頻譜使用方法和裝置的製作方法

2023-05-14 01:22:36

專利名稱：頻譜使用方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，更具體而言，涉及綜合使用通信許可頻 帶和動態借用頻帶的頻譜使用方法和裝置。
背景技術：
頻譜資源是有限的，隨著無線通信業務需求的不斷增長，對頻 譜的需求量越來越大，導致可用的頻鐠資源日益匱乏，對通信頻譜的妙L劃、分配越來越困難。傳統的頻譜使用方法是，為了保障通信系統所需頻語並確保不 同系統互不千擾地工作，給不同種類的系統分配固定的工作頻段， 分配給某類通信系統的頻語只允許該類系統使用，其他系統不可以 使用，按照通信系統雙工方式的不同，傳統的頻i普分配方法給頻分 雙工(Frequency Division Duplex,縮寫為FDD )系糹充的上下4亍4言道 分配不同的頻帶，給時分雙工(Time Division Duplex,縮寫為TDD) 系統的上下行信道分配卩]一段頻帶。為了有利於全球漫遊，在頻語 分配時，需要為TDD系統規劃出一個全球統一的頻段，需要為FDD 系統規劃出兩個全球統一的頻段。通信系統在工作時，無i侖是FDD 系統還是T'l)[)系統，只能使用這種預先為其分配好的、固定的頻 譜區間內的某個頻帶。近年來，為解決頻i爭共享、系統共存問題產生了一些新的頻i普 使用方法。其中，愛立信(ERICSSON )公司在這方面提供了相關 的4支術方案，，例^口 ， 愛立葉言y>司的牙,才各(J6rg Huschke, Ericsson Research, Ericsson Eun)lab Deutschland GmbH Neumeyerstrasse 50; 90411 NUmberg; Germany [email protected]愛立信德 國研究所)等人給出了 一種頻譜使用方法，在文獻"UMTS與多頻 組網.區域單頻組網的DVB-T共存時的下行鏈路容量(Downlink Capacity o「 UMTS Coexisting with DVB-T MFNs and Regional SFNs)"中有比較全面的介紹和性能分析，下面將結合附圖來分析 其方法。圖1給出了蜂窩移動通信系統復用數字廣播頻語時兩個系統在 空間布設上的關係.，雅格等人鄉會出的該方法利用的基本資源是無 論數字廣播系統是採用多頻組網(Multi Frequencies Net ，縮寫為 MFN )還是採用單頻組網(Single Frequency Net,縮寫為SFN ), 在一個廣播發射機覆蓋區域102內都會存在一部分屬於廣播系統使 用的空閒頻譜，這部分空閒頻譜由於組網的需要被其他廣播發射機 使用，在這些空閒頻:潛存在的二維空間上，可以進一步由半徑遠小 於102的蜂窩101來覆蓋，這些小蜂窩101使用其所處位置的空閒 廣播頻譜實現移動通信，這種由廣播系統頻率復用所產生的空閒頻 傳的特點是同頻數字廣播小區連成的等邊三角形中心位置是受該 頻點幹擾最小的區域，例如，圖1中標出的用於移動通信的7個C 區處於7個用於電^L廣糹番的C區連線構成的三角形的重心區^^，在 這個區域內復用該廣播頻點可以得到較高的頻語效率。雅格等人提出的利用這部分空閒廣播頻鐠資源的方法是4巴空 閒的廣播頻段作為UMTS (Universal Mobile TelecommunicationSystem ,通用移動電信系統)(FDD )系統的下行頻段，對巴許可給 UMTS (FDD)的頻i普作為上行頻段。在網絡規劃上，雅格等人的 方法是按照圖1所示的空間結構，在廣播網下面布設蜂窩通信網， 實施方法是才艮據廣糹番空閒頻率情況和該空閒頻率受其他同頻廣才番 發射機的千擾情況來進行網絡規劃確定基站位置、確定基站的下
行工作頻率等。雅格等人提出的這種頻語復用(共享)方法在專利(申請號:US 20040092256 )"蜂窩無線網絡的頻率復用(Cellular radio network reusing frequencies )，， 中有更為全面的討i侖。雅格等人給出的空閒廣播頻譜利用方法的目的是使UMTS (FDD)系統更加靈活地使用頻鐠，其基本思路是把空閒的廣播 頻段作為UMTS ( FDD :系統的下行頻段，4巴許可給UMTS ( FDD ) 的頻諒H作為上行頻^。然而，其方法存在以下的主要缺點在大的空間上存在空閒頻語的情況，難以對局部空閒頻語加以利用；2) 由於UMTS通信網使用空閒的廣播頻i普作為下行頻帶，這 就要導致網絡規划過程很複雜，因為這種規劃需要對廣播頻語的空 閒情況和幹擾情況有全面的掌握，這就需要進行工程浩大的場測工 作；此外，UMTS網絡規劃需要在廣播頻譜的使用情況變化時進行重新規劃；3) 同一個網絡中羞;站的下行頻譜無法保持一致，這就導致終 端在初始接入時的小區搜索過程複雜化；4) 大部分分配給UMTS使用的頻語高於電視廣播頻段，現有技 術把電視廣播頻譜作為移動通信的下行使用，不利於節約移動臺的 發射功率；以及5) 不能自適應選捺空閒頻語。因此，人們需要一種新的頻譜使用解決方案，能夠解決上述相關技術中的問題。 發明內容本發明旨在提供一種頻譜使用方法和頻譜使用裝置，用於改進 頻語使用方式，以解決上述相關技術中存在的難以利用局部空閒頻i普等問7題。根據本發明的一個方面，提供了一種頻語使用方法，用於規劃無線雙工通信系統的頻i脊〗吏用，包才舌以下步艱《乂人無線雙工通^f言系 統的通信許可頻段中選取部分頻帶作為支撐頻帶；從其它頻段中動 態地選取部分空閒的頻帶作為動態借用頻帶，其中，所述動態借用 頻帶l持時分雙工方式，既可用於上行傳輸，也可用於下行傳輸；無線雙工通信系統所需的頻i普。根據本發明的另一方面，提供了一種頻語使用裝置，用於規劃 無線雙工通信系統的頻譜使用，包括支撐頻帶設置模塊，用於從 無線雙工通信系統的通信許可頻段中選取部分頻帶作為支撐頻帶； 動態頻帶設置模塊，用於從其它頻段中動態地選取部分空閒的頻帶 作為動態借用頻帶；以及下行頻i普構建模塊，用於將支撐頻帶與動 態借用頻帶共同構成無線雙工通信系統所需的下行頻譜。通過上述技術方案.本發明實現了如下技術效果1) 除了適用於大空間外，還能夠充分利用局部空閒頻譜；2) 易於頻譜規劃、易於網絡規劃；3) 組網穩定，使終端在初始接入時的小區搜索過程變得簡單；4) 可有效節約移動臺的發射功率；以及 5 )可自適應地靈活選4奪空閒頻i普。本發明的其它特徵和優點將在隨後的"i兌明書中闡述，並且，部 分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發 明的目的和其他優點可通過在所寫的i兌明書、權利要求書、以及附 圖中所特別指出的結構來實現和獲得。


此處所說明的附圖用來^是供對本發明的進一步理解，構成本申 請的一部分，本發明的示意性實施例及其"i兌明用於解釋本發明，並 不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1示出了現有UMTS (FDD) j吏用;t也面^:字廣"t番(DVB-T)空閒頻語的方法；圖2示出了根據本發明一個實施例的支撐頻i普和動態借用頻i普的選耳又方法；圖3示出了根據本發明一個實施例的頻i普^f吏用方法流程； 圖4示出了根據本發明的一個實施例的基站的三種結構； 圖5示出了根據本發明的頻譜使用方法和裝置的實施例； 圖6示出了根據本發明的頻語使用方法的流程圖；以及 圖7示出了根據本發明的頻譜使用裝置的方框圖。
具體實施方式
下面將參考附圖並結合實施例，來詳細i兌明本發明。本發明提供了 一種頻語使用方法和一種頻譜使用裝置，以及一 種具有改進的頻i普4吏用方式的通信系統。圖6示出了根據本發明的頻譜使用方法的流程圖，其包括以下步驟步驟S62，從無線雙工通信系統的通信許可頻段中獨佔地選取部分頻帶作為支撐頻帶步驟S604，從其它頻4殳中動態地選取部分空閒的頻帶作為動態 借用頻帶，其中，所述動態借用頻帶支持時分雙工方式，既可用於 上行傳輸，也可用於下行傳輸；以及步驟S606，將支撐頻帶與動態借用頻帶以頻分或者半頻分方式共同構成無線雙工通信系統所需的頻譜。可選i也，無線雙工通信系統包4舌頻分或者半頻分雙工系統、時分雙工系統。可選地，在支撐頻帶內發送基本控制信息；所述動態借用頻帶用來發送用戶業務數據。可選地，動態地選取部分空閒的頻帶作為動態借用頻帶包括重 復地執行以下步驟從其它頻段中選取候選頻語範圍當有多個無線 通信系統從某個頻段尋找可借用的空閒頻譜時，其尋找範圍由仲裁 中心控制；各個基站獨立地或者與移動裝置共同地在候選頻鐠範圍 內周期性地測量自己所處位置的電磁頻譜，以尋找空閒帶寬；以及 對各個基站檢測到的電磁頻譜及其所需的帶寬進行分析，按照鄰頻 千擾最'j 、化原則，確定分配給各個基站的動態借用頻帶。可選地，候選頻譜範圍包括如下頻i普之一種或多種數字地面 廣播頻段、非民用頻段、ISM頻段、應急與安全頻段。可選地，測量包括全向測量或定向測量。可選i也，測量包4舌以下步馬聚在系統初始啟動之後，各個基站 即時完成一次測量，在隨後的運營期間，各個基站繼續周期性地進行測量。可選地，測量包括以下步驟各個基站將測量的結果上報給仲 裁中心，仲裁中心對不同網絡在借用同 一個頻段內的空閒頻譜時的 借用頻帶範圍進行仲裁，以避免相互沖突。可選地，分配動態借用頻帶包括以下步驟根據仲裁情況、測 量結果，以及各個基站的負載情況，採:f又按需分配的原則在不同網 絡間動態分配動態^普用頻帶。可選地，分配動態借用頻帶包括以下步驟將動態借用頻帶分 為工作動態借用頻帶和備用動態借用頻帶，其中，工作動態借用頻 帶設置為工作常用狀態，動態借用頻帶設置為工作動態借用頻帶無法使用時可以轉入工作t可選地，確定工作動態借用頻帶包括以下步驟將各個基站中 的 一 個基站測量得到的空閒帶寬和其鄰基站測出的空閒帶寬進行 "與"運算，將"與"運算得到的與值作為一個基站的工作動態借用頻帶的取值範圍。 可選i也，確定工作動態4昔用頻帶和備用動態4昔用頻帶包4舌以下步驟將各個基站中的--個基站測量得到的空閒帶寬和其鄰基站測出的空閒帶寬，以及一個基站覆蓋範圍內的移動裝置測出的空閒帶 寬進行"與"運算，將"與"運算得到的與值作為一個基站的工作 動態借用頻帶和備用動態借用頻帶的取值範圍。圖7示出了根據本發明的頻語使用裝置700的方框圖，其包括支撐頻帶設置模塊702，用於從無線雙工通信系統的通信許可 頻段中獨佔地選取部分頻帶作為支撐頻帶；動態頻帶設置模塊704,用於從其它頻段中動態地選取部分空 閒的頻帶作為動態借用頻帶，其中，所述動態借用頻帶支持時分雙 工方式，既可用於上行傳輸，也可用於下行傳輸；以及下行頻譜構建模塊706,用於將支撐頻帶與動態借用頻帶以頻 分或者半頻分方式共同構成無線雙工通信系統所需的頻譜。可選地，無線雙工通信系統包4舌頻分或者半頻分雙工系統、時分雙工系統。可選地，在支撐頻帶內發送基本控制信息；所述動態借用頻帶用來發送用戶業務數據.可選地，動態頻帶設置模塊704包括候選頻譜範圍選取模塊 (未示出)，用於從其它頻段中選取候選頻譜範圍，當有多個無線 通信系統從某個頻段尋找可借用的空閒頻譜時，其尋找範圍由仲裁 中心控制；空閒帶寬檢測模塊(未示出)，用於使各個基站獨立地 或者與移動裝置共同地在候選頻語範圍內周期性地測量自己所處 位置的電磁頻譜，以尋找空閒帶寬；以及動態借用頻帶分配模塊(未 示出)，用於對各個基站^:測到的電》茲頻i普及其所需的帶寬進行分 化原則，確定分配糹合各個基站的動態借用頻帶。可選地，候選頻譜範圍包括如下頻譜之一種或多種數字地面 廣播頻段、非民用頻段，ISM頻段、應急與安全頻段。可選地，測量包括全向測量或定向測量。可選地，空閒帶寬噲測模塊用於在系統初始啟動之後，使各個 基站即時完成一次測量.在隨後的運營期間，使各個基站繼續周期性地進行測量。可選地，空閒帶寬檢測模塊用於使各個基站將測量的結果上報 給仲裁中心，仲裁中心對不同網絡在借用同 一個頻段內的空閒頻語 時的借用頻帶範圍進行仲裁，以避免相互沖突。可選地，動態借用頻帶分配模塊用於根據仲裁情況、測量結果， 以及各個基站的負栽情況，採耳又4安需分配的原則在不同網絡間動態分配動態^"用頻帶。^ 「選地，動態借用頻帶分配模塊用於將動態借用頻帶分為工作 動態借用頻帶和備用動態借用頻帶，其中，工作動態借用頻帶設置 為工作'象用狀態，動態借用頻帶設置為工作動態借用頻帶無法使用時可以轉入工作。可選地，動態借用頻帶分配模塊用於將各個基站中的一個基站 測量得到的空閒帶寬和其鄰基站測出的空閒帶寬進行"與"運算， 將"與"運算得到的與值作為一個基站的工作動態借用頻帶的取值範圍
可選地，動態借用頻帶分配才莫塊用於將將各個基站中的一個基 站測量得到的空閒帶寬和其鄰基站測出的空閒帶寬，以及一個基站 覆蓋範圍內的移動裝置測出的空閒帶寬進行"與"運算，將"與" 運算得到的與值作為 一 個基站的工作動態借用頻帶和備用動態借用頻帶的取值範圍。圖2示出了根據本發明的一個實施例的支撐頻譜和動態借用頻 譜的選取方法，根據本發明的頻語使用方法的基本思路如圖2所示。見圖2(a), 乂人通信許可頻l殳(LBC頻4殳Licensed Band for Communications) 203中選耳又部分頻帶作為通信系統所需頻i普的一 部分，再從某段空閒頻傳區間202內選^F又部分頻帶作為通信系統所 需頻語的另一部分，其中，空閒頻譜區間202屬於電^F茲頻譜201中 的任何部分,，通信系統;'巴從LBC頻段203中選耳又的頻帶作為通信 系統工作的支撐頻帶(SB: Supporting Band),以支撐頻帶SB為依 託，通信系統動態地從某段空閒頻i普內選取DBB (Dynamically Borrowed Band,動態借用頻帶)，將DBB作為通信系統所需頻i普 的補充。然後，依據支撐頻帶進行網絡夫見劃，在支撐頻帶內發送基 本控制信息，如導頻信號、接入控制信號、動態借用頻帶指示信號 等。另外值得注意的是這裡的通信許可頻段203可以是規劃給 FDD系統的頻段，見圖2(b),也可以是規劃給TDD系統的許可 頻段23A。空閒頻段202A可以屬於數字地面廣播頻段、某個非民 用頻段、ISM (Industrial, Scientific and Medical:工業、科研與醫 療)頻段、應急與安全頻段等。從頻i普Y吏用靈活性的角度看，使用 TDD系統的許可頻4殳203A作為支撐頻帶SB可以達到更好的頻i普 使用效果。
根據上述的思路，本發明提供了一種頻譜使用方法，其基本步驟如圖3所示第一步S302:為通4言系統在通信i午可頻4殳中確定一個工作頻 帶。見圖2U),這裡的通信許可頻段203,可以是規劃給FDD系 統的頻段，見圖2( b)，也可以是規劃給TDD系統的許可頻段203A。 從頻譜使用靈活性的角度，使用TDD系統的許可頻段203A作為支 撐頻帶SB可以達到更好的頻語使用效果。將這個頻帶用於通信系 統的支撐頻帶，依據支撐頻帶進行網絡規劃，在支撐頻帶內發送基 本控制信息，如導頻信號、接入控制信號、動態借用頻帶指示信號第二步S304:為通信系統確定動態借用頻帶(DBB)的候選 頻譜範圍。動態借用頻帶(DBB)的候選頻譜可以屬於地面電視廣 播頻段、某個非民用頻—;殳、ISM(Industrial, Scientific and Medical:工業、科研與醫療)頻段、應急與安全頻段等，為了簡化通信系統在 工作過程中的空閒頻謙搜索工作量，需要預先根據當地的頻語使用 情況和與頻譜擁有方的，辦調情況，給通信系統確定一個大致的空閒 頻譜搜索範圍，即確定通信系統在哪段頻語內搜索空閒頻段，如， 確定在地面電視廣播頻段內搜索DBB，或者確定在某個非民用頻段第三步S306 S308:通過進4亍頻-潛環境測量來確定具體的 DBB,其通過重複執行下面的步驟S306和步驟S308來實現。歩-極S306:頻譜環境測量。在系統初始啟動之後，各個基站就 要按照第二步預定的動態借用頻帶(DBB)的候選頻譜範圍，完成 一次頻譜測量，獲取動態借用頻帶(DBB)數據。這種測量由基站 中的l)BB測量單元完成。在系統運營期間，各個基站周期性地進行頻諳環境測量。其中，頻語環境測量可以4安照下面二種方法進行頻譜環境測量方法1:各個基站使用自己配置的頻譜測量單元 (見圖4中的406 )獨立測量自己所處^立置的電^茲頻i普，並衝巴測量 結果上報給通道調整單^ 405。基站對頻i普的測量可以是全向測量， 也可以是定向測量，定向測量可以得到更為準確的DBB數據；頻譜環j免測量方法2:各個基站和移動臺共同參與自己所處位 置的電磁頻譜測量，並把測量結果上糹艮給通道調整單元405和DBB 仲裁中心511 (見圖5 )。 DBB仲裁中心511負責不同網絡(這些網 絡屬於同一個運營商或不通的運營商)在對同一個頻段內的空閒頻 譜動態借用時的I)BB範圍進行仲裁，以避免相互沖突；步驟S308:確定具體的DBB。通道調整單元405可以分布在 各個基站內實現，也可以在基站控制器內實現，或者作為獨立的網 絡附加單元實現,，通道調整單元405對步驟S306獲得的頻語測量 數據，以及DBB仲裁力心511發來的仲裁信息、以及不同系統之 間和不同信道之間的保護帶寬的需求，進行綜合，確定出各個基站 使用的工作I)BB和備用DBB，備用DBB是指在工作DBB無法使 用時基站可以轉入工作的DBB。DBB仲裁中心51根據預先的不同網絡間對動態借用頻語的 協商方案、基站送來的實施頻譜測量數據，各個基站的無線負載數 據，採取按需分配的原則在不同網絡間動態分配空閒頻譜的使用區 間、使用時間(或時隙'和使用量。對負載重的基站分配更多的空閒頻譜-.，DBB的確定方法是為每個基站分別確定其工作DBB和備用 DBB。具體實現步驟包括1) 首先確定一個基站可用的空閒頻帶帶寬。 一種確定一個基站可用的空閒頻帶帶寬的方法是由這個基站測出的空閒帶寬和其 鄰基站測出的空閒帶寬進行"與"運算決定；另一種確定一個基站 可用的空閒頻帶帶寬的方法是由這個基站測出的空閒帶寬和其鄰 基站測出的空閒帶寬，V、及這個基站覆蓋的區域內的終端測出的空 閒帶寬進行"與"運算、共同部分作為這個基站的工作DBB和備 用DBB的取值範圍。2) 確定每個基站的工作DBB和備用DBB，具體方法是根 據相鄰基站的工作DBB和備用DBB的耳又值範圍，以系統所需DBB 的大小和與鄰基站的DBB儘可能一致為原則，在各個基站的工作 DBB和備用DBB的取值範圍內確定每個基站的工作DBB,剩餘部 分作為備用DBB帶寬。從以上的描述可以看出，根據本發明的頻語使用方法在頻鐠使 用上，便亍實現頻譜，現劃和分配；在頻譜—吏用效率上可以充分利用 空閒頻譜；以及在空閒頻譜的選擇上具有自適應能力。下面將結合 附圖詳細描述4艮據本發明的頻i脊4吏用系統。本發明提供了 一種具有改進的頻譜使用方式的通信系統，包 H基站，用於測量其^/i午可頻^殳，以從中得到動態4昔用頻帶，其 中，所述動態借用頻帶支持時分雙工方式，既可用於上行傳輸，也 可用於下行傳輸；以及移動裝置，用於與基站通信，其接收動態借 用頻帶，並利用動態借用頻帶和支撐頻帶以頻分或者半頻分方式共 同構成其工作頻帶，其中，支撐頻帶是從無線雙工通信系統的通信許可頻段中選耳又的部分l:頁帶。可選地，通信系統包4舌頻分或者半頻分雙工系統、時分雙工系統,， 可選地，支撐頻帶用於進行網絡規劃以及用於發送基本控制信 息，動態借用頻帶用來發送用戶業務數據可選地，基站包括頻語測量單元，在候選頻譜範圍內周期性 地測量自己所處位置的電磁頻傳，以尋找空閒帶寬，其中候選頻語 範圍從其他許可頻一'殳中選耳又。可選地，候選頻i普範圍包括以下至少之一數字地面廣播頻段、 非民用頻段、1SM頻段、應急與安全頻段。可選i也，測量包4舌全向測量或定向測量。可選地，基站還包括仲裁中心，用於對不同網^各在借用同一 個頻段內的空閒頻i奮時的借用頻帶範圍進4亍仲裁，以避免相互沖突。可選地，基站還包括通道調整單元，用於頻語測量單元獲得 的頻語測量數據，以及仲裁中心發來的仲裁信息、以及不同系統之 間和不同信道之間的保護帶寬的需求，進行綜合，確定出各個基站使用的動態借用頻帶,，用頻帶和備用動態借用頃帶，其中，工作動態借用頻帶設置為工作 常用狀態，動態借用頻'夢設置為工作動態借用頻帶無法使用時可以轉入工作 可選地，通道調整單元用於將各個基站中的一個基站測量得到 的空閒帶寬和其鄰基站測出的空閒帶寬進行"與"運算，將"與，， 運算得到的與值作為一個基站的工作動態借用頻帶的取值範圍。
可選地，通道調整單元用於將各個基站中的一個基站測量得到 的空閒帶寬和其鄰基站測出的空閒帶寬，以及一個基站覆蓋範圍內 的移動裝置測出的空閒帶寬進行"與"運算，將"與"運算得到的 與值作為 一 個基站的工作動態借用頻帶和備用動態借用頻帶的取值範圍。可選地，基站工作方法包才舌以下至少一種TDD才莫式、 TDD/FD[)複合模式可選地，移動裝置包4舌以下至少一種行動電話、悽t字電視j妄根據本發明的頻i普使用系統包括可以進行DBB測量的基站以 及可以接收DBB數據的移動臺，其中，移動臺(或終端)根據基 站發送的DBB數據確定自己的工作頻帶。綜合使用分配給通信系 糹充的"i牛可頻!殳(LBC: Licensed Band for Communications )和動態1"昔 用頻4殳(DBB: Dynamically Borrowed Band )進4亍無線通4言的關4建在 於基站的結抅，本發明給出的基站結構如圖4所示。圖4給出的3 種基站結構都可以實現通信系統對許可頻段和動態借用頻段的綜 合使用。圖4(a)給出的基站包括基帶處理和管理單元401、下行通道 (通道1 ) 402、上行通道(通道2 ) 404、天饋單元403、通道調整 單元45、頻語測量單元406。其中，基帶處理和管理單元401、下 行通道(通道1 ) 402、天饋單元403和常失見的FDD系統中的對應 單元功能和結構相同或相近，其主要區別在於，下行通道(通道l) 402不但發送常規的通信控制信息，還要向終端發送DBB信息；上 行通道(通道2 ) 404和常規的FDD系統中的對應單元相比較，增 強了工作頻帶動態調整的能力，可以根據DBB的變化自適應地進 行通道調整；通道調整舉元405、頻語測量單元406的引入，是綜 合使用許可頻段LBC和動態借用頻段DBB的基站的 一個特點，是與常妙L基站在組成上差別最大的;也方。頻譜測量單元406測量自己所處位置的電磁頻譜，^巴測量結果 上報給通道調整單元405。頻譜測量單元406可以採用全向測量方 式，也可以採用定向測l:方式。通道調整單元405可以分布在各個 基站內實現，也可以在基站控制器內實現，或者作為獨立的網絡附 加單元實現。通道調整單元405對相鄰基站獲得的頻譜測量lt據和 [)BB仲裁中心的仲裁信息進行綜合，確定出基站使用的工作DBB 並根據該l)BB調整基站通道的工作參悽t，確定出各個基站〗吏用的 工作DBB和備用DBB,這種基站結構可以看作是在常^L的FDD系 統中力口入了通道調整單元405、頻i普測量單元406構成的。圖4(b)給出的基站包括基帶處理和管理單元401B、通道1 (雙向通道)402B、通道2 (雙向通道)404B、天饋單元403B、 通道調整單元405、頻7普測量單元406。其中，基帶處理和管理單 元401B、通道1 (雙向.逸道)402B、通道2 (雙向通道)404B、天 饋單元43B和常規的T[)D系統種的對應單元功能和結構相同或相 近，其主要區別在於，通道1 (雙向通道)402B是工作在支撐頻帶 上，不但發送常規的通y言控制信息，還要向終端發送DBB信息； 通道2 (雙向通道)404B和常身見的TDD系統中的對應單元相比較， 增強了工作頻帶動態調整的能力，可以根據DBB的變化自適應地 進4亍通道調整；通道調整單元405、頻語測量單元406的結構和作 用與圖4(a)相同。這種基站結構可以看作是由兩套常^見的TDD 系統中加入了通道調整單元405、頻i普測量單元406演進而來。圖4(c)給出的基站包括基帶處理和管理單元401C、通道1 (雙向通道)402C、通道2 (雙向通道)404C、天饋單元403C、 通道調整單元405、頻譜測量單元406、雙工模式控制單元407。其 中，基帶處理和管理單元401C、通道1 (雙向通道)402C、通道2 (雙向通道)404C、天饋單元403C的結構與圖4 ( b ) 乂於應單元相 似，其主要區別在於，l帶處理和管理單元401C增加了多雙工模 式工作需要的信息處理.如上下行負載測量管理、同步測量管理等； 通道1 (雙向通道)402C工作在支撐頻帶上，除了負責發送常規的 通信控制信息、DBB信息之外，還要發送多雙工模式下的工作模式 信息，如發送混合模式下TDD子模式和FDD子模式的時隙安排信 息；通道2 (雙向通道)404C的結構與通道2 (雙向通道)404B 相同；通道調整單元405、頻i普測量單元406的結構和作用與圖4(a )相同；雙工衝莫式控制單元407才艮4居基帶處理和管理單元401C 送來的測量信息，如上T行負載情況，終端的類型、終端的位置、 終端的移動速度等，向小區內廣播雙工模式信息，如發送TDD/FDD 混合模式下TDD子模式和FDD子模式的時隙安排信息。圖4 ( c ) 這種基站結構可以看作是由兩套常卩現的TDD系統中加入了通道調 整單元405、頻T普測量單元406、雙工4莫式控制單元407演進而來。從以上的描述可以看出，根據本發明的基站系統可以達到如下 效果1 )可以實現多種雙工才莫式的有才幾結合，既可以充分利用i見 有TI)D頻譜資源，又具有TDD、 FDD二者的優點，如易於大規模 穩定組網、易於上下行資源調度、較好地支持高速移動業務，支持 非對稱業務在在系統組網上可以方便地實現大範圍穩定組網；2 ) 易於實現，實用性強，例如，只要在現有TDD系統(如^吏用兩套 TD-S('DMA基站)中加入空閒頻語檢測和管理單元，就可以實現 系統的基本功能；3)對終端的改動量小。圖5是採用本發明所述頻語使用方法的系統的一個實施方案。圖中，501 ~ 504是地面電視廣播的發射機，fl f4分別是發射機 501 54使用的頻率，501 504分別覆蓋圖中的圓形區域。本發明所述基本系統由圖5中的若干個基站(505、 506等)、 若干個終端59等、一A DBB仲裁中心511組成。DBB仲裁中心 511對移動通信系統候選頻段的控制可以通過兩種方式實現。 一種 方式是向移動通信系統的RNC (無線基站控制器)發送候選頻段信 息，包括候選頻段的中心頻點和頻段寬度； 一種方式是直接通過移 動通信網基站的回程(backhaul)通道對基站內的基帶處理和管理 單元401a，或者401b，401c，發送候選頻革殳控制信息。基站的基帶 處理和管理單元401a,或者401b， 401c再才艮才居DBB仲裁中心511 發來的候選頻段範圍信息來控制頻譜測量單元406的頻譜範圍。為 了實現廣播與通信的系統融合，本發明所述系統還可以包括若干個 利用其上行鏈路構成反向信道的電視接收機510。為了簡化問題說 明，假定只有一個系統在借用電視廣播的空閒頻道，此時DBB仲 裁中心把所有可用的空閒頻譜都分配給一個移動通信系統使用。為了突出對頻譜使用方法的說明，本實施例中的基站(505等) 採用圖4 ( a )給出的結構。在UMTS TDD許可頻^:內，如在1885 ~ 1920MHz範圍內，選取一段所需要的頻帶作為其支撐頻帶SB,系 統的網絡規劃、主接入控制、主導頻信號、DBB信息廣播等均在這段SB內進行。在本實施例中，DBB的候選頻^:為處於VHF(Very high frequency甚高頻)頻4殳和UHF(Ultra high frequency超高頻)頻,殳內的數位電視廣播頻段。系統的基本工作過程如下l)在系統開始工作後，首先完成DBB的確定，然後，各個基 站在支撐頻帶內廣播導頻信號、工作DBB數據，並建立移動臺接 入所需要使用的各種信道，並在確定的DBB頻帶內做好接收準備。 在本實施例中，基站505及其相鄰基站的測量結果都是頻點f2附近 的幹擾最小；基站506及其相鄰基站的測量結果都是頻點fl附近的
幹擾最小，因此，在基站505覆蓋的小區509內使用f2作為工作 DBB，基站506覆蓋的小區508內使用fl作為工作DBB。2)當有移動臺需-要建立連才妾時，移動臺首先利用支撐頻帶SB 內的導頻信號建立起同步關係，然後接收DBB信息廣播，按照廣 播的I)BB數據，在具體的DBB頻帶內發起接入請求。3 )連接建立起來之後，移動臺(或終端)509即按照基站下發 的工作模式(FDD)和信道參數(時隙位置)實施通信。4) 當基站需要進一步掌握移動臺附近的頻-潘環境時，基站50S 向終端509下發頻語測量指示，終端在完成測量後上報給基站。5) 當電視接收機510具有電視接收和與無線通信基站連結的 能力。需要建立反向通道時，如，點播節目或需要參加互動活動， 就利用本發明所述的系統建立相應的通信連結。也可以使用電視接 收機510中的接收機實現空閒信道測量，並通過其通信4妾口4巴測量結果發送給網絡。當採用圖4 ( b ) ^會出的基站結構後，本系統可以實iE見兩^各獨立 的TD[)通道一i 各工作在SB頻帶內，一3各工作在DBB頻帶內； 也可以把這兩路獨立的TDD通道組合起來，形成一條FDD通道， 一if各工作在SB頻帶內，一3各工作在DBB頻帶內；當採用圖4(b)給出的基站結構後，本系統可以實現複合雙工 的通道，更加有效靈活地使用頻譜。從以上的描述中，可以看出，本發明提供了一種綜合使用分配 給通信系統的許可頻段和動態借用頻l殳進行無線通信的方法和裝 置。本發明從LBC頻H中選耳又頻帶作為一個通4言系統所需下4亍頻 譜的一部分，另外再從尖段空閒頻譜區間內選取頻帶作為通信系統 所需頻i普的另一部分。通4言系統對巴乂人LBC頻,殳中選耳又的頻帶作為 支撐頻帶，以支撐頻帶SB為依託，通信系統動態地從某段空閒頻 譜內選取動態借用頻帶DBB, DBB作為通信系統所需頻譜的補充。 本發明提供的基站系統具有DBB的候選頻段測量功能，通過綜合 某個基站的若干相鄰基站的候選頻段測量結果，確定出該基站其服 務的終端之間使用的動態借用頻帶DBB。這樣，本發明可以降低頻譜規劃的難度，顯著提高頻譜使用效 率和增強系統能力。特別i也，本發明既為充分^吏用-見劃出的TDD 頻譜資源提供了使用方法，也為擴展TDD系統工作衝莫式(從單一 TDD模式擴展為TDD/FDD複合模式)提供了頻語保障。可見，本 發明提供了易於頻譜規劃、易於網絡規劃、組網穩定、可自適應地 靈活選擇空閒頻i普(動態借用頻帶DBB )的頻譜使用，並且可以根 據業務情況，在TDD模式、FDD模式、TDD/FDD模式之間，自適 應地調整其最佳工作模式。具體來說，本發明實現了如下的技術效 果1) 除了適用於大空間外，還能夠充分利用局部空閒頻語；2) 易於頻語規劃、易於網絡規劃；3) 組網穩定，使終端在初始接入時的小區搜索過程變得簡單；4) 可有效節約移動臺的發射功率；以及5) 可自適應地靈活選擇空閒頻語。顯然，本領域的技長人員應該明白，上述的本發明的各模塊或 各步驟可以用通用的計霽裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們 可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲
在存儲裝置中由計算裝1來衝丸行，或者將它們分別製作成各個集成 電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟製作成單個集成電路模 塊來實現。這樣，本發明不限制於任何特定的硬體和軟體結合。應 該明白，這些具體實施中的變化對於本領域的技術人員來說是顯而 易見的，不脫離本發明的精神保護範圍。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發 明，對於本領域的糹l術人員來"i兌，本發明可以有各種更改和變化。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進 等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種頻譜使用方法，用於無線雙工通信系統的頻譜使用，其特徵在於，包括以下步驟從所述無線雙工通信系統的通信許可頻段中選取部分頻帶作為支撐頻帶；從其它頻段中動態地選取部分空閒的頻帶作為動態借用頻帶，其中，所述動態借用頻帶支持時分雙工方式，既可用於上行傳輸，也可用於下行傳輸；以及將所述支撐頻帶與所述動態借用頻帶以頻分或者半頻分方式共同構成所述無線雙工通信系統所需的頻譜。
2. 根據權利要求1所述的頻譜使用方法，其特徵在於，所述無線 雙工通信系統包括-頻分或者半頻分雙工系統、時分雙工系統。
3. 根據權利要求1所述的頻譜使用方法，其特徵在於，在所述支 撐頻帶內發送基本控制信息；所述動態借用頻帶用來發送用戶業務數據
4. 根據權利要求1所述的頻譜使用方法，其特徵在於，動態地選 取部分空閒的頻帶作為動態借用頻帶包括重複地4丸行以下步 驟從所述其它頻段中選取候選頻語範圍，當有多個無線通 信系統從某個頻段尋找可借用的空閒頻譜時，其尋找範圍由仲 裁中心控制； 各個基站獨立地或者與移動裝置共同地在所述候選頻i普範圍內周期性地測量自己所處位置的電磁頻語，以尋找空閒帶 寬；以及對所述各個基站檢測到的電磁頻鐠及其所需的帶寬按照 鄰頻千擾最小化原則，確定分配給所述各個基站的所述動態借用頻帶。
5. 根據權利要求4所述的頻語使用方法，其特徵在於，所述候選 頻譜範圍包括如下頻譜之一種或多種數字地面廣播頻段、非 民用頻段、ISM頻段、應急與安全頻段。
6. 根據權利要求4所述的頻i脊使用方法，其特徵在於，所述測量 包4舌全向測量或定向測量。
7. 根據權利要求4所述的頻i普使用方法，其特徵在於，所述測量 包括以下步驟在系統初始啟動之後，所述各個基站即時完成一 次所述 測量，在隨後的運營期間，所述各個基站繼續周期性地進行所述測量。
8. 根據權利要求4所述的頻語使用方法，其特徵在於，所述測量 包括以下步驟所述各個基站將所述測量的結果上報給仲裁中心，所述 仲裁中心對不同網絡在借用同 一個頻段內的空閒頻譜時的借 用頻帶範圍進行仲裁，以避免相互沖突。
9. 根據權利要求7所述的頻語使用方法，其特徵在於，分配所述動態借用頻帶包括以下步驟根據所述仲裁情況、所述測量結果，以及所述各個基站 的負載情況，採取按需分配的原則在不同網絡間動態分配所述動態借用頻帶。
10. 根據權利要求4所述的頻譜使用方法，其特徵在於，分配所述 動態借用頻帶包招-以下步驟將所述動態借用頻帶分為工作動態借用頻帶和備用動態 借用頻帶，其中，所述工作動態借用頻帶設置為工作常用狀態， 所述動態借用頻帶設置為所述工作動態借用頻帶無法使用時 可以4爭入工4乍。
11. 根據權利要求9所述的頻譜使用方法，其特徵在於，確定所述 工作動態借用頻帶包括以下步驟將所述各個基站中的 一個基站測量得到的空閒帶寬和其 鄰基站測出的空閒帶寬進行"與"運算，將所述"與"運算得 到的與值作為所述一個基站的所述工作動態借用頻帶的^f又值範圍。
12. 根據權利要求9所述的頻譜使用方法，其特徵在於，所述確定驟將所述各個基站中的 一個基站測量得到的空閒帶寬和其 鄰基站測出的空閒帶寬，以及所述一個基站覆蓋範圍內的移動 裝置測出的空閒帶寬進行"與"運算，將所述"與"運算得到 的與值作為所述一個基站的所述工作動態借用頻帶和所述備 用動態借用頻帶的取值範圍。
13. —種頻i普^吏用裝置，用於無線雙工通信系統的頻讀-使用，其特支撐頻帶設置模塊，用於從所述無線雙工通信系統的通 信許可頻段中選取部分頻帶作為支撐頻帶；動態頻帶設置模塊，用於從其它頻段中動態地選取部分 空閒的頻帶作為動態借用頻帶，其中，所述動態借用頻帶支持 時分雙工方式，既可用於上行傳輸，也可用於下行傳輸；以及下行頻譜構建模塊，用於將所述支撐頻帶與所述動態借 用頻帶以頻分或者半頻分方式共同構成所述無線雙工通4言系統所需的頻i普。
14. 根據權利要求13所述的頻語使用裝置，其特徵在於，所述動 態頻帶設置模塊包括候選頻語範ffi選取模塊，用於從所述其它頻段中選取候 選頻語範圍，當有多個無線通信系統從某個頻段尋找可借用的 空閒頻譜時，其尋找範圍由仲裁中心控制；空閒帶寬檢測模塊，用於使各個基站獨立地或者與移動 裝置共同i也在所述候選頻-潛範圍內周期性^>測量自己所處位 置的電磁頻語，以尋找空閒帶寬；以及動態借用頻帶分配模塊，用於對所述各個基站檢測到的 電磁頻譜及其所需的帶寬按照鄰頻幹擾最小化原則，確定分配 給所述各個基站的所述動態借用頻帶。
15. 根據權利要求14所述的頻語使用裝置，其特徵在於，所述空 閒帶寬檢測模塊用於在系統初始啟動之後，使所述各個基站即 時完成一次所述測量，在隨後的運營期間，使所述各個基站繼續周期性地進行所述測量。
16.根據權利要求14所述的頻譜使用裝置，其特徵在於，所述空閒帶寬檢測模塊用於使所述各個基站將所述測量的結果上報 給仲裁中心，所述仲裁中心對不同網絡在借用對同 一個頻段內 的空閒頻譜時的借用頻帶範圍進行仲裁，以避免相互衝突。
17. 根據權利要求16所述的頻i普使用裝置，其特徵在於，所述動 態借用頻帶分配模塊用於根據所述仲裁情況、所述測量結果， 以及所述各個基站的負載情況，採取按需分配的原則在不同網 絡間動態分配所述動態-睹用頻帶。
18. 根據權利要求14所述的頻"i普4吏用裝置，其特徵在於，所述候 選頻譜範圍在甚高頻或超高頻頻段範圍內。
全文摘要
本發明提供了一種頻譜使用方法，用於無線雙工通信系統的頻譜使用，包括以下步驟從無線雙工通信系統的通信許可頻段中選取部分頻帶作為支撐頻帶；從其它頻段中動態地選取部分空閒的頻帶作為動態借用頻帶，其中，所述動態借用頻帶支持時分雙工方式，既可用於上行傳輸，也可用於下行傳輸；以及將支撐頻帶與動態借用頻帶以頻分或者半頻分方式共同構成無線雙工通信系統所需的頻譜。本發明還提供了一種頻譜使用裝置。
文檔編號H04B7/26GK101154991SQ20061015244
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月29日 優先權日2006年9月29日
發明者刁心璽 申請人:中興通訊股份有限公司