關(guān)于水運(yùn)碼頭無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)方案研究論文
港口碼頭具有復(fù)雜的地理位置和特殊功能的特質(zhì)，致使傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)不便充分利用。對(duì)此，無(wú)線通訊系統(tǒng)解決方案來(lái)承載港口碼頭的信息化建設(shè)顯得格為重要。其中，時(shí)分同步的碼分多址技術(shù)國(guó)際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的成功商用有望能夠解決這個(gè)問(wèn)題，而我國(guó)作為這一技術(shù)的提出者和核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)者，直接具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可以充分借助技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和得到國(guó)家產(chǎn)業(yè)的支持。國(guó)家在公路水路交通運(yùn)輸信息化“十二五”發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中已經(jīng)明確提出：注重新技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用的研究，同時(shí)緊密跟蹤現(xiàn)代新興信息技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。所以，無(wú)論是內(nèi)陸碼頭，還是進(jìn)出口碼頭，都對(duì)港口碼頭信息數(shù)字化業(yè)務(wù)的建設(shè)提出越來(lái)越高的要求，同時(shí)建立數(shù)字信息化港口已成為業(yè)務(wù)發(fā)展的一大趨勢(shì)。根據(jù)港口碼頭業(yè)務(wù)位置靈活多變、業(yè)務(wù)需求增加、頻發(fā)各類(lèi)突發(fā)性事件以及不便鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，提出一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)通信解決方案。
1、水運(yùn)碼頭通信需求
1.1碼頭通信建設(shè)難題碼頭的信息化建設(shè)
所面臨的棘手問(wèn)題是碼頭建設(shè)布局非常復(fù)雜，作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)禁止架空明線，而近海作業(yè)區(qū)因?yàn)槭芎３钡挠绊懸膊贿m合大面積鋪設(shè)光纜，因此搭建有線的通信網(wǎng)絡(luò)不是最佳的選擇。針對(duì)碼頭作業(yè)機(jī)械和其他車(chē)輛的轉(zhuǎn)運(yùn)，更需要能夠支持移動(dòng)作業(yè)的業(yè)務(wù)支撐通信網(wǎng)絡(luò)。利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)一種通信信息化平臺(tái)，是非常實(shí)用而有效的。
1.2碼頭有線組網(wǎng)的劣勢(shì)
1.2.1有線網(wǎng)絡(luò)存在的劣勢(shì)。碼頭區(qū)域有著復(fù)雜的地理環(huán)境和特殊的作業(yè)功能，造成碼頭作業(yè)區(qū)域無(wú)法鋪設(shè)和利用有線網(wǎng)絡(luò)，由此導(dǎo)致了傳統(tǒng)有線通信網(wǎng)絡(luò)利用的不便性，也制約了通信業(yè)務(wù)的發(fā)展。
1.2.2特定場(chǎng)景無(wú)法網(wǎng)絡(luò)布線。針對(duì)港口碼頭和物流中心等特定場(chǎng)景，碼頭水面區(qū)域無(wú)法進(jìn)行有線網(wǎng)絡(luò)的搭建。堆場(chǎng)和貨場(chǎng)作為物流集散中心，會(huì)隨時(shí)進(jìn)行裝卸，由此會(huì)產(chǎn)生堆放高度、體積、占地面積的動(dòng)態(tài)變化，因此增加了網(wǎng)絡(luò)布線難度系數(shù)，同時(shí)也成為阻礙和影響正常作業(yè)效率的一大因素。
1.3碼頭無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的特性
1.3.1無(wú)線通信的強(qiáng)適應(yīng)性。為滿(mǎn)足各類(lèi)業(yè)務(wù)需求，碼頭中會(huì)存在繁多的臨時(shí)辦公點(diǎn)，大多辦公點(diǎn)的特點(diǎn)是一次性使用，因此有線通信接入的方式具有自身的弊端。在此情況下采用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)進(jìn)行接入，非常適合臨時(shí)辦公點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)合，同時(shí)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)具有的非視距、大容量、靈活方便快捷等特點(diǎn)，更能提供多種業(yè)務(wù)。
1.3.2無(wú)線接入的靈活性。在港口碼頭和物流堆場(chǎng)的工作環(huán)境中，裝卸船和作業(yè)車(chē)輛的位置變動(dòng)異常頻繁。特別是在實(shí)際作業(yè)過(guò)程的特定環(huán)境下，無(wú)法鋪設(shè)有線通信網(wǎng)絡(luò)，需要通過(guò)無(wú)線通信的接入方式來(lái)靈活解決。而此時(shí)，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)恰恰能很好的滿(mǎn)足此需求，并且具有高度移動(dòng)性、抗電磁干擾性、網(wǎng)絡(luò)架設(shè)安全與維護(hù)便捷等諸多特點(diǎn)。
1.3.3無(wú)線通信強(qiáng)保障性。各類(lèi)港口碼頭和物流中心占地面積廣泛，參與作業(yè)人員眾多，一旦發(fā)生不可抗力或意外事故出現(xiàn)有線中斷的通信故障，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不必要的人員傷亡。因此，獨(dú)立的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可提供實(shí)時(shí)的通訊保障能力。
1.3.4外圍設(shè)備互聯(lián)便捷性�，F(xiàn)有的碼頭通信方案，包括無(wú)線接入設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口、互聯(lián)互通的設(shè)計(jì)，其通信的傳輸方案都是采用傳統(tǒng)異步傳輸模式技術(shù)為基礎(chǔ)的。通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與系統(tǒng)內(nèi)部其他網(wǎng)元聯(lián)接時(shí)采用以太接口和光纖接口的聯(lián)接方式，這種方式為設(shè)備通信提供了更方便通用的傳輸協(xié)議機(jī)制，同時(shí)提供更寬的帶寬，便于碼頭現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡，同時(shí)也保證了設(shè)備間的互聯(lián)互通。港口無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，設(shè)備內(nèi)部通信通過(guò)高速背板總線的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2、水運(yùn)碼頭通信網(wǎng)絡(luò)方案研究
水運(yùn)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)主要由以下部分組成：
2.1基站系統(tǒng)，由基站系統(tǒng)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)地面上無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，搭建終端與網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通道。
2.2核心網(wǎng)系統(tǒng)包括核心交換機(jī)、基站控制器、調(diào)度臺(tái)。
核心交換機(jī)主要是用來(lái)完成系統(tǒng)核心交換和調(diào)度功能的設(shè)備�；究刂破骺梢詫�(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的接入控制、擁塞控制、安全保密以及移動(dòng)性相關(guān)的尋呼信令控制功能，以及無(wú)線資源配置、動(dòng)態(tài)信道分配、功率控制等無(wú)線資源管理功能，調(diào)度臺(tái)是調(diào)度員進(jìn)行業(yè)務(wù)操作和管理的平臺(tái)。
2.3終端設(shè)備，包括用戶(hù)終端設(shè)備和移動(dòng)手持終端。
港口碼頭無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用多種關(guān)鍵算法技術(shù)，由此來(lái)保證通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信能力。功率控制采用外環(huán)功率控制技術(shù)核心算法，在跟隨信道變化及控制的精確性方面具有優(yōu)良的性能，能夠有效地提高通信質(zhì)量。智能天線可提高上行接收靈敏度，增加下行覆蓋范圍，使用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量和質(zhì)量三方面獲得最優(yōu)效果。切換方面可根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和終端的移動(dòng)特性，在接力切換和硬切換間采用靈活的策略，最大限度地改善通話質(zhì)量，降低掉話率。信道分配采用動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)，根據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量的要求和負(fù)載狀況，負(fù)載控制有效地平衡移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)之間的負(fù)載，同時(shí)對(duì)業(yè)務(wù)接入起到很好的控制作用。同時(shí)，為了抑制相鄰小區(qū)的同頻干擾，采用頻率優(yōu)化的動(dòng)態(tài)信道分配方法，使得分布在干擾帶內(nèi)不同小區(qū)的用戶(hù)，盡量使用不同的頻點(diǎn)和時(shí)隙，在保證用戶(hù)通信需求的前提下，提高無(wú)線信道帶寬的利用率。分組調(diào)度調(diào)整非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的下行鏈路或上行鏈路所使用的資源，靈活地分配帶寬，保證用戶(hù)的通信需求。網(wǎng)絡(luò)安全性方面，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)針對(duì)終端用戶(hù)可利用IMEI，IMSI及SIM卡進(jìn)行認(rèn)證。要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)確定采用單一的認(rèn)證方式還是多種組合方式。其中用戶(hù)所屬的SIM卡存儲(chǔ)信息需要與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的信息一致，終端才能被接入網(wǎng)絡(luò)并正常運(yùn)行。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的是我國(guó)自主的通信標(biāo)準(zhǔn)，其核心技術(shù)完全為國(guó)內(nèi)所掌握，可避免非我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)置和安全相關(guān)的各種問(wèn)題，同時(shí)為國(guó)家安全保駕護(hù)航。
3、結(jié)論
通過(guò)分析當(dāng)前港口碼頭業(yè)務(wù)和組網(wǎng)的需求，以無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，針對(duì)碼頭行業(yè)的通信問(wèn)題和需求提出了基于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案。此方案可有效解決當(dāng)前碼頭的通信安全性、實(shí)時(shí)性和有效性。結(jié)果表明：無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)解決方案具有極強(qiáng)的可行性，能有效解決當(dāng)前港口碼頭的通信問(wèn)題，并能更好地滿(mǎn)足港口數(shù)字化業(yè)務(wù)建設(shè)需求。
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