專利名稱：適合高速車載環(huán)境的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域中，UE在高速移動(dòng)的情況下，小區(qū)的重選與切換。
背景技術(shù)：
目前采用的通信小區(qū)切換技術(shù)只適用于小區(qū)用戶是靜態(tài)的或者低速運(yùn)動(dòng)的狀況。 但如果是在高速移動(dòng)場(chǎng)景下，由于站間的距離比較小，車輛的速度很快，通過小區(qū)的時(shí)間就會(huì)大大縮短，從而導(dǎo)致小區(qū)的頻繁切換，用戶沒有足夠長(zhǎng)的時(shí)間執(zhí)行完切換流程而掉線。要解決此問題，需要延長(zhǎng)小區(qū)切換的時(shí)間，在車行路線沿線的基站天線鐵塔上，或架設(shè)基站天線，或架設(shè)單側(cè)臨近基站的直放天線，或架設(shè)雙側(cè)鄰近基站的直放天線，用以增大切換區(qū)域的覆蓋半徑，從而延長(zhǎng)執(zhí)行切換流程的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合高速車載環(huán)境的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，能有效解決在非授權(quán)頻段內(nèi)，無(wú)中心的多系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明所設(shè)定的方法，接入合適的頻段，可以增大自身的發(fā)射功率，但和潛在干擾信號(hào)的功率之和必須小于所述預(yù)定方法中規(guī)定的閾值。當(dāng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)量增加時(shí)，可以適當(dāng)?shù)卦龃笏嫉念l譜帶寬，但和相鄰頻譜之間的保護(hù)帶寬GBW不能小于預(yù)設(shè)方法中規(guī)定的最小保護(hù)帶寬。若業(yè)務(wù)量持續(xù)增大，所需帶寬不斷增加，保護(hù)帶寬此時(shí)已經(jīng)小于預(yù)設(shè)方法中規(guī)定的迫動(dòng)性保護(hù)帶寬MoveGBW，這時(shí)各個(gè)系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，動(dòng)態(tài)地調(diào)整自己所占的頻帶位置，在滿足自己所需頻帶的同時(shí)，使得保護(hù)帶寬GBW盡量大于迫動(dòng)性保護(hù)帶寬MoveGBW。如果各個(gè)系統(tǒng)調(diào)整之后，系統(tǒng)的保護(hù)帶寬GBW仍小于迫動(dòng)性保護(hù)帶寬MoveGBW，但系統(tǒng)仍需擴(kuò)展帶寬，可以容許該系統(tǒng)繼續(xù)擴(kuò)展帶寬，但保護(hù)帶寬GBW必須大于等于最小保護(hù)帶寬MinGBW。當(dāng)系統(tǒng)帶寬擴(kuò)展至使得保護(hù)帶寬GBW等于最小保護(hù)帶寬 MinGBff,系統(tǒng)停止擴(kuò)展帶寬，之后隨著各個(gè)系統(tǒng)再次調(diào)整頻譜狀況，使得該系統(tǒng)的保護(hù)帶寬增大，隨后該系統(tǒng)才能進(jìn)行頻譜移動(dòng)和擴(kuò)展。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種適合高速車載環(huán)境的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法， 包括如下步驟(1)當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)將要進(jìn)行通信并需要接入頻譜時(shí)，探測(cè)所處區(qū)域的頻譜使用狀況， 根據(jù)預(yù)設(shè)的方法和自身業(yè)務(wù)量的大小，選擇合適的頻帶接入，同時(shí)各個(gè)頻段之間必須保留足夠的保護(hù)帶寬，以避免有害干擾；(2)接入到頻譜之后，各個(gè)系統(tǒng)根據(jù)信道狀況和自身業(yè)務(wù)量的大小調(diào)整自己的發(fā)射功率和占用的帶寬；(3)由于系統(tǒng)業(yè)務(wù)量的增大，系統(tǒng)所占帶寬擴(kuò)張，造成保護(hù)帶寬的減小，各個(gè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整頻譜使其朝向空閑頻譜的方向移動(dòng)，來滿足各自需要的帶寬以及保護(hù)帶寬。經(jīng)過驗(yàn)證，本發(fā)明提供的動(dòng)態(tài)共享頻譜方法能夠使多系統(tǒng)很好的共享無(wú)線頻譜 (詳細(xì)過程見具體實(shí)施過程)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟(1)具體為
(21)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，已接入頻譜的各個(gè)系統(tǒng)周期性的廣播自己的頻譜使用信息；(22)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，將要接入頻譜的系統(tǒng)發(fā)送頻譜請(qǐng)求，收集已經(jīng)接入頻譜的各個(gè)系統(tǒng)的頻譜使用信息；(23)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，不需要接入頻譜的系統(tǒng)保持沉默；(24)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，申請(qǐng)接入頻譜的系統(tǒng)根據(jù)收集到的信息得到一份頻譜使用圖，根據(jù)此圖系統(tǒng)以及自身所需的帶寬，選擇合適的頻帶接入。(25)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，系統(tǒng)選擇接入的頻帶和相鄰系統(tǒng)占用頻帶之間的保護(hù)帶寬 (GBff)應(yīng)該大于迫動(dòng)性保護(hù)帶寬(MoveGBW)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟04)具體為(31)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，是否在某頻段發(fā)射信號(hào)，需要將收集到的其他系統(tǒng)的發(fā)射功率信息(可將其他系統(tǒng)當(dāng)做潛在的干擾信號(hào))，和預(yù)設(shè)方法規(guī)定的某一閥值進(jìn)行比較；(32)所述的閾值是預(yù)設(shè)方法中的一個(gè)函數(shù)；(33)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，如果所述潛在干擾信號(hào)的功率電平低于所述閥值電平，則所述系統(tǒng)在此無(wú)線信道上發(fā)射信號(hào)；(34)根據(jù)預(yù)設(shè)的方法，如果所述潛在干擾信號(hào)的功率電平高于所述閥值電平，則所述系統(tǒng)需要切換信道來發(fā)射信號(hào)；在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟(2)具體為(41)系統(tǒng)成功接入到頻譜之后，為了提高信噪比SNR，系統(tǒng)會(huì)增加發(fā)射功率，這時(shí)需要將干擾信號(hào)的功率和發(fā)射功率之和同步驟Gl)中所述的閾值進(jìn)行比較，增大發(fā)射功率直到接近于閾值電平；(42)系統(tǒng)成功接入到頻譜之后，當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)量增加時(shí)，系統(tǒng)所占頻譜的帶寬需隨之增加，可能會(huì)造成保護(hù)帶寬的減小，直到預(yù)設(shè)方法規(guī)定的最小保護(hù)帶寬MinGBW ；在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟(3)具體為(51)由于系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求量的增大，所占帶寬不斷增加，和相鄰頻譜之間的保護(hù)帶寬就會(huì)減小到協(xié)議規(guī)定的最小保護(hù)帶寬；(52)保護(hù)帶寬過小，對(duì)系統(tǒng)的有害干擾會(huì)很大，需要調(diào)整各個(gè)系統(tǒng)的頻譜使用情況；(53)由于各個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)中心的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，各個(gè)系統(tǒng)就需要根據(jù)預(yù)設(shè)的方法， 動(dòng)態(tài)地調(diào)整頻譜使用狀況，使得各個(gè)系統(tǒng)之間留有足夠的保護(hù)帶寬。


圖1為一種適合高速車載環(huán)境的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署與優(yōu)化方法的流程圖；圖2初步規(guī)劃切換區(qū)域的高速車載環(huán)境無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋圖；圖3為引入了切換宏區(qū)域的高速車載環(huán)境無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋圖；圖4配置了基站和直放站天線發(fā)射功率的高速車載環(huán)境無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋圖。附圖標(biāo)記1-鐵塔甲；2-鐵塔乙；3-鐵塔丙；4-鐵塔丁 ；5-鐵塔戊；6_鐵塔己； 7-鐵塔庚；基站天線A ;b-基站天線B ;za-直放天線A ;zb-直放天線B ;zy-直放天線Y ； ZZ-直放天線Z ;area_切換宏區(qū)域；L-雙向車輛行駛路；sectorl-扇區(qū)1 ；sector2_扇區(qū)具體實(shí)施例方式為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。(1)采用基站天線+直接站天線的方式進(jìn)行組網(wǎng)，可以有效進(jìn)行線狀覆蓋，增大了切換距離，延長(zhǎng)了切換時(shí)間，減少了切換次數(shù)，從而改善車載線路上的網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。(2)在此基礎(chǔ)上，引入切換宏區(qū)域area，使產(chǎn)生切換的位置固定在切換宏區(qū)域中 (如附圖3)，且滿足雙向切換，提高切換的成功率，降低小區(qū)邊緣掉話率。(3)切換宏區(qū)域具體描述如附圖3所示，切換區(qū)域主要是指切換路段，切換區(qū)域可大于小區(qū)覆蓋半徑，當(dāng)切換區(qū)域大于小區(qū)覆蓋半徑時(shí)，稱為切換宏區(qū)域。(4)在高速車載無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋方案中，采用基站天線+直放站天線的方式進(jìn)行組網(wǎng)比傳統(tǒng)的基站覆蓋方式更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楫a(chǎn)生了切換宏區(qū)域，使得高速行駛的車輛有足夠長(zhǎng)的時(shí)間執(zhí)行完切換流程。如附圖4所示，一共有鐵塔甲1、鐵塔乙2、鐵塔丙3、鐵塔丁 4、鐵塔戊5、鐵塔己6和鐵塔庚7鐵塔我們以鐵塔乙2和鐵塔戊5中間車輛行駛路線 L為例，在鐵塔乙2上面架設(shè)基站天線A a，在鐵塔戊5上面架設(shè)基站天線恥。考慮到車輛行駛的雙向性，在鐵塔丙3和鐵塔丁 4上均架設(shè)直放天線A za和直放天線B zb。鐵塔丙3 上的直放天線A za的發(fā)射功率和基站天線A a的發(fā)射功率相同，但必須考慮到基站天線A a和直放天線A za上相同頻率的子載波信號(hào)不能分配給同一個(gè)用戶，防止同頻干擾，而鐵塔丁 4上的直放天線A za的發(fā)射功率與基站天線A a相比可以人為的下降xdB，這樣做的目的在于通過在基站天線A a—旁架設(shè)的兩根直放天線A za使得基站天線A a的覆蓋范圍向一側(cè)擴(kuò)展，從而就擴(kuò)大了基站天線A a的覆蓋范圍；鐵塔丁 4上的直放天線B zb的發(fā)射功率和基站天線B b的發(fā)射功率相同，同樣考慮到基站天線B和直放天線B上相同頻率的子載波信號(hào)不能分配給同一個(gè)用戶，防止同頻干擾，而鐵塔丙上的直放天線B的發(fā)射功率與基站天線B b相比可以人為的下降xdB，這樣做的目的在于通過在基站天線B b—旁架設(shè)的兩根直放天線B zb使得基站天線B b的覆蓋范圍向一側(cè)擴(kuò)展，從而就擴(kuò)大了基站天線B b的覆蓋范圍?；咎炀€A a和基站天線B b覆蓋范圍重疊的地方就形成了切換宏區(qū)域area。對(duì)于切換宏區(qū)域area的半徑大小，要根據(jù)實(shí)際情況而定，可以通過調(diào)整鐵塔丙4 上的直放天線B zb發(fā)射功率(直放Blg-xdB)和鐵塔丁 4上的直放天線A za發(fā)射功率(直放Alg-xdB)來形成合適的切換宏區(qū)域area。假設(shè)高速行駛的車輛從鐵塔乙2向鐵塔戊5行駛，車上的移動(dòng)臺(tái)接收基站天線A a發(fā)射的功率在逐漸減弱，而接收基站天線恥發(fā)射的功率在逐漸增強(qiáng)，當(dāng)車輛進(jìn)入了切換宏區(qū)域area后，車上的移動(dòng)臺(tái)在完全與基站天線B b聯(lián)系上后，才會(huì)切斷開與基站天線A a的聯(lián)系，在此過程中由于有了切換宏區(qū)域area，車輛就有足夠長(zhǎng)的切換時(shí)間完成切換流程，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。當(dāng)高速行駛的車輛從鐵塔戊5向鐵塔乙2行駛的過程中，切換過程如上所述。對(duì)于切換宏區(qū)域area的覆蓋還可以采用一個(gè)專用基站天線的兩個(gè)定向扇區(qū)扇區(qū)Isectorl和扇區(qū)keCtor2來進(jìn)行覆蓋，車上移動(dòng)臺(tái)的切換過程同樣如上所述。以上所述，僅是用以說明本發(fā)明的具體實(shí)施案例而已，并非用以限定本發(fā)明的可實(shí)施范圍，舉凡本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員在未脫離本發(fā)明所指示的精神與原理下所完成的一切等效改變或修飾，仍應(yīng)由本發(fā)明權(quán)利要求的范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種適合高速車載環(huán)境的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、根據(jù)高速車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋環(huán)境與覆蓋需求，估算小區(qū)半徑，并初步規(guī)劃切換區(qū)域，其中，小區(qū)半徑主要根據(jù)覆蓋需求及現(xiàn)實(shí)的建設(shè)施工條件而定；切換區(qū)域主要是指切換路段，切換區(qū)域大于小區(qū)覆蓋半徑，當(dāng)切換區(qū)域大于小區(qū)覆蓋半徑時(shí)，稱為切換宏區(qū)域；步驟二、在車行路線沿線的基站天線鐵塔上，架設(shè)基站天線、單側(cè)臨近基站的直放天線或雙側(cè)鄰近基站的直放天線。步驟三、設(shè)置好各基站天線口以及各直放站天線口的功率，以保證車輛在設(shè)計(jì)時(shí)速以內(nèi)行經(jīng)切換區(qū)域時(shí)有足夠的時(shí)間執(zhí)行完切換流程而不掉話或掉線。
2.如權(quán)利要求1所述的適合高速車載環(huán)境的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，其特征在于所述步驟二還可以用一個(gè)獨(dú)立的基站的兩個(gè)扇區(qū)來專門覆蓋切換宏區(qū)域，
3.如權(quán)利要求1所述的適合高速車載環(huán)境的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，其特征在于所述步驟三中的執(zhí)行完切換流程指空中接口的流程和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的流程執(zhí)行完畢。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適合高速車載環(huán)境的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，包括如下步驟(1)當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)將要進(jìn)行通信并需要接入頻譜時(shí)，探測(cè)所處區(qū)域的頻譜使用狀況，根據(jù)預(yù)設(shè)的方法和自身業(yè)務(wù)量的大小，選擇合適的頻帶接入，同時(shí)各個(gè)頻段之間必須保留足夠的保護(hù)帶寬，以避免有害干擾；(2)接入到頻譜之后，各個(gè)系統(tǒng)根據(jù)信道狀況和自身業(yè)務(wù)量的大小調(diào)整自己的發(fā)射功率和占用的帶寬；(3)由于系統(tǒng)業(yè)務(wù)量的增大，系統(tǒng)所占帶寬擴(kuò)張，造成保護(hù)帶寬的減小，各個(gè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整頻譜使其朝向空閑頻譜的方向移動(dòng)，來滿足各自需要的帶寬以及保護(hù)帶寬。
文檔編號(hào)H04W24/02GK102196477SQ20111013989
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者劉建, 唐星, 郭磊, 鐘凱 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)