面向密集人群的融合通信、广播与定位信息的服务系统技术方案

面向密集人群的融合通信、广播与定位信息的服务系统属于信息服务系统领域，其特征在于含有：安装在具有供电能力的基础设施上的至少一个通信设备、至少一个广播设备、至少一个差分ＧＰＳ定位基准站和至少一个监控设备，以及由用户携带的至少一个无线移动终端，其中：监控设备向通信设备发送包括人流状况在内的公共特性信息，差分ＧＰＳ定位站向广播设备发送差分ＧＰＳ定位信息供无线移动终端修正定位位置。本发明专利技术向稠密人流区域实现低功耗高效覆盖，能实现集高效通信、可靠广播和精确定位为一体的综合信息服务，能利用无线移动终端的位置信息通过广播与通信的结合，提供针对密集人流的实际需求信息，还能监控密集人流，提供公共安全信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种面向密集人群的融合通信、广播与定位信息的服务系统，属于 信息
，该系统主要针对人流密集区域进行低功率的高效覆盖，以实现集高效通信、 可靠广播和精准定位为一体的综合信息服务。
技术介绍
以无线通信、电视广播等为代表的多媒体信息服务系统已成为世界各国重要的高 新技术支柱产业。目前，商业化的第三代移动通信系统发展在稳步推进；以WiMAX为代表的 宽带无线接入系统的高速发展已经成为了电信产业发展的一大亮点；面向多媒体业务的地 面无线数字电视广播系统进入实施阶段。这些信息服务系统的一个共同目标是以更高的频 谱效率和可靠性、更低的功耗、更好的灵活性和可扩展性提供全球范围内的无线传输应用。然而，人们逐步认识到已有的和即将推出的系统在无线资源综合优化利用等方面 的局限性，仍然不能很好地解决有限的频谱资源与迅速增长的业务需求的矛盾，并且由此 产生的无线传输瓶颈问题日益突出。例如，无线通信将面临极大的频谱缺口，不能很好地支 持较大容量的多媒体业务，特别是对于交通要道等密集用户情况，一般运营商会通过增设 基站，采用密集覆盖的微蜂窝措施来保证通信，这一方面会增大小区间的同频干扰，增加能 耗，另一方面需要大量附加的财力投入，并不经济。地面无线数字电视广播以目前的技术仍 主要支持单一固定电视业务，对高质量移动接收及多媒体业务的支持能力很弱，主要是因 为广播数据包的链路层可靠性很难保证。譬如在IEEE802. 11无线局域网标准中，其广播数 据包采用固定速率发送，且只发送一次，所有用户进行接收。在存在发送冲突、信道干扰导 致的接收失败情况下，广播数据的发送效果是不能保证的。为解决这一问题，从已有文献检 索情况看，本质上都是采用基于单播的数据轮播，极大地浪费了有限的频谱资源。与此同时，随着社会的不断发展，人们的活动范围越来越广，越来越不确定。一方 面，无线移动用户越来越迫切地想知道自己当时所处环境的具体信息，比如“我在哪儿”、 “我附近是什么”、“我如何到达目的地”、“我要找的人在何处”、“我们如何确定对各方都方便 的集合点”、“我如何加入我的个性化地标”等；另一方面，相关部门也非常需要针对密 集人群进行监控，通过对数据、视频的信息采集、处理和存储，以调整服务系统实现安全、高 效运行；通过对采集的信息进行实时分析、处理和预测，为服务引导指挥提供决策方案，并 为用户提供信息资源和建议，从而协助避免服务提供中发生阻塞和系统障碍，进而提高网 络运行的利用效率和安全性。借助于现有科学技术，人们的活动逐渐以群体、协作和地理位 置分布为主要特征。这种移动性、不确定性和群体协作性给基于位置的移动信息服务的开 展带来了机遇和挑战。基于以上考虑，本专利技术提出了一种面向密集人群的融合通信、广播与定位信息服 务系统。本专利技术通过在现有具有供电能力的基础设施，如十字路口的红绿灯柱等，上安装新 型通信设备、广播设备、差分GPS定位基准设备和监控设备，实现集高效通信、可靠广播和 精准定位为一体的综合信息服务；通过差分GPS定位基准设备实现精准定位，并根据用户5的位置信息，动态调整通信和广播资源，提供高效、个性化的通信和广播服务；通过将大量 用户对热点信息的通信需求引导到以广播为主的模式上来，以实现更高效的信息传输；通 过通信设备对广播信道进行监测，根据反馈链路返回的广播数据包接收状态信息，动态调 整广播设备的发送参数，为用户提供更高质量的多媒体广播服务；通过监控设备对密集人 群进行实时监控，并利用通信设备或广播设备为相关部门提供实时信息。与已有系统相比， 本专利技术能够面向人流密集区域实现低功率的高效覆盖；与此同时，通过合理的利用无线移 动用户的位置信息，将无线通信系统与广播系统相辅相成，更加有效利用有限的频谱资源， 提供更高质量的多媒体服务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种面向密集人群的融合通信、广播与定位信息服务系 统。该系统使用现有移动通信、公共电视广播频段，根据用户精确位置信息和实时人流状况 信息提供宽带无线通信和广播业务服务；其中，精确位置信息利用GPS定位基准设备和移 动终端的定位设备获取，实时人流状况信息利用监控设备获取。本专利技术将精准定位、通信链 路以及多媒体广播综合在一起提供无线环境中的交互性。本专利技术的思路是1.至少采用了相辅相成的通信设备和广播设备。无线通信的普及和发展，使人们可以享受信息传递的可靠、方便与快捷，然而由于 为通信分配的频谱资源有限，针对数据量很大的多媒体信息传输，单一地采用基于无线通 信设备的通信传输是很不经济的。相对地，基于广播设备面向数据分发的广播具有更强的 信息传输能力，但是由于缺少更为有效的反馈重传机制，其可靠性很难保证。因此，本专利技术 将通信设备与广播设备的优点结合，由广播进行公共需求数据的发放，公共需求信息包括 具有大量用户需求的服务信息、差分GPS定位修正误差以及当前人流信息，并根据通信设 备提供的广播质量反馈信息动态调节资源分配和发放方式，从而更加有效的利用有限的频 谱资源，提供更高质量的多媒体服务。2.至少采用了一种新型的通信设备，以实现移动通信和按需通信两种功能。本专利技术所述的通信设备具有移动通信和按需通信两种模式。在默认状态下，无线 通信设备利用现有的蜂窝网络大小区通信链路，如GSM、IS-95、第三代移动通信系统等，或 利用无线局域网络实现传统的移动通信功能。按需通信模式采用条件激活，首先，通信设 备可以根据移动终端用户所在的位置获得周围的环境情况，其中至少包括电磁环境信息、 周围的网络节点，如基站、中继节点信息等，用来预测该用户通过网络节点建立通信后可能 的质量以及能够与该用户协同通信的网络节点情况，进而利用合理的资源分配机制分配资 源，实现该用户与各个网络节点的资源共享与协同；其次，通信设备具有专门针对广播的反 馈链路，它能够返回广播数据包的接收状态，并通过控制器计算丢包率，将结果告知广播设 备，以便其调整相应参数提高广播数据包的接收质量；再次，该通信设备能够主动获取密集 人群人流区域大量用户具有公共特性的信息，其中包括监控设备得到的人流状况信息等， 存放在存储设备中，并在下一周期通过按需广播模式广播这些信息给用户，实现更高效的 信息传输。3.至少采用了一种新型的广播设备，以实现主动广播和按需广播两种功能。本专利技术所述的广播设备具有主动广播和按需广播两种模式。在默认状态下，该广 播设备实现传统的一般广播功能，即通过接收广播网传递的广播信息、由广播设备发送多 个广播终端。按需广播模式采用条件激活的方式，首先，广播设备可以根据接收广播移动终 端用户所在的位置获得周围的环境情况，其中包括电磁环境信息等，用来预测广播后可能 的质量，进而利用合理的资源分配机制分配资源；其次，广播设备能够根据通信链路反馈回 的广播数据包的接收状态以及控制器计算出的丢包率，当其不能够满足服务质量要求时， 动态调整广播的相应参数，如广播速率，调制方式、纠错编码码率、由时间和频率组成的二 维空间内的信道分配图案等，提供多媒体广播业务所需要的QoS保证；再次，该广播设备能 够将大量用户具有公共特性的信息，其中包括差分GPS定位修正误差以及监控设备得到的 人流状况信息等，广播给用户或相关部门，节省有限的频谱资本文档来自技高网...

【技术保护点】
面向密集人群的融合通信、广播与定位信息的服务系统，其特征在于含有：安装在具有供电能力的基础设施上的至少一个通信设备、至少一个广播设备、至少一个差分ＧＰＳ定位基准站和至少一个监控设备，以及由用户携带的至少一个无线移动终端，其中：所述通信设备，与通信蜂窝网、所述监控设备以及所述广播设备相连，并向所述无线移动终端发送／接收无线通信信号，内含：无线收／发信装置、第一模式选择器（１１）、第一控制器（２１）以及存储设备，其中：无线收／发信装置设有：接收所述无线移动终端移动通信信号的输入端，所述第一模式选择器（１１）输出的待发数据信号的输入端，以及所述第一控制器（２１）输出的工作指令的输入端，还设有：发送到所述无线移动终端的移动通信信号的输出端，发送到所述第一模式选择器（１１）的所述无线移动终端数据信号的输出端，所述第一模式选择器（１１）输出的待发数据信号包括发送到所述无线移动终端的通信信号、广播数据包接收状态询问信息、对具有公共特性的信息的需求询问信息以及用户位置和周围环境信息的询问信息，其中所述具有公共特性的信息是指具有公众知情权的信息，至少包括人流状况、突发新闻，后文简称“公共信息”，所述周围环境信息至少包括电磁环境信息和周围网络节点信息，发送到所述第一模式选择器（１１）的所述无线移动终端数据信号包括来自所述无线移动终端的通信信号、广播数据包接收状态信息、对所述公共信息的需求信息以及用户位置和周围环境信息，第一模式选择器（１１）设有：来自所述通信蜂窝网络的待发移动通信信号的输入端，所述无线收／发装置输出的所述无线移动终端数据信号的输入端，所述监控设备的人流状况信息的输入端，所述第一控制器（２１）选择模式及工作信号的输入端，还设有：向所述广播设备发送广播数据包接收状态、所述公共信息以及用户位置和周围环境信息的输出端，向所述通信蜂窝网发送移动终端通信数据的输出端，向所述第一控制器（２１）发送的用户位置和周围环境信息的输出端，向所述存储设备发送所述公共信息的需求信息以及包括人流状况信息在内的所述公共信息的输出端，所述第一模式选择器（１１）根据所述第一控制器（２１）的控制信息选择当前要实现的通信模式信息向所述无线收／发信装置发送，存储设备设有：来自所述第一模式选择器（１１）输出的包括所述公共信息的需求信息以及包括人流状况信息在内的所述公共信息的输入端，还设有：向所述第一控制器（２１）发送已存储数据的输出端，第一控制器（２１）设...

【技术特征摘要】
面向密集人群的融合通信、广播与定位信息的服务系统，其特征在于含有安装在具有供电能力的基础设施上的至少一个通信设备、至少一个广播设备、至少一个差分GPS定位基准站和至少一个监控设备，以及由用户携带的至少一个无线移动终端，其中所述通信设备，与通信蜂窝网、所述监控设备以及所述广播设备相连，并向所述无线移动终端发送/接收无线通信信号，内含无线收/发信装置、第一模式选择器(11)、第一控制器(21)以及存储设备，其中无线收/发信装置设有接收所述无线移动终端移动通信信号的输入端，所述第一模式选择器(11)输出的待发数据信号的输入端，以及所述第一控制器(21)输出的工作指令的输入端，还设有发送到所述无线移动终端的移动通信信号的输出端，发送到所述第一模式选择器(11)的所述无线移动终端数据信号的输出端，所述第一模式选择器(11)输出的待发数据信号包括发送到所述无线移动终端的通信信号、广播数据包接收状态询问信息、对具有公共特性的信息的需求询问信息以及用户位置和周围环境信息的询问信息，其中所述具有公共特性的信息是指具有公众知情权的信息，至少包括人流状况、突发新闻，后文简称“公共信息”，所述周围环境信息至少包括电磁环境信息和周围网络节点信息，发送到所述第一模式选择器(11)的所述无线移动终端数据信号包括来自所述无线移动终端的通信信号、广播数据包接收状态信息、对所述公共信息的需求信息以及用户位置和周围环境信息，第一模式选择器(11)设有来自所述通信蜂窝网络的待发移动通信信号的输入端，所述无线收/发装置输出的所述无线移动终端数据信号的输入端，所述监控设备的人流状况信息的输入端，所述第一控制器(21)选择模式及工作信号的输入端，还设有向所述广播设备发送广播数据包接收状态、所述公共信息以及用户位置和周围环境信息的输出端，向所述通信蜂窝网发送移动终端通信数据的输出端，向所述第一控制器(21)发送的用户位置和周围环境信息的输出端，向所述存储设备发送所述公共信息的需求信息以及包括人流状况信息在内的所述公共信息的输出端，所述第一模式选择器(11)根据所述第一控制器(21)的控制信息选择当前要实现的通信模式信息向所述无线收/发信装置发送，存储设备设有来自所述第一模式选择器(11)输出的包括所述公共信息的需求信息以及包括人流状况信息在内的所述公共信息的输入端，还设有向所述第一控制器(21)发送已存储数据的输出端，第一控制器(21)设有来自所述第一模式选择器(11)的用户位置和周围环境信息的输入端，来自所述存储设备存储的所述公共信息及其需求信息的输入端，还设有向所述第一模式选择器(11)发送选择模式、工作信号以及所述公共信息的输出端，向所述无线收/发信装置发送工作指令的输出端，所述通信设备按以下步骤执行所述第一控制器(21)设定的通信模式在所述第一控制器(21)控制下，所述无线收/发信装置向所述无线移动终端发送一般通信的通信信号，并根据设定向所述无线移动终端周期性发送按需通信的通信信号，按需通信的通信信号包括广播数据包接收状态询问信息、对所述公共信息需求的询问信息、用户位置和周围环境询问信息，同时所述无线收/发信装置接收所述无线移动终端返回的按需通信的广播数据包接收状态信息、所述公共信息的需求信息、用户位置和周围环境信息，并将用户位置和周围环境信息传送给所述第一控制器(21)实现动态调节分配给所述无线移动终端的通信资源，在所述第一控制器(21)控制下，所述第一模式选择器(11)周期性地监测所述无线收/发信装置接收的所述公共信息需求信息，主动从所述监控设备和所述蜂窝通信网络获取具有大量潜在需求的所述公共信息，将所述需求信息与公共信息传送到所述存储设备存储，将需求量不高的公共信息通过一般通信方式发送给所述无线移动终端，将广播数据包接收状态信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建华，陶晓明，吴靖，魏腾鹏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]