關于水運碼頭無線通信網(wǎng)絡方案研究論文
港口碼頭具有復雜的地理位置和特殊功能的特質，致使傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡不便充分利用。對此，無線通訊系統(tǒng)解決方案來承載港口碼頭的信息化建設顯得格為重要。其中，時分同步的碼分多址技術國際移動通信標準的成功商用有望能夠解決這個問題，而我國作為這一技術的提出者和核心技術的開發(fā)者，直接具有自主知識產(chǎn)權，可以充分借助技術的優(yōu)勢和得到國家產(chǎn)業(yè)的支持。國家在公路水路交通運輸信息化“十二五”發(fā)展規(guī)劃當中已經(jīng)明確提出：注重新技術在行業(yè)應用的研究，同時緊密跟蹤現(xiàn)代新興信息技術發(fā)展的趨勢。所以，無論是內陸碼頭，還是進出口碼頭，都對港口碼頭信息數(shù)字化業(yè)務的建設提出越來越高的要求，同時建立數(shù)字信息化港口已成為業(yè)務發(fā)展的一大趨勢。根據(jù)港口碼頭業(yè)務位置靈活多變、業(yè)務需求增加、頻發(fā)各類突發(fā)性事件以及不便鋪設有線網(wǎng)絡的現(xiàn)狀，提出一種無線通信網(wǎng)絡通信解決方案。
1、水運碼頭通信需求
1.1碼頭通信建設難題碼頭的信息化建設
所面臨的棘手問題是碼頭建設布局非常復雜，作業(yè)區(qū)范圍內禁止架空明線，而近海作業(yè)區(qū)因為受海潮的影響也不適合大面積鋪設光纜，因此搭建有線的通信網(wǎng)絡不是最佳的選擇。針對碼頭作業(yè)機械和其他車輛的轉運，更需要能夠支持移動作業(yè)的業(yè)務支撐通信網(wǎng)絡。利用無線網(wǎng)絡技術來設計一種通信信息化平臺，是非常實用而有效的。
1.2碼頭有線組網(wǎng)的劣勢
1.2.1有線網(wǎng)絡存在的劣勢。碼頭區(qū)域有著復雜的地理環(huán)境和特殊的作業(yè)功能，造成碼頭作業(yè)區(qū)域無法鋪設和利用有線網(wǎng)絡，由此導致了傳統(tǒng)有線通信網(wǎng)絡利用的不便性，也制約了通信業(yè)務的發(fā)展。
1.2.2特定場景無法網(wǎng)絡布線。針對港口碼頭和物流中心等特定場景，碼頭水面區(qū)域無法進行有線網(wǎng)絡的搭建。堆場和貨場作為物流集散中心，會隨時進行裝卸，由此會產(chǎn)生堆放高度、體積、占地面積的動態(tài)變化，因此增加了網(wǎng)絡布線難度系數(shù)，同時也成為阻礙和影響正常作業(yè)效率的一大因素。
1.3碼頭無線通信網(wǎng)絡的特性
1.3.1無線通信的強適應性。為滿足各類業(yè)務需求，碼頭中會存在繁多的臨時辦公點，大多辦公點的特點是一次性使用，因此有線通信接入的方式具有自身的弊端。在此情況下采用無線通信網(wǎng)絡通信系統(tǒng)進行接入，非常適合臨時辦公點的應用場合，同時無線通信網(wǎng)絡具有的非視距、大容量、靈活方便快捷等特點，更能提供多種業(yè)務。
1.3.2無線接入的靈活性。在港口碼頭和物流堆場的工作環(huán)境中，裝卸船和作業(yè)車輛的位置變動異常頻繁。特別是在實際作業(yè)過程的特定環(huán)境下，無法鋪設有線通信網(wǎng)絡，需要通過無線通信的接入方式來靈活解決。而此時，無線通信網(wǎng)絡通信系統(tǒng)恰恰能很好的滿足此需求，并且具有高度移動性、抗電磁干擾性、網(wǎng)絡架設安全與維護便捷等諸多特點。
1.3.3無線通信強保障性。各類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)濟損失和不必要的人員傷亡。因此，獨立的無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)可提供實時的通訊保障能力。
1.3.4外圍設備互聯(lián)便捷性�，F(xiàn)有的碼頭通信方案，包括無線接入設備、網(wǎng)絡接口、互聯(lián)互通的設計，其通信的傳輸方案都是采用傳統(tǒng)異步傳輸模式技術為基礎的。通信網(wǎng)絡設備與系統(tǒng)內部其他網(wǎng)元聯(lián)接時采用以太接口和光纖接口的聯(lián)接方式，這種方式為設備通信提供了更方便通用的傳輸協(xié)議機制，同時提供更寬的帶寬，便于碼頭現(xiàn)有網(wǎng)絡的過渡，同時也保證了設備間的互聯(lián)互通。港口無線通信網(wǎng)絡業(yè)務采用先進的設計平臺，設備內部通信通過高速背板總線的方式來實現(xiàn)。
2、水運碼頭通信網(wǎng)絡方案研究
水運無線通信網(wǎng)絡通信系統(tǒng)主要由以下部分組成：
2.1基站系統(tǒng)，由基站系統(tǒng)設備來實現(xiàn)地面上無線網(wǎng)絡覆蓋，搭建終端與網(wǎng)絡的無線通道。
2.2核心網(wǎng)系統(tǒng)包括核心交換機、基站控制器、調度臺。
核心交換機主要是用來完成系統(tǒng)核心交換和調度功能的設備。基站控制器可以實現(xiàn)系統(tǒng)的接入控制、擁塞控制、安全保密以及移動性相關的尋呼信令控制功能，以及無線資源配置、動態(tài)信道分配、功率控制等無線資源管理功能，調度臺是調度員進行業(yè)務操作和管理的平臺。
2.3終端設備，包括用戶終端設備和移動手持終端。
港口碼頭無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，采用多種關鍵算法技術，由此來保證通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的通信能力。功率控制采用外環(huán)功率控制技術核心算法，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，使用戶在網(wǎng)絡覆蓋、容量和質量三方面獲得最優(yōu)效果。切換方面可根據(jù)無線網(wǎng)絡信號和終端的移動特性，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量，降低掉話率。信道分配采用動態(tài)信道分配技術，根據(jù)業(yè)務的服務質量的要求和負載狀況，負載控制有效地平衡移動網(wǎng)絡小區(qū)之間的負載，同時對業(yè)務接入起到很好的控制作用。同時，為了抑制相鄰小區(qū)的同頻干擾，采用頻率優(yōu)化的動態(tài)信道分配方法，使得分布在干擾帶內不同小區(qū)的用戶，盡量使用不同的頻點和時隙，在保證用戶通信需求的前提下，提高無線信道帶寬的利用率。分組調度調整非實時業(yè)務的下行鏈路或上行鏈路所使用的資源，靈活地分配帶寬，保證用戶的通信需求。網(wǎng)絡安全性方面，無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)針對終端用戶可利用IMEI，IMSI及SIM卡進行認證。要根據(jù)實際需求來確定采用單一的認證方式還是多種組合方式。其中用戶所屬的SIM卡存儲信息需要與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中保存的信息一致，終端才能被接入網(wǎng)絡并正常運行。無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)采用的是我國自主的通信標準，其核心技術完全為國內所掌握，可避免非我國標準所設置和安全相關的各種問題，同時為國家安全保駕護航。
3、結論
通過分析當前港口碼頭業(yè)務和組網(wǎng)的需求，以無線通信網(wǎng)絡技術為基礎，針對碼頭行業(yè)的通信問題和需求提出了基于無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)方案。此方案可有效解決當前碼頭的通信安全性、實時性和有效性。結果表明：無線通信網(wǎng)絡解決方案具有極強的可行性，能有效解決當前港口碼頭的通信問題，并能更好地滿足港口數(shù)字化業(yè)務建設需求。
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