专利名称：实现用户驻地区域安全监控信息传输及覆盖的方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别是在用户驻地区域接入网络中实现安全监控信息 传输及信号覆盖的技术方法。
背景技术：
在所有用户驻地区域都存在大量安全监控信息传输及信号覆盖分布的需求。例 如，居民住宅小区的防火、防盗、人身安全(遇险、急病等)、交通安全等各种安全监控信息， 需要实时传输及无缝覆盖。这些安全监控信息包括视频监控信息、烟雾告警信息、空气中燃 气(天然气或煤气)泄漏浓度等。随着社会公共设施的现代化，以及数字化家庭和个人数 字助理机(PDA)的飞速发展，不仅物业管理、小区保安需要实时掌握各种安全信息，而且不 久的将来家中无人的上班族同样需要随时了解家中是否平安无事，不用的电器是否忘了断 电，是否忘关燃气等，并能通过网络用PDA、手机或电脑等终端对家中出现的安全隐患采取 防范措施(如断开电源、关断燃气、关闭水阀等)。美国、英国、法国、西班牙、日本及韩国等国的运营商均积极为用户提供这方面的 服务。如韩国电信的数字家庭监控及联动报警系统(Nespot系统)，立足于“控制与防止”， 将有线与无线网络结合于一体。采用Nespot系统，不论用户在家还是在外，都可通过微型 监视摄像头、安装在门上的传感器、煤气泄漏传感器等，将家庭状况实时传到用户的电脑、 手机或PDA上。用户也可以远程遥控开灯，使其家中看上去有人在。紧急情况下，用户还可 以呼叫急救中心对家中的病人进行救助。因此，目前亟需一种全新的技术方法，来解决包括公众电话、综合数据业务以及本 用户驻地区域大量安全监控信息在内的诸多业务信号，在此区域内实施统一接入和无缝覆 盖，即在此驻地区域内所有场合(如居民小区内的各家各户、门卫、小区庭院等)都有着良 好的无线信号覆盖分布。但是，现有的诸多用户驻地射频业务信号接入方式由于标准不同而并不适用，或 频带窄均不能实施多网融合，不能单独构建能实施包含安全监控信息在内的多信源接入的 统一的驻地接入网。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现用户驻地区域安全监控信息传输及覆盖的方法，用于构建在安全监控信息业务信号传输网络中信号覆盖分布的系统方案。为实现上述目的，本发明提供了一种实现用户驻地区域安全监控信息传输及覆盖的方法，包括在下行方向上，将安全监控数据信号经调制和上变频转换成射频信号，与其他多业务下行射频信号在信源侧合并为一路电信号，转换为光信号后分路输出；将接收到的光信号转换成电信 号，进行滤波放大后，将安全监控射频信号发送给用户终端；在上行方向上，将用户终端的安全控制数据信号与其他多业务上行射频信号一起辐射至天线，经低噪放大和滤波后，转换成光信号输出；将接收到的多路光信号分别转换成 电信号，并合成一路电信号，然后分路成各频段的射频业务信号，将安全控制射频信号经下 变频和解调恢复成安全控制数据信号，送至对应的受控终端。
采用本发明的技术方法，可以统一接入包括安全监控信息在内的各种网络信号， 实现多网融合，彻底解决当前困扰着通信运营商高管的重复投资、重复建设问题，实现通信 基础设施的共建共享，符合建设节约型社会的国家大政方针。
图1为本发明的实施例中在安全监控信息业务传输网络中实现室内覆盖和分散 区域覆盖的系统结构图；图2为本发明的实施例中安全监控信息传输及信号覆盖方法的实现原理图；图3为本发明实施例中承载驻地用户区域包括安全监控信息在内的全部信息业 务的接入网下行信号的处理方法流程图。图4为本发明实施例中将安全监控数据信号调制、上变频变成射频信号的原理 图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优势更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述。图1为本发明实施例在安全监控信息业务传输网络中实现室内覆盖和分散区域 覆盖的系统结构图，图中“信源”包括2G和3G公众移动通信网络信号，以及微型监视摄像 头、安装在门上的传感器、煤气泄漏传感器等各种安全监控信息采集装置所采集的数据信 号；图中“用户，，包括PDA和PC及各种移动网络的用户手机等；符号“义"表示光纤；符号 “Y，，表示天线。该系统具体描述如下安全监控信息业务传输网络由业务节点、传输节点和用户节点组成。整个系统呈 树形拓扑结构，业务集中单元(业务节点)向下提供多个分支接口，可下挂最多8个传输单 元(传输节点)或用户业务接口单元(用户节点)。为实现更多更灵活地接入用户业务接 口单元，系统支持多级扩展。一级传输单元向下提供最多8个分支接口，可下挂最多8个二 级传输单元或用户业务接口单元。二级传输单元向下又提供最多8个分支接口，可下挂最 多8个三级传输单元或用户业务接口单元。依此类推，由此可形成更多级扩展传输。业务 集中单元也可以不通过传输单元直接下接用户业务接口单元。由此可以灵活组建不同规模 的驻地接入网。其中，不同网络节点位置的传输单元的结构、功能完全相同，由其所处网络 拓扑中的节点位置不同而区分其层级。由此可见，这种全光纤传输系统，设备规范划一，从 而使网络规划设计规范化、简单化。在业务汇接点(业务节点)，将微型监视摄像头、安装在门上的传感器、煤气泄漏 传感器等各种安全监控信息采集装置所采集的数据，由独立的专门装置完成调制、上变频 变成射频信号后，与其他2G、3G移动网络射频信号合并，一起经业务集中单元和全光纤传 输网络传输到用户业务接口单元的天线，辐射至移动用户手机，以及利用互联网、“蓝牙”技 术传送给PDA或PC。传输网络呈树型拓扑结构，其规模取决于用户节点数量，用户节点数小于8时，无需传输网络，用户业务接口单元直接通过光纤连接至业务集中单元；用户节点数 大于8时，传输网络中需要一级传输节点；大于64时，需要二级传输节点；更多的用户节点 需要更多级传输节点。PDA、PC利用互联网、“蓝牙”技术，将需要的控制信息与手机上行信 息一起发至用户业务接口单元相接的天线，经用户业务接口单元、全光纤传输网络、业务集 中单元，由业务集中单元之信源侧的微波分路器，分出各种频段的射频信号，其中安全控制 射频信号经由独立的专门装置完成下变频、解调恢复成数据信号后送至对应的受控装置。本发明采用的系统方案中，传输网络是全光纤传输的网络系统，其室内覆盖分布 及分散区域覆盖分布由信源汇接、光纤传输和远端覆盖三部分所组成(参见图2)。图中左 侧上部的“信源1”为输入到业务集中单元的第一个信源的下行射频业务信号，左侧下部的 “信源1”为从业务集中单元输出到第一个信源的上行射频业务信号，其余依此类推。其中， 部分信源为由微型监视摄像头、安装在门上的传感器、煤气泄漏传感器等各种安全监控信 息采集装置所采集的安全监控数据信号，须经调制、上变频变为射频信号后送至业务集中 单元的信源侧输入端；反之，在业务集中单元中分路器输出的射频安全控制信号须经下变 频、解调恢复成对应的安全控制数据信号。在用户业务接口单元的用户侧输出射频信号，经 天线辐射至各种移动网络的用户手机，或利用互联网、“蓝牙”技术传送至PDA或PC用户。 采用光纤作为传输媒介，具有超宽带、超低耗、低成本的介质特性，由其完成从信源汇接点 到各用户信号接入点的传输分布。由于无线信号在微小空间范围内所具有的重复资源特 性，用来解决无线信号的分布，将使频率资源得以重复使用。这一优势及其信号处理的低成 本特性，将覆盖分布区域划分为多个微小区域，可解决信号的均勻分布问题。在图1所示的系统中，信号的处理过程如下下行信号的处理是，将安全监控数据信号经调制装置进行调制、上变频变成射频 信号后，与其他多种业务下行射频信号在信源侧输入业务集中单元，通过其输入端的业务 合路器合并为一路电信号，再经电/光转换变为光信号，然后通过光分路器分成最多8路光 信号，经光纤分别传送到最多8个传输单元；传输单元将光信号转换成电信号，经补偿放大 后转换为光信号，再由光分路器转换成最多8路光信号，通过光纤分别送入最多8个下一级 传输单元或用户业务接口单元；用户业务接口单元重新把光信号转换成电信号，通过滤波、 放大后输出，经馈线送至天线辐射给相应覆盖区域的各种移动网络的用户手机；其中安全 监控射频信号利用“蓝牙”技术、互联网送至对应的PDA、PC用户终端。上行信号的处理是，来自手机、PDA、PC等各种用户终端的安全控制数据信号，利用 互联网、“蓝牙”技术，与其他多业务上行射频信号一起辐射至用户业务接口单元的天线，经 低噪放大、滤波后，通过光/电变换器转换成光信号，再经光纤送入传输单元；传输单元将 多路光信号分别通过光/电变换器转换成电信号，经补偿放大后通过合路器变成一路电信 号，再通过电/光变换器将此一路电信号重新转换成光信号，经光纤送入上一级传输单元 或业务集中单元；业务集中单元将多路光信号分别通过光/电变换器转换成电信号，通过 合路器变成一路电信号，然后通过业务分路器分成各种频段的射频业务信号送至对应的信 源网络；安全控制等射频信号经下变频、解调恢复成安全控制数据信号，送至对应的受控终 端，执行开灯、关灯、打开告警声响装置、关闭水阀和煤气阀等目标控制任务。为进一步说明上述流程，图3以承载用户驻地区域安全监控信息等多业务的驻地 接入网中下行信号的处理方法为例，其具体包括以下步骤
步骤301、先将安全监控数据信息调制、上变频变成射频信号，然后与其他多个信源的射频信号一起，利用对应配置的微波衰减器，将各路电平调整到大体一致后，送到业务 集中单元信源侧对应的输入端。这是因为用户终端(如手机)接收机中的自动增益控制 (Automatic Gain Control，即AGC)通常采用峰值检波、最大值控制，若输出信号幅度相差 太大，信号强的一路会将接收机增益压得很低，会导致弱信号的一路信噪比很差，甚至收不 至IJ。以两个基站信号输入为例，逐路输入，观察业务集中单元中的合路器输出端的射频信号 幅度大小，记住弱信号一路的幅度，断开之，接强信号一路，增大衰减量，使输出信号幅度与 弱信号幅度大致相等即可。实际电平范围取决于用户驻地区域环境，信号均较强或都较弱 就调节范围极小，甚至不必调节衰减器；当最强一路与最弱一路电平相差很大时，调节范围 就很大。安全监控数据信号的调制、上变频均通过独立的专用模块，其中包括幅度调制器、 晶体振荡器、倍频器、混频器、滤波器等基本电路。晶体振荡器产生等幅的副载波(正弦波) 信号，由基带数据脉冲信号对其进行幅度调制后，与晶体振荡器输出倍频到射频频段的本 振信号在混频器中混频，其输出再经滤波器滤出所需的射频信号。这载有数据信息的射频 信号，同样需要参与电平的统一调整。不过还是调整射频信号，而并非调整输入端的数据信 号电平，因此微波衰减器的位置是串接在该模块输出端和业务集中单元业务合路器的输入 端之间(参见图4)。步骤302、通过无源微波信号合并器将多种通信制式的射频信号进行合路；然后 将合并的信号进行电/光变换，变为光信号后经光分路器分成多路完全相同的光信号输 出ο步骤303、多路输出的光信号分别经由光纤送至一级传输单元。步骤304、各路光信号分别在一级传输单元中经过光/电变换，变成电信号经补 偿处理后再进行电/光变换，重新变成光信号后经光分路器分成多路完全相同的光信号输 出ο步骤305、各路输出的光信号分别经由光纤送至二级传输单元。步骤306、各路光信号在相应的二级传输单元中经过光/电变换，变成电信号经补 偿处理后再进行电/光变换，变成光信号后经光分路器分路输出。如前所述，这里的设备配置量由用户需求而定，根据用户数量确定是否需要一级、 二级或更多级传输单元。步骤307、每路光信号经由光纤送至对应的用户业务接口单元。步骤308、在用户业务接口单元中，光信号经光/电变换恢复成射频信号滤波、补 偿放大后，经射频电缆送至对应的天线，辐射给该覆盖区的各种移动网络手机等用户终端。 其中安全监控射频信号利用“蓝牙”技术、互联网送至对应的PDA、PC用户。上行信号流程与下行信号流程类似，二者主要差别在于上行时业务集中单元和传 输单元中需要多个光/电变换器，将每个下一级单元输入的多路上行光信号先分别进行光 /电变换，变成电信号后经过合路器合并成一路射频电信号。在业务集中单元中，这合成的 一路电信号经补偿处理后由业务信号分路器分离成不同频段的射频信号送至对应的信源 网络；在传输单元中，这合成的一路电信号经补偿处理后再经过电/光变换变成一路光信 号输出上行。
通过以上方法，为驻地区域用户提供了能够统一接入包括安全监控信息在内的各种网络信号的接入方案，具有高质量、低成本、低电磁污染、对环境破坏最小的诸多优势，完 成对该驻地区域内各种用户信息业务的接入接出、承载传送以及覆盖分布功能。总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
一种实现用户驻地区域安全监控信息传输及覆盖的方法，其特征在于，包括在下行方向上，将安全监控数据信号经调制和上变频转换成射频信号，与其他多业务下行射频信号在信源侧合并为一路电信号，转换为光信号后分路输出；将接收到的光信号转换成电信号，进行滤波放大后，将安全监控射频信号发送给用户终端；在上行方向上，将用户终端的安全控制数据信号与其他多业务上行射频信号一起辐射至天线，经低噪放大和滤波后，转换成光信号输出；将接收到的多路光信号分别转换成电信号，并合成一路电信号，然后分路成各频段的射频业务信号，将安全控制射频信号经下变频和解调恢复成安全控制数据信号，送至对应的受控终端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法在下行方向上进一步包括将接收到的一路光信号转换成电信号，经补偿放大后转换为光信号分路输出。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法在上行方向上进一步包括将接收到的多路光信号分别转换成电信号，分别经补偿放大后合成一路电信号，将所述一路电信号转换为光信号输出。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将安全监控数据信号经调制和上变 频转换成射频信号具体包括用晶体振荡器产生等幅的副载波信号，由基带数据脉冲信号 对所述副载波信号进行幅度调制后，与晶体振荡器输出倍频到射频频段的本振信号在混频 器中混频，其输出再经滤波器滤出所需的射频信号。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在下行方向上，将安全监控射频信号通过 蓝牙技术或互联网发送给用户终端；在上行方向上，将用户终端的安全控制数据信号通过蓝牙技术或互联网辐射至天线。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光信号分路具体包括将接收到的一 路光信号通过光分路器分成至多8路完全相同的光信号。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在下行方向上，该方法进一步包括利用 微波衰减器将各路射频信号的电平调整到一致后，送到信源侧对应的输入端。
全文摘要
本发明公开了实现用户驻地区域安全监控信息传输及覆盖的方法，在下行方向上将安全监控数据信号进行调制、上变频变成射频信号后，与其他多种业务下行射频信号合并为一路电信号，转换变为光信号后分路传送；将光信号转换成电信号，经补偿放大后再分路送入下一级传输单元或用户业务接口单元；重新把光信号转换成电信号，通过滤波、放大后输出，经馈线送至天线辐射给相应覆盖区域的各种移动网络的用户手机；其中安全监控射频信号利用“蓝牙”技术、互联网送至对应的PDA、PC用户终端。上行方向信号处理与此相反。本发明为驻地区域用户提供了接入包括安全监控信息在内的各种网络信号的方案，完成对该驻地区域内各种用户信息业务的接入接出、承载传送以及覆盖分布功能。
文档编号H04N7/18GK101814993SQ20091007842
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月20日 优先权日2009年2月20日
发明者徐罕聪, 徐鼎伟, 韩大庆 申请人:北京东方信联科技有限公司