CN109041097A - 热点采集设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信采集技术领域，特别涉及一种热点采集设备，包含箱体，收发天线，及设置于箱体内的电源模块、基带处理单元、射频拉远单元、功放模块、滤波器和双工器；收发天线通过馈线与箱体内的基带处理单元连接，射频拉远单元通过功放模块分别与双工器和滤波器连接，其中，射频拉远单元包含分别与基带处理单元连接的多个射频子单元，每个射频子单元设置有多个射频通道。本发明采用BBU+RRU无线移动通信宏基站侦码技术，运用仿真基站原理，模拟周边公网4G小区信号形成覆盖区域，基于4G网络采集并捕获出入覆盖区域内的手机动态信息，满足布控、防范、预警等功能需求，支持治安、交通卡口信息串并分析，为日常敏感人群数据采集提供有效的数据支持。

Description

热点采集设备

技术领域

本发明属于通信采集技术领域，特别涉及一种热点采集设备，可适用于小区等覆盖范围内的用户手机信号采集。

背景技术

现阶段对小区等区域范围内手机信号进行采集，多采用小基站技术方案。小基站主要用于补盲场景中，应用场景比较狭窄。但是，在高频率高带宽的4G时代，小基站因其可以提高整体系统容量的本质，成为第四代移动通信的重要网络组成部分。小基站可以根据其应用时的所在位置划分为三种不同类型：满足家庭应用的家用型基站、满足小型或零售企业应用的企业级/室内基站、满足公共场所应用的室外基站。但为识别敏感人群及监控目标用户，在覆盖区域内对用户手机信息进行采集过程中，小基站存在不足之处，主要有以下几点：并发处理能力差，小站方案一般为32路并发，容量小，无法应对短时间密集人流量信息采集；稳定性差，因小站是由家庭基站“femto”衍生而来，所以设备很多元器件不是工业级的，无法应对室外长时间运行。热点采集设备几乎都是在室外各种不确定的环境下运行，且全年365天，每天24小时不间断工作，设备要适应严寒酷暑，高温湿热环境；输出频点少，小站方案一般最多输出6个频点，而现阶段随着4G网络建设步伐的不断加快，三大运营商公网使用的频点不断增加，据统计运营商常用频点有10个左右，若采用同频方案，6个频点根本无法满足采集率要求；虽然有个别厂家采用宏站技术方案，但集成度不高，体积比较大，有些厂家设备甚至无法把FDD-LTE和TD-LTE集成到一起，无法做到移动、联通和电信一体化采集，施工时甚至采取“背靠背”安装方式，施工难度大，设备隐蔽性差；功放效率低，一些厂家的设备功放转化效率比较低，功耗大，10W输出工作时的峰值电流达到2A，功放转化效率低，发热量大，有稳定性隐患，与当前提倡的节能减排主旋律不相适宜。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种热点采集设备，采用BBU+RRU无线移动通信宏基站侦码技术，运用仿真基站原理，模拟周边公网4G小区信号形成覆盖区域，基于4G网络采集并捕获出入覆盖区域内的手机动态信息，便于执法部门等对敏感人群的侦控。

按照本发明所提供的设计方案，一种热点采集设备，用于采集覆盖范围内的用户手机信息特征码，并将采集到的数据通过传输通道传送至后台管理中心；该设备包含箱体，收发天线，及设置于箱体内的电源模块、基带处理单元、射频拉远单元、功放模块、滤波器和双工器；收发天线通过馈线与箱体内的基带处理单元连接，射频拉远单元通过功放模块分别与双工器和滤波器连接，其中，射频拉远单元包含分别与基带处理单元连接的多个射频子单元，每个射频子单元设置有n个射频通道，n为正整数。

上述的，射频拉远单元包含4个射频子单元，基带处理单元设有多个逻辑接口；该4个射频子单元分别通过传输线与基带处理单元的逻辑接口连接。

上述的，所述n为3，每个射频子单元通过3个射频通道发射信号。

上述的，电源模块包含用于将交流市电输入转换为直流电的电源转换子模块及用于保持输出电压恒定的稳压子模块。

上述的，所述的功放模块包含上行放大子模块和下行放大子模块，其中，上行放大子模块用于放大上行信号功率；下行放大子模块用于放大下行发射信号功率。

优选的，下行放大子模块中设置有不同功率大小的放大器。

上述的，所述的传输通道为用于与后台管理中心进行通讯的无线数据传输单元。

优选的，所述的无线数据传输单元采用虚拟专用拨号上网网络传输。

上述的，所述的设备为设置于覆盖范围内的宏基站。

上述的，所述的箱体采用一体化压铸铝制外壳。

本发明的有益效果：

本发明采用BBU+RRU无线移动通信宏基站侦码案，运用仿真基站原理，模拟中国移动、中国联通和中国电信三大运营商公网小区信息，模拟周边公网4G小区信号，在热点采集设备附近形成一个覆盖区域，当手机进入该覆盖区域后会接收到采集设备的信号，诱发手机启动小区重选，从而捕获4G手机用户特征信息的IMSI；基于4G(TD-LTE/FDD-LTE)网络技术的手机信息热点采集设备，实现对出入覆盖区域手机动态信息的全面采集和监控，是为执法部门“电信痕迹”办案手段量身定做的侦控系统；能够自动采集处于开机状态下经过或停留在覆盖区内的三大运营商4G手机用户信息，从而可以清楚地监控覆盖区内手机动态信息状态；通过与后台管理中心连接，将采集完毕后的手机信息传输至后台管理中心，后台管理中心负责接收前端采集设备的回传数据，对回传数据进行应用层的数据分析、数据存储等处理，并提供数据采集单元的远程管理、数据管理、数据查询分析等功能，从而满足布控、防范、预警等不同的应用功能需求，满足治安、交通卡口信息串并分析，为日常的办案工作提供有效的数据支持。

附图说明：

图1为实施例中热点采集设备示意图；

图2为实施例中与后台管理中心工作示意图。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明。

针对目前覆盖区域内通过小基站进行用户信息采集中出现的并发处理能力差、容量小、稳定性差、输出频点少、集成度不高、攻防效率低等情形，本发明实施例，参见图1所示，提供一种热点采集设备，用于采集覆盖范围内的用户手机信息特征码，并将采集到的数据通过传输通道传送至后台管理中心；该设备包含箱体，收发天线，及设置于箱体内的电源模块、基带处理单元、射频拉远单元、功放模块、滤波器和双工器；收发天线通过馈线与箱体内的基带处理单元连接，射频拉远单元通过功放模块分别与双工器和滤波器连接，其中，射频拉远单元包含分别与基带处理单元连接的多个射频子单元，每个射频子单元设置有n个射频通道，n为正整数。

采集经过覆盖范围内的中国移动、中国联通和中国电信4G用户手机信息特征码IMSI，并将采集到的数据通过传输通道传送至后台管理中心。采集设备主要由电源模块、LTE基带处理单元(基带板)、LTE射频拉远单元(射频板)、LTE功率放大器、多路滤波器/多路双工器等模块组成，采集设备主要负责采集布控点的手机出入信息，并向数据控制中心转发采集数据；采用宏基站技术方案，使用BBU(基带板)+RRU(射频板)架构，一个基带板(基带处理单元)可以带多块射频板(射频子单元)，每个射频板可以同时发射n路TDD-LTE和FDD-LTE射频信号。图1中，前端热点信息采集设备中，发射/接收天线和馈线悬挂在外，其余模块全部集成在机箱内，完全一体化。基带处理单元完成信号处理、信令处理、本地和远程维护等功能，处理来至射频处理单元的信号，并与后台进行数据传输、指令交互等工作；基带板可支持发射1.8G/1.9G/2.1G/2.3G/2.6GHz频段内的任意频点。射频拉远单元将基带信号转换成射频信号并进行放大发送出去，同时接收移动终端发回来的上行信号传送给基带板进一步处理。双工器和滤波器均设置为多路，其中，双工器分离FDD以及GSM上下行信号，隔离无用信号，加强发射信号的带外抑制，提高接收信号的性能指标；滤波器部分过滤TDD干扰信号，得到符合标准的纯净信号，使上下行信号更好，更有利于手机信息采集。

上述的，射频拉远单元包含4个射频子单元，基带处理单元设有多个逻辑接口；该4个射频子单元分别通过传输线与基带处理单元的逻辑接口连接。输出频点多，设备集成度高，国内最小的宏基站，适应能力强，每个基带板可以带4块射频板。

上述的，所述n为3，每个射频子单元通过3个射频通道发射信号。每个射频子单元可以同时发射三路信号，可以支持TDD-LTE在1.9/2.3/2.6GHz频段内以及FDD-LTE在1.8/2.1/2.3GHz频段内工作。每个射频板可以同时发射3路信号，每台该热点采集设备至少可以发射12个频点，可支持在Band1、Band3、Band38、Band39、Band40、Band41频段内，频点输出任意可选，组网方便，可根据任何复杂公网环境选择配置。

上述的，电源模块包含用于将交流市电输入转换为直流电的电源转换子模块及用于保持输出电压恒定的稳压子模块。市电输入的交流220V～50Hz转换为设备其他模块单元所需要的直流电，作为整个设备的供电单元，为设备基带处理单元、射频处理单元、功率放大模块等提供所需要的电压、电流；同时电源模块具备稳压功能，支持外部160～300V电压输入，保障设备在电压不稳定的环境下能够正常稳定工作。

上述的，所述的功放模块包含上行放大子模块和下行放大子模块，其中，上行放大子模块用于放大上行信号功率；下行放大子模块用于放大下行发射信号功率。负责下行发射信号放大的下行放大子模块PA，可以选用不同功率大小的放大器模块，实现不同应用环境对发射功率的需求，目前各制式PA全部采用最大10W功率输出。上行放大子模块LNA实现上行小信号的功率放大，提高上行信号的信噪比和接收灵敏度。

上述的，所述的传输通道为用于与后台管理中心进行通讯的无线数据传输单元，便于数据回传。

优选的，所述的无线数据传输单元采用虚拟专用拨号上网网络传输。支持无线2G、3GEVDO传输方式，支持VPDN加密传输，将采集到的数据经加密处理后传输回后台服务器，保证数据传输安全。

上述的，所述的设备为设置于覆盖范围内的宏基站。

上述的，所述的箱体采用一体化压铸铝制外壳。设备器件采用电信级标准，耐高温、耐严寒；信息传输通道有数据传输模块和后台接口程序完成，系统支持有线、无线多种传输方式，外壳可采用电信级材质，防护等级可达到IP65，还具备防雷、防腐能力，能够适应长期户外工作环境。尺寸和设备重量可根据实际使用需求进行设置，例如在郑州某小区内进行信号采集时候，设备重量设计为25.6kg(不含天线、馈线)，尺寸设计为490×410×230mm(长×宽×深)，体积小，便于隐蔽携带，使用效果好。

国内侦码方案中很多同类厂家多采用intel、博通、德州仪器等小基站方案，本发明中，区别于市面上的小基站方案，采用BBU(基带板)+RRU(射频板)架构的宏基站方案，支持更大的采集容量，结合芯片处理能力，能够同时支持400路手机并发，每分钟采集量可达到6000组/min，可有效应对短时间内大规模人流量的冲击；支持更高的采集效率，采集移动目标速度超过120km/h，且采集率不低于95％；同等发射功率情况下设备功耗最低(10W的功放峰值电流仅1.3A，国内最低)，整机发热量小，工作稳定性更强。即便有个别厂家采用宏基站方案，因BBU和RRU之间多是通过线缆进行连接进行数据传输，体积比较大，且一般只支持32路并发；本案申请的热点采集设备采用宏基站架构，支持400路并发，采集容量大，能够有效应对大规模人流量冲击。采用小基站方案的同类厂家，一般一个同样大小的机箱最多同时输出6个频点，若使用同频采集方案，无法应对三大运营商复杂频点区域内的手机信息采集问题，本案申请的热点采集设备中可以同时输出12个频点，几乎涵盖了工信部分配给三大运营商频段内的所有常用频点，复杂区域采集率明显高于其他厂家，且功放转化效率较高，同等发射功率情况下设备功耗国内最低，10W的功放峰值电流仅1.3A，其他厂家同样的功放峰值电流约为2A左右。功放是整个设备最主要的发热器件，其效率转化能力的大小直接关乎设备整机的发热量，极大的影响设备的工作稳定性。功放效率越高，功耗越低，整机发热量越小，设备工作越稳定，反之亦然；稳定性高，工业级元器件，稳定性更高，能够适应长时间室外恶劣环境，本案申请的热点采集设备工作温度为-40～+70°，在黑龙江省黑河市、绥化市严寒地带，广西省南宁市、河池市湿热地带，海南东方炎热地带等均做试验，证明本案热点采集设备可长期稳定运行。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种热点采集设备，其特征在于，用于采集覆盖范围内的用户手机信息特征码，并将采集到的数据通过传输通道传送至后台管理中心；该设备包含箱体，收发天线，及设置于箱体内的电源模块、基带处理单元、射频拉远单元、功放模块、滤波器和双工器；收发天线通过馈线与箱体内的基带处理单元连接，射频拉远单元通过功放模块分别与双工器和滤波器连接，其中，射频拉远单元包含分别与基带处理单元连接的多个射频子单元，每个射频子单元设置有n个射频通道，n为正整数。

2.根据权利要求1所述的热点采集设备，其特征在于，射频拉远单元包含4个射频子单元，基带处理单元设有多个逻辑接口；该4个射频子单元分别通过传输线与基带处理单元的逻辑接口连接。

3.根据权利要求1或2所述的热点采集设备，其特征在于，所述n为3，每个射频子单元通过3个射频通道发射信号。

4.根据权利要求1所述的热点采集设备，其特征在于，电源模块包含用于将交流市电输入转换为直流电的电源转换子模块及用于保持输出电压恒定的稳压子模块。

5.根据权利要求1所述的热点采集设备，其特征在于，所述的功放模块包含上行放大子模块和下行放大子模块，其中，上行放大子模块用于放大上行信号功率；下行放大子模块用于放大下行发射信号功率。

6.根据权利要求5所述的热点采集设备，其特征在于，下行放大子模块中设置有不同功率大小的放大器。

7.根据权利要求1所述的热点采集设备，其特征在于，所述的传输通道为用于与后台管理中心进行通讯的无线数据传输单元。

8.根据权利要求7所述的热点采集设备，其特征在于，所述的无线数据传输单元采用虚拟专用拨号上网网络传输。

9.根据权利要求1所述的热点采集设备，其特征在于，所述的设备为设置于覆盖范围内的宏基站。

10.根据权利要求1所述的热点采集设备，其特征在于，所述的箱体采用一体化压铸铝制外壳。