一种支持协作越区切换的车载信息转接设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线移动通信与智能交通技术领域，尤其涉及公交车辆行驶中车载信息终端与道路周边各个无线网络接入点的信息转接设备。
【背景技术】
[0002]近来快速公交(BRT)系统在大中型城市中得到了广泛应用，而BRT车辆的基本信息传输模式是车对地(V2R)，即公交车辆是通过车载单元(OBU)与BRT线路上若干个路边单元(RSU)进行无线信息交换。车辆在行驶中必然会要求车对地V2R联接从前一个路边单元RSU转接到与后一个路边单元RSU，即车载单元OBU越区产生路边单元RSU切换。
[0003]BRT的车速加快使得车辆通过两个相邻的路边单元(RSU)的信号重叠覆盖区的时间较短，导致采用传统越区切换技术的OBU正常的越区切换过程不能按时完成，车对地V2R信息连接存在较大的中断概率和中断时延，极大影响了用户的服务质量。
[0004]另外，随着我国城市建设水准的不断提高，城区高大建筑物越来越多，造成无线电波的传播环境变得越来越恶劣，接收信号强度的变化范围较大，以至于OBU在越区切换过程中极易产生信号中断，极大地损害了在线用户的服务质量与车辆运行的安全性。
[0005]协作传输技术由协作基站共同为OBU提供服务，可消除OBU越区切换时基站间的干扰，或将干扰信号转变为有用信号，而且能有效利用信号分集技术，增强OBU接收信号的信干噪比，从而提高OBU越区切换时对车载用户的服务质量和系统吞吐量。
[0006]为此本实用新型针对BRT车辆行驶速度相对较高、电波传播条件变得越来越恶劣的通信环境，利用基站间协作信息传输技术，设计一种支持协作越区切换的车载信息转接设备。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是为行驶速度较高的车载信息转接设备、电波传播条件较恶劣的移动通信环境，如城市BRT、高速公路等场合，提供一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，克服了传统车载信息转接设备在移动速度较高、电波传播条件较恶劣的通信环境中越区切换的不可靠性，消除小区间的互相干扰，为小区边缘用户提供协作分集增益，降低越区切换的中断概率，提高小区边缘用户的数据吞吐量。
[0008]本实用新型实现上述目的的技术方案是:一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:包括射频天线阵列、与所述射频天线阵列相连的收发信号合路器、与收发信号合路器分别相连的一个射频发送通道及N个射频接收通道、与N个射频接收通道分别相连的非协作信号处理模块及协作信号处理模块、与所述非协作信号处理模块及协作信号处理模块相连的二选一开关、基带处理模块、数据处理模块、主控制器、外部接口；所述主控制器与数据处理模块、外部接口、非协作信号处理模块、二选一开关分别相连;所述外部接口、数据处理模块、基带处理模块、射频发送通道依次相连;所述二选一开关信号输出端与基带处理模块相连;所述非协作信号处理模块包括一个N选一开关;所述协作信号处理模块包括等增益合并器;所述主控制器用于根据通信质量数据控制车载信息转接设备的协作与非协作工作方式，当车辆行驶到蜂窝小区边缘时，所述协作信号处理模块与N个接收通道连通，车载信息转接设备自动转入协作工作方式，相邻基站相互协作进行车载信息转接设备的越区切换，越区切换之后，所述非协作信号处理模块与N个接收通道相连通，车载信息转接设备自动回到非协作工作方式。
[0009]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述数据处理模块包括数据存储器和数据转发器，所述数据存储器和数据转发器均分别与外部接口、主控制器、基带处理模块相连。
[0010]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述基带处理模块包括调制器、编码器、解调器和译码器，所述编码器将数据处理模块发送的信号进行编码，再经调制器调制后发送给射频发送通道;所述解调器将二选一开关输出的协作或非协作信号解调后经译码器译码发送给数据处理模块。
[0011]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述通信质量数据来自车辆行驶时周边各个基站发送、并通过射频天线阵列和每个射频接收通道接收、非协作信号处理模块或协作信号处理模块处理后、基带处理模块的解调和译码后的数据或来自外部接口。
[0012]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述协作与非协作工作方式是主控制器通过二选一开关对协作与非协作信号处理模块进行控制来实现，如果二选一开关电路分支一接通，则车载信息转接设备工作在非协作方式，主控制器再控制非协作信号处理模块的N选一开关电路，使N个射频接收通道中只有一个射频接收通道的输出信号被接通，其它射频接收通道的输出信号被忽略;如果二选一开关电路分支二接通，则车载信息转接设备工作在协作方式，协作信号处理模块则将N个射频接收通道的输出信号进行等增益合并。
[0013]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述主控制器采用TI公司的0MAP5910。
[0014]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述收发信号合路器采用现有移动通信基站中使用的收发双工模块。
[0015]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述非协作信号处理模块中的N选一开关采用NXP/74HC4051带控制端的多路模拟选择器。
[0016]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述协作信号处理模块中的等增益合并器采用多个运算放大器实现，运算放大器采用LM4562。
[0017]前述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述外部接口采用 I路RS485 串口、3路USB 口。
[0018]本实用新型所达到的有益效果是:该设备中增加了协作与非协作信号处理模块，使得车辆行驶到蜂窝小区边缘时，相邻基站相互协作进行OBU的越区切换，越区切换之后，OBU便回到非协作工作方式;该设备在OBU越区切换时通过多个接收通道接收多个基站的发送信号，消除基站间的干扰，并利用多通道接收信号分集技术，增强OBU接收信号的信干噪比，使越区切换的执行更准确和可靠，同时降低了切换中断发生的概率，提高了小区边缘数据传输的吞吐量。
【附图说明】
[0019]图1是支持协作越区切换的车载信息转接设备硬件结构示意图；
[0020]图2是主控制器控制协作与非协作工作方式的流程图；
[0021 ]图3是车载信息转接设备工作在非协作方式的流程图；
[0022]图4是车载信息转接设备工作在协作方式的流程图。
[0023]附图标记中的含义:101-非协作信号处理模块，102-协作信号处理模块，103-1'?^一开关，104-二选一开关，105-基带处理模块，106-数据处理模块，107-射频天线阵列。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0025]本车载射信息接设备的硬件结构如图1所示，主要部件如下:
[0026]I)射频天线阵列107，采用现有LTE移动通信系统使用的板状阵列天线；
[0027]2)收发信号合路器，采用现有移动通信基站中使用的收发双工模块，如若基亚FLEXI公司GSM系列的ERxA模块；
[0028]3)射频发送通道，采用现有移动通信基站中的射频发送模块，如华为公司的RRU3606；
[0029]4)射频接收通道，采用现有移动通信基站的射频接收模块，如华为公司的RRU3004；
[0030]5)非协作信号处理模块101中的N选一开关电路103采用NXP/74HC4051带控制端的多路模拟选择器；
[0031]6)协作信号处理模块102中的等增益合并器采用多个运算放大器实现，运算放大器采用LM4562;
[0032]7)非协作信号处理模块与协作信号处理模块中的二选一开关电路104米用⑶4051带控制端的模拟选择开关；
[0033]8)基带处理模块105，采用现有移动通信基站的基带模块，如华为公司的BBU3900基带处理模块；
[0034]9)数据处理模块106，包括数据存储器和数据转发器，数据存储器采用2GB RAM、512MB flash，数据转发器采用低功耗、增强型ARM925处理器；
[0035]10)主控制器，采用TI公司的0MAP5910，包括TMS320C55XDS0P内核与低功耗、增强型ARM925处理器；
[0036]11)外部接口，采用I路RS485串口、3路USB口 ；
[0037]上述硬件各部件连接后，系统加电，首先射频天线阵列107接收车辆周边各个基站的发送信号，再通过收发信号合路器将接收到的各