本發(fā)明涉及無(wú)線通信方法領(lǐng)域，具體涉及一種利用白頻譜通信進(jìn)行區(qū)域交通流量檢測(cè)的方法。

背景技術(shù)：

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快和小汽車的普及，城市交通交通阻塞、交通事故頻發(fā)，交通環(huán)境惡化等問(wèn)題日漸突出，城市交通規(guī)劃和建設(shè)部門力圖通過(guò)信息化的手段和智能交通的管理，實(shí)現(xiàn)道路的交通信息適時(shí)掌握和高效調(diào)度。近年隨著物聯(lián)網(wǎng)方法的快速發(fā)展，無(wú)線通信方式的逐步成熟。

在現(xiàn)有的無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)中，常用的通信方法包括藍(lán)牙、zigbee、wifi和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等。其中，藍(lán)牙、zigbee和wifi都屬于短距離無(wú)線通信方式，覆蓋范圍僅有幾十米，很難成形覆蓋區(qū)域的交通流量檢測(cè)系統(tǒng)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是目前物聯(lián)網(wǎng)的主要承載網(wǎng)，但接入這種網(wǎng)絡(luò)時(shí)，每個(gè)終端都需要sim卡，設(shè)備費(fèi)用高，還要收取昂貴的通信費(fèi)用。

隨著我國(guó)廣播電視從模擬向數(shù)字的轉(zhuǎn)換，將釋放出大量超高頻（uhf）頻段資源，充分利用這一重要頻譜資源，建立獨(dú)立的廣電物聯(lián)網(wǎng)，可有效解決區(qū)域交通流量檢測(cè)系統(tǒng)的覆蓋范圍問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種利用白頻譜通信進(jìn)行區(qū)域交通流量檢測(cè)的方法，解決傳統(tǒng)的通信方法在進(jìn)行區(qū)域交通流量檢測(cè)時(shí)存在的不足。

一種利用白頻譜通信進(jìn)行區(qū)域交通流量檢測(cè)的方法，包括以下步驟:

將檢測(cè)終端與無(wú)線基站進(jìn)行組網(wǎng)，基站通過(guò)白頻譜查詢模塊查詢并獲取在基站的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)可用的頻段列表；

白頻譜頻段選取模塊在列表中選擇一個(gè)頻段；

通過(guò)上下信道子載波自適應(yīng)模塊，將選取的頻段分解為多個(gè)子載波；

檢測(cè)終端在發(fā)送信息時(shí)，先選擇一個(gè)子載波，然后檢測(cè)是否還有其它終端在使用；

如果有其它終端在使用就選擇下一個(gè)子載波，如果沒(méi)有就利用這個(gè)子載波進(jìn)行通信；

基站通過(guò)通信模塊將信息發(fā)送至終端。

一種用于實(shí)現(xiàn)所述方法的區(qū)域交通流量檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

前端檢測(cè)終端，用于獲取基礎(chǔ)交通流數(shù)據(jù)，利用廣電白頻譜傳輸至接收基站；

基站網(wǎng)絡(luò)，用于與終端通過(guò)空中接口對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸，然后再經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸信息；

白頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)，用于向基站提供當(dāng)?shù)氐臒o(wú)線接入頻點(diǎn)和頻段；

白頻譜查詢模塊，用于查詢并獲取在基站的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)可用的頻段列表；

白頻譜頻段選取模塊，用于通過(guò)掃描白頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)選取一個(gè)頻段終端通信；

上下信道子載波自適應(yīng)模塊，用于將一個(gè)白頻譜頻段分解為多個(gè)子載波；

通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)終端與基站之間的通信；

網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器，用于接收基站傳送的交通流數(shù)據(jù)；

交通流數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，用于存儲(chǔ)接收基站傳送的交通流數(shù)據(jù)；

流量信息管理分析平臺(tái)，用于對(duì)區(qū)域交通運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)；

第三方app,用于與流量信息管理分析平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

進(jìn)一步，所述白頻譜選取模塊選擇的頻段帶寬為200khz。

進(jìn)一步，每個(gè)所述子載波的帶寬為12.5khz。

進(jìn)一步，所述子載波由終端來(lái)選擇。

進(jìn)一步，單個(gè)所述基站可覆蓋3km范圍，容納5萬(wàn)終端。

進(jìn)一步，所述前端檢測(cè)終端為無(wú)線地磁檢測(cè)器，所述無(wú)線地磁檢測(cè)器內(nèi)置通信模塊。

與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）本發(fā)明充分利用了現(xiàn)有的頻譜資源，且廣電白頻譜所在頻率范圍的無(wú)線電波自由空間傳播路徑損耗小、穿透力強(qiáng)，有效避免干擾。

（2）白頻譜通信在同等功率下具有更廣的覆蓋范圍，滿足區(qū)域交通流量檢測(cè)的通信需求，可降低成本和功耗。

（3）將頻段帶寬分解為12.5khz的子載波，與米風(fēng)白頻譜通信方法相比，子載波帶寬加大，可提高傳輸速率。

（4）利用白頻譜通信的廣覆蓋性，可對(duì)區(qū)域交通運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，有效提升區(qū)域整體交通運(yùn)行效率和管控能力，增強(qiáng)交通應(yīng)急反應(yīng)能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的白頻譜通信流程圖。

圖2為本發(fā)明的區(qū)域交通流量檢測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

廣播電視白頻譜簡(jiǎn)稱白頻譜，是指在特定時(shí)間、特定區(qū)域，在不對(duì)更高級(jí)別的服務(wù)產(chǎn)生干擾的基礎(chǔ)上，可被無(wú)線通信設(shè)備或系統(tǒng)使用的頻譜，這其中包括了管理者沒(méi)有分配的頻譜、已分配但未使用或未充分使用的頻譜、相鄰頻道間的保護(hù)頻段以及廣電業(yè)模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)換后空閑出來(lái)的頻段。

一種利用白頻譜進(jìn)行區(qū)域交通流量檢測(cè)的方法，主要利用了廣播電視無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻譜資源，在米風(fēng)白頻譜超窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信方法（專利號(hào)201610102362.0）基礎(chǔ)上對(duì)通信帶寬進(jìn)行了更改。

區(qū)域交通流量檢測(cè)系統(tǒng)采用三層架構(gòu)：

第一層為前端檢測(cè)終端，采用無(wú)線地磁檢測(cè)器，檢測(cè)器內(nèi)置通信模塊，獲取基礎(chǔ)交通流數(shù)據(jù)，利用廣電白頻譜傳輸至接收基站。

第二層為廣電通訊傳輸層，包括基站網(wǎng)絡(luò)和白頻譜通信系統(tǒng)。白頻譜通信系統(tǒng)包括白頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)、白頻譜查詢模塊、白頻譜頻段選取模塊、上下信道子載波自適應(yīng)模塊和通信模塊。

白頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)包含當(dāng)?shù)氐臒o(wú)線接入頻點(diǎn)和頻段。白頻譜查詢模塊用于連接到數(shù)據(jù)庫(kù)并查詢獲取可用的頻段列表。白頻譜頻段選取模塊在頻段列表中選取某個(gè)頻段進(jìn)行通信。為防止信道沖突，上下信道子載波自適應(yīng)模塊將選取的一個(gè)白頻譜頻段分解為多個(gè)子載波，不同的終端采用不同的子載波進(jìn)行通信。通信模塊用于實(shí)現(xiàn)終端與基站之間的通信。

第三層為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層，包括網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、交通流數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、流量信息管理分析平臺(tái)、第三方app等?；就ㄟ^(guò)互聯(lián)網(wǎng)將交通流數(shù)據(jù)傳送至各服務(wù)器，對(duì)區(qū)域交通運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。

在進(jìn)行區(qū)域交通流量檢測(cè)時(shí)，將檢測(cè)終端與無(wú)線基站進(jìn)行組網(wǎng)，基站通過(guò)白頻譜查詢模塊查詢并獲取在基站的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)可用的頻段列表，白頻譜頻段選取模塊在列表中選擇一個(gè)頻段。通過(guò)上下信道子載波自適應(yīng)模塊，將選取的頻段分解為多個(gè)子載波。檢測(cè)終端在發(fā)送信息時(shí)，先選擇一個(gè)子載波，然后檢測(cè)是否還有其它終端在使用，如果有就選擇下一個(gè)，如果沒(méi)有就利用這個(gè)子載波進(jìn)行通信?；就ㄟ^(guò)通信模塊將信息發(fā)送至終端。

利用白頻譜通信進(jìn)行區(qū)域交通流量檢測(cè)時(shí)，白頻譜通信系統(tǒng)由白頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)、白頻譜查詢模塊、白頻譜頻段選取模塊、上下信道子載波自適應(yīng)模塊和通信模塊組成。

具體實(shí)施時(shí)，將檢測(cè)終端與無(wú)線基站進(jìn)行組網(wǎng)，基站通過(guò)白頻譜查詢模塊查詢并獲取在基站的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)可用的頻段列表，白頻譜頻段選取模塊在列表中選擇200khz頻段。通過(guò)上下信道子載波自適應(yīng)模塊，將選取的頻段分解為16個(gè)12.5khz的子載波。檢測(cè)終端在發(fā)送信息時(shí)，先選擇一個(gè)子載波，然后檢測(cè)是否還有其它終端在使用，如果有就選擇下一個(gè)，如果沒(méi)有就利用這個(gè)子載波進(jìn)行通信?；就ㄟ^(guò)通信模塊將信息發(fā)送至終端。

基站與終端通過(guò)空中接口對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸，基站再經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸信息。

在利用廣電白頻譜時(shí)，需要偵測(cè)是否有主要用戶的存在。終端設(shè)備與基站都配有全球定位系統(tǒng)，終端在連接基站前先告知自身的地理位置。白頻譜查詢模塊根據(jù)終端的地理位置、業(yè)務(wù)類型、所需的覆蓋時(shí)間和覆蓋信號(hào)強(qiáng)度等，選取可能空閑的頻段以供通信。白頻譜選取模塊從閑置頻段中選擇一個(gè)頻段作為運(yùn)作頻段，選擇一個(gè)頻段作為備用頻段。運(yùn)作頻段是主要提供服務(wù)的頻段，備用頻段是當(dāng)有主要用戶出現(xiàn)時(shí)，次級(jí)用戶要轉(zhuǎn)換到的頻段。

將選取的頻段分解為多個(gè)子載波，每個(gè)子載波的帶寬為12.5khz。本發(fā)明采用了終端自動(dòng)選擇fdma（tas-fdma，terminalautoselectionfdma）方法，與一般的fdma不一樣，子載波不是由基站或網(wǎng)絡(luò)來(lái)指定的，而是終端自己來(lái)選擇的，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。終端在需要發(fā)送信息的時(shí)候，自己來(lái)選擇一個(gè)子載波來(lái)進(jìn)行信息的發(fā)送。終端也只有在需要發(fā)送信息的時(shí)候才連接到基站或網(wǎng)絡(luò)。終端在要進(jìn)行信息發(fā)送的時(shí)候，為了防止信道沖突，在選擇一個(gè)子載波后，可以檢測(cè)是否有其它終端在進(jìn)行信息發(fā)送，如果有，就選擇下一個(gè)子載波，如果沒(méi)有，就使用這個(gè)子載波進(jìn)行信息發(fā)送。終端發(fā)送信息后，可以在同一個(gè)子載波上等待基站的發(fā)送到終端的信息。

終端自動(dòng)選擇fdma有多種實(shí)現(xiàn)方式。第一種是每個(gè)終端使用一個(gè)特定的子載波。但由于終端在發(fā)送信息時(shí)，往往是30分鐘到一周或更長(zhǎng)的時(shí)候才發(fā)送一次，采用這種方式將造成大量子載波的空閑和浪費(fèi)。第二種是每個(gè)終端使用一個(gè)特定序列來(lái)確定發(fā)送信息時(shí)采用哪個(gè)子載波。比如說(shuō)，給定一個(gè)序列，1,3,…,15，中斷就按照這個(gè)序列來(lái)選擇要進(jìn)行發(fā)送的子載波。這種方式使終端在時(shí)間上可以共享一個(gè)子載波，利用率提高。第三種是每個(gè)終端根據(jù)一個(gè)隨機(jī)或偽隨機(jī)的產(chǎn)生器來(lái)決定采用哪個(gè)子載波。這個(gè)子載波是隨機(jī)產(chǎn)生的，要保證隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生能夠避免可能的沖突。第四種是多個(gè)終端同時(shí)共享一個(gè)子載波進(jìn)行信息的發(fā)送，這種方式是以發(fā)送信息所需頻譜比子載波占用頻譜小得多為前提。多種方式的選擇主要是為了在終端發(fā)送信息時(shí)降低產(chǎn)生信道沖突的可能性。

本發(fā)明充分利用了現(xiàn)有的頻譜資源，且廣電白頻譜所在頻率范圍的無(wú)線電波自由空間傳播路徑損耗小、穿透力強(qiáng)，有效避免干擾，在同等功率下具有更廣的覆蓋范圍，滿足區(qū)域交通流量檢測(cè)的通信需求，可降低成本和功耗。利用白頻譜通信可形成區(qū)域性交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)體系，有效提升區(qū)域整體交通運(yùn)行效率和管控能力，增強(qiáng)交通應(yīng)急反應(yīng)能力。