[发明专利]一种基于毫米波的高铁WIFI系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于毫米波的高铁WIFI系统。

背景技术

WIFI技术是使各种便携式通信设备不再使用通信线缆实现无线网络接入的主要方式。通过无线方式连接，使网络的构建和终端的移动更加灵活。目前WIFI信号在室内静态环境下实现全覆盖的技术已经十分纯熟，如何在高速移动的交通工具中布置无线网络并提供安全可靠的业务服务和具有较高数据传输速度是未来WIFI技术发展的方向。

我国高铁技术发展迅速，选择乘坐高铁出行的人数逐渐增大。在高铁列车车厢上提供WIFI服务，能够满足互联网时代移动用户对于信息交互的基本需求，提高高铁服务的品质，进一步提升我国高铁技术在全球的竞争力。目前高铁上的WIFI接入技术手段是通过车载WIFI设备，将沿线的3G信号或4G信号转换为WIFI信号供乘客使用。但高铁铁路沿线比较荒凉，运营商的覆盖密度比较小，而且车载设备需要不断将收到三个运营商的信号进行转换，必会造成信号的不稳定。并且列车在高速的行驶中，信号衰减会十分严重。

毫米波通信具有高速率、短距离、超宽带的特性，越来越受到学术界和工业界的重视。60GHz频段及其附近拥有丰富的频谱资源，带宽最高可以达到9GHz,即使采用低阶调制方式，通信速率也可以达到数Gbps。由于波束窄，因此抗干扰能力比较强，并且60GHz无线通信系统的元器件尺寸与微波的元器件相比要小很多，对发射功率的要求也很低。在IEEE802.11.ad标准中，支持最高传输速率为7Gbps，同时支持设在60GHz、5GHz及2.4GHz频段进行切换，满足高铁WIFI的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于毫米波的高铁WIFI系统，以解决现有技术存在的传输速率低，信号不稳定，安全性能差的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种高铁WIFI系统，包括：移动终端，接入热点，车载光纤交换机，车载信号收发设备，基站，基站控制中心，核心网。其中，所述移动终端依次通过所述接入热点、车载光纤交换机、车载信号收发设备、基站、基站控制中心与所述核心网进行通信连接，所述车载光纤交换机与车载信号收发设备通过光纤连接。

所述车载光纤交换机，用于将所述接入热点通过线缆传输的数据包汇总并通过光纤传输给所述车载信号收发设备；或，还用于将从所述车载信号收发设备中接受到的数据包发送给移动终端。

所述车载信号收发设备，用于将所述车载光纤交换机发送的输入信号进行编码、调制、组帧、滤波，并将滤波后的信号传输至所述基站。其中所述车载信号收发设备向所述基站无线发送的射频信号为毫米波信号，频段为60GHz；或，还用于将所述基站发送的射频信号同步、均衡、解调、译码，并将译码后的信号通过光纤传输给车载光纤交换机。

所述核心网，用于获取铁路数据，并将获取的所述铁路数据发送至与所述核心网相连的基站控制中心。

进一步地，每节车厢布置一个所述车载光纤交换机，车头和车尾分别布置一个所述车载信号收发设备，前三节车厢的所述车载光纤交换机通过光纤连接至车头所述车载信号收发设备，后三节车厢的所述车载光纤交换机通过光纤连接至车尾所述车载信号收发设备。

进一步地，所述车载信号收发设备在进行编码和调制时，编码采用格雷编码，调制方式采用QPSK调制。

进一步地，所述格雷编码是由格雷序列组成，格雷序列的递推公式为：

其中由δ(n)可以求得A₀(n)，B₀(n)，进而可以求得Ga₆₄、Ga₁₂₈，格雷序列Ga₆₄、Ga₁₂₈的系数如下：

Ga₆₄(n)＝A₆(64-n),Gb₆₄(n)＝B₆(64-n)，n＝1,2,...,64

其中n表示序列的第n位数据，对应的W_k＝[+1 +1 -1 -1 +1 -1]和D_k＝[2 1 4 8 16 32]，其中W_k、D_k均为伪随机序列。

Ga₁₂₈(n)＝A₇(128-n),Gb₁₂₈(n)＝B₇(128-n)，n＝1,2,...,128