一种车载通信设备多业务接入的实现方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种车载通信设备多业务接入的实现方法。


背景技术：

2.随着铁路装备信息化、智能化的不断推进，各铁路装备对铁路车地无线数据通道的需求越来越迫切。
3.我国铁路采用gsm
‑
r为铁路运营调度通信系统提供专业的车地无线通道，对铁路装备的信息化数据承载比较也有限，无法满足视频、图像、日志等对传输带宽要求较高的业务需求。车载已装配了多种地车无线传输系统，提升了各业务设备故障预警和故障排查能力、提高了作业人员的作业效率和管理水平，在故障排查、安全风险预警等方面发挥了作用。
4.但是，各系统自独立建设车地无线传输系统，造成了车载设备间/地面机房相同功能单元重复建设，机车设备间设备安装空间严重不足，车顶天线缺乏统一规划，同频天线之间存在相互干扰隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种车载通信设备多业务接入的实现方法，能够实现业务系统可靠接入车地综合无线传输系统。
6.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
7.一种车载通信设备多业务接入的实现方法，包括：
8.每一接入业务通过活动性检测来检查无线链路的质量，通过活动性检测后，使用登记机制实现接入认证；
9.每一接入业务接入认证后，与车载通信设备建立业务通道；
10.每一接入业务，利用建立的业务通道，采用设定的业务数据发送机制和流量控制机制实现车地数据传输。
11.由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过接入业务进行无线链路质量检查、接入认证、业务通道建立的方式建立各接入业务与车载通信设备业务数据传输通道，则按照设定车地数据传输机制进行业务数据传输，解决车地无线传输通道问题，实现业务系统可靠接入车地综合无线传输系统。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
13.图1为本发明实施例提供的一种车载通信设备多业务接入的实现方法的流程图；
14.图2为本发明实施例提供的正常情况下活动性检测时序图；
15.图3为本发明实施例提供的故障情况下活动性检测时序图；
16.图4为本发明实施例提供的正常情况下接入认证时序图；
17.图5为本发明实施例提供的故障情况下接入认证时序图；
18.图6为本发明实施例提供的业务通道建立正常交互时序图；
19.图7为本发明实施例提供的业务通道建立异常交互时序图；
20.图8为本发明实施例提供的业务数据正常交互时序图；
21.图9为本发明实施例提供的业务数据丢帧交互时序图；
22.图10为本发明实施例提供的业务数据响应帧丢失时交互时序图；
23.图11为本发明实施例提供的业务数据响应帧连续四次丢失时交互时序图。
具体实施方式
24.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
25.首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
26.术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
27.下面对本发明所提供的一种车载通信设备多业务接入的实现方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。
28.如图1所示，一种车载通信设备多业务接入的实现方法，包括如下步骤：
29.步骤1、每一接入业务通过活动性检测来检查无线链路的质量，通过活动性检测后，使用登记机制实现接入认证；
30.步骤2、每一接入业务接入认证后，与车载通信设备建立业务通道；
31.步骤3、每一接入业务，利用建立的业务通道，采用设定的业务数据发送机制和流量控制机制实现车地数据传输。
32.本发明实施例上述方案，可以统一规范使用铁路5g专网网络资源、统筹共享商用5g车地无线通道和wlan车地无线通道，在实施阶段，通过接入业务进行无线链路质量检查、接入认证、业务通道建立的方式建立各接入业务与车载通信设备业务数据传输通道，则按照设定车地数据传输机制进行业务数据传输，解决车地无线传输通道问题，实现业务系统可靠接入车地综合无线传输系统。
33.为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的一种车载通信设备多业务接入的实现方法进行详细描
述。
34.一、业务接入活动性检测。
35.本发明实施例中，通过活动性检测来检查无线链路的质量，主要方式包括：
36.1)接入业务发送活动性检测数据帧的时间间隔设为k1，最大重复发送次数设为k2；示例性的，可以设置：k1＝30s，k2＝2。
37.2)接入业务发送活动性检测数据帧。
38.3)若在规定时间收到所述车载通信设备回复的活动性检测响应数据帧，则通过活动性检测，认定无线链路通道正常。
39.4)若在规定时间内未收到所述车载通信设备回复的活动性检测响应数据帧，则按照设定的时间间隔k1，重新发送活动性检测数据帧，最多重复发送k2次，若在规定时间内均未收到所述车载通信设备回复的活动性检测响应数据帧，则未能通过活动性检测，认定无线链路通道异常。
40.如图2所示，为正常情况下活动性检测时序图。如图3所示，为故障情况下活动性检测时序图。
41.二、接入认证。
42.本发明实施例中，各接入业务与车载通信设备之间通过登记机制实现设备的接入认证，主要方式包括：
43.1)接入业务发送登记请求帧的第一时间间隔设为c1，第二时间间隔设为c2，重复发送次数设为c3；示例性的，可以设置：c1＝30s，c2＝180s，c3＝2。
44.2)接入业务向车载通信设备发送登记请求帧进行登记。
45.3)若在规定时间收到所述车载通信设备回复的登记响应帧，则完成业务入网登记。
46.4)若在规定时间内未收到所述车载通信设备回复的登记响应帧，则按照设定的第一时间间隔c1，重新发送登记请求帧，最多重复发送c3次，若在规定时间内均未收到所述车载通信设备回复的登记响应帧，各业务进入该无线链路通道不可用状态，再按照设定的第二时间间隔c2重复发送登记请求帧，直至在规定时间内收到所述车载通信设备回复的登记响应帧。
47.如图4所示，为正常情况下接入认证时序图。如图5所示，为故障情况下接入认证时序图。
48.三、建立业务通道。
49.接入业务通过业务接入活动性检测，并且业务入网登记后，与车载通信设备建立业务通道，主要方式包括：
50.1)接入业务发送业务通道建立请求帧的第一时间间隔设为m1，第二时间间隔设为m2，重复发送次数设为m3，最大超时次数设为m4；示例性的，可以设置：m1＝30s，m2＝180s，m3＝2，m4＝4。
51.2)接入业务向车载通信设备发送登记请求帧进行登记。
52.3)若在规定时间收到所述车载通信设备回复的业务通道建立响应帧，则建立业务通道。
53.4)若在规定时间内未收到所述车载通信设备回复的业务通道建立响应帧，则按照
设定的第一时间间隔m1，重新发送登记请求帧，最多重复发送m3次，若在规定时间内均未收到所述车载通信设备回复的业务通道建立响应帧，则按照设定的第二时间间隔m2重复发送登记请求帧，直至在规定时间内收到所述车载通信设备回复的业务通道建立响应帧；如果连续出现m4次超时重发的情况，则进入无线链路通道不可用状态，直至在规定时间内收到业务通道建立响应帧。
54.如图6所示，为业务通道建立正常交互时序图。如图7所示，为业务通道建立异常交互时序图。
55.四、车地数据传输机制。
56.本发明实施例中，采用设定的业务数据发送机制和流量控制机制实现车地数据传输，主要包括：
57.1)设置发送端的滑动窗口为n，发送时间间隔为t，最大数据长度为m，即时间间隔t内一起发送的多帧数据的总长度不超过m；示例性的，可以设置：n＝10，t＝2s，m＝1024字节。
58.2)若接收端在规定的计时器t1时间范围内，收到设定的n1帧业务数据帧，则回复业务数据响应帧，并重启计时器t1计时；若计时器t1计时结束时，还有待确认的业务数据帧，则回复务数据响应帧，并重启计时器t1计时；示例性的，计时器t1时间范围可以设为15s，n1＝5。
59.3)发送端在发送滑动窗口内有新的业务数据帧发送时，或者收到接收端的业务数据响应帧时，重启计时器t1计时。
60.4)若发送端在计时器t1时间范围内未收到业务数据响应帧，则启动重发自上一次接收到的业务数据响应帧帧序号至发送窗口内帧号的业务数据帧。
61.5)若接收端收到已经确认业务数据帧，不再向业务系统转发此帧数据，发送最近一次的业务数据响应帧，从而防止接收端发送的业务数据响应帧丢失而重复向业务系统发送已确认的业务数据帧。
62.6)若接收端发现丢帧，则发送业务数据响应帧。
63.7)车载通信设备收到“接入业务发送登记”后置接收帧、发送帧序号为0；正常交互数据时，接收和发送是双向的，即当接入业务作为发送端时，车载通信设备作为接收端；当车载通信设备作为发送端时，接入业务作为接收端，但是“接入登记”只能是业务端向车载通信设备进行。
64.下面针对车地数据传输机制中所出现的各类情况进行举例说明。
65.1、业务数据正常交互。
66.如图8所示，为业务数据正常交互时序图，此情况下：
67.1)各接入业务的发送窗口为10。
68.2)各接入业务有多帧需要发送时发送间隔为2s。
69.3)车载通信设备15s内收到5帧业务数据帧，立即发送业务数据响应帧，并重启15s计时。
70.4)车载通信设备15s计时结束有待确认的业务数据帧，立即发送业务数据响应帧，并重启15s计时。
71.2、业务数据丢帧。
72.如图9所示，为业务数据丢帧交互时序图，此情况下：
73.1)在各接入业务发送窗口内，每当有新的业务数据帧要发送，重启定时器t1。
74.2)收到车载通信设备的业务数据响应帧后，如果没有待确认的业务数据帧，则关闭定时器t1。
75.3)接入业务发现丢帧以后立即发送业务数据响应帧，并将丢帧的帧号发送给车载通信设备。
76.4)接入业务接收车载通信设备的业务数据响应帧后，发现车载通信设备出现接收丢帧，立即发送丢帧的业务数据帧。
77.5)车载通信设备收到重发的丢帧数据以后，立即回复业务数据响应帧。
78.3、业务数据响应帧丢失超时。
79.如图10所示，为业务数据响应帧丢失时交互时序图，此情况下：
80.由于丢失车载通信设备发送的业务数据响应帧而造成的接入业务定时器t1超时，接入业务从业务数据的第一帧开始重发，重发间隔为2s，接入业务发送了业务数据第一帧后，车载通信设备发现为已确认帧，立即发送业务数据响应帧，已确认的业务数据帧由车载通信设备丢弃。
81.4、业务数据连续超时处理时序。
82.如图11所示，为业务数据响应帧连续四次丢失时交互时序图，业务数据响应帧连续丢失四次(当然也可以是其他次数，具体次数数值可以由本领域技术人员根据实际情况或者经验设定)，重新向车载通信设备发送登记请求帧和业务通道建立请求帧，重新建立接入业务与车载通信设备的业务通道。
83.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd
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rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
84.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。