專利名稱：一種構(gòu)建高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速公路機電系統(tǒng)和寬帶無線接入系統(tǒng)，尤其涉及一種構(gòu)建高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，旨在構(gòu)建覆蓋高速公路沿線帶狀區(qū)域的無線寬帶接入網(wǎng)。
背景技術(shù)：
隨著我國高速公路的快速擴張和服務(wù)能力的不斷提高，高速公路專用通信系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用，它不僅為高速公路監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)、視頻傳輸通道， 還為管理部門的辦公自動化、視頻會議等業(yè)務(wù)提供傳輸通道。通信系統(tǒng)已成為高速公路設(shè)計與建設(shè)中一項必不可少的內(nèi)容，被明確寫入高速公路行業(yè)設(shè)計規(guī)范。目前，高速公路專用通信網(wǎng)可分為干線傳輸網(wǎng)和路段接入網(wǎng)，均主要以數(shù)字光纖通信系統(tǒng)為主。干線光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)廣泛采用SDH、WDM、AS0N、0TN等技術(shù)，具體傳輸設(shè)備包括插分復(fù)用設(shè)備ADM、中繼設(shè)備REG等。高速公路路段接入網(wǎng)負責(zé)接入沿線的數(shù)據(jù)、語音、 圖像等業(yè)務(wù)，路段接入網(wǎng)采用多業(yè)務(wù)混合傳輸設(shè)備和靈活接入設(shè)備配套組網(wǎng)的方式。路段接入網(wǎng)的主要設(shè)備包括光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit，0NU)和光鏈路終端(Optical Line Terminal, OLT)。一般來說，ONU設(shè)備放置在高速公路沿線的通信站內(nèi)，而OLT設(shè)備一般放置在高速公路路段通信中心。針對SDH技術(shù)，路段接入網(wǎng)一般采用隔站相連的自愈環(huán)型組網(wǎng)方案。近年來，寬帶無線通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，無線通信技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了從過去窄帶語音通信到目前寬帶數(shù)據(jù)通信、多媒體通信的飛躍。但是，目前還沒有一個可以滿足高速公路管理需求的寬帶無線接入系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種構(gòu)建高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，旨在構(gòu)建覆蓋高速公路沿線帶狀區(qū)域的無線寬帶接入網(wǎng)。所謂高速公路無線走廊，就是在高速公路沿線帶狀區(qū)域內(nèi)，利用高速公路現(xiàn)有的機電系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，建立一個滿足高速公路管理需求的寬帶無線接入系統(tǒng)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種構(gòu)建高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，無線走廊所包含的具體設(shè)備包括無線接入點(Access Point，AP)、天線單元、移動終端(Mobile Terminal，MT)、網(wǎng)絡(luò)控制單元、供配電單元、防雷設(shè)施、高速公路施工時預(yù)留預(yù)埋的光纜等。為了節(jié)約房建開支和方便管理， 無線AP設(shè)備可以和路段接入網(wǎng)中的ONU設(shè)備放置在同一通信站機房。AP也可以放置在高速公路沿線的收費站、監(jiān)控中心、服務(wù)區(qū)，以及高速公路外場沿線任何地點。AP與路段接入網(wǎng)通過電纜或者光纖相連接。高速公路無線走廊是對高速公路有線通信網(wǎng)的延伸，即在原有高速公路干線傳輸網(wǎng)和路段接入網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加無線設(shè)備，以實現(xiàn)寬帶無線接入。高速公路無線走廊具備以下組網(wǎng)特征(I)AP之間既可以通過高速公路路段接入網(wǎng)相互通信，也可以通過高速公路干線傳輸網(wǎng)相互通信，還可以通過高速公路施工時預(yù)留預(yù)埋的光纖直接連接而相互通信。(2) AP與ONU之間的連接，既可以通過電接口相連，也可以通過光接口相連。(3)連接在同一路段接入網(wǎng)上的AP之間的通信通過該接入網(wǎng)實現(xiàn)，路段接入網(wǎng)為 AP之間的通信提供通道。(4)連接在不同路段接入網(wǎng)上的AP之間的通信，首先通過接入網(wǎng)進入干線傳輸網(wǎng)，然后再由干線傳輸網(wǎng)進入其他路段接入網(wǎng)，路段接入網(wǎng)與干線傳輸網(wǎng)都要為AP之間的通信提供通道。(5)AP設(shè)備具備無線接入能力，實現(xiàn)基帶數(shù)字信號處理功能，即AP具備傳統(tǒng)移動蜂窩系統(tǒng)的Node-B功能。(6)網(wǎng)絡(luò)控制單元具備無線資源管理能力，包括接入控制能力、切換控制能力、無線發(fā)射功率控制能力、資源調(diào)度能力等。(7)AP既可以連接單個天線單元，也可以連接多個天線單元，即一個AP既可以只為一個天線單元服務(wù)，也可以同時為多個天線單元服務(wù)。(8)高速公路沿線布設(shè)有供配電設(shè)施，為高速公路外場監(jiān)控設(shè)備供電，利用現(xiàn)有的這些供配電設(shè)施為天線單元供電；還可以采用太陽能電源系統(tǒng)為天線單元供電。(9)天線既可以安裝在專用的塔柱上面，也可以安裝在高速公路沿線外場監(jiān)控設(shè)施附近，如安裝在現(xiàn)有的龍門架、燈柱、攝像機柱等上面，或者利用有利地形安裝在較高的建筑物或者山嶺之上。本發(fā)明提供的構(gòu)建高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，可以為高速公路管理提供一個寬帶無線接入系統(tǒng)，為高速公路數(shù)據(jù)傳輸提供了一個很好的平臺，彌補了現(xiàn)有通信系統(tǒng)的不足，提高了高速公路服務(wù)水平。


圖1是無線走廊組網(wǎng)方式1的示意2是無線走廊組網(wǎng)方式2和方式3的示意圖
具體實施例方式為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。實施例一如圖1所示，如果高速公路沿線帶狀區(qū)域的視距(Line-of-Sight，LOS)傳播環(huán)境較好，無線電波的路徑損耗較小，天線單元只安裝在高速公路沿線的服務(wù)區(qū)、收費站、監(jiān)控通信中心等地，在高速公路沿線外場則不再放置天線。每一個AP對應(yīng)唯一天線單元，天線單元與AP通過電接口或者光接口相連接。AP通過電接口或者光接口與路段接入網(wǎng)上的ONU 設(shè)備相連接。網(wǎng)絡(luò)控制單元通過電接口或者光接口與路段接入網(wǎng)上的OLT設(shè)備相連接。如果路段接入網(wǎng)采用SDH傳輸技術(shù)，則需要為AP與網(wǎng)絡(luò)控制單元之間建立通信，即連接AP的 ONU需要預(yù)留傳輸通道至OLT。天線單元負責(zé)射頻信號的發(fā)送和接收。AP負責(zé)無線信號接入，包括數(shù)字基帶信號的處理。網(wǎng)絡(luò)控制單元控制各個AP，實現(xiàn)接入控制、功率控制、切換控制、資源調(diào)度等功能。每個天線單元與AP通過同軸電纜、雙絞線、光纜連接。
利用天線單元所在的通信站、收費站、監(jiān)控中心、通信中心或者服務(wù)區(qū)的供配電設(shè)施為天線單元供電。圖1所示的組網(wǎng)方式適合于收費站之間的間距較小，如5 30KM，并且無線傳播環(huán)境較好，如有LOS傳播路徑的場景。實施例二如圖2所示，如果高速公路沿線帶狀區(qū)域的視距(Line-of-Sight，LOS)傳播環(huán)境較好，無線電波的路徑損耗較小，天線單元只安裝在通信站、收費站、監(jiān)控中心、通信中心或者服務(wù)區(qū)附近，在高速公路沿線則不再放置天線。每一個AP對應(yīng)一個或者多個天線單元。天線單元如果在服務(wù)區(qū)、收費站、監(jiān)控通信中心等地，則天線單元通過電接口或者光接口與站內(nèi)的AP之間相連；天線單元如果在高速公路沿線外場，則天線單元通過高速公路施工時預(yù)留預(yù)埋的光纜與站內(nèi)AP互聯(lián)。AP通過電接口或者光接口與路段接入網(wǎng)上的ONU設(shè)備相連接。網(wǎng)絡(luò)控制單元通過電接口或者光接口與路段接入網(wǎng)上的OLT設(shè)備相連接。如果路段接入網(wǎng)采用SDH傳輸技術(shù)，則需要為AP與網(wǎng)絡(luò)控制單元之間建立通信，即連接AP的ONU需要預(yù)留傳輸通道至0LT。 每個天線單元通過同軸電纜、雙絞線，或者光纜與AP連接。利用天線單元所在的通信站、收費站、監(jiān)控中心、通信中心或者服務(wù)區(qū)的供配電設(shè)施為天線單元供電。圖2所示的組網(wǎng)方式適合于收費站之間的間距較大、無線傳播環(huán)境較為惡劣、無線信號衰減較嚴重的場景。實施例三如圖2所示，如果高速公路沿線帶狀區(qū)域為非視距(N0n-Line-0f-Sight，NLOS)傳播環(huán)境，并且無線電波的路徑損耗較大，需要在高速公路沿線放置天線。在這種情況下，根據(jù)實際需要在通信站、收費站、監(jiān)控中心、通信中心或者服務(wù)區(qū)安裝天線單元，同時也在高速公路沿線安裝天線單元。每一個AP對應(yīng)一個或者多個天線單元。天線單元如果在服務(wù)區(qū)、收費站、監(jiān)控通信中心等地，則天線單元通過電接口或者光接口與站內(nèi)的AP之間相連；天線單元如果在高速公路沿線外場，則天線單元通過高速公路施工時預(yù)留預(yù)埋的光纜與站內(nèi)AP互聯(lián)。AP通過電接口或者光接口與路段接入網(wǎng)上的ONU設(shè)備相連接。網(wǎng)絡(luò)控制單元通過電接口或者光接口與路段接入網(wǎng)上的OLT設(shè)備相連接。如果路段接入網(wǎng)采用SDH傳輸技術(shù)，則需要為AP與網(wǎng)絡(luò)控制單元之間建立通信，即連接AP的ONU需要預(yù)留傳輸通道至0LT。如果天線單元位于高速公路沿線的通信站、收費站、監(jiān)控中心、通信中心或者服務(wù)區(qū)附近，利用天線單元所在的通信站、收費站、監(jiān)控中心、通信中心或者服務(wù)區(qū)的供配電設(shè)施為天線單元供電。如果天線單元位于高速公路沿線外場，則利用外場監(jiān)控設(shè)備的供配電設(shè)備設(shè)施為天線單元供電。位于高速公路沿線外場的天線單元與AP之間采用光載無線通信 Radio-over-Fiber(ROF)技術(shù)，利用高速公路施工時預(yù)留預(yù)埋的光纜傳輸信號。特別的，如果天線位于高速公路沿線外場，本發(fā)明提出利用太陽能發(fā)電、儲電設(shè)備，或者風(fēng)能發(fā)電、儲電設(shè)備為天線功放單元供電。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)建高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，即在高速公路帶狀區(qū)域內(nèi)構(gòu)建無線接入網(wǎng)的方法，其特征在于該高速公路無線走廊的構(gòu)建需要以高速公路機電系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施為依托，特別是以高速公路通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建高速公路無線走廊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征還在于高速公路無線走廊包括天線單元，無線接入點(AP)，網(wǎng)絡(luò)控制單元，移動終端(MT)，高速公路施工時預(yù)留預(yù)埋的光纜，供配電系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路通信系統(tǒng)，其特征在于高速公路通信系統(tǒng)是指利用高速公路施工時所預(yù)留預(yù)埋的光纜、高速公路沿線放置的通信設(shè)備，以及相關(guān)的電源設(shè)備，共同所構(gòu)建的高速公路專用通信系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于天線單元負責(zé)射頻信號的發(fā)送和接收，天線單元包含天線、饋線、功放等子單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于AP具備基帶信號處理功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于網(wǎng)絡(luò)控制單元起到無線資源管理的作用，具備無線信號發(fā)射功率控制、切換控制、接入控制等功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于AP可與高速公路通信系統(tǒng)通過電接口或者光接口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于網(wǎng)絡(luò)控制單元可以與高速公路通信系統(tǒng)通過電接口或者光接口連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于天線可以安裝在高速公路沿線的通信站、收費站、收費廣場、通信中心、監(jiān)控中心、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)等高速公路沿線的附屬建筑物附近。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于天線可以安裝在高速公路沿線外場任何地點。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于當(dāng)天線安裝在高速公路沿線外場時，天線與AP之間可以通過高速公路施工時所預(yù)留預(yù)埋的備用光纜進行通信。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路無線走廊的組網(wǎng)方法，其特征在于當(dāng)天線安裝在高速公路沿線外場時，天線與AP之間可以通過高速公路緊急電話系統(tǒng)所預(yù)留的光纜進行ififn。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AP，其特征在于所述的AP可以同時具備基帶信號處理能力和無線資源管理能力。其中，無線資源管理能力包括無線信號發(fā)射功率控制、切換控制、 接入控制等能力。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AP，其特征在于所述的AP既可以連接一個天線單元，又可以連接多個天線單元。即一個AP既可以只為一個天線單元服務(wù)，又可以同時為多個天線單元服務(wù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線單元，其特征在于所述的天線單元可以利用高速公路供電系統(tǒng)為其供電。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線單元，其特征在于所述的天線單元可以利用太陽能發(fā)電、儲電設(shè)備，或者風(fēng)能發(fā)電、儲電設(shè)備為天線單元供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在高速公路帶狀區(qū)域內(nèi)構(gòu)建無線接走廊的組網(wǎng)方法，主要特征包括無線走廊必須以高速公路通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)；高速公路無線走廊的組網(wǎng)元素包括天線單元、無線接入點(AP)、網(wǎng)絡(luò)控制單元、移動終端(MT)、高速公路施工時預(yù)留預(yù)埋的光纜、供配電系統(tǒng)；AP以及網(wǎng)絡(luò)控制單元分別通過電接口或者光接口與高速公路通信系統(tǒng)互連；天線單元如果設(shè)置在高速公路服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、收費站、通信監(jiān)控中心，則天線單元直接通過電接口或者光接口與AP互連；天線單元如果設(shè)置在高速公路沿線外場，則天線單元通過高速公路施工時預(yù)留預(yù)埋的光纜與AP互連；使用高速公路供配電系統(tǒng)，或者專用的太陽能/風(fēng)能電池電源為無線走廊供電。
文檔編號H04W84/04GK102238557SQ20101016292
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者何培舟, 張一衡, 張昊, 徐東彬, 施強, 盛剛, 邢燕穎, 鄒杰 申請人:交通運輸部公路科學(xué)研究所, 北京交科公路勘察設(shè)計研究院有限公司