CN107600117A - 一种轨道交通车地通信***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨道交通车地通信***及方法，***包括：车载接入设备、轨旁接入设备和轨旁区域控制器；车载接入设备和轨旁接入设备通过无线双向通信，轨旁接入设备通过轨旁骨干网络与轨旁区域控制器连接通信；车载接入设备包括车载接入单元和车载天线，车载接入单元通过车载天线与轨旁接入设备通信；轨旁接入设备包括轨旁接入单元和一或多个相控阵天线；轨旁接入单元通过轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内列车位置信息，根据列车位置信息实时控制调整相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度使其满足覆盖列车车载天线通信范围，控制相控阵天线与车载接入设备通信。可提高CBTC***通信覆盖范围，实现远距离、大范围、且高质量的通信。

Description

一种轨道交通车地通信***及方法

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通通信技术领域，具体涉及一种轨道交通车地通信***及方法。

背景技术

在轨道交通领域，CBTC(基于通信的列车控制)***利用连续、大容量的车地双向可靠数据通信来实现列车控制信息、列车状态信息的无线传输，是先进的列车自动控制***。DCS(数据通信***)子***实现车地之间双向、连续、高速、安全的信息交互，承载了直接关系到行车安全的重要数据信息，是CBTC***的核心。

目前，国内轨道交通使用的DCS普遍采用固定式定向或者全向天线，天线通信的角度是不变的，即天线方向图是固定的，例如采用基于LTE(长期演进)、WLAN(无线局域网)技术的数据通信***。

但是，DCS采用固定式定向或者全向天线会带来一系列缺陷：

一、由于车-地天线端口发射功率受到法律法规限制，为了降低地面通信设备建造成本，需要单天线覆盖从远到近足够大的距离，这就需要增加天线的方向角，但天线方向角扩大天线增益随之下降，通信覆盖范围有可能不增反降，所以传统定向天线在端口发射功率不变的情况下，想达到覆盖距离远，同时天线增益大是很难的。

二、为了保证天线覆盖范围，当前的轨道交通地面天线***通常采用较大方向角的定向天线，但增大天线角会容易收到其它信号的干扰，特别是使用公共频段的WLAN通信***。

三、传统的相控阵天线以集中波束实现高增益远距离通信，通过不断改变天线波束角度，来回扫描，从而实现较大通信范围覆盖，天线的波束角度控制一般通过接收信号来判断其方向，但这种天线实现结构复杂，体积较大，成本随之增加。

四、车辆转弯处传统定向天线覆盖范围有限，为了获得更好的通信效果，天线间隔距离较直线轨道更短，从而增加了更多地面设备使用。

因此，如何提高CBTC***的通信覆盖范围，以实现CBTC***远距离、大范围、且高质量的通信成为目前需要解决的技术问题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例旨在提供一种轨道交通车地通信***及方法，以提高CBTC***的通信覆盖范围，实现CBTC***远距离、大范围、且高质量的通信。

第一方面，本发明实施例提出一种轨道交通车地通信***，包括：车载接入设备、轨旁接入设备和轨旁区域控制器；

所述车载接入设备和所述轨旁接入设备通过无线方式进行双向通信，所述轨旁接入设备通过轨旁骨干网络与轨旁区域控制器进行连接通信；

所述车载接入设备包括：车载接入单元和车载天线，所述车载接入单元通过所述车载天线与所述轨旁接入设备进行通信；

所述轨旁接入设备包括：轨旁接入单元和一个或多个相控阵天线；

所述轨旁接入单元，用于通过所述轨旁区域控制器获取所述相控阵天线通信覆盖范围内的列车位置信息，根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围，控制所述相控阵天线通过所述车载天线与所述车载接入设备进行通信。

可选地，所述轨旁接入单元，还用于

若轨旁接入单元通过轨旁区域控制器没有获取到相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息，则控制相控阵天线在通信覆盖范围内对列车车载天线进行扫描，以获取通信覆盖范围内列车发送的列车位置信息，根据所述列车位置信息控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度。

可选地，所述车载接入单元与所述车载天线通过射频电缆连接，所述轨旁接入单元与所述相控阵天线有线连接。

可选地，所述轨旁接入单元的数量为多个，每个轨旁接入单元根据所获取的列车位置信息，实时控制调整与该轨旁接入单元距离最近的预设数量个相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度；

或者，所述轨旁接入单元与所述相控阵天线的数量相同且一一对应，每一轨旁接入单元根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所对应的相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度。

可选地，所述相控阵天线合成的波束在所述相控阵天线的两个轴面上均可进行相位变化控制，每个轴向的扫描角度为覆盖到所述相控阵天线正下方轨道区域。

可选地，所述相控阵天线安装于轨道上方，所述相控阵天线的发射平面分别朝列车行驶相对及相背方向向下倾斜35-55度角安装，以满足其通信范围覆盖所述相控阵天线正下方区域及所述相控阵天线预设范围内的区域。

可选地，所述轨旁接入单元，具体用于

通过所述轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息；

根据所述位置信息，确定列车的位置和方向；

根据所述列车的位置和方向，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围；

控制所述相控阵天线通过所述车载天线与所述车载接入设备进行通信。

第二方面，本发明实施例提出一种轨道交通车地通信方法，基于上述轨道交通车地通信***，包括：

轨旁接入设备通过轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内的列车位置信息；

轨旁接入设备根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围；

轨旁接入设备控制所述相控阵天线通过所述车载天线与车载接入设备进行通信。

可选地，所述轨旁接入设备通过轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息，还包括：

若轨旁接入单元通过轨旁区域控制器没有获取到相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息，则控制相控阵天线在通信覆盖范围内对列车车载天线进行扫描，以获取通信覆盖范围内列车发送的列车位置信息，根据所述列车位置信息控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度。

可选地，所述根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围，包括：

根据所获取的列车位置信息，确定列车的位置和方向；

根据所述列车的位置和方向，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围。

由上述技术方案可知，本发明实施例轨道交通车地通信***及方法，使用相控阵天线代替传统定向天线进行通信，能够提高CBTC***的通信覆盖范围，实现CBTC***远距离、大角度通信范围、且高质量的通信，减少了旁轨天线数量，降低了临频和同频的信号干扰，提高了可靠性和安全性；通过获取列车位置信息来指导相控阵天线合成波束的数量及角度的方式，比通过传统相控阵天线通过接收信号判断角度方式***结构简单、可靠、成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1是本发明实施例提供的一种轨道交通车地通信***的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的相控阵天线的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的一种相控阵天线的工作示意图；

图4为本发明实施例提供的相控阵天线与传统定向天线在轨道转弯处的通信覆盖效果对比示意图；

图5是本发明实施例提供的一种轨道交通车地通信方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的一种轨道交通车地通信***的结构示意图。如图1所示，本发明实施例的轨道交通车地通信***，包括：车载接入设备01(列车上)、轨旁接入设备02(地面上)和轨旁区域控制器03(地面上)；

所述车载接入设备01和所述轨旁接入设备02通过无线方式进行双向通信。所述轨旁接入设备01通过轨旁骨干网络与轨旁区域控制器03进行连接通信。

所述车载接入设备01包括：车载接入单元011和车载天线012。所述车载接入单元011通过所述车载天线012与所述轨旁接入设备02进行通信。

所述轨旁接入设备02包括：轨旁接入单元021和一个或多个相控阵天线022(即相位控制电子扫描阵列天线)。

所述轨旁接入单元021，用于通过所述轨旁区域控制器03获取所述相控阵天线022通信覆盖范围内的列车位置信息，根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所述相控阵天线022合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线022满足覆盖列车车载天线通信的范围，控制所述相控阵天线022通过所述车载天线012与所述车载接入设备01进行通信。

具体地，所述轨旁接入单元021，可具体用于

通过所述轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息；

根据所述位置信息，确定列车的位置和方向；

根据所述列车的位置和方向，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围；

控制所述相控阵天线通过所述车载天线与所述车载接入设备进行通信。

进一步地，所述轨旁接入单元021，还可以用于

若轨旁接入单元021通过轨旁区域控制器03没有获取到相控阵天线022通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息，则控制相控阵天线022在通信覆盖范围内对列车车载天线012进行扫描，以获取通信覆盖范围内列车发送的列车位置信息，根据所述列车位置信息控制调整所述相控阵天线022合成波束的数量和每个波束的角度。

在具体应用中，所述车载接入单元011与所述车载天线012通过射频电缆连接，所述轨旁接入单元021与所述相控阵天线022有线连接。

在一具体应用中，所述轨旁接入单元021的数量可以为多个，每个轨旁接入单元021根据所获取的列车位置信息，实时控制调整与该轨旁接入单元距离最近的预设数量个相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度。

在另一具体应用中，所述轨旁接入单元021可以与所述相控阵天线022的数量相同且一一对应，每一轨旁接入单元021根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所对应的相控阵天线022合成波束的数量和每个波束的角度。

在具体应用中，所述相控阵天线022合成的波束在所述相控阵天线022的两个轴面上均可进行相位变化控制，每个轴向的扫描角度为覆盖到所述相控阵天线正下方轨道区域，覆盖范围大越大越好，例如可以为45度-135度，也可根据安装角度满足实际应用即可。

可以理解的是，根据通信对象的位置和方向，相控阵天线可以合成一个波束进行发射和接收，也可以合成不同方向的多个波束进行接收。轨旁接入单元021通过有线方式控制相控阵天线022的波束数量和每个波束的方向，相控阵天线可以同时对多个不同方向目标进行通信。

在具体应用中，所述相控阵天线022安装于轨道上方，所述相控阵天线的发射平面可以分别朝列车行驶相对及相背方向向下倾斜35-55度角安装，以满足其通信范围覆盖所述相控阵天线正下方区域及所述相控阵天线预设范围内的区域。可以理解的是，所述预设范围内的区域为所述相控阵天线尽可能远的区域，举例来说，所述相控阵天线的天线面与水平面的夹角可以为45度角向下倾斜安装。

下面以轨旁接入设备包括两个相控阵天线：相控阵天线A和相控阵天线B为例进行进一步说明，相控阵天线A和相控阵天线B的安装可以参考图2，其中，1为列车轨道，2为相控阵天线A主波束角度α对应的通信区域，3为相控阵天线A主波束角度β对应的通信区域，4为相控阵天线A主波束角度γ对应的通信区域，5为相控阵天线A主波束角度θ对应的通信区域，6为相控阵天线A，7为相控阵天线B，8为相控阵天线安装支架，9为相控阵天线B主波束角度θ对应的通信区域，10为相控阵天线B主波束角度γ对应的通信区域，11为相控阵天线B主波束角度β对应的通信区域，12为相控阵天线B主波束角度α对应的通信区域。

图3为以相控阵天线A和相控阵天线B为例的相控阵天线的工作示意图，其中，13为列车，14为列车车载天线。按照列车由远及近的运行方向，轨旁接入单元控制相控阵天线A波束朝列车驶来方向角度发射和接收数据，相控阵天线B朝轨道正下方角度发射和接收数据。当列车车载天线进入相控阵天线A的通信范围后，轨旁接入单元通过轨旁区域控制器获取当前通信列车的位置信息，根据该位置信息实时调整相控阵天线A波束的角度，以满足相控阵天线A能够覆盖列车车载天线通信的范围，直到列车车载天线驶出相控阵天线A的通信范围，轨旁接入单元控制相控阵天线A主波束朝下一趟列车驶来方向角度发射和接收数据。

当列车车载天线驶入相控阵天线B的通信范围内，轨旁接入单元通过轨旁区域控制器获取当前通信列车的位置信息，根据该位置信息实时调整相控阵天线B波束的角度，以满足相控阵天线B能够覆盖列车车载天线通信的范围，到列车车载天线驶出相控阵天线B的通信范围，轨旁接入单元控制相控阵天线B朝轨道正下方角度发射和接收数据。

可以理解的是，为了获得最佳通信效果，本实施例中的轨旁接入单元控制相控阵天线主波束角度可以优先满足：车载天线在主波束覆盖区域中间附近位置。由于相控阵天线可以在两个轴面上调整主波束的角度，可以应对轨道转弯等情况，解决现有技术中轨道转弯处传统天线覆盖范围有限、信号差的问题，可参考图4，图4为本发明实施例的相控阵天线与传统定向天线在轨道转弯处的通信覆盖效果对比示意图，其中，15为传统定向天线在轨道转弯处的主波束覆盖范围，16为传统定向天线或相控阵天线的位置，17为相控阵天线在轨道转弯处的主波束覆盖范围。

本发明实施例轨道交通车地通信***，使用相控阵天线代替传统定向天线进行通信，能够提高CBTC***的通信覆盖范围，实现CBTC***远距离、大角度通信范围、且高质量的通信，减少了旁轨天线数量，降低了临频和同频的信号干扰，提高了可靠性和安全性；相控阵天线的波束可以实时调整角度，满足通信范围覆盖列车车载天线位置，实现车载接入设备和地面接入设备实时通信；通过获取列车位置信息来指导相控阵天线合成波束的数量及角度的方式，比通过传统相控阵天线通过接收信号判断角度方式***结构简单、可靠、成本低。本实施例所述***还可以现有技术中轨道转弯处传统天线覆盖范围有限、信号差的问题。

图5示出了本实施例提供的一种轨道交通车地通信方法，基于上述轨道交通车地通信***，如图5所示，本实施例的轨道交通车地通信方法，包括：

S1、轨旁接入设备通过轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内的列车位置信息。

S2、轨旁接入设备根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围。

在具体应用中，所述步骤S2可以根据所获取的列车位置信息，确定列车的位置和方向；根据所述列车的位置和方向，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围。

S3、轨旁接入设备控制所述相控阵天线通过所述车载天线与车载接入设备进行通信。

可以理解的是，所述相控阵天线合成的波束在所述相控阵天线的两个轴面上均可进行相位变化控制，每个轴向的扫描角度为覆盖到所述相控阵天线正下方轨道区域，覆盖范围大越大越好，例如可以为45度-135度，也可根据安装角度满足实际应用即可。根据通信对象的位置和方向，相控阵天线可以合成一个波束进行发射和接收，也可以合成不同方向的多个波束进行接收。轨旁接入单元通过有线方式控制相控阵天线的波束数量和每个波束的方向，相控阵天线可以同时对多个不同方向目标进行通信。

可以理解的是，为了获得最佳通信效果，本实施例中的轨旁接入单元控制相控阵天线主波束角度可以优先满足：车载天线在主波束覆盖区域中间附近位置。由于相控阵天线可以在两个轴面上调整主波束的角度，可以应对轨道转弯等情况，解决现有技术中轨道转弯处传统天线覆盖范围有限、信号差的问题，可参考图4，图4为本发明实施例的相控阵天线与传统定向天线在轨道转弯处的通信覆盖效果对比示意图。

本发明实施例轨道交通车地通信方法，基于上述轨道交通车地通信***，使用相控阵天线代替传统定向天线进行通信，能够提高CBTC***的通信覆盖范围，实现CBTC***远距离、大角度通信范围、且高质量的通信，减少了旁轨天线数量，降低了临频和同频的信号干扰，提高了可靠性和安全性；相控阵天线的波束可以实时调整角度，满足通信范围覆盖列车车载天线位置，实现车载接入设备和地面接入设备实时通信；通过获取列车位置信息来指导相控阵天线合成波束的数量及角度的方式，比通过传统相控阵天线通过接收信号判断角度方式***结构简单、可靠、成本低。

以轨旁接入设备包括两个相控阵天线：相控阵天线A和相控阵天线B为例进行进一步说明，相控阵天线A和相控阵天线B的安装可以参考图2，相控阵天线A和相控阵天线B的相控阵天线的工作可以参考图3。

按照列车由远及近的运行方向，轨旁接入单元控制相控阵天线A波束朝列车驶来方向角度发射和接收数据，相控阵天线B朝轨道正下方角度发射和接收数据。当列车车载天线进入相控阵天线A的通信范围后，轨旁接入单元通过轨旁区域控制器获取当前通信列车的位置信息，根据该位置信息实时调整相控阵天线A波束的角度，以满足相控阵天线A能够覆盖列车车载天线通信的范围，直到列车车载天线驶出相控阵天线A的通信范围，轨旁接入单元控制相控阵天线A主波束朝下一趟列车驶来方向角度发射和接收数据。

当列车车载天线驶入相控阵天线B的通信范围内，轨旁接入单元通过轨旁区域控制器获取当前通信列车的位置信息，根据该位置信息实时调整相控阵天线B波束的角度，以满足相控阵天线B能够覆盖列车车载天线通信的范围，到列车车载天线驶出相控阵天线B的通信范围，轨旁接入单元控制相控阵天线B朝轨道正下方角度发射和接收数据。

作为一个优选实施例，本实施例所述方法还可以包括：

若轨旁接入单元通过轨旁区域控制器没有获取到相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息，则控制相控阵天线在通信覆盖范围内对列车车载天线进行扫描，以获取通信覆盖范围内列车发送的列车位置信息，根据所述列车位置信息实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围。

本发明实施例轨道交通车地通信***，使用相控阵天线代替传统定向天线进行通信，能够提高CBTC***的通信覆盖范围，实现CBTC***远距离、大角度通信范围、且高质量的通信，减少了旁轨天线数量，降低了临频和同频的信号干扰，提高了可靠性和安全性；相控阵天线的波束可以实时调整角度，满足通信范围覆盖列车车载天线位置，实现车载接入设备和地面接入设备实时通信；通过获取列车位置信息来指导相控阵天线合成波束的数量及角度的方式，比通过传统相控阵天线通过接收信号判断角度方式***结构简单、可靠、成本低。本实施例所述***还可以现有技术中轨道转弯处传统天线覆盖范围有限、信号差的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

需要说明的是术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种轨道交通车地通信***，其特征在于，包括：车载接入设备、轨旁接入设备和轨旁区域控制器；

所述车载接入设备和所述轨旁接入设备通过无线方式进行双向通信，所述轨旁接入设备通过轨旁骨干网络与轨旁区域控制器进行连接通信；

所述车载接入设备包括：车载接入单元和车载天线，所述车载接入单元通过所述车载天线与所述轨旁接入设备进行通信；

所述轨旁接入设备包括：轨旁接入单元和一个或多个相控阵天线；

所述轨旁接入单元，用于通过所述轨旁区域控制器获取所述相控阵天线通信覆盖范围内的列车位置信息，根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围，控制所述相控阵天线通过所述车载天线与所述车载接入设备进行通信。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述轨旁接入单元，还用于

若轨旁接入单元通过轨旁区域控制器没有获取到相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息，则控制相控阵天线在通信覆盖范围内对列车车载天线进行扫描，以获取通信覆盖范围内列车发送的列车位置信息，根据所述列车位置信息控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述车载接入单元与所述车载天线通过射频电缆连接，所述轨旁接入单元与所述相控阵天线有线连接。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述轨旁接入单元的数量为多个，每个轨旁接入单元根据所获取的列车位置信息，实时控制调整与该轨旁接入单元距离最近的预设数量个相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度；

或者，所述轨旁接入单元与所述相控阵天线的数量相同且一一对应，每一轨旁接入单元根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所对应的相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述相控阵天线合成的波束在所述相控阵天线的两个轴面上均可进行相位变化控制，每个轴向的扫描角度为覆盖到所述相控阵天线正下方轨道区域。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述相控阵天线安装于轨道上方，所述相控阵天线的发射平面分别朝列车行驶相对及相背方向向下倾斜35-55度角安装，以满足其通信范围覆盖所述相控阵天线正下方区域及所述相控阵天线预设范围内的区域。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的***，其特征在于，所述轨旁接入单元，具体用于

通过所述轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息；

根据所述位置信息，确定列车的位置和方向；

根据所述列车的位置和方向，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围；

控制所述相控阵天线通过所述车载天线与所述车载接入设备进行通信。

8.一种轨道交通车地通信方法，基于权利要求1-7中任一项所述的轨道交通车地通信***，其特征在于，包括：

轨旁接入设备通过轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内的列车位置信息；

轨旁接入设备根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围；

轨旁接入设备控制所述相控阵天线通过所述车载天线与车载接入设备进行通信。

9.根据权利要求8所述的轨道交通车地通信方法，其特征在于，所述轨旁接入设备通过轨旁区域控制器获取相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息，还包括：

若轨旁接入单元通过轨旁区域控制器没有获取到相控阵天线通信覆盖范围内的列车车载天线的位置信息，则控制相控阵天线在通信覆盖范围内对列车车载天线进行扫描，以获取通信覆盖范围内列车发送的列车位置信息，根据所述列车位置信息控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度。

10.根据权利要求8或9所述的轨道交通车地通信方法，其特征在于，所述根据所获取的列车位置信息，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围，包括：

根据所获取的列车位置信息，确定列车的位置和方向；

根据所述列车的位置和方向，实时控制调整所述相控阵天线合成波束的数量和每个波束的角度，以使所述相控阵天线满足覆盖列车车载天线通信的范围。