一种无线网络对车道潮汐现象的接入系统及方法与流程

本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种无线网络对车道潮汐现象的接入系统及方法。

背景技术：

车道的潮汐现象在大中型城市的上下班通勤时段广泛存在，在城市之间的交通干道上，当节假日来临时或者在城郊结合的瓶颈路段，也广泛存在。车道潮汐现象发生时，一个方向的车道上拥堵大量的缓慢行驶的以小型汽车为主的汽车，另一个方向上基本上没有或只有极少的车辆通行，即使临时设置潮汐车道来缓解交通状况，两个方向通行的车辆数量仍然存在上述两极化的分布。这在无线网络领域中，当一个时段内出现高活跃用户的高密度和大数量的聚集时，因为接入资源的有限性，接入的成功率会降低，接入的等待时间会延长，如：一个方向上有5条左右的车道，一辆车长度大概是5米左右，潮汐现象造成的拥堵发生时，考虑到每辆车前后间距大概一共是1米左右，即在6米长的车道上大概有5辆车在缓慢爬行，假设一个5g的无线基站或微基站的覆盖直径在120米到240米，那么这个覆盖范围内大概有100到200辆车；假设每辆车上大概有2个左右的乘客(其中有部分是公交车)，大概有200到400个用户密集聚集，同时考虑到未来的车联应用，每辆汽车都有可能需要独立地接入网络，将出现接入资源紧缺的现象，同时，潮汐车道的空闲侧，有可能浪费一些接入资源。

而无线网络在用户随机接入的环节，可用的接入资源也是有限的，比如5gnr通过在不同时刻，采用不同方向的波束发送ssb(同步信号块)，通过发送完一个ssb突发集，来完成对整个小区覆盖范围的扫描，每个ssb对应了用户可能采用的一个接入资源(包括前导码时频资源分配，一个波束方向和一个可选用的前导码集合)。当用户在小区范围内出现不均衡的分布和聚集时，如果ssb突发集中的波束采用均匀的角度间隔和扫描时间间隔，那么对用户高密度聚集的区域，可能因为接入资源的紧张，而造成接入成功率下降，接入时延增大。而对于用户稀少的空闲区域，又可能浪费一些接入资源的投放。比如目前5g设计的一种典型配置是每个rachoccation最多可以使用16个ssb，ssb平均分配最多64个preamble(前导码)，即每个ssb最多可以有4个前导码供选用，允许多个用户在同一个时频资源上作接入竞争，基站根据对各个用户的接收信号强度和解调结果，选择解调质量较好的用户来作竞争解决，竞争失败的用户只能在随后重新发起接入请求。每个ssb对应的波束的发射方向，通常的使用方式是让每个ssb对应的波束方向不同，以均匀的角度间隔来完成对整个小区的扫描。那么当高活跃用户出现高密度聚集的区域，接入时的用户碰撞会加剧，接入成功率会下降。而5g标准目前并没有规定ssb波束扫描个数，频率和角度范围等具体应用方式。因此，在车道潮汐这类特定的场景下，对接入方案中包括波束赋形技术的运用方式的优化设计是必要的。

而现有技术中，有采用智能天线覆盖高速路的方法，但其针对的是高速移动切换带过短引起的掉话问题，而不是车道潮汐的接入问题，且成本较高。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种无线网络对车道潮汐现象的接入系统及方法，其可在发生车道潮汐现象时，自适应调整资源配置。

其技术方案是这样的：一种无线网络对车道潮汐现象的接入系统，其特征在于：其包括网络管理模块及与所述网络管理模块连接的无线基站，所述无线基站布置于道路上，以探测所述道路的车道上的潮汐状态信息，所述潮汐状态包括潮汐发生状态、潮汐高潮状态、潮汐消退状态；所述网络管理模块包括：

规划方案模块，储存于所述网络管理模块中，用于形成预先设计的ssb波束配置方案的选择集合；

所述ssb波束配置方案至少为以下任一项：增加所述道路的忙侧车道上的ssb波束覆盖、减少所述道路的闲侧车道上的ssb波束覆盖和调整切换参数；

解决方案自适应调整模块，与所述规划方案模块、无线基站均相连接，用于在获知车道上的动态信息后，确定调用的所述无线基站对应的最终所述ssb波束配置方案；

解决方案开启模块，与所述解决方案自适应调整模块、无线基站均相连接，用于接收车道上的动态信息后，实时开启ssb波束配置方案。

进一步地，其还包括潮汐现象感知模块，与所述解决方案开启模块、交管监控系统均相连接，用于获知潮汐信息后，传送给所述解决方案开启模块；

进一步地，所述无线基站布置于道路中央，在设定的扫描时间频率下，采集位于所述道路两侧的潮汐状态数据，以确定忙侧车道和闲侧车道；

进一步地，所述解决方案自适应调整模块包括相连接的判断单元、控制单元，所述判断单元用于通过获取的潮汐状态数据，判断是否满足预设条件，所述预设条件包括车道上潮汐现象的涨落状态数据；所述控制单元用于在所述判断单元确定满足预设条件时，根据所述ssb波束配置方案对所述无线基站对应的ssb波束进行调用配置；

进一步地，所述ssb波束配置方案中的调整切换参数包括：根据车道上潮汐现象的涨落状态数据，在不同潮汐状态时，自适应渐进改变两侧车道的ssb波束数量配比；

一种无线网络对车道潮汐现象的接入方法，其特征在于：其包括以下步骤：

s1、在潮汐现象未发生时，所述无线基站为道路两侧车道分配相同数量的ssb波束；

s2、当处于潮汐发生状态至潮汐高潮状态之间时，所述无线基站探测到道路的车道上的潮汐状态信息后，确定忙侧车道和闲侧车道，并通过所述解决方案开启模块实时开启ssb波束配置方案，即所述无线基站在两侧车道的扫描角度范围内，渐进为忙侧车道增加ssb波束，为闲侧车道减少ssb波束；当处于潮汐高潮状态至潮汐消退状态之间时，渐进减少忙侧车道增加的ssb波束，及增加闲侧车道的ssb波束，直至处于潮汐消退状态时，两侧车道的ssb波束配比数量相同。

本发明的有益效果是，其可以针对车道潮汐现象，自适应调整扫描波束的资源配置，保障车道拥堵侧的接入资源和性能，同时避免对空闲一侧车道的无效或低效地投放接入资源，具有较好的自适应性。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的ssb波束配比状态示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种无线网络对车道潮汐现象的接入系统，其包括网络管理模块及与所述网络管理模块连接的无线基站，所述无线基站布置于道路上，以探测所述道路的车道上的潮汐状态信息，所述潮汐状态包括潮汐发生状态、潮汐高潮状态、潮汐消退状态；所述网络管理模块包括：

规划方案模块，为在部署阶段即可提前涉及的解决方案，储存于所述网络管理模块中，用于形成预先设计的ssb波束配置方案的选择集合；

所述ssb波束配置方案至少为以下任一项：增加所述道路的忙侧车道上的ssb波束覆盖、减少所述道路的闲侧车道上的ssb波束覆盖和调整切换参数；所述ssb波束配置方案中的调整切换参数包括：根据车道上潮汐现象的涨落状态数据，在不同潮汐状态时，自适应渐进改变两侧车道的ssb波束数量配比；

解决方案自适应调整模块，与所述规划方案模块、无线基站均相连接，用于在获知车道上的动态信息后，确定调用的所述无线基站对应的最终所述ssb波束配置方案；

解决方案开启模块，与所述解决方案自适应调整模块、无线基站均相连接，用于接收车道上的动态信息后，实时开启ssb波束配置方案。

其还包括潮汐现象感知模块，与所述解决方案开启模块、交管监控系统(现有系统)均相连接，用于获知潮汐信息后，传送给所述解决方案开启模块；则本发明不仅可通过无线基站获取潮汐信息，还可通过交管监控系统直接获取得到潮

所述无线基站布置于道路中央隔离带，也可以位于道路的一侧，可根据实际情况布置，其在设定的扫描时间频率下，采集位于所述道路两侧的潮汐状态数据，以确定忙侧车道和闲侧车道，以及可以判断潮汐的拥堵侧方向。

所述解决方案自适应调整模块包括相连接的判断单元、控制单元，所述判断单元用于通过获取的潮汐状态数据，判断是否满足预设条件，所述预设条件包括车道上潮汐现象的涨落状态数据；所述控制单元用于在所述判断单元确定满足预设条件时，根据所述ssb波束配置方案对所述无线基站对应的ssb波束进行调用配置。

一种无线网络对车道潮汐现象的接入方法，其包括以下步骤：

s1、在潮汐现象未发生时，所述无线基站为道路两侧车道分配相同数量的ssb波束；

s2、车道潮汐现象的开始和结束，有渐进的过程，以及车道潮汐状态之中，也存在车道拥堵程度的波动，则当处于潮汐发生状态至潮汐高潮状态之间时，所述无线基站探测到道路的车道上的潮汐状态信息后，确定忙侧车道和闲侧车道，并通过所述解决方案开启模块实时开启ssb波束配置方案，即所述无线基站在两侧车道的扫描角度范围内，渐进为忙侧车道增加ssb波束，为闲侧车道减少ssb波束；当处于潮汐高潮状态至潮汐消退状态之间时，渐进减少忙侧车道增加的ssb波束，及增加闲侧车道的ssb波束，直至处于潮汐消退状态时，两侧车道的ssb波束配比数量相同。

为清楚说明，特举例说明，如图2所示，假设无线基站配置可用的ssb波束个数为16个，每个ssb由一个波束承载，在一个ssb突发集时间(如5ms)内，设定左侧车道为忙侧车道，右侧车道为闲侧车道，在左侧车道的扫描角度范围内，无线基站投入12个ssb波束，在右侧车道的扫描角度范围内，投入剩下的4个ssb波束；那么，在一个突发集时间内，完成总共16个ssb波束的扫描，在左侧的波束密度更高，每个波束负责的角度范围更小，这样每个角度范围内的信号质量更好，同时可用于接入的资源更多。

而在随着潮汐状态的改变，潮汐高潮状态转变为潮汐消退状态时，逐渐改变左右侧的ssb波束数量的配比，比如10比6，12比4，14比2等。

本发明不需要增加部署额外的设备，不会增加设备成本，不仅可以通过无线基站自身的统计测量获取车道一侧用户拥堵聚集的状态，也可以通过和异系统如交管监控系统的连接，由网络管理模块获得车道潮汐现象的状态消息，且状态消息的获取更加准确、可靠，而通过扫描波束的在不同的扫描角度范围的波束数量，来高效地利用接入资源，并且可以自适应地根据车道拥堵状态调整资源配置，具有自适应的特征。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。