多信道无线通信系统、基站、信道利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及构成小区的多信道无线通信系统，在该小区中一个基站利用多条信道 来容纳无线通信终端。
【背景技术】
[0002] 通常，国家对频率实行许可管理，只有被分配了许可才能够在特定的场所及时间、 而且在严格的管理下利用该频率。作为有限资源的无线频率的需求在日趋增加，可分配频 率的枯竭正在成为世界各个国家的问题。
[0003] 因此，近年来作为用于解决频率的枯竭问题的新的频率利用方法，正在研宄利用 尽管已经被分配、但在空间上、时间上并未使用的频带（白色空间，white space)的方法。 为了充分避免已接受许可的利用者（以下称为"一次利用者"）的已有系统对频率使用的影 响，并使尚未接受许可的利用者（以下称为"二次利用者"）能灵活利用白色空间，采用认知 无线（cognitive wireless)的技术。
[0004] 在用于正确识别哪个频率信道是白色空间的一种方法中，在因特网上设置成使各 无线站能够直接或者通过代理服务器等访问数据库（DB:Database)服务器，该数据库服务 器管理白色空间的信道（WSCH :White Space Channel)列表，并提供位置信息、天线高度、天 线的指向性、增益等。各无线站从DB服务器取得本站的WSCH列表（可利用的频率信道列 表）和对应各WSCH的最大可发送功率、可用期限等。
[0005] 在另一种方法中，各无线站通过频谱感知（spectral sensing)进行一次系统利用 的电波的检测，在确认到不存在时能够将一次系统的频率信道用作白色空间，在检测到存 在时将该信道从本站的WSCH列表中删除。
[0006] 另外，IEEE 802. 22被公知为是利用白色空间的无线通信系统的国际标准化组织 中的一个（参照非专利文献2)。图1示出了 IEEE 802. 22-2011 (以下简称为802. 22)的系统 结构。该系统由一个基站（BS :Base Station)和一个以上的终端（CPE :Customer Premises Equipment)构成小区，并且通过经由因特网5对DB服务器6进行的访问等，避免对一次系 统的干扰，实现二次利用。
[0007] 802. 22系统运行的信道的管理和设定由基站内的频谱管理器（SM : Spectrum Manager)控制，SM 根据管理信息库（MIB:Management Information Base)取得的 DB 访问 结果（该BS用的WSCH列表）和频谱感知的结果和位置信息，进行WSCH的优先度赋值，并 选择一条运行信道来使用。
[0008] 下面，使用图2示出802. 22系统的动作例。
[0009] BS若通过电源接通而起动，则通过对DB服务器6的访问和频谱感知来取得WSCH 列表，从WSCH列表中选择一条信道作为运行信道并开始运行。即，以该运行信道的频率进 行无线信号的收发。
[0010] BS若开始运行，则向服务区（小区）广播通信控制信息。802. 22采用如图3所示将 16帧作为1个超帧的结构，BS周期地发送作为超帧的控制信息的SCH (Superframe Control Header :超帧控制头）和作为帧的控制信息的FCH(Frame Control Header :帧控制头）和 DS-MAP(Downstream Map :下游图）和US-MAP(Upstream Map :上游图）等，并进行小区的管 理和控制。
[0011] CPE若接通电源，则在通过感知而确认到不存在一次系统的信道后，通过BS搜索 处理来一边切换频率一边尝试BS的信号（SCH)的接收。（另外，感知也可以包含在BS搜索 处理中，还可以在检测出BS信号（SCH)后对该信道进行感知）。
[0012] CPE在来自BS的SCH的接收成功、而且FCH、DS-MAP、US-MAP等帧控制信息的接收 成功时，能够正确识别出帧内的结构，因此进行BS和CPE之间的信号收发的定时及发送功 率的调整等同步处理、CPE的终端信息（ID、位置信息、最大发送功率）的登记、验证、服务分 配等步骤。此时，也可以是，CPE通过提示自身的位置信息，向BS进行询问是否能够将当前 的运行CH用作自身的WSCH。
[0013] 当在BS和CPE之间建立连接时，在BS控制下进行数据通信。在802. 22中，作为 多元连接方式米用 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access :正交频分 多址），复用方式采用TDD (Time Division Duplex:时分双工）。
[0014] BS进行数据通信，另一方面，定期或者根据需要通过DB访问或感知进行WSCH列 表的更新，此时在判定为不能利用运行信道的情况下进行信道的切换处理，在小区整体中 进行信道的切换。但是，在诸如只是特定的CPE不能利用当前的运行信道的情况下，仅对该 CPE切断连接、并以原样的信道继续运行的判定也可能通过BS的运行策略来实现。
[0015] CPE进行数据通信，另一方面，定期或者按照来自BS的指示进行感知，当在运行信 道中检测出一次系统的情况下，向BS通知信息。以此为触发，BS进行信道切换。并且，在 由于来自BS的信道切换请求等控制消息的接收失败等，导致CPE不能接收BS的信号达一 定时间以上的情况下，CPE通过BS搜索处理来实现信道的切换。
[0016] 现有技术文献
[0017] 专利文献
[0018] 专利文献1 :美国专利申请公开第2011/0039593号说明书
[0019] 非专利文献
[0020] 非专利文献1 :藤井宏治、" 3夕二亍< 7''無線：電波利用? A久〈玄、氺7彳卜 只'一只活用?3 7技術'[online]、y 7クテレ3厶、[平成23年（2011年）6月9日検 索]、因特网 < URL: http://businessnetwork. jp/tabid/65/artid/llO/page/l/Default. aspx >
[0021] 非专利文献2 :美国电气电子学会（IEEE)Computer Society部门、"IEEE Std 802.22-201IPart 22:Cognitive Wireless RAN Medium Access Control (MAC)and Physical Layer (PHY)Specifications:Policies and Procedures for Operation in the TV Bands"（美国）、IEEE标准化协会、2011年7月27日 发明概要
[0022] 发明要解决的问题
[0023] 上述的非专利文献2 (IEEE802. 22-2011)是以对CPE提供无线宽带通信服务为 目的而制定的。但是，在连接多个CPE等情况下，有可能不能以充分的质量提供通信服 务。预测到这种未来的对更宽频带的通信服务的需求，目前正在研宄以比特速率的集约 (aggregate)为目的之一的802. 22的修订。
[0024] 但是，非专利文献2的运行信道确定单元将多条信道用作运行信道这一点尚未被 设想。因此，如果单纯地扩展非专利文献2,将引发各种不合理情况，有可能在白色空间的有 效利用、对用户的高速通信的提供、构建低成本系统等方面都成为问题。
【发明内容】
[0025]
[0026] 本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，在具有分别利用多条信道 构成小区的多个基站（BS)的多信道无线通信系统中，能够动态地利用WSCH，有效地利用白 色空间实现高速通信，在所述小区中容纳无线通信终端（CPE)。
[0027] 用于解决问题的手段
[0028] 本发明的一个方面的多信道通信系统由基站和一个或者多个终端构成，所述基站 由多个无线通信部及它们的集中控制部构成，所述终端由多个无线通信部及它们的集中控 制部构成，其特征在于，基站按照白色空间信道的状况运行多条或者一条信道，当在分配给 终端的基础上运行多条信道的情况下，按照将该终端的数据复制到该多条信道中并分配数 据的鲁棒模式、或者将数据分割后进行数据分