專(zhuān)利名稱：一種無(wú)線綜合接入網(wǎng)插入定位時(shí)隙的方法
一種無(wú)線綜合接入網(wǎng)插入定位時(shí)隙的方法
本申請(qǐng)是分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)?zhí)?00510032785.1,申請(qǐng)日期2005年1月10 日，發(fā)明名稱為《一種無(wú)線綜合接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其方法》方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種可綜合提供無(wú)線數(shù)字廣播、移動(dòng) 通訊、移動(dòng)臺(tái)定位業(yè)務(wù)的無(wú)線綜合4妄入網(wǎng)，以及在該無(wú)線綜合接入網(wǎng)下的移動(dòng) 通信系統(tǒng)中插入定位時(shí)隙的方法和頻譜復(fù)用方法。背景技術(shù)：
無(wú)線數(shù)字廣播業(yè)務(wù)與無(wú)線通訊業(yè)務(wù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、移動(dòng)臺(tái)定位業(yè)務(wù)的 融合可以更加靈活地提供業(yè)務(wù)、更加高效地利用頻譜。這種對(duì)業(yè)務(wù)融合的需求 導(dǎo)致了業(yè)界對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)的廣泛研究，如分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、頻i普復(fù)用 技術(shù)、頻譜動(dòng)態(tài)分配技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)、高效空中接口技術(shù)等。下面簡(jiǎn)要介 紹和綜合無(wú)線接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)關(guān)系密切的現(xiàn)有技術(shù)。
1、視頻業(yè)務(wù)與移動(dòng)通信業(yè)務(wù)融合技術(shù)
視頻業(yè)務(wù)與移動(dòng)通信業(yè)務(wù)融合主要集中在歐盟1ST (Information Society Technologies )項(xiàng)目的下的一些子項(xiàng)目中。例如代號(hào)為CISMUNDUS( Convergence of IP-based Services for Mobile Users and Networks in DVB-T and UMTS Systems ) 的1ST項(xiàng)目對(duì)DVB與UMTS/GPRS/WLAN的業(yè)務(wù)融合便做了大量研究。歐盟 IST對(duì)業(yè)務(wù)融合的研究重點(diǎn)集中在如下兩個(gè)方面
(1)擴(kuò)展無(wú)線數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)(如DVB-T)的移動(dòng)通訊能力如為DVB-T系 統(tǒng)增加移動(dòng)切換能力，為DVB-T增加數(shù)據(jù)廣播的能力，為DVB-T增加面向移
動(dòng)終端的廣播能力，為DVB-T增加反向信道等。
(2)擴(kuò)展UMTS的多媒體廣播能力如為UMTS'增加面向多點(diǎn)的廣播能力， 為UMTS增加面向區(qū)域的廣播能力。
實(shí)現(xiàn)蜂窩和數(shù)字廣播業(yè)務(wù)融合主要涉及到新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、頻譜復(fù)用技術(shù)、 頻譜動(dòng)態(tài)分配技術(shù)。下面簡(jiǎn)要介紹一下在實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播與移動(dòng)通信融合的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)方面的相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀。
歐盟第五框架(FP5)支持的信息化社會(huì)技術(shù)(1ST)研究中，便集中體現(xiàn) 了歐洲在DVB與無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)融合的研究結(jié)果。例如代號(hào)為SAMBITS (Advanced Multimedia Broadcast and IT Services )、 FLOWS( Flexible Convergence of Wireless Standards and Services )、 OverDRiVE ( Spectrum efficient uni- and multicast services Over Dynamic multi-Radio networks )等項(xiàng)目對(duì)嗦口"f可^夸凄丈字廣#番 (特別是DVB )與互聯(lián)網(wǎng)/WLAN/UMTS/GPRS/4G/5G融合的相關(guān)問(wèn)題都做了較 為全面的討論。例如項(xiàng)目OverDRiVE對(duì)實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)便提出若干 種方案(可參見(jiàn)IST-2001-35125 (OverDRiVE) D09 Concepts for Mobile Multicast in Hybrid Networks )。這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都是從實(shí)現(xiàn)DVB與無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)在功能互 補(bǔ)的角度提出的。例如利用UMTS作為DVB的反向信道來(lái)擴(kuò)展DVB的業(yè)務(wù) 能力，UMTS用于傳送部分DVB內(nèi)容；DVB作為UMTS多點(diǎn)廣播業(yè)務(wù)的擴(kuò)充 等。而且這些結(jié)構(gòu)的一個(gè)共同特點(diǎn)是側(cè)重于實(shí)現(xiàn)UMTS的核心網(wǎng)與DVB的碼流 配送網(wǎng)之間的組合，但是這些技術(shù)都缺少對(duì)空中接口融合問(wèn)題的考慮。
1ST目前給出的實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播與蜂窩移動(dòng)通訊結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有3種
A.松散耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
利用附加網(wǎng)絡(luò)(OverDRiVE network)實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間互操作，OverDRiVEetwork作為末端服務(wù)提供商。服務(wù)內(nèi)容提供商將內(nèi)容目錄提供給OverDRiVE network,對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，OverDRiVE network是服務(wù)提供商。OverDRiVE network 起到中介的作用，對(duì)末端用戶來(lái)說(shuō)OverDRiVE network是唯一的接入點(diǎn)。附加 網(wǎng)絡(luò)方案實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的松散耦合，運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都具有較強(qiáng)的獨(dú)立性。
B. 緊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播與蜂窩移動(dòng)通訊結(jié)合的緊耦合方式，該結(jié)構(gòu)集成所有的無(wú)線 系統(tǒng)，而不需要第三方網(wǎng)絡(luò)。該方式適用于一個(gè)運(yùn)營(yíng)商擁有多個(gè)不同的無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)或有良好合作的伙伴關(guān)系。 一種緊耦合結(jié)構(gòu)是DVB-T位于UMTS中。DVB-T 作為一個(gè)附加的單向下行RAN連接到UMTS的核心網(wǎng)上。用戶并不決定選擇是 否使用DVB-T,而由核心網(wǎng)根據(jù)用戶請(qǐng)求的QoS決定。
C. 平衡耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
平衡耦合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一種在松散型結(jié)構(gòu)和緊湊型結(jié)構(gòu)進(jìn)行折中的平衡型 結(jié)構(gòu)。在平衡耦合架構(gòu)中，加入了 interworking (IW)功能，作為不同接入網(wǎng)絡(luò) 的聯(lián)絡(luò)。所有的接入系統(tǒng)均與IW打交道。IW可以看作為IP服務(wù)器用作系統(tǒng)間 的信息交互。平衡耦合架構(gòu)因?yàn)槠潇`活性和可擴(kuò)展性，增加新系統(tǒng)不會(huì)對(duì)現(xiàn)有 系統(tǒng)造成影響。但是，這種結(jié)構(gòu)需要接入網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商共享一個(gè)共同的數(shù)據(jù)庫(kù)，喪 失了一些獨(dú)立性。適合一個(gè)運(yùn)營(yíng)商擁有多個(gè)不同的接入網(wǎng)，或不同運(yùn)營(yíng)商間由 牢靠的合作關(guān)系。
綜上，杠,耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是
(1) 保持獨(dú)立性；
(2) 需要復(fù)制一些網(wǎng)絡(luò)資源；
(3) 依靠第三方作為不同接入網(wǎng)的中介；
(4)效率不高，但保持獨(dú)立性和靈活性。 而，緊耦合和平衡耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是
(1) 需要運(yùn)營(yíng)商間的牢靠合作關(guān)系；
(2) 提供有效的資源利用率，但喪失一些靈活性；
(3) 平衡耦合的IW獨(dú)立于^^妄入網(wǎng)，增加了一些獨(dú)立性。 2、現(xiàn)有分層數(shù)字廣播技術(shù)
公開(kāi)號(hào)為20010022781的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)揭露了一種綜合實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)字廣播 和內(nèi)容點(diǎn)播相結(jié)合的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如圖1所示，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包含有區(qū)域發(fā)射 機(jī)(或稱為主發(fā)射機(jī))，局域發(fā)射機(jī)(或稱為輔發(fā)射機(jī))，移動(dòng)終端，和提供廣 播和點(diǎn)播內(nèi)容的服務(wù)器組成。
該主發(fā)射機(jī)覆蓋面積大于輔發(fā)射機(jī)，在一個(gè)主發(fā)射機(jī)覆蓋的范圍內(nèi)，設(shè)置 有若干個(gè)輔發(fā)射機(jī)。主發(fā)射機(jī)和輔發(fā)射機(jī)共用一個(gè)頻率，在主發(fā)射機(jī)發(fā)送的復(fù) 合幀中的同步信息控制下，主發(fā)射機(jī)、輔發(fā)射機(jī)以及移動(dòng)臺(tái)按照劃分的時(shí)隙協(xié) 同工作。輔發(fā)射機(jī)通過(guò)主發(fā)射機(jī)發(fā)送的復(fù)合幀中的控制和識(shí)別信息來(lái)確定自己 的工作時(shí)隙、輔發(fā)射機(jī)可以提供面向小區(qū)和面向終端的廣播業(yè)務(wù)，面向小區(qū)和 面向終端的廣播業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)不同的時(shí)隙。這兩種不同業(yè)務(wù)的時(shí)隙位置依靠輔發(fā)射 機(jī)發(fā)射的數(shù)據(jù)幀中的控制和識(shí)別信息確定。主發(fā)射機(jī)通過(guò)其復(fù)合幀中發(fā)送的控 制和識(shí)別信息來(lái)協(xié)調(diào)主發(fā)射機(jī)與輔發(fā)射機(jī)之間的工作時(shí)隙、協(xié)調(diào)終端的工作時(shí) 隙。輔發(fā)射機(jī)發(fā)送的控制和識(shí)別信息指示移動(dòng)終端在特定的時(shí)隙里去接收其所 需要的業(yè)務(wù)內(nèi)容。
主發(fā)射機(jī)、輔發(fā)射機(jī)之間可采用衛(wèi)星定位信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)同步，也可以通過(guò)有 線網(wǎng)絡(luò)傳送的同步信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)自己接收到的輔發(fā)射機(jī)發(fā)送的區(qū)
域標(biāo)志信號(hào)和區(qū)域?qū)?yīng)的特定的碼字來(lái)確定自己的位置和為其提供服務(wù)的輔發(fā)
射機(jī)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要接收其他頻點(diǎn)上的業(yè)務(wù)時(shí)，需要在衛(wèi)星定位，如GPS輔助 下和相應(yīng)頻點(diǎn)上的網(wǎng)絡(luò)建立同步。
信道，向服務(wù)器發(fā)出業(yè)務(wù)請(qǐng)求。主發(fā)射機(jī)、輔發(fā)射機(jī)、移動(dòng)臺(tái)通過(guò)IP協(xié)議中采 用的地址方式來(lái)確定自己的標(biāo)識(shí)地址，以^^實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)傳送中的尋址。
為了避免不同輔發(fā)射機(jī)發(fā)射的業(yè)務(wù)之間的干擾，該專(zhuān)利申請(qǐng)指出，各個(gè)輔 發(fā)射機(jī)之間的距離必須保持足夠大。如圖1所示的，各個(gè)輔發(fā)射機(jī)的覆蓋范圍 不能重疊。
但是，該專(zhuān)利申請(qǐng)僅強(qiáng)調(diào)了業(yè)務(wù)請(qǐng)求信號(hào)可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)或有線網(wǎng)送到業(yè) 務(wù)提供服務(wù)器，并沒(méi)有揭露具體的實(shí)現(xiàn)方法。 3、現(xiàn)有頻謙融合方法介紹
ERICSSON從頻率復(fù)用的角度也對(duì)DVB與蜂窩移動(dòng)信的融合進(jìn)行了研究。 例如J Huschkel等人在"Downlink Capacity of UMTS Coexisting with DVB-T MFNs and Regional SFNs" —文中揭露了如圖2所示的蟲(chóng)奪窩移動(dòng)通訊復(fù)用數(shù)字廣 播頻譜的方法。其基本思路是在同頻數(shù)字廣播小區(qū)連成的等邊三角形中心位置 是受該頻點(diǎn)干擾最小的區(qū)域。例如，圖中標(biāo)出的用于移動(dòng)通信的7個(gè)C區(qū)處于7 個(gè)用于電視廣播的C區(qū)連線構(gòu)成的三角形得重心區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)復(fù)用該廣 播頻點(diǎn)可以得到較高的頻譜效率。
上述各現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)綜合如下
對(duì)于業(yè)務(wù)融合的三個(gè)主要方面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)融合、頻譜融合、頻譜動(dòng)態(tài)分配，
現(xiàn)有技術(shù)都存在各自的不足。
現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)融合技術(shù)最主要的缺點(diǎn)是只注重適合業(yè)務(wù)融合的核心網(wǎng)結(jié) 構(gòu)的討論，沒(méi)有綜合考慮到無(wú)線接入網(wǎng)融合涉及到的問(wèn)題。例如，沒(méi)有討論業(yè) 務(wù)融合導(dǎo)致的無(wú)線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變、沒(méi)有討論業(yè)務(wù)融合導(dǎo)致的頻譜融合問(wèn)題。
現(xiàn)有分層數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)公開(kāi)號(hào)為20010022781的美國(guó)專(zhuān)利申 請(qǐng)給出的綜合實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)字廣播和內(nèi)容點(diǎn)播相結(jié)合的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從其目的 和技術(shù)方案上看，只是一種解決廣播網(wǎng)中業(yè)務(wù)點(diǎn)播的問(wèn)題，無(wú)法解決移動(dòng)通信 與數(shù)字廣播的融合面臨的問(wèn)題。例如，1)該發(fā)明只是對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行討論，發(fā)射 機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信需要的雙向鏈路；2)通信與廣播的融合需要實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入 點(diǎn)對(duì)區(qū)域的連續(xù)覆蓋，該發(fā)明給出的發(fā)射機(jī)方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋；3)通信與 廣播的融合需要更加嚴(yán)格的各個(gè)接入點(diǎn)(或基站)間的空中接口上的上下行鏈 路同步，該發(fā)明也無(wú)法實(shí)現(xiàn)；4)通信與廣播的融合需要空中接口采用更加高頻 譜效率的技術(shù)，只有這樣才可以在現(xiàn)有廣播頻譜里面既不降低用于廣播業(yè)務(wù)的 容量(或者還可以提高)的前提下發(fā)掘出供移動(dòng)通信使用的容量。
現(xiàn)有頻譜融合技術(shù)的缺點(diǎn)是只著重討論頻譜的頻分融合涉及到的技術(shù)問(wèn) 題，如UMST與DVB-T在數(shù)字廣播和無(wú)線通信分別使用不同頻段時(shí)的共存問(wèn)題 和UMTS對(duì)DVB-T頻率的空間復(fù)用問(wèn)題，而對(duì)于更為靈活和可能更具頻譜效率 的時(shí)分頻語(yǔ)融合問(wèn)題缺少討論。頻分融合的一個(gè)主要缺點(diǎn)是需要額外的保護(hù)帶 開(kāi)銷(xiāo)，造成了頻譜浪費(fèi)。ERISSON提出的DVB與蜂窩重復(fù)使用頻譜的方法雖 然可以進(jìn)一步提高頻率復(fù)用效果，但是所述方法的復(fù)用系數(shù)仍然較低，只有(1/7) x2,而且網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明要解決的第 一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種可綜合實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播、 移動(dòng)通信、移動(dòng)臺(tái)定位業(yè)務(wù)有機(jī)融合的無(wú)線綜合接入網(wǎng)。
本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種在上述無(wú)線綜合接入網(wǎng)的移動(dòng) 通信系統(tǒng)中插入定位時(shí)隙的方法。
本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于上述接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的頻譜復(fù) 用方法。
為解決本發(fā)明第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的無(wú)線綜合接入網(wǎng)包括實(shí)現(xiàn)無(wú)線接 入的無(wú)線IP接入網(wǎng)，和實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線IP接入網(wǎng)綜合管理和控制的IP邊緣網(wǎng)。
其中，該無(wú)線IP接入網(wǎng)包括廣域覆蓋層、區(qū)域覆蓋層以及至少一個(gè)存在于 這些層面覆蓋范圍之內(nèi)、且可以與這些層面中的一個(gè)或多個(gè)層面配合工作的終 端。該廣域覆蓋層包含至少一個(gè)主基站。該區(qū)域覆蓋層包含至少一個(gè)副基站。 該終端為無(wú)線路由器、網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機(jī)、和移動(dòng)或固定終端中的至少一 種。該無(wú)線IP接入網(wǎng)中的區(qū)域覆蓋層可由若干實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋的副基站構(gòu)成。該 無(wú)線IP接入網(wǎng)中的廣域覆蓋層中的主基站只作為廣域覆蓋使用，或分時(shí)既作為 廣域覆蓋的主基站使用又作為區(qū)域覆蓋的副基站使用。該無(wú)線IP接入網(wǎng)中的區(qū) 域覆蓋層包括若干實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋的副基站，和非連續(xù)覆蓋的無(wú)線接入點(diǎn)。該主 基站的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)構(gòu)成主基站的前向和反向鏈路，并支持?jǐn)?shù)字廣播功能、
雙向通信功能、和對(duì)其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進(jìn)行RTD測(cè)量的功能。該主基站采 用多通道多天線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與采用多天線多通道接收機(jī)和發(fā) 射機(jī)的副基站、路由器和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機(jī)，和移動(dòng)或固定終端構(gòu)成多輸 入多輸出系統(tǒng)；該結(jié)構(gòu)與采用單天線單通道接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的副基站、路由器
和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機(jī)、移動(dòng)或固定終端構(gòu)成多輸入單輸出系統(tǒng)。
為解決第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于該接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的頻譜復(fù)用方
法。該方法包括如下步驟1 )對(duì)該定位時(shí)隙進(jìn)行構(gòu)造；2)將該定位時(shí)隙插入 相應(yīng)的復(fù)合幀中；和3)對(duì)該定位時(shí)隙進(jìn)行空間復(fù)用。
其中，在步驟1 )中把定位時(shí)隙的開(kāi)頭部分用于發(fā)射表示發(fā)射基站代碼信號(hào)， 把定位時(shí)隙的其余部分用于發(fā)射通信數(shù)據(jù)。在步驟2)中把定位時(shí)隙與其它業(yè)務(wù) 時(shí)隙拼接在一起構(gòu)成一個(gè)復(fù)合幀；再將若干個(gè)復(fù)合幀構(gòu)成一個(gè)超幀。把若干個(gè) 復(fù)合幀構(gòu)成一個(gè)超幀的步驟中可將7個(gè)復(fù)合幀構(gòu)成一個(gè)超幀，以便于定位時(shí)隙 的開(kāi)啟順序在蜂窩結(jié)構(gòu)上的分配。在步驟3)中，把一個(gè)超幀中所包含的7個(gè)定 位時(shí)隙的開(kāi)啟時(shí)刻作為7個(gè)^L空間復(fù)用的頻點(diǎn)，^換照^^窩網(wǎng)對(duì)頻率復(fù)用的方式 復(fù)用這7個(gè)定位時(shí)隙的開(kāi)啟時(shí)刻。同一套發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的覆蓋其服務(wù)的小區(qū)的 超幀中包含的7個(gè)定位時(shí)隙在任何時(shí)刻只能有一個(gè)處于開(kāi)啟狀態(tài)。該定位時(shí)隙 和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)共享定位時(shí)隙。
為解決第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于該接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的頻譜復(fù)用方 法。該方法包括如下步驟1)確定需要時(shí)分復(fù)用同一個(gè)頻帶的子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)； 2)估算每個(gè)子系統(tǒng)需要的初始帶寬；3)確定時(shí)隙結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)。
其中，在步驟l)中是把系統(tǒng)中的每一層當(dāng)作一個(gè)子系統(tǒng)處理。在步驟2) 中是把業(yè)務(wù)量、背景干擾、傳輸模式這些因素綜合考慮后進(jìn)行頻譜計(jì)算。把屬 于兩層之間通信的業(yè)務(wù)量作為一個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)量來(lái)計(jì)算需要的時(shí)隙寬度。在步 驟3)中是根據(jù)復(fù)用同一個(gè)頻帶的子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)、業(yè)務(wù)量大小和業(yè)務(wù)的QoS要 求，來(lái)確定時(shí)隙結(jié)構(gòu)的形式和參數(shù)。
本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一種可綜合實(shí)現(xiàn)廣播、移動(dòng)通信、移動(dòng)臺(tái)定位的
接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)頻謙融合和頻譜動(dòng)態(tài)分配、易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步。
本發(fā)明給出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所采用的多通道多天線數(shù)字廣播系統(tǒng)和現(xiàn)有系統(tǒng)相 比較具有顯著的容量提升。
本發(fā)明給出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適用于多種通信體制，如TD-CDMA , TD-MC-CDMA, TD畫(huà)OFDM(A)。
本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適用于多種電視標(biāo)準(zhǔn)，如基于IP的DVB-T，基于IP的ISDB， 以及未來(lái)新的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，如兼容DVB-T和DVB-H的廣播標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明通過(guò)MIMO 、 MISO技術(shù)有效地提高數(shù)字廣播系統(tǒng)和移動(dòng)通信系統(tǒng)的 頻譜效率后，可以實(shí)現(xiàn)同樣的帶寬被兩個(gè)系統(tǒng)使用后，不但不影響其中一個(gè)的 系統(tǒng)容量，反而有可能增加其容量。比如，在平均頻譜效率為lbit/s/hz的時(shí)候， 40MHz寬的頻帶只可以傳送40Mbps的數(shù)字廣播信號(hào)，如果通過(guò)MIMO、 MISO 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和空時(shí)處理技術(shù)將平均頻譜效率提高到4bit/s/hz,就可以得到160Mbps 的系統(tǒng)容量，如果在數(shù)字廣播和移動(dòng)通信之間平均分配這個(gè)容量，每個(gè)系統(tǒng)可 以得到80Mbps的容量，兩個(gè)系統(tǒng)通過(guò)采用提高頻譜效率的技術(shù)，在復(fù)用同一段 頻譜后，各自的容量比原來(lái)還提高了 一倍。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種實(shí)現(xiàn)內(nèi)容點(diǎn)播的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
圖2為一種現(xiàn)有電視廣播系統(tǒng)與移動(dòng)通信系統(tǒng)之間復(fù)用頻譜的方法示意圖。
圖3為本發(fā)明的可綜合實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播、移動(dòng)通信、移動(dòng)臺(tái)定位的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 的示意圖。
圖4a 圖4c為本發(fā)明三種時(shí)分共享頻譜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5為本發(fā)明一種分層系統(tǒng)分時(shí)共享頻譜的復(fù)合時(shí)隙結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6為本發(fā)明一種數(shù)字廣播與BACKHAUL分時(shí)共享頻譜的時(shí)隙組合的示 意圖。
圖7a~圖7b分別為本發(fā)明的TDD系統(tǒng)中時(shí)隙的基本結(jié)構(gòu)、定位時(shí)隙的插 入和定位時(shí)隙空間復(fù)用示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明主要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)融合程度、頻譜共享和動(dòng)態(tài)分 配的靈活性、網(wǎng)絡(luò)同步精度等方面存在的缺點(diǎn)，提供一個(gè)綜合解決業(yè)務(wù)融合、 網(wǎng)絡(luò)融合、頻譜融合、頻譜動(dòng)態(tài)分配、移動(dòng)臺(tái)定位、網(wǎng)絡(luò)同步問(wèn)題的無(wú)線綜合 4妄入網(wǎng)結(jié)構(gòu)和工作方法。
下面介紹一下本發(fā)明的無(wú)線綜合接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D3,本發(fā)明的無(wú)錢(qián)綜合接入網(wǎng)由無(wú)線IP接入網(wǎng)102以及與 之配合工作的IP邊緣網(wǎng)101組成。
該無(wú)線IP4妄入網(wǎng)102的組成和工作原理介紹如下
1、無(wú)線IP^妄入網(wǎng)的組成
如圖3所示，無(wú)線IP接入網(wǎng)102由廣域覆蓋層113、區(qū)域覆蓋層114、以及 存在于這些層面的覆蓋范圍內(nèi)、可以與這些層面中的一個(gè)或多個(gè)層面配合工作 的各種終端，即無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端 124組成。
請(qǐng)參見(jiàn)圖4a至圖4c，上述廣域覆蓋層113由一個(gè)或多個(gè)主基站201組成。 區(qū)域覆蓋層114由1個(gè)或多個(gè)副基站204組成?；蛘呷鐖D4c所示，區(qū)域覆蓋層 114也可以由若干個(gè)副基站204和若干個(gè)無(wú)線廣域網(wǎng)接入點(diǎn)212組成。
根據(jù)圖4a至圖4c所示的廣域覆蓋層113和區(qū)域覆蓋層114內(nèi)基站(包括主 基站201或副基站204或4妄入點(diǎn)212 )間不同的空間配置方式和功能上的不同配 置，本發(fā)明圖3給出的分層結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中可具有如下3種變化形式
(1) 圖4a所示的無(wú)線IP接入網(wǎng)的基本構(gòu)成形式。
圖4a中的無(wú)線IP接入網(wǎng)包括主基站201 、主基站201覆蓋的小區(qū)202內(nèi)包 含的若干實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋的副基站204、用于接入網(wǎng)和接入網(wǎng)控制器之間數(shù)據(jù)及控 制信息傳輸?shù)穆酚善?11、以及存在于接入網(wǎng)內(nèi)的移動(dòng)終端124、數(shù)字廣播接收 機(jī)123、移動(dòng)^各由器/移動(dòng)網(wǎng)關(guān)122組成。
(2) 圖4b所示的一種無(wú)線IP接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
與圖4a所示的基本無(wú)線IP接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)相比較，區(qū)別在于圖4b所示的結(jié)構(gòu) 里，主基站201不但象圖4a所示結(jié)構(gòu)那樣支持?jǐn)?shù)字廣播功能、支持雙向通信功 能、支持對(duì)其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進(jìn)行RTD測(cè)量功能，還在接入網(wǎng)進(jìn)入移動(dòng)通 信時(shí)間片后，作為一個(gè)副基站，實(shí)現(xiàn)副基站具有的功能，這樣的結(jié)構(gòu)可以在每 個(gè)主基站覆蓋的范圍內(nèi)節(jié)省一個(gè)副基站。
(3) 圖4c所示的另一種接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
與圖4a所示的基本無(wú)線IP接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)相比較，區(qū)別在于圖4c所示的結(jié)構(gòu) 里，除了圖4a中的構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)的副基站204之外，還存在無(wú)線廣域網(wǎng)接入點(diǎn) 212。該無(wú)線廣域網(wǎng)接入點(diǎn)212覆蓋無(wú)線廣域網(wǎng)小區(qū)213。無(wú)線廣域網(wǎng)接入點(diǎn)裝 置214、 215可以使用主基站作為BACKHAUL,然后通過(guò)主基站和路由器之間 的光纜、路由器211和核心網(wǎng)、接入網(wǎng)控制器相連。無(wú)線廣域網(wǎng)接入點(diǎn)裝置214、 215也可以部分或全部通過(guò)光纜與路由器211和核心網(wǎng)、接入網(wǎng)控制器相連。
圖4a至圖4c所示出的是每個(gè)小區(qū)由一組天線共同覆蓋的情況。當(dāng)然，本發(fā)
明所述結(jié)構(gòu)也可以使用多組天線，每組的天線和通道個(gè)數(shù)大于1個(gè)，分扇區(qū)實(shí) 現(xiàn)對(duì)小區(qū)覆蓋。
主基站201與IP邊緣網(wǎng)101的連接一般通過(guò)光纜實(shí)現(xiàn)，也可以使用其它無(wú) 線方式，如數(shù)字微波中繼裝置、FSO (Free Space Optical)來(lái)實(shí)現(xiàn)。副基站204 與IP邊緣網(wǎng)101的連接可以通過(guò)副基站204與主基站201之間的BACKHAUL 鏈路實(shí)現(xiàn)。對(duì)鋪設(shè)光纜比較容易的副基站204,也可以通過(guò)光纜實(shí)現(xiàn)副基站204 與IP邊緣網(wǎng)101通信連接，這樣可以節(jié)省BACKHAUL占用的頻譜資源。
上述主基站201 —般包括天饋和主基站裝置203。主基站201的發(fā)射機(jī)和接 收機(jī)構(gòu)成主基站201的前向和反向鏈路。主基站201可支持?jǐn)?shù)字廣播功能、支 持雙向通信功能、支持對(duì)其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進(jìn)行RTD測(cè)量。
主基站201可采用多通道多天線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與采用多天 線多通道接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的副基站204 、路由器和網(wǎng)關(guān)122 、數(shù)字廣播接收機(jī)123 、 移動(dòng)或固定終端124構(gòu)成多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)，與采用單天線單通道接 收機(jī)和發(fā)射機(jī)的路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124 構(gòu)成多輸入單輸出(MISO)系統(tǒng)。通過(guò)采取恰當(dāng)?shù)目諘r(shí)處理技術(shù)，如V-BLAST算 法、Alamouti算法，以及采取將空時(shí)編碼與信源編碼，如分層信源編碼相結(jié)合， 這種MIMO或MISO數(shù)字廣播系統(tǒng)和傳統(tǒng)的SISO數(shù)字廣播系統(tǒng)比較，可以有 效地提高數(shù)字廣播系統(tǒng)的頻譜效率。這種頻譜效率的提高可以在保證數(shù)字廣播 所需要的信道容量的前提下，顯著地降低數(shù)字廣播業(yè)務(wù)占用的帶寬，把節(jié)約的 帶寬供移動(dòng)通信使用。
上述副基站204 —般包括天饋和副基站裝置206等。副基站204的發(fā)射機(jī) 和接收機(jī)構(gòu)成副基站的前向和反向鏈路。副基站204支持雙向通信功能、支持?jǐn)?shù)字廣播功能、支持對(duì)多個(gè)主基站之間的發(fā)射信號(hào)的相對(duì)時(shí)間差(RTD)的測(cè)量功 能、支持對(duì)多個(gè)主基站與副基站之間的發(fā)射信號(hào)的相對(duì)時(shí)間差(RTD)的測(cè)量功能。
上述副基站204采用多通道多天線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與采用多 天線多通道接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的主基站201、路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī) 123、移動(dòng)或固定終端124構(gòu)成多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)；副基站204與采 用單天線單通道接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移 動(dòng)或固定終端124構(gòu)成多輸入單輸(MISO)出系統(tǒng)。通過(guò)采取恰當(dāng)?shù)目諘r(shí)處理技 術(shù)，如V-BLAST算法、Alamouti算法，以及采取將空時(shí)編碼與信源編碼，如分 層信源編碼相結(jié)合，這種MIMO或MISO數(shù)字廣播系統(tǒng)和傳統(tǒng)的SISO數(shù)字廣 播系統(tǒng)比較，可以有效地提高數(shù)字廣播系統(tǒng)的頻譜效率。這種頻譜效率的提高 可以在保證數(shù)字廣播所需要的信道容量的前提下，顯著地降低數(shù)字廣播業(yè)務(wù)占 用的帶寬，把節(jié)約的帶寬供移動(dòng)通信使用。
本發(fā)明的無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122具有多?；蜍浖o(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的空中接 口，具有與上述無(wú)線IP接入網(wǎng)中的一個(gè)或多個(gè)層面進(jìn)行接入的能力，也具有通 過(guò)軟件無(wú)線電或多模技術(shù)和其他類(lèi)型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，如WLAN、 UWB、藍(lán)牙等網(wǎng) 絡(luò)進(jìn)行通信的能力，并且支持多模式空中接口同時(shí)工作。
通過(guò)軟件無(wú)線電或多才莫技術(shù)，本發(fā)明中的無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122還可以具 有如下一種或多種能力l)有多種工作;漠式，如FDD/TDD、多種編碼調(diào)制方
式；2)通過(guò)軟件無(wú)線電或多模技術(shù)，無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122具有頻譜監(jiān)測(cè)的能 力，即根據(jù)需要，對(duì)其工作頻帶和工作頻帶之外的信號(hào)質(zhì)量或干擾環(huán)境進(jìn)行監(jiān) 測(cè)；3)無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122在其網(wǎng)絡(luò)管理程序的支持下，可以支持多種無(wú)線鏈路拓樸結(jié)構(gòu)，如AD HOC; 4)可以和有線局域網(wǎng)，如車(chē)載網(wǎng)、機(jī)載網(wǎng)、艦載 網(wǎng)相連；5)該無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122采用衛(wèi)星定位技術(shù)，如GPS或AGPS定位 /定時(shí)技術(shù)；6)小型化的無(wú)線路由器122可以是一個(gè)移動(dòng)終端的組成部分。
本發(fā)明的無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122可分為兩大類(lèi) 一類(lèi)是移動(dòng)式的，這類(lèi)移 動(dòng)式路由器和網(wǎng)關(guān)可以用于各種移動(dòng)平臺(tái)和用于個(gè)人攜帶；另一類(lèi)是固定式的， 這類(lèi)路由器和網(wǎng)關(guān)可以用于家庭、辦公室等場(chǎng)合。固定型可以是家庭信息采集 和發(fā)送的傳感網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)，也可以是某個(gè)固定位置的監(jiān)測(cè)、傳感信息通信節(jié)點(diǎn)， 如公共交通管理站的一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)、水文監(jiān)測(cè)站的通信節(jié)點(diǎn)。
具有衛(wèi)星定位、定時(shí)能力的無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122在無(wú)線IP接入網(wǎng)中作為 移動(dòng)終端與基站或無(wú)線接入點(diǎn)的通信中繼器。這種應(yīng)用模式可以顯著改善TDD 模式下網(wǎng)絡(luò)的上行同步質(zhì)量，同時(shí)降低終端的發(fā)射功率。無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122 作為中繼器時(shí)，可以對(duì)上下行鏈路都進(jìn)行中繼，也可以在接收信號(hào)質(zhì)量好的情 況下，或者在無(wú)線^各由器和網(wǎng)關(guān)122中繼的終端太多的情況下，由無(wú)線^^由器 和網(wǎng)關(guān)122支持的移動(dòng)臺(tái)完成下行的接收處理，無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122最好只 對(duì)移動(dòng)臺(tái)的上行鏈路進(jìn)行中繼，這樣可以降低通信時(shí)延、減輕無(wú)線路由器和網(wǎng) 關(guān)122的處理量。
本發(fā)明的數(shù)字廣播接收機(jī)123具有傳統(tǒng)的廣播接收功能，也具有信號(hào)環(huán)境 監(jiān)測(cè)和無(wú)線通信能力，可以通過(guò)空中接口接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的業(yè)務(wù)管理控制信息， 也可以通過(guò)特定的空中接口，如圖3中的無(wú)線局域網(wǎng)126 (由無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線 個(gè)人域網(wǎng)、無(wú)線5^由器和網(wǎng)關(guān)122組成)，和有線網(wǎng)絡(luò)，如圖3中的互耳關(guān)網(wǎng)127 與本發(fā)明中所述的IP邊緣網(wǎng)101中的相關(guān)功能單元，如廣^"業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元 103，進(jìn)行通信。
移動(dòng)或固定終端124和廣域覆蓋層113、區(qū)域覆蓋層114中的一個(gè)或多個(gè)層 面配合工作。移動(dòng)或固定終端124除了具有和廣域覆蓋層113、區(qū)域覆蓋層114 中的一個(gè)或多個(gè)層面配合工作的能力之外，同時(shí)也具有和無(wú)線局域網(wǎng)126 (由無(wú) 線局域網(wǎng)、無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)、無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122組成)進(jìn)行通信的能力。移 動(dòng)或固定終端124的移動(dòng)型可以是個(gè)人助理、筆記本電腦、手機(jī)等。移動(dòng)或固 定終端124的固定型可以是家庭信息采集和發(fā)送的傳感網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)，也可以是 某個(gè)固定位置的監(jiān)測(cè)、傳感信息通信節(jié)點(diǎn)，如公共交通管理站的一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)、 水文監(jiān)測(cè)站的通信節(jié)點(diǎn)。
無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124可以是 單天線單通道系統(tǒng)，也可以是多天線多通道系統(tǒng)。無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字 廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124在釆用多天線多通道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并配合相應(yīng) 的空時(shí)處理后，可以獲得更大的通信容量和更好的通信效果。
無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124的地址 方式可以采用IP協(xié)議，如IPV6，的地址方式來(lái)表示自己。采用IP協(xié)議時(shí)，本 發(fā)明也適用移動(dòng)IP協(xié)議，如MIPV6或其改進(jìn)版本。
2、無(wú)線IP4妄入網(wǎng)的工作原理
A.無(wú)線IP4妻入網(wǎng)的同步
本發(fā)明中無(wú)線IP4妄入網(wǎng)102的同步分為
1) 層內(nèi)同步，即各個(gè)主基站或主基站發(fā)射機(jī)之間的同步；
2) 層間同步，即不同層按照嚴(yán)格的時(shí)隙分配進(jìn)行和諧工作；
3) 上下行鏈路同步，如，主基站201、副基站204之間的通信鏈路同步； 主基站201、副基站204與無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)
或固定終端124之間上下行鏈路的同步。
(1) 對(duì)于層內(nèi)同步
本發(fā)明中的無(wú)線IP接入網(wǎng)102中的廣域覆蓋層113、區(qū)域覆蓋層114內(nèi)包 含的主基站201、副基站204的定時(shí)和同步可以由多種方法實(shí)現(xiàn)，如使用衛(wèi)星定 位，如GPS接收機(jī)實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)傳送的同步信號(hào)實(shí)現(xiàn)。
為了進(jìn)一步提高層內(nèi)同步的精度，本發(fā)明采取RTD測(cè)量和調(diào)整措施，主基 站201之間、副基站204之間的同步測(cè)量和調(diào)整靠下面描述的RTD測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 RTD測(cè)量可以校正由于射頻通道的離散性引入的隨機(jī)時(shí)延，可以在衛(wèi)星定位同 步，如GPS同步的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高主基站(如201 )之間、副基站(如204 ) 之間的同步性能，使同步控制在信號(hào)離開(kāi)天線口面的時(shí)間。從而進(jìn)一步提高了 無(wú)線IP接入網(wǎng)的同步性能，改善了無(wú)線綜合接入系統(tǒng)的容量和穩(wěn)定性。
(2) 對(duì)于層間同步
本發(fā)明中的廣域覆蓋層113向區(qū)域覆蓋層114以及無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、 數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124發(fā)送同步和控制信息115。這種同步 和控制信息115由廣域覆蓋層113內(nèi)的主基站(如201)發(fā)送。
上述同步和控制信息115包括實(shí)現(xiàn)層間按照規(guī)定的時(shí)隙有序工作和移動(dòng)臺(tái) (無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124)捕獲所 需時(shí)隙所需要的引導(dǎo)信號(hào)，例如，層間同步信息115。該層間同步信息115—般 包括1 )主基站201的代碼，該代碼可用于測(cè)量不同主基站之間的RTD時(shí)識(shí) 別特定的主基站；2)給不同層分配的工作時(shí)隙的長(zhǎng)度和這些時(shí)隙的排列順序， 這個(gè)信息可用于區(qū)域覆蓋層114中的各個(gè)副基站來(lái)確定自己工作的時(shí)隙位置和 時(shí)隙長(zhǎng)度。這個(gè)信息同時(shí)被無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣4番接收機(jī)123、移動(dòng)
或固定終端124接收，用于確定自己的工作時(shí)隙和工作模式。無(wú)線路由器和網(wǎng)
關(guān)122、 it字廣插4妄收才幾123、移動(dòng)或固定終端124可以在特定的時(shí)隙內(nèi)與其它 網(wǎng)絡(luò)，如圖3中的無(wú)線局域網(wǎng)126建立通信聯(lián)系。當(dāng)廣域覆蓋層113、區(qū)域覆蓋 層114之間的頻譜分配發(fā)生調(diào)整時(shí)，同步和控制信息115也相應(yīng)地發(fā)生變化， 如時(shí)隙長(zhǎng)度和時(shí)隙順序的調(diào)整，以適應(yīng)動(dòng)態(tài)頻譜分配的需要。
(3)對(duì)于上下行鏈路同步
本發(fā)明中的上下行鏈路同步可分為
a) 主基站201 、副基站204之間的通信鏈路同步，用于BACKHAUL傳輸 和RTD測(cè)量)；
b) 主基站201與無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固 定終端124之間上下行鏈^各的同步；和
c) 副基站204與無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固 定終端124之間上下行鏈路的同步。
廣域覆蓋層113中的主基站201除了作為廣域覆蓋內(nèi)的廣播和通信之外， 在分配給區(qū)域?qū)?14的時(shí)隙中，也可以按照區(qū)域?qū)?14中的副基站204的工作 方式進(jìn)行工作，如作為對(duì)熱點(diǎn)地區(qū)容量的補(bǔ)充。
為了實(shí)現(xiàn)主基站201與副基站204、無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收 機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124之間的上下行鏈路同步，需要主基站201發(fā)送同步 與控制信息115。該同步與控制信息115內(nèi)包含主基站標(biāo)識(shí)信息和控制信息，如， 發(fā)送標(biāo)識(shí)自己的識(shí)別信息，發(fā)送上下行時(shí)隙的位置信息，和發(fā)送時(shí)隙長(zhǎng)度信息。
為了實(shí)現(xiàn)副基站204與無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng) 或固定終端124之間的鏈路同步，需要副基站204發(fā)送副基站的同步與控制信
息。該副基站的同步與控制信息內(nèi)包含副基站標(biāo)識(shí)信息和控制信息，如，發(fā)送 標(biāo)識(shí)副基站的識(shí)別信息，發(fā)送上下行時(shí)隙的位置信息，和發(fā)送時(shí)隙長(zhǎng)度信息。
在實(shí)際系統(tǒng)工作中，還需要在上下行鏈路時(shí)隙內(nèi)發(fā)送用于輔助信道估計(jì)的 信息以提高上下行鏈路的傳輸效率。在完成了上述層內(nèi)同步、層間同步、上下 行鏈路同步之后，在下述管理和控制子網(wǎng)101的配合下，無(wú)線接入網(wǎng)102即可 以有序地協(xié)調(diào)工作。
B.無(wú)線IP接入網(wǎng)中的通信關(guān)系
本發(fā)明中的無(wú)線IP接入網(wǎng)的空中接口上，至少存在如下通信關(guān)系
(1) 廣域覆蓋層與區(qū)域覆蓋層之間的通信關(guān)系
請(qǐng)參見(jiàn)圖3,廣域覆蓋層113與區(qū)域覆蓋層114之間的通信關(guān)系由標(biāo)號(hào)117 所表示。通信關(guān)系117表示廣域覆蓋層向區(qū)域覆蓋層發(fā)送數(shù)據(jù)和從區(qū)域覆蓋層 接收數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)主要是區(qū)域覆蓋層114內(nèi)副基站204所需要傳輸?shù)?BACKHAUL數(shù)據(jù)，也包括一些測(cè)量、控制數(shù)據(jù)，如進(jìn)行RTD測(cè)量需要的控制 數(shù)據(jù)。
(2) 區(qū)i或覆蓋層內(nèi)的通信關(guān)系
本發(fā)明中的區(qū)域覆蓋層內(nèi)的通信關(guān)系是指區(qū)域覆蓋層114內(nèi)副基站204之 間的通信關(guān)系，這種通信關(guān)系用于副基站204之間的AD HOC組網(wǎng)。
(3) 廣域覆蓋層與終端之間的通信關(guān)系
廣域覆蓋層與終端之間的通信關(guān)系，請(qǐng)參見(jiàn)圖3。本發(fā)明中的廣域覆蓋層中 的主基站201向無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端 124發(fā)送廣播業(yè)務(wù)信號(hào)和控制信號(hào)116以及同步和控制信息115。圖3中，廣域 覆蓋層中的主基站201與無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、移動(dòng)或固定終端124所建立通
信連接以標(biāo)號(hào)120表示，這種通信鏈接可用于對(duì)高速移動(dòng)終端的支持。
(4) 區(qū)域覆蓋層與終端之間的通信關(guān)系
本發(fā)明區(qū)域覆蓋層中的副基站204向無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收 機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124發(fā)送廣播業(yè)務(wù)信號(hào)和控制信號(hào)121以及副基站同步 和控制信息。區(qū)域覆蓋層中的副基站204與無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、移動(dòng)或固定 終端124建立通信連接。該通信連接在圖3中以標(biāo)號(hào)118表示。這種通信鏈接 實(shí)現(xiàn)主要的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。此外，區(qū)域覆蓋層中的副基站204和數(shù)字廣播接收 機(jī)123建立另一通信鏈接，該通信鏈結(jié)在圖3中以標(biāo)號(hào)119表示，用于接收數(shù) 字廣播接收機(jī)123發(fā)出的業(yè)務(wù)請(qǐng)求和無(wú)線信號(hào)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)。
(5) 無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122之間的通信關(guān)系
本發(fā)明中不同的無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122之間，可以在與無(wú)線IP接入網(wǎng)通信 的特定時(shí)隙內(nèi)，使用其它頻率或使用無(wú)線IP接入網(wǎng)的頻率，在不干擾無(wú)線IP接 入網(wǎng)通信的前提下，建立通信鏈接，以組成ADHOC通信關(guān)系。
(6) 無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122與移動(dòng)或固定終端124、數(shù)字廣播接收機(jī)123之 間的通信關(guān)系
本發(fā)明的無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122,可以在與無(wú)線IP接入網(wǎng)通信的特定時(shí)隙 內(nèi)，使用無(wú)線IP接入網(wǎng)工作頻率之外的頻率，與移動(dòng)或固定終端124、數(shù)字廣 播接收機(jī)123之間的通信鏈接，使得無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122作為移動(dòng)或固定終 端124、數(shù)字廣播接收機(jī)123與無(wú)線IP接入網(wǎng)之間的的通信中繼器使用。
(7) 本發(fā)明的無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122與移動(dòng)或固定終端124、數(shù)字廣插-接收 機(jī)123可以在特定的時(shí)隙內(nèi)，在保持與無(wú)線IP接入網(wǎng)通信連接的同時(shí)，與無(wú)線 局域網(wǎng)、無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)建立通信《連接。
C.無(wú)線接入網(wǎng)對(duì)測(cè)量的支持
圖7a與圖7b描述了本發(fā)明提出的一種TDD系統(tǒng)中時(shí)隙的基本結(jié)構(gòu)、定位 時(shí)隙的插入和定位時(shí)隙空間復(fù)用原理圖。如圖所示，主基站時(shí)隙507、副基站通 信時(shí)隙506、定位時(shí)隙505A構(gòu)成了一個(gè)復(fù)合幀501。若干個(gè)復(fù)合幀501構(gòu)成一 個(gè)超幀如502， 503。若干個(gè)超幀502， 503等組成一個(gè)超幀組504。
本發(fā)明中構(gòu)成一個(gè)超幀，如502, 503,較佳的復(fù)合幀501個(gè)數(shù)是7個(gè)。主 要原因是便于在空間上復(fù)用超幀中的定位時(shí)隙，即505A 205G。定位時(shí)隙 505A 505G由標(biāo)識(shí)小區(qū)號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)子時(shí)隙和緊跟這個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的子時(shí)隙兩步 分組成。定位時(shí)隙分為定位狀態(tài)和通信狀態(tài)兩種工作狀態(tài)。定位狀態(tài)是指在這 個(gè)定位時(shí)隙內(nèi)，既不發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，也不發(fā)送業(yè)務(wù)信號(hào)，緊緊作為本小區(qū)服務(wù) 的終端來(lái)進(jìn)行對(duì)鄰小區(qū)OTDOA測(cè)量的時(shí)隙。在定位時(shí)隙的通信狀態(tài)，定位時(shí) 隙內(nèi)可以傳送QoS要求較低的業(yè)務(wù)，如發(fā)送圖片、短信這種時(shí)延不敏感的業(yè)務(wù)。 另外，應(yīng)當(dāng)指出的是，在一個(gè)超幀內(nèi)的7個(gè)定位時(shí)隙中，只能有一個(gè)處于定位 狀態(tài)，其它六個(gè)都要處于通信狀態(tài)。導(dǎo)頻信號(hào)子時(shí)隙內(nèi)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)既可以 用于本小區(qū)的通信目的，也可以用于其他小區(qū)的定位時(shí)OTDOA的測(cè)量。
本發(fā)明一個(gè)超幀內(nèi)7個(gè)定位時(shí)隙505A 505G的空間復(fù)用方法和i奪窩結(jié)構(gòu)的 頻率空間復(fù)用方法是類(lèi)似的。圖7a中的一個(gè)超幀內(nèi)的定位時(shí)隙505A、 505B、 505C、 505D、 505E、 505F、 505G處于定位狀態(tài)的按照?qǐng)D7b所示排列,即7個(gè) 蜂窩布局的小區(qū)A、 B、 C、 D、A、 F、 G分別對(duì)應(yīng)定位時(shí)隙505A、 505B、 505C、 505D、 505E、 505F、 505G為開(kāi)啟狀態(tài)。
下面進(jìn)一步對(duì)IP邊緣網(wǎng)的組成和工作原理估文以解釋和說(shuō)明。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，本發(fā)明的IP邊緣網(wǎng)101由廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元103、廣#^業(yè)務(wù)頻譜需求計(jì)算單元104、業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105、 4妄入網(wǎng)綜合控制單元 106、網(wǎng)絡(luò)同步質(zhì)量監(jiān)測(cè)和協(xié)調(diào)單元107、無(wú)線負(fù)載綜合檢測(cè)單元108、移動(dòng)臺(tái) 定位中心112、若干個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)如109A, 109B、若干個(gè)路由器如IIOA， 110B, IIOC、 和若干個(gè)々某體網(wǎng)關(guān)111組成。IP邊緣網(wǎng)101與IP核心網(wǎng)之間存在1個(gè)或多個(gè)接 入位置。
上述廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元103用于搜集、處理由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(無(wú)線路 由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124、副基站204等) 采集來(lái)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量信息。該服務(wù)質(zhì)量信息主要包括衡量廣播信號(hào)的覆蓋情 況的信息，如信干比、和信干比對(duì)應(yīng)的位置和時(shí)間等。該廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān) 測(cè)單元103對(duì)主基站201覆蓋范圍內(nèi)的數(shù)字廣播信號(hào)的覆蓋質(zhì)量進(jìn)行全天候監(jiān) 測(cè)，并把檢測(cè)結(jié)果作為網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度的依據(jù)之一。例如，當(dāng)某個(gè)區(qū) 域大范圍長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)廣播信號(hào)質(zhì)量低于正常門(mén)限時(shí)，就要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋的修正， 或者使用底層的副基站204對(duì)這個(gè)覆蓋不好的區(qū)域發(fā)射主基站201的業(yè)務(wù)，以 此方式補(bǔ)救主基站201的業(yè)務(wù)覆蓋，如果此時(shí)底層的副基站204對(duì)這個(gè)區(qū)域有 良好的覆蓋并有富裕的容量。
上述廣播業(yè)務(wù)頻譜需求計(jì)算單元104根據(jù)需要主基站201發(fā)射的廣播業(yè)務(wù) 的流量來(lái)計(jì)算數(shù)字廣播發(fā)射的信號(hào)需要的帶寬，作為業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105 在數(shù)字廣播系統(tǒng)和移動(dòng)通信系統(tǒng)之間分配頻譜的一個(gè)依據(jù)。
上述業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播和移動(dòng)通信之間的業(yè)務(wù)和頻譜 協(xié)調(diào)。例如，根據(jù)數(shù)字廣播需要承載的業(yè)務(wù)量、廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元103 提供的主基站的廣播服務(wù)質(zhì)量，確定需要由副基站(主要依靠由副基站完成移 動(dòng)通信業(yè)務(wù)，主基站只承載少量的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，如向高速移動(dòng)終端提供移動(dòng)
通信業(yè)務(wù))承載的針對(duì)特定區(qū)域或特定用戶群的廣播業(yè)務(wù)，需要由副基站承載 的點(diǎn)播業(yè)務(wù)，以及在相應(yīng)的業(yè)務(wù)分配情況下，根據(jù)數(shù)字廣播系統(tǒng)和移動(dòng)通信系 統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)比例和廣^"業(yè)務(wù)頻譜需求計(jì)算單元104的計(jì)算結(jié)果，確定兩個(gè)系
統(tǒng)之間的頻譜分配比例和數(shù)量(即分配時(shí)隙寬度)。業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105的 一個(gè)基本作用是在廣播業(yè)務(wù)下降的時(shí)段，把更多的頻譜(時(shí)隙數(shù)量)分配給 通信業(yè)務(wù)，在廣播業(yè)務(wù)上升的時(shí)段，把更多的頻譜(時(shí)隙數(shù)量)分配給廣播業(yè) 務(wù)。業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105是實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)絡(luò)之間業(yè)務(wù)和頻譜分配的核心功 能單元。
上述接入網(wǎng)綜合控制單元106根據(jù)業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105給出的業(yè)務(wù)和 頻譜協(xié)調(diào)結(jié)果，在圖3中的無(wú)線IP接入網(wǎng)102的不同層面之間、同一個(gè)層面內(nèi) 的不同工作模式之間的工作進(jìn)程協(xié)調(diào)和無(wú)線資源調(diào)度。例如，接入網(wǎng)綜合控制 單元106向無(wú)線IP接入網(wǎng)102的區(qū)域覆蓋層114發(fā)出指定其時(shí)隙寬度的指令、 發(fā)出指定其進(jìn)行小區(qū)呼吸的指令、發(fā)出指定其上下行時(shí)隙分配方式的指令等。
上述網(wǎng)絡(luò)同步質(zhì)量監(jiān)測(cè)和協(xié)調(diào)單元107接收和處理由無(wú)線IP接入網(wǎng)102送 來(lái)的廣域覆蓋層113中相鄰主基站之間的RTD (Relative Time Difference )數(shù)據(jù)、 區(qū)域覆蓋層114中相鄰基站間的RTD (Relative Time Difference)數(shù)據(jù)、以及由 無(wú)線IP接入網(wǎng)102中的某些節(jié)點(diǎn)(例如，終端或基站)送來(lái)的上行同步質(zhì)量監(jiān) 測(cè)信息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的同步狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
主基站之間同步的調(diào)整方法是以主基站上的衛(wèi)星定位系統(tǒng)的時(shí)間，如GPS 時(shí)間為參考，按照測(cè)量得到的兩個(gè)相鄰主基站之間的RTD值的大小，按照預(yù)定 的步長(zhǎng)，通過(guò)增加處于提前發(fā)射狀態(tài)的主基站的時(shí)延，或通過(guò)減小處于滯后發(fā) 射的主基站的時(shí)延，逐步調(diào)整到RTD小于要求的范圍內(nèi)。
區(qū)域覆蓋層114中相鄰基站間的RTD的調(diào)整、采取同樣的方法。對(duì)于出現(xiàn) 上行同步質(zhì)量差的區(qū)域，可以采取多種方法來(lái)解決上行同步問(wèn)題。例如通過(guò)接 入網(wǎng)綜合控制單元106調(diào)整上下行間的保護(hù)時(shí)隙來(lái)解決。如果是由高速移動(dòng)導(dǎo) 致的上行同步差，就把高速移動(dòng)的終端切換到廣域覆蓋層113，利用該層為支持 高速移動(dòng)特別設(shè)計(jì)的時(shí)隙來(lái)改善上行同步。
上述無(wú)線負(fù)載綜合檢測(cè)單元108獲取廣域覆蓋層113中各個(gè)主基站、區(qū)域 覆蓋層114中各個(gè)副基站送來(lái)的無(wú)線負(fù)載信息，這些信息提供給接入網(wǎng)綜合控 制單元106使用。接入網(wǎng)綜合控制單元106根據(jù)無(wú)線負(fù)載綜合檢測(cè)單元108采 集的不同基站(主基站和副基站)上的負(fù)載情況，執(zhí)行相應(yīng)的控制。例如，當(dāng) 區(qū)域覆蓋層114中相鄰基站中某個(gè)副基站的負(fù)載過(guò)重而其周?chē)母被矩?fù)載較 輕時(shí)，負(fù)載綜合檢測(cè)單元108就向負(fù)載重的副基站和其周?chē)?fù)載較輕的副基站 發(fā)出小區(qū)呼吸命令，減小負(fù)載重的副基站的覆蓋范圍，擴(kuò)大負(fù)載輕的副基站的 覆蓋范圍。
上述移動(dòng)臺(tái)定位中心112負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)定位相關(guān)的業(yè)務(wù)管理、測(cè) 量控制、位置估計(jì)等。移動(dòng)臺(tái)定位可分為兩個(gè)基本類(lèi)別網(wǎng)絡(luò)工作需要的移動(dòng) 臺(tái)定位，如實(shí)現(xiàn)基于移動(dòng)臺(tái)位置的無(wú)線資源管理；以及用戶的移動(dòng)臺(tái)定位請(qǐng)求 業(yè)務(wù)。本發(fā)明無(wú)線綜合接入系統(tǒng)具有支持小區(qū)ID定位、DOA定位、TDOA定 位、A-GPS定位的能力。該移動(dòng)臺(tái)定位中心112對(duì)這些定位功能進(jìn)行綜合管理。
上述廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元103、廣播業(yè)務(wù)頻譜需求計(jì)算單元104、業(yè) 務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105、接入網(wǎng)綜合控制單元106、網(wǎng)絡(luò)同步質(zhì)量監(jiān)測(cè)和協(xié)調(diào)單 元107、無(wú)線負(fù)載綜合4企測(cè)單元108可以是按照在IP邊緣網(wǎng)中集中實(shí)現(xiàn)的方式 給出的。同樣，也可以把這些功能的全部或部分地分布到無(wú)線綜合接入網(wǎng)中的
各個(gè)節(jié)點(diǎn)(如主基站、副基站、IP網(wǎng)絡(luò)單元)中實(shí)現(xiàn)。
上述數(shù)據(jù)庫(kù)109A, 109B用于提供用戶數(shù)據(jù)、用戶需要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)管 理數(shù)據(jù)等。
上述路由器110A, IIOB， 110C用于實(shí)現(xiàn)基于IP協(xié)議的，特別是IPV6/MIPV6 的帶有QoS保障的路由功能。
上述媒體網(wǎng)關(guān)111用于實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)流的傳輸格式的轉(zhuǎn)換，例如對(duì)MEPG 系列碼流、H.26X碼流的IP打包封裝和拆封裝。
本發(fā)明的無(wú)線綜合接入網(wǎng)可使用IP (Internet Protocal)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單元 和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)的傳輸，全面支持IP (Internet Protocal)協(xié)議，如IPV6、 MIPV6和其改進(jìn)型協(xié)i義。
下面介紹一下本發(fā)明基于上述接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的時(shí)分復(fù)用頻譜的方法。該方法 主要包括如下步驟1 )確定需要時(shí)分復(fù)用同一個(gè)頻帶的子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)；2)估 算每個(gè)子系統(tǒng)需要的初始帶寬；3)確定時(shí)隙結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)；4)動(dòng)態(tài)調(diào)整每 個(gè)系統(tǒng)占用的幀長(zhǎng)。
下面對(duì)上述各步驟分別估文以說(shuō)明。
第一步確定需要時(shí)分復(fù)用同一個(gè)頻帶的子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)
在計(jì)算復(fù)用同 一個(gè)頻帶的子系統(tǒng)個(gè)數(shù)時(shí)，處于同 一層的多個(gè)子系統(tǒng)當(dāng)作一 個(gè)子系統(tǒng)處理。例如，在圖4c中，副基站204和廣域網(wǎng)接入點(diǎn)212處于同一層， 在頻譜分配時(shí)當(dāng)作 一個(gè)系統(tǒng)對(duì)待。
在圖4a所示的系統(tǒng)中，只有上層的主基站201子系統(tǒng)和處于下層的若干個(gè) 副基站204等組成的子系統(tǒng)，就是在兩個(gè)子系統(tǒng)間分配頻譜的問(wèn)題。
第二步估算每個(gè)子系統(tǒng)需要的初始帶寬
(1) 估算每個(gè)子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)量。
該業(yè)務(wù)量也按照不同的層進(jìn)行劃分的。例如，由廣域覆蓋層承載的高速移 動(dòng)通信業(yè)務(wù)需要的頻譜歸于廣域覆蓋層。如果限定的帶寬滿足業(yè)務(wù)量之和所需 要的帶寬，就進(jìn)入時(shí)隙寬度分配，否則降低業(yè)務(wù)量或增加帶寬。
(2) 計(jì)算限定帶寬下每個(gè)子系統(tǒng)需要占用的時(shí)間寬度
在完成主基站和副基站系統(tǒng)帶寬分配后，因?yàn)橹骰?01要實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播
頻譜和BACKHAUL兩種業(yè)務(wù)，因此要在數(shù)字廣播頻譜和BACKHAUL之間進(jìn) 一步分配頻譜，具體方法與前述步驟相同，在此不再贅述。
應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明中由廣域覆蓋層和區(qū)域覆蓋層之間的BACKHAUL 數(shù)據(jù)共同占用的頻譜只可以計(jì)算一次，計(jì)算結(jié)果可以歸入廣域覆蓋層或歸入?yún)^(qū) 域覆蓋層，但是不可以在兩個(gè)層面之間重復(fù)記入這部分頻i普需求。
第三步確定幀結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)
根據(jù)復(fù)用同一個(gè)頻帶的子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)、業(yè)務(wù)量大小和業(yè)務(wù)的QoS要求(如 時(shí)延)，來(lái)確定幀結(jié)構(gòu)的形式和參數(shù)。
圖5是一種兩系統(tǒng)分時(shí)共享頻譜的基本復(fù)合時(shí)隙結(jié)構(gòu)形式，圖中的主基站 時(shí)隙301和副基站時(shí)隙302共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)合時(shí)隙。圖6是主基站時(shí)隙301進(jìn) 一步分解成it字廣纟番時(shí)隙401和BACKHAUL時(shí)隙402。
為了降低傳輸時(shí)延，在信道容量允許的情況下，要盡可能地降低符合幀的 長(zhǎng)度，增加單位時(shí)間內(nèi)復(fù)合時(shí)隙的個(gè)數(shù)。
第四步動(dòng)態(tài)地調(diào)整每個(gè)系統(tǒng)占用的幀長(zhǎng)
根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中業(yè)務(wù)量的變化，動(dòng)態(tài)地調(diào)整每個(gè)系統(tǒng)占用的幀長(zhǎng)。
下面介紹一下在本發(fā)明無(wú)線綜合接入網(wǎng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中插入定位時(shí)隙的
方法。該方法主要包括如下步驟1 )對(duì)該定位時(shí)隙進(jìn)行構(gòu)造；2)將該定位時(shí) 隙插入相應(yīng)的復(fù)合幀中；和3 )對(duì)該定位時(shí)隙進(jìn)行空間復(fù)用。
圖7a與圖7b描述了本發(fā)明提出的一種TDD系統(tǒng)中時(shí)隙的基本結(jié)構(gòu)、定位 時(shí)隙的插入和定位時(shí)隙空間復(fù)用原理圖。如圖所示，主基站時(shí)隙507、副基站通 信時(shí)隙506、定位時(shí)隙505A構(gòu)成了一個(gè)復(fù)合幀501。若干個(gè)復(fù)合幀501構(gòu)成一 個(gè)超幀如502, 503。若干個(gè)超幀502, 503等組成一個(gè)超幀組504。
本發(fā)明中構(gòu)成一個(gè)超幀，如502, 503，較佳的復(fù)合幀501個(gè)數(shù)是7個(gè)。主 要原因是便于在空間上復(fù)用超幀中的定位時(shí)隙，即505A 205G。定位時(shí)隙 505A 505G由標(biāo)識(shí)小區(qū)號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)子時(shí)隙和緊跟這個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的子時(shí)隙兩步 分組成。定位時(shí)隙分為定位狀態(tài)和通信狀態(tài)兩種工作狀態(tài)。定位狀態(tài)是指在這 個(gè)定位時(shí)隙內(nèi)，既不發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，也不發(fā)送業(yè)務(wù)信號(hào)，緊緊作為本小區(qū)服務(wù) 的終端來(lái)進(jìn)行對(duì)鄰小區(qū)OTDOA測(cè)量的時(shí)隙。在定位時(shí)隙的通信狀態(tài)，定位時(shí) 隙內(nèi)可以傳送QoS要求較低的業(yè)務(wù)，如發(fā)送圖片、短信這種時(shí)延不敏感的業(yè)務(wù)。 另外，應(yīng)當(dāng)指出的是，在一個(gè)超幀內(nèi)的7個(gè)定位時(shí)隙中，只能有一個(gè)處于定位 狀態(tài)，其它六個(gè)都要處于通信狀態(tài)。導(dǎo)頻信號(hào)子時(shí)隙內(nèi)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)既可以 用于本小區(qū)的通信目的，也可以用于其他小區(qū)的定位時(shí)OTDOA的測(cè)量。
本發(fā)明一個(gè)超幀內(nèi)7個(gè)定位時(shí)隙505A 505G的空間復(fù)用方法和i奪窩結(jié)構(gòu)的 頻率空間復(fù)用方法是類(lèi)似的。圖7a中的一個(gè)超幀內(nèi)的定位時(shí)隙505A、 505B、 505C、 505D、 505E、 505F、 505G處于定位狀態(tài)的按照?qǐng)D7b所示排列，即7個(gè) 蜂窩布局的小區(qū)A、 B、 C、 D、 E、 F、 G分別對(duì)應(yīng)定位時(shí)隙505A、 505B、 505C、 505D、 505E、 505F、 505G為開(kāi)啟狀態(tài)。
下面以一具體實(shí)施例說(shuō)明一下本發(fā)明。本實(shí)施例中的無(wú)線綜合4妄入網(wǎng)的IP
邊緣網(wǎng)部分由圖3中的IP邊緣網(wǎng)101組成，其無(wú)線IP介入部分由采用圖4a布 局的無(wú)線IP接入部分組成。
本實(shí)施例中的處于廣域覆蓋層113的主基站201之間，以及區(qū)域覆蓋層114 的副基站204使用單頻組網(wǎng)方式工作。為了兼容現(xiàn)有數(shù)據(jù)廣播和未來(lái)出現(xiàn)的數(shù) 據(jù)廣播，為了在通信中針對(duì)不同類(lèi)別的終端建立恰當(dāng)?shù)耐ㄐ沛溄?，主基?01 和副基站204對(duì)業(yè)務(wù)的發(fā)送和4妄收采用自適應(yīng)時(shí)分多才莫方式(TD-MM: Time division Multi-Mode)，如TD-MC-CDMA方式、TD-OFDM方式/TD-OFDM(A) 方式、TD-SCDMA方式的組合優(yōu)化。釆用MC-CDMA可以達(dá)到較好的效果，采 用MC-CDMA方式可以達(dá)到便于單頻組網(wǎng)，便于接收機(jī)(包括數(shù)字廣播接收機(jī)、 移動(dòng)通信接收機(jī)、移動(dòng)路由器和網(wǎng)關(guān))實(shí)現(xiàn)分集接收，便于獲得高的頻譜復(fù)用 系數(shù)。
各個(gè)主基站201和副基站204采用GPS定時(shí)、同步，同時(shí)使用RTD測(cè)量實(shí) 現(xiàn)天線口面之間的同步。
廣域覆蓋層113向區(qū)域覆蓋層114之間的同步方法是廣域覆蓋層113向區(qū) 域覆蓋層114以及無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終 端124發(fā)送同步和控制信息115。這種同步和控制信息115由廣域覆蓋層113內(nèi) 的主基站201發(fā)送。同步和控制信息115包括實(shí)現(xiàn)層間按照規(guī)定的時(shí)隙有序工 作和移動(dòng)臺(tái)(無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124) 捕獲所需時(shí)隙所需要的引導(dǎo)信號(hào)，例如，層間同步信息115。該層間同步信息 115包括1 )主基站201的代碼，該代碼可用于測(cè)量不同主基站之間的RTD時(shí) 識(shí)別特定的主基站；2)給不同層分配的工作時(shí)隙的長(zhǎng)度和這些時(shí)隙的排列順序， 該信息可用于區(qū)域覆蓋層114中的各個(gè)副基站204來(lái)確定自己工作的時(shí)隙位置
和時(shí)隙長(zhǎng)度。該信息同時(shí)被無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng) 或固定終端124接收，用于確定自己的工作時(shí)隙和工作模式。無(wú)線路由器和網(wǎng) 關(guān)122、數(shù)字廣播接收機(jī)123、移動(dòng)或固定終端124可以在特定的時(shí)隙內(nèi)與其它 網(wǎng)絡(luò)，如圖3中的無(wú)線局域網(wǎng)126建立通信聯(lián)系。當(dāng)廣域覆蓋層113、區(qū)域覆蓋 層114之間的頻譜分配發(fā)生調(diào)整時(shí)，同步和控制信息115也相應(yīng)地發(fā)生變化， 如時(shí)隙長(zhǎng)度和時(shí)隙順序的調(diào)整，以適應(yīng)動(dòng)態(tài)頻譜分配的需要
無(wú)線綜合接入網(wǎng)的主基站201采用多天線多通道發(fā)射機(jī)和接收機(jī)結(jié)構(gòu)，支 持?jǐn)?shù)字廣播功能、支持雙向通信功能、支持對(duì)其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進(jìn)行RTD 測(cè)量。主基站201支持的數(shù)字廣播功能包括分組(IP )數(shù)字電視廣播和分組(IP ) 數(shù)字音頻廣播，這些數(shù)字廣播可以是現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，如MPEG-2，也可以 是未來(lái)的新的數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)，如兼容DVB-H的DVB-T等。
主基站201雙向通信功能包括1 )主基站和移動(dòng)終端207、移動(dòng)路由器/移 動(dòng)網(wǎng)關(guān)209的通信；2)主基站和副基站之間的通信，如主基站201作為副基站 204等的回程(BACKHAUL)通信。主基站201對(duì)其覆蓋范圍內(nèi)的副基站，如 204等，進(jìn)行RTD測(cè)量，這種測(cè)量數(shù)據(jù)用于實(shí)現(xiàn)副基站之間的下行鏈路同步調(diào) 整和TDOA定位，如對(duì)移動(dòng)臺(tái)207、移動(dòng)^^由器/移動(dòng)網(wǎng)關(guān)209或廣插、接收裝置 208的定位。主基站201具有支持移動(dòng)通信的基本功能，如切換，包括越區(qū)切換 和層間切換。
副基站204包括天饋和副基站裝置206等，副基站204的發(fā)射機(jī)和接收機(jī) 都采用多天線多通道結(jié)構(gòu)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)構(gòu)成副基站的前向和反向鏈路，副 基站204支持雙向通信功能、支持?jǐn)?shù)字廣播功能、支持對(duì)多個(gè)主基站之間的發(fā) 射信號(hào)的相對(duì)時(shí)間差(RTD)的測(cè)量功能、支持對(duì)多個(gè)主基站與副基站之間的發(fā)射
信號(hào)的相對(duì)時(shí)間差(RTD)的測(cè)量功能。副基站204的數(shù)字廣播功能和主基站的數(shù) 字廣播功能互為補(bǔ)充。副基站204的通信功能包括l)副基站和其覆蓋范圍內(nèi) 的移動(dòng)臺(tái)、移動(dòng)網(wǎng)關(guān)/路由器、數(shù)字廣播接收機(jī)之間的通信功能；2)副基站和主 基站之間的通信功能；3)副基站與副基站之間的通信功能，如副基站之間在 MESH拓樸下的通信。副基站204具有支持移動(dòng)通信的基本功能，如切換，包 括越區(qū)切換和層間切換。
主基站201和副基站204通過(guò)其采用的陣列天線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)DOA( Direction Of Arrival)測(cè)量功能。DOA測(cè)量量和RTT ( Round Trip Time )測(cè)量量相結(jié)合實(shí)現(xiàn) 對(duì)無(wú)線i 各由器和網(wǎng)關(guān)122、移動(dòng)或固定終端124的定位。無(wú)線^各由器和網(wǎng)關(guān)122、 移動(dòng)或固定終端124除了完成通信、廣播接收功能之外，還需要支持對(duì)服務(wù)基 站(包括無(wú)線接入基站202和移動(dòng)通信基站203)與其它基站之間的OTDOA (Observed Time Difference Of Arrival)測(cè)量功能。OTDOA測(cè)量量和RTD測(cè)量 量相結(jié)合作為雙曲線定位的基礎(chǔ)。
圖3所示的無(wú)線綜合接入網(wǎng)可以單獨(dú)使用DOA定位、TDOA定位或AGPS 定位，或者也可以綜合使用DOA定位、TDOA定位和AGPS定位中的一個(gè)或多 個(gè)得到更為準(zhǔn)確的移動(dòng)臺(tái)的位置、移動(dòng)速度信息，利用這些信息實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的上 行同步，或利用這些信息確定最優(yōu)的傳輸方式。
無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122采用衛(wèi)星定位，如GPS定位和定時(shí)功能，對(duì)于高速 移動(dòng)平臺(tái)上的終端，均通過(guò)無(wú)線路由器和網(wǎng)關(guān)122和主基站或副基站建立雙跳 鏈路，這樣就顯著緩解了 TDD在遠(yuǎn)距離通信和高速移動(dòng)環(huán)境下通信的相對(duì)于 FDD的劣勢(shì)。
主基站113、副基站114按照時(shí)分方式工作于同一個(gè)頻帶內(nèi)。從原理上講，
圖3給出的分層結(jié)構(gòu)適用于任何頻段。但是，為了達(dá)到好的信號(hào)傳播效果，這 個(gè)被各層時(shí)分復(fù)用的同一段頻帶位于3GHZ以下的某個(gè)頻率區(qū)間內(nèi)，較好的選擇
方式是400MHz lGHz之間的某個(gè)頻率區(qū)間。如果考慮到天線尺寸和傳播性能 的折中，最優(yōu)選擇工作在650 MHz ~ 800 MHz之間。
另夕卜，應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明同樣適用于采用多頻網(wǎng)MFN ( Multi-Frequency Network)組網(wǎng)方式，通過(guò)圖2所示的頻率復(fù)用方式，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述網(wǎng)絡(luò)的布 設(shè)。在圖2所示的頻率復(fù)用方式下，只要把圖3給出的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于具有相同字 母(如C、 C、 C、 C、 C、 C、 C)的區(qū)域內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述同頻分層網(wǎng)絡(luò) 的布設(shè)。
需要說(shuō)明的是，上述說(shuō)明僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述，敘述僅為 說(shuō)明本發(fā)明的可實(shí)現(xiàn)性及其突出效果，具體特征并不能用來(lái)作為對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以本發(fā)明所附權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種在權(quán)利要求1所述的無(wú)線綜合接入網(wǎng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中插入定位時(shí)隙的方法，其特征在于其包括如下步驟1)對(duì)該定位時(shí)隙進(jìn)行構(gòu)造；2)將該定位時(shí)隙插入相應(yīng)的復(fù)合幀中；和3)對(duì)該定位時(shí)隙進(jìn)行空間復(fù)用。
2. 如權(quán)利要求1所述的插入定位時(shí)隙的方法，其特征在于，在步驟1)中是 把定位時(shí)隙的開(kāi)頭部分用于發(fā)射表示發(fā)射基站代碼信號(hào)，把定位時(shí)隙的其余 部分用于發(fā)射通信數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的插入定位時(shí)隙的方法，其特征在于，在步驟2)中是 把定位時(shí)隙與其它業(yè)務(wù)時(shí)隙拼接在一起構(gòu)成一個(gè)復(fù)合幀；再將若干個(gè)復(fù)合幀 構(gòu)成一個(gè)超幀。
4. 如權(quán)利要求3所述的插入定位時(shí)隙的方法，其特征在于，把若干個(gè)復(fù)合 幀構(gòu)成一個(gè)超幀的步驟是將7個(gè)復(fù)合幀構(gòu)成一個(gè)超幀，以便于定位時(shí)隙的開(kāi) 啟順序在蜂窩結(jié)構(gòu)上的分配。
5. 如權(quán)利要求4所述的插入定位時(shí)隙的方法，其特征在于，在步驟3)中是 把一個(gè)超幀中包含的7個(gè)定位時(shí)隙的開(kāi)啟時(shí)刻作為7個(gè)被空間復(fù)用的頻點(diǎn)， 按照蜂窩網(wǎng)對(duì)頻率復(fù)用的方式復(fù)用這7個(gè)定位時(shí)隙的開(kāi)啟時(shí)刻。
6. 如權(quán)利要求5所述的插入定位時(shí)隙的方法，其特征在于，同一套發(fā)射系 統(tǒng)發(fā)射的覆蓋其服務(wù)的小區(qū)的超幀中包含的7個(gè)定位時(shí)隙在任何時(shí)刻只能有 一個(gè)處于開(kāi)啟狀態(tài)。
7. 如權(quán)利要求1所述的插入定位時(shí)隙的方法，其特征在于，該定位時(shí)隙和 非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)共享定位時(shí)隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)線綜合接入網(wǎng)。為提供一種可綜合提供無(wú)線數(shù)字廣播、移動(dòng)通訊、移動(dòng)臺(tái)定位業(yè)務(wù)的無(wú)線綜合接入網(wǎng)。本發(fā)明提供一種綜合提供無(wú)線數(shù)字廣播、移動(dòng)通訊、移動(dòng)臺(tái)定位的無(wú)線綜合接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。該無(wú)線綜合接入網(wǎng)包括IP邊緣網(wǎng)和無(wú)線IP接入網(wǎng)。無(wú)線IP接入網(wǎng)包括處于廣域覆蓋層內(nèi)的若干主基站和處于區(qū)域覆蓋層內(nèi)的被主基站所覆蓋的若干副基站、若干移動(dòng)臺(tái)、若干移動(dòng)網(wǎng)關(guān)/路由器、若干數(shù)字廣播接收機(jī)組成。IP邊緣網(wǎng)由實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)、網(wǎng)絡(luò)管理控制的功能單元和IP網(wǎng)絡(luò)單元組成。本發(fā)明還提供了在上述無(wú)線綜合接入網(wǎng)下的移動(dòng)通信系統(tǒng)中插入定位時(shí)隙的方法，和頻譜復(fù)用方法。
文檔編號(hào)H04H60/76GK101351017SQ200810128348
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2005年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月10日
發(fā)明者刁心璽, 寧錄游, 宋榮方, 張?zhí)K民 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司