專利名稱：建立和維持可預(yù)測移動車輛內(nèi)的wlan連接的方法、系統(tǒng)以及布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及建立和維持到可共同地在運輸車輛上移動的終 端的無線連接的技術(shù)。本發(fā)明尤其涉及向列車以及其他鐵路車輛提 供WUN連接的技術(shù)。
背景技術(shù)：
WLAN或者無線局域網(wǎng)是針對使得計算機或者計算機類終端實現(xiàn) 與附近多個其他類似設(shè)備無線地交換數(shù)字數(shù)據(jù)的所有技術(shù)的 一 般稱 謂。在撰寫此說明書的原始日期時，WLAN連接中的數(shù)據(jù)速率是11 Mbit/s量級。根據(jù)已建立的假定，WLAN還必須具有到外部、廣泛分 布的公共網(wǎng)絡(luò)(優(yōu)選為因特網(wǎng))的連接，使得WLAN終端實際上不受 限制地訪問全世界。
WLAN連接被認為在非常大的環(huán)境范圍內(nèi)成為日常生活的必要部 分。正在發(fā)展的趨勢是在人們可能需要并且同時有機會使用他們的 終端訪問網(wǎng)絡(luò)的位置處所謂的WLAN熱點的不斷出現(xiàn)。這種位置的關(guān) 注的特定情況包括公共交通車輛，諸如公共汽車、列車以及飛機。 因為典型WLAN連接中的終端和基站之間的范圍是例如鐵路客車的尺 寸量級，用于對列車裝備WLAN連接的明顯建議是在客車內(nèi)安裝基 站以用于建立實際WLAN，并且布置基站與靜止外界之間的獨立集中 式無線鏈路。
圖1示出一種基本情況，其中通用蜂窩無線系統(tǒng)包括多個固定 基站101至110，每個基站具有覆蓋區(qū)域或者小區(qū)，使得小區(qū)示意性 地覆蓋作為六角柵格的特定地理區(qū)域。鐵路軌道111經(jīng)過所述區(qū)域， 并且這樣穿過多個所述小區(qū)。在一個位置處，鐵路軌道111穿過隧道112。用于建立鐵路客車中的WLAN基站113與靜止外界之間的無 線鏈路的最直接的可選方案是對WLAN基站113裝備通用蜂窩無線系 統(tǒng)的終端收發(fā)器，并且將移動WLAN處理作為好像它是單個移動終端。 多個缺點使得這種方案不可行。在這些缺點中，有通常不足以用于 通用蜂窩無線系統(tǒng)中的終端的帶寬，如隧道112的困難位置中覆蓋 的不確定性，以及在以下情況中不能保證的容量，即，小區(qū)之一可 能已經(jīng)具有過多的具有有效通信連接的普通終端。
圖2示出了更先進的解決方案，其利用了以下事實，即不像通 用蜂窩無線系統(tǒng)的終端那樣，列車將不會出現(xiàn)在任意的地理位置， 而是將沿著限定好的路徑移動。在圖2中，鐵路軌道111的路徑被 多個專用小區(qū)201至209覆蓋，包括隧道112中的特定小區(qū)210，其 使用例如已知所謂的泄漏電纜技術(shù)。在此解決方案中，至少能夠比 圖1中的解決方案更容易地解決容量問題，因為不存在其他終端與 移動WLAN基站113竟爭，其中移動WLAN基站113表現(xiàn)為包括小區(qū) 201至210的系統(tǒng)中的移動終端。然而，仍存在待解決的重要問題。 為了覆蓋具有專用小區(qū)的鐵路網(wǎng)絡(luò)的重要部分，無疑需要數(shù)百個或 者數(shù)千個固定基站。如何能夠以成本有效方式連接到運行在背景中 的核心網(wǎng)絡(luò)，并且如何有效地管理終端用戶的終端的移動性呢？
另外還存在一些嚴重的與多普勒頻移和衰落相關(guān)的問題。在移 動WL AN和固定基站之間的連接中使用的此類型數(shù)字無線傳輸包括傳 輸分組，其中每個分組包括所謂的訓(xùn)練序列。接收器使用已知形式 的訓(xùn)練序列來計算信道估計，其作為對匹配的濾波器的控制信息， 該濾波器嘗試抵消無線信道中非線性的有害效應(yīng)。更新的信道估計 僅在新分組進入時可用。如果分組非常長，則連續(xù)的信道估計的計 算之間的時間間隔變長，這增加了信道的實際脈沖響應(yīng)相對于最新 近計算的信道估計改變太大的風險，致使分組丟失。另一方面，如 果分組非常短，則他們能夠頻繁地對信道估計進行更新，而可用于 凈荷數(shù)據(jù)的傳輸容量的相對量變得更少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供用于建立和維持可預(yù)測移動車輛內(nèi)的WLAN連接
的解決方案而獲得優(yōu)勢。本發(fā)明獲得優(yōu)勢的另一方式是通過提供連
接專用的固定基站與核心網(wǎng)絡(luò)的成本有效方法作為這種解決方案的
一部分。本發(fā)明獲得優(yōu)勢的另 一方式是通過提供用于管理在可預(yù)測 移動車輛內(nèi)移動的終端用戶的終端的方法和適當?shù)挠布?。本發(fā)明荻
得優(yōu)勢的另一方式是通過提供所述類型的固定基站與在可預(yù)測移動
車輛內(nèi)移動的WLAN部分之間的無線接口機制。
本發(fā)明獲得優(yōu)勢的 一 個方式是通過建立包括 一 系列專用接入點 的基礎(chǔ)架構(gòu)，通過適當?shù)叵嗷ユ溄咏尤朦c以及將接入點鏈接到內(nèi)部
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且通過建立利用車輛移動的可預(yù)測性的移動性管理機制。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通信系統(tǒng)包括 車輛內(nèi)的中央設(shè)備，適應(yīng)于作為車輛上的無線網(wǎng)絡(luò)的中心， 多個固定收發(fā)器，其中每個收發(fā)器具有構(gòu)成小區(qū)的地理覆蓋區(qū) 域，以及
連接固定收發(fā)器到外部分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連接布置；
區(qū)中的固定收發(fā)器進行通信。 該通信系統(tǒng)的特征在于
車輛內(nèi)的中央設(shè)備是配備有路由能力的移動路由器，
連接布置包括多個固定收發(fā)器和固定中央設(shè)備之間的光連接， 其中光連接經(jīng)過 一 個或者數(shù)目很少的光纖，該光纖來自沿著車輛的 預(yù)測的移動路線延展的長距離光纜，
所述固定中央設(shè)備配備有路由能力，以及
所述固定中央設(shè)備與所述移動路由器一起適應(yīng)于實現(xiàn)分組交換
據(jù)分組的5^由。
本發(fā)明的另 一方面涉及安裝在車輛上的電子內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
中央設(shè)備，其安裝在車輛上，以及
接收器，其耦合到所述中央設(shè)備并且適應(yīng)于從車輛外部的網(wǎng)絡(luò) 無線地接收遠程產(chǎn)生的內(nèi)容。
電子內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)特征在于其包括
在中央設(shè)備內(nèi)的路由裝置，所述路由裝置適合于使中央設(shè)備成 為車輛上的無線網(wǎng)絡(luò)的路由器，
從中央設(shè)備到車輛內(nèi)的視聽發(fā)布裝置的連接；
在車輛上的無線網(wǎng)絡(luò)中的無線終端用戶的設(shè)備和車輛內(nèi)的所述視聽 發(fā)布裝置。
本發(fā)明的另 一方面涉及一種用于建立和維護與可預(yù)測移動車輛 上的終端用戶的終端的無線通信連接的方法。該方法包括以下步驟 在車輛上的中央設(shè)備周圍建立無線網(wǎng)絡(luò)，
建立中央設(shè)備與多個固定收發(fā)器之一之間的通信連接，其中每 個固定收發(fā)器具有構(gòu)成小區(qū)的地理覆蓋區(qū)域，以及
通過固定收發(fā)器在車輛上的中央設(shè)備與外部分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 之間傳送數(shù)據(jù)分組。
該方法特征在于其包括以下步驟
利用多個固定收發(fā)器與固定中央設(shè)備之間的光連接來傳送數(shù)據(jù) 分組，所述光連接經(jīng)過一個光纖或者數(shù)目很少的光纖，所述光纖來 自沿著車輛的預(yù)測移動路線延展的長距離光纜，以及
在所述固定中央設(shè)備和車輛上的中央設(shè)備的移動路由器功能性 兩者處維持路由表，從而在分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與運行在車輛上的無 線網(wǎng)絡(luò)中的終端用戶的終端之間路由數(shù)據(jù)分組。
可以考慮一種通信系統(tǒng)，其中利用具有定向天線的無線接入點 的小區(qū)來覆蓋移動車輛的可預(yù)測路徑，使得每個小區(qū)在車輛的移動 路徑的方向上延伸。最有利地，將無線接入點利用一個或者數(shù)目很 少的光纖彼此耦合，該光纖構(gòu)成長距離光纜的一小部分。接入點與控制器級別的管理實體一起組成封閉的網(wǎng)絡(luò)，其中終端用戶的終端 的移動表現(xiàn)為承載所述終端用戶的終端的車輛的共同移動。所述終 端的移動性可以通過管理車輛的移動性來管理，所述處理能夠從以 下事實獲得巨大的優(yōu)勢，即能夠基于關(guān)于車輛的移動的可預(yù)測信息 對封閉的網(wǎng)絡(luò)的所有適合的部分進行預(yù)配置。
還可以考慮針對上述可預(yù)觀'J移動車輛的內(nèi)部的合適的基礎(chǔ)架 構(gòu)。移動路由器用作用于終端用戶的終端的無線中心，以及用作用 于實時地接收和發(fā)布來自外部網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容的鏈接節(jié)點。
尤其在所附權(quán)利要求書中闡述了被認為是本發(fā)明的特征的新穎 特性。然而，當結(jié)合附圖閱讀下文具體實施方式
的描述時，將最好 地理解本發(fā)明自身(關(guān)于其構(gòu)造及其操作方法兩者)以及本發(fā)明的 附加目的和優(yōu)勢。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)；
圖2示出了另 一現(xiàn)有技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信系統(tǒng)中的網(wǎng)元層級結(jié)
構(gòu)；
圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信系統(tǒng)中的終 端用戶的終端和移動路由器；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信系統(tǒng)中的小區(qū)的布置；
圖6a、 6b以及6c示意性地示出了用于建立根據(jù)本發(fā)明的實施 方式的通信系統(tǒng)中的接口的可選方案；
圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信系統(tǒng)中的光 網(wǎng)絡(luò)單元和接入點；
圖8a和圖8b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信系 統(tǒng)中的某些控制原理；
圖9示出了長距離光纖光纜的一小部分的使用；
圖IO示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信系統(tǒng)中的光線路終端單元；
圖lla、 lib以及l(fā)ie示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的
在通信系統(tǒng)中的各種網(wǎng)絡(luò)拓樸；
圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的方法；
圖13示出了現(xiàn)有技術(shù)車輛網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)；
圖14示出了本發(fā)明的實施方式的車輛網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)；
圖15示出了根據(jù)圖14的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)中的控制面板的示例性使用。
具體實施例方式
呈現(xiàn)在本專利申請中的本發(fā)明的示例性實施方式不能解釋為對 所附權(quán)利要求書的可應(yīng)用性造成限制。在本專利申請中使用詞匯"包 括，，作為開放式限制，其不排除其他未描述的特征的存在。在從屬 權(quán)利要求中所描述的特征彼此可自由結(jié)合，除非明確聲明不能結(jié)合。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的無線局域網(wǎng)解決方案的系統(tǒng)層 圖示。多個終端用戶的終端301適應(yīng)于與車輛303內(nèi)稱作移動路由 器302的設(shè)備無線地進行通信。根據(jù)最通用特征，車輛303是在可 預(yù)測路線上移動的車輛，使得至少可以精確預(yù)測地理移動路徑。作 為一個僅僅是示例性的例子，可以認為車輛303是鐵路客車。沿著 車輛303的預(yù)測的移動軌道，存在多個連續(xù)固定基站，在此#:稱為 光網(wǎng)絡(luò)單元和接入點(0冊/AP) 304。移動路由器302適應(yīng)于具有在 某時與至少一個0NU/AP 304的無線連接。多個0冊/AP連接到;R稱 為光線路終端(OLT) 305的路由器。多個OLT 305依次連接到交換 機306，存在從交換機306到因特網(wǎng)的連接。在下文中，將更詳細地 討論圖3中從底部到頂部的系統(tǒng)的部分。
圖4示意性地示出了終端用戶的終端301和移動路由器302的 某些功能性。本發(fā)明對終端用戶的終端提出了除了包括WLAN接口 401以外的很少的要求?？紤]撰寫本說明書時的已知技術(shù)，終端用戶 的終端301通常是膝上型計算機，盡管其還可以是個人數(shù)字助理(PDA)、裝備用于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)操作的移動電話，等等。針對本發(fā)明的 目的，移動路由器302的主要任務(wù)是將要建立在車輛內(nèi)以用作針對 終端用戶的終端的即時接入點并且作為ad-hoc類型無線網(wǎng)絡(luò)的連續(xù) 有效節(jié)點，建立在車輛內(nèi)。為此，它包括WLAN接口 402，具有足夠 高的容量以服務(wù)于終端中合理的期望數(shù)目的終端用戶。移動路由器 302還可以包括其他種類的本地接口 403。這些接口可以包括例如針 對僅能夠經(jīng)由電纜連接到網(wǎng)絡(luò)的終端用戶的終端的電纜接口 、用于 耦合移動路由器302到本地內(nèi)容服務(wù)器的內(nèi)容服務(wù)器接口 、用于耦 合移動路由器302到諸如GPS接收器或者某些車輛專用導(dǎo)航系統(tǒng)的 定位設(shè)備的定位接口 、和/或用于耦合移動路由器到獲得并且維持關(guān) 于車輛的操作和狀況的信,t的系統(tǒng)的遙測接口 。
移動路由器302 (作為針對終端用戶的終端的即時無線接入點) 負責用戶認證以及通過加密或者其他合適措施向通信連接提供保密 性。這些功能性駐留在安全模塊404中。如果對車輛LAN的使用進 行收費，移動路由器302還可以包含計費模塊405，用于產(chǎn)生并且維 護計費信息以及轉(zhuǎn)發(fā)這種信息到處于網(wǎng)絡(luò)中其他位置的開帳單 Unvoicing)功能性。如果使用電子貨幣來支付所述連接，則計費 模塊405甚至可以適應(yīng)于直接開帳單。移動路由器可以同時作為本 地內(nèi)容服務(wù)器，提供例如諸如音樂、視頻以及游戲的娛樂，為此， 移動路由器可以包括本地內(nèi)容模塊406。如已經(jīng)通過其名稱所表明 的，移動路由器必須具有路由模塊407。稍后將更詳細地描述路由模 塊407的任務(wù)和操作。還呈現(xiàn)了另一接口 408,用于建立和維持朝向 0冊/AP的無線接口。該接口可以包括移動補償部分409，稍后將對 其進行詳細描述。
移動路由器與ONU/AP之間的連接是在幾GHz或者幾十GHz頻率 的無線連接。最有利地，通過沿著預(yù)測的移動路徑放置0冊/AP并且 對其配備定向天線，來利用車輛移動的可預(yù)測性，定向天線的主要 輻射波瓣的方向與移動路徑的方向一致。圖5示出了鐵路軌道111 的路徑如何被連續(xù)小區(qū)501所覆蓋，其中每個小區(qū)包括ONU/AP 304的覆蓋區(qū)域，其定向天線指向鐵路軌道111的方向。在圖5中，假
定除了隧道112的ONU/AP之外，每個0冊/AP具有一個定向天線， 該定向天線具有一個主要輻射波瓣；根據(jù)已知實踐，隧道112的 ONU/AP利用泄漏電纜天線，用泄漏電纜天線使得隧道小區(qū)502覆蓋 整個隧道112，而與方向無關(guān)。沿著鐵路軌道111移動的移動路由器 113總是在至少一個0NU/AP 304的小區(qū)內(nèi)。在軌道的直線部分上， 軌道方向上的小區(qū)的尺寸僅受無線電波的有效范圍的限制。軌道的 長直線部分可能需要順序地放置數(shù)個ONU/AP。軌道的曲線部分需要 將ONU/AP放置得彼此靠近，因為軌道相對較快地彎曲而離開高度定 向的輻射波瓣。
在0 N U / A P和移動路由器兩處使用定向天線使得能夠利用天線增 益來補償對連接質(zhì)量的有害效應(yīng)，尤其是空間衰減。定向天線可以 具有固定定向結(jié)構(gòu)，在這種情況中主要輻射波瓣總是指向同 一方向， 或者它們可以是電子可操縱的(steerable)。上述可替換方案尤其 在當移動路由器沿著針對某ONU/ AP的曲線路徑移動時是有優(yōu)勢的。 盡可能靠近于鐵路軌道或者其他可預(yù)測的移動路徑放置ONU/AP，并 且使定向天線沿著路徑來指向包括以下優(yōu)勢即限制多普勒頻移的 范圍和其他依賴速度的因素。
將ONU/AP之間的典型距離(即預(yù)測移動路徑的方向上的典型小 區(qū)的尺寸)估計為一千米的量級。
圖6a、 6b以及6c示出了使用移動路由器302和0NU/AP 304中 的天線和收發(fā)器的某些變型。圖6a是在移動路由器302和0NU/AP 304中分別正好存在一個接口收發(fā)器601和602的基本情況，并且其 中每個接口收發(fā)器分別具有固定定向天線603和604。所述天線彼此 相對。這種解決方案具有以下缺點，即需要確保例如移動天線603
另一方向，這是大多情況中的合理假定。為了徹底避免這種風險， 移動路由器302和0冊/AP 304中至少一個應(yīng)該配備具有對稱定向的 天線，所述天線具有指向相反方向的兩個主要輻射波瓣。圖6b盡可能地示出了在移動路由器302和0冊/AP 304兩處的這種對稱定向的 天線613和614的使用。在0而/AP處^f吏用對稱定向的天線將自然地 使得這種ONU/AP的小區(qū)在由輻射波瓣確定的方向上對稱地出現(xiàn)在 ONU/AP周圍。
連續(xù)ONU/AP的小區(qū)將具有特定地理重疊，其需要分開他們彼此 的傳輸。如果使用碼分多址，則在不同的ONU/AP處使用不同的擴頻 碼是足夠的。在其他情況下，可能需要使用不同的傳輸頻率，或者 適合的時間同步。在任何情況下，對小區(qū)之間的平滑切換的需要可 能需要移動路由器302和0NU/AP中至少一個中的并行接口收發(fā)器。 在移動路由器中，這種并行收發(fā)器之一仍然可以與"舊"0NU/AP進 行通信，而同時另一個已經(jīng)建立與"新"0而/AP的連接。并行接口 收發(fā)器還可以用于提供在移動路由器302與0冊/AP 304之間的無線 接口處的冗余。圖6c示出了其中移動路由器302包括兩個并行接口 收發(fā)器612和622的示例性情況。這些接口中的每個接口具有分別 指向一個方向的定向天線623和624，使得兩個天線指向相反方向。 在0NU/AP 304中，還存在兩個并行接口收發(fā)器625和626。這些接 口中的每個接口具有指向兩個方向的定向天線627和628。多個接口 收發(fā)器、多個天線以及多個天線指向方向之間的許多變化都是可能 的。
圖7示意性地示出了 0NU/AP 304的某些部分。無線接口 701用 于實現(xiàn)0NU/AP 304與在移動車輛中經(jīng)過的移動路由器之間的無線通 信。無線鏈路管理實體702 (其獨立地在此示出，盡管還可以看作組 成無線接口 701的一部分)負責執(zhí)行旨在建立和維持具有優(yōu)化的容 量和吞吐量的無線連接的操作。分組過濾實體703監(jiān)控所有進入分 組并且僅選擇其中適合的分組用于進一步傳輸。光網(wǎng)絡(luò)接口 704是 ONU/AP將通過其與網(wǎng)絡(luò)中的其他固定設(shè)備進行通信的接口。用于這 種通信的物理接口包括光耦合器705和一個光纖(或者數(shù)目很少的 光纖)706。
可以更詳細地討i侖0NU/AP 304與移動^各由器302之間的無線孑妾口的某些方面，尤其是在鐵路應(yīng)用的架構(gòu)中。假定移動路由器302 處于鐵路客車中并且ONU/AP 304位于軌道旁，它們之間的相對速度 可以是每小時0到300千米以上之間的任何速度。無線頻率中的多 普勒頻移很重要。至少兩種校正措施是可用的微調(diào)傳輸頻率和/或 定時，從而抵消多普勒頻移，或者選擇與多普勒頻移的大小成反比 的分組尺寸(多普勒頻移越大，分組越小)。
可以使用作為對控制算法的反饋的傳輸質(zhì)量測量來動態(tài)地進行 頻率校正和分組大小選擇。圖8a示意性地示出了動態(tài)分組大小選擇。 在傳輸狀態(tài)801期間，對傳輸質(zhì)量進行測量；該測量可以包括例如 監(jiān)控誤碼率、誤幀率或者已知用于反映在接收器中使用計算的信道 估計的成功的某個其他特征。根據(jù)步驟802，如果在每傳輸數(shù)據(jù)量中 存在比第一限制或者闞值多的錯誤，則根據(jù)步驟803,使得分組大小 變得更小。根據(jù)步驟804,如果在每傳輸數(shù)據(jù)量中存在比第二限制或 者閾值少的錯誤，則根據(jù)步驟805,使得分組大小變得更大。動態(tài)頻 率校正算法是本領(lǐng)域已知的并且在此不需要進一步描述?？梢缘韧?地在移動收發(fā)器和固定收發(fā)器兩者中執(zhí)行這種頻率校正和分組大小 選擇。
本發(fā)明的鐵路應(yīng)用的特征在于非常容易地獲得關(guān)于移動收發(fā)器 與固定收發(fā)器之間的相對速度的確切知識。所有現(xiàn)代列車包括用于 以電子形式實時產(chǎn)生和發(fā)布關(guān)于測量的列車速度的信息的裝置。即 使不存在到固有存在的測速儀布置的接入，或者除了該接入之外， 移動路由器可以裝備有GPS擴展或者類似定位設(shè)備，其中從這些設(shè) 備可以很容易地獲得速度信息。在軌道旁處的固定收發(fā)器能夠通過 信令從經(jīng)過的列車接收實時速度信息，或者其能夠利用嵌入的速度 雷達、軌道下放置的傳感器、或者其自身的類似的測量布置。
圖8b示出了利用速度信息來選擇分組大小的示例性情況。在傳 輸狀態(tài)811期間，獲得速度信息。如果根據(jù)步驟812,速度增加得多 于第一限制或者閾值，則根據(jù)步驟813,使得分組大小變得更小。如 果根據(jù)步驟814，速度下降得多于第二限制或者閾值，則根據(jù)步驟815，使得分組大小變得更大。因為速度信息對于移動路由器和
ONU/AP兩者都可容易地獲得，所以類似控制算法可以應(yīng)用于這兩者 中?？梢砸苑浅ｎ愃品绞綄嵤﹦討B(tài)頻率校正。
頻率校正和分組大小選擇兩者都實現(xiàn)在移動補償單元中，它們 的示例已經(jīng)在圖4中用409以及圖7中用711和712示出。這種控 制程序的物理實現(xiàn)通常包括控制處理器，所述控制處理器具有輸入 連接和輸出連接，所述輸入連接用以接收需要的傳輸質(zhì)量和/或速度 信息，以及所述輸出連接到達可調(diào)傳輸頻率發(fā)生器和/或構(gòu)造分組并 因此決定它們的大小的基帶信號處理塊。使用鐵路應(yīng)用中的這種控 制布置的又一可能方式是依賴于經(jīng)過的列車的速度中的顯著規(guī)律 性。針對每個軌道旁0NU/AP,存在列車將經(jīng)過的默認速度。甚至能 夠基于測量或從鐵路交通控制中心接收的信息對這種默認速度有規(guī) 律地進行更新。每個0NU/AP能夠應(yīng)用分別選定的默認值用于已經(jīng)開 始利用的頻率校正和/或分組大小，其中默認值已經(jīng)選擇為與經(jīng)過的 列車的默認速度匹配。在列車內(nèi)，移動路由器可以假定列車的速度 將總是遵循特定時刻表，并且根據(jù)自列車開始移動所經(jīng)過的時間而 選擇默認值用于頻率校正和/或分組大小，而無需實時具有速度的實 際知識。
應(yīng)該考慮0NU/AP與OLT之間的連接。正如這些設(shè)備的名稱所表 明的，并且如圖7已經(jīng)示出的，最有利地，這種連接通過光纖進行。 在鐵路應(yīng)用中，尤其存在選擇光纖作為傳輸介質(zhì)的良好理由。首先， 光纖實踐上對來自電動機車所涉及的高電壓和電流的電干擾是不敏 感的。其次，根據(jù)圖9，對于鐵路軌道運營商而言，已經(jīng)變得習(xí)慣于 沿著鐵路軌道側(cè)拉拽高容量光纜901。這些光纜原計劃用作城市之間 的長距離主干路線。因為在鐵路軌道建造和改造期間鋪放光纜相對 容易，所以光纜通常具有明顯超量的尺寸，并且這樣它們傳輸容量 的一個較大部分沒有被使用。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，這種長距離 光纜的整個容量的一個小部分可以被使用在"分布的域"內(nèi)，即， 小的0NU/AP，相比于大任務(wù)交換中的建造和用意，該小的0NU/AP彼此更靠近地位于鐵道旁，其中主干線原始地在大任務(wù)交換中心之
間路由。所述小部分用圖9中的線706表示，對應(yīng)于圖7中的參考 指示符的類似使用。從連續(xù)光纜分離一個光纖7 06或者數(shù)目很少的 光纖706并且建立至其的支路連接(參見圖7中的光耦合器705 )從 而耦合通信設(shè)備到所述光纖或者所述數(shù)目很少的光纖是已知技術(shù)， 所以不需要在此進行描述。
圖IO示意性地示出了 OLT 305的某些部分。其通過光耦合器1001 和光網(wǎng)絡(luò)接口 1002耦合到一個光纖(或者數(shù)目很少的光纖)706。 0LT 305可以包括安全性模塊1003,其負責安全方面，諸如用戶認 證和加密程序。如果對移動車輛中的WLAN連接進行收費并且并不是 所有的計費功能性都存在于移動路由器中和/或網(wǎng)絡(luò)中其他處，則它 們中的一些可以以計費實體1004的形式駐留在OLT 305中。如果OLT 305用作針對與移動路由器進行通信的終端的內(nèi)容服務(wù)器，則可以存 在內(nèi)容提供單元，其在此表示為遠程內(nèi)容實體1005,因為其位于距 離終端用戶的終端相對遠的位置。為了支持終端用戶的終端的移動 性管理，可以存在平臺移動性監(jiān)控實體1006，其任務(wù)是針對諸如鐵 路客車的車輛平臺的位置和速度而保持更新OLT 305。
OLT 305的主要任務(wù)之一是用作路由器，為此存在路由實體 1007，其具有移動性管理部分1008,用于負責與系統(tǒng)中終端用戶的 終端的邏輯位置相關(guān)的功能性。網(wǎng)絡(luò)接口 1 009用作用于連接OLT 305 到分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的裝置。根據(jù)圖lla、 lib以及l(fā)lc的網(wǎng)絡(luò)拓樸 示例，該連接的性質(zhì)可以變化。
圖lla示出了示例性網(wǎng)絡(luò)拓樸，其中每個OLT 305管理一組 0NU/AP 304，使得屬于一個組的0NU/AP 304和管理它們的0LT 305 一起構(gòu)成子網(wǎng)絡(luò)1102。從子網(wǎng)絡(luò)1102到外部分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連 接(諸如因特網(wǎng)或者某專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))直接來自O(shè)LT 305。屬于子網(wǎng) 絡(luò)1102的每個設(shè)備具有到光纖706的連接。在圖lla中，這些連接 分別經(jīng)過光耦合器705和1001。連續(xù)子網(wǎng)絡(luò)通過橋接ONU 1101而鏈 路在一起，其在此示出為具有到每個子網(wǎng)絡(luò)的單獨的連接。橋接0冊1101的任務(wù)是終止每個子網(wǎng)絡(luò)，即在提供用于代表子網(wǎng)絡(luò)之間的通 信的分組自由通過的同時，不允許通過應(yīng)該僅發(fā)布在一個子網(wǎng)絡(luò)中
的分組。盡管橋接0而1101示于圖lla中作為不同于0NU/AP 304 的設(shè)備，但是優(yōu)選地，可以使得子網(wǎng)絡(luò)的最后0NU/AP 304具有橋接 能力。
應(yīng)該考慮每組中的0冊/AP數(shù)目。作為第一假定， 一個0LT能夠 處理大約16至32個0NU/AP。另一方面，這種第一假定僅是建立辦 公室類型網(wǎng)絡(luò)的模擬，在辦公室類型網(wǎng)絡(luò)中，非?？赡艿氖敲總€ 0NU/AP同時與終端用戶的終端有效地進行通信。再次考慮鐵路示例， 應(yīng)該注意到在鐵路軌道上列車將不會彼此緊密相隨，而是為了安全 起見將總是在其間存在空的間隔。作為示例，假定每個列車長為200 米(這樣適合單個小區(qū))并且在連續(xù)的列車之間存在至少2千米的 安全間隔，每次僅大約十分之一個0NU/AP能夠具有有效通信。即使 0NU/AP應(yīng)該服務(wù)于在相反方向中行駛的列車，平均僅五分之一的 0NU/AP在任何單個時刻將具有有效連接。因此，可以々支定運行在單 個0LT管理下的每組0NU/AP的數(shù)目可以比任何才莫擬的辦公室應(yīng)用中 的數(shù)目高得多。另一方面，在測定網(wǎng)絡(luò)尺寸方面還必須注意0而/AP 所經(jīng)歷的業(yè)務(wù)量的波動將較大大部分時間，0NU/AP可能根本不具 有有效鏈接，而不時地其必須服務(wù)于運行在相反方向并且在單個小 區(qū)內(nèi)經(jīng)過彼此的兩輛整列列車中所有有效的終端用戶的終端。
圖lib示出了另一網(wǎng)絡(luò)拓樸，除了到外部分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的 連接以外，其類似于圖lla中所示的示例。這些不是來自O(shè)LT 305 而是來自交換機306，交換機306自己具有到構(gòu)成一個子網(wǎng)絡(luò)的骨干 的光纖的連接1112。圖llc示出了又一可替換網(wǎng)絡(luò)拓樸，其中子網(wǎng) 絡(luò)不通過任何橋接ONU鏈接在一起；替代地，存在從每個OLT 305 到交換機306的連接1122,從交換機306可以連接到外部分組交換 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
圖lla至圖llc的網(wǎng)絡(luò)拓樸在移動性管理方面相互不同。在圖 lib和圖llc的實施方式中，整個"列車WLAN"基本上在單個交換機后(盡管其可以明智地提供一些保留的連接可能性，從而添加冗 余并且減少關(guān)鍵的單個點失效的風險)。這意味著一旦移動終端用
戶的終端變得與"列車WLAN"相關(guān)聯(lián)，則其從一個小區(qū)到另一個小
區(qū)以及甚至從 一 個子網(wǎng)絡(luò)到另 一 個子網(wǎng)絡(luò)的移動仍然完全從任何外 部網(wǎng)元隱藏，并且與任何外部網(wǎng)元無關(guān)，其中所述網(wǎng)元分別越過交
換機1111或者1121。所有移動性管理功能限制在"列車WLAN，，的 內(nèi)部交換機必須意識到終端用戶的終端目前正處在哪個子網(wǎng)絡(luò)中； 該子網(wǎng)絡(luò)的OLT必須知道在其中應(yīng)該通過空中傳輸目的地是特定終 端用戶的終端的分組的 一個或者多個小區(qū)；并且自然地移動路由器 必須知道其正在與哪個終端用戶的終端進行通信。必須可以將終端 用戶的終端從一個鐵路客車帶到另一個鐵路客車并且仍具有網(wǎng)絡(luò)連 接操作，這表明了對移動路由器之間切換機制的需要。
另一方面，如果"列車WLAN"包括多個如圖lla中的單獨的子 網(wǎng)絡(luò)，則每次移動路由器從一個子網(wǎng)絡(luò)移動到另一個子網(wǎng)絡(luò)時，都 需要越過0LT 305的一些路由實體的路由表中的改變。如果存在沿 著單個路程可用的不同網(wǎng)絡(luò)運營商的"列車WLAN"，并且允許在空 中從這些運營商中之一改變到另一個，則甚至圖llb和圖llc的配 置會出現(xiàn)類型情況。至少在"列車WLAN，，系統(tǒng)的大規(guī)模部署已經(jīng)實 現(xiàn)后，和/或在其中大量鐵路運營商均擁有他們各自的鐵路部分并且 將WLAN權(quán)拍賣給互相竟爭的電信運營商的國家中，最可能出現(xiàn)這種 情況。
可以安全地假設(shè)甚至在上述情況中，即使終端用戶的終端連 續(xù)地在列車中移動，如果不是操作數(shù)個小時，單個子網(wǎng)絡(luò)廣闊得足 以允許數(shù)十分鐘。存在已知WLAN技術(shù)，用于管理在慢時標中的移動 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的移動性。
然而，已知的WLAN機制太慢而不能用于按照0NU/AP或者小區(qū) 的精確性來管理終端用戶的終端和移動路由器的移動性。假定 0而/AP之間的距離是大約一千米-或者在曲線或者困難的軌道部分 甚至更小-并且列車以大約250 km/h的速度行進，小區(qū)變化之間的時間間隔很容易比15秒小得多。所有小區(qū)變化的可預(yù)測屬性有助于
保持所有鏈路層協(xié)商最小化，因為常規(guī)ad-hoc類型WLAN中必須協(xié) 商的許多因素現(xiàn)在提前知道并且可以被預(yù)配置。根據(jù)本發(fā)明的"列 車WLAN"內(nèi)部的移動性管理在下文示例中示出。
圖12示出了當操作根據(jù)本發(fā)明的實施方式的網(wǎng)絡(luò)布置時的示例 性事件鏈。為了合適地將討論與容易理解的實踐示例相結(jié)合，可以 再次假定所討論的可預(yù)測移動車輛是鐵路客車。當客車處于車站時， 操作開始。在步驟1201處，客車中的移動路由器建立與第一 0NU/AP 的無線連接。當該連接是可操作的時，在步驟1202處，移動路由器 使用該連接以聯(lián)系第一 OLT，從而第一 OLT變成意識到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動 路由器的邏輯位置，并且在步驟1203處，設(shè)置到移動路由器的鏈接 為"建立(up)"狀態(tài)。
在步驟1204處，終端用戶的終端建立與移動路由器的本地無線 連接并且執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的接入控制例程。假定終端用戶能被適當?shù)卣J 證并且針對待建立的連接來說一切都就緒，在步驟1205處移動路由 器更新其自己的路由表，設(shè)置到終端用戶的終端的鏈接為"建立" 狀態(tài)。在步驟1206處，終端用戶的終端發(fā)送消息到第一 OLT,第一 OLT現(xiàn)在變得意識到通過移動路由器管理的邏輯域內(nèi)的終端用戶的 終端的存在。在可替換實施方式中，該消息可以從移動路由器到第 一OLT。在步驟1207處，第一 OLT相應(yīng)地更新自己的路由表。此后， 在步驟1208處，終端用戶的終端能夠開始與外部網(wǎng)絡(luò)進行通信，使 得連接經(jīng)過移動路由器、第一 ONU/AP以及OLT。終端用戶的終端通 過其變得與列車WLAN相關(guān)聯(lián)的步驟通常還包括深入到通用分組交換 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的其他信令，以便適當?shù)亟⑷ネ蛠碜越K端用戶的終 端的所有業(yè)務(wù)的路由。然而，這種信令和重路由程序能夠根據(jù)諸如 移動IP (移動因特網(wǎng)協(xié)議)的任何通用協(xié)議來執(zhí)行并且不需要在此 進行詳細討論。
列車開始移動，朝向第二 0冊/AP的小區(qū)拉拽鐵路客車。從OLT, 目的地為移動路由器和其后的終端用戶的終端的所有下行鏈路分組-陂發(fā)布到該特定子網(wǎng)絡(luò)中的所有0而/AP。然而，不是每個ONU/AP 均通過空中無線地傳輸它們，因為OLT使這些分組配置有ONU/AP識 別的MAC (媒體接入控制)地址。ONU/AP將僅傳輸那些從OLT接收
在步驟1209和1210，或者至少在這些步驟中之一，第二 0而/AP 或者移動路由器或者這兩者變得意識到建立連接的可能性。在步驟 1211處建立新連接。在移動路由器已經(jīng)將新連接認定為比到第一 0麗/AP的連接更好的一個連接后，在步驟1212處，移動路由器更新 其路由表使得所有連接經(jīng)過第二 ONU/AP。之后在步驟1213處，消息 從移動路由器到OLT,從而在步驟1214處，還使得在OLT處的路由 改變。根據(jù)步驟1215，此刻，終端用戶的終端與外部網(wǎng)絡(luò)之間的所 有通信都經(jīng)過移動路由器、第二 0冊/AP以及第一 0LT。
如果提供用于OLT知道或者至少近似推出正在移動的路由器的 步調(diào)的裝置，則可以利用以下事實，即OLT將確保知道哪個是下一 個將與移動路由器進行聯(lián)系的0冊/AP。 OLT可以預(yù)先改變放置在下 行鏈路分組上的MAC地址，還使得下一個0NU/AP將接收并且緩沖分 組，即使其不具有官方建立的與移動路由器的連接。如果，在OLT 處關(guān)于移動路由器的移動的信令信息可用，則其可以用于計時改變 MAC地址的時刻。即使沒有信令信息可用，也可以-提出簡單實施方式， 其中OLT將總是告訴已知的當前0冊/AP和移動方向上緊挨著的相鄰 0NU/AP兩者接收所有下行鏈路分組。
隨著列車進一步移動，移動路由器開始接近下一個0NU/AP屬于 不同OLT的域的限制。在圖12中，在步驟1216或者步驟1217或者 這兩者處，啟動移動路由器和第三ONU/AP之間的連接建立。為了實 現(xiàn)平滑的OLT間切換，重要的是舊OLT變得意識到迫切需要盡可能 早地執(zhí)行所述切換。在圖12中，在步驟1218處，移動路由器發(fā)送 信令信息以通知舊0LT。同時在步驟1219處，移動路由器開始建立 與第三0NU/AP的連接。稍后將更詳細地討論在步驟1220處到舊OLT 的信令消息如何引起舊OLT更新路由表。在到第三0NU/AP的連接可操作后，在步驟1221處，移動路由器利用該連接向新OLT通告其自 身。在步驟1222處，所述新OLT設(shè)置到移動路由器的鏈路為"建立" 狀態(tài)。在步驟1223處，移動路由器在其自身路由表中將新OLT改變 為默認0LT。
最有利地，在步驟1220處的舊OLT的路由表中的改變使得舊0LT 將開始隧道傳輸(tunnelling)下行鏈路分組到下一個0冊/AP (在 此示例中為第三0NU/AP)，盡管事實上下一個0冊/AP實際上屬于由 不同OLT所管理的子網(wǎng)絡(luò)。對于本發(fā)明而言，哪種邏輯或者物理連 接用于這種子網(wǎng)絡(luò)間的隧道傳輸是不重要的。跨過子網(wǎng)絡(luò)邊界隧道 傳輸下行鏈路分組有助于在OLT間切換期間避免數(shù)據(jù)延遲和丟失。 此刻，可能發(fā)生以下情形，其中根據(jù)步驟1224,下行鏈路分組來自 舊OLT,即使它們通過第三0冊/AP，而根據(jù)步驟1225,上行鏈路分 組經(jīng)過第三0NU/AP并且進一步通過新0LT。
最后移動路由器和舊子網(wǎng)絡(luò)的所有部分之間的連接都逐漸停止 (die out),其在圖12中的步驟1226示出。根據(jù)步驟1227,在舊 OLT中，這引起到移動路由器的該鏈路被設(shè)置為"停止(down)"狀 態(tài)。優(yōu)選地，已經(jīng)提供下行鏈路分組到舊OLT的路由器或者交換機 具有預(yù)先配置的到相鄰的新OLT的可選路由，所以在步驟1227中設(shè) 置鏈路為"停止，，使得這種可選路由變?yōu)槟J路由。此時，根據(jù)步 驟1228,終端用戶的終端與外部網(wǎng)絡(luò)之間的所有通信都經(jīng)過移動路 由器、第三0冊/AP以及新OLT。
步驟1229-1234重復(fù)上述關(guān)于"OLT內(nèi)切換，，或者移動路由器從 一個ONU/AP的小區(qū)移動到另一個0冊/AP的小區(qū)的程序，其中兩個 ONU/AP都屬于同一子網(wǎng)絡(luò)。步驟1229-1234僅分別是步驟1209-1214 的重復(fù)。在步驟1235處，終端用戶的終端與外部網(wǎng)絡(luò)之間的所有通 信都經(jīng)過移動路由器、第四0NU/AP以及新0LT。
接下來描述通過前述網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到可預(yù)測移動車輛中的內(nèi)容的某 些可能使用。圖13示出了現(xiàn)有技術(shù)列車娛樂系統(tǒng)，其中視頻播放器 1301和汽車FM無線電接收器1 302作為內(nèi)容源。視頻播放器1301是本地內(nèi)容源的示例，而FM接收器1 302實際上構(gòu)成用于遠程接收
在其他地方(在無線電臺)產(chǎn)生的內(nèi)容的裝置。來自本地和遠程內(nèi)
容源的內(nèi)容的發(fā)布通過呈現(xiàn)裝置發(fā)生，諸如視頻顯示屏1 304和耳機 1 305。這種現(xiàn)有技術(shù)布置的缺點是顯然的本地內(nèi)容源1301僅能夠 提供一些先前列車運營商布置于此的內(nèi)容，諸如來自先前購買的錄 像帶的電影。FM無線電接收器1 302的帶寬僅支持接入非常有限量的 遠程生成的內(nèi)容，諸如常規(guī)FM無線電節(jié)目。
圖14示出了如何可以通過采用移動路由器302作為內(nèi)容源來大 大增強車輛的娛樂系統(tǒng)。在此，假定移動路由器302和娛樂服務(wù)器 1 303是不同的設(shè)備，盡管這些功能性還能夠在單個計算機中實施。 移動路由器302可以作為分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和路由器， 如上文所述。另一方面，由于涉及較大傳輸容量，其還可以作為針 對DVB-T (陸地數(shù)字視頻廣播)和/或MPEG (活動圖像專家組)傳輸 的接收器。如果利用大規(guī)模存儲設(shè)備1401來擴增，則移動路由器302 能夠存儲多個在線進入其的數(shù)字廣播流，并且對多個終端用戶提供 以他們所期望的步調(diào)查看所存儲的內(nèi)容的可能性。
可以假定視頻顯示屏1 304是個人視頻顯示屏，使得每個終端用 戶可以做出其自己的關(guān)于將要查看的內(nèi)容的選擇。作為圖14的系統(tǒng) 的一部分，存在方便地位于每個座位附近的小型控制面板1402，存
在從該控制面板到娛樂服務(wù)器并且可選地到移動路由器的上行控制 信道連接。圖15示出了使用控制面板的示例性序列。在最上面的步 驟中，控制面板中的顯示器1501僅包含兩個選項。終端用戶按壓頂 部左側(cè)按鈕1502，如陰影所示，根據(jù)中間步驟，這引起題目出現(xiàn)。 現(xiàn)在按壓頂部右側(cè)按鈕1503,使得終端用戶查看最新的足球比賽， 其中移動路由器已經(jīng)例如以DVB-T形式接收了該比賽并且將其存儲 在本地存儲器設(shè)備中。終端用戶能夠使用控制按鈕開始進行播放、 倒回、前進以及暫停，這些操作全部涉及移動路由器從存儲器設(shè)備 讀取所存儲的內(nèi)容以及將其轉(zhuǎn)發(fā)到終端用戶的個人視頻顯示屏的方 式。作為通過車輛的內(nèi)置呈現(xiàn)系統(tǒng)1 304和1 305發(fā)布接收的(以及 存儲的)內(nèi)容的可替換方案，移動路由器302還可以將其通過本地 WLAN連接轉(zhuǎn)發(fā)到終端用戶的自身終端301。
圖14的系統(tǒng)實現(xiàn)許多種自動化功能性。例如，移動路由器302 和娛樂服務(wù)器1 303的組合能夠被編程為根據(jù)時間、檢測的位置或者 任何其他類似觸發(fā)輸入而開始、結(jié)束和改變娛樂和其他內(nèi)容的提供。 最有利地是，該系統(tǒng)還具有來自車輛的內(nèi)置通告系統(tǒng)的輸入連接， 使得例如鐵路保衛(wèi)部門能夠使用該系統(tǒng)來發(fā)布通告。容易提供以下 可編程的選4奪，例如正在進行的內(nèi)容發(fā)布是否應(yīng)該在個人進行通告 的時間段暫停，或者是否允許內(nèi)容發(fā)布在背景中繼續(xù)。
盡管已經(jīng)利用上述示例描述了本發(fā)明，但是到此為止的描述不 應(yīng)構(gòu)成對任何明顯可替換實施方式的排除。例如，盡管描述幾乎專 門圍繞鐵路應(yīng)用來論述，但是本發(fā)明類似地可應(yīng)用于道路交通。尤 其是在最中心的城區(qū)外部，甚至單個駕駛員的車輛沿著相對很好預(yù) 測的線路進行駕駛員傾向于通過沿著最重要的主干道路行進而覆 蓋長距離，并且在各主要交叉路口中，僅存在非常有限數(shù)量的可能 采用的新5^以及/人而可能進入的新小區(qū)。在交叉^^口之間，汽車的 運行非常類似于沿著鐵路軌道的運行。當汽車接近主要交叉路口時， 網(wǎng)絡(luò)可以選4奪沿著每個可能的新道路的第 一'卜區(qū)作為 一組預(yù)測的下 一個小區(qū)。公共汽車將沿著甚至比私用汽車更準確的預(yù)測線路行進， 在這種情況中，應(yīng)用本發(fā)明遵循非常類似于鐵路應(yīng)用中的程序。
可以認為基于道路的WALN是延伸的"熱點"從而覆蓋一個或者
多個主要道路的整個長度。只要汽車或者公共汽車停留在那些主要 道路上，從邏輯位置角度來看，在其內(nèi)的終端用戶的終端是"在道 路WLAN內(nèi)"，以及移動性管理僅需要以與鐵路示例中基本相同的方 式在封閉式的基于道路的WLAN網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先形成。如果汽車或者公共 汽車采用輔路(或者如果終端用戶離開列車并且離開覆蓋該站的 0NU/AP的小區(qū))，則終端用戶的終端離開基于道路的WLAN網(wǎng)絡(luò)，而
仍然能夠與例如通用蜂窩網(wǎng)絡(luò)進行通信，其中其通常具有較少的可用帶寬。這樣，在邏輯位置意義上，基于道路的WLAN或者鐵路WLAN 構(gòu)成"島碼"，終端用戶的終端停留在該"島嶼"中，只要它能夠 與^f壬^可合適的ONU/AP進行通信。
另 一 顯然的總結(jié)涉及使用來自長距離光纜的 一 個光纖或者數(shù)目 很少光纖并且用于連接ONU/AP到OLT。盡管將其視為用在數(shù)量巨大 的鐵路旁O(shè)NU/AP中的最有利的選擇，但是不能期望每個0冊/AP將 僅具有這種連接。例如，在較大鐵路站，覆蓋要求可能需要布置專 用ONU/AP,使得他們的小區(qū)包括例如鐵路場地或者候車室。如果OLT 還出現(xiàn)在該站處，則可能有利地是，從OLT拉拽單獨光纖到孤立的 0冊/ AP,代替試圖強制將0冊/ AP放置在靠近長距離光纖所處位置的 某位置處。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括中央設(shè)備，配置為位于可預(yù)測移動車輛內(nèi)，并且適應(yīng)于用作所述車輛上的無線網(wǎng)絡(luò)的中心；多個固定收發(fā)器，每個所述固定收發(fā)器配置為具有構(gòu)成小區(qū)的地理覆蓋區(qū)域；以及連接布置，配置為將所述固定收發(fā)器連接到外部分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；其中所述中央設(shè)備適應(yīng)于與所述中央設(shè)備駐留在其小區(qū)中的固定收發(fā)器進行通信，并且其中所述中央設(shè)備是配備有路由能力的移動路由器，并且其中所述連接布置包括固定中央設(shè)備和多個固定收發(fā)器之間的光連接，所述光連接經(jīng)過一個光纖或者數(shù)目很少的光纖，所述光纖來自沿著所述車輛的預(yù)測移動路線延展的長距離光纜，并且其中所述固定中央設(shè)備配備有路由能力，并且其中所述固定中央設(shè)備與所述移動路由器一起適應(yīng)于實現(xiàn)所述分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與運行在所述車輛上的所述無線網(wǎng)絡(luò)中的終端用戶的終端之間的數(shù)據(jù)分組的路由。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述長距離 光纖是沿著鐵路軌道延展并且具有特定容量的光纜，以及所述車輛 內(nèi)的所述中央設(shè)備是安裝在鐵路客車中的移動路由器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 沿著所述鐵路軌道的露天部分的多個固定收發(fā)器具有定向天線，所述定向天線指向平行于所述鐵路軌道的方向，使得所述鐵路軌道 的地理路徑;波連續(xù)延長的小區(qū)所覆蓋，以及所述移動路由器裝備有具有定向天線的收發(fā)器，所述定向天線指 向平行于鐵路軌道的方向，所述鐵路客車適應(yīng)于沿著所述鐵路軌道 移動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，在平行于所 述鐵路軌道的直線部分的方向上的小區(qū)的尺寸是一千米量級。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或者4所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，它包括速度確定裝置，適應(yīng)于確定鐵路客車相對于固定收發(fā)器的速度， 所述鐵路客車包括所述移動路由器，以及用于基于從所述速度確定裝置接收的速度指示來對在所述移動措施的裝置，所述校正措施包括頻率的多普勒頻移校正和分組大小 的動態(tài)確定中的至少一個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述速度確 定裝置包括耦合到所述移動路由器的定位系統(tǒng)接收器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或者6所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 速度確定裝置包括從列車測速儀到所述移動路由器的連接。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述連接布置包括多個固定中央設(shè)備，使得固定中央設(shè)備和連接到該固定中央設(shè)備的多個固定收發(fā)器一起構(gòu)成子網(wǎng)絡(luò)，所述子網(wǎng)絡(luò) 的所述固定收發(fā)器沿著所述車輛的預(yù)測移動線路彼此相鄰設(shè)置，以 及存在從每個固定中央設(shè)備到外部分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，固定中央設(shè) 備適應(yīng)于根據(jù)所述車輛的可預(yù)測移動，遞送下行鏈路數(shù)據(jù)分組到已 知與移動路由器有效地進行通信的固定收發(fā)器和所述固定收發(fā)器中最具有可能變?yōu)榕c所述移動路由器進行通信的下一個固定收發(fā)器的 固定收發(fā)器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，固定中央設(shè) 備適應(yīng)于根據(jù)需要在子網(wǎng)絡(luò)邊界上隧道傳輸下行鏈路數(shù)據(jù)分組到一 個固定收發(fā)器，該固定收發(fā)器屬于與所述固定中央設(shè)備不同的子網(wǎng) 絡(luò)，但是沿著所述車輛的預(yù)測移動線路，相鄰于屬于與所述固定中央設(shè)備相同的子網(wǎng)絡(luò)的固定收發(fā)器而設(shè)置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8、 9或者10所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 連接到固定中央設(shè)備的固定收發(fā)器的數(shù)目是故意超尺寸的，并且這 樣該數(shù)目大于子網(wǎng)絡(luò)能夠同時維持的與移動路由器有效地進行通信 的固定收發(fā)器的數(shù)目。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8-11中任意一項所述的通信系統(tǒng)，其特征在 于，每個子網(wǎng)絡(luò)通過所述子網(wǎng)絡(luò)的所述固定中央設(shè)備直接耦合到外 部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8-11中任意一項所述的通信系統(tǒng)，其特征在 于，每個子網(wǎng)絡(luò)通過所述子網(wǎng)絡(luò)的所述固定中央設(shè)備耦合到交換機， 并且所述交換機耦合到外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，交換機和所述固定收發(fā)器之間的連接相同的物理連接介質(zhì)，所述固定收發(fā)器 與所述固定中央設(shè)備屬于同 一子網(wǎng)絡(luò)，使得交換機和所述子網(wǎng)絡(luò)的所述固定中央設(shè)備屬于同 一子網(wǎng)絡(luò)的所述固定收發(fā)器之間的連接相 分離。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，交換機和 所述子網(wǎng)絡(luò)的所述固定中央設(shè)備之間的連接經(jīng)過與所述固定中央設(shè) 備和與所述固定中央設(shè)備屬于同 一 子網(wǎng)絡(luò)的所述固定收發(fā)器之間的 連接不同的物理連接介質(zhì)。
16. —種電子內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 中央設(shè)備，配置為安裝在車輛上，接收器，配置為耦合到所述中央設(shè)備，并且適應(yīng)于從所述車輛外 部無線地接收遠程產(chǎn)生的內(nèi)容，所述中央設(shè)備內(nèi)的路由裝置，所述路由裝置適應(yīng)于使所述中央設(shè) 備成為所述車輛上的無線網(wǎng)絡(luò)的路由器，以及配置為將所述中央設(shè)備連接到所述車輛內(nèi)部的視聽發(fā)布裝置的連接；所述車輛上的所述無線網(wǎng)絡(luò)中的無線終端用戶的設(shè)備和所述車輛內(nèi) 部的所述視聽發(fā)布裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)包括移動路由器，其構(gòu)成配置為安裝在所述車輛上的中央設(shè)備，以及 娛樂服務(wù)器，耦合到所述移動路由器；其中配置為將所述中央設(shè)備連接到視頻發(fā)布裝置的所述連接被 配置為經(jīng)過所述娛樂服務(wù)器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)包括在所述中央設(shè)備內(nèi)的移動路由器功能性以及集成地耦 合到所述移動路由器功能性的娛樂服務(wù)器功能性，所述移動路由器器；其中配置為將所述中央設(shè)備連接到視頻發(fā)布裝置的所述連接被 配置為經(jīng)過所述娛樂服務(wù)器功能性。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電子內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)，其特征 在于，所述視聽發(fā)布裝置包括配置為位于所述車輛內(nèi)的乘客座位附 近的多個控制面板，并且所述電子內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)進一步包括用于建 立從每個控制面板到所述娛樂服務(wù)器或者娛樂服務(wù)器功能性的上行 鏈路控制信道的裝置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)包括耦合到所述中央設(shè)備的本地存儲器設(shè)備，用于暫時地 存儲接收的遠程產(chǎn)生的內(nèi)容，并且所述中央設(shè)備適應(yīng)于在至少一個 所述控制面板的控制下回放來自所述本地存儲器設(shè)備的內(nèi)容。
21. —種用于建立和維護與可預(yù)測移動車輛上的終端用戶的終端 的無線通信連4姿的方法，該方法包纟舌在所述車輛上的中央設(shè)備周圍建立無線網(wǎng)絡(luò)，建立中央設(shè)備與多個固定收發(fā)器之一之間的通信連接，每個所述 固定收發(fā)器具有構(gòu)成一個小區(qū)的地理覆蓋區(qū)域，交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間傳送數(shù)據(jù)分組，利用多個固定收發(fā)器與固定中央設(shè)備之間的光連接來傳送數(shù)據(jù) 分組，該光連接經(jīng)過一個光纖或者數(shù)目很少的光纖，所述光纖來自 沿著所述車輛的預(yù)測移動路線延展的長距離光纜，以及在所述固定中央設(shè)備和所述車輛上的中央設(shè)備的移動路由器功 能性處維持路由表，以便在所述分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與運行在所述車 輛上的所述無線網(wǎng)絡(luò)中的終端用戶的終端之間路由數(shù)據(jù)分組。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該方法包括述固定收發(fā)器之間的無線電連接執(zhí)行校正措施，所述校正措施包括 頻率的多普勒頻移校正和分組大小的動態(tài)確定中的至少一個。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，針對實現(xiàn)所述 車輛上的所述中央設(shè)備與所述外部分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的連續(xù)連 接，該方法包括將下行鏈路分組導(dǎo)向與所述車輛上的所述中央設(shè)備正在進行通 信的固定收發(fā)器，并且附加地導(dǎo)向另一固定收發(fā)器，所述另一固定 收發(fā)器是所述車輛上的所述中央設(shè)備最有可能下一次與之進行通信 的那個固定收發(fā)器。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，在以下情況中，其中多個固定收發(fā)器屬于一個子網(wǎng)絡(luò)，沿著所述車輛的預(yù)測移動線路存在多個連續(xù)的子網(wǎng)絡(luò)，以及 所述車輛上的所述中央設(shè)備可預(yù)測地從第 一子網(wǎng)絡(luò)的固定收發(fā) 器的小區(qū)移動到屬于第二子網(wǎng)絡(luò)的相鄰固定收發(fā)器的小區(qū)；所述方法包括將目的地為所述車輛上的所述中央設(shè)備的下行鏈路分組從所述第一子網(wǎng)絡(luò)隧道傳輸?shù)剿龅诙泳W(wǎng)絡(luò)，用于進一步 從屬于所述第二子網(wǎng)絡(luò)的所述固定收發(fā)器傳輸?shù)剿鲕囕v上的所述 中央設(shè)備。
全文摘要
公開了一種通信系統(tǒng)，用于建立和維持與可預(yù)測移動車輛(303)上的終端用戶的終端(301)的無線通信連接。車輛(303)內(nèi)的中央設(shè)備(302)用作無線網(wǎng)絡(luò)的中心。存在多個固定收發(fā)器(304)。連接布置(305、306、705、706、1001、1101、1122)將固定收發(fā)器(304)連接到外部分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。車輛(303)內(nèi)的中央設(shè)備(302)是配備有路由能力(407)的移動路由器(302)。連接布置(305、306、705、706、1001、1101、1122)包括多個固定收發(fā)器(304)和固定中央設(shè)備(305)之間的光連接(705、706、1001)，所述光連接(705、706、1001)經(jīng)過一個光纖(706)或者數(shù)目很少的光纖，所述光纖來自沿著車輛(303)的預(yù)測移動線路(111)延展的長距離光纜(901)。所述固定中央設(shè)備(305)具有路由能力(1007)，并且所述固定中央設(shè)備(305)與所述移動路由器(302)一起實現(xiàn)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和終端用戶的終端(301)之間的數(shù)據(jù)分組的路由。
文檔編號H04LGK101317394SQ200680044437
公開日2008年12月3日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者H·卡阿雅, H·科克基南, K·O·科伊維斯托, M·卡爾伊尼厄米, M·屈奧帕拉 申請人:諾基亞公司