和切换，不进入公网，以提高重选和切换的准确性和及时性；专网只在车站等少量区域设置专网切入口和专网切出口，用户只能在这些位置可以进入专网，进入专网后只能在这些地方返回公网。在部分不理想的站点需要新建基站，以保证对运输线路的覆盖效果。 在基站专网方案中，设置的基站数量多，覆盖专网的小区多，用户在运输线路上运行时会经过较多的小区，需要进行多次切换，从而影响了通信质量，对于高速运行的用户来说，在短时间内的频繁切换容易引起掉话，使得网络无法为该用户提供良好的数据业务。并且，在部分站点需要新建基站，增加了投资成本。
综上，现有技术中为运输线路建立覆盖专网存在覆盖小区数目较多，使得用户在运输线路上运行时的切换次数较多，使得通信质量受到影响的问题。
【发明内容】
本发明实施例提供一种无线专用网络系统、设备及信号传输和切换方法，用于提高运输线路上用户的通信质量。
本发明实施例提供一种无线专用网络系统，该系统包括一个或多个专网基站，所述专网基站与接入控制设备DAU相连，所述DAU连接一个或多个直连射频拉远设备DRU，其中：
专网基站，用于将接收到的来自外网基站的无线射频信号发送给与本专网基站相连的DAU；将该DAU发送来的无线射频信号发送给外网基站；
DAU，用于将接收到的来自专网基站的无线射频信号转换为无线数字信号，并将转换后的无线数字信号发送给本DAU连接的直连DRU；将该直连DRU发送来的无线数字信号转换为无线射频信号，并将转换后的无线射频信号发送给连接本DAU的专网基站；
直连DRU，用于将接收到的来自DAU的无线数字信号进行信号放大处理后发送给运输线路上的用户终端；将接收到的来自运输线路上的用户终端的无线数字信号进行信号放大处理后发送给连接本直连DRU的DAU。
本发明实施例提供一种专网基站，该专网基站与接入控制设备DAU相连，该专网基站包括：
第一处理单元，用于接收无线射频信号，将所述无线射频信号发送给所述DAU；
第二处理单元，用于接收来自所述DAU的无线射频信号，将所述无线射频信号发送给外网基站。
本发明实施例提供一种接入控制设备，该接入控制设备与专网基站以及一个或多个直连射频拉远设备DRU相连，该接入控制设备包括：
第一接收单元，用于接收来自所述专网基站的无线射频信号；
第一转换单元，用于将所述第一接收单元接收到的无线射频信号转换为无线数字信号，并将转换后的无线数字信号发送给所述直连DRU；
第二接收单元，用于接收来自所述直连DRU的无线数字信号；
第二转换单元，用于将所述无线数字信号转换为无线射频信号，并将转换后的无线射频信号发送给所述专网基站。
本发明实施例提供一种直连射频拉远设备，该直连射频拉远设备与接入控制设备DAU相连，该直连射频拉远设备包括：
第一接收单元，用于接收来自所述DAU的无线数字信号；
第一放大单元，用于将所述第一接收单元接收到的无线数字信号进行信号放大处理后发送给运输线路上的用户终端；
第二接收单元，用于接收来自运输线路上的用户终端的无线数字信号；
第二放大单元，用于将所述第二接收单元接收到的无线数字信号进行信号放大处理后发送给所述DAU。
本发明实施例提供一种次连射频拉远设备，该次连射频拉远设备与上一级射频拉远设备相连，该次连射频拉远设备包括：
第一接收单元，用于接收来自上一级射频拉远设备的无线数字信号；
第一放大单元，用于将所述第一接收单元接收到的无线数字信号进行信号放大处理后发送给运输线路上的用户终端；
第二接收单元，用于接收来自运输线路上的用户终端的无线数字信号；
第二放大单元，用于将所述第二接收单元接收到的无线数字信号进行信号放大处理后发送给所述上一级射频拉远设备。
本发明实施例提供一种所述无线专用网络系统中的信号传输方法，该方法包括：
专网基站接收到无线射频信号时，将所述无线射频信号发送给所述专网基站连接的DAU；
所述DAU将所述无线射频信号转换为无线数字信号，并将转换后的无线数字信号发送给所述DAU连接的直连DRU；
所述直连DRU将所述无线数字信号进行信号放大处理后发送出去。
本发明实施例提供的方案中，专网基站、DAU和DRU组成的GSM数字射频拉远系统扩大了专网基站覆盖小区的范围，实现了单小区长距离覆盖，从而减少了用户的切换次数，避免了数据业务过程中，频繁的小区切换导致数据停传的情况，提高了用户的通信质量。
【附图说明】
图1为本发明实施例提供的系统结构示意图；
图2为本发明实施例中DRU的设置示意图；
图3为本发明实施例中的信号传输流程示意图；
图4为现有技术中公网与专网的切换关系示意图；
图5A为本发明实施例中用户从外网切入第一专网基站的流程示意图；
图5B为本发明实施例中用户从第二专网基站切入外网的流程示意图；
图6为本发明实施例中用户从专网基站切入外网基站又从外网基站切回专网基站的流程示意图；
图7为本发明实施例中用户从重合线路的入口切入专网又从专网切回外网的流程示意图；
图8A为本发明实施例中两个专网基站所覆盖区域的重叠区域示意图；
图8B为本发明实施例中在两个专网基站所覆盖区域地重叠区域DRU的设置示意图；
图9为本发明实施例提供的专网基站的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的接入控制设备的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的直连射频拉远设备的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的次连射频拉远设备的结构示意图。
【具体实施方式】
为了减少覆盖运输线路的小区的数量，延长单小区的覆盖距离，增加铁路线路上的用户驻留单小区的时间，减少用户运行过程中的切换次数，从而提高运输线路上用户的通信质量，本发明实施例提供一种无线专用网络系统，本系统采用GSM数字射频拉远系统(GRRU)，将基站的射频信号数字化后通过光纤传送到设置在运输线路沿线的远端设备，远端设备将接收到的信号放大后传送给运输线路上的用户终端，从而实现基站信号拉远覆盖的无线专用网络。
参见图1，本发明实施例提供的无线专用网络系统包括一个或多个专网基站，每个专网基站连接一个接入控制设备DAU，DAU连接一个或多个直连射频拉远设备DRU，其中：
专网基站10，用于接收来自外网基站的无线射频信号，将该无线射频信号发送给本专网基站连接的DAU；接收来自该DAU的无线射频信号，将该无线射频信号发送给外网基站。
DAU11，用于接收来自专网基站的无线射频信号，将该无线射频信号转换为无线数字信号，并将转换后的无线数字信号发送给本DAU连接的直连DRU；接收来自该直连DRU的无线数字信号，将该无线数字信号转换为无线射频信号，并将转换后的无线射频信号发送给连接本DAU的专网基站。
直连DRU12，用于接收来自DAU的无线数字信号，将该无线数字信号进行信号放大处理后发送给运输线路上的用户终端；接收来自运输线路上的用户终端的无线数字信号，将该无线数字信号进行信号放大处理后发送给连接本直连DRU的DAU。
为了加大本系统中基站覆盖小区的范围，与基站相连的直连DRU还可以串行级联有一个或多个次连DRU13，次连DRU13具有如下功能：
第一，接收来自直连DRU的无线数字信号，将该无线数字信号进行信号放大处理后发送给运输线路上的用户终端或下一级次连DRU；例如图1中的DRU2将接收到的来自DRU1的无线数字信号发送给用户终端或DRU3；
第二，接收来自运输线路上的用户终端的无线数字信号，将该无线数字信号进行信号放大处理后发送给直连DAU或上一级次连DRU；例如图1中的DRU2将接收到的来自用户终端的无线数字信号发送给DRU1，DRU2将接收到的来自用户终端的无线数字信号发送给DRU2；
第三，接收来自上一级次连DRU的无线数字信号，将该无线数字信号进行信号放大处理后发送给运输线路上的用户终端或下一级次连DRU；例如图1中的DRU3将接收到的来自DRU2的无线数字信号发送给用户终端或DRU4；
第四，接收来自下一级次连DRU的无线数字信号，将该无线数字信号进行信号放大处理后发送给上一级次连DRU或所述直连DRU；例如图1中的DRU2将接收到的来自DRU3的无线数字信号发送给DRU1，DRU3将接收到的来自DRU4的无线数字信号发送给DRU2。
本系统中，专网基站可以采用现有的基站，也可以是新建的基站。DAU与基站通过电缆连接，可以设置在基站机房内。直连DRU通过光纤与DAU上的光接入端口相连，DAU可以有多个光接入端口，每个光接入端口接入一个直连DRU。DRU与DRU之间通过光纤相连，DRU沿运输线路沿线进行设置，两个相邻DRU的距离根据需要设定，例如两个相邻DRU的实际距离可以控制在1公里到2公里之内。
由于运输线路上运输工具的穿透损耗是影响DRU规划的重要因素，若能够降低运输工具的穿透损耗带来的影响，将可以很大程度上改善网络服务质量。如图2所示，入射角θ为DRU的覆盖方向与运输工具的夹角，对于同一DRU和运输工具，当覆盖范围越来越远时，入射角也越来越小，运输工具的穿透损耗也越来越大，因此DRU与运输线路的垂直距离d不能太小，较佳的，DRU与运输线路的垂直距离d最好大于50米并小于200米。这样的垂直距离的设置，可减小在DRU和运输线路垂点上多普勒频移现象所带来的频偏跳变的影响。
为了尽可能的避免本发明专网基站与现有基站的频率发生冲突，在现有基站较多、站址相对较集中的繁华地区，对专网基站设置较少数量的DRU，包括直连DRU和次连DRU的数量；在现有基站较少、站址相对较为稀松的地区，对专网基站设置较多数量的DRU，包括直连DRU和次连DRU的数量。
本系统中专网基站向运输线路上的用户传输信号的流程如下：
专网基站接收到需要传送给用户的无线射频信号时，将该无线射频信号发送给本专网基站连接的DAU；该DAU将接收到的无线射频信号转换为无线数字信号，并将转换后的无线数字信号发送给本DAU连接的所有直连DRU；接收到该无线数字信号的直连DRU将无线数字信号进行信号放大处理后发送出去，运输线路上经过该直连DRU的用户终端可以接收到该直连DRU发出的无线数字信号。
与直连DRU相邻的次连DRU也会接收该直连DRU发出的无线数字信号，并将该无线数字信号进行信号放大处理后发送出去，运输线路上经过该次连DRU的用户终端可以接收到该次连DRU发出的无线数字信号。
与次连DRU相邻的下一级次连DRU也会接收该次连DRU发出的无线数字信号，并将该无线数字信号进行信号放大处理后发送出去，运输线路上经过该下一级次连DRU的用户终端可以接收到该下一级次连DRU发出的无线数字信号。如此逐级传送信号，最终目的用户终端接收到专网基站发出的信号。
本系统中运输线路上的用户向外传送信号的流程如下：
步骤301：用户终端发出无线数字信号，用户当前位置处的DRU接收到该无线数字信号；
步骤302：判断该DRU为直连DRU或次连DRU，若是直连DRU，则到步骤303，若是次连DRU，到步骤306；
步骤303：直连DRU将无线数字信号进行信号放大处理后发送出去；
步骤304：与直连DRU连接的DAU接收到该直连DRU发出的无线数字信号，并将该无线数字信号转换为无线射频信号后发送给本DAU连接的专网基站；
步骤305：专网基站根据无线射频信号中的目的地址信息将该无线射频信号发送出去，流程结束；
步骤306：次连DRU将无线数字信号进行信号放大处理后发送出去；
步骤307：与次连DRU相邻的上一级DRU接收到该次连DRU发出的无线数字信号；
步骤308：判断该上一级DRU为直连DRU或次连DRU，若是直连DRU，则到步骤303，若是次连DRU，到步骤306。
本系统通过GSM数字射频拉远系统实现了单小区长距离覆盖，合理减少了用户的切换次数，避免了数据业务过程中，频繁的小区切换导致数据停传的情况，提高了数据业务提供能力。
现有技术中，只对覆盖某一特定区域的外网基站设置与专网基站的切换关系，用户只能从该特定区域进入专网，例如，对于铁路运输线路来说，只设置覆盖火车站候车室的外网基站与覆盖火车站站台的专网基站的切换关系，如图4所示，为现有技术中用户从外网切入切出专网的示意图，用户从外网进入专网，必须首先从外网进入火车站候车室，再从火车站候车室进入火车站站台，从而进入专网。如果覆盖特定区域的外网基站发生了故障，那么用户则无法进入专网。
本系统中设置有一个或多个用于覆盖运输线路的入口区域的专网基站，将该专网基站统称为第一专网基站，入口区域的范围可以根据需要设定，例如，对于铁路运输线路来说，入口区域可以设定为火车站站台。并对多个外网基站设置与第一专网基站的切换关系，将与第一专网基站设置了切换关系的外网基站所归属的基站控制器统称为第一外网基站控制器。
第一外网基站控制器，用于接收外网基站所覆盖区域内的用户终端发出的信号测量报告；在根据该测量报告以及预先设置的外网基站与第一专网基站的切换关系，确定需要将该用户终端切换到本无线专用网络系统中或其他外网基站覆盖的区域中时，选择将该用户终端切换到本无线专用网络系统中，并通知外网基站将该用户终端切换到第一专网基站。外网基站接收到该通知后，向用户终端发送切换通知，用户终端根据该切换通知向第一专网基站发送切换请求，第一专网基站根据接收到的切换请求为用户终端预留系统资源，并将资源预留结果发送给用户终端，用户终端利用第一专网基站预留的资源进行通信，至此用户终端成功切入本无线专用网络系统。
具体的，第一外网基站控制器确定需要将用户终端切换到本无线专用网络系统中或其他外网基站覆盖的区域中的方式有如下两种：第一种，在根据接收到的信号测量报告判断在第一设定时间内用户终端接收到的来自外网基站的信号强度小于接收到的来自其他外网基站和第一专网基站的信号强度，并且所述外网基站的信号强度与所述第一专网基站的信号强度之差在设定的差值范围内，则确定需要将用户终端切换到本无线专用网络系统中或其他外网基站覆盖的区域中；第二种，在根据接收到的信号测量报告判断在第一设定时间内用户终端接收到的来自外网基站的信号质量差于接收到的来自其他外网基站和第一专网基站的信号质量，并且所述其他外网基站的信号质量与所述第一专网基站的信号质量之差在设定的差值范围内，则确定需要将用户终端切换到本无线专用网络系统中或其他外网基站覆盖的区域中。为了使用户较快的进入专网，设置的第一设定时间可以小于现有技术中小区切换时的信号强度采样时间：5到8秒，较优的第一设定时间可以在1到4秒中取值。
上述第一外网基站控制器在根据信号强度或质量确定外网中的用户既可以切换到本无线专用网络系统中也可以切换到其他外网基站覆盖的区域中时，优先选择将用户切换到本无线专用网络系统中，以达到使用户快速进入专网从而尽早享受专网提供的良好的通信质量的目的。
较佳的，对于没有与第一专网基站设置切换关系的外网基站，为了使得逐渐靠近第一专网基站覆盖区域的用户尽快切入专网，本发明中可以对外网基站覆盖的区域进行分层，覆盖不同层的外网基站具有不同的优先级，越靠近第一专网基站覆盖区域的外网基站的优先级越高。将没有与第一专网基站设置切换关系的外网基站所归属的基站控制器统称为第二外网基站控制器。
第二外网基站控制器，用于接收外网基站所覆盖区域内的用户终端发出的信号测量报告；在根据该测量报告以及预先设置的外网基站与外网基站的切换关系，确定需要将该用户终端切换到两个以上的其他外网基站覆盖的区域中时，从两个以上的其他外网基站中选择优先级最高的其他外网基站，并通知用户终端所归属的外网基站切换到所选择的其他专网基站。外网基站接收到该通知后向用户终端发送切换通知，用户终端根据接收到的切换通知向上述选择的其他外网基站发送切换请求，其他外网基站根据接收到的切换请求为用户终端预留系统资源，并将资源预留结果发送给用户终端，用户终端利用其他外网基站预留的资源进行通信，至此用户终端成功切入其他外网基站覆盖的区域。
具体的，第二外网基站控制器确定需要将用户终端切换到两个以上的其他外网基站覆盖的区域的方式有如下两种：第一种，在根据接收到的信号测量报告判断在第一设定时间内用户终端接收到的其所归属的外网基站的信号强度小于接收到的来自其他两个以上外网基站的信号强度，并且所述其他两个以上外网基站的信号强度之差在设定的差值范围内，则确定需要将用户终端切换到所述两个以上的其他外网基站覆盖的区域中；第二种，在根据接收到的信号测量报告判断在第一设定时间内用户终端接收到的其所归属的外网基站的信号质量小于接收到的来自其他两个以上外网基站的信号质量，并且所述其他两个以上外网基站的信号质量之差在设定的差值范围内，则确定需要将用户终端切换到所述两个以上的其他外网基站覆盖的区域中。
上述第二外网基站控制器在确定外网中的用户可以切换到其他多个外网基站覆盖的区域中时，通过优先选择优先级较高的外网基站让用户切入，即让用户切入了距离第一专网基站所覆盖的区域较近的小区，以使用户层层逼近专网，从而尽快切入专网。
现有技术中，只对专网基站设置与覆盖某一特定区域的外网基站的切换关系，用户只能从该特定区域切出专网，例如，对于铁路运输线路来说，只设置覆盖火车站站台的专网基站与覆盖火车站候车室的外网基站的切换关系，如图4所示，为现有技术中用户从外网切入专网的示意图，用户从专网切到外网，必须首先从专网进入火车站站站台，再从火车站站台进入火车站候车室火车站候车室，从而进入外网。如果覆盖特定区域的外网基站发生了故障，那么用户则无法切出专网。
本系统中设置有一个或多个用于覆盖运输线路的出口区域的专网基站，将该专网基站统称为第二专网基站，出口区域的范围可以根据需要设定，例如，对于铁路运输线路来说，出口区域仍为火车站站台。并对第二专网基站设置与多个外网基站的切换关系，将第二专网基站所归属的基站控制器统称为第一专网基站控制器。
第一专网基站控制器，用于接收第一专网基站所覆盖区域内的用户终端发出的信号测量报告；在根据该信号测量报告确定需要将该用户终端切换到外网中、并且根据预先设置的专网基站与外网基站的切换关系确定第二专网基站对应多个不同的外网基站时，根据预先设置的外网基站选取规则从多个外网基站中选择一个外网基站，并通知第二专网基站将该用户终端切换到所选择的外网基站。第二专网基站接收到该通知后，向用户终端发送切换通知，用户终端根据该切换通知向选择的外网基站发送切换请求，该外网基站根据接收到的切换请求为用户终端预留系统资源，并将资源预留结果发送给用户终端，用户终端利用该外网基站预留的资源进行通信，至此用户终端成功切出本无线专用网络系统。
所述的外网基站选取规则可以根据需要进行设定，例如，预先将外网基站进行优先级划分，在从多个外网基站中选择外网基站时可以选择优先级较高并且正常工作的外网基站；或者，首先确定多个外网基站的业务负荷量，在从多个外网基站中选择外网基站时可以选择业务负荷量较低并且正常工作的外网基站。
具体的，第一专网基站控制器确定需要将用户终端切换到外网中的方式有如下两种：第一种，若根据信号测量报告判断在第二设定时间内用户终端接收到的来自第二专网基站的信号强度小于接收到的来自外网基站的信号强度，则确定需要将用户终端切换到外网中；第二种，若根据信号测量报告判断在第二设定时间内用户终端接收到的来自第二专网基站的信号质量差于接收到的来自外网基站的信号质量，则确定需要将用户终端切换到外网中。设置的第二设定时间可以等于或大于现有技术中小区切换时的信号强度采样时间：5到8秒，从而使得在运输线路出口区域的用户不会很快切出专网，给予用户在出口区域一定的滞留时间。
上述第一专网基站控制器在根据信号强度或质量确定专网中的用户需要切换到外网中时，可以从多个可切入的外网基站中选择一个进行切入，即使某个外网基站发生了故障，由于可以选择其他外网基站进行切入，可以保证用户顺利切出专网。同时，有多个外网基站可供选择，可以将切出专网的业务分担给不同的外网基站，可以有效的减少信令拥塞。
综上，如图5A所示，用户从外网切入第一专网基站覆盖区域的流程具体如下：
步骤501：外网基站控制器接收到用户终端发出的通过外网基站传来的信号测量报告；
步骤502：外网基站控制器根据信号测量报告和设置的外网基站与其他基站的切换关系确定可以将用户终端切换到其他基站覆盖的小区中；
步骤503：判断所述其他基站是否包含第一专网基站，若是，则到步骤504；否则，到步骤505；
步骤504：通知用户终端所归属的外网基站将该用户终端切换到第一专网基站，结束；
步骤505：判断所述其他基站是否为多个，若是，则到步骤506；否则，到步骤507；
步骤506：从多个其他基站中选择一个优先级最高的外网基站，并通知用户终端所归属的外网基站将该用户终端切换到选择的优先级最高的外网基站，结束；
步骤507：通知用户终端所归属的外网基站将该用户终端切换到所述其他基站，结束。
如图5B所示，用户从第二专网基站覆盖区域切入外网的流程具体如下：
步骤511：第一专网基站控制器接收到用户终端发出的通过第一专网基站传来的信号测量报告；
步骤512：第一专网基站控制器根据信号测量报告和设置的第一专网基站与外网基站的切换关系确定可以将用户终端切换到多个外网基站；
步骤513：根据预先设置的选取规则从多个外网其他基站中选择一个外网基站；
步骤514：通知第一专网基站将用户终端切换到选择的外网基站。
为了增强系统的容错能力，使得运行在本发明专网所覆盖的运输线路上的用户能够在专网基站发生故障时切换到附近的外网中，本发明对覆盖运输线路的除出口区域和入口区域的其他区域的专网基站设置与外网基站的切换关系，将该专网基站统称为第三专网基站，将第三专网基站所归属的基站控制器统称为第二专网基站控制器。
第二专网基站控制器，用于接收第三专网基站所覆盖区域中的用户终端发出的信号测量报告；在根据该信号测量报告确定第三专网基站发生故障时，根据预先设置的第三专网基站与外网基站的切换关系，通知第三专网基站将用户终端切换到外网基站所覆盖的小区。具体切换流程为，第三专网基站接收到该通知后，向用户终端发送切换通知，用户终端根据该切换通知向外网基站发送切换请求，该外网基站根据接收到的切换请求为用户终端预留系统资源，并将资源预留结果发送给用户终端，用户终端利用该外网基站预留的资源进行通信，至此用户终端成功切换到外网。
第二专网基站控制器确定第三专网基站发生故障的方式可以有以下两种：第一种，在根据接收到的信号测量报告判断在第三设定时间内用户终端接收到的第三专网基站的信号强度小于设定的强度阈值，则确定第三专网基站发生故障；第二种，在根据接收到的信号测量报告判断在第三设定时间内用户终端接收到的第三专网基站的信号质量差于设定的质量阈值，则确定第三专网基站发生故障。第三设定时间的取值可以参照第二设定时间的取值。
用户在切换到外网后，为了使用户能够及时切换回专网，对一些外网基站设置与专网基站的切换关系，将该外网基站所归属的基站控制器统称为第三外网基站控制器。
第三外网基站控制器，用于接收用户终端发出的通过外网基站传来的信号测量报告；在根据该信号测量报告判断第三专网基站的故障恢复时，根据预先设置的外网基站与第三专网基站的切换关系，通知外网基站将用户终端切换到第三专网基站；或者，在根据所述信号测量报告判断用户终端进入未发生故障的第四专网基站覆盖的区域，根据预先设置的外网基站与第四专网基站的切换关系，通知外网基站将用户终端切换到第四专网基站。
第三外网基站控制器确定第三专网基站的故障恢复的方式可以有以下两种：第一种，在根据接收到的信号测量报告判断在第四设定时间内用户终端接收到的外网基站的信号强度小于接收到的第三专网基站的信号强度，则确定第三专网基站的故障恢复；第二种，在根据接收到的信号测量报告判断在第四设定时间内用户终端接收到的外网基站的信号质量弱于接收到的第三专网基站的信号质量，则确定第三专网基站的故障恢复。
第三外网基站控制器确定用户终端进入未发生故障的第四专网基站覆盖的区域的方式可以有以下两种：第一种，在根据接收到的信号测量报告判断在第四设定时间内用户终端接收到的外网基站的信号强度小于接收到的第四专网基站的信号强度，则确定用户终端进入未发生故障的第四专网基站；第二种，在根据接收到的信号测量报告判断在第四设定时间内用户终端接收到的外网基站的信号质量弱于接收到的第四专网基站的信号质量，则确定用户终端进入未发生故障的第四专网基站。第四设定时间的取值可以参照第一设定时间的取值。
如图6所示，为用户从专网基站切入外网基站又从外网基站切回专网基站的流程示意图，具体包括如下步骤：
步骤601：用户终端到达第三专网基站覆盖的区域；
步骤602：第二专网基站控制器确定第三专网基站发生故障；
步骤603：判断是否设置有第三专网基站与外网基站的切换关系，若是，则到步骤604，否则，用户的通信中断；
步骤604：第二专网基站控制器通知第三专网基站将用户终端切换到外网基站；
步骤605：第三外网基站控制器确定第三专网基站的故障恢复或用户终端到达正常工作的第四专网基站覆盖的区域；
步骤606：判断是否设置有外网基站与第三专网基站或第四专网基站的切换关系，若是，则到步骤607，否则，不触发切换；
步骤607：第三外网基站控制器通知外网基站将用户终端切换到第三专网基站或第四专网基站。至此，用户成功切回专网。
为了使得其他运输线路上的用户在进入本发明专网系统所覆盖的运输线路与所述其他运输线路的重合线路时，也可以享受到本发明专网系统所提供的良好的通信质量，对外网基站设置与覆盖本发明运输线路和其他运输线路的重合线路的入口区域的专网基站设置切换关系，将该外网基站所归属的基站控制器统称为第四外网基站控制器，将该专网基站统称为第五专网基站。
第四外网基站控制器，用于接收用户终端发出的通过外网基站传来的信号测量报告；在根据该信号测量报告确定用户终端进入所述重合线路时，根据预先设置的外网基站与第五专网基站的切换关系，通知外网基站将用户终端切换到第五专网基站。
第四外网基站控制器确定用户终端进入所述重合线路的方式有如下两种：第一种，若根据信号测量报告判断在第五设定时间内用户终端接收到的来自外网基站的信号强度小于接收到的来自第五专网基站的信号强度，则确定用户终端进入所述重合线路；第二种，若根据信号测量报告判断在第五设定时间内用户终端接收到的来自外网基站的信号质量差于接收到的来自第五专网基站的信号质量，则确定用户终端进入所述重合线路。第五设定时间的取值可以参照第一设定时间的取值。
同时，在其他运输线路上的用户离开所述重合线路时，为了使得该用户切出专网，对覆盖所述重合线路的出口区域的专网基站设置与外网基站的切换关系，该专网基站可能是第五专网基站，也可能是其他的第六专网基站。将第五专网基站或第六专网基站所归属的基站控制器统称为第三专网基站控制器。
第三专网基站控制器，用于接收用户终端发出的通过第五专网基站或第六专网基站传来的信号测量报告；在根据该信号测量报告判断用户终端离开所述重合线路时，根据预先设置的第五专网基站或第六专网基站与外网基站的切换关系，通知第五专网基站或第六专网基站将用户终端切换到外网基站。
第三专网基站控制器确定用户终端离开所述重合线路的方式有如下两种：第一种，若根据信号测量报告判断在第六设定时间内用户终端接收到的来自第五专网基站或第六专网基站的信号强度小于接收到的外网基站的信号强度，则确定用户终端离开所述重合线路；第二种，若根据信号测量报告判断在第六设定时间内用户终端接收到的来自第五专网基站或第六专网基站的信号质量差于接收到的外网基站的信号质量，则确定用户终端离开所述重合线路。第六设定时间的取值可以参照第二设定时间的取值。
如图7所示，为用户从重合线路的入口切入专网又从专网切回外网的流程示意图，具体包括如下步骤：
步骤701：用户终端到达重合线路入口处外网基站覆盖的区域；
步骤702：第四外网基站控制器根据用户终端发出的信号测量报告确定用户终端进入所述重合线路；
步骤703：判断是否设置有外网基站与第五专网基站的切换关系；若是，则到步骤704，否则，不触发切换；
步骤704：第四外网基站控制器通知外网基站将用户终端切换到第五专网基站；
步骤705：第三专网基站控制器根据用户终端发出的信号测量报告确定用户终端离开所述重合线路；
步骤706：判断是否设置有当前用户终端所归属的专网基站(第五专网基站或第六专网基站)与外网基站的切换关系，若是，则到步骤707，否则，不触发切换；
步骤707：第三专网基站控制器通知第五专网基站或第六专网基站将用户终端切换到外网基站。至此，用户成功切回外网。
本发明中，为了保证小区间正常切换，在两个专网基站所覆盖区域的重叠区域，设置所述两个专网基站连接的DRU。将所述两个专网基站统称为第七专网基站和第八专网基站。在第七专网基站连接的DRU设置有两根天线，所述两根天线中的一根天线覆盖运输线路的第一方向，所述两根天线中的另一根天线覆盖运输线路的第二方向，并且覆盖第一方向的天线的功率大于覆盖第二方向的天线的功率；
同时，在第八专网基站连接的DRU也设置有两根天线，所述两根天线中的一根天线覆盖运输线路的第一方向，所述两根天线中的另一根天线覆盖运输线路的第二方向，并且覆盖第一方向的天线的功率小于覆盖第二方向的天线的功率。
参见图8A，站点1、站点2、站点3设置有小区1的DRU，站点3、站点4、站点5设置有小区2的DRU，站点3为小区1和小区2的重叠区域。
参见图8B，在站点3设置的小区1的DRU具有两根天线，天线1的覆盖方向为朝向小区1，天线2的覆盖方向为朝向小区2；天线1的功率设置强于天线2的功率。
在站点3设置的小区2的DRU具有两根天线，天线1的覆盖方向为朝向小区1，天线2的覆盖方向为朝向小区2，天线1的功率设置弱于天线2的功率。
这样，附图8A左边小区1的信号强于小区2，图右边小区2的信号强于小区1。如果列车由小区1驶向小区2，过了站点3后小区1信号将弱于小区2信号，从而发起小区切换。如果列车由小区2驶向小区1，过了站点3后小区2信号将弱于小区1信号，从而发起小区切换。
由于在位置更新区处，大量用户终端需要发起位置更新，为了避免由于大量位置更新引起的信令拥塞，本发明在运输线路的省际交接处等位置更新区设置两个以上的DRU，这两个以上的DRU连接于不同的专网基站。
位置更新区所归属的交换机在向外发送位置更新信号时，根据预先设置的DRU选取规则从设置的两个以上的DRU中选择一个DRU，并发送包含选择的DRU信息的位置更新信号；接收到该位置更新信号的用户终端向位置更信处理信号中包含的DRU发送位置更新请求。该DRU将位置更新请求发送给该DRU连接的专网基站，再由该专网基站将位置更新请求发送到上一层的交换机，从而完成用户终端的位置更新。
DRU选取规则具体可以是根据两个以上的DRU连接的专网基站当前的信令处理负荷来选取，比如选取当前信令处理负荷最低的专网基站所连接的DRU，从而达到分担信令负荷，避免信令拥塞的目的。
参见图9，本发明实施例还提供一种专网基站，可以应用于无线专用网络系统中，该专网基站与接入控制设备DAU相连，该专网基站包括：
第一处理单元90，用于接收无线射频信号，将所述无线射频信号发送给所述DAU；
第二处理单元91，用于接收来自所述DAU的无线射频信号，将所述无线射频信号发送出去。
参见图10，本发明实施例还提供一种接入控制设备，可以应用于无线专用网络系统中，该接入控制设备与专网基站和一个或多个射频拉远设备DRU相连，该接入控制设备包括：
第一接收单元1001，用于接收来自所述专网基站的无线射频信号；
第一转换单元1002，用于将所述第一接收单元接收到的无线射频信号转换为无线数字信号，并将转换后的无线数字信号发送给所述直连DRU；
第二接收单元1003，用于接收来自所述直连DRU的无线数字信号；
第二转换单元1004，用于将所述无线数字信号转换为无线射频信号，并将转换后的无线射频信号发送给所述专网基站。
参见图11，本发明实施例还提供一种直连射频拉远设备(DRU)，该直连射频拉远设备与接入控制设备DAU相连，还可与次连DRU相连，该直连射频拉远设备包括：
第一接收单元1101，用于接收来自所述DAU的无线数字信号；
第一放大单元1102，用于将所述第一接收单元接收到的无线数字信号进行信号放大处理后发送给运输线路上的用户终端或次连DRU；
第二接收单元1103，用于接收来自运输线路上的用户终端或次连DRU的无线数字信号；
第二放大单元1104，用于将所述第二接收单元接收到的无线数字信号发送给所述DAU。
参见图12，本发明实施例还提供一种次连射频拉远设备(DRU)，该射频拉远设备与上一级射频拉远设备和下一级射频拉远设备相连，该射频拉远设备包括：
第一接收单元1201，用于接收来自所述上一级射频拉远设备的无线数字信号；
第一放大单元1202，用于将所述第一接收单元接收到的无线数字信号进行信号放大处理后发送给运输线路上的用户终端或所述下一级射频拉远设备；
第二接收单元1203，用于接收来自运输线路上的用户终端或所述下一级射频拉远设备的无线数字信号；
第二放大单元1204，用于将所述第二接收单元接收到的无线数字信号进行信号放大处理后发送给所述上一级射频拉远设备。
综上，本发明的有益效果在于：
本发明实施例提供的方案中，通过GSM数字射频拉远系统实现了单小区长距离覆盖，合理减少了用户的切换次数，避免了数据业务过程中，频繁的小区切换导致数据停传的情况，提高了用户的通信质量。
同时，本发明在位置更新区处设置了多个连接于不同专网基站的DRU，由这多个DRU共同分担位置更新业务，解决了位置区更新区信令拥塞问题。
同时，本发明设置了多个外网基站与覆盖运输线路入口区域的专网基站的切换关系，设置了覆盖运输线路出口区域的专网基站与多个外网基站的切换关系，并对外网小区分层同时按照层的优先级设置层小区之间的切换关系，解决了传统专网由于单一链状切换关系导致用户可能无法正常切入切出专网的问题，同时本发明能够使靠近专网入口区域的用户更快的进入专网以享受专网提供的良好的通信质量。
同时，本发明对运输线路沿线的专网基站设置了与沿线外网基站的切换关系，对沿线外网基站设置了与沿线专网基站的切换关系，使用户在专网故障时能够切出专网，并及时切回专网，提高了专网对突发事件的容错能力。
同时，对于本发明专网系统覆盖的运输线路和其他运输线路的重合线路设置了与外网的切入切出关系，使得其他运输线路在重合线路能够切入专网，享受专网提供的良好的通信质量。
同时，本发明在两个专网基站覆盖区域的重合区域处同时设置了这两个专网基站所连接的DRU，保证了用户能够在这两个专网基站覆盖的小区间进行顺利切换。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。