一種無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)與方法，采用云無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU與毫米波頻段RRU，合理利用公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段與毫米波頻段的特性，進(jìn)行周圍環(huán)境探測(cè)的同時(shí)，利用空閑資源實(shí)現(xiàn)高可靠大容量無(wú)線通信，并通過(guò)通信功能反饋環(huán)境探測(cè)結(jié)果到地面監(jiān)測(cè)中心，達(dá)到危險(xiǎn)預(yù)警等目的。公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段物理層幀用于傳輸?shù)腿萘靠煽繜o(wú)線通信數(shù)據(jù)，毫米波頻段根據(jù)需求在時(shí)間上劃分出探測(cè)幀與無(wú)線通信幀，在探測(cè)幀時(shí)間內(nèi)毫米波頻段RRU進(jìn)行環(huán)境探測(cè)信號(hào)的收發(fā)；在無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)毫米波頻段RRU傳輸大容量非可靠通信數(shù)據(jù)，并設(shè)計(jì)了無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段與毫米波頻段融合的上下行方向數(shù)據(jù)傳輸信令流程。
【專利說(shuō)明】
一種無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線探測(cè)及通信領(lǐng)域，尤其涉及在云無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)毫米波頻段無(wú)線探測(cè)與通信融合的系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在以往的通信系統(tǒng)中，主要使用的是傳輸特性較優(yōu)的公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段(低于3.5GHz的頻段)，而高于5GHz的高頻頻段鮮有涉及，因此這些高頻頻段仍保留有非常寬的連續(xù)可用頻譜。能夠預(yù)見(jiàn)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，毫米波無(wú)線通信系統(tǒng)將能夠?qū)崿F(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸和低成本的巨大經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]毫米波頻段的另一個(gè)重要應(yīng)用是高精度無(wú)線探測(cè)。近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅速，但是公路、鐵路、隧道等一些分布在山區(qū)集中地區(qū)的交通線路，其地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。一旦道路旁的山體出現(xiàn)塌方、滑坡、泥石流、雪崩、洪水、異物入侵等現(xiàn)象，則會(huì)影響交通線路的運(yùn)營(yíng)安全，也會(huì)對(duì)人類生命安全和財(cái)產(chǎn)構(gòu)成直接危害。因此，迫切需要一套能夠在各種天氣條件下在高危路段長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)并能夠?qū)^(guò)往車輛提供預(yù)警的自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。
[0004]通過(guò)對(duì)現(xiàn)有專利及相關(guān)技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的關(guān)于自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的方案主要有三種:
[0005](I)通過(guò)在災(zāi)害多發(fā)地段布設(shè)無(wú)線傳輸傳感器和監(jiān)測(cè)基站[I ]，監(jiān)測(cè)基站獲取無(wú)線傳輸傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。傳感器類型包括地質(zhì)位移傳感器、土壤水分傳感器、雨量傳感器、開(kāi)關(guān)量傳感器或者傾角傳感器等，監(jiān)測(cè)站通過(guò)對(duì)傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析判斷有無(wú)自然災(zāi)害發(fā)生。
[0006](2)使用激光對(duì)預(yù)定路段進(jìn)行水平激光照射，同時(shí)采集預(yù)定路段的圖像[2]。當(dāng)存在激光反射特征，且確定所述激光發(fā)射特征滿足特定條件時(shí)，判斷該路段存在障礙物，然后使用采集的圖像輔助判斷。
[0007](3)在需要監(jiān)視的重點(diǎn)區(qū)域，通過(guò)雷達(dá)構(gòu)建一個(gè)立體監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)[3]。山體滑坡落石和路基坍塌必然導(dǎo)致物體速度、距離、位置發(fā)生變化，雷達(dá)可以捕捉到這些變化，并通過(guò)計(jì)算物體形狀和距鋼軌位置，決定預(yù)報(bào)等級(jí)和類型。
[0008]上述現(xiàn)有技術(shù)(I)中，無(wú)線傳輸傳感器監(jiān)測(cè)設(shè)備和監(jiān)測(cè)基站需要沿鐵路沿線大密度鋪設(shè)，維護(hù)成本較高，且如果部分傳感器出現(xiàn)異常，則導(dǎo)致整體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障，且其災(zāi)害預(yù)警性能還取決于信息傳輸通道的可靠性。同時(shí)，該方案只局限于對(duì)滑坡的監(jiān)測(cè)，對(duì)于落石、異物侵限等失去監(jiān)測(cè)功能。
[0009]上述現(xiàn)有技術(shù)(2)中，激光探測(cè)僅在一個(gè)平面探測(cè)，不能探測(cè)出物體的立體信息。在夜間探測(cè)時(shí)需要額外使用可見(jiàn)光對(duì)預(yù)定路段照明，即使如此，在降雨、降雪、起霧等惡劣天氣情況下或者在道路周圍存在干擾光源的情況下，將嚴(yán)重影響圖像信息的采集質(zhì)量，因而當(dāng)激光探測(cè)出異常狀態(tài)時(shí)，不能準(zhǔn)確判斷是何種災(zāi)害引起，導(dǎo)致大量虛警出現(xiàn)。
[0010]上述現(xiàn)有技術(shù)(3)中，為了將雷達(dá)探測(cè)結(jié)果回傳給監(jiān)控中心，需要專門搭建一套監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，重復(fù)利用率低。由于出現(xiàn)災(zāi)害的概率較低，且每個(gè)雷達(dá)獨(dú)立工作，會(huì)造成雷達(dá)信號(hào)處理性能的冗余和成本的浪費(fèi)。當(dāng)?shù)孛姹O(jiān)控中心收到預(yù)警信號(hào)后，由于車輛行車途中可能沒(méi)有無(wú)線信號(hào)，不能直接與監(jiān)控中心通信，只能通過(guò)“自然災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控裝置”轉(zhuǎn)發(fā)，增加了系統(tǒng)復(fù)雜性。此外，其使用的頻段是公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段，帶寬低，檢測(cè)精度受限。
[0011]參考文獻(xiàn)
[0012][I]張衛(wèi)，徐均，李奇，賈婧，劉紅義，岳鐵鑄，基于物聯(lián)網(wǎng)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)，2013:13(2):66-69.
[0013][2]保定市天河電子技術(shù)有限公司，障礙物的監(jiān)測(cè)方法及其系統(tǒng):中國(guó)，200710165162.0[P],2012.09.05.
[0014][3]成都智勝通科技有限責(zé)任公司，鐵路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與監(jiān)視系統(tǒng):中國(guó)，201020584449.4[P],2011.05.04

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]鑒于以上陳述的已有方案的不足，本發(fā)明旨在提供一種基于云無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署的無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)與方法，并使之克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0017]—種無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，基于云無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在毫米波頻段實(shí)現(xiàn)環(huán)境探測(cè)功能與無(wú)線通信功能的融合，系統(tǒng)由BBU池、交換結(jié)構(gòu)、公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU與毫米波頻段RRU組成;所有RRU通過(guò)高速回傳連接到交換結(jié)構(gòu)，交換結(jié)構(gòu)再通過(guò)高速回傳連接到BBU池；公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU按應(yīng)用場(chǎng)景需求采用全向或定向天線，進(jìn)行大范圍覆蓋;毫米波頻段RRU布置天線陣，采用波束賦形技術(shù)進(jìn)行定向波束覆蓋;在一個(gè)公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU的覆蓋范圍內(nèi)布置多個(gè)毫米波頻段RRU。
[0018]本發(fā)明的目的還在于，為上述系統(tǒng)提供一個(gè)可靠的工作方法，其手段為:
[0019]—種無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警方法，公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU負(fù)責(zé)低容量可靠通信數(shù)據(jù)的傳輸，毫米波頻段RRU分時(shí)進(jìn)行環(huán)境探測(cè)和大容量非可靠通信數(shù)據(jù)傳輸，包括如下的具體手段:
[0020](I)系統(tǒng)中采用兩種工作頻段，分別為公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段與毫米波頻段；相應(yīng)地，部署兩類RRU，分別為公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU與毫米波頻段RRU;
[0021](2)公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段物理層幀全部用于無(wú)線通信幀；毫米波頻段物理層幀按時(shí)間劃分為探測(cè)幀與無(wú)線通信幀；
[0022](3)對(duì)于探測(cè)功能，在探測(cè)幀時(shí)間內(nèi)，毫米波頻段RRU發(fā)送探測(cè)信號(hào)，并接收回波信號(hào)，然后將回波信號(hào)高速回傳到BBU池做處理，得到環(huán)境探測(cè)結(jié)果；
[0023](4)對(duì)于通信功能，移動(dòng)終端同時(shí)從屬于兩個(gè)RRU，其中低容量可靠通信數(shù)據(jù)由公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU負(fù)責(zé)收發(fā);大容量非可靠通信數(shù)據(jù)由毫米波頻段RRU在無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)進(jìn)行收發(fā)，同時(shí)，環(huán)境探測(cè)結(jié)果按應(yīng)用場(chǎng)景需要由公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU或毫米波頻段RRU在無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)傳輸給移動(dòng)終端。
[0024]在進(jìn)行毫米波頻段物理層幀分配時(shí)，探測(cè)幀與無(wú)線通信幀的分配比例可按實(shí)際場(chǎng)景需求進(jìn)行調(diào)整。如圖2、圖3所示，以鐵路場(chǎng)景為例，BBU池根據(jù)列車當(dāng)前位置信息及毫米波頻段RRU高速回傳信令(如初始接入及切換信令)等判斷毫米波頻段RRU覆蓋范圍內(nèi)是否有列車通過(guò)。當(dāng)有列車通過(guò)時(shí)，毫米波頻段全部用于通信，擴(kuò)展無(wú)線通信容量。當(dāng)無(wú)列車通過(guò)時(shí)，若采用TDD無(wú)線通信系統(tǒng)，毫米波頻段全部用于環(huán)境探測(cè)；若采用roD無(wú)線通信系統(tǒng)，毫米波上行頻段承載探測(cè)幀用于環(huán)境探測(cè)，下行頻段仍可以用于下行無(wú)線通信。
[0025]在無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)，移動(dòng)終端同時(shí)從屬于兩個(gè)RRU，分別為公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU與毫米波頻段RRU。在下行通信方向，毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU均發(fā)送下行參考信號(hào)，移動(dòng)終端進(jìn)行信道測(cè)量，并將兩個(gè)頻段的信道測(cè)量結(jié)果發(fā)送給公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，然后公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU將這些信道信息高速回傳給BBU池，BBU池根據(jù)信道信息進(jìn)行兩個(gè)頻段的資源分配，并將分配結(jié)果高速回傳給毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，最后毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU按照資源分配結(jié)果進(jìn)行下行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0026]在無(wú)線通信幀上行通信方向，移動(dòng)終端在毫米波頻段與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段均發(fā)送上行參考信號(hào)，毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU進(jìn)行信道測(cè)量，并將信道測(cè)量結(jié)果回傳給BBU池，BBU池根據(jù)信道信息進(jìn)行兩個(gè)頻段的上行資源分配，并將分配結(jié)果高速回傳給公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，然后公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU將資源分配結(jié)果發(fā)送給移動(dòng)終端，最后移動(dòng)終端按照資源分配結(jié)果進(jìn)行上行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0027]在無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)，按應(yīng)用場(chǎng)景需要由公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU或毫米波頻段RRU將毫米波頻段RRU探測(cè)幀時(shí)間內(nèi)的環(huán)境探測(cè)結(jié)果發(fā)送給地面監(jiān)測(cè)中心，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)預(yù)警等功能。
[0028]采用本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了基于毫米波頻段的高精度、全天候、大范圍、快速的環(huán)境探測(cè)。并利用非探測(cè)時(shí)毫米波頻段的空閑資源擴(kuò)展了無(wú)線通信系統(tǒng)的帶寬，提升了傳輸容量，同時(shí)，公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段保障了無(wú)線通信的傳輸可靠性。在上述融合系統(tǒng)中，環(huán)境探測(cè)結(jié)果按應(yīng)用場(chǎng)景需要由公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU或毫米波頻段RRU在無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)傳輸給地面監(jiān)測(cè)中心，實(shí)現(xiàn)高精度危險(xiǎn)預(yù)警等功能。
【附圖說(shuō)明】
:
[0029]圖1為基于本發(fā)明的實(shí)施例，以鐵路場(chǎng)景為例(但不限于該場(chǎng)景)的無(wú)線探測(cè)與通信融合的系統(tǒng)部署圖。
[0030]圖2為圖1所示場(chǎng)景下BBU池對(duì)毫米波頻段探測(cè)幀與通信幀分配控制流程。
[0031]圖3為圖1所示場(chǎng)景下的物理層幀結(jié)構(gòu)；其中:(a)為TDD無(wú)線通信系統(tǒng)下的幀結(jié)構(gòu)圖；(b)為FDD無(wú)線通信系統(tǒng)下的幀結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖4為圖1所示場(chǎng)景下無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)下行方向數(shù)據(jù)傳輸信令流程。
[0033]圖5為圖1所示場(chǎng)景下無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)上行方向數(shù)據(jù)傳輸信令流程。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清晰，下面結(jié)合附圖以鐵路場(chǎng)景為例作為一種典型實(shí)施例(但不限于該場(chǎng)景)，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0035]如圖1所示，為基于本發(fā)明以鐵路場(chǎng)景為例的無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)部署，其組成包括BBU池、交換結(jié)構(gòu)、公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU與毫米波頻段RRU，RRU通過(guò)高速回傳與交換結(jié)構(gòu)連接，然后交換結(jié)構(gòu)通過(guò)高速回傳連接到BBU池。公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU進(jìn)行大范圍覆蓋，毫米波頻段RRU布置天線陣，通過(guò)波束賦形技術(shù)實(shí)現(xiàn)定向波束覆蓋。具體過(guò)程如下:
[0036](I)整個(gè)系統(tǒng)工作在兩個(gè)頻段，分別為公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段與毫米波頻段，其中公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段可選取800MHz-2GHz，具體參數(shù)可參照現(xiàn)有無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。毫米波頻段按應(yīng)用場(chǎng)景需求進(jìn)行選取，如考慮到大氣損耗及探測(cè)精度選擇19GHz頻段，帶寬IGHz為例，發(fā)射功率為I瓦時(shí)，在不同的信號(hào)處理技術(shù)下，可達(dá)探測(cè)距離參考值為180m?2km;可達(dá)通信距離參考值為I km。
[0037](2)如圖2所示，BBU池根據(jù)列車當(dāng)前位置信息及毫米波頻段RRU高速回傳信令(如初始接入及切換信令)判斷在當(dāng)前毫米波頻段RRU覆蓋范圍內(nèi)是否有列車通過(guò)。若無(wú)列車通過(guò)，毫米波頻段用于探測(cè)幀，毫米波頻段RRU發(fā)射探測(cè)信號(hào)并接收回波信號(hào)，然后將回波信號(hào)高速回傳到BBU池進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵軌周圍環(huán)境的探測(cè)。若有列車運(yùn)行時(shí)，毫米波頻段用于通信幀，且毫米波頻段RRU負(fù)責(zé)大容量非可靠通信數(shù)據(jù)的收發(fā)，公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU負(fù)責(zé)低容量可靠通信數(shù)據(jù)的收發(fā)。
[0038](3)在鐵路應(yīng)用場(chǎng)景下，BBU池將環(huán)境探測(cè)結(jié)果高速回傳到地面監(jiān)測(cè)中心，地面監(jiān)測(cè)中心通過(guò)預(yù)警策略判斷該路段運(yùn)行環(huán)境是否存在危險(xiǎn)。若存在危險(xiǎn)，地面監(jiān)測(cè)中心生成危險(xiǎn)預(yù)警信息并高速回傳到BBU池。根據(jù)當(dāng)前所有列車的運(yùn)行路線，若某些列車的運(yùn)行路線包含該危險(xiǎn)路段，BBU池將地面監(jiān)測(cè)中心所轉(zhuǎn)發(fā)的危險(xiǎn)預(yù)警信息高速回傳到這些列車當(dāng)前運(yùn)行路段所屬的公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，然后由公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU將該危險(xiǎn)預(yù)警信息無(wú)線傳輸給這些列車，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)預(yù)警等。
[0039](4)對(duì)于不同的無(wú)線通信系統(tǒng)，毫米波頻段的通信幀與探測(cè)幀在資源劃分上存在差別。如圖3所示，在TDD與H)D無(wú)線通信系統(tǒng)中，公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段均用于無(wú)線通信幀。以TDD無(wú)線通信系統(tǒng)的下行與上行無(wú)線通信幀分配比為3:2的情況(但不限于該情況)為例，當(dāng)毫米波頻段RRU的覆蓋范圍內(nèi)有列車行駛時(shí)，毫米波頻段用于無(wú)線通信幀；當(dāng)無(wú)列車行駛時(shí)，毫米波頻段用于探測(cè)幀。在FDD無(wú)線通信系統(tǒng)中，當(dāng)毫米波頻段RRU的覆蓋范圍內(nèi)有列車行駛時(shí)，毫米波上行頻段用于探測(cè)幀，下行頻段仍用于下行無(wú)線通信幀；當(dāng)無(wú)列車行駛時(shí)，毫米波頻段全部用于無(wú)線通信幀。
[0040](5)如圖4所示，在無(wú)線通信幀下行通信方向，毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU均發(fā)送下行參考信號(hào)，列車進(jìn)行信道測(cè)量，并將兩個(gè)頻段的信道測(cè)量結(jié)果發(fā)送給公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，然后公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU將這些信道信息高速回傳給BBU池，BBU池根據(jù)信道信息進(jìn)行兩個(gè)頻段的資源分配，并將分配結(jié)果高速回傳給毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，最后毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU按照資源分配結(jié)果進(jìn)行下行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0041](6)如圖5所示，在無(wú)線通信幀上行通信方向，列車在毫米波頻段與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段均發(fā)送上行參考信號(hào)，毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU進(jìn)行信道測(cè)量，并將信道測(cè)量結(jié)果回傳給BBU池，BBU池根據(jù)信道信息進(jìn)行兩個(gè)頻段的上行資源分配，并將分配結(jié)果高速回傳給公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，然后公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU將資源分配結(jié)果發(fā)送給列車，最后列車按照資源分配結(jié)果進(jìn)行上行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0042]采用本發(fā)明的基本方案，在實(shí)際實(shí)施時(shí)，可以衍生出多種不同的等同產(chǎn)品，但凡是根據(jù)發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思，加以等同替換與改變，均被認(rèn)為屬于發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，基于云無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在毫米波頻段實(shí)現(xiàn)環(huán)境探測(cè)功能與無(wú)線通信功能的融合，系統(tǒng)由BBU池、交換結(jié)構(gòu)、公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU與毫米波頻段RRU組成;所有RRU通過(guò)高速回傳連接到交換結(jié)構(gòu)，交換結(jié)構(gòu)再通過(guò)高速回傳連接到BBU池；公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU按應(yīng)用場(chǎng)景需求采用全向或定向天線，進(jìn)行大范圍覆蓋;毫米波頻段RRU布置天線陣，采用波束賦形技術(shù)進(jìn)行定向波束覆蓋;在一個(gè)公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU的覆蓋范圍內(nèi)布置多個(gè)毫米波頻段RRU。2.采用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的無(wú)線探測(cè)與通信融合區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警方法，公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU負(fù)責(zé)低容量可靠通信數(shù)據(jù)的傳輸，毫米波頻段RRU分時(shí)進(jìn)行環(huán)境探測(cè)和大容量非可靠通信數(shù)據(jù)傳輸，包括如下的具體手段: (1)系統(tǒng)中采用兩種工作頻段，分別為公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段與毫米波頻段;相應(yīng)地，部署兩類RRU，分別為公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU與毫米波頻段RRU; (2)公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段物理層幀全部用于無(wú)線通信幀；毫米波頻段物理層幀按時(shí)間劃分為探測(cè)幀與無(wú)線通信幀； (3)對(duì)于探測(cè)功能，在探測(cè)幀時(shí)間內(nèi)，毫米波頻段RRU發(fā)送探測(cè)信號(hào)，并接收回波信號(hào)，然后將回波信號(hào)高速回傳到BBU池作處理，得到環(huán)境探測(cè)結(jié)果； (4)對(duì)于通信功能，移動(dòng)終端同時(shí)從屬于兩個(gè)RRU，其中低容量可靠通信數(shù)據(jù)由公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU負(fù)責(zé)收發(fā);大容量非可靠通信數(shù)據(jù)由毫米波頻段RRU在無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)進(jìn)行收發(fā)；同時(shí)，環(huán)境探測(cè)結(jié)果按應(yīng)用場(chǎng)景需要由公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU或毫米波頻段RRU在無(wú)線通信幀時(shí)間內(nèi)傳輸給移動(dòng)終端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)與方法，其特征在于:所述的步驟(2)中BBU池根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同按需調(diào)整毫米波頻段幀結(jié)構(gòu)的探測(cè)幀與無(wú)線通信幀的時(shí)間分配比。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)與方法，其特征在于:采用H)D無(wú)線通信系統(tǒng)時(shí)，探測(cè)幀占用毫米波頻段的上行頻段，下行頻段仍進(jìn)行正常通信;采用TDD無(wú)線通信系統(tǒng)時(shí)，探測(cè)幀占用全部毫米波頻段，僅公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段用于無(wú)線通信。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線探測(cè)與通信融合的區(qū)域危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)與方法，其特征在于: 在無(wú)線通信幀下行通信方向，毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU均發(fā)送下行參考信號(hào)，移動(dòng)終端進(jìn)行信道測(cè)量，并將兩個(gè)頻段的信道測(cè)量結(jié)果發(fā)送給公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，然后公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU將這些信道信息高速回傳給BBU池，BBU池根據(jù)信道信息進(jìn)行兩個(gè)頻段的資源分配，并將分配結(jié)果高速回傳給毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，最后毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU按照資源分配結(jié)果進(jìn)行下行數(shù)據(jù)的傳輸； 在無(wú)線通信幀上行通信方向，移動(dòng)終端在毫米波頻段與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段均發(fā)送上行參考信號(hào)，毫米波頻段RRU與公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU進(jìn)行信道測(cè)量，并將信道測(cè)量結(jié)果回傳給BBU池，BBU池根據(jù)信道信息進(jìn)行兩個(gè)頻段的上行資源分配，并將分配結(jié)果高速回傳給公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU，然后公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)授權(quán)頻段RRU將資源分配結(jié)果發(fā)送給移動(dòng)終端，最后移動(dòng)終端按照資源分配結(jié)果進(jìn)行上行數(shù)據(jù)的傳輸。
【文檔編號(hào)】H04W16/18GK106028352SQ201610312987
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】閆莉, 方旭明, 李恒超, 李超
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué), 中國(guó)鐵路總公司