一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無線移動通信與智能交通技術領域，尤其涉及公交車輛行駛中車載信息終端與道路周邊各個無線網(wǎng)絡接入點的信息轉(zhuǎn)接設備。
【背景技術】
[0002]近來快速公交(BRT)系統(tǒng)在大中型城市中得到了廣泛應用，而BRT車輛的基本信息傳輸模式是車對地(V2R)，即公交車輛是通過車載單元(OBU)與BRT線路上若干個路邊單元(RSU)進行無線信息交換。車輛在行駛中必然會要求車對地V2R聯(lián)接從前一個路邊單元RSU轉(zhuǎn)接到與后一個路邊單元RSU，即車載單元OBU越區(qū)產(chǎn)生路邊單元RSU切換。
[0003]BRT的車速加快使得車輛通過兩個相鄰的路邊單元(RSU)的信號重疊覆蓋區(qū)的時間較短，導致采用傳統(tǒng)越區(qū)切換技術的OBU正常的越區(qū)切換過程不能按時完成，車對地V2R信息連接存在較大的中斷概率和中斷時延，極大影響了用戶的服務質(zhì)量。
[0004]另外，隨著我國城市建設水準的不斷提高，城區(qū)高大建筑物越來越多，造成無線電波的傳播環(huán)境變得越來越惡劣，接收信號強度的變化范圍較大，以至于OBU在越區(qū)切換過程中極易產(chǎn)生信號中斷，極大地損害了在線用戶的服務質(zhì)量與車輛運行的安全性。
[0005]協(xié)作傳輸技術由協(xié)作基站共同為OBU提供服務，可消除OBU越區(qū)切換時基站間的干擾，或?qū)⒏蓴_信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏眯盘?，而且能有效利用信號分集技術，增強OBU接收信號的信干噪比，從而提高OBU越區(qū)切換時對車載用戶的服務質(zhì)量和系統(tǒng)吞吐量。
[0006]為此本實用新型針對BRT車輛行駛速度相對較高、電波傳播條件變得越來越惡劣的通信環(huán)境，利用基站間協(xié)作信息傳輸技術，設計一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是為行駛速度較高的車載信息轉(zhuǎn)接設備、電波傳播條件較惡劣的移動通信環(huán)境，如城市BRT、高速公路等場合，提供一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，克服了傳統(tǒng)車載信息轉(zhuǎn)接設備在移動速度較高、電波傳播條件較惡劣的通信環(huán)境中越區(qū)切換的不可靠性，消除小區(qū)間的互相干擾，為小區(qū)邊緣用戶提供協(xié)作分集增益，降低越區(qū)切換的中斷概率，提高小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù)吞吐量。
[0008]本實用新型實現(xiàn)上述目的的技術方案是:一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:包括射頻天線陣列、與所述射頻天線陣列相連的收發(fā)信號合路器、與收發(fā)信號合路器分別相連的一個射頻發(fā)送通道及N個射頻接收通道、與N個射頻接收通道分別相連的非協(xié)作信號處理模塊及協(xié)作信號處理模塊、與所述非協(xié)作信號處理模塊及協(xié)作信號處理模塊相連的二選一開關、基帶處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、主控制器、外部接口；所述主控制器與數(shù)據(jù)處理模塊、外部接口、非協(xié)作信號處理模塊、二選一開關分別相連;所述外部接口、數(shù)據(jù)處理模塊、基帶處理模塊、射頻發(fā)送通道依次相連;所述二選一開關信號輸出端與基帶處理模塊相連;所述非協(xié)作信號處理模塊包括一個N選一開關;所述協(xié)作信號處理模塊包括等增益合并器;所述主控制器用于根據(jù)通信質(zhì)量數(shù)據(jù)控制車載信息轉(zhuǎn)接設備的協(xié)作與非協(xié)作工作方式，當車輛行駛到蜂窩小區(qū)邊緣時，所述協(xié)作信號處理模塊與N個接收通道連通，車載信息轉(zhuǎn)接設備自動轉(zhuǎn)入?yún)f(xié)作工作方式，相鄰基站相互協(xié)作進行車載信息轉(zhuǎn)接設備的越區(qū)切換，越區(qū)切換之后，所述非協(xié)作信號處理模塊與N個接收通道相連通，車載信息轉(zhuǎn)接設備自動回到非協(xié)作工作方式。
[0009]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)存儲器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器，所述數(shù)據(jù)存儲器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器均分別與外部接口、主控制器、基帶處理模塊相連。
[0010]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述基帶處理模塊包括調(diào)制器、編碼器、解調(diào)器和譯碼器，所述編碼器將數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的信號進行編碼，再經(jīng)調(diào)制器調(diào)制后發(fā)送給射頻發(fā)送通道;所述解調(diào)器將二選一開關輸出的協(xié)作或非協(xié)作信號解調(diào)后經(jīng)譯碼器譯碼發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊。
[0011]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述通信質(zhì)量數(shù)據(jù)來自車輛行駛時周邊各個基站發(fā)送、并通過射頻天線陣列和每個射頻接收通道接收、非協(xié)作信號處理模塊或協(xié)作信號處理模塊處理后、基帶處理模塊的解調(diào)和譯碼后的數(shù)據(jù)或來自外部接口。
[0012]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述協(xié)作與非協(xié)作工作方式是主控制器通過二選一開關對協(xié)作與非協(xié)作信號處理模塊進行控制來實現(xiàn)，如果二選一開關電路分支一接通，則車載信息轉(zhuǎn)接設備工作在非協(xié)作方式，主控制器再控制非協(xié)作信號處理模塊的N選一開關電路，使N個射頻接收通道中只有一個射頻接收通道的輸出信號被接通，其它射頻接收通道的輸出信號被忽略;如果二選一開關電路分支二接通，則車載信息轉(zhuǎn)接設備工作在協(xié)作方式，協(xié)作信號處理模塊則將N個射頻接收通道的輸出信號進行等增益合并。
[0013]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述主控制器采用TI公司的0MAP5910。
[0014]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述收發(fā)信號合路器采用現(xiàn)有移動通信基站中使用的收發(fā)雙工模塊。
[0015]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述非協(xié)作信號處理模塊中的N選一開關采用NXP/74HC4051帶控制端的多路模擬選擇器。
[0016]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述協(xié)作信號處理模塊中的等增益合并器采用多個運算放大器實現(xiàn)，運算放大器采用LM4562。
[0017]前述的一種支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備，其特征是:所述外部接口采用 I路RS485 串口、3路USB 口。
[0018]本實用新型所達到的有益效果是:該設備中增加了協(xié)作與非協(xié)作信號處理模塊，使得車輛行駛到蜂窩小區(qū)邊緣時，相鄰基站相互協(xié)作進行OBU的越區(qū)切換，越區(qū)切換之后，OBU便回到非協(xié)作工作方式;該設備在OBU越區(qū)切換時通過多個接收通道接收多個基站的發(fā)送信號，消除基站間的干擾，并利用多通道接收信號分集技術，增強OBU接收信號的信干噪比，使越區(qū)切換的執(zhí)行更準確和可靠，同時降低了切換中斷發(fā)生的概率，提高了小區(qū)邊緣數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐掏铝俊?br>【附圖說明】
[0019]圖1是支持協(xié)作越區(qū)切換的車載信息轉(zhuǎn)接設備硬件結(jié)構示意圖；
[0020]圖2是主控制器控制協(xié)作與非協(xié)作工作方式的流程圖；
[0021 ]圖3是車載信息轉(zhuǎn)接設備工作在非協(xié)作方式的流程圖；
[0022]圖4是車載信息轉(zhuǎn)接設備工作在協(xié)作方式的流程圖。
[0023]附圖標記中的含義:101-非協(xié)作信號處理模塊，102-協(xié)作信號處理模塊，103-1'?^一開關，104-二選一開關，105-基帶處理模塊，106-數(shù)據(jù)處理模塊，107-射頻天線陣列。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0025]本車載射信息接設備的硬件結(jié)構如圖1所示，主要部件如下:
[0026]I)射頻天線陣列107，采用現(xiàn)有LTE移動通信系統(tǒng)使用的板狀陣列天線；
[0027]2)收發(fā)信號合路器，采用現(xiàn)有移動通信基站中使用的收發(fā)雙工模塊，如若基亞FLEXI公司GSM系列的ERxA模塊；
[0028]3)射頻發(fā)送通道，采用現(xiàn)有移動通信基站中的射頻發(fā)送模塊，如華為公司的RRU3606；
[0029]4)射頻接收通道，采用現(xiàn)有移動通信基站的射頻接收模塊，如華為公司的RRU3004；
[0030]5)非協(xié)作信號處理模塊101中的N選一開關電路103采用NXP/74HC4051帶控制端的多路模擬選擇器；
[0031]6)協(xié)作信號處理模塊102中的等增益合并器采用多個運算放大器實現(xiàn)，運算放大器采用LM4562;
[0032]7)非協(xié)作信號處理模塊與協(xié)作信號處理模塊中的二選一開關電路104米用⑶4051帶控制端的模擬選擇開關；
[0033]8)基帶處理模塊105，采用現(xiàn)有移動通信基站的基帶模塊，如華為公司的BBU3900基帶處理模塊；
[0034]9)數(shù)據(jù)處理模塊106，包括數(shù)據(jù)存儲器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器，數(shù)據(jù)存儲器采用2GB RAM、512MB flash，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器采用低功耗、增強型ARM925處理器；
[0035]10)主控制器，采用TI公司的0MAP5910，包括TMS320C55XDS0P內(nèi)核與低功耗、增強型ARM925處理器；
[0036]11)外部接口，采用I路RS485串口、3路USB口 ；
[0037]上述硬件各部件連接后，系統(tǒng)加電，首先射頻天線陣列107接收車輛周邊各個基站的發(fā)送信號，再通過收發(fā)信號合路器將接收到的各