專利名稱：一種無線綜合接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種可綜合提供無線數(shù)字廣播、移動通訊、移動臺定位業(yè)務(wù)的無線綜合接入網(wǎng)，以及在該無線綜合接入網(wǎng)下的移動通信系統(tǒng)中插入定位時隙的方法和頻譜復(fù)用方法。
背景技術(shù)：
無線數(shù)字廣播業(yè)務(wù)與無線通訊業(yè)務(wù)、移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、移動臺定位業(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。這種對業(yè)務(wù)融合的需求導(dǎo)致了業(yè)界對網(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)、頻譜復(fù)用技術(shù)、頻譜動態(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。下面簡要介紹和綜合無線接入網(wǎng)實現(xiàn)關(guān)系密切的現(xiàn)有技術(shù)。
1、視頻業(yè)務(wù)與移動通信業(yè)務(wù)融合技術(shù)視頻業(yè)務(wù)與移動通信業(yè)務(wù)融合主要集中在歐盟IST(Information SocietyTechnologies)項目的下的一些子項目中。例如代號為CISMUNDUS(Convergenceof IP-based Services for Mobile Users and Networks in DVB-T and UMTS Systems)的IST項目對DVB與UMTS/GPRS/WLAN的業(yè)務(wù)融合便做了大量研究。歐盟IST對業(yè)務(wù)融合的研究重點集中在如下兩個方面(1)擴展無線數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)(如DVB-T)的移動通訊能力如為DVB-T系統(tǒng)增加移動切換能力，為DVB-T增加數(shù)據(jù)廣播的能力，為DVB-T增加面向移動終端的廣播能力，為DVB-T增加反向信道等。
(2)擴展UMTS的多媒體廣播能力如為UMTS增加面向多點的廣播能力，為UMTS增加面向區(qū)域的廣播能力。
實現(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)、頻譜動態(tài)分配技術(shù)。下面簡要介紹一下在實現(xiàn)數(shù)字廣播與移動通信融合的網(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)支持的信息化社會技術(shù)(IST)研究中，便集中體現(xiàn)了歐洲在DVB與無線通訊網(wǎng)絡(luò)融合的研究結(jié)果。例如代號為SAMBITS(Advanced Multimedia Broadcast and IT Services)、FLOWS(Flexible Convergenceof Wireless Standards and Services)、OverDRiVE(Spectrum efficient uni-andmulticast services Over Dynamic multi-Radio networks)等項目對如何將數(shù)字廣播(特別是DVB)與互聯(lián)網(wǎng)/WLAN/UMTS/GPRS/4G/5G融合的相關(guān)問題都做了較為全面的討論。例如項目OverDRiVE對實現(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IST-2001-35125(OverDRiVE)D09 Concepts for Mobile Multicastin Hybrid Networks)。這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都是從實現(xiàn)DVB與無線通訊網(wǎng)絡(luò)在功能互補的角度提出的。例如利用UMTS作為DVB的反向信道來擴展DVB的業(yè)務(wù)能力，UMTS用于傳送部分DVB內(nèi)容；DVB作為UMTS多點廣播業(yè)務(wù)的擴充等。而且這些結(jié)構(gòu)的一個共同特點是側(cè)重于實現(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)都缺少對空中接口融合問題的考慮。
IST目前給出的實現(xiàn)數(shù)字廣播與蜂窩移動通訊結(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)實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間互操作，OverDRiVEnetwork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OverDRiVEnetwork，對于用戶來說，OverDRiVE network是服務(wù)提供商。OverDRiVE network起到中介的作用，對末端用戶來說OverDRiVE network是唯一的接入點。附加網(wǎng)絡(luò)方案實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的松散耦合，運營商和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都具有較強的獨立性。
B.緊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)數(shù)字廣播與蜂窩移動通訊結(jié)合的緊耦合方式，該結(jié)構(gòu)集成所有的無線系統(tǒng)，而不需要第三方網(wǎng)絡(luò)。該方式適用于一個運營商擁有多個不同的無線網(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)因為其靈活性和可擴展性，增加新系統(tǒng)不會對現(xiàn)有系統(tǒng)造成影響。但是，這種結(jié)構(gòu)需要接入網(wǎng)運營商共享一個共同的數(shù)據(jù)庫，喪失了一些獨立性。適合一個運營商擁有多個不同的接入網(wǎng)，或不同運營商間由牢靠的合作關(guān)系。
綜上，松散耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要特點是(1)保持獨立性；(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)的特點是
(1)需要運營商間的牢靠合作關(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獨立于各接入網(wǎng)，增加了一些獨立性。
2、現(xiàn)有分層數(shù)字廣播技術(shù)公開號為20010022781的美國專利中請揭露了一種綜合實現(xiàn)無線數(shù)字廣播和內(nèi)容點播相結(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(或稱為主發(fā)射機)，局域發(fā)射機(或稱為輔發(fā)射機)，移動終端，和提供廣播和點播內(nèi)容的服務(wù)器組成。
該主發(fā)射機覆蓋面積大于輔發(fā)射機，在一個主發(fā)射機覆蓋的范圍內(nèi)，設(shè)置有若干個輔發(fā)射機。主發(fā)射機和輔發(fā)射機共用一個頻率，在主發(fā)射機發(fā)送的復(fù)合幀中的同步信息控制下，主發(fā)射機、輔發(fā)射機以及移動臺按照劃分的時隙協(xié)同工作。輔發(fā)射機通過主發(fā)射機發(fā)送的復(fù)合幀中的控制和識別信息來確定自己的工作時隙、輔發(fā)射機可以提供面向小區(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)對應(yīng)不同的時隙。這兩種不同業(yè)務(wù)的時隙位置依靠輔發(fā)射機發(fā)射的數(shù)據(jù)幀中的控制和識別信息確定。主發(fā)射機通過其復(fù)合幀中發(fā)送的控制和識別信息來協(xié)調(diào)主發(fā)射機與輔發(fā)射機之間的工作時隙、協(xié)調(diào)終端的工作時隙。輔發(fā)射機發(fā)送的控制和識別信息指示移動終端在特定的時隙里去接收其所需要的業(yè)務(wù)內(nèi)容。
主發(fā)射機、輔發(fā)射機之間可采用衛(wèi)星定位信號來實現(xiàn)同步，也可以通過有線網(wǎng)絡(luò)傳送的同步信號實現(xiàn)同步。移動臺根據(jù)自己接收到的輔發(fā)射機發(fā)送的區(qū)域標(biāo)志信號和區(qū)域?qū)?yīng)的特定的碼字來確定自己的位置和為其提供服務(wù)的輔發(fā)射機。當(dāng)移動臺需要接收其他頻點上的業(yè)務(wù)時，需要在衛(wèi)星定位，如GPS輔助下和相應(yīng)頻點上的網(wǎng)絡(luò)建立同步。
該移動臺可以通過有線或無線的方式與內(nèi)容提供商的服務(wù)器之間建立通饋信道，向服務(wù)器發(fā)出業(yè)務(wù)請求。主發(fā)射機、輔發(fā)射機、移動臺通過IP協(xié)議中采用的地址方式來確定自己的標(biāo)識地址，以便實現(xiàn)業(yè)務(wù)傳送中的尋址。
為了避免不同輔發(fā)射機發(fā)射的業(yè)務(wù)之間的干擾，該專利申請指出，各個輔發(fā)射機之間的距離必須保持足夠大。如圖1所示的，各個輔發(fā)射機的覆蓋范圍不能重疊。
但是，該專利申請僅強調(diào)了業(yè)務(wù)請求信號可以通過無線網(wǎng)或有線網(wǎng)送到業(yè)務(wù)提供服務(wù)器，并沒有揭露具體的實現(xiàn)方法。
3、現(xiàn)有頻譜融合方法介紹ERICSSON從頻率復(fù)用的角度也對DVB與蜂窩移動信的融合進行了研究。例如J Huschke1等人在“Downlink Capacity of UMTS Coexisting with DVB-TMFNs and Regional SFNs”一文中揭露了如圖2所示的蜂窩移動通訊復(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干擾最小的區(qū)域。例如，圖中標(biāo)出的用于移動通信的7個C區(qū)處于7個用于電視廣播的C區(qū)連線構(gòu)成的三角形得重心區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)復(fù)用該廣播頻點可以得到較高的頻譜效率。
上述各現(xiàn)有技術(shù)的缺點綜合如下對于業(yè)務(wù)融合的三個主要方面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)融合、頻譜融合、頻譜動態(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，沒有綜合考慮到無線接入網(wǎng)融合涉及到的問題。例如，沒有討論業(yè)務(wù)融合導(dǎo)致的無線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變、沒有討論業(yè)務(wù)融合導(dǎo)致的頻譜融合問題。
現(xiàn)有分層數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的缺點公開號為20010022781的美國專利申請給出的綜合實現(xiàn)無線數(shù)字廣播和內(nèi)容點播相結(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)點播的問題，無法解決移動通信與數(shù)字廣播的融合面臨的問題。例如，1)該發(fā)明只是對發(fā)射機進行討論，發(fā)射機無法實現(xiàn)移動通信需要的雙向鏈路；2)通信與廣播的融合需要實現(xiàn)無線接入點對區(qū)域的連續(xù)覆蓋，該發(fā)明給出的發(fā)射機方案無法實現(xiàn)連續(xù)覆蓋；3)通信與廣播的融合需要更加嚴(yán)格的各個接入點(或基站)間的空中接口上的上下行鏈路同步，該發(fā)明也無法實現(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)掘出供移動通信使用的容量。
現(xiàn)有頻譜融合技術(shù)的缺點是只著重討論頻譜的頻分融合涉及到的技術(shù)問題，如UMST與DVB-T在數(shù)字廣播和無線通信分別使用不同頻段時的共存問題和UMTS對DVB-T頻率的空間復(fù)用問題，而對于更為靈活和可能更具頻譜效率的時分頻譜融合問題缺少討論。頻分融合的一個主要缺點是需要額外的保護帶開銷，造成了頻譜浪費。ERISSON提出的DVB與蜂窩重復(fù)使用頻譜的方法雖然可以進一步提高頻率復(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)×2，而且網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種可綜合實現(xiàn)數(shù)字廣播、移動通信、移動臺定位業(yè)務(wù)有機融合的無線綜合接入網(wǎng)。
本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種在上述無線綜合接入網(wǎng)的移動通信系統(tǒng)中插入定位時隙的方法。
本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問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)明第一個技術(shù)問題，本發(fā)明的無線綜合接入網(wǎng)包括實現(xiàn)無線接入的無線IP接入網(wǎng)，和實現(xiàn)對無線IP接入網(wǎng)綜合管理和控制的IP邊緣網(wǎng)。
其中，該無線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或多個層面配合工作的終端。該廣域覆蓋層包含至少一個主基站。該區(qū)域覆蓋層包含至少一個副基站。該終端為無線路由器、網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機、和移動或固定終端中的至少一種。該無線IP接入網(wǎng)中的廣域覆蓋層可由若干實現(xiàn)連續(xù)覆蓋的副基站構(gòu)成。該無線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。該無線IP接入網(wǎng)中的廣域覆蓋層包括若干實現(xiàn)連續(xù)覆蓋的副基站，和非連續(xù)覆蓋的無線接入點。該主基站的發(fā)射機和接收機構(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、和對其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進行RTD測量的功能。該主基站采用多通道多天線發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與采用多天線多通道接收機和發(fā)射機的副基站、路由器和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機，和移動或固定終端構(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和發(fā)射機的副基站、路由器和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機、移動或固定終端構(gòu)成多輸入單輸出系統(tǒng)。
為解決第二個技術(shù)問題，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)對該定位時隙進行構(gòu)造；2)將該定位時隙插入相應(yīng)的復(fù)合幀中；和3)對該定位時隙進行空間復(fù)用。
其中，在步驟1)中把定位時隙的開頭部分用于發(fā)射表示發(fā)射基站代碼信號，把定位時隙的其余部分用于發(fā)射通信數(shù)據(jù)。在步驟2)中把定位時隙與其它業(yè)務(wù)時隙拼接在一起構(gòu)成一個復(fù)合幀；再將若干個復(fù)合幀構(gòu)成一個超幀。把若干個復(fù)合幀構(gòu)成一個超幀的步驟中可將7個復(fù)合幀構(gòu)成一個超幀，以便于定位時隙的開啟順序在蜂窩結(jié)構(gòu)上的分配。在步驟3)中，把一個超幀中所包含的7個定位時隙的開啟時刻作為7個被空間復(fù)用的頻點，按照蜂窩網(wǎng)對頻率復(fù)用的方式復(fù)用這7個定位時隙的開啟時刻。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個定位時隙在任何時刻只能有一個處于開啟狀態(tài)。該定位時隙和非實時業(yè)務(wù)共享定位時隙。
為解決第三個技術(shù)問題，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)確定需要時分復(fù)用同一個頻帶的子系統(tǒng)的個數(shù)；2)估算每個子系統(tǒng)需要的初始帶寬；3)確定時隙結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)。
其中，在步驟1)中是把系統(tǒng)中的每一層當(dāng)作一個子系統(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行頻譜計算。把屬于兩層之間通信的業(yè)務(wù)量作為一個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)量來計算需要的時隙寬度。在步驟3)中是根據(jù)復(fù)用同一個頻帶的子系統(tǒng)的個數(shù)、業(yè)務(wù)量大小和業(yè)務(wù)的QoS要求，來確定時隙結(jié)構(gòu)的形式和參數(shù)。
本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了一種可綜合實現(xiàn)廣播、移動通信、移動臺定位的接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)易于實現(xiàn)頻譜融合和頻譜動態(tài)分配、易于實現(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-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MIMO、MISO技術(shù)有效地提高數(shù)字廣播系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)的頻譜效率后，可以實現(xiàn)同樣的帶寬被兩個系統(tǒng)使用后，不但不影響其中一個的系統(tǒng)容量，反而有可能增加其容量。比如，在平均頻譜效率為1bit/s/hz的時候，40MHz寬的頻帶只可以傳送40Mbps的數(shù)字廣播信號，如果通過MIMO、MISO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和空時處理技術(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)字廣播和移動通信之間品均分配這個容量，每個系統(tǒng)可以得到80Mbps的容量，兩個系統(tǒng)通過采用提高頻譜效率的技術(shù)，在復(fù)用同一段頻譜后，各自的容量比原來還提高了一倍。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種實現(xiàn)內(nèi)容點播的分層網(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)明的可綜合實現(xiàn)數(shù)字廣播、移動通信、移動臺定位的網(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)分時共享頻譜的復(fù)合時隙結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6為本發(fā)明一種數(shù)字廣播與BACKHAUL分時共享頻譜的時隙組合的示意圖。
圖7a～圖7b分別為本發(fā)明的TDD系統(tǒng)中時隙的基本結(jié)構(gòu)、定位時隙的插入和定位時隙空間復(fù)用示意圖。
具體實施方式本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)融合程度、頻譜共享和動態(tài)分配的靈活性、網(wǎng)絡(luò)同步精度等方面存在的缺點，提供一個綜合解決業(yè)務(wù)融合、網(wǎng)絡(luò)融合、頻譜融合、頻譜動態(tài)分配、移動臺定位、網(wǎng)絡(luò)同步問題的無線綜合接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)和工作方法。
下面介紹一下本發(fā)明的無線綜合接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。
首先，請參照圖3，本發(fā)明的無線綜合接入網(wǎng)由無線IP接入網(wǎng)102以及與之配合工作的IP邊緣網(wǎng)101組成。
該無線IP接入網(wǎng)102的組成和工作原理介紹如下1、無線IP接入網(wǎng)的組成如圖3所示，無線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或多個層面配合工作的各種終端，即無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124組成。
請參見圖4a至圖4c，上述廣域覆蓋層113由一個或多個主基站201組成。區(qū)域覆蓋層114由1個或多個副基站204組成。或者如圖4c所示，區(qū)域覆蓋層114也可以由若干個副基站204和若干個無線廣域網(wǎng)接入點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或接入點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)在實際應(yīng)用中可具有如下3種變化形式(1)圖4a所示的無線IP接入網(wǎng)的基本構(gòu)成形式。
圖4a中的無線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)的移動終端124、數(shù)字廣播接收機123、移動路由器/移動網(wǎng)關(guān)122組成。
(2)圖4b所示的一種無線IP接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
與圖4a所示的基本無線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、支持對其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進行RTD測量功能，還在接入網(wǎng)進入移動通信時間片后，作為一個副基站，實現(xiàn)副基站具有的功能，這樣的結(jié)構(gòu)可以在每個主基站覆蓋的范圍內(nèi)節(jié)省一個副基站。
(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，還存在無線廣域網(wǎng)接入點212。該無線廣域網(wǎng)接入點212覆蓋無線廣域網(wǎng)小區(qū)213。無線廣域網(wǎng)接入點裝置214、215可以使用主基站作為BACKHAUL，然后通過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。無線廣域網(wǎng)接入點裝置214、215也可以部分或全部通過光纜與路由器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數(shù)大于1個，分扇區(qū)實現(xiàn)對小區(qū)覆蓋。
主基站201與IP邊緣網(wǎng)101的連接一般通過光纜實現(xiàn)，也可以使用其它無線方式，如數(shù)字微波中繼裝置、FSO(Free Space Optical)來實現(xiàn)。副基站204與與IP邊緣網(wǎng)101的連接可以通過副基站204與主基站201之間的BACKHAUL鏈路實現(xiàn)。對鋪設(shè)光纜比較容易的副基站204，也可以通過光纜實現(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201一般包括天饋和主基站裝置203。主基站201的發(fā)射機和接收機構(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、支持對其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進行RTD測量。
主基站201可采用多通道多天線發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與采用多天線多通道接收機和發(fā)射機的副基站204、路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端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和發(fā)射機的路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124構(gòu)成多輸入單輸出(MISO)系統(tǒng)。通過采取恰當(dāng)?shù)目諘r處理技術(shù)，如V-BLAST算法、Alamouti算法，以及采取將空時編碼與信源編碼，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)約的帶寬供移動通信使用。
上述副基站204一般包括天饋和副基站裝置206等。副基站204的發(fā)射機和接收機構(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、支持對多個主基站之間的發(fā)射信號的相對時間差(RTD)的測量功能、支持對多個主基站與副基站之間的發(fā)射信號的相對時間差(RTD)的測量功能。
上述副基站204采用多通道多天線發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與采用多天線多通道接收機和發(fā)射機的主基站201、路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端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和發(fā)射機的路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124構(gòu)成多輸入單輸(MISO)出系統(tǒng)。通過采取恰當(dāng)?shù)目諘r處理技術(shù)，如V-BLAST算法、Alamouti算法，以及采取將空時編碼與信源編碼，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)約的帶寬供移動通信使用。
本發(fā)明的無線路由器和網(wǎng)關(guān)122具有多?；蜍浖o線電技術(shù)實現(xiàn)的空中接口，具有與上述無線IP接入網(wǎng)中的一個或多個層面進行接入的能力，也具有通過軟件無線電或多模技術(shù)和其他類型的無線網(wǎng)絡(luò)，如WLAN、UWB、藍(lán)牙等網(wǎng)絡(luò)進行通信的能力，并且支持多模式空中接口同時工作。
通過軟件無線電或多模技術(shù)，本發(fā)明中的無線路由器和網(wǎng)關(guān)122還可以具有如下一種或多種能力1)有多種工作模式，如FDD/TDD、多種編碼調(diào)制方式；2)通過軟件無線電或多模技術(shù)，無線路由器和網(wǎng)關(guān)122具有頻譜監(jiān)測的能力，即根據(jù)需要，對其工作頻帶和工作頻帶之外的信號質(zhì)量或干擾環(huán)境進行監(jiān)測；3)無線路由器和網(wǎng)關(guān)122在其網(wǎng)絡(luò)管理程序的支持下，可以支持多種無線鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如AD HOC；4)可以和有線局域網(wǎng)，如車載網(wǎng)、機載網(wǎng)、艦載網(wǎng)相連；5)該無線路由器和網(wǎng)關(guān)122采用衛(wèi)星定位技術(shù)，如GPS或AGPS定位/定時技術(shù)；6)小型化的無線路由器122可以是一個移動終端的組成部分。
本發(fā)明的無線路由器和網(wǎng)關(guān)122可分為兩大類一類是移動式的，這類移動式路由器和網(wǎng)關(guān)可以用于各種移動平臺和用于個人攜帶；另一類是固定式的，這類路由器和網(wǎng)關(guān)可以用于家庭、辦公室等場合。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，也可以是某個固定位置的監(jiān)測、傳感信息通信節(jié)點，如公共交通管理站的一個通信節(jié)點、水文監(jiān)測站的通信節(jié)點。
具有衛(wèi)星定位、定時能力的無線路由器和網(wǎng)關(guān)122在無線IP接入網(wǎng)中作為移動終端與基站或無線接入點的通信中繼器。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，同時降低終端的發(fā)射功率。無線路由器和網(wǎng)關(guān)122作為中繼器時，可以對上下行鏈路都進行中繼，也可以在接收信號質(zhì)量好的情況下，或者在無線路由器和網(wǎng)關(guān)122中繼的終端太多的情況下，由無線路由器和網(wǎng)關(guān)122支持的移動臺完成下行的接收處理，無線路由器和網(wǎng)關(guān)122最好只對移動臺的上行鏈路進行中繼，這樣可以降低通信時延、減輕無線路由器和網(wǎng)關(guān)122的處理量。
本發(fā)明的數(shù)字廣播接收機123具有傳統(tǒng)的廣播接收功能，也具有信號環(huán)境監(jiān)測和無線通信能力，可以通過空中接口接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的業(yè)務(wù)管理控制信息，也可以通過特定的空中接口，如圖3中的無線局域網(wǎng)126(由無線局域網(wǎng)、無線個人域網(wǎng)、無線路由器和網(wǎng)關(guān)122組成)，和有線網(wǎng)絡(luò)，如圖3中的互聯(lián)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，如廣播業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測單元103，進行通信。
移動或固定終端124和廣域覆蓋層113、區(qū)域覆蓋層114中的一個或多個層面配合工作。移動或固定終端124除了具有和廣域覆蓋層113、區(qū)域覆蓋層114中的一個或多個層面配合工作的能力之外，同時也具有和無線局域網(wǎng)126(由無線局域網(wǎng)、無線個人域網(wǎng)、無線路由器和網(wǎng)關(guān)122組成)進行通信的能力。移動或固定終端124的移動型可以是個人助理、筆記本電腦、手機等。移動或固定終端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，也可以是某個固定位置的監(jiān)測、傳感信息通信節(jié)點，如公共交通管理站的一個通信節(jié)點、水文監(jiān)測站的通信節(jié)點。
無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端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)。無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124在采用多天線多通道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并配合相應(yīng)的空時處理后，可以獲得更大的通信容量和更好的通信效果。
無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124的地址方式可以采用IP協(xié)議，如IPV6，的地址方式來表示自己。采用IP協(xié)議時，本發(fā)明也適用移動IP協(xié)議，如MIPV6或其改進版本。
2、無線IP接入網(wǎng)的工作原理A.無線IP接入網(wǎng)的同步本發(fā)明中無線IP接子網(wǎng)102的同步分為1)層內(nèi)同步，即各個主基站或主基站發(fā)射機之間的同步)；2)層間同步，即不同層按照嚴(yán)格的時隙分配進行和諧工作；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與無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124之間上下行鏈路的同步。
(1)對于層內(nèi)同步本發(fā)明中的無線IP接子網(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的定時和同步可以由多種方法實現(xiàn)，如使用衛(wèi)星定位，如GPS接收機實現(xiàn)，或者通過地面網(wǎng)絡(luò)傳送的同步信號實現(xiàn)。
為了進一步提高層內(nèi)同步的精度，本發(fā)明采取RTD測量和調(diào)整措施，主基站201之間、副基站204之間的同步測量和調(diào)整靠下面描述的RTD測量來實現(xiàn)。RTD測量可以校正由于射頻通道的離散性引入的隨機時延，可以在衛(wèi)星定位同步，如GPS同步的基礎(chǔ)上，進一步提高主基站(如201)之間、副基站(如204)之間的同步性能，使同步控制在信號離開天線口面的時間。從而進一步提高了無線IP接子網(wǎng)的同步性能，改善了無線綜合接入系統(tǒng)的容量和穩(wěn)定性。
(2)對于層間同步本發(fā)明中的廣域覆蓋層113向區(qū)域覆蓋層114以及無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端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包括實現(xiàn)層間按照規(guī)定的時隙有序工作和移動臺(無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124)捕獲所需時隙所需要的引導(dǎo)信號，例如，層間同步信息115。該層間同步信息115一般包括1)主基站201的代碼，該代碼可用于測量不同主基站之間的RTD時識別特定的主基站；2)給不同層分配的工作時隙的長度和這些時隙的排列順序，這個信息可用于區(qū)域覆蓋層114中的各個副基站來確定自己工作的時隙位置和時隙長度。這個信息同時被無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124接收，用于確定自己的工作時隙和工作模式。無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124可以在特定的時隙內(nèi)與其它網(wǎng)絡(luò)，如圖3中的無線局域網(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，同步和控制信息115也相應(yīng)地發(fā)生變化，如時隙長度和時隙順序的調(diào)整，以適應(yīng)動態(tài)頻譜分配的需要。
(3)對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測量)；b)主基站201與無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124之間上下行鏈路的同步；和c)副基站204與無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端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的時隙中，也可以按照區(qū)域?qū)?14中的副基站204的工作方式進行工作，如作為對熱點地區(qū)容量的補充。
為了實現(xiàn)主基站201與副基站204、無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端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)識信息和控制信息，如，發(fā)送標(biāo)識自己的識別信息，發(fā)送上下行時隙的位置信息，和發(fā)送時隙長度信息。
為了實現(xiàn)副基站204與無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端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)識信息和控制信息，如，發(fā)送標(biāo)識副基站的識別信息，發(fā)送上下行時隙的位置信息，和發(fā)送時隙長度信息。
在實際系統(tǒng)工作中，還需要在上下行鏈路時隙內(nèi)發(fā)送用于輔助信道估計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，無線接入網(wǎng)102即可以有序地協(xié)調(diào)工作。
B.無線IP接入網(wǎng)中的通信關(guān)系本發(fā)明中的無線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)系請參見圖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)腂ACKHAUL數(shù)據(jù)，也包括一些測量、控制數(shù)據(jù)，如進行RTD測量需要的控制數(shù)據(jù)。
(2)區(qū)域覆蓋層內(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，請參見圖3。本發(fā)明中的廣域覆蓋層中的主基站201向無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124發(fā)送廣播業(yè)務(wù)信號和控制信號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與無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、移動或固定終端124所建立通信連接以標(biāo)號120表示，這種通信鏈接可用于對高速移動終端的支持。
(4)區(qū)域覆蓋層與終端之間的通信關(guān)系本發(fā)明區(qū)域覆蓋層中的主基站204向無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124發(fā)送廣播業(yè)務(wù)信號和控制信號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與無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、移動或固定終端124建立通信連接。該通信連接在圖3中以標(biāo)號118表示。這種通信鏈接實現(xiàn)主要的移動通信業(yè)務(wù)。此外，區(qū)域覆蓋層中的主基站204和數(shù)字廣播接收機123建立另一通信鏈接，該通信鏈結(jié)在圖3中以標(biāo)號119表示，用于接收數(shù)字廣播接收機123發(fā)出的業(yè)務(wù)請求和無線信號環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)。
(5)無線路由器和網(wǎng)關(guān)122之間的通信關(guān)系本發(fā)明中不同的無線路由器和網(wǎng)關(guān)122之間，可以在與無線IP接入網(wǎng)通信的特定時隙內(nèi)，使用其它頻率或使用無線IP接入網(wǎng)的頻率，在不干擾無線IP接入網(wǎng)通信的前提下，建立通信鏈接，以組成AD HOC通信關(guān)系。
(6)無線路由器和網(wǎng)關(guān)122與移動或固定終端124、數(shù)字廣播接收機123之間的通信關(guān)系本發(fā)明的無線路由器和網(wǎng)關(guān)122，可以在與無線IP接入網(wǎng)通信的特定時隙內(nèi)，使用無線IP接入網(wǎng)工作頻率之外的頻率，與移動或固定終端124、數(shù)字廣播接收機123之間的通信鏈接，使得無線路由器和網(wǎng)關(guān)122作為移動或固定終端124、數(shù)字廣播接收機123與無線IP接入網(wǎng)之間的的通信中繼器使用。
(7)本發(fā)明的無線路由器和網(wǎng)關(guān)122與移動或固定終端124、數(shù)字廣播接收機123可以在特定的時隙內(nèi)，在保持與無線IP接入網(wǎng)通信連接的同時，與無線局域網(wǎng)、無線個人域網(wǎng)建立通信鏈接。
C.無線接入子網(wǎng)對測量的支持圖7a與圖7b描述了本發(fā)明提出的一種TDD系統(tǒng)中時隙的基本結(jié)構(gòu)、定位時隙的插入和定位時隙空間復(fù)用原理圖。如圖所示，主基站時隙507、副基站通信時隙506、定位時隙505A構(gòu)成了一個復(fù)合幀501。若干個復(fù)合幀501構(gòu)成一個超幀如502，503。若干個超幀502，503等組成一個超幀組504。
本發(fā)明中構(gòu)成一個超幀，如502，503，較佳的復(fù)合幀501個數(shù)是7個。主要原因是便于在空間上復(fù)用超幀中的定位時隙，即505A～205G。定位時隙505A～505G由標(biāo)識小區(qū)號的導(dǎo)頻信號子時隙和緊跟這個導(dǎo)頻信號的子時隙兩步分組成。定位時隙分為定位狀態(tài)和通信狀態(tài)兩種工作狀態(tài)。定位狀態(tài)是指在這個定位時隙內(nèi)，既不發(fā)送導(dǎo)頻信號，也不發(fā)送業(yè)務(wù)信號，緊緊作為本小區(qū)服務(wù)的終端來進行對鄰小區(qū)OTDOA測量的時隙。在定位時隙的通信狀態(tài)，定位時隙內(nèi)可以傳送QoS要求較低的業(yè)務(wù)，如發(fā)送圖片、短信這種時延不敏感的業(yè)務(wù)。另外，應(yīng)當(dāng)指出的是，在一個超幀內(nèi)的7個定位時隙中，只能有一個處于定位狀態(tài)，其它六個都要處于通信狀態(tài)，導(dǎo)頻信號子時隙內(nèi)發(fā)送的導(dǎo)頻信號既可以用于本小區(qū)的通信目的，也可以用于其他小區(qū)的定位時OTDOA的測量。
本發(fā)明一個超幀內(nèi)7個定位時隙505A～505G的空間復(fù)用方法和蜂窩結(jié)構(gòu)的頻率空間復(fù)用方法是類似的。圖7a中的一個超幀內(nèi)的定位時隙505A、505B、505C、505D、505E、505F、505G處于定位狀態(tài)的按照圖7b所示排列，即7個蜂窩布局的小區(qū)A、B、C、D、E、F、G分別對應(yīng)定位時隙505A、505B、505C、505D、505E、505F、505G為開啟狀態(tài)。
下面進一步對IP邊緣網(wǎng)的組成和工作原理做以解釋和說明。
請參照圖3，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)測單元103、廣播業(yè)務(wù)頻譜需求計算單元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)測和協(xié)調(diào)單元107、無線負(fù)載綜合檢測單元108、移動臺定位中心112、若干個數(shù)據(jù)庫如109A，109B、若干個路由器如110A，110B，110C、和若干個媒體網(wǎng)關(guān)111組成。IP邊緣網(wǎng)101與IP核心網(wǎng)之間存在1個或多個接入位置。
上述廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測單元103用于搜集、處理由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124、副基站204等)采集來的網(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的覆蓋情況的信息，如信干比、和信干比對應(yīng)的位置和時間等。該廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測單元103對主基站201覆蓋范圍內(nèi)的數(shù)字廣播信號的覆蓋質(zhì)量進行全天候監(jiān)測，并把檢測結(jié)果作為網(wǎng)絡(luò)維護和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度的依據(jù)之一。例如，當(dāng)某個區(qū)域大范圍長時間出現(xiàn)廣播信號質(zhì)量低于正常門限時，就要進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋的修正，或者使用底層的副基站204對這個覆蓋不好的區(qū)域發(fā)射主基站201的業(yè)務(wù)，以此方式補救主基站201的業(yè)務(wù)覆蓋，如果此時底層的副基站204對這個區(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)的流量來計算數(shù)字廣播發(fā)射站201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)和移動通信系統(tǒng)之間分配頻譜的一個依據(jù)。
上述業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105實現(xiàn)數(shù)字廣播和移動通信之間的業(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通信業(yè)務(wù)，主基站只承載少量的移動通信業(yè)務(wù)，如向高速移動終端提供移動通信業(yè)務(wù))承載的針對特定區(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)和移動通信系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)比例和廣播業(yè)務(wù)頻譜需求計算單元104的計算結(jié)果，確定兩個系統(tǒng)之間的頻譜分配比例和數(shù)量(即分配時隙寬度)。業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元105的一個基本作用是在廣播業(yè)務(wù)下降的時段，把更多的頻譜(時隙數(shù)量)分配給通信業(yè)務(wù)，在廣播業(yè)務(wù)上升的時段，把更多的頻譜(時隙數(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中的無線IP接入網(wǎng)102的不同層面之間、同一個層面內(nèi)的不同工作模式之間的工作進程協(xié)調(diào)和無線資源調(diào)度。例如，接入網(wǎng)綜合控制單元106向無線IP接入網(wǎng)102的區(qū)域覆蓋層114發(fā)出指定其時隙寬度的指令、發(fā)出指定其進行小區(qū)呼吸的指令、發(fā)出指定其上下行時隙分配方式的指令等。
上述網(wǎng)絡(luò)同步質(zhì)量監(jiān)測和協(xié)調(diào)單元107接收和處理由無線IP接入網(wǎng)102送來的廣域覆蓋層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)、以及由無線IP接入網(wǎng)102中的某些節(jié)點(例如，終端或基站)送來的上行同步質(zhì)量監(jiān)測信息，對網(wǎng)絡(luò)的同步狀態(tài)進行調(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)的時間，如GPS時間為參考，按照測量得到的兩個相鄰主基站之間的RTD值的大小，按照預(yù)定的步長，通過增加處于提前發(fā)射狀態(tài)的主基站的時延，或通過減小處于滯后發(fā)射的主基站的時延，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解決上行同步問題。例如通過接入網(wǎng)綜合控制單元106調(diào)整上下行間的保護時隙來解決。如果是由高速移動導(dǎo)致的上行同步差，就把高速移動的終端切換到廣域覆蓋層113，利用該層為支持高速移動特別設(shè)計的時隙來改善上行同步。
上述無線負(fù)載綜合檢測單元108獲取廣域覆蓋層113中各個主基站、區(qū)域覆蓋層114中各個副基站送來的無線負(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)無線負(fù)載綜合檢測單元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中相鄰基站中某個副基站的負(fù)載過重而其周圍的副基站負(fù)載較輕時，負(fù)載綜合檢測單元108就向負(fù)載重的副基站和其周圍負(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，擴大負(fù)載輕的副基站的覆蓋范圍。
上述移動臺定位中心112負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)中移動臺定位相關(guān)的業(yè)務(wù)管理、測量控制、位置估計等。移動臺定位可分為兩個基本類別網(wǎng)絡(luò)工作需要的移動臺定位，如實現(xiàn)基于移動臺位置的無線資源管理；以及用戶的移動臺定位請求業(yè)務(wù)。本發(fā)明無線綜合接入系統(tǒng)具有支持小區(qū)ID定位、DOA定位、TDOA定位、A-GPS定位的能力。該移動臺定位中心112對這些定位功能進行綜合管理。
上述廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測單元103、廣播業(yè)務(wù)頻譜需求計算單元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)測和協(xié)調(diào)單元107、無線負(fù)載綜合檢測單元108可以是按照在IP邊緣網(wǎng)中集中實現(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線綜合接入網(wǎng)中的各個節(jié)點(如主基站、副基站、IP網(wǎng)絡(luò)單元)中實現(xiàn)。
上述數(shù)據(jù)庫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，110B，110C用于實現(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用于實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)流的傳輸格式的轉(zhuǎn)換，例如對MEPG系列碼流、H.26X碼流的IP打包封裝和拆封裝。
本發(fā)明的無線綜合接入網(wǎng)可使用IP(Internet Protocal)協(xié)議來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單元和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的數(shù)據(jù)的傳輸，全面支持IP(Internet Protocal)協(xié)議，如IPV6、MIPV6和其改進型協(xié)議。
下面介紹一下本發(fā)明基于上述接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的時分復(fù)用頻譜的方法。該方法主要包括如下步驟1)確定需要時分復(fù)用同一個頻帶的子系統(tǒng)的個數(shù)；2)估算每個子系統(tǒng)需要的初始帶寬；3)確定時隙結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)；4)動態(tài)調(diào)整每個系統(tǒng)占用的幀長。
下面對上述各步驟分別做以說明。
第一步確定需要時分復(fù)用同一個頻帶的子系統(tǒng)的個數(shù)在計算復(fù)用同一個頻帶的子系統(tǒng)個數(shù)時，處于同一層的多個子系統(tǒng)當(dāng)作一個子系統(tǒng)處理。例如，在圖4c中，副基站204和廣域網(wǎng)接入點212處于同一層，在頻譜分配時當(dāng)作一個系統(tǒng)對待。
在圖3a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副基站204等組成的子系統(tǒng)，就是在兩個子系統(tǒng)間分配頻譜的問題。
第二步估算每個子系統(tǒng)需要的初始帶寬(1)估算每個子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)量。
該業(yè)務(wù)量也按照不同的層進行劃分的。例如，由廣域覆蓋層承載的高速移動通信業(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，就進入時隙寬度分配，否則降低業(yè)務(wù)量或增加帶寬。
(2)計算限定帶寬下每個子系統(tǒng)需要占用的時間寬度在完成主基站和副基站系統(tǒng)帶寬分配后，因為主基站201要實現(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算一次，計算結(jié)果可以歸入廣域覆蓋層或歸入?yún)^(qū)域覆蓋層，但是不可以在兩個層面之間重復(fù)記入這部分頻譜需求。
第三步確定幀結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)根據(jù)復(fù)用同一個頻帶的子系統(tǒng)的個數(shù)、業(yè)務(wù)量大小和業(yè)務(wù)的QoS要求(如時延)，來確定幀結(jié)構(gòu)的形式和參數(shù)。
圖5是一種兩系統(tǒng)分時共享頻譜的基本復(fù)合時隙結(jié)構(gòu)形式，圖中的主基站時隙301和副基站時隙302共同構(gòu)成一個復(fù)合時隙。圖6是主基站時隙301進一步分解成數(shù)字廣播時隙401和BACKHAUL時隙402。
為了降低傳輸時延，在信道容量允許的情況下，要盡可能地降低符合幀的長度，增加單位時間內(nèi)復(fù)合時隙的個數(shù)。
第四步動態(tài)地調(diào)整每個系統(tǒng)占用的幀長根據(jù)系統(tǒng)運營過程中業(yè)務(wù)量的變化，動態(tài)地調(diào)整每個系統(tǒng)占用的幀長。
下面介紹一下在本發(fā)明無線綜合接入網(wǎng)的移動通信系統(tǒng)中插入定位時隙的方法。該方法主要包括如下步驟1)對該定位時隙進行構(gòu)造；2)將該定位時隙插入相應(yīng)的復(fù)合幀中；和3)對該定位時隙進行空間復(fù)用。
圖7a與圖7b描述了本發(fā)明提出的一種TDD系統(tǒng)中時隙的基本結(jié)構(gòu)、定位時隙的插入和定位時隙空間復(fù)用原理圖。如圖所示，主基站時隙507、副基站通信時隙506、定位時隙505A構(gòu)成了一個復(fù)合幀501。若干個復(fù)合幀501構(gòu)成一個超幀如502，503。若干個超幀502，503等組成一個超幀組504。
本發(fā)明中構(gòu)成一個超幀，如502，503，較佳的復(fù)合幀501個數(shù)是7個。主要原因是便于在空間上復(fù)用超幀中的定位時隙，即505A～205G。定位時隙505A～505G由標(biāo)識小區(qū)號的導(dǎo)頻信號子時隙和緊跟這個導(dǎo)頻信號的子時隙兩步分組成。定位時隙分為定位狀態(tài)和通信狀態(tài)兩種工作狀態(tài)。定位狀態(tài)是指在這個定位時隙內(nèi)，既不發(fā)送導(dǎo)頻信號，也不發(fā)送業(yè)務(wù)信號，緊緊作為本小區(qū)服務(wù)的終端來進行對鄰小區(qū)OTDOA測量的時隙。在定位時隙的通信狀態(tài)，定位時隙內(nèi)可以傳送QoS要求較低的業(yè)務(wù)，如發(fā)送圖片、短信這種時延不敏感的業(yè)務(wù)。另外，應(yīng)當(dāng)指出的是，在一個超幀內(nèi)的7個定位時隙中，只能有一個處于定位狀態(tài)，其它六個都要處于通信狀態(tài)。導(dǎo)頻信號子時隙內(nèi)發(fā)送的導(dǎo)頻信號既可以用于本小區(qū)的通信目的，也可以用于其他小區(qū)的定位時OTDOA的測量。
本發(fā)明一個超幀內(nèi)7個定位時隙505A～505G的空間復(fù)周方法和蜂窩結(jié)構(gòu)的頻率空間復(fù)用方法是類似的。圖7a中的一個超幀內(nèi)的定位時隙505A、505B、505C、505D、505E、505F、505G處于定位狀態(tài)的按照圖7b所示排列，即7個蜂窩布局的小區(qū)A、B、C、D、E、F、G分別對應(yīng)定位時隙505A、505B、505C、505D、505E、505F、505G為開啟狀態(tài)。
下面以一具體實施例說明一下本發(fā)明。本實施例中的無線綜合接入網(wǎng)的IP邊緣網(wǎng)部分由圖3中的IP邊緣網(wǎng)101組成，其無線IP介入部分由采用圖4a布局的無線IP接入部分組成。
本實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)廣播和未來出現(xiàn)的數(shù)據(jù)廣播，為了在通信中針對不同類別的終端建立恰當(dāng)?shù)耐ㄐ沛溄樱骰?01和副基站204對業(yè)務(wù)的發(fā)送和接收采用自適應(yīng)時分多模方式(TD-MMTimedivision 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。采用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(包括數(shù)字廣播接收機、移動通信接收機、移動路由器和網(wǎng)關(guān))實現(xiàn)分集接收，便于獲得高的頻譜復(fù)用系數(shù)。
各個主基站201和副基站204采用GPS定時、同步，同時使用RTD測量實現(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以及無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端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包括實現(xiàn)層間按照規(guī)定的時隙有序工作和移動臺(無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124)捕獲所需時隙所需要的引導(dǎo)信號，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，該代碼可用于測量不同主基站之間的RTD時識別特定的主基站；2)給不同層分配的工作時隙的長度和這些時隙的排列順序，該信息可用于區(qū)域覆蓋層114中的各個副基站204來確定自己工作的時隙位置和時隙長度。該信息同時被無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124接收，用于確定自己的工作時隙和工作模式。無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、數(shù)字廣播接收機123、移動或固定終端124可以在特定的時隙內(nèi)與其它網(wǎng)絡(luò)，如圖3中的無線局域網(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，同步和控制信息115也相應(yīng)地發(fā)生變化，如時隙長度和時隙順序的調(diào)整，以適應(yīng)動態(tài)頻譜分配的需要無線綜合接入網(wǎng)的主基站201采用多天線多通道發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)，支持?jǐn)?shù)字廣播功能、支持雙向通信功能、支持對其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進行RTD測量。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)主基站和移動終端207、移動路由器/移動網(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對其覆蓋范圍內(nèi)的副基站，如204等，進行RTD測量，這種測量數(shù)據(jù)用于實現(xiàn)副基站之間的下行鏈路同步調(diào)整和TDOA定位，如對移動臺207、移動路由器/移動網(wǎng)關(guān)209或廣播接收裝置208的定位。主基站201具有支持移動通信的基本功能，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)射機和接收機都采用多天線多通道結(jié)構(gòu)，發(fā)射機和接收機構(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、支持對多個主基站之間的發(fā)射信號的相對時間差(RTD)的測量功能、支持對多個主基站與副基站之間的發(fā)射信號的相對時間差(RTD)的測量功能。副基站204的數(shù)字廣播功能和主基站的數(shù)字廣播功能互為補充。副基站204的通信功能包括1)副基站和其覆蓋范圍內(nèi)的移動臺、移動網(wǎng)關(guān)/路由器、數(shù)字廣播接收機之間的通信功能；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?fù)湎碌耐ㄐ?。副基?04具有支持移動通信的基本功能，如切換，包括越區(qū)切換和層間切換。
主基站201和副基站204通過其采用的陣列天線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)DOA(Direction OfArrival)測量功能。DOA測量量和RTT(Round Trip Time)測量量相結(jié)合實現(xiàn)對無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、移動或固定終端124的定位。無線路由器和網(wǎng)關(guān)122、移動或固定終端124除了完成通信、廣播接收功能之外，還需要支持對服務(wù)基站(包括無線接入基站202和移動通信基站203)與其它基站之間的OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival)測量功能。OTDOA測量量和RTD測量量相結(jié)合作為雙曲線定位的基礎(chǔ)。
圖3所示的無線綜合接入網(wǎng)可以單獨使用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定位中的一個或多個得到更為準(zhǔn)確的移動臺的位置、移動速度信息，利用這些信息實現(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。
無線路由器和網(wǎng)關(guān)122采用衛(wèi)星定位，如GPS定位和定時功能，對于高速移動平臺上的終端，均通過無線路由器和網(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環(huán)境下通信的相對于FDD的劣勢。
主基站113、副基站114按照時分方式工作于同一個頻帶內(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)到好的信號傳播效果，這個被各層時分復(fù)用的同一段頻帶位于3GHz以下的某個頻率區(qū)間內(nèi)，較好的選擇方式是400MHz～1GHz之間的某個頻率區(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650MHz～800MHz之間。
另外，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-FrequencyNetwork)組網(wǎng)方式，通過圖2所示的頻率復(fù)用方式，實現(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)即可實現(xiàn)本發(fā)明所述同頻分層網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)。
需要說明的是，上述說明僅是對本發(fā)明較佳實施例的詳細(xì)描述，敘述僅為說明本發(fā)明的可實現(xiàn)性及其突出效果，具體特征并不能用來作為對本發(fā)明的技術(shù)方案的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以本發(fā)明所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于其包括實現(xiàn)無線接入的無線IP接入網(wǎng)，和實現(xiàn)對無線IP接入網(wǎng)綜合管理和控制的IP邊緣網(wǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線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或多個層面配合工作的終端。
3.如權(quán)利要求2所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該廣域覆蓋層包含至少一個主基站。
4.如權(quán)利要求2所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該區(qū)域覆蓋層包含至少一個副基站。
5.如權(quán)利要求2所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該終端包含無線路由器、網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機、和移動或固定終端中的至少一種。
6.如權(quán)利要求2至5之一所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線IP接入網(wǎng)支持IP協(xié)議。
7.如權(quán)利要求2至5之一所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線IP接入網(wǎng)中的廣域覆蓋層由若干實現(xiàn)連續(xù)覆蓋的副基站構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求2至5之一所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線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。
9.如權(quán)利要求2至5之一所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線IP接入網(wǎng)中的廣域覆蓋層包括若干實現(xiàn)連續(xù)覆蓋的副基站，和非連續(xù)覆蓋的無線接入點。
10.如權(quán)利要求3所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該主基站的發(fā)射機和接收機構(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、和對其覆蓋范圍內(nèi)的副基站進行RTD測量的功能。
11.如權(quán)利要求3所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該主基站采用多通道多天線發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與采用多天線多通道接收機和發(fā)射機的副基站、路由器和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機，和移動或固定終端構(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和發(fā)射機的副基站、路由器和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機、移動或固定終端構(gòu)成多輸入單輸出系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求4所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該副基站的發(fā)射機和接收機構(gòu)成副基站的前向和反向鏈路，且該副基站支持雙向通信功能、數(shù)字廣播功能、對多個主基站之間的發(fā)射信號的相對時間差的測量功能，和對多個主基站與副基站之間的發(fā)射信號的相對時間差的測量功能。
13.如權(quán)利要求4所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該副基站采用多通道多天線發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與采用多天線多通道接收機和發(fā)射機的主基站、路由器和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機、移動或固定終端構(gòu)成多輸入多輸出系統(tǒng)；該副基站與采用單天線單通道接收機和發(fā)射機的路由器和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機、移動或固定終端構(gòu)成多輸入單輸出系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求3所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該主基站和IP邊緣網(wǎng)通過光纜，或無線方式實現(xiàn)連接。
15.如權(quán)利要求4所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該副基站和IP邊緣網(wǎng)的通信通過副基站與主基站之間的BACKHAUL鏈路實現(xiàn)連接，或者通過光纜實現(xiàn)連接。
16.如權(quán)利要求5所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線路由器和網(wǎng)關(guān)為移動式的，或固定式的。
17.如權(quán)利要求5所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線路由器和網(wǎng)關(guān)可采用信號環(huán)境監(jiān)測方法，對工作頻段或候選頻段內(nèi)的信號環(huán)境進行監(jiān)測并通過空中接口上報到網(wǎng)絡(luò)側(cè)。
18.如權(quán)利要求5所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線路由器和網(wǎng)關(guān)作為移動終端與基站或無線接入點的通信中繼器。
19.如權(quán)利要求5所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線路由器和網(wǎng)關(guān)可對上下行鏈路都進行中繼。
20.如權(quán)利要求5所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線路由器和網(wǎng)關(guān)只對移動臺的上行鏈路進行中繼。
21.如權(quán)利要求5所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該數(shù)字廣播接收機具有信號環(huán)境監(jiān)測或無線通信能力，可以通過空中接口接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的業(yè)務(wù)管理控制信息，或通過無線局域網(wǎng)與有線網(wǎng)絡(luò)進行通信。
22.如權(quán)利要求5所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該移動或固定終端是家庭信息采集和發(fā)送的傳感網(wǎng)通信節(jié)點，或是某個固定位置的監(jiān)測、傳感信息通信節(jié)點。
23.如權(quán)利要求5所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線路由器和網(wǎng)關(guān)、數(shù)字廣播接收機、移動或固定終端的地址方式采用IP協(xié)議。
24.如權(quán)利要求1所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該該IP邊緣網(wǎng)包含一個廣播業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測單元、一個廣播業(yè)務(wù)頻譜需求計算單元、一個業(yè)務(wù)和頻譜協(xié)調(diào)單元、一個接入網(wǎng)綜合控制單元、一個網(wǎng)絡(luò)同步質(zhì)量監(jiān)測和協(xié)調(diào)單元、一個無線負(fù)載綜合檢測單元，和一個移動臺定位中心。
25.如權(quán)利要求2所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線IP接入網(wǎng)中至少層內(nèi)，層間，或上下行鏈路之一實現(xiàn)同步。
26.如權(quán)利要求3所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該主基站和副基站支持時分復(fù)用多模式工作。
27.如權(quán)利要求2至5之一所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該接收機可分集接收不同主基站間的信號。
28.如權(quán)利要求2至5之一所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該接收機可以分集接收不同副基站間的信號。
29.如權(quán)利要求2所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線IP接入網(wǎng)的廣域覆蓋層和區(qū)域覆蓋層時分復(fù)用同一個工作頻率或工作頻帶。
30.如權(quán)利要求2所述的無線綜合接入網(wǎng)，其特征在于，該無線接入子網(wǎng)使用3GHz以下的電磁頻譜。
31.一種在權(quán)利要求1所述的無線綜合接入網(wǎng)的移動通信系統(tǒng)中插入定位時隙的方法，其特征在于其包括如下步驟1)對該定位時隙進行構(gòu)造；2)將該定位時隙插入相應(yīng)的復(fù)合幀中；和3)對該定位時隙進行空間復(fù)用。
32.如權(quán)利要求31所述的插入定位時隙的方法，其特征在于，在步驟1)中是把定位時隙的開頭部分用于發(fā)射表示發(fā)射基站代碼信號，把定位時隙的其余部分用于發(fā)射通信數(shù)據(jù)。
33.如權(quán)利要求31所述的插入定位時隙的方法，其特征在于，在步驟2)中是把定位時隙與其它業(yè)務(wù)時隙拼接在一起構(gòu)成一個復(fù)合幀；再將若干個復(fù)合幀構(gòu)成一個超幀。
34.如權(quán)利要求33所述的插入定位時隙的方法，其特征在于，把若干個復(fù)合幀構(gòu)成一個超幀的步驟是將7個復(fù)合幀構(gòu)成一個超幀，以便于定位時隙的開啟順序在蜂窩結(jié)構(gòu)上的分配。
35.如權(quán)利要求34所述的插入定位時隙的方法，其特征在于，在步驟3)中是把一個超幀中包含的7個定位時隙的開啟時刻作為7個被空間復(fù)用的頻點，按照蜂窩網(wǎng)對頻率復(fù)用的方式復(fù)用這7個定位時隙的開啟時刻。
36.如權(quán)利要求35所述的插入定位時隙的方法，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個定位時隙在任何時刻只能有一個處于開啟狀態(tài)。
37.如權(quán)利要求31所述的插入定位時隙的方法，其特征在于，該定位時隙和非實時業(yè)務(wù)共享定位時隙。
38.一種應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的無線綜合接入網(wǎng)的頻譜復(fù)用方法，其特征在于，其包括如下步驟1)確定需要時分復(fù)用同一個頻帶的子系統(tǒng)的個數(shù)；2)估算每個子系統(tǒng)需要的初始帶寬；3)確定時隙結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)。
39.如權(quán)利要求38所述的頻譜復(fù)用方法，其特征在于，在步驟1)中是把系統(tǒng)中的每一層當(dāng)作一個子系統(tǒng)處理。
40.如權(quán)利要求38所述的頻譜復(fù)用方法，其特征在于，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行頻譜計算。
41.如權(quán)利要求38所述的頻譜復(fù)用方法，其特征在于，在步驟2)中是把屬于兩層之間通信的業(yè)務(wù)量作為一個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)量來計算需要的時隙寬度。
42.如權(quán)利要求38所述的頻譜復(fù)用方法，其特征在于，在步驟3)中是根據(jù)復(fù)用同一個頻帶的子系統(tǒng)的個數(shù)、業(yè)務(wù)量大小和業(yè)務(wù)的QoS要求，來確定時隙結(jié)構(gòu)的形式和參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線綜合接入網(wǎng)。為提供一種可綜合提供無線數(shù)字廣播、移動通訊、移動臺定位業(yè)務(wù)的無線綜合接入網(wǎng)。本發(fā)明提供一種綜合提供無線數(shù)字廣播、移動通訊、移動臺定位的無線綜合接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。該無線綜合接入網(wǎng)包括IP邊緣網(wǎng)和無線IP接入網(wǎng)。無線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、若干移動臺、若干移動網(wǎng)關(guān)/路由器、若干數(shù)字廣播接收機組成。IP邊緣網(wǎng)由實現(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線綜合接入網(wǎng)下的移動通信系統(tǒng)中插入定位時隙的方法，和頻譜復(fù)用方法。
文檔編號H04W24/00GK1805586SQ20051003278
公開日2006年7月19日 申請日期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, 張?zhí)K民, 宋榮方, 寧錄游 申請人:中興通訊股份有限公司