏈路之間相互冗余，接收方的網關則對冗余數據進行過濾，僅發送一份數據給接收方；或者，僅選擇一個當前性能最佳的無線鏈路進行數據交互；

其中，所述不同的通信單元與對應網關構成的無線鏈路將捆綁在一起形成一條邏輯上的無線鏈路，數據流能夠在多個鏈路之間分擔，當某個鏈路出現故障時，數據會自動切換到其他可用的鏈路上；不同無線鏈路之間相互冗余，發送的數據包經過發送方網關形成多份相同的拷貝數據包，通過不同的無線鏈路發送到接收方的網關，接收方網關按照數據包到達的先后次序進行過濾，過濾規則如下：

接收方網關記錄當前接收到的最大報文標號Rn，如果待接收報文編號Pn大于Rn，則接收此報文，同時將報文接收時間戳添加到過濾器；

如果待接收報文編號Pn等于Rn，丟棄此報文；

如果待接收報文編號Pn小于Rn，在過濾器檢查此報文是否已經接收，如果已接收則丟棄報文，否者接收報文，同時將報文接收時間戳添加到過濾器。

2.根據權利要求1所述的一種多模車地綜合移動數據傳輸系統，其特征在于，所述車載匯接控制單元與地面匯接控制單元均采用雙機熱備冗余工作方式，當處于熱備份狀態下的車載匯接控制單元或者地面匯接控制單元檢測到與處與工作狀態下的車載匯接控制單元或者地面匯接控制單元的心跳連接中斷，即認為對方發生宕機，進行主備切換。

3.根據權利要求1所述的一種多模車地綜合移動數據傳輸系統，其特征在于，所述車載子系統中的通信單元包括：4G通信單元、衛星通信單元以及GSM-R通信單元，所述4G通信單元包括移動通信單元、聯通通信單元與電信通信單元；所述地面子系統中的網關包括：移動網關、聯通網關、電信網關、衛星網關以及GSM-R網關。

4.根據權利要求1所述的一種多模車地綜合移動數據傳輸系統，其特征在于，車載匯接控制單元與地面匯接控制單元為相應用戶側提供標準的TCP/IP協議棧，實現列車通信用戶與地面通信用戶之間網絡層及以上各層的互通；

TCP/IP協議棧適配及協議轉換的過程如下：發送方匯接控制單元從鏈路上抓取IP數據包，刪除數據鏈路層報文頭，生成匯接控制報文；發送方匯接控制單元通過無線鏈路將匯接控制報文傳送到接收方匯接控制單元；接收方匯接控制單元發送ARP請求獲取目的主機MAC地址，生成數據鏈路層報文頭，與匯接控制報文重組生成標準的IP報文，發送給相應的接收用戶；所述的發送方匯接控制單元與接收方匯接控制單元依次為：車載匯接控制單元與地面匯接控制單元，或者地面匯接控制單元與車載匯接控制單元。

5.根據權利要求1所述的一種多模車地綜合移動數據傳輸系統，其特征在于，

所述車載子系統將數據包路由到正確的地面子系統網關IP地址，具體路由策略由各個通信單元獨立實現，通信單元設置靜態路由表，維持目標IP地址和地面網關地址的對應關系；

地面子系統需要向不同的車載子系統發送數據，需要根據目的IP地址的不同，將數據路由到不同的車載子系統，具體路由策略由各網關獨立實現，地面子系統網關維持動態路由表，通過車載匯接控制單元與地面匯接控制單元的心跳信息建立和更新路由表。