一種大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法
2023-04-22 23:25:51
專利名稱：一種大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法
技術領域：
本發明涉及大功率無線網絡和小功率無線網絡的融合，可以應用於廣播電視網絡和電信 網絡相互融合的系統，或者其它可能的需要大功率無線網絡和小功率無線網絡融合的系統。 屬於信息技術領域。
背景技術：
傳統通信系統中，廣播電視網絡和電信網絡是兩套相互獨立的無線通信網絡。隨著通信 業的不斷發展，以及相應技術的閂漸成熟，廣播電視網絡和電信網絡的相互滲透和融合，已 經成為業界公認的發展方向。上世紀90年代末，歐美各國的電信法就己允許廣電業與電信業 互相滲透。歐盟於2001年頒布新的"管制框架"，框架涵蓋了所有的信息通信網絡，"電信服 務和網絡" 一詞被"信息通信"所取代，其管制的對象包括各種傳輸方式。德國、法國、西 班牙等國也紛紛出臺了關於電信公司可以從事雙向視頻服務的規定。英國從2001年開始，著 手對現行通信和廣播管制機構進行重組，類似歐盟出臺了電信公司可以從事視頻服務等規定。 韓國己經開始了業務融合的嘗試，把DMB (數字多媒體廣播)的接入晶片和移動通信的接入芯 片放在一個手機裡，使得手機可以同時收看電視。但這些還僅僅是一些初步的有益嘗試，並 沒有能夠在系統上將廣播電視網絡和電信網絡融合成一個整體。要將廣播電視網絡和電信網絡融合成一個統一的整體，在空中接口設計上，就需要打破 現有的兩套網絡分別使用獨立頻段的限制，使得廣播電視網絡和電信網絡能夠共享相同的無 線資源，讓用戶的接收機能夠在相同的頻段上接收廣播電視信號和電信數據信號。頻分復用是較為容易實現的一種復用方式。如果採用頻分復用的方式讓廣播電視網絡的 大功率發射臺和電信網絡的小功率發射臺共享無線資源，那麼由於兩種發射臺之間的功率差 異很大，大功率的廣播電視信號將會對小功率的電信數位訊號造成較強的幹擾。為了抑制這 一幹擾以保持電信網絡的性能，就必須在大功率的廣播電視信號和小功率的電信數位訊號之 間，預留較大的保護頻帶。但是這樣就會導致頻譜資源的顯著浪費。現有的採用大功率基站的廣播電視網絡(如DVB等)和採用小功率基站的電信網絡(如 GSM等)，是相互獨立的系統，各自採用不同的空中接口技術，在完全不同的頻段上工作。由 此導致了稀缺的頻譜資源得不到非常充分的利用，而廣電系統和電信系統之間又難以引入有 效的競爭機制，導致相互之間的發展很不協調。
當前隨著無線上網和移動視頻等業務的迅速發展，對頻譜資源的需求越來越強，稀缺的 頻譜資源已經越來越寶貴。因此，不適宜採用頻分復用的方式來讓廣播電視網絡和電信網絡 的共享頻譜。如何有效地提高頻譜的利用率，已經成為該領域技術人員需要解決的問題。發明內容本發明的目的在於，通過大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，提供一種新的 無線通信空中接口方案，通過時分復用的方式，實現廣播電視網絡和電信網絡共享相同的頻 譜資源。以解決大功率發射臺和小功率發射臺共享相同的頻譜資源的問題，並提高頻譜的利用率。為達上述目的，本發明採用如下技術方案一種大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，大功率發射臺和小功率發射臺在相 同的載波頻率上分時交替地發射大功率發射信號和小功率發射信號，所述大功率發射信號和 所述小功率發射信號之間插入有保護時隙。較佳的，所述保護時隙包括第一保護時隙和第二保護時隙，所述大功率發射信號切換到 小功率發射信號時，插入第一保護時隙，所述小功率發射信號切換到大功率發射信號時，插 入第二保護時隙。作為本發明的一種優選方式，大功率信號發射時段包含有傳輸信令信息的控制信道。 作為本發明的另一優選方式，小功率信號發射時段包含有傳輸信令信息的控制信道。 作為本發明的再一優選方式，所述小功率發射信號的一個數據幀中，至少包括一個下行 數據子幀和一個上行數據子幀，從下行數據子幀切換到後續的上行數據子幀時，插入第三保 護時隙，從上行數據子幀切換到後續的下行數據子幀時，插入第四保護時隙。作為本發明的再一優選方式，所述下行數據子幀中包括有時分或頻分的控制信道和數據信道。作為本發明的再一優選方式，所述大功率發射臺為廣電基站，所述小功率發射臺為電信 基站，分別發射廣播電視幀和電信數據幀，所述控制信道中包括有指示電信通信時段和廣播 電視時段的時間分配信息的時段配置信令。作為本發明的再一優選方式，所述大功率發射信號為廣播電視幀，所述廣播電視幀中包括有廣電數據和時段分配的控制信令。作為本發明的再一優選方式，所述廣電數據和控制信令採取時分復用或者頻分復用的方式發射。 作為本發明的再一優選方式，所述載波為多載波，各個載波之間，通過保護頻帶相互分隔。由於大功率信號發射和小功率信號發射都保持了載波間的同步，所以在各載波之間，只 存在大功率信號對鄰近載波上的大功率信號的幹擾、小功率信號對鄰近載波上的小功率信號 的幹擾，而不存在大功率信號對鄰近載波上的小功率信號的幹擾，因此，各載波之間的保護 頻帶可以設計得較小，從而獲得較高的頻譜利用效率。本發明可廣泛應用於大功率發射臺和 小功率發射臺共存的系統，例如廣播電視網絡和電信網絡融合的無線通信系統。以下結合附圖及實施例進一步說明本發明。
圖1為大功率發射臺和小功率發射臺共享頻譜的單頻段示意圖；圖2為由電信信號提供時段分配控制信令的單頻段示意圖；圖3為控制信道在下行數據子幀中的時頻復用示意圖；圖4為控制信道在廣播電視幀中的時分復用示意圖；圖5為控制信道在廣播電視幀中的頻分復用示意圖；圖6為大功率發射臺和小功率發射臺共享頻譜的多頻段示意圖；圖7為廣播電視大功率基站和電信網絡小功率基站共享頻譜的多頻段示意圖。
具體實施方式
實施例一應用於單一載波的實施例如圖1所示， 一種大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，空中傳輸的信號在時 間上分為相互交替的兩個部分大功率發射時段和小功率發射時段，在大功率發射時段，允 許大功率發射臺在空中發射大功率無線信號，在小功率發射時段，允許小功率發射臺在空中 發射小功率無線信號。空中傳輸的無線幀，可以分為電信數據幀和廣播電視幀兩種類型。在本實施例中，大功 率發射臺為廣電基站，小功率發射臺為電信基站，分別發射廣播電視幀和電信數據幀。連續 傳輸的若干個電信數據幀構成一個電信通信時段。連續傳輸的若干個廣播電視幀構成一個廣 播電視時段。如圖2所示，從廣播電視時段切換到電信數據時段時，插入保護時隙l。從電信 數據時段切換到廣播電信時段時，插入保護時隙2。其中，電信數據幀和廣播電視幀之間的時
間分配比例為2:1，它們之間的交替關係為每兩個電信數據幀和一個廣播電視幀相互交替發送。其中，廣播電視時段和電信通信時段中都可以包含控制信道，以傳輸一些信令信息。其 中至少有一個控制信道中包含有關電信通信子幀和廣播電視子幀的時間資源分配的信令信 息。接收機可以通過檢測控制信道中的信令，來獲知所需要處理的電信通信數據或者廣播電 視信號的時間位置。圖2中由電信信號提供時段分配的控制信令。在一個電信數據幀中，包括一個下行數據 子幀和一個上行數據子幀。從下行數據子幀切換到上行數據子幀時，插入保護時隙3。從上行 數據子幀切換到後續電信數據幀的下行數據子幀時，插入保護時隙4。電信數據幀的下行數據子幀中含有控制信道和數據信道等。控制信道和數據信道可以採 取時分或者頻分。圖3為電信數據幀的下行數據子幀一具體實例，其包括有前導、控制信道、 數據信道、電信下行數據信道等信息。在控制信道中包含有時段配置信令，以指示電信通信 時段和廣播電視時段的時間分配信息，其可具體包括幀的時間長度，電信數據幀和廣播電 視幀之間的時間分配和交替關係，在這兩種幀之間切換時的保護時隙1和保護時隙2的長度 等。電信業務的接收機可以通過檢測電信數據幀的控制信道中的時段配置信令，來獲知所需 要處理的電信數據幀的時間位置。廣播電視的接收機，要獲知所需要處理的廣播電視幀的時 間位置，既可以利用電信數據幀的控制信道中的時段配置信令來確定，也可以通過在廣播電 視子幀內嵌入的廣播電視控制信令來確定。由廣電信號提供時段分配的控制信令時，廣播電視幀中含有廣電數據和控制信令等。廣 電數據和控制信令可以採取時分復用或者頻分復用的方式。圖5、圖6分別給出了一個頻分和 一個時分的示例。採用圖4所示的頻分復用時，控制信令佔用一定數量的子載波，在時域和頻域都可以獲 得較好的分集，因此有利於提高控制信令的魯棒性能。採用圖5所示的時分復用時，控制信令和廣電數據可以在不同的時間發送，因此如果終 端不需要接收廣播電視幀內的廣電數據信號，那麼它可以直接接收控制信令，從而減少終端 的功率消耗。廣播電視的接收機，可以通過檢測廣播電視幀的控制信道中的時段配置信令，來獲知所 需要處理的廣播電視幀的時間位置。電信業務的接收機，要獲知所需要處理的時間位置，既可以通過檢測廣播電視幀的控制 信道中的時段配置信令來確定，也可以通過在電信數據幀內嵌入的時段配置信令來確定。實施例二應用於多個載波上的實施例當無線通信業務的需求量很大時，單一載波上的系統容量已經不能很好地滿足市場需求， 因此需要同時使用多個載波，以擴展系統提供大量用戶業務的能力。此時如果存在連續的一 段較寬的頻譜資源，則可以按照本方案進行擴展，以提高頻譜利用效率。如圖6、圖7所示，在使用多個載波進行工作時，在每個載波上，大功率發射臺和小功率 發射臺共享頻譜的方法與單一載波上的基本方案類似。在各個載波上，大功率發射時段和小 功率發射時段都保持載波間的同歩，g卩各個載波上都在相同的時間段內發射大功率信號， 也都在相同的時間段內發射小功率信號；各個載波之間，通過適當的保護頻帶相互分隔，以 控制頻段之間的信號幹擾。在每個載波上，電信數據幀和廣播電視幀的復用方法與單載波上的方案類似，可以採用 前述兩個實施例中的任何一個來實現；各個子載波的信號發射保持同步，都在相同的時間發 送電信數據幀，在相同的時間發射廣播電視幀；各個載波之間，通過適當的保護頻帶相互分 隔，以控制載波間的信號幹擾。
權利要求
1、一種大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於大功率發射臺和小功率發射臺在相同的載波頻率上分時交替地發射大功率發射信號和小功率發射信號，所述大功率發射信號和所述小功率發射信號之間插入有保護時隙。
2、 根據權利要求1所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於所述 保護時隙包括第一保護時隙和第二保護時隙，所述大功率發射信號切換到小功率發射信號 時，插入第一保護時隙，所述小功率發射信號切換到大功率發射信號時，插入第二保護時 隙。
3、 根據權利要求l所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於大功 率信號發射時段包含有傳輸信令信息的控制信道。
4、 根據權利要求1所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於小功 率信號發射時段包含有傳輸信令信息的控制信道。
5、 根據權利要求1所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於所述 小功率發射信號的一個數據幀中，至少包括一個下行數據子幀和一個上行數據子幀，從下 行數據子幀切換到後續的上行數據子幀時，插入第三保護時隙，從上行數據子幀切換到後 續的下行數據子幀時，插入第四保護時隙。
6、 根據權利要求5所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於所述 下行數據子幀中包括有時分或頻分的控制信道和數據信道。
7、 根據權利要求6所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於所述 大功率發射臺為廣電基站，所述小功率發射臺為電信基站，分別發射廣播電視幀和電信數 據幀，所述控制信道中包括有指示電信通信時段和廣播電視時段的時間分配信息的時段配 置信令。
8、 根據權利要求l所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於所述 大功率發射信號為廣播電視幀，所述廣播電視幀中包括有廣電數據和時段分配的控制信令。
9、 根據權利要求8所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於所述 廣電數據和控制信令採取時分復用或者頻分復用的方式發射。
10、根據權利要求1至9中任一所述的大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，其特徵在於所述載波為多載波，各個載波之間，通過保護頻帶相互分隔。
全文摘要
一種大功率發射臺與小功率發射臺共享頻譜的方法，大功率發射臺和小功率發射臺在相同的載波頻率上分時交替地發射大功率發射信號和小功率發射信號，所述大功率發射信號和所述小功率發射信號之間插入有保護時隙。由於大功率信號發射和小功率信號發射都保持了載波間的同步，所以在各載波之間，只存在大功率信號對鄰近載波上的大功率信號的幹擾、小功率信號對鄰近載波上的小功率信號的幹擾，而不存在大功率信號對鄰近載波上的小功率信號的幹擾，因此，各載波之間的保護頻帶可以設計得較小，從而獲得較高的頻譜利用效率。本發明可廣泛應用於大功率發射臺和小功率發射臺共存的系統，例如廣播電視網絡和電信網絡融合的無線通信系統。
文檔編號H04J3/16GK101155007SQ20061011669
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月28日 優先權日2006年9月28日
發明者張小東, 璐 戎, 李明齊 申請人:中國科學院上海微系統與信息技術研究所