一种提高地下终端接入可靠性的方法和系统

摘要

本发明涉及一种提高地下终端接入可靠性的方法，包括：步骤1，建立地面基站；步骤2，设置地下信号点；步骤3，在地面往地下的入口处，设置一个信号接收和放大装置来接收和放大地面基站的下行信号，并将下行信号馈入至位于地下的泄露电缆；步骤4，泄露电缆以信号泄露的方式将地面基站的下行信号传送至地下；步骤5，当有地下终端发出上行信号时，泄露电缆接收并传送上行信号给信号接收和放大的装置进行放大，再发往地面基站。本发明还提供了与该方法对应的一种提高地下终端接入可靠性的系统。本发明将地面覆盖的信号引入到地下，从而实现地下一个区域位置上同时有地上和地下通信设备的同时覆盖，成本低、接入可靠性高，且构建简单。

权利要求

1.一种提高地下终端接入可靠性的方法，其特征在于，包括：步骤1，建立地面基站，为地面区域提供各种通信服务；

步骤2，设置地下信号点，为地下区域提供各种通信服务；

步骤3，在地面往地下的入口处，设置一个信号接收和放大装置来接收和放大地面基站的下行信号，并将下行信号馈入至位于地下的泄露电缆；

步骤4，泄露电缆以信号泄露的方式将地面基站的下行信号传送至地下；

步骤5，当有地下终端发出上行信号时，泄露电缆接收并传送上行信号给信号接收和放大的装置进行放大，再发往地面基站；

地下信号点与地面基站间配置有邻区关系，用于使地下终端能小区重选或快速切换至地面基站系统；

当地下终端小区重选至地面基站系统时，若地下信号点的传输不通畅，则关闭该地下信号点的输出功率；

当地下终端快速切换至地面基站系统时，所述地下信号点的通信系统应具备以下条件：条件1，在输入电源发生故障时，地下信号点系统具有短暂供电能力；

条件2，当地下信号点系统检测到传输故障或输入电源故障时，地下信号点系统立即发起小区内所有终端的切换过程，切换到地面基站系统；

条件3，当地下信号点系统将终端切换到地面基站系统时，地面基站系统应该尽量让其接入，当发生资源冲突时，应断开地面用户的连接，优先将接入资源提供给地下区域的用户使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，地下终端优先接入地下信号点上，同时需设置地下信号点的信号强度高于泄漏电缆的输出信号强度，设置地下信号点的频点优先级高于地面基站的频点优先级。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，地面基站的频点与地下信号点的频点不同。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，泄漏电缆的布放路径与地下信号点的传输路径不同。

5.一种提高地下终端接入可靠性的系统，其特征在于，包括地面基站系统、地下信号点系统、信号接收与放大装置和泄露电缆：所述地面基站系统，用于为地面区域提供各种通信服务；

所述地下信号点系统，用于为地下区域提供各种通信服务；

所述信号接收与放大装置，其设置在地面往地下的入口处，用于接收和放大地面基站系统的下行信号，并将下行信号馈入至所述泄露电缆，还用于接收和放大通过所述泄露电缆传送的地下终端发出的上行信号，并将上行信号发往所述地面基站系统；

所述泄露电缆，其位于地下，并与所述信号接收与放大装置连接，用于进行地面基站系统的下行信号的传送与泄露，还用于接收和传送地下终端发出的上行信号；

地下信号点与地面基站间配置有邻区关系，用于使地下终端能小区重选或快速切换至地面基站系统；

当地下终端小区重选至地面基站系统时，若地下信号点的传输不通畅，则关闭该地下信号点的输出功率；

当地下终端快速切换至地面基站系统时，所述地下信号点的通信系统应具备以下条件：条件1，在输入电源发生故障时，地下信号点系统具有短暂供电能力；

条件2，当地下信号点系统检测到传输故障或输入电源故障时，地下信号点系统立即发起小区内所有终端的切换过程，切换到地面基站系统；

条件3，当地下信号点系统将终端切换到地面基站系统时，地面基站系统应该尽量让其接入，当发生资源冲突时，应断开地面用户的连接，优先将接入资源提供给地下区域的用户使用。

说明书

一种提高地下终端接入可靠性的方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种提高地下终端接入可靠性的方法和系统。

背景技术

[0002] 对于某些危险性较高的覆盖场景（如煤井内等），对通信系统的接入可靠性要求较高，即在发生危险事故时，也要能保证终端可接入。但对于某些专网（如煤矿、地铁等）场景，一般采取专门的地面、地下通信设备进行分别覆盖。这就会出现一个区域一般只有一套通信设备进行覆盖的情形，一旦这套设备发生故障，或者传输出现问题，就会导致该区域内的终端无法实现接入；这种情形下的无法接入有时可能产生致命的危害。

[0003] 为解决在意外情况下地下通信系统接入可靠性较差的问题，现有的技术有以下三类的方案：

[0004] 一、增加一个区域的通信设备数：如采用两套设备对同一个区域进行覆盖，保证在一套设备发生故障后，第二套设备可以提供必要的接入。

[0005] 二、提高传输系统的可靠性：如采用传输回环，在一个方向的传输出现故障后，可以启动另一个方向的传输资源实现回传。

[0006] 三、其他方案：如采用电力线实现回传等。

[0007] 对于第一类方案（增加一个区域的通信设备数），显然可以使接入可靠性提高一倍，但也使系统建设的投资成本增加，投资要求较高是其主要缺点。

[0008] 对于第二类方案（提高传输系统的可靠性），其应用较普遍，但仅能解决传输问题，对于通信设备出现故障的情形，即使传输正常，也没法实现接入，因此无法完全解决接入可靠性下降的问题。

[0009] 对于第三类方案，其属于一些较新的技术，方案尚未成熟。

[0010] 针对以上三类方案存在的成本高、方案不彻底、技术方案尚不成熟、改造量大等问题，本发明提出一种成本低、可靠性高、技术方案简单的新方案。

发明内容

[0011] 本发明所要解决的技术问题是提供一种提高地下终端接入可靠性的方法和系统，用于解决地下终端接入可靠性较差、成本高、方案复杂等问题。

[0012] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种提高地下终端接入可靠性的方法，包括：

[0013] 步骤1，建立地面基站，为地面区域提供各种通信服务；

[0014] 步骤2，设置地下信号点，为地下区域提供各种通信服务；

[0015] 步骤3，在地面往地下的入口处，设置一个信号接收和放大装置来接收和放大地面基站的下行信号，并将下行信号馈入至位于地下的泄露电缆；

[0016] 步骤4，泄露电缆以信号泄露的方式将地面基站的下行信号传送至地下；下行信号覆盖至地下后，可以被地下终端接收到。

[0017] 步骤5，当有地下终端发出上行信号时，泄露电缆接收并传送上行信号给信号接收和放大的装置进行放大，再发往地面基站。

[0018] 本发明的有益效果是：主要有三个方面：

[0019] 一、满足容量需求：如果仅仅采用地面信号对地下进行覆盖，地面站要同时满足地面和地下的通信需求，容量可能不足，加上地下站将能提高系统容量；

[0020] 二、提高接入可靠性：一个区域同时有地面和地下信号进行覆盖，在某套通信设备发生故障时，另一套设备还能继续提供服务，保证接入；此外，地面基站的传输在地面上，即使地下（如矿井内）发生事故，也不会影响地面传输，从而使该方案不受制于传输故障；

[0021] 三、成本较低：相比于同时利用两套地下通信设备对同一个区域进行覆盖而言，本方案充分借用地面设备的信号进行地下的补充覆盖，可补充提供地下设备/传输故障时的接入服务，但无需新增通信设备，仅需要拉泄漏电缆，设备成本和施工成本都非常低。

[0022] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进和说明。

[0023] 进一步，地下终端优先接入地下信号点上，同时需设置地下信号点的信号强度高于泄漏电缆的输出信号强度，设置地下信号点的频点优先级高于地面基站的频点优先级。

[0024] 进一步，地面基站的频点与地下信号点的频点不同。

[0025] 采用上述进一步方案的有益效果是：保证了充分使用地下设备的容量资源。

[0026] 进一步，泄漏电缆的布放路径与地下信号点的传输路径不同。

[0027] 采用上述进一步方案的有益效果是：避免在事故发生时，泄漏电缆和地下信号点的传输线缆同时受到破坏。

[0028] 进一步，地下信号点与地面基站间配置有邻区关系，用于使地下终端能小区重选或快速切换至地面基站系统。

[0029] 采用上述进一步方案的有益效果是：使地下信号点的通信系统中有地面基站的邻区信息，以便于在地下信号点的信号弱或消失后，终端可以通过小区重选或快速切换至地面基站系统；这种方案适用于煤矿井下通信，可解决存在的井下通信和地面通信的切换问题。

[0030] 进一步，当地下终端小区重选至地面基站系统时，若地下信号点的传输不通畅，则关闭该地下信号点的输出功率。

[0031] 采用上述进一步方案的有益效果是：保证了地下区域的终端移动时，正常在地下信号点之间发生切换或小区重选，并且使地下区域的终端在空闲态下，正常驻留在地下信号点设备上，而避免了发生异常事故时将地下信号点破坏而无法提供通信服务的情形。

[0032] 进一步，当地下终端快速切换至地面基站系统时，所述地下信号点的通信系统应具备以下条件：

[0033] 条件1，在输入电源发生故障时，地下信号点系统具有短暂供电能力；

[0034] 条件2，当地下信号点系统检测到传输故障或输入电源故障时，地下信号点系统立即发起小区内所有终端的切换过程，切换到地面基站系统；

[0035] 条件3，当地下信号点系统将终端切换到地面基站系统时，地面基站系统应该尽量让其接入，当发生资源冲突时，应断开地面用户的连接，优先将接入资源提供给地下区域的用户使用。

[0036] 采用上述进一步方案的有益效果是：实现了当地下区域的终端处于连接态时，正在通过地下信号点系统进行通信；而当发生异常事故导致地下信号点破坏而无法提供通信服务时，终端可尽快切换到地面基站系统。

[0037] 对应上述方法，本发明还提出了一种提高地下终端接入可靠性的系统，包括地面基站系统、地下信号点系统、信号接收与放大装置和泄露电缆：

[0038] 所述地面基站系统，用于为地面区域提供各种通信服务；

[0039] 所述地下信号点系统，用于为地下区域提供各种通信服务；

[0040] 所述信号接收与放大装置，其设置在地面往地下的入口处，用于接收和放大地面基站系统的下行信号，并将下行信号馈入至所述泄露电缆，还用于接收和放大通过所述泄露电缆传送的地下终端发出的上行信号，并将上行信号发往所述地面基站系统；

[0041] 所述泄露电缆，其位于地下，并与所述信号接收与放大装置连接，用于进行地面基站系统的下行信号的传送与泄露，还用于接收和传送地下终端发出的上行信号。

[0042] 采用上述一种提高地下终端接入可靠性的系统的技术方案，其有益效果是：将地面覆盖的信号引入到地下，从而实现地下一个区域位置上同时有地上和地下通信设备的同时覆盖，成本低、接入可靠性高，且系统构建简单。其具体的优点与所述一种提高地下终端接入可靠性的方法的技术方案的优点相同。

附图说明

[0043] 图1为本发明所述提高地下终端接入可靠性的方法的流程示意图；

[0044] 图2为本发明所述提高地下终端接入可靠性的系统的结构示意图。

[0045] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0046] 1、地面基站系统，2、地下信号点系统，3、信号接收与放大装置，4、泄露电缆，5、地下终端。

具体实施方式

[0047] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0048] 如图1所示，本实施例所述的一种提高地下终端接入可靠性的方法，包括：

[0049] 步骤1，建立地面基站，为地面区域提供各种通信服务；

[0050] 步骤2，设置地下信号点，为地下区域提供各种通信服务；

[0051] 步骤3，在地面往地下的入口处，设置一个信号接收和放大装置来接收和放大地面基站的下行信号，并将下行信号馈入至位于地下的泄露电缆；

[0052] 步骤4，泄露电缆以信号泄露的方式将地面基站的下行信号传送至地下；

[0053] 步骤5，当有地下终端发出上行信号时，泄露电缆接收并传送上行信号给信号接收和放大的装置进行放大，再发往地面基站。

[0054] 如图2所示，对应图1所述方法可建立一种提高地下终端接入可靠性的系统，包括地面基站系统1、地下信号点系统2、信号接收与放大装置3和泄露电缆4：

[0055] 所述地面基站系统1，用于为地面区域提供各种通信服务；

[0056] 所述地下信号点系统2，用于为地下区域提供各种通信服务；

[0057] 所述信号接收与放大装置3，其设置在地面往地下的入口处，用于接收和放大地面基站系统1的下行信号，并将下行信号馈入至所述泄露电缆4，还用于接收和放大通过所述泄露电缆4传送的地下终端5发出的上行信号，并将上行信号发往所述地面基站系统1；

[0058] 所述泄露电缆4，其位于地下，并与所述信号接收与放大装置3连接，用于进行地面基站系统的下行信号的传送与泄露，还用于传送地下终端5发出的上行信号。

[0059] 对于本实施例所述的方法和系统中对应的各装置，其具体的要求如下：

[0060] 地面基站：位于地面，负责地面区域的覆盖，提供地面区域的各种通信服务，一般发射功率较大；

[0061] 地下信号点：位于地下，负责地下区域的覆盖，提供地下区域的各种通信服务，一般发射功率偏低；

[0062] 信号接收和放大装置：位于地面往地下的入口处，负责接收地面基站的信号，然后放大后馈入到泄漏电缆中，实现将地面信号引入到地下的目的；当有地下终端接入地面基站时，该装置同时负责将终端的上行信号接收并放大后发往地面基站；

[0063] 泄漏电缆：位于地下，负责传送地面信号，并通过将信号泄露的方式实现地面信号覆盖地下。

[0064] 结合上述方案，易知在本实施例中下行信号传送过程为：

[0065] 地面基站发出——>信号接收&放大装置接收到下行信号，放大后溃入到泄漏电缆中——>泄漏电缆传送到地下，然后泄漏发出。

[0066] 且上行信号的传送过程为：

[0067] 终端发出上行信号——>通过泄漏电缆传送到信号接收&放大装置——>信号接收&放大装置将上行信号放大后发往地面基站。

[0068] 本实施例中系统和方法的一般组网配置原则有如下几点：

[0069] 一、地下信号点的频点与地面基站的不同。

[0070] 二、终端优先接入地下信号点，保证充分使用地下设备的容量资源：设置地下信号点的信号强度高于泄漏电缆的输出信号强度，同时设置地下信号点的频点优先级高于地面基站。

[0071] 三、泄漏电缆的布放路径与地下信号点的传输路径不同：避免在事故发生时，泄漏电缆和地下信号点的传输线缆不同时受到破坏。

[0072] 四、地下信号点需要与地面基站间配置邻区关系：主要是地下信号点的通信系统中要有地面基站的邻区信息，以便于在地下信号点的信号弱或消失后，终端可以通过小区重选或快速切换至地面基站的通信系统。

[0073] 本实施例所述的方法及构建的系统，其通信过程如下：

[0074] 一、正常通信过程

[0075] 1）地面基站和地下信号点正常开站，建立小区，地下信号点的频点优先级高于地面基站；

[0076] 2）地下区域的终端正常开机、搜网，正常驻留在地下信号点设备上；

[0077] 3）地下区域的终端正常发起业务，地下信号点提供接入及业务服务功能；

[0078] 4）地下区域的终端移动时，正常在地下信号点之间发生切换或小区重选。

[0079] 二、异常通信过程

[0080] 1）地下区域的终端处于空闲态下，正常驻留在地下信号点设备上。当发生异常事故将地下信号点破坏而无法提供通信服务时，终端应该能小区重选到地面基站系统。为保证终端能顺利重选到地面基站系统，需要求地下信号点具有以下功能：在地下信号点系统的传输不通畅时，应该关闭该地下信号点的输出功率，否则由于该信号点的功率较高，终端不会发生小区重选。

[0081] 2）地下区域的终端处于连接态时，正在通过地下信号点系统进行通信；当发生异常事故导致地下信号点破坏而无法提供通信服务时，终端应该尽快切换到地面基站系统。为保证终端能尽快切换到地面基站系统，需要求地下信号点具有以下能力：

[0082] a)在输入电源发生故障时，地下信号点系统具有短暂供电能力，持续时间大约1至2秒，用于满足以下切换过程的时间要求；

[0083] b)当地下信号点系统检测到传输故障或输入电源故障时，地下信号点系统立即发起小区内所有终端的切换过程，切换到地面基站系统；

[0084] c)当地下信号点系统将终端切换到地面基站系统时，地面基站系统应该尽量让其接入，当发生资源冲突时，应断开地面用户的连接，优先将接入资源提供给地下区域的用户使用。

[0085] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。