本發(fā)明涉及網(wǎng)關(guān)領(lǐng)域，尤其涉及一種車載自組網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，在高速移動(dòng)的列車上，用戶終端一般通過(guò)2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)接入公網(wǎng)，然而對(duì)于單個(gè)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，通常一列列車處于單個(gè)小區(qū)的基站覆蓋范圍內(nèi)，當(dāng)用戶數(shù)量較多時(shí)，容易出現(xiàn)群切換問(wèn)題，這將給基站帶來(lái)切換過(guò)程中大量的信令交互負(fù)載，導(dǎo)致服務(wù)中斷的概率增大。對(duì)此，目前已有一些列車上內(nèi)置了局域網(wǎng)，然而由于缺乏相應(yīng)局域網(wǎng)與外部公網(wǎng)之間的橋接網(wǎng)關(guān)設(shè)備，局域網(wǎng)僅能滿足車內(nèi)通信，無(wú)法連接外部網(wǎng)絡(luò)。

此外，個(gè)人攜帶的MIFI(便攜式寬帶無(wú)線)設(shè)備也能在高速列車上使用，用戶通過(guò)WIFI或藍(lán)牙接入到MIFI設(shè)備，MIFI設(shè)備再通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，但現(xiàn)有的MIFI設(shè)備只能滿足個(gè)人或小范圍內(nèi)少量用戶的接入上網(wǎng)需求，而且若每個(gè)用戶都使用MIFI設(shè)備，則仍然無(wú)法避免群切換問(wèn)題，在這個(gè)問(wèn)題上，使用MIFI設(shè)備與用戶直接使用手機(jī)上網(wǎng)并沒有本質(zhì)的區(qū)別，因此對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，無(wú)法提升終端的通信質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種車載自組網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)車內(nèi)局域網(wǎng)與外部公網(wǎng)之間的橋接，同時(shí)避免群切換問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種車載自組網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，包括依次串聯(lián)于用戶終端與LTE基站之間的無(wú)線路由器、無(wú)線接入設(shè)備及天線陣列，所述無(wú)線路由器包括依次串聯(lián)的用戶接入控制模塊和無(wú)線路由模塊，所述無(wú)線接入設(shè)備包括依次串聯(lián)的以太網(wǎng)接口、數(shù)據(jù)流分配模塊及LTE網(wǎng)絡(luò)模塊，其中，

所述LTE基站包括各運(yùn)營(yíng)商的基站；

所述LTE網(wǎng)絡(luò)模塊包括若干各運(yùn)營(yíng)商的SIM卡；

所述用戶接入控制模塊設(shè)置為限制接入用戶終端的數(shù)量以及單個(gè)用戶終端占用的帶寬資源，并在用戶終端的平均速率下降到預(yù)設(shè)的最低速率時(shí)禁止新的用戶終端接入；

所述數(shù)據(jù)流分配模塊設(shè)置為按預(yù)設(shè)的分配規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行分配。

進(jìn)一步地，所述分配規(guī)則包括：

當(dāng)接入的用戶終端少于一定數(shù)量時(shí)，使每個(gè)用戶終端的收發(fā)數(shù)據(jù)包經(jīng)全部SIM卡并行收發(fā)；

當(dāng)根據(jù)行車經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)已知某運(yùn)營(yíng)商基站當(dāng)前的信號(hào)覆蓋強(qiáng)度低于預(yù)設(shè)強(qiáng)度值或者負(fù)載大于預(yù)設(shè)負(fù)載值時(shí)，屏蔽該運(yùn)營(yíng)商的SIM卡或者限制經(jīng)該運(yùn)營(yíng)商的SIM卡進(jìn)行數(shù)據(jù)包收發(fā)的用戶終端數(shù)量；

當(dāng)接入的用戶終端多于一定數(shù)量時(shí)，根據(jù)由行車經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的當(dāng)前各運(yùn)營(yíng)商基站的信號(hào)覆蓋強(qiáng)度和負(fù)載情況，分配各SIM卡收發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量和業(yè)務(wù)類型。

優(yōu)選地，所述天線陣列為自適應(yīng)天線陣列。

進(jìn)一步地，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備還包括與所述無(wú)線路由器和所述無(wú)線接入設(shè)備連接的控制管理平臺(tái)。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)營(yíng)商包括移動(dòng)、電信和聯(lián)通。

本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，帶來(lái)了以下有益效果：通過(guò)用戶接入控制模塊可確保每個(gè)用戶的用戶體驗(yàn)，通過(guò)無(wú)線路由器可實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶終端的同時(shí)無(wú)線接入，通過(guò)以太網(wǎng)接口可實(shí)現(xiàn)無(wú)線路由器與數(shù)據(jù)流分配模塊之間的數(shù)據(jù)交互，通過(guò)數(shù)據(jù)流分配模塊可控制不同場(chǎng)景下上網(wǎng)的流量通路與負(fù)載均衡，通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)模塊可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包在LTE頻段的收發(fā)，通過(guò)天線陣列可實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)模塊與LTE基站的數(shù)據(jù)交互，通過(guò)LTE基站可接入公網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)車內(nèi)局域網(wǎng)與外部公網(wǎng)之間的橋接。此外，由于采用本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)設(shè)備后，用戶終端先接入無(wú)線路由器而不是直接接入LTE基站，因而避免了用戶數(shù)量較多時(shí)出現(xiàn)的群切換問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明車載自組網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明中數(shù)據(jù)流分配模塊第一種工作模式的示意圖；

圖3為本發(fā)明中數(shù)據(jù)流分配模塊第一種工作模式的示意圖；

圖4為本發(fā)明中數(shù)據(jù)流分配模塊第一種工作模式的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理解本發(fā)明的功能、特點(diǎn)。

如圖1所示，本發(fā)明的車載自組網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備包括依次通信連接于用戶終端1與LTE基站之間的無(wú)線路由器2、無(wú)線接入設(shè)備3及天線陣列4，無(wú)線路由器2包括依次串聯(lián)的用戶接入控制模塊21和無(wú)線路由模塊22，無(wú)線接入設(shè)備3包括依次串聯(lián)的以太網(wǎng)接口31、數(shù)據(jù)流分配模塊32及LTE網(wǎng)絡(luò)模塊33。其中，用戶終端1包括手機(jī)、平板等；用戶接入控制模塊21用于限制接入用戶終端的數(shù)量以及單個(gè)用戶終端占用的帶寬資源，并在用戶終端的平均速率下降到預(yù)設(shè)的最低速率時(shí)禁止新的用戶終端接入，從而保障每個(gè)用戶的用戶體驗(yàn)；無(wú)線路由模塊22用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶終端1的同時(shí)無(wú)線接入；以太網(wǎng)接口31用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線路由模塊22與數(shù)據(jù)流分配模塊32之間的數(shù)據(jù)交互；數(shù)據(jù)流分配模塊32用于為按預(yù)設(shè)的分配規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行分配，從而實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景下上網(wǎng)的流量通路與負(fù)載均衡；LTE網(wǎng)絡(luò)模塊33包括若干各運(yùn)營(yíng)商(例如移動(dòng)、電信和聯(lián)通)的SIM卡，用以實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)包在LTE頻段的收發(fā)；LTE基站包括移動(dòng)基站51、電信基站52和聯(lián)通基站53，用以將接收到的用戶數(shù)據(jù)包傳入公網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)車內(nèi)局域網(wǎng)與外部公網(wǎng)之間的橋接。由于用戶終端1直接接入無(wú)線路由器2而不直接接入LTE基站，因而避免了用戶數(shù)量較多時(shí)出現(xiàn)的群切換問(wèn)題。

在本發(fā)明中，上述分配規(guī)則包括以下三種情況：

第一種情況，如圖2所示，當(dāng)接入的用戶終端少于一定數(shù)量時(shí)，采用均分帶寬的方式，使每個(gè)用戶終端的收發(fā)數(shù)據(jù)包經(jīng)全部SIM卡并行收發(fā)，即，對(duì)于各用戶終端來(lái)說(shuō)，采用并行收發(fā)的機(jī)制，對(duì)于單個(gè)SIM卡來(lái)說(shuō)，對(duì)于不同用戶采用時(shí)分的方式收發(fā)數(shù)據(jù)包。因此，在這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，整合了三個(gè)運(yùn)營(yíng)商(即移動(dòng)、聯(lián)通和電信)的公網(wǎng)帶寬資源，對(duì)于單個(gè)用戶終端來(lái)說(shuō)，用戶數(shù)據(jù)包的收發(fā)速率將隨著SIM卡數(shù)量呈倍數(shù)增長(zhǎng)。從理論上來(lái)說(shuō)，當(dāng)SIM卡的數(shù)量大于等于用戶終端的數(shù)量時(shí)，系統(tǒng)的傳輸速率以及吞吐量均可以獲得提升。

第二種情況，如圖3所示，根據(jù)行車經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知移動(dòng)基站、電信基站或聯(lián)通基站當(dāng)前的信號(hào)覆蓋強(qiáng)度和負(fù)載情況，當(dāng)某一運(yùn)營(yíng)商的信號(hào)覆蓋強(qiáng)度低于預(yù)設(shè)強(qiáng)度值或者負(fù)載大于預(yù)設(shè)負(fù)載值，其能夠提供的頻帶資源較少時(shí)，因而屏蔽該運(yùn)營(yíng)商的SIM卡或者限制經(jīng)相應(yīng)運(yùn)營(yíng)商的SIM卡進(jìn)行數(shù)據(jù)包收發(fā)的用戶終端數(shù)量，從而可以在整體上保證用戶體驗(yàn)，確保頻帶資源的充分利用。

第三種情況，如圖4所示，當(dāng)接入的用戶終端多于一定數(shù)量時(shí)，根據(jù)由行車經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的當(dāng)前各運(yùn)營(yíng)商的信號(hào)覆蓋強(qiáng)度和負(fù)載情況，分配各SIM卡收發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量和業(yè)務(wù)類型，具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類型，對(duì)每個(gè)業(yè)務(wù)類型的優(yōu)先級(jí)分配不同的權(quán)重因子，利用業(yè)務(wù)權(quán)重因子進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到不同流的分配方式，最終將不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包通過(guò)不同的業(yè)務(wù)流進(jìn)行分配收發(fā)。

此外，區(qū)別于普通的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，本發(fā)明網(wǎng)關(guān)設(shè)備的天線陣列4采用自適應(yīng)天線陣列，其可以根據(jù)所經(jīng)過(guò)路段的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)適時(shí)調(diào)整天線參數(shù)和數(shù)據(jù)流傳輸分配，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化配置以及負(fù)載均衡，天線上配置相應(yīng)運(yùn)營(yíng)商的增強(qiáng)型終端數(shù)據(jù)卡，并行地發(fā)送收到的用戶數(shù)據(jù)包，提升數(shù)據(jù)傳輸速率。

在本實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)設(shè)備還包括與無(wú)線路由器2和無(wú)線接入設(shè)備3連接的控制管理平臺(tái)6，用以對(duì)無(wú)線路由器2和無(wú)線接入設(shè)備3的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的查看和分析，并能夠選擇不同的用戶匹配策略調(diào)整設(shè)備的性能。

綜上所述，只要在列車上配置了本發(fā)明的車載自組網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，車內(nèi)乘務(wù)員和乘客即可通過(guò)車內(nèi)WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)，滿足車內(nèi)上網(wǎng)的需求。

以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求書及說(shuō)明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。