[发明专利]基于低轨卫星的铁路无线列调融合通信系统及实现方法

说明书

本发明公开了一种基于低轨卫星的铁路无线列调融合通信系统及实现方法。系统包括铁路无线列调卫星通信终端设备和铁路无线列调卫星/地面通信网两部分。终端设备包括具备与低轨卫星通信能力的机车台、车站台和调度台。通信网包括铁路无线列调卫星通信网、国内铁路无线列调通信网和国外铁路无线列调通信网。本系统能够通过低轨卫星进行无线列调语音和数据通信，并可与国内和国外铁路无线列调通信网互联，通过部署的低轨卫星进行通信，可实现全球无线列调通信业务覆盖，解决通信盲区的问题，并且可以解决450M，400M数字，GSM‑R，LTE‑R，5G‑R以及国外铁路通信制式互不兼容，需要安装多台终端或模块，并且建设多张网络的问题。

技术领域

本发明涉及铁路无线列调通信系统，特别涉及一种基于低轨卫星的铁路无线列调融合通信系统及实现方法。

背景技术

铁路无线列调通信系统广泛应用于铁路行车调度指挥，主要用于地面车站值班员，调度员与机车司机进行无线通信。我国铁路无线列调系统从模拟450M通信，逐步过渡到GSM-R+450M通信，今后随着业务对带宽及通信速度的需求，会逐步向宽带数字化过渡，LTE-R，5G-R都在研制部署中。目前的系统都是基于地面网络建设，部署新的通信系统除了需要终端设备的支持外，核心网络，基站都需要升级或者重新建设，投资巨大，并且周期长。此外，与其他国家的铁路无线列调通信网互联互通也面临同样问题，目前的解决方式是升级或更换终端设备，增加通信模式选择，通用性不强，操作相对复杂。

发明内容

为了解决网络覆盖问题，解决铁路宽带通信需求，以及解决不同地域铁路通信制式不同，需要重新铺设网络，或者需要安装多台终端或终端需要安装多个通信模块的问题，通过利用低轨卫星转发数据进行通信，能够在满足网络覆盖、宽带通信的同时，具备卫星通信能力的机车可以实现跨境运输，不需要配备多种通信模块，满足跨境铁路运输要求。

本发明采取的技术方案是：一种基于低轨卫星的铁路无线列调融合通信系统包括铁路无线列调卫星通信终端设备和铁路无线列调卫星-地面通信网两部分；所述铁路无线列调卫星通信终端设备包括具备卫星通信能力的铁路卫星通信机车台、铁路卫星通信车站台和铁路卫星通信调度台；所述铁路无线列调卫星-地面通信网包括铁路无线列调卫星通信网、国内铁路无线列调通信网和国外铁路无线列调通信网；所述铁路无线列调卫星通信网包括低轨卫星通信网和由通信卫星服务器、通信网关服务器构成的地面通信网；所述国内铁路无线列调通信网包括450M通信网、GSM-R通信网、400M数字通信网、LTE-R通信网、5G-R通信网；其中所述低轨卫星通信网与地面通信网的通信卫星服务器相联通；通信卫星服务器与通信网关服务器相联通；所述地面通信网的通信网关服务器与国外铁路无线列调通信网相联通；所述地面通信网的通信网关服务器与国内铁路无线列调通信网相联通；所述铁路无线列调卫星通信终端设备与铁路无线列调卫星-地面通信网进行通信。

所述铁路卫星通信机车台包括机车台主机、操作显示终端、第一送受话器、第一扬声器；所述机车台主机包括110V电源单元、第一低轨卫星通信模块、450M或400M信道机、GSM-R通信模块、LTE-R通信模块、5G-R通信模块、第一控制单元、交换单元；所述110V电源单元输出13.8V电源接至所述第一低轨卫星通信模块、450M或400M信道机、GSM-R通信模块、LTE-R通信模块、5G-R通信模块、第一控制单元、交换单元；第一低轨卫星通信模块、450M或400M信道机、GSM-R通信模块、LTE-R通信模块、5G-R通信模块、第一控制单元分别通过网口与交换单元相连接，交换单元通过网口连接所述操作显示终端；操作显示终端通过音频接口连接第一送受话器和第一扬声器。

所述机车台主机的第一控制单元包括型号为LM22670的第一电源转换芯片、型号为LPC4337的第一MCU处理芯片、型号为MX66L51235F的第一存储芯片、型号为DP83848的第一以太网芯片；所述第一电源转换芯片输出的3.3V接至第一MCU处理芯片、第一存储芯片和第一以太网芯片；所述第一MCU处理芯片通过SPI端口连接第一存储芯片，通过MII端口连接第一以太网芯片；第一以太网芯片通过网口连接所述交换单元。