專利名稱：一種選擇基站的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種用戶終端選擇基站的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線區(qū)域網(wǎng)(Wireless Regional Area Network，WRAN)致力于在47MHz-910MHz帶寬之間的VHF/UHF(甚高頻/特高頻)電視廣播信道上采用未使用的電視廣播信道，基于無干擾情況，在農(nóng)村、偏遠地區(qū)和低人口密度地區(qū)提供類似于非對稱數(shù)字用戶環(huán)路(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)和電纜調(diào)制解調(diào)技術(shù)的寬帶接入能力。在1.25人/km2或以上類型區(qū)域內(nèi)，系統(tǒng)的典型覆蓋范圍為33km(4瓦特CPE有效的等方向性發(fā)射功率)，如果允許更高站址基站的功率進入調(diào)整區(qū)域，其最大覆蓋范圍可達100km。
WRAN系統(tǒng)是一種免許可運營(license-exempt operation)的系統(tǒng)，目的是使用一種稱為感知無線電的技術(shù)，將分配給電視廣播的VHF/UHF頻帶(北美為54MHz～862MHz)的頻率用作寬帶訪問線路，尋找許可用戶(LU)的空閑頻帶進行通信，比如在無線數(shù)字電視(DTV)的VHF/UHF等許可頻帶中，尋找沒有被占用的頻段作為WRAN網(wǎng)絡(luò)的承載頻段。這是繼2002年實現(xiàn)民用的“超帶寬(Ultra Wideband，UWB)”之后又一新的無線頻率應(yīng)用技術(shù)。同時，WRAN系統(tǒng)之間也都是免許可的，可以被多個運營商使用。
WRAN系統(tǒng)沒有在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中預(yù)先對各基站的覆蓋范圍進行規(guī)定，因此，有可能存在不同基站的覆蓋范圍有重疊的現(xiàn)象，即存在基站同頻重疊區(qū)域。重疊區(qū)域有可能存在同頻干擾，會對CPE(Consumer Premise Equipment，用戶設(shè)備或稱用戶終端)選擇服務(wù)BS(Base Station，基站)造成影響。
CPE接入網(wǎng)絡(luò)時首先要選擇服務(wù)BS。在選擇服務(wù)BS之前，CPE需要進入網(wǎng)絡(luò)并且和BS進行協(xié)商，這個過程稱之為網(wǎng)絡(luò)接入和初始化。在這個過程中，CPE需要確保在它和BS通信前，它們之間的通信不會對已有用戶造成干擾。因此，當CPE需要接入網(wǎng)絡(luò)的時候，第一個任務(wù)就是掃描信道集合尋找可以使用的空閑信道，如果發(fā)現(xiàn)合適的信道，那么CPE就和該信道對應(yīng)的BS建立連接，進行網(wǎng)絡(luò)接入和初始化操作。網(wǎng)絡(luò)接入和初始化操作可以按照以下步驟進行1、CPE掃描信道，搜索由BS發(fā)送的SCH(Supframe Control Header，超幀控制頭)信息；2、CPE獲得SCH信息后確認信道允許使用(不會對已有用戶造成干擾)；3、CPE和BS建立同步；4、CPE從UCD(UL Channel Descriptor，上行信道描述符)信息中獲得發(fā)射參數(shù)；5、CPE完成尋呼并且和BS協(xié)商自己的通信能力；6、認證CPE完成密鑰交換；7、完成注冊；8、CPE和BS建立連接。
建立連接之后，CPE就選擇該BS作為服務(wù)BS，進行數(shù)據(jù)傳輸和通信。
以上是BS之間沒有重疊時，CPE如何接入網(wǎng)絡(luò)和初始化，并且選擇服務(wù)BS的過程。由于BS之間沒有覆蓋重疊，所以CPE就不存在選擇哪個BS作為服務(wù)BS的問題。但是當多個BS同頻覆蓋，BS同頻重疊區(qū)域存在多個CPE，BS之間并不互相覆蓋時，如圖1所示(可有多個BS重疊，圖1中只畫出兩個BS重疊的情況)，在這種情況下，當重疊區(qū)域的CPE處于活動狀態(tài)的時候，BS可以利用同頻重疊區(qū)域內(nèi)活動的CPE進行橋接，實現(xiàn)BS之間的同步、共存，從而消除重疊區(qū)域的干擾；但是如果同頻重疊區(qū)域的CPE都處于休眠狀態(tài)，也就是說BS之間無法通過重疊區(qū)域的CPE進行協(xié)商通信、實現(xiàn)共存，那么BS之間的重疊區(qū)域就存在干擾。此時，如果同頻重疊區(qū)域的某個CPE開機，需要尋找服務(wù)BS的時候，由于重疊區(qū)域存在干擾，將會使得CPE無法使用正常的方法選擇服務(wù)BS，并且與BS建立連接。
為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種基站在其他空閑信道上周期廣播控制信息，以使CPE選擇BS并與其建立連接的方案。
該方案建議如果CPE由于干擾無法解碼基站在當前業(yè)務(wù)信道上的信息，無法建立和BS的連接時，CPE就將感應(yīng)其他的信道來獲得BS的廣播控制信息。如果CPE在帶外獲得BS的廣播控制信息，那么CPE就可以從中知道自己的當前業(yè)務(wù)信道ID。如果當前的業(yè)務(wù)信道也被感應(yīng)并且發(fā)現(xiàn)無法解碼時，CPE就利用帶外的上行鏈路向BS發(fā)送報告，BS在收到CPE的報告后，就改變當前的業(yè)務(wù)信道到其他的可用信道上，重新和CPE建立連接。
但是，這種方案中，由于需要BS周期性的在其他所有空閑信道上廣播控制信息，造成系統(tǒng)的利用率顯著下降，并且會影響其他CPE業(yè)務(wù)的QoS(Qualityof Service，業(yè)務(wù)質(zhì)量)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種選擇服務(wù)基站的方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中由基站周期性在所有空閑信道上廣播控制信息，以使用戶終端選擇服務(wù)基站所造成的系統(tǒng)利用率下降、影響其他用戶設(shè)備業(yè)務(wù)質(zhì)量的問題。
本發(fā)明另提供一種無線通信系統(tǒng)。
本發(fā)明方法包括A、用戶終端搜索基站發(fā)送的信息并解析，根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站間的干擾；若不存在干擾，則執(zhí)行步驟D；若存在干擾，則執(zhí)行步驟B-D；B、所述用戶終端向各基站上報其自身信息和存在干擾的情況，并與各基站建立連接；C、各基站通過所述用戶終端橋接，進行幀同步，消除干擾；D、用戶終端根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則選擇基站作為其服務(wù)基站。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，所述步驟A中，所述用戶終端搜索基站發(fā)送的信息并解析，根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站同頻重疊區(qū)內(nèi)基站間的干擾。
所述步驟A中，用戶終端搜索基站發(fā)送的超幀控制頭信息；若用戶終端解析出多個基站發(fā)送的超幀控制頭信息，則判斷不存在基站同頻重疊區(qū)內(nèi)基站間的干擾；否則判斷存在基站同頻重疊區(qū)內(nèi)基站間的干擾。
上述方法中，當基站同頻重疊區(qū)內(nèi)基站間存在干擾時，若用戶終端解析出各基站發(fā)送的上行MAP信息，則所述步驟B包括B11、用戶終端通過所述各基站發(fā)送的上行MAP信息指配的上行資源，分別向各基站上報自身的信息和存在干擾的情況；B12、各基站分別為用戶終端分配通信資源，與用戶終端建立連接。
用戶終端通過緊急共存環(huán)境窗，攜帶報告的信息。
上述方法中，若用戶終端未解析出上行MAP信息，則解析各基站的前導(dǎo)信息，并確定超幀控制頭的位置。
通過解析各基站的偽隨機序列碼確定超幀的幀頭起始時間，并根據(jù)幀頭起始時間確定超幀控制頭的位置。
上述方法中，所述步驟B包括B21、用戶終端在各基站的超幀控制頭后的固定時隙向基站上報其自身的信息和存在干擾的情況；B22、各基站在無線通信系統(tǒng)的帶外信道上向用戶終端反饋確認消息；B23、用戶終端收到確認消息后，在對應(yīng)信道上與各基站建立連接。
所述超幀控制頭后的固定時隙為超幀控制頭后的第一幀的最后一個時隙。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，所述步驟C中，所述各基站通過用戶終端橋接，進行幀同步，包括步驟
C1、用戶終端獲取各小區(qū)發(fā)送的信息，記錄幀偏移，并上報給其他基站；C2、接收到所述幀偏移的基站根據(jù)幀偏移分別與相應(yīng)基站進行幀同步。
所述步驟C1中，所述用戶終端獲取各小區(qū)發(fā)送的信息，包括用戶終端在其空閑時檢測各小區(qū)基站或用戶終端發(fā)送的信標信息或超幀控制頭信息；或用戶終端在自共存靜默期檢測各小區(qū)基站或用戶終端發(fā)送的自共存信息；或用戶終端接收各小區(qū)基站或用戶終端發(fā)送的攜帶自共存信息的自共存窗。
所述步驟C1中，上報給基站的幀偏移為接收幀偏移。
所述步驟C1中，基站收到所述幀偏移后，根據(jù)預(yù)先定義的收斂法則判斷是否啟動幀同步。
所述步驟C2中，基站分配一個新的超幀，實現(xiàn)幀同步。
基站根據(jù)計算出的幀滑動值、符號滑動值和滑動方向，分配所述新的超幀。
所述新分配的超幀攜帶或不攜帶數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，所述步驟C中，基站完成幀同步后，通過所述用戶終端進行橋接通信，調(diào)整各自的頻點。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，所述步驟D中，所述預(yù)先設(shè)定的規(guī)則為根據(jù)基站的功率大小選擇服務(wù)基站。
選擇功率最大的基站作為服務(wù)基站。
若所述功率最大的基站有多個，則用戶終端按照默認設(shè)置從該多個基站中選擇一個基站作為其服務(wù)基站。
本發(fā)明提供的系統(tǒng)，包括用戶終端、基站、接入服務(wù)網(wǎng)和連接服務(wù)網(wǎng)；所述基站包括同步模塊；所述用戶終端還包括信號接收/解析模塊、干擾判斷模塊、報告生成/發(fā)送模塊和服務(wù)基站選擇模塊；所述基站還包括報告處理模塊；所述信號接收/解析模塊與所述干擾判斷模塊連接，接收基站發(fā)送的信息并解析，將解析結(jié)果發(fā)送到所述干擾判斷模塊；所述干擾判斷模塊分別與所述服務(wù)基站選擇模塊和所述報告生成/發(fā)送模塊連接，根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站之間的干擾，若不存在，則啟動所述服務(wù)基站選擇模塊選擇服務(wù)基站；否則，啟動所述報告生成/發(fā)送模塊發(fā)送報告；所述報告生成/發(fā)送模塊與所述報告處理模塊連接，根據(jù)所述干擾判斷模塊的判斷結(jié)果生成包含用戶終端信息和存在干擾情況的報告，并發(fā)送到所述報告處理模塊；所述報告處理模塊與所述同步模塊連接，對接收到的報告進行處理，建立基站和用戶終端間的連接，并啟動所述同步模塊進行基站間的同步操作；所述同步模塊與所述服務(wù)基站選擇模塊連接，同步操作處理完成后，啟動所述服務(wù)基站選擇模塊選擇服務(wù)基站；所述服務(wù)基站選擇模塊中預(yù)先設(shè)定服務(wù)基站的選擇規(guī)則，根據(jù)該規(guī)則選擇服務(wù)基站。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，所述干擾判斷模塊根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站之間的干擾，具體為根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在用戶終端所在的同頻重疊區(qū)內(nèi)各基站間的干擾。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，所述信號接收/解析模塊包括超幀控制頭解析子模塊、上行MAP解析子模塊和前導(dǎo)信息解析子模塊，分別與所述干擾判斷模塊連接；當所述超幀控制頭解析子模塊解析出各基站發(fā)送的超幀控制頭信息時，將解析結(jié)果發(fā)送到所述干擾判斷模塊；當所述超幀控制頭解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的超幀控制頭信息，而所述上行MAP解析子模塊解析出各基站發(fā)送的上行MAP信息時，所述上行MAP解析子模塊將解析結(jié)果發(fā)送到所述干擾判斷模塊；當所述超幀控制頭解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的超幀控制頭信息，且所述上行MAP解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的上行MAP信息時，所述前導(dǎo)信息解析子模塊解析各基站發(fā)送的前導(dǎo)信息，并將解析結(jié)果發(fā)送到所述干擾判斷模塊。
上述系統(tǒng)中，所述干擾判斷模塊接收到所述超幀控制頭解析子模塊的解析結(jié)果后，判斷基站間不存在干擾；接收到所述上行MAP解析子模塊或所述前導(dǎo)信息解析子模塊的解析結(jié)果后，判斷基站間存在干擾，并將解析結(jié)果發(fā)送到所述報告生成/發(fā)送模塊。
上述系統(tǒng)中，所述報告處理模塊包括第一資源分配子模塊和第二資源分配子模塊；所述報告生成/發(fā)送模塊根據(jù)上行MAP解析結(jié)果生成報告并發(fā)送到所述報告處理模塊；所述第一資源分配子模塊分配基站與用戶終端間的資源，與用戶終端建立連接；所述報告生成/發(fā)送模塊根據(jù)前導(dǎo)信息解析結(jié)果生成報告并發(fā)送到所述報告處理模塊；所述第二資源分配子模塊分配無線通信系統(tǒng)帶外的資源作為基站與用戶終端間的資源，在無線通信系統(tǒng)帶外與用戶終端建立連接。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，所述服務(wù)基站選擇模塊中預(yù)先設(shè)定根據(jù)基站功率大小選擇服務(wù)基站的規(guī)則。
本發(fā)明的有益效果如下(1)本發(fā)明通過位于基站同頻重疊區(qū)內(nèi)的用戶終端開機或從非激活狀態(tài)到激活狀態(tài)時，以該用戶終端作為橋接，進行各基站的同步，然后通過功率選擇服務(wù)基站，從而解決了同頻重疊區(qū)域沒有活動用戶終端時，處于其中的用戶終端選擇服務(wù)基站的問題。
(2)本發(fā)明中，用戶終端根據(jù)接收到的各基站的信號，判斷基站同頻重疊區(qū)是否存在干擾以及干擾的程度，分別進行不同的處理，實現(xiàn)了各種場景下都可以進行服務(wù)基站的選擇。
(3)由于偽隨機序列易于檢測，即使基站間同頻重疊區(qū)域存在嚴重干擾，本發(fā)明依然可通過檢測偽隨機序列來推導(dǎo)出超幀前導(dǎo)信號，以此確定超幀控制頭，并利用超幀控制頭后的幀通知基站，使基站為用戶終端分配帶外資源，建立連接，實現(xiàn)通過用戶終端進行橋接通信，進行基站間的同步，從而最終實現(xiàn)服務(wù)基站的選擇。
(4)本發(fā)明中，基站不需要在空閑信道上周期性的發(fā)送廣播控制信息，從而比現(xiàn)有技術(shù)提高了系統(tǒng)的頻譜效率，節(jié)省了帶寬，并且不會影響其他用戶業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中同頻重疊區(qū)域內(nèi)存在CPE的示意圖；圖2為本發(fā)明BS同頻重疊區(qū)域內(nèi)的CPE重新選擇服務(wù)BS的流程圖；圖3為通過相關(guān)運算辨識前導(dǎo)信號的檢測性能圖；圖4為BS前導(dǎo)信號不重合，PN序列一樣時的檢測圖；圖5為BS前導(dǎo)信號不重合，PN序列不一樣時的檢測圖；圖6為BS前導(dǎo)信號重合，PN序列不一樣時的檢測圖；圖7為BS前導(dǎo)信號重合，PN序列一樣時的檢測圖；圖8為本發(fā)明以CPE作為橋接進行BS間幀同步的過程示意圖；圖9為本發(fā)明的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種用戶終端開機或從非激活狀態(tài)到激活狀態(tài)時，尤其是基站同頻重疊區(qū)內(nèi)的用戶終端選擇基站的方法。
基站同頻重疊區(qū)域存在幾種場景，本發(fā)明針對每種場景提供了不同的解決方案，下面以WRAN系統(tǒng)為例進行詳細介紹。
當WRAN系統(tǒng)BS同頻重疊區(qū)域沒有處于激活狀態(tài)的CPE時，位于其中的CPE開機時，首先掃描信道，搜索各BS發(fā)送的信號，CPE根據(jù)接收和解碼BS發(fā)送的信號的情況，可判斷該重疊區(qū)域是否存在干擾以及干擾的嚴重程度，并根據(jù)不同的場景進行不同的處理，消除干擾，選擇服務(wù)BS。
根據(jù)重疊區(qū)域是否存在干擾以及干擾的嚴重程度，可分為三種場景場景一BS之間頻點重合，但不互相干擾；場景二BS之間頻點重合且互相干擾，但干擾不嚴重；場景三BS之間頻點重合且互相干擾，且干擾嚴重。
本發(fā)明除可以用于WRAN系統(tǒng)BS同頻重疊區(qū)域內(nèi)的CPE開機時選擇服務(wù)BS的過程，也可以用于非激活狀態(tài)的用戶到激活狀態(tài)的過程中重新選擇BS的過程。但是前提條件是重疊區(qū)域沒有其他的激活CPE，也就是說BS之間沒有通過其他的CPE進行橋接通信，在這種情況下，如果CPE離開服務(wù)BS，處于非激活狀態(tài)，當該CPE要激活的時候，原來的BS已經(jīng)跳頻到其他頻點，這個時候CPE就需要重新選擇BS。
參見圖2，為本發(fā)明BS同頻重疊區(qū)域內(nèi)的CPE重新選擇服務(wù)BS的流程圖，當CPE開機或從非激活狀態(tài)到激活狀態(tài)時，執(zhí)行步驟S1、CPE掃描信道，檢測各BS之間是否互相干擾。
CPE掃描信道，搜索各BS發(fā)送的信號，若CPE能夠正確解碼搜索到各BS發(fā)送的SCH信息，則表明重疊區(qū)域不存在基站之間的干擾，即為場景一的情況，此時執(zhí)行步驟S100；若CPE不能正確解碼各BS發(fā)送的SCH信息，則表明重疊區(qū)存在干擾，此時還需要判斷干擾的嚴重程度，執(zhí)行步驟S2。
S2、CPE檢測BS之間的干擾是否嚴重。
若CPE不能正確解碼各BS發(fā)送的SCH信息，但能夠解碼各BS發(fā)送的US-MAP(上行MAP)信息，則表明重疊區(qū)存在干擾但干擾不嚴重，即為場景二的情況，此時執(zhí)行步驟S20-S23。
若CPE不能正確解碼各BS發(fā)送的SCH信息，同時也不能正確解碼US-MAP信息，則表明重疊區(qū)存在干擾且干擾嚴重，即為場景三的情況，此時執(zhí)行步驟S30-S34。
下面分別對三種場景下CPE選擇服務(wù)BS的過程進行描述。
場景一BS之間頻點重合，但不互相干擾，執(zhí)行步驟S100BS之間頻點雖然重合，但是互相之間不干擾，比如在雙方使用不同的子載波的時候。在這種情況下，由于BS之間不存在干擾，CPE選擇服務(wù)BS可以按照如下所述的方式CPE根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則來選擇服務(wù)BS。在CPE本地預(yù)先設(shè)定服務(wù)BS的選擇規(guī)則，可以為選擇各BS中功率最大的一個BS作為該CPE的服務(wù)BS；若功率最大的BS不止一個，則采用CPE的默認機制選擇服務(wù)BS，該默認機制為CPE預(yù)先設(shè)定。
場景二BS之間頻點重合且互相干擾，但干擾不嚴重，執(zhí)行步驟S20-S23S20、CPE解析出各BS發(fā)送的US-MAP信息。
US-MAP信息是BS為CPE分配的上行信道及數(shù)據(jù)傳輸信息，CPE可通過各BS的US-MAP信息所指配的信道，并采用US-MAP指定的數(shù)據(jù)格式向各BS發(fā)送數(shù)據(jù)。
S21、CPE通過各BS的緊急共存環(huán)境(Urgent Coexistence Situation，UCS)窗分別向各BS發(fā)送報告。
由于CPE已解析出US-MAP信息，因此，CPE在各BS的US-MAP所指配的UCS窗分別向各BS發(fā)送報告。
CPE向各BS發(fā)送的報告中包含CPE自身的信息，以及異常情況信息，如重疊區(qū)存在干擾，但干擾情況不嚴重，以便BS與CPE建立連接。
S22、各BS與CPE之間分別建立連接。
BS獲得CPE發(fā)送的報告后，根據(jù)該報告中的干擾程度信息，為上報該報告的CPE分配上/下行資源，使CPE與BS建立連接。
S23、以CPE作為橋接實現(xiàn)BS之間的同步，消除重疊區(qū)域干擾，并轉(zhuǎn)到步驟S100，進行服務(wù)BS的選擇。
CPE與各BS分別建立連接后，就可以以該CPE作為橋接，進行各BS間的幀同步，調(diào)整各自的頻點，消除重疊區(qū)域的干擾。以CPE橋接進行同步的過程見以下對圖8的描述。
BS之間完成上述同步后，利用重疊區(qū)域的CPE進行橋接通信，調(diào)整各自的頻點，消除重疊區(qū)域的干擾。當干擾消除后，CPE按照步驟S100所述的方式選擇服務(wù)BS。
場景三BS之間頻點重合且互相干擾，且干擾嚴重，執(zhí)行步驟S30-S34S30、CPE解析出各BS發(fā)送的前導(dǎo)信號，并確定每個BS的幀頭起始時間和幀尾結(jié)束時間。
同頻重疊區(qū)域內(nèi)多個BS的信號相互干擾嚴重，CPE無法解出BS發(fā)送的US-MAP。在這種情況下，如果來自各個BS的信號相對環(huán)境噪聲足夠強，相互接收強度差異不是太大，CPE可以正確辨別他們的前導(dǎo)信號。BS的前導(dǎo)信號由足夠長的偽隨機PN序列碼構(gòu)成，接收機可以在非常低的信干噪比(Signalto Interference Noise Ratio，SINR)水平下，通過將接收信號與期望序列相關(guān)運算辨別接收信號中前導(dǎo)信號，并由此確定超幀的幀頭起始時間和幀尾結(jié)束之間。
圖3給出了仿真得到的通過相關(guān)運算辨識前導(dǎo)信號的檢測性能。圖3顯示出PN序列檢測概率隨信噪比的變化情況，在虛警概率很低的情況下，即使信噪比很低，PN序列的檢測概率也是非常高的。如圖3中所示，一般情況下，信噪比在20dB以下，此時PN序列的檢測概率達到90％以上。
在BS的重疊區(qū)域，BS的前導(dǎo)信號可以分為以下四種情況a)BS的前導(dǎo)信號不重合，PN序列不一樣。
b)BS的前導(dǎo)信號不重合，PN序列一樣。
c)BS的前導(dǎo)信號重合，PN序列不一樣。
d)BS的前導(dǎo)信號重合，PN序列一樣。
同頻重疊區(qū)域雖然干擾嚴重，但是CPE仍然可以解出上面四種情況下的前導(dǎo)信號，下面將給出仿真證明。
參見圖4，為BS的前導(dǎo)信號不重合，PN序列一樣時的檢測圖，從圖4中可以看出，即使兩個PN序列距離非常接近，仍然可以相關(guān)解出兩個BS的PN序列。
參見圖5，為BS的前導(dǎo)信號不重合，PN序列不一樣時的檢測圖。由于兩個PN序列不同，所以在使用某個PN序列相關(guān)時，就可以解出其中一個對應(yīng)的PN序列，所以只要用對應(yīng)的PN序列相關(guān)，CPE就可以依次解出兩個BS的PN序列。
參見圖6，為BS的前導(dǎo)信號重合，PN序列不一樣時的檢測圖。檢測原理類似于圖5所示的情況。雖然前導(dǎo)符號位置重合，但是CPE仍然可以根據(jù)不同的PN序列解出兩個BS的PN序列。
參見圖7，為BS的前導(dǎo)信號重合，PN序列一樣時的檢測圖。這種情況下，雖然CPE無法分離出兩個PN序列，但由于兩個BS的前導(dǎo)符合是重合在一起的，因此，CPE只要這個時候解出了PN序列，就相當于獲知了兩個BS的幀頭起始時間和幀尾結(jié)束時間。
一旦CPE解出BS的前導(dǎo)信號，就相當于確定了幀頭的起始時間，由于幀的長度是已知的，因此可以通過幀頭起始時間和幀的長度確定幀尾的結(jié)束時間。
S31、根據(jù)幀頭和幀尾時間找到超幀控制頭SCH。
由于SCH在超幀中的位置是已知的，因此，通過超幀的幀頭時間和幀尾時間可以確定SCH的位置。實際上，由于超幀的前導(dǎo)信息的后面即是SCH，因此，可只通過超幀的幀頭時間確定SCH的位置。
S32、在每個BS的SCH之后的第一幀的最后一個時隙發(fā)送消息給BS。
CPE在每個BS的SCH之后的第一幀frame0的最后一個時隙發(fā)送一個干擾存在請求(Interference Existence-Request，IE-REQ)消息給BS，通知各個BS所在頻點上存在干擾，以便各BS為CPE分配上/下行資源進行連接。
S33、CPE掃描所有信道，接收來自各BS的帶外ACK確認消息，并在帶外分別與BS建立連接。
CPE通知BS后就開始掃描所有頻帶。BS在SCH后的frame0的最后一個時隙收到CPE的通知消息之后，在帶外其他信道上反饋一個ACK消息給CPE，通知CPE將要在該信道和BS建立連接。CPE接收到各個BS反饋回來的ACK消息之后，就在對應(yīng)的信道完成和各個BS的連接。
S34、以CPE作為橋接實現(xiàn)BS之間的同步，消除重疊區(qū)域干擾，并轉(zhuǎn)到步驟S100，進行服務(wù)BS的選擇。
CPE與各BS分別建立連接后，就可以以該CPE作為橋接，進行各BS間的幀同步，調(diào)整各自的頻點，消除重疊區(qū)域的干擾。以CPE橋接進行同步的過程見以下對圖8的描述。
之后，CPE采用步驟S100所述的方式選擇服務(wù)BS。
在上述場景二和場景三中，以CPE作為橋接進行各BS間幀同步的過程是相同的，詳細描述如下。
參見圖8，為本發(fā)明以CPE作為橋接進行BS間幀同步的過程示意圖。圖8所示的BS間幀同步的過程為現(xiàn)有技術(shù)，在此只作簡單描述。BS間幀同步的過程具體步驟包括S800、CPE獲取到各小區(qū)發(fā)送的信息，共存信標協(xié)議(Co-existence BeaconProtocol，CBP)信標或SCH包，并記錄各小區(qū)的幀偏移，并將幀偏移發(fā)送到其他BS。
CPE通過與各BS建立的連接，在該CPE空閑時間掃描接收各小區(qū)的BS或CPE發(fā)出的CBP信標或SCH包。除了通過上述方法獲得各小區(qū)的CBP信標或SCH包外，還可以通過自共存靜默期或自共存窗口機制實現(xiàn)。WRAN系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)中，分配了一段時間作為靜默期，CPE在靜默期檢測其他小區(qū)的CPE發(fā)送的信息。在WRAN幀結(jié)構(gòu)中，分配了上/下行的自共存窗口，用于攜帶自共存參數(shù)；在自共存窗口機制中，CPE通過其下行自共存窗口被動接收各小區(qū)的CPE通過其上行自共存窗口發(fā)送的自共存參數(shù)。
CPE根據(jù)接收到的CBP信標或SCH包，或者通過自共存靜默期/自共存窗口接收到的自共存信息后，記錄其幀偏移，幀偏移包括發(fā)送偏移Transmission_Offset和接收偏移Reception_Offset。CPE將Reception_Offset上報給同頻重疊區(qū)的其他各BS。
S801、各BS根據(jù)預(yù)設(shè)的收斂法則判斷是否啟動幀同步，若啟動幀同步，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S802。
BS之間的同步過程是分別進行的，為使分布的同步過程能夠在可接受的時間內(nèi)完成，在BS進行同步之前應(yīng)根據(jù)其預(yù)先設(shè)定的收斂法則，判斷是否啟動同步過程。只有在滿足收斂法則的條件下，才啟動同步過程。收斂法則可以表示如下對于小區(qū)i的基站BSi只有在和其相鄰小區(qū)j的基站BSj滿足下式時才會啟動同步過程((FSi-Frame_Numberi-1)×FDCi+(FDCi-Reception_Offset))-((FSj-Frame_Numberj-1)×FDCj+(FDCj-Transmission_Offset))≤FSi*FDC2]]>式中，F(xiàn)Si和FSj分別為小區(qū)i和小區(qū)j幀中所含的幀數(shù)目；FDC為幀周期碼，它的作用是用來指示幀的周期長度；Frame_Numberi和Frame_Numberi分別表示接收到相鄰小區(qū)CBP信標的幀序號；Reception_Offset為BSj的CBP消息攜帶的CBP在超幀中的位置，以WRAN時隙為單位，Reception_Offset是從CPE接收到的；Transmission_Offset為接收到BSj的CBP消息后，BSi當前接收時隙在其超幀的位置，以WRAN時隙為單位。
另外，當收斂法則表達式左側(cè)的差值等于0，或等于FS(FSi和FSj相等，均為FS)時，表明小區(qū)i和小區(qū)j已經(jīng)同步，不需要再進行同步。
S802、各BS間分別進行幀同步。
BS與重疊BS的同步是分別進行的。當進行同步時，BS立即建立幀滑動需求請求(Frame Slide Request)消息，并向本小區(qū)的所有CPE廣播發(fā)送該消息，通知將進行小區(qū)同步校準，在本次校準完成之前不能分配任何主動自共存間隙，并且在該消息中攜帶同步參數(shù)，包括幀滑動值(Slide Count)、符號滑動值(Slide Amount)以及滑動方向。其中，Slide Count通過下式計算得到Slide Count＝Frame_Numberi-Frame_NumberjSlide Amount通過下式計算得到 滑動方向通過下式確定Direction=0(Right),if(Case1)1(Left),otherwise(Case2)]]>之后，BS根據(jù)上述計算得到的幀滑動值、符號滑動值和滑動方向，分配一個新的超幀，與相應(yīng)的基站實現(xiàn)幀同步。
在同步過程中，BS可以用新分配的超幀攜帶數(shù)據(jù)，如果新分配的超幀僅僅是幾個符號，BS也可在新分配的超幀中不攜帶數(shù)據(jù)。
當BS之間完成上述同步后，利用重疊區(qū)域的CPE進行橋接通信，調(diào)整各自的頻點，消除重疊區(qū)域的干擾。當干擾消除后，CPE按照步驟S100所述的方式選擇服務(wù)BS。
基于上述方法，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)基站同頻重疊區(qū)內(nèi)的用戶終端選擇服務(wù)基站的無線通信系統(tǒng)。
參見圖9，為本發(fā)明的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的通信系統(tǒng)包括用戶終端、基站、接入服務(wù)網(wǎng)和連接服務(wù)網(wǎng)。其中，基站和用戶終端可為多個，圖中只畫出一個用戶終端和一個基站。用戶終端和基站的具體結(jié)構(gòu)為用戶終端除包括常規(guī)模塊外，還包括信號接收/解析模塊、干擾判斷模塊、報告生成/發(fā)送模塊和服務(wù)基站選擇模塊；基站除包括同步模塊以及其他常規(guī)模塊外，還包括報告處理模塊。
信號接收/解析模塊與干擾判斷模塊連接，接收基站發(fā)送的信息并解析，將解析結(jié)果發(fā)送到干擾判斷模塊。
其中，信號接收/解析模塊包括SCH解析子模塊、US-MAP解析子模塊和前導(dǎo)信息解析子模塊，分別與干擾判斷模塊連接。當SCH解析子模塊解析出各基站發(fā)送的SCH信息時，SCH解析子模塊將解析結(jié)果發(fā)送到干擾判斷模塊；干擾判斷模塊判斷重疊區(qū)不存在干擾；當SCH解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的SCH信息，而US-MAP解析子模塊能夠解析出各基站發(fā)送的US-MAP信息時，US-MAP解析子模塊將解析結(jié)果發(fā)送到干擾判斷模塊；當SCH解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的SCH信息，且US-MAP解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的US-MAP信息時，前導(dǎo)信息解析子模塊解析各基站發(fā)送的前導(dǎo)信息，并將解析結(jié)果發(fā)送到干擾判斷模塊。
干擾判斷模塊分別與所述服務(wù)基站選擇模塊和所述報告生成/發(fā)送模塊連接。干擾判斷模塊接收到SCH解析子模塊的解析結(jié)果后，判斷同頻重疊區(qū)不存在基站間干擾(即上述場景一的情況)，此時，啟動服務(wù)基站選擇模塊選擇服務(wù)基站。干擾判斷模塊接收到US-MAP解析子模塊的解析結(jié)果后，判斷同頻重疊區(qū)存在干擾但不嚴重(即上述場景二的情況)，并將解析結(jié)果發(fā)送到報告生成/發(fā)送模塊，啟動報告生成/發(fā)送模塊發(fā)送報告。干擾判斷模塊接收到前導(dǎo)信息解析子模塊的解析結(jié)果后，判斷同頻重疊區(qū)存在基站間干擾且干擾嚴重(即上述場景三的情況)，并將解析結(jié)果發(fā)送到報告生成/發(fā)送模塊，啟動報告生成/發(fā)送模塊發(fā)送報告。
報告生成/發(fā)送模塊與報告處理模塊連接，根據(jù)干擾判斷模塊的判斷結(jié)果生成包含用戶終端信息和存在干擾情況的報告，并發(fā)送到報告處理模塊。
報告處理模塊與同步模塊連接，對接收到的報告進行處理，建立基站和用戶終端間的連接，并啟動同步模塊進行基站間的同步操作。
其中，報告處理模塊包括第一資源分配子模塊和第二資源分配子模塊。報告生成/發(fā)送模塊根據(jù)上行MAP解析結(jié)果生成報告并發(fā)送到報告處理模塊，報告中攜帶用戶終端的信息和存在干擾但不嚴重的信息；第一資源分配子模塊分配基站與用戶終端間的資源，與用戶終端建立連接。報告生成/發(fā)送模塊根據(jù)前導(dǎo)信息解析結(jié)果生成報告并發(fā)送到報告處理模塊；第二資源分配子模塊分配無線通信系統(tǒng)帶外的資源作為基站與用戶終端間的資源，并通過在分配的WRAN系統(tǒng)帶外信道上發(fā)送ACK消息發(fā)送給用戶終端，用戶終端收到該ACK消息后，在該ACK消息對應(yīng)的WRAN系統(tǒng)帶外信道上與用戶終端建立連接。
同步模塊與服務(wù)基站選擇模塊連接，同步操作處理完成后，啟動服務(wù)基站選擇模塊選擇服務(wù)基站；服務(wù)基站選擇模塊中預(yù)先設(shè)定服務(wù)基站的選擇規(guī)則，根據(jù)該規(guī)則選擇服務(wù)基站。預(yù)先設(shè)定的選擇規(guī)則通常為根據(jù)BS的功率大小選擇服務(wù)BS，即選擇功率最大的BS作為服務(wù)BS。服務(wù)基站選擇模塊中還預(yù)先設(shè)定默認設(shè)置，當最大功率的基站不止一個時，根據(jù)該默認設(shè)置選擇其中的一個作為服務(wù)基站。
綜上所述，本發(fā)明中，用戶終端從接收的各基站的信號判斷是否存在干擾以及干擾的程度，根據(jù)基站重疊區(qū)域不同的場景，分別進行不同的處理。對于不存在干擾的情況，根據(jù)基站功率選擇服務(wù)基站；對于存在干擾的情況，用戶終端與各基站建立連接，以該用戶終端作為橋接，進行各基站的同步，然后通過功率選擇服務(wù)基站，從而實現(xiàn)了同頻重疊區(qū)域沒有活動用戶終端時，處于其中的用戶終端選擇服務(wù)基站。另外，本發(fā)明中，基站不需要在空閑信道上周期性的發(fā)送廣播控制信息，從而比現(xiàn)有技術(shù)提高了系統(tǒng)的頻譜效率，節(jié)省了帶寬，并且不會影響其他用戶業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種選擇基站的方法，執(zhí)行步驟A、用戶終端搜索基站發(fā)送的信息并解析，根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站間的干擾；若不存在干擾，則執(zhí)行步驟D；若存在干擾，則執(zhí)行步驟B-D；B、所述用戶終端向各基站上報其自身信息和存在干擾的情況，并與各基站建立連接；C、各基站通過所述用戶終端橋接，進行幀同步，消除干擾；D、用戶終端根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則選擇基站作為其服務(wù)基站。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，所述用戶終端搜索基站發(fā)送的信息并解析，根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站同頻重疊區(qū)內(nèi)基站間的干擾。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，用戶終端搜索基站發(fā)送的超幀控制頭信息；若用戶終端解析出多個基站發(fā)送的超幀控制頭信息，則判斷不存在基站同頻重疊區(qū)內(nèi)基站間的干擾；否則判斷存在基站同頻重疊區(qū)內(nèi)基站間的干擾。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當基站同頻重疊區(qū)內(nèi)基站間存在干擾時，若用戶終端解析出各基站發(fā)送的上行MAP信息，則所述步驟B包括B11、用戶終端通過所述各基站發(fā)送的上行MAP信息指配的上行資源，分別向各基站上報自身的信息和存在干擾的情況；B12、各基站分別為用戶終端分配通信資源，與用戶終端建立連接。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，用戶終端通過緊急共存環(huán)境窗，攜帶報告的信息。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，若用戶終端未解析出上行MAP信息，則解析各基站的前導(dǎo)信息，并確定超幀控制頭的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過解析各基站的偽隨機序列碼確定超幀的幀頭起始時間，并根據(jù)幀頭起始時間確定超幀控制頭的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括B21、用戶終端在各基站的超幀控制頭后的固定時隙向基站上報其自身的信息和存在干擾的情況；B22、各基站在無線通信系統(tǒng)的帶外信道上向用戶終端反饋確認消息；B23、用戶終端收到確認消息后，在對應(yīng)信道上與各基站建立連接。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述超幀控制頭后的固定時隙為超幀控制頭后的第一幀的最后一個時隙。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C中，所述各基站通過用戶終端橋接，進行幀同步，包括步驟C1、用戶終端獲取各小區(qū)發(fā)送的信息，記錄幀偏移，并上報給其他基站；C2、接收到所述幀偏移的基站根據(jù)幀偏移分別與相應(yīng)基站進行幀同步。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟C1中，所述用戶終端獲取各小區(qū)發(fā)送的信息，包括用戶終端在其空閑時檢測各小區(qū)基站或用戶終端發(fā)送的信標信息或超幀控制頭信息；或用戶終端在自共存靜默期檢測各小區(qū)基站或用戶終端發(fā)送的自共存信息；或用戶終端接收各小區(qū)基站或用戶終端發(fā)送的攜帶自共存信息的自共存窗。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟C1中，上報給基站的幀偏移為接收幀偏移。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟C1中，基站收到所述幀偏移后，根據(jù)預(yù)先定義的收斂法則判斷是否啟動幀同步。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟C2中，基站分配一個新的超幀，實現(xiàn)幀同步。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，基站根據(jù)計算出的幀滑動值、符號滑動值和滑動方向，分配所述新的超幀。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述新分配的超幀攜帶或不攜帶數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C中，基站完成幀同步后，通過所述用戶終端進行橋接通信，調(diào)整各自的頻點。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D中，所述預(yù)先設(shè)定的規(guī)則為根據(jù)基站的功率大小選擇服務(wù)基站。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，選擇功率最大的基站作為服務(wù)基站。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，若所述功率最大的基站有多個，則用戶終端按照默認設(shè)置從該多個基站中選擇一個基站作為其服務(wù)基站。
21.一種無線通信系統(tǒng)，包括用戶終端、基站、接入服務(wù)網(wǎng)和連接服務(wù)網(wǎng)；所述基站包括同步模塊，其特征在于，所述用戶終端還包括信號接收/解析模塊、干擾判斷模塊、報告生成/發(fā)送模塊和服務(wù)基站選擇模塊；所述基站還包括報告處理模塊；所述信號接收/解析模塊與所述干擾判斷模塊連接，接收基站發(fā)送的信息并解析，將解析結(jié)果發(fā)送到所述干擾判斷模塊；所述干擾判斷模塊分別與所述服務(wù)基站選擇模塊和所述報告生成/發(fā)送模塊連接，根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站之間的干擾，若不存在，則啟動所述服務(wù)基站選擇模塊選擇服務(wù)基站；否則，啟動所述報告生成/發(fā)送模塊發(fā)送報告；所述報告生成/發(fā)送模塊與所述報告處理模塊連接，根據(jù)所述干擾判斷模塊的判斷結(jié)果生成包含用戶終端信息和存在干擾情況的報告，并發(fā)送到所述報告處理模塊；所述報告處理模塊與所述同步模塊連接，對接收到的報告進行處理，建立基站和用戶終端間的連接，并啟動所述同步模塊進行基站間的同步操作；所述同步模塊與所述服務(wù)基站選擇模塊連接，同步操作處理完成后，啟動所述服務(wù)基站選擇模塊選擇服務(wù)基站；所述服務(wù)基站選擇模塊中預(yù)先設(shè)定服務(wù)基站的選擇規(guī)則，根據(jù)該規(guī)則選擇服務(wù)基站。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述干擾判斷模塊根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站之間的干擾，具體為根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在用戶終端所在的同頻重疊區(qū)內(nèi)各基站間的干擾。
23.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號接收/解析模塊包括超幀控制頭解析子模塊、上行MAP解析子模塊和前導(dǎo)信息解析子模塊，分別與所述干擾判斷模塊連接；當所述超幀控制頭解析子模塊解析出各基站發(fā)送的超幀控制頭信息時，將解析結(jié)果發(fā)送到所述干擾判斷模塊；當所述超幀控制頭解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的超幀控制頭信息，而所述上行MAP解析子模塊解析出各基站發(fā)送的上行MAP信息時，所述上行MAP解析子模塊將解析結(jié)果發(fā)送到所述干擾判斷模塊；當所述超幀控制頭解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的超幀控制頭信息，且所述上行MAP解析子模塊不能解析出各基站發(fā)送的上行MAP信息時，所述前導(dǎo)信息解析子模塊解析各基站發(fā)送的前導(dǎo)信息，并將解析結(jié)果發(fā)送到所述干擾判斷模塊。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述干擾判斷模塊接收到所述超幀控制頭解析子模塊的解析結(jié)果后，判斷基站間不存在干擾；接收到所述上行MAP解析子模塊或所述前導(dǎo)信息解析子模塊的解析結(jié)果后，判斷基站間存在干擾，并將解析結(jié)果發(fā)送到所述報告生成/發(fā)送模塊。
25如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述報告處理模塊包括第一資源分配子模塊和第二資源分配子模塊；所述報告生成/發(fā)送模塊根據(jù)上行MAP解析結(jié)果生成報告并發(fā)送到所述報告處理模塊；所述第一資源分配子模塊分配基站與用戶終端間的資源，與用戶終端建立連接；所述報告生成/發(fā)送模塊根據(jù)前導(dǎo)信息解析結(jié)果生成報告并發(fā)送到所述報告處理模塊；所述第二資源分配子模塊分配無線通信系統(tǒng)帶外的資源作為基站與用戶終端間的資源，在無線通信系統(tǒng)帶外與用戶終端建立連接。
26.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)基站選擇模塊中預(yù)先設(shè)定根據(jù)基站功率大小選擇服務(wù)基站的規(guī)則。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種選擇基站的方法，包括步驟用戶終端搜索基站發(fā)送的信息并解析，根據(jù)解析結(jié)果判斷是否存在基站間的干擾；若不存在干擾，則用戶終端根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則選擇基站作為其服務(wù)基站；若存在干擾，則執(zhí)行步驟用戶終端向各基站上報其自身信息和存在干擾的情況，并與各基站建立連接；各基站通過所述用戶終端橋接，進行幀同步，消除干擾；用戶終端根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則選擇基站作為其服務(wù)基站。采用本發(fā)明方法，可實現(xiàn)處于同頻重疊區(qū)域內(nèi)的用戶終端在不降低系統(tǒng)的頻譜效率、增加帶寬和影響其他用戶終端的情況下選擇服務(wù)基站。
文檔編號H04L12/28GK101047430SQ20061008395
公開日2007年10月3日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者吳舟, 戎軍 申請人:華為技術(shù)有限公司