无线通信方法及装置与流程

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种无线通信方法及装置。

背景技术：

在无线通信技术高速发展的今天，频谱资源变的越发宝贵，各国政府对频谱资源的授权使用管理越来越严格，频谱资源的授权费用等也日益高昂。在全球很多地区，由于无线频谱资源相对稀缺且价格昂贵，很多中小运营商无法获得足够多优质且连续的频谱资源，对于无线通信系统，尤其是一些专用网络，例如面对海洋、高速铁路以及地对空无线通信网络，建设的难度、网络容量也因此受到限制。

技术实现要素：

基于ieee802.11系列协议的wifi(wireless-fidelity,无线保真)系统通常占用2.4g和5g两段频谱资源，对于2.4g频段(ieee802.11b/g/n),其频谱范围为2.4ghz-2.4835ghz，共占用83.5mhz带宽，划分为14个子信道，每个子信道宽度为22mhz，相邻信道的中心频点间隔5mhz，相邻的多个信道存在频率重叠。对于5g频段(ieee802.11n),其频谱范围为5.150ghz-5.850ghz,共占用70mhz带宽。其中ieee802.11n为目前wifi设备的主流标准，即现有wifi设备需要同时支持2.4g及5g频段，且两个频段都是包括多个子信道资源，通常只需要选择一个或部分子信道就可以满足wifi系统的通信要求。

wifi系统占用的频谱资源基本都属于ism(industrialscientificmedical，工业科学医疗)频段，ism频谱是由itu-r(ituradiocommunicationsector，国际通信联盟无线电通信局)定义的，具体是指世界各国均保留了一些无线频段，以用于工业，科学研究，和微波医疗方面的应用。应用这些频段无需许可证，只需要遵守一定的发射功率(一般低于1w)，并且不要对其它频段造成干扰即可，具体ism频段的设置可根据各国实际情况配置，但对于2.4ghz频段定位为全球各国共同的ism频段。

基于上述，在ism频谱上建立与wifi系统使用相同频谱的其他蜂窝通信系统是完全可行的，但需要设计方法以满足不同系统间的相互干扰问题。

本发明提供了一种在与wifi系统位于相同频率资源的蜂窝通信系统中抑制wifi干扰，使得wifi及该蜂窝通信系统可以同时正常工作，且不互相影响的无线通信方法及装置，以至少解决相关技术中无线通信频谱资源受限的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线通信方法，包括：确定蜂窝通信系统与无线保真wifi系统之间相重合的无线频段资源；所述蜂窝通信系统在相重合的无线频段资源上发射干扰信号，以屏蔽所述wifi系统的终端在所述相重合的无线频段资源上进行通信；所述蜂窝通信系统在所述相重合的无线频段资源上与终端进行通信。

在本实施例中，由于所述蜂窝通信系统在相重合的无线频段资源上发射干扰信号，使得所述wifi系统的终端自适应到所述相重合的无线频段资源以外的其他无线频段资源上进行通信。

在一实施例中，确定所述蜂窝通信系统与wifi系统之间相重合的无线频段资源，包括：根据所述蜂窝通信系统的频域占用带宽的大小和位置，确定所述蜂窝通信系统与所述wifi系统重合的子信道集合。

在一实施例中，所述蜂窝通信系统在相重合的无线频段资源上发射干扰信号之前，还包括：在所述蜂窝通信系统的所述子信道集合上确定所述干扰信号发射的位置和数目，其中，所述干扰信号发射的位置和数目满足如下条件：干扰到所述wifi系统的所述子信道集合中的每个子信道。

在一实施例中，所述干扰信号发射的位置位于所述蜂窝通信系统的保护频带上或位于所述蜂窝通信系统的传输带宽上。

在一实施例中，所述干扰信号的发射功率满足如下条件：干扰区域内的所有wifi终端接收到的所述子信道集合中每个子信道的平均接收功率值不小于预设阈值。

在一实施例中，根据所述干扰信号的发射数目以及发射功率确定所述干扰信号的发射频域带宽。

在一实施例中，所述干扰信号的发射功率、带宽及数目满足如下公式：

其中，n为干扰信号的数目，pi为第i个干扰信号的单位频域带宽上的发射功率，wi为第i个干扰信号的频域带宽，plmax为被干扰子信道内所述wifi系统覆盖范围的最大路损值，b为所述wifi系统子信道的频域带宽；x为被干扰子信道的平均接收功率的预设阈值。

在一实施例中，当所述蜂窝通信系统为fdd(frequencydivisionduplex,频分双工)系统时，在所述fdd系统的所有时域范围内都发射干扰信号；当所述蜂窝通信系统为tdd(timedivisionduplex,时分双工)系统时，仅在所述tdd系统的收发两端各自的接收时隙内发射干扰信号。

在一实施例中，当所述干扰信号发射的位置位于所述蜂窝通信系统的传输带宽上时，将所述蜂窝通信系统带宽内与所述干扰信号发射的位置对应的频域位置设置为非使用区域。

根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信装置，位于一个蜂窝通信系统中，所述无线通信装置包括：确定模块，用于确定所述蜂窝通信系统与无线保真wifi系统之间相重合的无线频段资源；发射模块，用于在相重合的无线频段资源上发射干扰信号，以使得所述wifi系统的终端用户自适应到所述wifi系统的其它无线资源频段上进行wifi通信；通信模块，用于在所述相重合的无线频段资源上与终端进行通信。

在一实施例中，所述确定模块，还用于根据所述蜂窝通信系统的频域占用带宽的大小和位置，确定所述蜂窝通信系统与所述wifi系统重合的子信道集合。

在一实施例中，所述无线通信装置还包括：选择模块，用于在所述蜂窝通信系统的所述子信道集合上选择所述干扰信号发射的位置和数目，其中，所述干扰信号发射的位置和数目满足如下条件：干扰到所述wifi系统的所述子信道集合中的每个子信道。

在一实施例中，所述干扰信号发射的位置位于所述蜂窝通信系统的保护频带上或位于所述蜂窝通信系统的传输带宽上。

在一实施例中，所述干扰信号在单位频域带宽上的发射功率满足如下条件：干扰区域内的所有wifi终端接收到的所述子信道集合中每个子信道的平均接收功率值不小于预设阈值。

在一实施例中，所述干扰信号的发射功率、带宽及数目满足如下公式：

其中，n为干扰信号的数目，pi为第i个干扰信号的单位频域带宽上的发射功率，wi为第i个干扰信号的频域带宽，plmax为被干扰子信道内wifi系统覆盖范围的最大路损值，b为所述wifi系统子信道的频域带宽；x为被干扰子信道的平均接收功率的预设阈值。

在一实施例中，在所述蜂窝通信系统为fdd系统的情况下，所述发射模块在所述fdd系统的所有时域范围内都发射干扰信号；在所述蜂窝通信系统为tdd系统的情况下，所述发射模块仅在所述tdd系统的收发两端各自的接收时隙内发射干扰信号。

在一实施例中，所述无线通信装置还包括：设置模块，用于在所述干扰信号发射的位置位于所述蜂窝通信系统的传输带宽上的情况下，将所述蜂窝通信系统带宽内与所述干扰信号发射的位置对应的频域位置设置为非使用区域。

根据本发明的又一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行前文实施例中的方法步骤。

根据本发明的再一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行前文实施例中的方法步骤。

在本发明的上述实施例中，通过将在固定的频域位置发射设定的干扰信号，从而使wifi系统在该频段停止工作，自动切换到其他频段，从而空出此频带资源给其他蜂窝通信系统工作，从而达到两者在频率资源上共存且互不干扰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的无线通信方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的2.4gwifi系统各子信道占用的频域带宽示意图；

图3是根据本发明实施例一的无线系统频域位置及干扰信号的频域位置及带宽示意图；

图4是根据本发明实施例二的无线系统频域位置及干扰信号的频域位置及带宽示意图；

图5是根据本发明实施例的无线通信装置结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本实施例中提供了一种无线通信方法，图1是根据本发明实施例的无线通信方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤s102，确定蜂窝通信系统与无线保真wifi系统之间相重合的无线频段资源；

步骤s104，所述蜂窝通信系统在相重合的无线频段资源上发射干扰信号，以使得所述wifi系统的终端用户自适应到所述wifi系统的其它无线资源频段上进行wifi通信；

步骤s106，所述蜂窝通信系统在所述相重合的无线频段资源上与终端进行通信。

通过上述步骤，在固定的频域位置发射设定的干扰信号，从而使wifi系统在该频段停止工作，自动切换到其他频段，从而空出此频带资源给其他无线通信系统工作，从而达到两者在频率资源上共存且互不干扰。

在上述实施例的步骤s102中，可根据预与wifi系统共存的无线系统本身的频域占用带宽的大小和位置，确定该系统与wifi系统重合的子信道集合a；

在上述实施例的步骤s104中，根据确定的子信道集合a，在合理的位置发射预先设定好的干扰信号，具体满足如下原则：

1)单位频域带宽上的干扰信号发射的功率大小p需要满足：在欲干扰区域内的所有wifi终端接收到的集合a内每个子信道的平均接收功率值不小于阈值x(此阈值取值大小与ieee802.11n中的定义相关，要求x大于等于-62dbm)，其中，欲干扰区域可以根据无线通信系统欲覆盖的区域来确定；

2)干扰信号发射的位置和数目n需要保证干扰到集合a内每个子信道。

优选的，干扰信号位置的选择尽量以最小化对并存的无线通信系统性能的影响为最佳原则，例如可以选择在无线通信系统的保护频带等位置；

进一步的，干扰信号的数目的确定原则，以满足干扰wifi系统要求下的干扰信号数目尽量少以及对并存的无线通信系统性能的影响最小为设计原则；

3)干扰信号发射的信号可以为固定序列或者为随机生成序列，因为对干扰信号的要求为终端接收信号在各子信道带宽内的接收功率均值，因此对于干扰信号的发射内容可以不做细致要求，但优选的可以建议选择方波、窄带脉冲等作为默认干扰信号；

4)干扰信号发射的频域带宽w，频域带宽的选择原则是对并存的无线通信系统性能的影响最小为主要原则；实际上频偏带宽大小与干扰信号发射的功率大小及数目等密切相关，可以理解的是，干扰信号的频域带宽与其发射功率成反比，发射功率越大，所需要占用的干扰信号的带宽就越小；相同干扰子信道集合下，发射的干扰信号数目越多，所需要占用的干扰信号的带宽就越小，反之亦然。优选的，建议根据干扰信号的发射功率以及数目等确定最优的频率带宽。

综上所述，对于每个具体的wifi系统子信道，其带宽范围内的干扰信号的发射功率、带宽及数目等参数需要满足的公式如下：

其中，n表示干扰信号的发射数目，pi表示第i个干扰的单位频域带宽上的发射功率，单位为dbm/hz；wi表示第i个干扰的频域带宽，单位为hz；plmax表示此子信道内wifi系统覆盖范围的最大路损值，单位为db；b为此wifi系统子信道的频域带宽，通常为20mhz；x即为平均接收功率阈值，单位为dbm。

干扰信号的时域发射位置可以为在wifi系统工作时域范围内始终发射。但更进一步的，对于干扰信号的时域位置可以根据无线系统新系统的双工方式不同而自适应设置。对于fdd无线通信系统，在所有的系统时域范围内都发射干扰信号；对于tdd无线通信系统，可以仅设定在收发两端各自的接收时隙内的发射干扰信号。

在上述实施例中，可根据之前步骤确定的干扰信号位置，确定其对并存的无线通信系统的影响，将系统带宽内与该频域位置的频域位置定义为系统内的非使用区域，在该区域内在收发两端都不进行数据的发射和接收；

更进一步的，对于fdd/tdd无线通信系统，在所有的系统时域范围内对上述频域范围都定义为保留区域。

下面通过实施例一和二对本发明所提供的技术方案进行详细描述：

实施例一

在本实施例中，涉及的无线通信系统为基于3gpp的标准fddlte无线通信系统。如图3所示，该无线通信系统的上下行工作频段2.412～2.432ghz/2.442～2.452ghz，需要在对应频段上干扰wifi系统，对应wifi系统的最大覆盖路损为80dbm。

在本实施例中，获得具体干扰信号的发射参数过程如下；

步骤1：参考附图2，根据lte无线通信系统的工作频段可以确定与其在频域资源上重叠的wifi系统的子信道集合为{1,2,3,4,5,6，7,8,9,10,11,12}共12个子信道；

步骤2：参考附图3，可以看到按照标准协议规定lte无线通信系统的上下行带宽为20mhz，其实际用来传输数据的带宽为18mhz，两边各有1mhz的保护带，为了将对lte无线通信系统性能的影响降低到最低，考虑将干扰信号位置放在这两个保护带内；则干扰信号的数目为4，对应的干扰信号的频域带宽为1mhz(分别对应的频域位置为2.412～2.413ghz，2.431～2.432ghz，2.442～2.443ghz，2.461～2.462ghz)，抑制门限定为-62dbm，则此四个干扰信号分别对应干扰3个wifi系统子信道，干扰信号1到4分别需要干扰子信道集合{1,2,3}、{4,5,6}，{7,8,9}及{10,11,12}，对于每个干扰信号，其对应的单位频域带宽上的发射功率可根据如下公式计算得到：

根据上述给出的公式可以得到单位频率干扰信号发射功率需要大于等于31dbm/hz；

步骤3：因为干扰信号选择的位置选择在lte无线通信系统的保护带宽区域，因此其系统内无需预留非使用区域，对其系统传输数据无影响。

此时，wifi系统的终端用户可以自适应到2.4g的子信道13/14以及5ghz的所有子信道上进行基于802.11n协议的wifi系统通信。

实施例二

在本实施例中，所提供的无线通信系统为对空覆盖专用系统，如图4所示，其频域上分为三个载波，每段载波带宽为18mhz，工作频段分别为2409.1～2427.1mhz，2427.7～2445.7mhz及2446.3～2464.3mhz，需要在对应频段上干扰wifi系统，对应wifi系统的最大覆盖路损为80dbm。

在本实施例中，获得具体干扰信号的发射参数过程如下；

步骤1：参考附图2，根据此无线通信对空覆盖专用系统的工作频段可以确定与其在频域资源上重叠的wifi系统的子信道集合为{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13}共13个子信道；

步骤2：参考附图3，可以看到按照无线通信对空覆盖专用系统频域上分为三载波，各载波带宽18mhz，为了将对此无线通信对空覆盖专用系统性能的影响降低到最低，考虑可以将部分干扰信号位置放在载波间的保护频带内；为了实现对所有wifi系统子信道的干扰抑制，则干扰信号的数目为4，对应的干扰信号的频域带宽为600khz、600khz、600khz以及540khz(分别对应的频域位置为2408.5～2409.1mhz，2407.1～2427.7mhz，2445.7～2446.3mhz及2460.3～2460.84mhz)，抑制门限定为-62dbm，则此四个干扰信号分别对应干扰若干个wifi系统子信道，干扰信号1到4分别需要干扰子信道集合{1,2}、{3,4,5,6}，{7,8,9,10}及{10,11,12,13}，对于每个干扰信号(对于子信道10，有干扰信号3和4同时可以干扰，下面的计算公式n可以取到2，其余n为1)，其对应的单位频域带宽上的发射功率可根据如下公式计算得到：

根据上述公式可以得到前3个干扰信号在单位频率干扰信号发射功率需要大于等于33.2dbm/hz，第4个干扰信号在单位频率干扰信号发射功率需要大于等于33.6dbm/hz；

步骤3：前3个干扰信号选择的位置选择在无线通信对空覆盖专用系统的非传输带宽区域内，而第4个干扰信号的位置在其传输带宽内，因此尽量考虑减少其带宽以降低对该系统的性能影响，而且其对应的载波3内的540khz范围内为其非使用区域，对该专用系统需要在数据通信时避开使用此非使用区域。

此时，wifi系统的终端用户可以自适应到2.4g的子信道14以及5ghz的所有子信道上进行基于802.11n协议的wifi系统通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

在本实施例中还提供了一种无线通信装置，该无线通信装置可作为独立的wifi系统干扰抑制装置使用，也可以作为无线通信系统装置内部的独立单元或与无线通信系统的其它模块合设。该无线通信装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图5是根据本发明实施例的无线通信装置的结构框图，如图5所示，该无线通信装置100包括位于一个无线通信系统中，所述无线通信装置包括确定模块10、发射模块20和通信模块30。

确定模块10用于确定所述无线通信系统与无线保真wifi系统之间相重合的无线频段资源。发射模块20用于在相重合的无线频段资源上发射干扰信号，以使得所述wifi系统的终端用户自适应到所述wifi系统的其它无线资源频段上进行wifi通信。通信模块30用于在所述相重合的无线频段资源上与终端进行通信。

在上述实施例中，还可以包括一个干扰信号计算模块，用于根据上述方法计算干扰信号的位置、数目、带宽以及发射功率等；发射模块产生干扰信号，并按照计算模块输出结果在对应的频域位置以约定的发射功率、带宽、数目等发射干扰信号；

在上述实施例中，还可以包括一个同步模块，该同步模块用于在优化的方案下，对于与并存的tdd无线通信系统保持时间同步，以实现仅在收发两端的数据接收时隙内发射干扰信号。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述模块分别位于多个处理器中。

本发明实施例还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行前文实施例中的方法步骤。在本实施例中，该处理器可以为单片机、专用芯片等。

本发明的实施例还提供了一种存储介质。在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行前文实施例中的方法步骤的程序代码：

在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

采用本发明上述实施例提供的方法及装置，可以支持在wifi系统频域带宽内，抑制其系统的收发行为，并且可以在该频带内实现与其共存的无线通信系统。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。