[发明专利]用于车辆的MIMO通信系统

说明书

描述了用于在移动车辆(10，C1，C2)的内部与沿所述车辆(10，C1，C2)的轨道定位的固定通信系统(11‑1A，11‑2A)之间提供无线通信的系统和方法，车辆(10)具有天线组(A1，A2)，每个天线组包括安装到车辆(10)上的多个天线(A11，A12，A21，A22)，其中所述多个天线具有相对于彼此正交偏振的至少两对天线，并且其中在每对内，所述天线被配置成具有全图案分集，每对的第一天线(A11，A21)定向成基本沿行驶方向接收/发送信号，并且每对的第二天线(A12，A22)定向成基本上沿与所述行驶方向相反的方向接收/发送信号，并且所述固定通信系统(11‑1，11‑2)包括用于在操作期间提供沿所述轨道(19)在相反方向上的两个交叉偏振RF天线走廊(17‑1，17‑2)的天线系统(11‑1A，11‑2A)，并且其中RF天线走廊(17‑1，17‑2)沿轨道的部分重叠，以及通过第一交叉偏振RF天线走廊(17‑1)接收/发送两个独立信号信道(s5，s6)，以及通过第二交叉偏振RF天线走廊(17‑2)接收/发送另外两个独立信号信道(s7，s8)。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及用于在遵循预定义路径或轨道的移动车辆与沿该轨道定位的基站之间建立无线通信的系统和方法。

背景技术

用于无线数据通信的移动通信设备的广泛使用使得电信网络的制造商和运营商提供具有足够的带宽和高容量的无线数据通信有更大的挑战。特别是，通信相关的问题可能出现在运输相关的使用场景中。例如，在列车上，通常大量用户同时尝试通过列车范围内的相同的有限数量的基站使用快速数据通信服务，对于经过的列车提供足够的数据通信容量非常困难。而且，列车速度的剧增已经加剧了该问题，因为数据通信资源需要非常快速地通过，具有大的带宽和高容量，并且在切换间有非常短的时间段。

在专利US5548835(NEC CORP)12.02.1994中，描述了一种列车无线电通信系统，包括多个陆地通信设备和列车通信设备。陆地通信设备沿铁路在预定间隔布置并且设计成以不同的频率输出传输信号，列车在铁路上行驶。列车通信设备布置在列车中并且设计成在列车行驶期间设定列车通信设备与一个陆地通信设备之间的无线电信道。列车通信设备包括多个天线、天线开关、接收机和天线控制器。该天线分别接收来自陆地通信设备的传输信号。天线开关选择天线中的一个。接收机对来自天线开关选择的天线的输出进行解调并且输出接收信号。天线控制器包括用于检测列车的当前行驶位置的当前位置检测部并且根据来自当前位置检测部的当前行驶位置来控制天线开关。

US2014198715(SWISSCOM AG)17.07.2014描述了用于在列车与沿着列车行驶的轨道布置的一个或多个基站之间建立无线通信的方法和系统并且可以包括建立列车上的一个或多个通信中继器与基站的一个或多个天线之间的通信信道。信道状态信息(CSI)可以被确定且存储在数据库中，并且CSI可以用于经由通信信道进行通信，取决于定义通信中继器的当前位置的信息。CSI可以用于建立用于一个基站或多个基站与安装于列车上的中继器或天线系统之间的MIMO(多输入/多输出)通信的若干独立通信信道。

发明概述

考虑到上述用于建立与移动列车的MIMO链路的方法和装置的复杂度以及继而灵敏度，本发明的目的之一是提供操作用于这种通信的优选更鲁棒且更简单的替代方法和系统。

本发明通过尤其提供用于如随附权利要求中阐述的用于车辆的MIMO通信系统来解决上述需求。任选的特征呈现在随后的说明中。

有益的是，可以在列车内的乘客所操作的设备与移动运营商的固定网络之间提供快速、可靠且成本高效的4x4MIMO通信链路。

在考虑如下面所列的附图以及随后的详细说明时，将更易于理解本发明的这些方面和其它特征、方面和实施方案。

附图说明

图1A示出了第一MIMO固定通信系统附近的示例性的列车；

图1B示出了图1A的示例性列车的示意性剖视图；