铁路基站天线姿态自动调整系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及铁路基站天线姿态自动调整系统及方法，首先，使得铁路基站天线指向对象信号检测装置的方位角

【技术实现步骤摘要】
铁路基站天线姿态自动调整系统及方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通无线通信领域，特别涉及铁路基站天线姿态自动调整系统及方法
。

技术介绍

[0002]铁路移动通信系统是铁路运输的重要基础设施，承担着机车无线重联
、
调度命令
、
车机联控等关键业务
。
铁路移动通信承载业务有较高的安全性和时效性要求，对铁路运输的安全
、
正常运行起着至关重要的作用
。
[0003]铁路基站天线是一种定向天线，其信号覆盖直接影响着移动通信网路的信号质量
。
由于大风环境
、
铁路震动
、
环境温差
、
设备老化或其它外力影响等因素，导致安装于铁路沿线通信铁塔上的基站天线工参数据可能发生暂时或永久的变化，进而使得铁路移动通信信号条件变差，影响与高速行驶的列车的通信，并严重威胁铁路运输的安全
。
因此，基站天线一般都有电调系统，包括远程电调
(Remote Control Unit
，
RCU)
，便于根据天线姿态的测量调整天线的方位角
、
下倾角等参数
。
但目前对于天线工参数据的管理维护，主要采用人工的主动巡检
+
工参校正修复的维护方式，存在易出错
、
高空作业风险系数大
、
测量限制多
、
测量不精确以及时效性差等弊端，急需改进
>。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种铁路基站天线姿态自动调整系统及方法，通过增加固定位置的接收设备，以及排除列车通信干扰的检测方法，实现铁路基站天线的姿态参数的自动实时精准检测，保证铁路基站天线与列车的正常通信，进而保障铁路运输的安全
。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种铁路基站天线姿态自动调整系统，系统包括工参运维管理平台
、
电调系统
、
通信模块及信号检测装置；信号检测装置电连接或通过通信模块连接电调系统，电调系统通过通信模块电连接工参运维管理平台；
[0007]信号检测装置部署在高速铁路接触网立柱或高速铁路两侧地面上，在高速铁路接触网上间隔设置有若干频点；
[0008]频点匹配有天线，每个天线对应检测装置，以区分该天线的水平方向的方位角
、
垂直方向的下倾角；
[0009]天线姿态变化包括下倾角及方位角和
/
或横滚角；
[0010]工参运维管理平台计算铁路基站天线姿态变化
、
检测下倾角及方位角；
[0011]工参运维管理平台在确定铁路基站天线姿态发生变化后，根据信号检测装置事先测量的接收功率特征值，从当前功率特征值所对应的姿态角度减去最初设置的姿态角度，得到需要调整的角度；
[0012]电调系统包括工参运维管理平台远程控制的铁路基站天线姿态的远程电调；远程
电调包括内置和
/
或外置的
RCU
；
[0013]RCU
用于主动调整天线姿态，根据调整前后，根据天线接收的功率增益变化，判断天线姿态在设定范围内；如果不在范围内，工参运维管理平台报警
。。
本专利技术的技术方案包括在铁轨两边或铁路接触网支柱上增加多于两个的信号检测装置，信号检测装置检测来自铁路基站天线发射信号的接收功率大小，并加上时间戳，通过窄带物联网
(Narrow Band Internet ofThings,NB
‑
IoT)
或远距离无线电
(Long Range Radio
，
LoRa)
或蓝牙通信
(BLuetooth)
发送至工参运维管理平台，并根据这些数据计算出铁路基站天线姿态是否需要调整，再通过
RCU
实现铁路基站天线姿态的自动调整
。
[0014]通过增加固定位置的信号检测装置及通过时间戳筛选出不受列车通信影响的
、
来自铁路基站天线的接收功率数据，避免数据受到多种不利影响
。
[0015]不利影响包括列车快速移动所造成的信道衰落影响，列车反射或折射无线信号的影响，列车通信中断或丢包从而漏报信号的影响，列车定位不精确导致数据无法判断所对应的铁路基站天线姿态的影响等
。
[0016]在获取精准测量数据的基础上，保证铁路基站天线姿态判断的准确性，并及时
、
准确调整铁路基站天线姿态，从而保障铁路基站天线与列车通信的安全，保证铁路运输的安全
。
除此之外，本专利技术方法还可以检测铁路基站天线除了姿态以外的其它故障并及时发出告警
。
[0017]信号检测装置可用电池供电，或从铁路接触网感应取电，或利用太阳能供电，从而降低设备的维护成本
。
[0018]铁路基站天线姿态调整通过信号检测装置定时上报测量数据
、
工参运维管理平台自动完成铁路基站天线姿态判断及调整，从而有效减少人工投入，避免了运维员工爬通信铁塔的危险，也减少了人工测量所造成的主观
、
客观误差
。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的铁路基站天线姿态自动控制系统示意图
。
[0020]图2是本专利技术的定向天线方向图示意图
。
[0021]图3是本专利技术的工参运维管理平台检测铁路基站天线下倾角示意图
。
[0022]图4是本专利技术的工参运维管理平台检测铁路基站天线方位角示意图
。
[0023]图5是本专利技术的内置
RCU
的远程电调示意图
。
[0024]图6是本专利技术的外置
RCU
的远程电调示意图
。
[0025]图7是本专利技术的地面部署信号检测装置的俯视示意图
。
[0026]图8是本专利技术的太阳能板与磷酸铁锂电池并联供电示意图
。
具体实施方式
[0027]如图1‑8所示，本实施例的铁路基站天线姿态自动调整系统及方法，
[0028]实施例一，如附图1，铁路基站天线姿态自动控制系统包括工参运维管理平台，电调系统，通信模块及信号检测装置
。
[0029]信号检测装置部署在高速铁路接触网立柱上，为了简化处理，降低成本，该装置只通过滤波检测无线接入网对应频段的功率，不做信道编码解码等处理
。
通常高速铁路采用
双网覆盖，针对多频点共用天线的情况，信号检测装置可以同时测多个频点的一段时间
(
例如1秒钟
)
内的总功率大小；如果是不同频点采用不同天线，则需要针对各个天线采用不同的滤波检测装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铁路基站天线姿态自动调整系统，其特征在于：系统包括工参运维管理平台
、
电调系统
、
通信模块及信号检测装置；信号检测装置电连接或通过通信模块连接电调系统，电调系统通过通信模块电连接工参运维管理平台；信号检测装置部署在高速铁路接触网立柱或高速铁路两侧地面上，在高速铁路接触网上间隔设置有若干频点；频点匹配有天线，每个天线对应检测装置，以区分该天线的水平方向的方位角
、
垂直方向的下倾角；天线姿态变化包括下倾角
、
方位角和
/
或横滚角；工参运维管理平台计算铁路基站天线姿态变化
、
检测下倾角及方位角；工参运维管理平台在确定铁路基站天线姿态发生变化后，根据信号检测装置事先测量的接收功率特征值，从当前功率特征值所对应的姿态角度减去最初设置的姿态角度，得到需要调整的角度；电调系统包括工参运维管理平台远程控制的铁路基站天线姿态的远程电调；远程电调包括内置和
/
或外置的
RCU
；
RCU
用于主动调整天线姿态，根据调整前后，根据天线接收的功率增益变化，判断天线姿态在设定范围内；如果不在范围内，工参运维管理平台报警
。2.
根据权利要求1所述的铁路基站天线姿态自动调整系统，其特征在于：信号检测装置单一通过滤波检测无线接入网对应频段的功率；信号检测装置同时测若干频点的设定时间内的功率值；在铁轨两旁的接触网立柱上安装信号检测装置
。3.
根据权利要求2所述的铁路基站天线姿态自动调整系统，其特征在于：信号检测装置的回传信号采用窄带物联网或远距离无线电通信的方式；回传信号将测量数据发送至
NB
‑
IoT
基站；信号检测装置的频点功率测量数据添加时间戳后，通过
NB
‑
IoT、LoRa
或蓝牙发送至工参运维管理平台
。4.
根据权利要求3所述的铁路基站天线姿态自动调整系统，其特征在于：所述工参运维管理平台发送指令给所述电调系统，主动微调铁路基站天线姿态，通过对比铁路基站天线姿态调整前后的所述添加时间戳的频点功率测量数据，确定所述铁路基站天线姿态是否出现故障，如果出现故障则报警
。5.
根据权利要求4所述的铁路基站天线姿态自动调整系统，其特征在于：信号检测装置包括依次设置的信号检测装置1‑4；调整天线水平半功率角的情况下，使得水平角1θ
、
水平角2η
均大于天线水平半功率角的一半
。6.
根据权利要求5所述的铁路基站天线姿态自动调整系统，其特征在于：工参运维管理平台，根据信号检测装置上报的数据中的时间戳，选出列车未经过该段区域时的测量数据，对铁路基站天线是否发生了姿态变化执行判断；时间戳，根据事先确定的列车时刻表进行选择，或者通过人工输入时间表来确定；工参运维管理平...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雷，梁钟伟，
申请(专利权)人：深圳市觅拓物联信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：