專利名稱：面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息的服務系統的制作方法
技術領域：
本發明提供了一種面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息的服務系統，屬于 信息技術領域，該系統主要針對人流密集區域進行低功率的高效覆蓋，以實現集高效通信、 可靠廣播和精準定位為一體的綜合信息服務。
背景技術：
以無線通信、電視廣播等為代表的多媒體信息服務系統已成為世界各國重要的高 新技術支柱產業。目前，商業化的第三代移動通信系統發展在穩步推進；以WiMAX為代表的 寬帶無線接入系統的高速發展已經成為了電信產業發展的一大亮點；面向多媒體業務的地 面無線數字電視廣播系統進入實施階段。這些信息服務系統的一個共同目標是以更高的頻 譜效率和可靠性、更低的功耗、更好的靈活性和可擴展性提供全球范圍內的無線傳輸應用。然而，人們逐步認識到已有的和即將推出的系統在無線資源綜合優化利用等方面 的局限性，仍然不能很好地解決有限的頻譜資源與迅速增長的業務需求的矛盾，并且由此 產生的無線傳輸瓶頸問題日益突出。例如，無線通信將面臨極大的頻譜缺口，不能很好地支 持較大容量的多媒體業務，特別是對于交通要道等密集用戶情況，一般運營商會通過增設 基站，采用密集覆蓋的微蜂窩措施來保證通信，這一方面會增大小區間的同頻干擾，增加能 耗，另一方面需要大量附加的財力投入，并不經濟。地面無線數字電視廣播以目前的技術仍 主要支持單一固定電視業務，對高質量移動接收及多媒體業務的支持能力很弱，主要是因 為廣播數據包的鏈路層可靠性很難保證。譬如在IEEE802. 11無線局域網標準中，其廣播數 據包采用固定速率發送，且只發送一次，所有用戶進行接收。在存在發送沖突、信道干擾導 致的接收失敗情況下，廣播數據的發送效果是不能保證的。為解決這一問題，從已有文獻檢 索情況看，本質上都是采用基于單播的數據輪播，極大地浪費了有限的頻譜資源。與此同時，隨著社會的不斷發展，人們的活動范圍越來越廣，越來越不確定。一方 面，無線移動用戶越來越迫切地想知道自己當時所處環境的具體信息，比如“我在哪兒”、 “我附近是什么”、“我如何到達目的地”、“我要找的人在何處”、“我們如何確定對各方都方便 的集合點”、“我如何加入我的個性化地標”等；另一方面，相關部門也非常需要針對密 集人群進行監控，通過對數據、視頻的信息采集、處理和存儲，以調整服務系統實現安全、高 效運行；通過對采集的信息進行實時分析、處理和預測，為服務引導指揮提供決策方案，并 為用戶提供信息資源和建議，從而協助避免服務提供中發生阻塞和系統障礙，進而提高網 絡運行的利用效率和安全性。借助于現有科學技術，人們的活動逐漸以群體、協作和地理位 置分布為主要特征。這種移動性、不確定性和群體協作性給基于位置的移動信息服務的開 展帶來了機遇和挑戰。基于以上考慮，本發明提出了一種面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息服 務系統。本發明通過在現有具有供電能力的基礎設施，如十字路口的紅綠燈柱等，上安裝新 型通信設備、廣播設備、差分GPS定位基準設備和監控設備，實現集高效通信、可靠廣播和 精準定位為一體的綜合信息服務；通過差分GPS定位基準設備實現精準定位，并根據用戶
5的位置信息，動態調整通信和廣播資源，提供高效、個性化的通信和廣播服務；通過將大量 用戶對熱點信息的通信需求引導到以廣播為主的模式上來，以實現更高效的信息傳輸；通 過通信設備對廣播信道進行監測，根據反饋鏈路返回的廣播數據包接收狀態信息，動態調 整廣播設備的發送參數，為用戶提供更高質量的多媒體廣播服務；通過監控設備對密集人 群進行實時監控，并利用通信設備或廣播設備為相關部門提供實時信息。與已有系統相比， 本發明能夠面向人流密集區域實現低功率的高效覆蓋；與此同時，通過合理的利用無線移 動用戶的位置信息，將無線通信系統與廣播系統相輔相成，更加有效利用有限的頻譜資源， 提供更高質量的多媒體服務。

發明內容
本發明的目的在于提供一種面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息服務系 統。該系統使用現有移動通信、公共電視廣播頻段，根據用戶精確位置信息和實時人流狀況 信息提供寬帶無線通信和廣播業務服務；其中，精確位置信息利用GPS定位基準設備和移 動終端的定位設備獲取，實時人流狀況信息利用監控設備獲取。本發明將精準定位、通信鏈 路以及多媒體廣播綜合在一起提供無線環境中的交互性。本發明的思路是1.至少采用了相輔相成的通信設備和廣播設備。無線通信的普及和發展，使人們可以享受信息傳遞的可靠、方便與快捷，然而由于 為通信分配的頻譜資源有限，針對數據量很大的多媒體信息傳輸，單一地采用基于無線通 信設備的通信傳輸是很不經濟的。相對地，基于廣播設備面向數據分發的廣播具有更強的 信息傳輸能力，但是由于缺少更為有效的反饋重傳機制，其可靠性很難保證。因此，本發明 將通信設備與廣播設備的優點結合，由廣播進行公共需求數據的發放，公共需求信息包括 具有大量用戶需求的服務信息、差分GPS定位修正誤差以及當前人流信息，并根據通信設 備提供的廣播質量反饋信息動態調節資源分配和發放方式，從而更加有效的利用有限的頻 譜資源，提供更高質量的多媒體服務。2.至少采用了一種新型的通信設備，以實現移動通信和按需通信兩種功能。本發明所述的通信設備具有移動通信和按需通信兩種模式。在默認狀態下，無線 通信設備利用現有的蜂窩網絡大小區通信鏈路，如GSM、IS-95、第三代移動通信系統等，或 利用無線局域網絡實現傳統的移動通信功能。按需通信模式采用條件激活，首先，通信設 備可以根據移動終端用戶所在的位置獲得周圍的環境情況，其中至少包括電磁環境信息、 周圍的網絡節點，如基站、中繼節點信息等，用來預測該用戶通過網絡節點建立通信后可能 的質量以及能夠與該用戶協同通信的網絡節點情況，進而利用合理的資源分配機制分配資 源，實現該用戶與各個網絡節點的資源共享與協同；其次，通信設備具有專門針對廣播的反 饋鏈路，它能夠返回廣播數據包的接收狀態，并通過控制器計算丟包率，將結果告知廣播設 備，以便其調整相應參數提高廣播數據包的接收質量；再次，該通信設備能夠主動獲取密集 人群人流區域大量用戶具有公共特性的信息，其中包括監控設備得到的人流狀況信息等， 存放在存儲設備中，并在下一周期通過按需廣播模式廣播這些信息給用戶，實現更高效的 信息傳輸。3.至少采用了一種新型的廣播設備，以實現主動廣播和按需廣播兩種功能。
本發明所述的廣播設備具有主動廣播和按需廣播兩種模式。在默認狀態下，該廣 播設備實現傳統的一般廣播功能，即通過接收廣播網傳遞的廣播信息、由廣播設備發送多 個廣播終端。按需廣播模式采用條件激活的方式，首先，廣播設備可以根據接收廣播移動終 端用戶所在的位置獲得周圍的環境情況，其中包括電磁環境信息等，用來預測廣播后可能 的質量，進而利用合理的資源分配機制分配資源；其次，廣播設備能夠根據通信鏈路反饋回 的廣播數據包的接收狀態以及控制器計算出的丟包率，當其不能夠滿足服務質量要求時， 動態調整廣播的相應參數，如廣播速率，調制方式、糾錯編碼碼率、由時間和頻率組成的二 維空間內的信道分配圖案等，提供多媒體廣播業務所需要的QoS保證；再次，該廣播設備能 夠將大量用戶具有公共特性的信息，其中包括差分GPS定位修正誤差以及監控設備得到的 人流狀況信息等，廣播給用戶或相關部門，節省有限的頻譜資源。4.至少采用一種差分GPS定位基準站，以實現精準定位。差分GPS通過安裝在基準站上的GPS接收機觀測4顆衛星后便可進行三維定位， 解算出基準站的坐標。由于存在著軌道誤差、時鐘誤差、SA影響、大氣影響、多徑效應以及 其他誤差，解算出的坐標與基準站的已知坐標是不一樣的。而基準站由于本身具有嚴格準 確的該地定位坐標，可以通過與實時定位坐標相比較得出誤差修改值，并利用按需廣播方 式將此誤差修改值發送出去，由無線移動終端接收，并且對其解算的用戶站坐標進行改正， 使得定位精度達到1米線度。5.至少采用一種監控設備，如攝像機等。監控設備可以實時監控密集人群的流動情況，為信息服務，如交通樞紐等指揮提 供重要信息，本發明中的監控設備還應將監控結果傳送給通信設備或廣播設備，并利用按 需通信或廣播的方式將路況信息發送給移動終端用戶或相關部門，使其了解該區域人流信 息，為制定合理的服務方案提供參考。本發明的特征是面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息的服務系統，其特征在于含有安裝在 具有供電能力的基礎設施上的至少一個通信設備、至少一個廣播設備、至少一個差分GPS 定位基準站和至少一個監控設備，以及由用戶攜帶的至少一個無線移動終端，其中所述通信設備，與通信蜂窩網、所述監控設備以及所述廣播設備相連，并向所述無 線移動終端發送/接收無線通信信號，內含無線收/發信裝置、第一模式選擇器11、第一 控制器21以及存儲設備，其中無線收/發信裝置設有接收所述無線移動終端移動通信信號的輸入端，所述第一模式選擇器11輸 出的待發數據信號的輸入端，以及所述第一控制器21輸出的工作指令的輸入端，還設有 發送到所述無線移動終端的移動通信信號的輸出端，發送到所述第一模式選擇器11的所 述無線移動終端數據信號的輸出端，所述第一模式選擇器11輸出的待發數據信號包括發 送到所述無線移動終端的通信信號、廣播數據包接收狀態詢問信息、對具有公共特性的信 息的需求詢問信息以及用戶位置和周圍環境信息的詢問信息，其中所述具有公共特性的信 息是指具有公眾知情權的信息，至少包括人流狀況、突發新聞，后文簡稱“公共信息”，所述 周圍環境信息至少包括電磁環境信息和周圍網絡節點信息，發送到所述第一模式選擇器11 的所述無線移動終端數據信號包括來自所述無線移動終端的通信信號、廣播數據包接收狀態信息、對所述公共信息的需求信息以及用戶位置和周圍環境信息，第一模式選擇器11設有來自所述通信蜂窩網絡的待發移動通信信號的輸入端，所述無線收/發裝 置輸出的所述無線移動終端數據信號的輸入端，所述監控設備的人流狀況信息的輸入端， 所述第一控制器21選擇模式及工作信號的輸入端，還設有向所述廣播設備發送廣播數據 包接收狀態、所述公共信息以及用戶位置和周圍環境信息的輸出端，向所述通信蜂窩網發 送移動終端通信數據的輸出端，向所述第一控制器21發送的用戶位置和周圍環境信息的 輸出端，向所述存儲設備發送所述公共信息的需求信息以及包括人流狀況信息在內的所述 公共信息的輸出端，所述第一模式選擇器11根據所述第一控制器21的控制信息選擇當前 要實現的通信模式信息向所述無線收/發信裝置發送，存儲設備設有來自所述第一模式選擇器11輸出的包括所述公共信息的需求信息以及包 括人流狀況信息在內的所述公共信息的輸入端，還設有向所述第一控制器21發送已存儲 數據的輸出端，第一控制器21設有來自所述第一模式選擇器11的用戶位置和周圍環境信息的輸入端，來自所 述存儲設備存儲的所述公共信息及其需求信息的輸入端，還設有向所述第一模式選擇器 11發送選擇模式、工作信號以及所述公共信息的輸出端，向所述無線收/發信裝置發送工 作指令的輸出端，所述通信設備按以下步驟執行所述第一控制器21設定的通信模式在所述第一控制器21控制下，所述無線收/發信裝置向所述無線移動終端發送一 般通信的通信信號，并根據設定向所述無線移動終端周期性發送按需通信的通信信號，按 需通信的通信信號包括廣播數據包接收狀態詢問信息、對所述公共信息需求的詢問信息、 用戶位置和周圍環境詢問信息，同時所述無線收/發信裝置接收所述無線移動終端返回的 按需通信的廣播數據包接收狀態信息、所述公共信息的需求信息、用戶位置和周圍環境信 息，并將用戶位置和周圍環境信息傳送給所述第一控制器21實現動態調節分配給所述無 線移動終端的通信資源，在所述第一控制器21控制下，所述第一模式選擇器11周期性地監測所述無線收/ 發信裝置接收的所述公共信息需求信息，主動從所述監控設備和所述蜂窩通信網絡獲取具 有大量潛在需求的所述公共信息，將所述需求信息與公共信息傳送到所述存儲設備存儲， 將需求量不高的公共信息通過一般通信方式發送給所述無線移動終端，將廣播數據包接收 狀態信息、用戶位置信息以及需求量高的公共信息在下一個周期發送給所述廣播設備；所述廣播設備，與廣播網、所述通信設備、所述差分GPS基準站以及所述監控設備 相連，并可以向所述無線移動終端發送廣播信號，內部至少含有第二模式選擇器12、前向 糾錯編碼器、調制器、上變頻和發射電路，以及第二控制器22，其中第二模式選擇器12設有廣播網的多媒體廣播信號的輸入端，來自所述第一控制器21通過所述第一 模式選擇器11發送的廣播數據包接受狀態信息、用戶位置和環境信息以及所述公共信息 的輸入端，所述差分GPS基準站的修正信息輸入端，來自所述監控設備的人流狀況信息輸入端，來自所述第二控制器22的選擇模式及工作信號輸入端，還設有向所述前向糾錯編 碼器輸出當前廣播模式下廣播信息的碼流的輸出端，向所述第二控制器22輸出的廣播數 據包接受狀況信息、用戶位置和周圍環境信息以及包括人流狀況在內的所述公共信息的輸 出端；前向糾錯編碼器設有當前廣播模式下廣播信息的碼流的輸入端，所述第二控制器22發出的用于 提高多媒體廣播業務質量的編碼參數的輸入端，還設有經過編碼的碼流的輸出端，調制器設有所述第二控制器22發出的用于提高多媒體廣播業務質量的調制參數的輸 入端，經所述前向糾錯編碼器編碼后的碼流輸入端，還設有調制后的多媒體廣播信號輸出 端，上變頻和發射電路設有所述控制器輸出的頻段分配信息的輸入端，所述調制后的多媒體廣播信號 輸入端，還設有向無線移動終端發送廣播信號的輸出端，第二控制器22設有來自所述第二模式選擇器12的廣播數據包接收狀態信息、用戶位置和周圍 環境信息的輸入端，還設有向所述第二模式選擇器12發送選擇模式及工作信號輸出端， 向前向糾錯編碼器發送的編碼參數的輸出端，向調制器發送的調制參數的輸出端，向上變 頻和發射電路發送的頻段分配信息的輸出端；所述廣播設備按以下步驟執行所述第二控制器22設定的廣播模式在所述廣播設備啟動后，所述控制器向所述第二模式選擇器12傳送模式選擇信 息；所述第二模式選擇器12判斷當前需要實現的廣播模式若為一般廣播模式，則對 廣播網的多媒體廣播信號碼流進行前向糾錯編碼、調制、上變頻到射頻端后按照大區廣播 方式通過分配給多媒體廣播的頻段發送信息；若為按需廣播模式，則根據所述控制器提供 的模式控制字進行按需廣播，按需廣播的內容為來自通信設備所述公共信息、差分GPS基 準站的誤差修正信息以及來自所述監控設備的人流狀況信息；根據所述控制器對來自所述第二模式選擇器12的廣播數據包接收狀態信息、用 戶位置和周圍環境信息動態調節廣播資源，若不能滿足多媒體廣播業務的服務質量QoS保 證，則調整包括廣播速率、調制方式、糾錯編碼率在內的參數，再經過前向糾錯編碼、調制后 以分配到的頻段發射出去；所述差分GPS定位基準站，與廣播設備相連，用于計算并將所在的差分定位誤差 修正通過廣播設備發送給所述無線移動終端，向所述無線移動終端提供本地的差分GPS定 位的誤差修正，增加密集人群的定位精度；所述無線移動終端，由用戶攜帶，內含無線通信裝置、廣播接收裝置、差分GPS客 戶端以及至少包括電磁環境監測儀在內的環境認知裝置，用于與所述通信設備進行一般通 信和按需通信，接收廣播設備發送的一般廣播和按需廣播；所述按需通信中，接收所述通 信設備的廣播質量、公共信息需求、用戶位置和周圍環境的下行詢問信息，并將當前廣播質 量、公共信息需求信息、用戶當前位置和周圍環境信息上行發送給所述通信設備；所述按需
9廣播中，接收來自所述廣播設備的公共服務信息、人流狀況信息、來自差分GPS的定位誤差 修正信息，修正用戶當前位置信息；所述監控設備，至少包含一臺攝像機，連接通信設備和廣播設備，用于監控本地包 括人流狀況在內的公共信息，并將得到的所述公共信息發送給所述通信設備和廣播設備。本發明的優點是1.能夠面向密集人流區域實現低功率的高效覆蓋；2.能夠通過在現有具有供電能力的基礎設施，如十字路口的紅綠燈柱，上安裝新 型通信設備、廣播設備、差分GPS定位設備和監控設備，實現集高效通信、可靠廣播和精準 定位為一體的綜合信息服務；3.能夠通過合理的利用無線移動用戶的位置信息，將無線通信系統與廣播系統相 輔相成，更加有效的利用有限的頻譜資源，提供更高質量和針對密集人流實際需求的信息 服務；4.能夠通過監控設備對密集人群進行實時監控，并通過通信設備或廣播設備為相 關部門提供實時狀況信息。


圖1面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息服務系統框圖。圖2新系統應用于密集交通路口的示意圖。圖3所述系統中通信設備框圖。圖4所述系統中通信設備工作流程。圖5所述系統中廣播設備框圖。圖6所述系統中廣播設備流程。圖7新系統下以路況信息為例的公共信息業務流程圖。圖8新系統下的密集人群場景中搜索其他用戶位置業務流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
說明如下。一種面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息服務系統的框圖如圖1，它含有 至少一個通信設備、至少一個廣播設備、至少一個差分GPS定位基準站、至少一個無線移動 終端、至少一個監控設備。新系統的一個適用場景是密集交通路口，示意圖如圖2。該場景下在基于紅綠燈的 供電基礎設施下，布設通信設備、廣播設備、差分GPS定位基準站和路況監控設備，為道路 上持有所述無線移動終端的用戶提供通信、廣播及精確定位服務。新系統中的通信設備的作用是與無線移動終端開展一般通信以及按需通信，通過 按需通信詢問無線移動終端的廣播數據包接收狀態、公共信息需求、用戶位置和周圍環境 信息，并根據用戶位置和周圍環境信息動態調節分配通信資源，并將公共信息需求、廣播數 據包接收狀態和無線移動終端的用戶位置和周圍環境信息發送給廣播設備。通信設備的框圖如圖3，它含有無線收/發信裝置、第一模式選擇器11、第一控制 器21以及存儲設備，其中
無線收/發信裝置，設有接收所述無線移動終端移動通信信號的輸入端，所述第 一模式選擇器11輸出的待發數據信號的輸入端，以及所述第一控制器21輸出的工作指令 的輸入端，還設有發送到所述無線移動終端的移動通信信號的輸出端，發送到所述第一模 式選擇器11的所述無線移動終端數據信號的輸出端，所述第一模式選擇器11輸出的待發 數據信號包括發送到所述無線移動終端的通信信號、廣播數據包接收狀態詢問信息、對所 述公共信息的需求詢問信息以及用戶位置和周圍環境信息的詢問信息，所述周圍環境信息 至少包括電磁環境信息和周圍網絡節點信息，發送到所述第一模式選擇器11的所述無線 移動終端數據信號包括來自所述無線移動終端的通信信號、廣播數據包接收狀態信息、對 所述公共信息的需求信息以及用戶位置和周圍環境信息，第一模式選擇器11，設有來自所述通信蜂窩網絡的待發移動通信信號的輸入 端，所述無線收/發裝置輸出的所述無線移動終端數據信號的輸入端，所述監控設備的人 流狀況信息的輸入端，所述第一控制器21選擇模式及工作信號的輸入端，還設有向所述 廣播設備發送廣播數據包接收狀態、所述公共信息以及用戶位置和周圍環境信息的輸出 端，向所述通信蜂窩網發送移動終端通信數據的輸出端，向所述第一控制器21發送的用戶 位置和周圍環境信息的輸出端，向所述存儲設備發送所述公共信息的需求信息以及包括人 流狀況信息在內的所述公共信息的輸出端，所述第一模式選擇器11根據所述第一控制器 21的控制信息選擇當前要實現的通信模式信息向所述無線收/發信裝置發送，存儲設備，來自所述第一模式選擇器11輸出的包括所述公共信息的需求信息以 及包括人流狀況信息在內的所述公共信息的輸入端，還設有向所述第一控制器21發送已 存儲數據的輸出端，第一控制器21，設有來自所述第一模式選擇器11的用戶位置和周圍環境信息的 輸入端，來自所述存儲設備存儲的所述公共信息及其需求信息的輸入端，還設有向所述第 一模式選擇器11發送選擇模式、工作信號以及所述公共信息的輸出端，向所述無線收/發 信裝置發送工作指令的輸出端。所述通信設備按以下步驟執行所述第一控制器21設定的通信模式，如圖4 1.通信設備啟動后，所述第一控制器21向所述第一模式選擇器11傳送模式選擇 fn息；2.第一模式選擇器11判斷當前要進行的通信模式；3.如果啟動一般通信模式，無線收/發信裝置接收/發送一般通信信號；4.如果啟動按需通信模式，根據控制器提供的控制字實現按需通信功能，即按需 通信的通信信號包括廣播數據包接收狀態詢問信息、對密集人群公共信息需求的詢問信 息、用戶位置和周圍環境詢問信息，同時所述無線收/發信裝置接收無線移動終端返回的 按需通信的廣播數據包接收狀態信息、公共信息需求信息和用戶位置及周圍環境信息，并 將用戶位置和周圍環境信息傳送給所述第一控制器21實現動態調節分配無線移動終端的 通信資源；5.在所述第一控制器21控制下，所述第一模式選擇器11周期性地監測所述無 線收/發信裝置接收的所述公共信息需求信息，并從所述監控設備和所述蜂窩通信網絡主 動獲取具有大量潛在需求的所述公共信息，所述需求信息與公共信息傳送到所述存儲設備 存儲，將需求量不高的公共信息通過一般通信方式發送給所述無線移動終端，將廣播數據
11包接收狀態信息、用戶位置信息以及需求量高的公共信息在下一個周期發送給所述廣播設 備；新系統中廣播設備的作用是向無線移動終端發送一般廣播和按需廣播，通過接收 來自無線通信設備的廣播數據包接收狀態信息以及用戶位置和周圍環境信息，動態調節廣 播的各項參數，保證廣播的服務質量。同時接受來自無線通信設備的公共信息、來自差分 GPS基準站的修正信息和來自監控設備的監控信息，通過按需廣播模式發送給無線移動終 端。廣播設備的框圖如圖5，含有第二模式選擇器12、前向糾錯編碼器、調制器、上變 頻和發射電路和第二控制器22，其中第二模式選擇器12設有廣播網的多媒體廣播信號的輸入端，來自所述第一控制器21通過所述第一 模式選擇器11發送的廣播數據包接受狀態信息、用戶位置和環境信息以及所述公共信息 的輸入端，所述差分GPS基準站的修正信息輸入端，來自所述監控設備的人流狀況信息輸 入端，來自所述第二控制器22的選擇模式及工作信號輸入端，還設有向所述前向糾錯編 碼器輸出當前廣播模式下廣播信息的碼流的輸出端，向所述第二控制器22輸出的廣播數 據包接受狀況信息、用戶位置和周圍環境信息以及包括人流狀況在內的所述公共信息的輸 出端；前向糾錯編碼器，設有當前廣播模式下廣播信息的碼流的輸入端，所述第二控制 器22發出的用于提高多媒體廣播業務質量的編碼參數的輸入端，還設有經過編碼的碼流 的輸出端，調制器，設有所述第二控制器22發出的用于提高多媒體廣播業務質量的調制參 數的輸入端，經所述前向糾錯編碼器編碼后的碼流輸入端，還設有調制后的多媒體廣播信 號輸出端，上變頻和發射電路，設有所述控制器輸出的頻段分配信息的輸入端，所述調制后 的多媒體廣播信號輸入端，還設有向無線移動終端發送廣播信號的輸出端，第二控制器22，設有來自所述第二模式選擇器12的廣播數據包接收狀態信息、 用戶位置和周圍環境信息的輸入端，還設有向所述第二模式選擇器12發送選擇模式及工 作信號輸出端，向前向糾錯編碼器發送的編碼參數的輸出端，向調制器發送的調制參數的 輸出端，向上變頻和發射電路發送的頻段分配信息的輸出端；所述廣播設備按以下步驟執行所述控制器設定的廣播模式，如圖6 1.在所述廣播設備啟動后，所述控制器向所述第二模式選擇器12傳送模式選擇 fn息；2.第二模式選擇器12判斷當前要實現的廣播模式；3.如果啟動一般廣播模式，則對廣播網的多媒體廣播信號碼流進行前向糾錯編 碼、調制、上變頻到射頻端后按照大區廣播方式通過分配給多媒體廣播的頻段發送信息；4.如果啟動按需廣播模式，則根據所述控制器提供的模式控制字進行按需廣播， 按需廣播的內容為來自通信設備公共信息、差分GPS基準站的誤差修正信息以及來自監控 設備的人流狀況信息；5.根據所述控制器對來自第二模式選擇器12的廣播數據包接收狀態信息、用戶
12位置信息動態調節廣播資源，若不能滿足多媒體廣播業務的服務質量QoS保證，則調整包 括廣播速率、調制方式、糾錯編碼率在內的參數，再經過前向糾錯編碼、調制后以分配到的 頻段發射出去。新系統中差分GPS定位基準站，與廣播設備相連，用于計算并將所在的差分定位 誤差修正通過廣播設備發送給無線移動終端，向無線移動終端提供本地的差分GPS定位的 誤差修正，增加密集人群的定位精度；所述無線移動終端，由用戶攜帶，內含無線通信裝置、廣播接收裝置、差分GPS客 戶端以及至少包括電磁環境監測儀在內的環境認知裝置，用于與所述通信設備進行一般通 信和按需通信，接收廣播設備發送的一般廣播和按需廣播；所述按需通信中，接收所述通 信設備的廣播質量、公共信息需求、用戶位置和周圍環境的下行詢問信息，并將當前廣播質 量、公共信息需求信息、用戶當前位置和周圍環境信息上行發送給所述通信設備；所述按需 廣播中，接收來自所述廣播設備的公共服務信息、人流狀況信息、來自差分GPS的定位誤差 修正信息，修正用戶當前位置信息；所述監控設備，至少包含一臺攝像機，連接通信設備和廣播設備，用于監控本地包 括人流狀況在內的公共信息，并將得到的所述公共信息發送給所述通信設備和廣播設備。在新系統中，通信設備、廣播設備以及差分GPS基準站之間可以進行數據的共享 及傳輸。比如廣播設備從無線通信設備處共享無線移動終端需要的公共信息、廣播數據包 接收狀態信息和用戶具體位置信息，從差分GPS基準站共享待發送給無線移動終端GPS用 戶站的誤差修正信息，從監控設備共享人群監控信息。下面具體舉例說明新系統下業務的 實施流程。新系統的一個突出優勢和重要特點是能夠在密集人群情景下將人流狀況信息等 需求量大的公共信息從一般的點對點無線通信轉移到廣播通信，節省了頻譜等資源。同時 根據對廣播信道質量的監控達到動態調節廣播資源，從而達到了保證廣播質量以及降低能 耗的目的。以路況信息為例的公共信息業務流程如圖7 1.無線移動終端進入所述密集人群系統的服務區域；2.無線移動終端接收通信設備按需通信的詢問；3.無線移動終端回復廣播數據包接收狀態、對路況信息的請求、用戶位置和周圍 環境信息給通信設備；4.通信設備接收無線移動終端回復信息，并將路況信息請求存入存儲器；5.控制器判斷對路況信息的需求量是否足夠廣播；6.如果需求量不足夠廣播，則通信設備將路況信息按通信模式發送給無線移動終 端；7.如果需求量足夠廣播，則通信設備將廣播數據包接收狀態、對路況信息的請求 及用戶位置和周圍環境信息發送給廣播設備；8.第二控制器22根據廣播數據包接收狀態和用戶位置信息，分配廣播資源并動 態調節廣播設備中的相應參數；9.廣播設備通過按需廣播發送路況信息給多個無線移動終端；新系統的另一個突出優勢和重要特點是集合了差分GPS功能，在密集人群情景下 通過差分GPS基準站，實時計算出所在區域的定位修正誤差并將該信息通過廣播設備發送給區域內無線移動終端，提高無線移動終端自身的定位精度；同時，新系統的通信設備從按 需通信中獲取各無線移動終端A的具體位置信息，并可將該位置信息下行通信發送給需要 的另一無線移動終端B，從而提供無線移動終端之間的位置交互。無線移動終端A請求另一 無線移動終端B的位置信息的業務流程如圖8 1.無線移動終端A進入所述密集人群系統的服務區域；2.無線移動終端A接收通信設備按需通信的詢問；3.無線移動終端A回復對無線移動終端B的位置信息請求給通信設備；4.通信設備接收回復信息，并檢查本地是否有無線移動終端B的位置信息；5.若有無線移動終端B的位置信息，則通信設備將無線移動終端B的位置信息下 行通信發送給無線移動終端A ；6.若無無線移動終端B的位置信息，通信設備向無線移動終端B發送位置詢問信 息；7.無線移動終端B接收詢問信息，根據廣播設備發來的差分GPS修正誤差計算本 地位置，并將結果發送通信設備；8.通信設備接收無線移動終端B的位置信息，并將該信息下行通信發送給無線移 動終端A。
權利要求
面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息的服務系統，其特征在于含有安裝在具有供電能力的基礎設施上的至少一個通信設備、至少一個廣播設備、至少一個差分GPS定位基準站和至少一個監控設備，以及由用戶攜帶的至少一個無線移動終端，其中所述通信設備，與通信蜂窩網、所述監控設備以及所述廣播設備相連，并向所述無線移動終端發送/接收無線通信信號，內含無線收/發信裝置、第一模式選擇器(11)、第一控制器(21)以及存儲設備，其中無線收/發信裝置設有接收所述無線移動終端移動通信信號的輸入端，所述第一模式選擇器(11)輸出的待發數據信號的輸入端，以及所述第一控制器(21)輸出的工作指令的輸入端，還設有發送到所述無線移動終端的移動通信信號的輸出端，發送到所述第一模式選擇器(11)的所述無線移動終端數據信號的輸出端，所述第一模式選擇器(11)輸出的待發數據信號包括發送到所述無線移動終端的通信信號、廣播數據包接收狀態詢問信息、對具有公共特性的信息的需求詢問信息以及用戶位置和周圍環境信息的詢問信息，其中所述具有公共特性的信息是指具有公眾知情權的信息，至少包括人流狀況、突發新聞，后文簡稱“公共信息”，所述周圍環境信息至少包括電磁環境信息和周圍網絡節點信息，發送到所述第一模式選擇器(11)的所述無線移動終端數據信號包括來自所述無線移動終端的通信信號、廣播數據包接收狀態信息、對所述公共信息的需求信息以及用戶位置和周圍環境信息，第一模式選擇器(11)設有來自所述通信蜂窩網絡的待發移動通信信號的輸入端，所述無線收/發裝置輸出的所述無線移動終端數據信號的輸入端，所述監控設備的人流狀況信息的輸入端，所述第一控制器(21)選擇模式及工作信號的輸入端，還設有向所述廣播設備發送廣播數據包接收狀態、所述公共信息以及用戶位置和周圍環境信息的輸出端，向所述通信蜂窩網發送移動終端通信數據的輸出端，向所述第一控制器(21)發送的用戶位置和周圍環境信息的輸出端，向所述存儲設備發送所述公共信息的需求信息以及包括人流狀況信息在內的所述公共信息的輸出端，所述第一模式選擇器(11)根據所述第一控制器(21)的控制信息選擇當前要實現的通信模式信息向所述無線收/發信裝置發送，存儲設備設有來自所述第一模式選擇器(11)輸出的包括所述公共信息的需求信息以及包括人流狀況信息在內的所述公共信息的輸入端，還設有向所述第一控制器(21)發送已存儲數據的輸出端，第一控制器(21)設有來自所述第一模式選擇器(11)的用戶位置和周圍環境信息的輸入端，來自所述存儲設備存儲的所述公共信息及其需求信息的輸入端，還設有向所述第一模式選擇器(11)發送選擇模式、工作信號以及所述公共信息的輸出端，向所述無線收/發信裝置發送工作指令的輸出端，所述通信設備按以下步驟執行所述第一控制器(21)設定的通信模式在所述第一控制器(21)控制下，所述無線收/發信裝置向所述無線移動終端發送一般通信的通信信號，并根據設定向所述無線移動終端周期性發送按需通信的通信信號，按需通信的通信信號包括廣播數據包接收狀態詢問信息、對所述公共信息需求的詢問信息、用戶位置和周圍環境詢問信息，同時所述無線收/發信裝置接收所述無線移動終端返回的按需通信的廣播數據包接收狀態信息、所述公共信息的需求信息、用戶位置和周圍環境信息，并將用戶位置和周圍環境信息傳送給所述第一控制器(21)實現動態調節分配給所述無線移動終端的通信資源，在所述第一控制器(21)控制下，所述第一模式選擇器(11)周期性地監測所述無線收/發信裝置接收的所述公共信息需求信息，主動從所述監控設備和所述蜂窩通信網絡獲取具有大量潛在需求的所述公共信息，將所述需求信息與公共信息傳送到所述存儲設備存儲，將需求量不高的公共信息通過一般通信方式發送給所述無線移動終端，將廣播數據包接收狀態信息、用戶位置信息以及需求量高的公共信息在下一個周期發送給所述廣播設備；所述廣播設備，與廣播網、所述通信設備、所述差分GPS基準站以及所述監控設備相連，并可以向所述無線移動終端發送廣播信號，內部至少含有第二模式選擇器(12)、前向糾錯編碼器、調制器、上變頻和發射電路，以及第二控制器(22)，其中第二模式選擇器(12)設有廣播網的多媒體廣播信號的輸入端，來自所述第一控制器(21)通過所述第一模式選擇器(11)發送的廣播數據包接受狀態信息、用戶位置和環境信息以及所述公共信息的輸入端，所述差分GPS基準站的修正信息輸入端，來自所述監控設備的人流狀況信息輸入端，來自所述第二控制器(22)的選擇模式及工作信號輸入端，還設有向所述前向糾錯編碼器輸出當前廣播模式下廣播信息的碼流的輸出端，向所述第二控制器(22)輸出的廣播數據包接受狀況信息、用戶位置和周圍環境信息以及包括人流狀況在內的所述公共信息的輸出端；前向糾錯編碼器設有當前廣播模式下廣播信息的碼流的輸入端，所述第二控制器(22)發出的用于提高多媒體廣播業務質量的編碼參數的輸入端，還設有經過編碼的碼流的輸出端，調制器設有所述第二控制器(22)發出的用于提高多媒體廣播業務質量的調制參數的輸入端，經所述前向糾錯編碼器編碼后的碼流輸入端，還設有調制后的多媒體廣播信號輸出端，上變頻和發射電路設有所述控制器輸出的頻段分配信息的輸入端，所述調制后的多媒體廣播信號輸入端，還設有向無線移動終端發送廣播信號的輸出端，第二控制器(22)設有來自所述第二模式選擇器(12)的廣播數據包接收狀態信息、用戶位置和周圍環境信息的輸入端，還設有向所述第二模式選擇器(12)發送選擇模式及工作信號輸出端，向前向糾錯編碼器發送的編碼參數的輸出端，向調制器發送的調制參數的輸出端，向上變頻和發射電路發送的頻段分配信息的輸出端；所述廣播設備按以下步驟執行所述第二控制器(22)設定的廣播模式在所述廣播設備啟動后，所述控制器向所述第二模式選擇器(12)傳送模式選擇信息；所述第二模式選擇器(12)判斷當前需要實現的廣播模式若為一般廣播模式，則對廣播網的多媒體廣播信號碼流進行前向糾錯編碼、調制、上變頻到射頻端后按照大區廣播方式通過分配給多媒體廣播的頻段發送信息；若為按需廣播模式，則根據所述控制器提供的模式控制字進行按需廣播，按需廣播的內容為來自通信設備所述公共信息、差分GPS基準站的誤差修正信息以及來自所述監控設備的人流狀況信息；根據所述控制器對來自所述第二模式選擇器(12)的廣播數據包接收狀態信息、用戶位置和周圍環境信息動態調節廣播資源，若不能滿足多媒體廣播業務的服務質量QoS保證，則調整包括廣播速率、調制方式、糾錯編碼率在內的參數，再經過前向糾錯編碼、調制后以分配到的頻段發射出去；所述差分GPS定位基準站，與廣播設備相連，用于計算并將所在的差分定位誤差修正通過廣播設備發送給所述無線移動終端，向所述無線移動終端提供本地的差分GPS定位的誤差修正，增加密集人群的定位精度；所述無線移動終端，由用戶攜帶，內含無線通信裝置、廣播接收裝置、差分GPS客戶端以及至少包括電磁環境監測儀在內的環境認知裝置，用于與所述通信設備進行一般通信和按需通信，接收廣播設備發送的一般廣播和按需廣播；所述按需通信中，接收所述通信設備的廣播質量、公共信息需求、用戶位置和周圍環境的下行詢問信息，并將當前廣播質量、公共信息需求信息、用戶當前位置和周圍環境信息上行發送給所述通信設備；所述按需廣播中，接收來自所述廣播設備的公共服務信息、人流狀況信息、來自差分GPS的定位誤差修正信息，修正用戶當前位置信息；所述監控設備，至少包含一臺攝像機，連接通信設備和廣播設備，用于監控本地包括人流狀況在內的公共信息，并將得到的所述公共信息發送給所述通信設備和廣播設備。
全文摘要
面向密集人群的融合通信、廣播與定位信息的服務系統屬于信息服務系統領域，其特征在于含有安裝在具有供電能力的基礎設施上的至少一個通信設備、至少一個廣播設備、至少一個差分GPS定位基準站和至少一個監控設備，以及由用戶攜帶的至少一個無線移動終端，其中監控設備向通信設備發送包括人流狀況在內的公共特性信息，差分GPS定位站向廣播設備發送差分GPS定位信息供無線移動終端修正定位位置。本發明向稠密人流區域實現低功耗高效覆蓋，能實現集高效通信、可靠廣播和精確定位為一體的綜合信息服務，能利用無線移動終端的位置信息通過廣播與通信的結合，提供針對密集人流的實際需求信息，還能監控密集人流，提供公共安全信息。
文檔編號H04W24/00GK101969597SQ201010285550
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者吳靖, 陸建華, 陶曉明, 魏騰鵬 申請人:清華大學