專利名稱：一種頻譜掃描方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頻譜掃描方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基站，尤其是分布在道路和軌道交通沿線的基站，在空閑期間，會進(jìn)行頻譜掃描，以便確認(rèn)當(dāng)前頻段是否受到其他信號干擾。其中，所謂的空閑期是指沒有任何車載終端等終端設(shè)備接入的時間段。在空閑期內(nèi)，基站有時間來完成實(shí)時或動態(tài)的干擾掃描。利用該空閑期，基站可以得到當(dāng)前的頻譜干擾情況，并根據(jù)干擾掃描結(jié)果實(shí)施上行子載波扣除，該扣除方案將以廣播的形式通過下行傳遞給即將接入的終端設(shè)備，如車載終端等。如果確定有頻段受到干擾，則會啟動新的頻段來和車載終端進(jìn)行通信，即在車載終端接入后排除有干擾的頻段。一般的車載終端裝備有位置定位系統(tǒng)，交通設(shè)備在移動的過程中，可以根據(jù)位置定位系統(tǒng)確定的位置信息和地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)確定附近可能接入的基站，或者通過已經(jīng)接入基站所檢測到的交通設(shè)備車載終端的場強(qiáng)信息確定與鄰居基站的切換時機(jī)，并將這些信息發(fā)送給網(wǎng)管系統(tǒng)。網(wǎng)管系統(tǒng)通過這一信息調(diào)整指導(dǎo)相應(yīng)基站的頻譜感知狀態(tài)，以便在車載終端到達(dá)前作出轉(zhuǎn)換，停止基站的頻譜掃描，為車載終端提供接入和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。因此，基站的掃描最好能在空閑期進(jìn)行，如果在終端設(shè)備接入后還進(jìn)行掃描，那么就會影響終端設(shè)備的業(yè)務(wù)，甚至?xí)斐山K端設(shè)備無法正常的接入。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中，基站在終端設(shè)備接入時進(jìn)行頻譜掃描會影響終端設(shè)備的業(yè)務(wù)，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頻譜掃描方法和系統(tǒng)。一種基站頻譜掃描方法，包括:接收交通設(shè)備發(fā)送的交通設(shè)備的地理位置信息或車載終端場強(qiáng)信息；根據(jù)基站的位置和接入范圍，以及所述交通設(shè)備的地理位置信息或接收到的所述車載終端場強(qiáng)信息，確定所述交通設(shè)備是否進(jìn)入基站的接入范圍；如果所述交通設(shè)備進(jìn)入所述基站的接入范圍，則指令所述基站停止頻譜掃描，為所述交通設(shè)備提供服務(wù)。一種頻譜掃描系統(tǒng)，包括網(wǎng)管系統(tǒng)和基站，其中:所述網(wǎng)管系統(tǒng)，用于接收交通設(shè)備發(fā)送的交通設(shè)備的地理位置信息或者所述車載終端場強(qiáng)信息；根據(jù)基站的位置和接入范圍，以及所述交通設(shè)備的地理位置信息或者所述車載終端場強(qiáng)信息，確定所述交通設(shè)備是否進(jìn)入所述基站的接入范圍；如果所述交通設(shè)備進(jìn)入所述基站的接入范圍，則指令所述基站停止頻譜掃描，為所述交通設(shè)備提供服務(wù)；所述基站，用于接收所述交通設(shè)備發(fā)送的地理位置信息，或者檢測所述車載終端場強(qiáng)信息，接收所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送的指令，停止頻譜掃描，為所述交通設(shè)備提供服務(wù)。
采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的頻譜掃描方法和系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)基站在空閑期進(jìn)行頻譜掃描，當(dāng)有車載終端接入該基站時，該基站根據(jù)網(wǎng)管系統(tǒng)的通知停止頻譜掃描，為該交通設(shè)備提供服務(wù)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中能量檢測的示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中頻譜掃描方法所應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中計算基站狀態(tài)的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中基站狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明所提供的頻譜感知的方法和裝置進(jìn)行詳細(xì)的描述。下一代移動通信技術(shù)普遍采用正交頻分多址(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access, OFDMA)技術(shù)，而采用OFDMA技術(shù)的通信系統(tǒng)容易受到擁擠頻段上的窄帶干擾(例如模擬電視信號)，在低信噪比工作條件下可能帶來性能的惡化。為了抑制這些干擾，保證通信質(zhì)量，存在干擾的窄帶頻段上對應(yīng)的子載波應(yīng)被扣除。因此基站需要感知其中心頻點(diǎn)附近的頻譜，以便確認(rèn)存在干擾的子載波頻段。通常情況下，對于道路和軌道交通沿線的基站，感知其中心頻點(diǎn)附近的頻譜通常采用能量檢測的方法。所謂能量檢測的方法，是一種常用的頻譜感知方法，屬于信號的非相干檢測。采用此方法，只需要知道被檢測頻段內(nèi)信號的能量，即可檢測出該頻段的干擾情況。為了測量接收信號的能量，需要對帶通濾波器的輸出信號進(jìn)行平方運(yùn)算，并在觀測時間段內(nèi)進(jìn)行積分，將積分器的輸出和固定門限值相比較，得出檢測結(jié)果。其中，能量檢測的流程圖如圖1所示，其中信號X(n)通過模擬數(shù)字電路轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)，將模擬信號X (η)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，再經(jīng)過多點(diǎn)快速傅里葉變換，并在T時間內(nèi)進(jìn)行積分，并將得到的結(jié)果進(jìn)行能量檢測，將檢測到的能量結(jié)果進(jìn)行判決門限比較，如果超出門限值，則認(rèn)為受到了干擾，如果沒有超出門限值，則認(rèn)為沒有受到干擾。其中，基站在空閑期內(nèi)對該基站中心頻點(diǎn)附近的頻譜進(jìn)行掃描，得到干擾結(jié)果。由于道路和軌道交通的特殊性，基站會存在較長的空閑期。在空閑期內(nèi)，基站有時間完成實(shí)時或動態(tài)的干擾掃描。利用該空閑期，可以得到當(dāng)前的頻譜干擾情況，并根據(jù)干擾掃描結(jié)果實(shí)施上行子載波扣除，該扣除方案將以廣播的形式通過下行傳遞給即將接入的終端設(shè)備?；?，通過其媒體接入控制層(Media Access Control, MAC)進(jìn)行干擾識別時,通常將若干個載波掃描值進(jìn)行能量排序，根據(jù)能量的大小分成若干組，其中，能量最小的一組用來確定底噪大小，能量最大的一組確定為可能干擾存在區(qū)域。同時根據(jù)外場測試的結(jié)果，將比底噪高出某個閾值的信號認(rèn)定為干擾。干擾掃描只考慮基站上行干擾掃描，根據(jù)掃描結(jié)果同時對上行與下行進(jìn)行載波扣除?；谝陨详U述，我們提出了一種基于GIS信息的頻譜感知方案，對傳統(tǒng)的頻譜掃描技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。
本發(fā)明實(shí)施例提供的頻譜感知方法，在道路和軌道交通環(huán)境下，車載終端(也稱終端設(shè)備)上報當(dāng)前接入基站的相關(guān)信息和交通設(shè)備運(yùn)行的位置信息給網(wǎng)管系統(tǒng)。網(wǎng)管系統(tǒng)由此建立沿線基站位置和接入范圍的地理空間數(shù)據(jù)庫，并通過該數(shù)據(jù)庫和交通設(shè)備實(shí)時的位置信息或者接收到的車載終端場強(qiáng)信息管理沿線基站的頻譜感知狀態(tài)，并通知交通設(shè)備附近的基站停止對相應(yīng)頻段的掃描，并做好服務(wù)車載終端的準(zhǔn)備。本發(fā)明實(shí)施例提供的頻譜感知方法，也可以事先在網(wǎng)管系統(tǒng)中配置道路和軌道交通沿線基站位置和接入范圍的地理空間數(shù)據(jù)庫，通過接收到交通設(shè)備上報的地理位置信息或者車載終端的場強(qiáng)信息，確定為該交通設(shè)備上的車載終端服務(wù)的基站，并向基站發(fā)送對應(yīng)的指令信息，如:開始頻譜掃描，停止頻譜掃描，狀態(tài)切換，或者狀態(tài)保持等。其中，本發(fā)明實(shí)施例所提供的頻譜掃描方法，所采用的系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示，包括:網(wǎng)管系統(tǒng)可以管理道路或軌道交通沿線的所有基站，收集該所有基站的信息，并存儲在GIS數(shù)據(jù)服務(wù)器中，同時網(wǎng)管系統(tǒng)也可以向該所有的基站下發(fā)指令信息，如:停止掃描，狀態(tài)切換，狀態(tài)保持等。交通設(shè)備上的車載終端，通過基站將自身的GIS信息發(fā)送給網(wǎng)管系統(tǒng)，網(wǎng)管系統(tǒng)，可以是附圖2中的網(wǎng)關(guān)等。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頻譜掃描方法，包括:102、網(wǎng)管系統(tǒng)接收交通設(shè)備發(fā)送的交通設(shè)備的地理位置信息或者車載終端的場強(qiáng)信息；其中，需要說明的是，車載終端是設(shè)置在該交通設(shè)備上的，交通設(shè)備發(fā)送的該交通設(shè)備的地理位置信息，一般情況下，可以理解為是該交通設(shè)備上的車載終端發(fā)送的。104、網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)基站的位置和接入范圍，以及所述交通設(shè)備的地理位置信息或者接收到的車載終端場強(qiáng)信息，確定所述交通設(shè)備是否進(jìn)入基站的接入范圍；需要說明的是:車載終端會向其能夠接入的基站發(fā)射場強(qiáng)信息，基站根據(jù)該車載終端的場強(qiáng)信息，確定該車載終端是否進(jìn)入自己的服務(wù)范圍。106、如果所述交通設(shè)備進(jìn)入所述基站的接入范圍，則網(wǎng)管系統(tǒng)指令所述基站停止頻譜掃描，為所述交通設(shè)備提供服務(wù)。在本發(fā)明的另外一個實(shí)施例中，如果所述交通設(shè)備沒有進(jìn)入基站的接入范圍，則網(wǎng)管系統(tǒng)指令所述基站開始頻譜掃描。其中，網(wǎng)管系統(tǒng)指令基站執(zhí)行不同的命令，可以是網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)送request消息，該消息中攜帶不同的參數(shù)，進(jìn)而執(zhí)行不同的命令。在本發(fā)明另外一個實(shí)施例中，網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述交通設(shè)備發(fā)送的地理位置信息或者接收到的所述車載終端的場強(qiáng)信息，以及所述交通設(shè)備接入的基站信息，建立所述基站的位置和接入范圍的數(shù)據(jù)庫；或者 在網(wǎng)管系統(tǒng)上配置所述基站的位置和接入范圍的數(shù)據(jù)庫。其中，在本發(fā)明實(shí)施例中，該交通設(shè)備可以是列車，如高鐵、動車、普通火車、地鐵、輕軌等，也可以是輪船、客車等。在本發(fā)明實(shí)施例中，車載終端，也可以成為終端，或者終端設(shè)備，是集成在交通設(shè)備上的通信設(shè)備，可以向基站上報該交通設(shè)備的地理位置信息以及所接入基站的信息，如接入什么基站，從什么位置開始接入該基站等。其中，網(wǎng)管系統(tǒng)，可以是網(wǎng)絡(luò)中一個獨(dú)立的設(shè)備，如運(yùn)營商的后臺才做系統(tǒng)，也可以由網(wǎng)關(guān)等設(shè)備來兼任。由于公路或軌道交通基本上可以被視為線狀網(wǎng)絡(luò)，一個基站覆蓋區(qū)域可視為一段直線，切換邊界可視為兩個點(diǎn)，具體的如圖3所示:假設(shè)某個基站在GIS數(shù)據(jù)庫里的兩個切換點(diǎn)的地理位置坐標(biāo)為M和N，基站由空閑期到準(zhǔn)備工作期的轉(zhuǎn)換時間為h，交通設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行速度為V，交通設(shè)備當(dāng)前的位置為Q，交通設(shè)備位置定位信息上報的時間間隔為t2，考慮直線運(yùn)行的環(huán)境，基站狀態(tài)轉(zhuǎn)換的臨界觸發(fā)條件為:
權(quán)利要求
1.種頻譜掃描方法，其特征在于，包括: 接收交通設(shè)備發(fā)送的所述交通設(shè)備的地理位置信息或者車載終端場強(qiáng)信息； 根據(jù)基站的位置和接入范圍，以及所述交通設(shè)備的地理位置信息或者所述車載終端場強(qiáng)信息，確定所述交通設(shè)備是否進(jìn)入基站的接入范圍； 如果所述交通設(shè)備進(jìn)入所述基站的接入范圍，則指令所述基站停止頻譜掃描，為所述交通設(shè)備提供服務(wù)。
2.權(quán)利要求1所述的頻譜掃描方法，其特征在于，還包括: 如果所述交通設(shè)備沒有進(jìn)入基站的接入范圍，則指令所述基站開始頻譜掃描。
3.權(quán)利要求1所述的頻譜掃描方法，其特征在于，還包括: 接收所述交通設(shè)備發(fā)送的地理位置信息或者接收到的所述車載終端場強(qiáng)信息，以及所述交通設(shè)備接入的基站信息，建立所述基站的位置和接入范圍的數(shù)據(jù)庫；或者配置所述基站的位置和接入范圍的數(shù)據(jù)庫。
4.權(quán)利要求1至3任一所述的頻譜掃描方法，其特征在于， 若網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)所述交通設(shè)備的地理位置信息發(fā)起切換，那么當(dāng)基站A的兩個切換點(diǎn)的地理位置坐標(biāo)為M和N，基站由空閑期到準(zhǔn)備工作期的轉(zhuǎn)換時間為h，交通設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行速度為V，交通設(shè)備當(dāng)前的位置為Q，交通設(shè)備上報地理位置信息的時間間隔為t2，則 基站狀態(tài)轉(zhuǎn)換的臨界觸發(fā)條件為:
5.權(quán)利要求1至3任一所述的頻譜掃描方法，其特征在于，若網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述車載終端場強(qiáng)信息發(fā)起切換，則當(dāng)所述車載終端接入后，當(dāng)基站A監(jiān)測到接收場強(qiáng)低于某一預(yù)先設(shè)定值后，所述網(wǎng)管系統(tǒng)向其下一個接入的鄰居基站B發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換指令，待所述車載終端接入基站B之后，基站A停止為交通設(shè)備提供業(yè)務(wù)服務(wù)，進(jìn)入空閑期并進(jìn)行頻譜掃描，所述基站B接收到所述網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)來的轉(zhuǎn)換指令后，停止頻譜掃描，進(jìn)入工作狀態(tài)。
6.種頻譜掃描系統(tǒng)，其特征在于，包括網(wǎng)管系統(tǒng)和基站，其中: 所述網(wǎng)管系統(tǒng)，用于接收交通設(shè)備發(fā)送的所述交通設(shè)備的地理位置信息或者車載終端場強(qiáng)信息；根據(jù)基站的位置和接入范圍，以及所述交通設(shè)備的地理位置信息或者所述車載終端場強(qiáng)信息，確定所述交通設(shè)備是否進(jìn)入所述基站的接入范圍；如果所述交通設(shè)備進(jìn)入所述基站的接入范圍，則指令所述基站停止頻譜掃描，為所述交通設(shè)備提供服務(wù)； 所述基站，用于接收所述交通設(shè)備發(fā)送的地理位置信息，或者檢測所述交車載終端場強(qiáng)信息，接收所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送的指令，停止頻譜掃描，為所述交通設(shè)備提供服務(wù)。
7.權(quán)利要求6所述的頻譜掃描系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 所述網(wǎng)管系統(tǒng)，還用于如果所述交通設(shè)備沒有進(jìn)入基站的接入范圍，則指令所述基站開始頻譜掃描； 所述基站，還用于接收所述網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)送的指令，開始進(jìn)行頻譜掃描。
8.權(quán)利要求6所述的頻譜掃描系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 所述網(wǎng)管系統(tǒng)，還用于接收所述交通設(shè)備發(fā)送的地理位置信息或者車載終端場強(qiáng)信息和所述交通設(shè)備接入的基站信息，建立所述基站的位置和接入范圍的數(shù)據(jù)庫；或者所述網(wǎng)管系統(tǒng)，還用于配置所述基站的位置和接入范圍的數(shù)據(jù)庫。
9.權(quán)利要求6所述的頻譜掃描系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 所述網(wǎng)管系統(tǒng)，還用于若所述交通設(shè)備離開所述基站的接入范圍，則指令所述基站進(jìn)入空閑期，開始頻譜 掃描。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頻譜掃描方法和系統(tǒng)。其中基站頻譜掃描方法，包括接收交通設(shè)備發(fā)送的所述交通設(shè)備的地理位置信息或者車載終端場強(qiáng)信息；根據(jù)基站的位置和接入范圍，以及所述交通設(shè)備的地理位置信息或者接收到的車載終端場強(qiáng)信息，確定所述交通設(shè)備是否進(jìn)入或離開基站的接入范圍；如果所述交通設(shè)備進(jìn)入所述基站的接入范圍，則指令所述基站停止頻譜掃描，為所述交通設(shè)備提供服務(wù)；若所述交通設(shè)備離開所述基站的接入范圍，則指令所述基站進(jìn)入空閑期，開始頻譜掃描。采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法和裝置，使基站既能在空閑時進(jìn)行頻譜掃描，也不會影響為交通設(shè)備提供的服務(wù)。
文檔編號H04W24/00GK103096348SQ20111034663
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者劉廣宇, 屈海寧, 陸犇, 陳擁兵, 周志剛, 卜智勇, 夏俊, 解云雁 申請人:上海瀚訊無線技術(shù)有限公司