一種無線綜合接入網插入定位時隙的方法

專利名稱：一種無線綜合接入網插入定位時隙的方法
一種無線綜合接入網插入定位時隙的方法
本申請是分案申請，原申請號200510032785.1,申請日期2005年1月10 日，發明名稱為《一種無線綜合接入網結構及其方法》方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種可綜合提供無線數字廣播、移動 通訊、移動臺定位業務的無線綜合4妄入網，以及在該無線綜合接入網下的移動 通信系統中插入定位時隙的方法和頻譜復用方法。背景技術：
無線數字廣播業務與無線通訊業務、移動互聯網業務、移動臺定位業務的 融合可以更加靈活地提供業務、更加高效地利用頻譜。這種對業務融合的需求 導致了業界對網絡結構和相關技術的廣泛研究，如分層的網絡結構、頻i普復用 技術、頻譜動態分配技術、網絡同步技術、高效空中接口技術等。下面簡要介 紹和綜合無線接入網實現關系密切的現有技術。
1、視頻業務與移動通信業務融合技術
視頻業務與移動通信業務融合主要集中在歐盟1ST (Information Society Technologies )項目的下的一些子項目中。例如代號為CISMUNDUS( Convergence of IP-based Services for Mobile Users and Networks in DVB-T and UMTS Systems ) 的1ST項目對DVB與UMTS/GPRS/WLAN的業務融合便做了大量研究。歐盟 IST對業務融合的研究重點集中在如下兩個方面
(1)擴展無線數字廣播網絡(如DVB-T)的移動通訊能力如為DVB-T系 統增加移動切換能力，為DVB-T增加數據廣播的能力，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增加面向區域的廣播能力。
實現蜂窩和數字廣播業務融合主要涉及到新型網絡結構、頻譜復用技術、 頻譜動態分配技術。下面簡要介紹一下在實現數字廣播與移動通信融合的網絡 結構方面的相關技術現狀。
歐盟第五框架(FP5)支持的信息化社會技術(1ST)研究中，便集中體現 了歐洲在DVB與無線通訊網絡融合的研究結果。例如代號為SAMBITS (Advanced Multimedia Broadcast and IT Services )、 FLOWS( Flexible Convergence of Wireless Standards and Services )、 OverDRiVE ( Spectrum efficient uni- and multicast services Over Dynamic multi-Radio networks )等項目對嗦口"f可^夸凄丈字廣#番 (特別是DVB )與互聯網/WLAN/UMTS/GPRS/4G/5G融合的相關問題都做了較 為全面的討論。例如項目OverDRiVE對實現多網融合的網絡結構便提出若干 種方案(可參見IST-2001-35125 (OverDRiVE) D09 Concepts for Mobile Multicast in Hybrid Networks )。這些網絡結構都是從實現DVB與無線通訊網絡在功能互 補的角度提出的。例如利用UMTS作為DVB的反向信道來擴展DVB的業務 能力，UMTS用于傳送部分DVB內容；DVB作為UMTS多點廣播業務的擴充 等。而且這些結構的一個共同特點是側重于實現UMTS的核心網與DVB的碼流 配送網之間的組合，但是這些技術都缺少對空中接口融合問題的考慮。
1ST目前給出的實現數字廣播與蜂窩移動通訊結合的網絡結構有3種
A.松散耦合網絡結構
利用附加網絡(OverDRiVE network)實現不同網絡間互操作，OverDRiVEetwork作為末端服務提供商。服務內容提供商將內容目錄提供給OverDRiVE network,對于用戶來說，OverDRiVE network是服務提供商。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 網絡方案實現不同網絡間的松散耦合，運營商和網絡結構都具有較強的獨立性。
B. 緊耦合網絡結構
實現數字廣播與蜂窩移動通訊結合的緊耦合方式，該結構集成所有的無線 系統，而不需要第三方網絡。該方式適用于一個運營商擁有多個不同的無線網 絡或有良好合作的伙伴關系。 一種緊耦合結構是DVB-T位于UMTS中。DVB-T 作為一個附加的單向下行RAN連接到UMTS的核心網上。用戶并不決定選擇是 否使用DVB-T,而由核心網根據用戶請求的QoS決定。
C. 平衡耦合網絡結構
平衡耦合型網絡結構是一種在松散型結構和緊湊型結構進行折中的平衡型 結構。在平衡耦合架構中，加入了 interworking (IW)功能，作為不同接入網絡 的聯絡。所有的接入系統均與IW打交道。IW可以看作為IP服務器用作系統間 的信息交互。平衡耦合架構因為其靈活性和可擴展性，增加新系統不會對現有 系統造成影響。但是，這種結構需要接入網運營商共享一個共同的數據庫，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，或不同運營商間由 牢靠的合作關系。
綜上，杠,耦合網絡結構的主要特點是
(1) 保持獨立性；
(2) 需要復制一些網絡資源；
(3) 依靠第三方作為不同接入網的中介；
(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絡結構的特點是
(1) 需要運營商間的牢靠合作關系；
(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^^妄入網，增加了一些獨立性。 2、現有分層數字廣播技術
公開號為20010022781的美國專利申請揭露了一種綜合實現無線數字廣播 和內容點播相結合的分層網絡結構。如圖1所示，該網絡結構包含有區域發射 機(或稱為主發射機)，局域發射機(或稱為輔發射機)，移動終端，和提供廣 播和點播內容的服務器組成。
該主發射機覆蓋面積大于輔發射機，在一個主發射機覆蓋的范圍內，設置 有若干個輔發射機。主發射機和輔發射機共用一個頻率，在主發射機發送的復 合幀中的同步信息控制下，主發射機、輔發射機以及移動臺按照劃分的時隙協 同工作。輔發射機通過主發射機發送的復合幀中的控制和識別信息來確定自己 的工作時隙、輔發射機可以提供面向小區和面向終端的廣播業務，面向小區和 面向終端的廣播業務對應不同的時隙。這兩種不同業務的時隙位置依靠輔發射 機發射的數據幀中的控制和識別信息確定。主發射機通過其復合幀中發送的控 制和識別信息來協調主發射機與輔發射機之間的工作時隙、協調終端的工作時 隙。輔發射機發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 需要的業務內容。
主發射機、輔發射機之間可采用衛星定位信號來實現同步，也可以通過有 線網絡傳送的同步信號實現同步。移動臺根據自己接收到的輔發射機發送的區
域標志信號和區域對應的特定的碼字來確定自己的位置和為其提供服務的輔發
射機。當移動臺需要接收其他頻點上的業務時，需要在衛星定位，如GPS輔助 下和相應頻點上的網絡建立同步。
信道，向服務器發出業務請求。主發射機、輔發射機、移動臺通過IP協議中采 用的地址方式來確定自己的標識地址，以^^實現業務傳送中的尋址。
為了避免不同輔發射機發射的業務之間的干擾，該專利申請指出，各個輔 發射機之間的距離必須保持足夠大。如圖1所示的，各個輔發射機的覆蓋范圍 不能重疊。
但是，該專利申請僅強調了業務請求信號可以通過無線網或有線網送到業 務提供服務器，并沒有揭露具體的實現方法。 3、現有頻謙融合方法介紹
ERICSSON從頻率復用的角度也對DVB與蜂窩移動信的融合進行了研究。 例如J Huschkel等人在"Downlink Capacity of UMTS Coexisting with DVB-T MFNs and Regional SFNs" —文中揭露了如圖2所示的蟲奪窩移動通訊復用數字廣 播頻譜的方法。其基本思路是在同頻數字廣播小區連成的等邊三角形中心位置 是受該頻點干擾最小的區域。例如，圖中標出的用于移動通信的7個C區處于7 個用于電視廣播的C區連線構成的三角形得重心區域，在這個區域內復用該廣 播頻點可以得到較高的頻譜效率。
上述各現有技術的缺點綜合如下
對于業務融合的三個主要方面網絡結構融合、頻譜融合、頻譜動態分配，
現有技術都存在各自的不足。
現有網絡結構融合技術最主要的缺點是只注重適合業務融合的核心網結 構的討論，沒有綜合考慮到無線接入網融合涉及到的問題。例如，沒有討論業 務融合導致的無線接入網結構的改變、沒有討論業務融合導致的頻譜融合問題。
現有分層數字廣播網絡結構的缺點公開號為20010022781的美國專利申 請給出的綜合實現無線數字廣播和內容點播相結合的分層網絡結構，從其目的 和技術方案上看，只是一種解決廣播網中業務點播的問題，無法解決移動通信 與數字廣播的融合面臨的問題。例如，1)該發明只是對發射機進行討論，發射 機無法實現移動通信需要的雙向鏈路；2)通信與廣播的融合需要實現無線接入 點對區域的連續覆蓋，該發明給出的發射機方案無法實現連續覆蓋；3)通信與 廣播的融合需要更加嚴格的各個接入點(或基站)間的空中接口上的上下行鏈 路同步，該發明也無法實現；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，只有這樣才可以在現有廣播頻譜里面既不降低用于廣播業務的 容量(或者還可以提高)的前提下發掘出供移動通信使用的容量。
現有頻譜融合技術的缺點是只著重討論頻譜的頻分融合涉及到的技術問 題，如UMST與DVB-T在數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頻率的空間復用問題，而對于更為靈活和可能更具頻譜效率 的時分頻語融合問題缺少討論。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與蜂窩重復使用頻譜的方法雖 然可以進一步提高頻率復用效果，但是所述方法的復用系數仍然較低，只有(1/7) x2,而且網絡規劃復雜。

發明內容
為此，本發明要解決的第 一個技術問題是提供一種可綜合實現數字廣播、 移動通信、移動臺定位業務有機融合的無線綜合接入網。
本發明要解決的第二個技術問題是提供一種在上述無線綜合接入網的移動 通信系統中插入定位時隙的方法。
本發明要解決的第三個技術問題是提供一種基于上述接入網結構的頻譜復 用方法。
為解決本發明第一個技術問題，本發明的無線綜合接入網包括實現無線接 入的無線IP接入網，和實現對無線IP接入網綜合管理和控制的IP邊緣網。
其中，該無線IP接入網包括廣域覆蓋層、區域覆蓋層以及至少一個存在于 這些層面覆蓋范圍之內、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。該區域覆蓋層包含至少一個副基站。 該終端為無線路由器、網關、數字廣播接收機、和移動或固定終端中的至少一 種。該無線IP接入網中的區域覆蓋層可由若干實現連續覆蓋的副基站構成。該 無線IP接入網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域覆蓋的副基站使用。該無線IP接入網中的區 域覆蓋層包括若干實現連續覆蓋的副基站，和非連續覆蓋的無線接入點。該主 基站的發射機和接收機構成主基站的前向和反向鏈路，并支持數字廣播功能、
雙向通信功能、和對其覆蓋范圍內的副基站進行RTD測量的功能。該主基站采 用多通道多天線發射機和接收機結構，該結構與采用多天線多通道接收機和發 射機的副基站、路由器和網關、數字廣播接收機，和移動或固定終端構成多輸 入多輸出系統；該結構與采用單天線單通道接收機和發射機的副基站、路由器
和網關、數字廣播接收機、移動或固定終端構成多輸入單輸出系統。
為解決第二個技術問題，本發明提供一種基于該接入網結構的頻譜復用方
法。該方法包括如下步驟1 )對該定位時隙進行構造；2)將該定位時隙插入 相應的復合幀中；和3)對該定位時隙進行空間復用。
其中，在步驟1 )中把定位時隙的開頭部分用于發射表示發射基站代碼信號， 把定位時隙的其余部分用于發射通信數據。在步驟2)中把定位時隙與其它業務 時隙拼接在一起構成一個復合幀；再將若干個復合幀構成一個超幀。把若干個 復合幀構成一個超幀的步驟中可將7個復合幀構成一個超幀，以便于定位時隙 的開啟順序在蜂窩結構上的分配。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^L空間復用的頻點，^換照^^窩網對頻率復用的方式 復用這7個定位時隙的開啟時刻。同一套發射系統發射的覆蓋其服務的小區的 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。該定位時隙 和非實時業務共享定位時隙。
為解決第三個技術問題，本發明提供一種基于該接入網結構的頻譜復用方 法。該方法包括如下步驟1)確定需要時分復用同一個頻帶的子系統的個數； 2)估算每個子系統需要的初始帶寬；3)確定時隙結構形式和參數。
其中，在步驟l)中是把系統中的每一層當作一個子系統處理。在步驟2) 中是把業務量、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務量作為一個系統的業務量來計算需要的時隙寬度。在步 驟3)中是根據復用同一個頻帶的子系統的個數、業務量大小和業務的QoS要 求，來確定時隙結構的形式和參數。
本發明的網絡結構實現了一種可綜合實現廣播、移動通信、移動臺定位的
接入網結構，該結構易于實現頻謙融合和頻譜動態分配、易于實現網絡同步。
本發明給出的網絡結構所采用的多通道多天線數字廣播系統和現有系統相 比較具有顯著的容量提升。
本發明給出的網絡結構適用于多種通信體制，如TD-CDMA , TD-MC-CDMA, TD畫OFDM(A)。
本網絡結構適用于多種電視標準，如基于IP的DVB-T，基于IP的ISDB， 以及未來新的數字電視標準，如兼容DVB-T和DVB-H的廣播標準。
本發明通過MIMO 、 MISO技術有效地提高數字廣播系統和移動通信系統的 頻譜效率后，可以實現同樣的帶寬被兩個系統使用后，不但不影響其中一個的 系統容量，反而有可能增加其容量。比如，在平均頻譜效率為lbit/s/hz的時候， 40MHz寬的頻帶只可以傳送40Mbps的數字廣播信號，如果通過MIMO、 MISO 系統結構和空時處理技術將平均頻譜效率提高到4bit/s/hz,就可以得到160Mbps 的系統容量，如果在數字廣播和移動通信之間平均分配這個容量，每個系統可 以得到80Mbps的容量，兩個系統通過采用提高頻譜效率的技術，在復用同一段 頻譜后，各自的容量比原來還提高了 一倍。

下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明
圖1為現有技術中一種實現內容點播的分層網絡結構。
圖2為一種現有電視廣播系統與移動通信系統之間復用頻譜的方法示意圖。
圖3為本發明的可綜合實現數字廣播、移動通信、移動臺定位的網絡結構 的示意圖。
圖4a 圖4c為本發明三種時分共享頻譜的網絡結構的示意圖。
圖5為本發明一種分層系統分時共享頻譜的復合時隙結構的示意圖。
圖6為本發明一種數字廣播與BACKHAUL分時共享頻譜的時隙組合的示 意圖。
圖7a~圖7b分別為本發明的TDD系統中時隙的基本結構、定位時隙的插 入和定位時隙空間復用示意圖。
具體實施方式
本發明主要針對現有技術在網絡結構、業務融合程度、頻譜共享和動態分 配的靈活性、網絡同步精度等方面存在的缺點，提供一個綜合解決業務融合、 網絡融合、頻譜融合、頻譜動態分配、移動臺定位、網絡同步問題的無線綜合 4妄入網結構和工作方法。
下面介紹一下本發明的無線綜合接入網的結構和基本工作原理。
首先，請參照圖3,本發明的無錢綜合接入網由無線IP接入網102以及與 之配合工作的IP邊緣網101組成。
該無線IP4妄入網102的組成和工作原理介紹如下
1、無線IP^妄入網的組成
如圖3所示，無線IP接入網102由廣域覆蓋層113、區域覆蓋層114、以及 存在于這些層面的覆蓋范圍內、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，即無線路由器和網關122、數字廣播接收機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接入點212組成。
根據圖4a至圖4c所示的廣域覆蓋層113和區域覆蓋層114內基站(包括主 基站201或副基站204或4妄入點212 )間不同的空間配置方式和功能上的不同配 置，本發明圖3給出的分層結構在實際應用中可具有如下3種變化形式
(1) 圖4a所示的無線IP接入網的基本構成形式。
圖4a中的無線IP接入網包括主基站201 、主基站201覆蓋的小區202內包 含的若干實現連續覆蓋的副基站204、用于接入網和接入網控制器之間數據及控 制信息傳輸的路由器211、以及存在于接入網內的移動終端124、數字廣播接收 機123、移動^各由器/移動網關122組成。
(2) 圖4b所示的一種無線IP接入網結構。
與圖4a所示的基本無線IP接入網結構相比較，區別在于圖4b所示的結構 里，主基站201不但象圖4a所示結構那樣支持數字廣播功能、支持雙向通信功 能、支持對其覆蓋范圍內的副基站進行RTD測量功能，還在接入網進入移動通 信時間片后，作為一個副基站，實現副基站具有的功能，這樣的結構可以在每 個主基站覆蓋的范圍內節省一個副基站。
(3) 圖4c所示的另一種接入網結構。
與圖4a所示的基本無線IP接入網結構相比較，區別在于圖4c所示的結構 里，除了圖4a中的構成蜂窩結構的副基站204之外，還存在無線廣域網接入點 212。該無線廣域網接入點212覆蓋無線廣域網小區213。無線廣域網接入點裝 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、接入網控制器相連。無線廣域網接入點裝置214、 215也可以部分或全部通過光纜與路由器211和核心網、接入網控制器相連。
圖4a至圖4c所示出的是每個小區由一組天線共同覆蓋的情況。當然，本發
明所述結構也可以使用多組天線，每組的天線和通道個數大于1個，分扇區實 現對小區覆蓋。
主基站201與IP邊緣網101的連接一般通過光纜實現，也可以使用其它無 線方式，如數字微波中繼裝置、FSO (Free Space Optical)來實現。副基站204 與IP邊緣網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。對鋪設光纜比較容易的副基站204,也可以通過光纜實現副基站204 與IP邊緣網101通信連接，這樣可以節省BACKHAUL占用的頻譜資源。
上述主基站201 —般包括天饋和主基站裝置203。主基站201的發射機和接 收機構成主基站201的前向和反向鏈路。主基站201可支持數字廣播功能、支 持雙向通信功能、支持對其覆蓋范圍內的副基站進行RTD測量。
主基站201可采用多通道多天線發射機和接收機結構。該結構與采用多天 線多通道接收機和發射機的副基站204 、路由器和網關122 、數字廣播接收機123 、 移動或固定終端124構成多輸入多輸出(MIMO)系統，與采用單天線單通道接 收機和發射機的路由器和網關122、數字廣播接收機123、移動或固定終端124 構成多輸入單輸出(MISO)系統。通過采取恰當的空時處理技術，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合， 這種MIMO或MISO數字廣播系統和傳統的SISO數字廣播系統比較，可以有 效地提高數字廣播系統的頻譜效率。這種頻譜效率的提高可以在保證數字廣播 所需要的信道容量的前提下，顯著地降低數字廣播業務占用的帶寬，把節約的 帶寬供移動通信使用。
上述副基站204 —般包括天饋和副基站裝置206等。副基站204的發射機 和接收機構成副基站的前向和反向鏈路。副基站204支持雙向通信功能、支持數字廣播功能、支持對多個主基站之間的發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射機和接收機結構，該結構與采用多 天線多通道接收機和發射機的主基站201、路由器和網關122、數字廣播接收機 123、移動或固定終端124構成多輸入多輸出(MIMO)系統；副基站204與采 用單天線單通道接收機和發射機的路由器和網關122、數字廣播接收機123、移 動或固定終端124構成多輸入單輸(MISO)出系統。通過采取恰當的空時處理技 術，如V-BLAST算法、Alamouti算法，以及采取將空時編碼與信源編碼，如分 層信源編碼相結合，這種MIMO或MISO數字廣播系統和傳統的SISO數字廣 播系統比較，可以有效地提高數字廣播系統的頻譜效率。這種頻譜效率的提高 可以在保證數字廣播所需要的信道容量的前提下，顯著地降低數字廣播業務占 用的帶寬，把節約的帶寬供移動通信使用。
本發明的無線路由器和網關122具有多模或軟件無線電技術實現的空中接 口，具有與上述無線IP接入網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和其他類型的無線網絡，如WLAN、 UWB、藍牙等網 絡進行通信的能力，并且支持多模式空中接口同時工作。
通過軟件無線電或多才莫技術，本發明中的無線路由器和網關122還可以具 有如下一種或多種能力l)有多種工作;漠式，如FDD/TDD、多種編碼調制方
式；2)通過軟件無線電或多模技術，無線路由器和網關122具有頻譜監測的能 力，即根據需要，對其工作頻帶和工作頻帶之外的信號質量或干擾環境進行監 測；3)無線路由器和網關122在其網絡管理程序的支持下，可以支持多種無線鏈路拓樸結構，如AD HOC; 4)可以和有線局域網，如車載網、機載網、艦載 網相連；5)該無線路由器和網關122采用衛星定位技術，如GPS或AGPS定位 /定時技術；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。
本發明的無線路由器和網關122可分為兩大類 一類是移動式的，這類移 動式路由器和網關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， 這類路由器和網關可以用于家庭、辦公室等場合。固定型可以是家庭信息采集 和發送的傳感網通信節點，也可以是某個固定位置的監測、傳感信息通信節點， 如公共交通管理站的一個通信節點、水文監測站的通信節點。
具有衛星定位、定時能力的無線路由器和網關122在無線IP接入網中作為 移動終端與基站或無線接入點的通信中繼器。這種應用模式可以顯著改善TDD 模式下網絡的上行同步質量，同時降低終端的發射功率。無線路由器和網關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量好的情 況下，或者在無線^各由器和網關122中繼的終端太多的情況下，由無線^^由器 和網關122支持的移動臺完成下行的接收處理，無線路由器和網關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 關122的處理量。
本發明的數字廣播接收機123具有傳統的廣播接收功能，也具有信號環境 監測和無線通信能力，可以通過空中接口接收網絡側發送的業務管理控制信息， 也可以通過特定的空中接口，如圖3中的無線局域網126 (由無線局域網、無線 個人域網、無線5^由器和網關122組成)，和有線網絡，如圖3中的互耳關網127 與本發明中所述的IP邊緣網101中的相關功能單元，如廣^"業務質量監測單元 103，進行通信。
移動或固定終端124和廣域覆蓋層113、區域覆蓋層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126 (由無 線局域網、無線個人域網、無線路由器和網關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送的傳感網通信節點，也可以是 某個固定位置的監測、傳感信息通信節點，如公共交通管理站的一個通信節點、 水文監測站的通信節點。
無線路由器和網關122、數字廣播接收機123、移動或固定終端124可以是 單天線單通道系統，也可以是多天線多通道系統。無線路由器和網關122、數字 廣播接收機123、移動或固定終端124在釆用多天線多通道系統結構并配合相應 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。
無線路由器和網關122、數字廣播接收機123、移動或固定終端124的地址 方式可以采用IP協議，如IPV6，的地址方式來表示自己。采用IP協議時，本 發明也適用移動IP協議，如MIPV6或其改進版本。
2、無線IP4妄入網的工作原理
A.無線IP4妻入網的同步
本發明中無線IP4妄入網102的同步分為
1) 層內同步，即各個主基站或主基站發射機之間的同步；
2) 層間同步，即不同層按照嚴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與無線路由器和網關122、數字廣播接收機123、移動
或固定終端124之間上下行鏈路的同步。
(1) 對于層內同步
本發明中的無線IP接入網102中的廣域覆蓋層113、區域覆蓋層114內包 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，如使用衛星定 位，如GPS接收機實現，或者通過地面網絡傳送的同步信號實現。
為了進一步提高層內同步的精度，本發明采取RTD測量和調整措施，主基 站201之間、副基站204之間的同步測量和調整靠下面描述的RTD測量來實現。 RTD測量可以校正由于射頻通道的離散性引入的隨機時延，可以在衛星定位同 步，如GPS同步的基礎上，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接入網的同步性能，改善了無線綜合接入系統的容量和穩定性。
(2) 對于層間同步
本發明中的廣域覆蓋層113向區域覆蓋層114以及無線路由器和網關122、 數字廣播接收機123、移動或固定終端124發送同步和控制信息115。這種同步 和控制信息115由廣域覆蓋層113內的主基站(如201)發送。
上述同步和控制信息115包括實現層間按照規定的時隙有序工作和移動臺 (無線路由器和網關122、數字廣播接收機123、移動或固定終端124)捕獲所 需時隙所需要的引導信號，例如，層間同步信息115。該層間同步信息115—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關122、數字廣4番接收機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
關122、 it字廣插4妄收才幾123、移動或固定終端124可以在特定的時隙內與其它 網絡，如圖3中的無線局域網126建立通信聯系。當廣域覆蓋層113、區域覆蓋 層114之間的頻譜分配發生調整時，同步和控制信息115也相應地發生變化， 如時隙長度和時隙順序的調整，以適應動態頻譜分配的需要。
(3)對于上下行鏈路同步
本發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與無線路由器和網關122、數字廣播接收機123、移動或固 定終端124之間上下行鏈^各的同步；和
c) 副基站204與無線路由器和網關122、數字廣播接收機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的廣播和通信之外， 在分配給區域層114的時隙中，也可以按照區域層114中的副基站204的工作 方式進行工作，如作為對熱點地區容量的補充。
為了實現主基站201與副基站204、無線路由器和網關122、數字廣播接收 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發送同步 與控制信息115。該同步與控制信息115內包含主基站標識信息和控制信息，如， 發送標識自己的識別信息，發送上下行時隙的位置信息，和發送時隙長度信息。
為了實現副基站204與無線路由器和網關122、數字廣播接收機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包含副基站標識信息和控制信息，如，發送 標識副基站的識別信息，發送上下行時隙的位置信息，和發送時隙長度信息。
在實際系統工作中，還需要在上下行鏈路時隙內發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101的配合下，無線接入網102即可 以有序地協調工作。
B.無線IP接入網中的通信關系
本發明中的無線IP接入網的空中接口上，至少存在如下通信關系
(1) 廣域覆蓋層與區域覆蓋層之間的通信關系
請參見圖3,廣域覆蓋層113與區域覆蓋層114之間的通信關系由標號117 所表示。通信關系117表示廣域覆蓋層向區域覆蓋層發送數據和從區域覆蓋層 接收數據。該數據主要是區域覆蓋層114內副基站204所需要傳輸的 BACKHAUL數據，也包括一些測量、控制數據，如進行RTD測量需要的控制 數據。
(2) 區i或覆蓋層內的通信關系
本發明中的區域覆蓋層內的通信關系是指區域覆蓋層114內副基站204之 間的通信關系，這種通信關系用于副基站204之間的AD HOC組網。
(3) 廣域覆蓋層與終端之間的通信關系
廣域覆蓋層與終端之間的通信關系，請參見圖3。本發明中的廣域覆蓋層中 的主基站201向無線路由器和網關122、數字廣播接收機123、移動或固定終端 124發送廣播業務信號和控制信號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與無線路由器和網關122、移動或固定終端124所建立通
信連接以標號120表示，這種通信鏈接可用于對高速移動終端的支持。
(4) 區域覆蓋層與終端之間的通信關系
本發明區域覆蓋層中的副基站204向無線路由器和網關122、數字廣播接收 機123、移動或固定終端124發送廣播業務信號和控制信號121以及副基站同步 和控制信息。區域覆蓋層中的副基站204與無線路由器和網關122、移動或固定 終端124建立通信連接。該通信連接在圖3中以標號118表示。這種通信鏈接 實現主要的移動通信業務。此外，區域覆蓋層中的副基站204和數字廣播接收 機123建立另一通信鏈接，該通信鏈結在圖3中以標號119表示，用于接收數 字廣播接收機123發出的業務請求和無線信號環境監測數據、業務管理數據。
(5) 無線路由器和網關122之間的通信關系
本發明中不同的無線路由器和網關122之間，可以在與無線IP接入網通信 的特定時隙內，使用其它頻率或使用無線IP接入網的頻率，在不干擾無線IP接 入網通信的前提下，建立通信鏈接，以組成ADHOC通信關系。
(6) 無線路由器和網關122與移動或固定終端124、數字廣播接收機123之 間的通信關系
本發明的無線路由器和網關122,可以在與無線IP接入網通信的特定時隙 內，使用無線IP接入網工作頻率之外的頻率，與移動或固定終端124、數字廣 播接收機123之間的通信鏈接，使得無線路由器和網關122作為移動或固定終 端124、數字廣播接收機123與無線IP接入網之間的的通信中繼器使用。
(7) 本發明的無線路由器和網關122與移動或固定終端124、數字廣插-接收 機123可以在特定的時隙內，在保持與無線IP接入網通信連接的同時，與無線 局域網、無線個人域網建立通信《連接。
C.無線接入網對測量的支持
圖7a與圖7b描述了本發明提出的一種TDD系統中時隙的基本結構、定位 時隙的插入和定位時隙空間復用原理圖。如圖所示，主基站時隙507、副基站通 信時隙506、定位時隙505A構成了一個復合幀501。若干個復合幀501構成一 個超幀如502， 503。若干個超幀502， 503等組成一個超幀組504。
本發明中構成一個超幀，如502, 503,較佳的復合幀501個數是7個。主 要原因是便于在空間上復用超幀中的定位時隙，即505A 205G。定位時隙 505A 505G由標識小區號的導頻信號子時隙和緊跟這個導頻信號的子時隙兩步 分組成。定位時隙分為定位狀態和通信狀態兩種工作狀態。定位狀態是指在這 個定位時隙內，既不發送導頻信號，也不發送業務信號，緊緊作為本小區服務 的終端來進行對鄰小區OTDOA測量的時隙。在定位時隙的通信狀態，定位時 隙內可以傳送QoS要求較低的業務，如發送圖片、短信這種時延不敏感的業務。 另外，應當指出的是，在一個超幀內的7個定位時隙中，只能有一個處于定位 狀態，其它六個都要處于通信狀態。導頻信號子時隙內發送的導頻信號既可以 用于本小區的通信目的，也可以用于其他小區的定位時OTDOA的測量。
本發明一個超幀內7個定位時隙505A 505G的空間復用方法和i奪窩結構的 頻率空間復用方法是類似的。圖7a中的一個超幀內的定位時隙505A、 505B、 505C、 505D、 505E、 505F、 505G處于定位狀態的按照圖7b所示排列,即7個 蜂窩布局的小區A、 B、 C、 D、A、 F、 G分別對應定位時隙505A、 505B、 505C、 505D、 505E、 505F、 505G為開啟狀態。
下面進一步對IP邊緣網的組成和工作原理估文以解釋和說明。
請參照圖3，本發明的IP邊緣網101由廣播業務服務質量監測單元103、廣#^業務頻譜需求計算單元104、業務和頻譜協調單元105、 4妄入網綜合控制單元 106、網絡同步質量監測和協調單元107、無線負載綜合檢測單元108、移動臺 定位中心112、若干個數據庫如109A, 109B、若干個路由器如IIOA， 110B, IIOC、 和若干個々某體網關111組成。IP邊緣網101與IP核心網之間存在1個或多個接 入位置。
上述廣播業務服務質量監測單元103用于搜集、處理由網絡節點(無線路 由器和網關122、數字廣播接收機123、移動或固定終端124、副基站204等) 采集來的網絡服務質量信息。該服務質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、和信干比對應的位置和時間等。該廣播業務服務質量監 測單元103對主基站201覆蓋范圍內的數字廣播信號的覆蓋質量進行全天候監 測，并把檢測結果作為網絡維護和網絡資源調度的依據之一。例如，當某個區 域大范圍長時間出現廣播信號質量低于正常門限時，就要進行網絡覆蓋的修正， 或者使用底層的副基站204對這個覆蓋不好的區域發射主基站201的業務，以 此方式補救主基站201的業務覆蓋，如果此時底層的副基站204對這個區域有 良好的覆蓋并有富裕的容量。
上述廣播業務頻譜需求計算單元104根據需要主基站201發射的廣播業務 的流量來計算數字廣播發射的信號需要的帶寬，作為業務和頻譜協調單元105 在數字廣播系統和移動通信系統之間分配頻譜的一個依據。
上述業務和頻譜協調單元105實現數字廣播和移動通信之間的業務和頻譜 協調。例如，根據數字廣播需要承載的業務量、廣播業務服務質量監測單元103 提供的主基站的廣播服務質量，確定需要由副基站(主要依靠由副基站完成移 動通信業務，主基站只承載少量的移動通信業務，如向高速移動終端提供移動
通信業務)承載的針對特定區域或特定用戶群的廣播業務，需要由副基站承載 的點播業務，以及在相應的業務分配情況下，根據數字廣播系統和移動通信系 統之間的業務比例和廣^"業務頻譜需求計算單元104的計算結果，確定兩個系
統之間的頻譜分配比例和數量(即分配時隙寬度)。業務和頻譜協調單元105的 一個基本作用是在廣播業務下降的時段，把更多的頻譜(時隙數量)分配給 通信業務，在廣播業務上升的時段，把更多的頻譜(時隙數量)分配給廣播業 務。業務和頻譜協調單元105是實現不同子網絡之間業務和頻譜分配的核心功 能單元。
上述接入網綜合控制單元106根據業務和頻譜協調單元105給出的業務和 頻譜協調結果，在圖3中的無線IP接入網102的不同層面之間、同一個層面內 的不同工作模式之間的工作進程協調和無線資源調度。例如，接入網綜合控制 單元106向無線IP接入網102的區域覆蓋層114發出指定其時隙寬度的指令、 發出指定其進行小區呼吸的指令、發出指定其上下行時隙分配方式的指令等。
上述網絡同步質量監測和協調單元107接收和處理由無線IP接入網102送 來的廣域覆蓋層113中相鄰主基站之間的RTD (Relative Time Difference )數據、 區域覆蓋層114中相鄰基站間的RTD (Relative Time Difference)數據、以及由 無線IP接入網102中的某些節點(例如，終端或基站)送來的上行同步質量監 測信息，對網絡的同步狀態進行調整。
主基站之間同步的調整方法是以主基站上的衛星定位系統的時間，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，按照預定 的步長，通過增加處于提前發射狀態的主基站的時延，或通過減小處于滯后發 射的主基站的時延，逐步調整到RTD小于要求的范圍內。
區域覆蓋層114中相鄰基站間的RTD的調整、采取同樣的方法。對于出現 上行同步質量差的區域，可以采取多種方法來解決上行同步問題。例如通過接 入網綜合控制單元106調整上下行間的保護時隙來解決。如果是由高速移動導 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 高速移動特別設計的時隙來改善上行同步。
上述無線負載綜合檢測單元108獲取廣域覆蓋層113中各個主基站、區域 覆蓋層114中各個副基站送來的無線負載信息，這些信息提供給接入網綜合控 制單元106使用。接入網綜合控制單元106根據無線負載綜合檢測單元108采 集的不同基站(主基站和副基站)上的負載情況，執行相應的控制。例如，當 區域覆蓋層114中相鄰基站中某個副基站的負載過重而其周圍的副基站負載較 輕時，負載綜合檢測單元108就向負載重的副基站和其周圍負載較輕的副基站 發出小區呼吸命令，減小負載重的副基站的覆蓋范圍，擴大負載輕的副基站的 覆蓋范圍。
上述移動臺定位中心112負責整個系統中移動臺定位相關的業務管理、測 量控制、位置估計等。移動臺定位可分為兩個基本類別網絡工作需要的移動 臺定位，如實現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 業務。本發明無線綜合接入系統具有支持小區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。
上述廣播業務服務質量監測單元103、廣播業務頻譜需求計算單元104、業 務和頻譜協調單元105、接入網綜合控制單元106、網絡同步質量監測和協調單 元107、無線負載綜合4企測單元108可以是按照在IP邊緣網中集中實現的方式 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中的
各個節點(如主基站、副基站、IP網絡單元)中實現。
上述數據庫109A, 109B用于提供用戶數據、用戶需要的業務數據、網絡管 理數據等。
上述路由器110A, IIOB， 110C用于實現基于IP協議的，特別是IPV6/MIPV6 的帶有QoS保障的路由功能。
上述媒體網關111用于實現多媒體數據流的傳輸格式的轉換，例如對MEPG 系列碼流、H.26X碼流的IP打包封裝和拆封裝。
本發明的無線綜合接入網可使用IP (Internet Protocal)協議來實現網絡單元 和網絡節點之間的數據的傳輸，全面支持IP (Internet Protocal)協議，如IPV6、 MIPV6和其改進型協i義。
下面介紹一下本發明基于上述接入網結構的時分復用頻譜的方法。該方法 主要包括如下步驟1 )確定需要時分復用同一個頻帶的子系統的個數；2)估 算每個子系統需要的初始帶寬；3)確定時隙結構形式和參數；4)動態調整每 個系統占用的幀長。
下面對上述各步驟分別估文以說明。
第一步確定需要時分復用同一個頻帶的子系統的個數
在計算復用同 一個頻帶的子系統個數時，處于同 一層的多個子系統當作一 個子系統處理。例如，在圖4c中，副基站204和廣域網接入點212處于同一層， 在頻譜分配時當作 一個系統對待。
在圖4a所示的系統中，只有上層的主基站201子系統和處于下層的若干個 副基站204等組成的子系統，就是在兩個子系統間分配頻譜的問題。
第二步估算每個子系統需要的初始帶寬
(1) 估算每個子系統的業務量。
該業務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 動通信業務需要的頻譜歸于廣域覆蓋層。如果限定的帶寬滿足業務量之和所需 要的帶寬，就進入時隙寬度分配，否則降低業務量或增加帶寬。
(2) 計算限定帶寬下每個子系統需要占用的時間寬度
在完成主基站和副基站系統帶寬分配后，因為主基站201要實現數字廣播
頻譜和BACKHAUL兩種業務，因此要在數字廣播頻譜和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。
應當指出的是，本發明中由廣域覆蓋層和區域覆蓋層之間的BACKHAUL 數據共同占用的頻譜只可以計算一次，計算結果可以歸入廣域覆蓋層或歸入區 域覆蓋層，但是不可以在兩個層面之間重復記入這部分頻i普需求。
第三步確定幀結構形式和參數
根據復用同一個頻帶的子系統的個數、業務量大小和業務的QoS要求(如 時延)，來確定幀結構的形式和參數。
圖5是一種兩系統分時共享頻譜的基本復合時隙結構形式，圖中的主基站 時隙301和副基站時隙302共同構成一個復合時隙。圖6是主基站時隙301進 一步分解成it字廣纟番時隙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，增加單位時間內復合時隙的個數。
第四步動態地調整每個系統占用的幀長
根據系統運營過程中業務量的變化，動態地調整每個系統占用的幀長。
下面介紹一下在本發明無線綜合接入網的移動通信系統中插入定位時隙的
方法。該方法主要包括如下步驟1 )對該定位時隙進行構造；2)將該定位時 隙插入相應的復合幀中；和3 )對該定位時隙進行空間復用。
圖7a與圖7b描述了本發明提出的一種TDD系統中時隙的基本結構、定位 時隙的插入和定位時隙空間復用原理圖。如圖所示，主基站時隙507、副基站通 信時隙506、定位時隙505A構成了一個復合幀501。若干個復合幀501構成一 個超幀如502, 503。若干個超幀502, 503等組成一個超幀組504。
本發明中構成一個超幀，如502, 503，較佳的復合幀501個數是7個。主 要原因是便于在空間上復用超幀中的定位時隙，即505A 205G。定位時隙 505A 505G由標識小區號的導頻信號子時隙和緊跟這個導頻信號的子時隙兩步 分組成。定位時隙分為定位狀態和通信狀態兩種工作狀態。定位狀態是指在這 個定位時隙內，既不發送導頻信號，也不發送業務信號，緊緊作為本小區服務 的終端來進行對鄰小區OTDOA測量的時隙。在定位時隙的通信狀態，定位時 隙內可以傳送QoS要求較低的業務，如發送圖片、短信這種時延不敏感的業務。 另外，應當指出的是，在一個超幀內的7個定位時隙中，只能有一個處于定位 狀態，其它六個都要處于通信狀態。導頻信號子時隙內發送的導頻信號既可以 用于本小區的通信目的，也可以用于其他小區的定位時OTDOA的測量。
本發明一個超幀內7個定位時隙505A 505G的空間復用方法和i奪窩結構的 頻率空間復用方法是類似的。圖7a中的一個超幀內的定位時隙505A、 505B、 505C、 505D、 505E、 505F、 505G處于定位狀態的按照圖7b所示排列，即7個 蜂窩布局的小區A、 B、 C、 D、 E、 F、 G分別對應定位時隙505A、 505B、 505C、 505D、 505E、 505F、 505G為開啟狀態。
下面以一具體實施例說明一下本發明。本實施例中的無線綜合4妄入網的IP
邊緣網部分由圖3中的IP邊緣網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，以及區域覆蓋層114 的副基站204使用單頻組網方式工作。為了兼容現有數據廣播和未來出現的數 據廣播，為了在通信中針對不同類別的終端建立恰當的通信鏈接，主基站201 和副基站204對業務的發送和4妄收采用自適應時分多才莫方式(TD-MM: Time division Multi-Mode)，如TD-MC-CDMA方式、TD-OFDM方式/TD-OFDM(A) 方式、TD-SCDMA方式的組合優化。釆用MC-CDMA可以達到較好的效果，采 用MC-CDMA方式可以達到便于單頻組網，便于接收機(包括數字廣播接收機、 移動通信接收機、移動路由器和網關)實現分集接收，便于獲得高的頻譜復用 系數。
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 現天線口面之間的同步。
廣域覆蓋層113向區域覆蓋層114之間的同步方法是廣域覆蓋層113向區 域覆蓋層114以及無線路由器和網關122、數字廣播接收機123、移動或固定終 端124發送同步和控制信息115。這種同步和控制信息115由廣域覆蓋層113內 的主基站201發送。同步和控制信息115包括實現層間按照規定的時隙有序工 作和移動臺(無線路由器和網關122、數字廣播接收機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關122、數字廣播接收機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 關122、數字廣播接收機123、移動或固定終端124可以在特定的時隙內與其它 網絡，如圖3中的無線局域網126建立通信聯系。當廣域覆蓋層113、區域覆蓋 層114之間的頻譜分配發生調整時，同步和控制信息115也相應地發生變化， 如時隙長度和時隙順序的調整，以適應動態頻譜分配的需要
無線綜合接入網的主基站201采用多天線多通道發射機和接收機結構，支 持數字廣播功能、支持雙向通信功能、支持對其覆蓋范圍內的副基站進行RTD 測量。主基站201支持的數字廣播功能包括分組(IP )數字電視廣播和分組(IP ) 數字音頻廣播，這些數字廣播可以是現有的視頻編碼標準，如MPEG-2，也可以 是未來的新的數字廣播標準，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 動網關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對其覆蓋范圍內的副基站，如 204等，進行RTD測量，這種測量數據用于實現副基站之間的下行鏈路同步調 整和TDOA定位，如對移動臺207、移動^^由器/移動網關209或廣插、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的發射機和接收機 都采用多天線多通道結構，發射機和接收機構成副基站的前向和反向鏈路，副 基站204支持雙向通信功能、支持數字廣播功能、支持對多個主基站之間的發 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射
信號的相對時間差(RTD)的測量功能。副基站204的數字廣播功能和主基站的數 字廣播功能互為補充。副基站204的通信功能包括l)副基站和其覆蓋范圍內 的移動臺、移動網關/路由器、數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拓樸下的通信。副基站204具有支持移動通信的基本功能，如切換，包 括越區切換和層間切換。
主基站201和副基站204通過其采用的陣列天線結構實現DOA( Direction Of Arrival)測量功能。DOA測量量和RTT ( Round Trip Time )測量量相結合實現 對無線i 各由器和網關122、移動或固定終端124的定位。無線^各由器和網關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 量相結合作為雙曲線定位的基礎。
圖3所示的無線綜合接入網可以單獨使用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 個得到更為準確的移動臺的位置、移動速度信息，利用這些信息實現準確的上 行同步，或利用這些信息確定最優的傳輸方式。
無線路由器和網關122采用衛星定位，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關122和主基站或副基站建立雙跳 鏈路，這樣就顯著緩解了 TDD在遠距離通信和高速移動環境下通信的相對于 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。從原理上講，
圖3給出的分層結構適用于任何頻段。但是，為了達到好的信號傳播效果，這 個被各層時分復用的同一段頻帶位于3GHZ以下的某個頻率區間內，較好的選擇
方式是400MHz lGHz之間的某個頻率區間。如果考慮到天線尺寸和傳播性能 的折中，最優選擇工作在650 MHz ~ 800 MHz之間。
另夕卜，應當指出的是，本發明同樣適用于采用多頻網MFN ( Multi-Frequency Network)組網方式，通過圖2所示的頻率復用方式，實現本發明所述網絡的布 設。在圖2所示的頻率復用方式下，只要把圖3給出的網絡應用于具有相同字 母(如C、 C、 C、 C、 C、 C、 C)的區域內即可實現本發明所述同頻分層網絡 的布設。
需要說明的是，上述說明僅是對本發明較佳實施例的詳細描述，敘述僅為 說明本發明的可實現性及其突出效果，具體特征并不能用來作為對本發明的技 術方案的限制，本發明的保護范圍應以本發明所附權利要求書為準。
權利要求
1.一種在權利要求1所述的無線綜合接入網的移動通信系統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造；2)將該定位時隙插入相應的復合幀中；和3)對該定位時隙進行空間復用。
2. 如權利要求1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射表示發射基站代碼信號，把定位時隙的其余 部分用于發射通信數據。
3. 如權利要求1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務時隙拼接在一起構成一個復合幀；再將若干個復合幀 構成一個超幀。
4. 如權利要求3所述的插入定位時隙的方法，其特征在于，把若干個復合 幀構成一個超幀的步驟是將7個復合幀構成一個超幀，以便于定位時隙的開 啟順序在蜂窩結構上的分配。
5. 如權利要求4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個被空間復用的頻點， 按照蜂窩網對頻率復用的方式復用這7個定位時隙的開啟時刻。
6. 如權利要求5所述的插入定位時隙的方法，其特征在于，同一套發射系 統發射的覆蓋其服務的小區的超幀中包含的7個定位時隙在任何時刻只能有 一個處于開啟狀態。
7. 如權利要求1所述的插入定位時隙的方法，其特征在于，該定位時隙和 非實時業務共享定位時隙。
全文摘要
本發明涉及一種無線綜合接入網。為提供一種可綜合提供無線數字廣播、移動通訊、移動臺定位業務的無線綜合接入網。本發明提供一種綜合提供無線數字廣播、移動通訊、移動臺定位的無線綜合接入網的結構。該無線綜合接入網包括IP邊緣網和無線IP接入網。無線IP接入網包括處于廣域覆蓋層內的若干主基站和處于區域覆蓋層內的被主基站所覆蓋的若干副基站、若干移動臺、若干移動網關/路由器、若干數字廣播接收機組成。IP邊緣網由實現業務協調、網絡管理控制的功能單元和IP網絡單元組成。本發明還提供了在上述無線綜合接入網下的移動通信系統中插入定位時隙的方法，和頻譜復用方法。
文檔編號H04H60/76GK101351017SQ200810128348
公開日2009年1月21日 申請日期2005年1月10日 優先權日2005年1月10日
發明者刁心璽, 寧錄游, 宋榮方, 張蘇民 申請人:中興通訊股份有限公司