一种自动跟踪系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种自动跟踪系统，包括若干FSO设备基站，所述FSO设备基站按每隔500m‑1000m的距离分布在铁道旁，所述FSO设备基站的FSO设备与列车上的FSO设备的相对高度的范围为0m‑15m，所述FSO设备基站到铁轨的垂直距离的范围为0m‑25m，所述FSO设备基站发出的信标光朝向铁轨，所述信标光的发散角为5mrad‑50mrad，所述FSO设备基站包括：安装架以及设置在所述安装架上的FSO设备，所述FSO设备设置有激光器和探测器。本实用新型专利技术通过在铁轨旁合理的设置FSO设备，便保证地面FSO设备基站对列车跟踪，也就保证列车与地面基站持续通信。

【技术实现步骤摘要】
一种自动跟踪系统
本技术涉及移动通信
，尤其涉及一种自动跟踪系统。
技术介绍
随着信息化社会的到来，通信技术也得到了日新月异的发展，一种崭新的无线通信技术(FreeSpaceOptical，FSO)—自由空间光通信正在悄然兴起。无线光通信是利用激光作为载体传输数据，以空气为介质，提供无线高速的点对点或点对多点通信的一种方式。将FSO技术应用于高铁与地面通信面临多个问题，由于高铁是快速运动物体，FSO技术又是一种点对点的通信，所以地面FSO设备的光学系统必须通过不停的运动，才能通过跟踪系统实现实时与快速运动高铁中的FSO设备对准，从而实现通信。要实现快速跟踪，就需要外界提供信标光，这样在通信建立前，能将系统初步对准。为保证设置在铁轨旁的FSO设备基站与列车的通信，必须对FSO设备基站进行合理的设置，以便FSO设备基站对列车跟踪；如果不能设置好铁轨沿线的FSO设备基站，便不能对列车进行有效的跟踪，也就不能保证列车与地面基站持续通信。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种自动跟踪系统，避免对列车跟踪失败，从而保证列车与地面基站的通信稳定。本技术的技术方案如下：提供一种自动跟踪系统，包括若干FSO设备基站，所述FSO设备基站按每隔500m-1000m的距离分布在铁轨旁，所述FSO设备基站的FSO设备与列车上的FSO设备的相对高度的范围为0m-15m，所述FSO设备基站到铁轨的垂直距离的范围为0m-25m，所述FSO设备基站发出的信标光朝向铁轨，所述信标光的发散角为5mrad-50mrad。进一步地，所述FSO设备基站发出信标光在铁轨上的照射范围覆盖前一个FSO设备基站在铁轨上的投影，运动的列车从没有检测到信标光到检测到信标光意味着要进行站点切换和对下一个FSO设备基站进行对准。进一步地，所述FSO设备基站包括：安装架、以及设置在所述安装架上的FSO设备，所述FSO设备设置有激光器和探测器，所述激光器发出的信标光的波长范围为650nm-710nm，所述探测器为与所述激光器发出的激光相对应的探测器。进一步地，根据实际通信模型，对信标光有一定的技术要求，主要有：覆盖距离要求能达到500m，信标光光源的功率较大，在低速(10Mbps)时探测器灵敏度小于-45dBm，信标光的波长不同于信号光的波长。进一步地，所述激光器为输出功率最大为50mW的InGaAlP激光器，所述信标光的波长为685nm。进一步地，所述探测器为光电探测器(QPD探测器)。进一步地，所述信标光的发散角为10mrad-20mrad。进一步地，所述信标光的发散角为10mrad。采用上述方案，本技术提供一种自动跟踪系统，通过在铁轨旁合理的设置FSO设备，便保证地面FSO设备基站对列车跟踪，也就保证列车与地面基站持续通信。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的FSO设备基站与铁轨的相对位置。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。请参阅图1和图2，本技术提供一种自动跟踪系统，包括若干FSO设备基站，所述FSO设备基站按每隔500m-1000m的距离分布在铁轨旁，用BS0、BS1、BS2…表示，在本实施例中，所述FSO设备基站中的FSO设备朝向的方向与列车运行的方向相反，列车上的FSO设备安装在列车车头上，列车上的FSO设备朝向的方向与列车运行的方向相同。在列车和地面FSO设备基站的通信过程中，用于传输信号的信号光束随着列车的运行在不断进行方向的调整，以保证正常通信，而在调整过程中，必须要有信标光1进行调整导引，信标光1是固定发送，不进行光束调整，并且要能覆盖一定的距离范围L。当列车和BS1建立通信后，在接近BS1时会收到BS2发来的信标光1，列车FSO由此进行站点切换和对准调整，BS2发送的信标光1有一定的覆盖距离范围，该范围指导FSO调整的方向，并提供足够时间进行调整。所述FSO设备基站的FSO设备与列车上的FSO设备的相对高度h的范围为0m-15m，所述FSO设备基站到铁轨的垂直距离的范围为0m-25m，所述FSO设备基站发出的信标光1朝向铁轨，所述信标光1的发散角θ为5mrad-50mrad。所述FSO设备基站发出信标光在铁轨上的照射范围覆盖前一个FSO设备基站在铁轨上的投影，运动的列车从没有检测到信标光1到检测到信标光1意味着要进行站点切换和对下一个FSO设备基站进行对准。所述FSO设备基站包括：安装架、以及设置在所述安装架上的FSO设备，所述FSO设备设置有激光器和探测器，所述激光器发出的信标光1的波长范围为650nm-710nm，所述探测器为与所述激光器发出的激光相对应的探测器。根据实际通信模型，对信标光1有一定的技术要求，主要有：覆盖距离要求能达到500m，信标光1光源的功率较大，在低速(10Mbps)时探测器灵敏度小于-45dBm，信标光1的波长不同于信号光的波长。在本实施例中，所述激光器为输出功率最大为50mW的InGaAlP激光器，所述信标光1的波长为685nm。所述探测器为光电探测器(QPD探测器)。请参阅图2，h是列车FSO和地面FSO间的相对高度，d是所述FSO设备基站到铁轨的垂直距离即列车与地面FSO间的水平距离，θ是信标光1的发散角，△ABC是信标光1光束在空间的一个截面，BC是信标光1光束覆盖距离范围即为光斑上下沿交叉距离L，AB是信标光1光束上沿，距离设为L3，AC是信标光1光束下沿，距离设为L2，AD是发散角平分线，距离设为L1，A点的投影为A’。h、d、L1、θ为已知条件，在△ABD和△ADC中应用余弦定理解方程，可以求出相关参数，具体见表1、表2和表3。表1.发散角为10mrad的相关参数表2.发散角为20mrad的相关参数表3.发散角为40mrad的相关参数上述表1、表2和表3中的水平距离和相对高度基本覆盖了实际应用情况，从上述表中可以看出，在发散角一定时，调节d、h、L1，都能使信标光1的覆盖距离范围达到500m。达到500m的覆盖范围时，L3为光束的最远距离。在覆盖相同范围时，要选取信标光工作性能最好的发散角，通过对三种发散角能到达的最远距离L3计算冗余度，10mrad时信标光的冗余度较高，优选的，该自动跟踪系统的信标光发散角为10mrad。综上所述，本技术提供一种自动跟踪系统，通过在铁轨旁合理的设置FSO设备，便保证地面FSO设备基站对列车跟踪，也就保证列车与地面基站持续通信。以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动跟踪系统，其特征在于，包括若干FSO设备基站，所述FSO设备基站按每隔500m‑1000m的距离分布在铁轨旁，所述FSO设备基站的FSO设备与列车上的FSO设备的相对高度的范围为0m‑15m，所述FSO设备基站到铁轨的垂直距离的范围为0m‑25m，所述FSO设备基站发出的信标光朝向铁轨，所述信标光的发散角为5mrad‑50mrad。

【技术特征摘要】
1.一种自动跟踪系统，其特征在于，包括若干FSO设备基站，所述FSO设备基站按每隔500m-1000m的距离分布在铁轨旁，所述FSO设备基站的FSO设备与列车上的FSO设备的相对高度的范围为0m-15m，所述FSO设备基站到铁轨的垂直距离的范围为0m-25m，所述FSO设备基站发出的信标光朝向铁轨，所述信标光的发散角为5mrad-50mrad。2.根据权利要求1所述的一种自动跟踪系统，其特征在于，所述FSO设备基站发出信标光在铁轨上的照射范围覆盖前一个FSO设备基站在铁轨上的投影。3.根据权利要求1所述的一种自动跟踪系统，其特征在于，所述FSO设备基站包括：安装架、以及设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建军，
申请(专利权)人：深圳市新岸通讯技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44