专利名称：基于正交频分复用技术的单频网络规划方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯领域,尤其涉及一种基于正交频分复用(OFM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术的单频网络的规划方法。狄鲁鄉基0F园技术是一种多载波数字调制技术，也是一种复用技术，可实现高速无线数字通讯。 由于OFDM技术具有传输速率高、抗多径干扰能力强，频谱效率高等特点，越来越收到通讯领 域的重视，目前在DAB (数字音频广播Digital Audio Broadcasting), WB (数字视频广 播Digital Video Broadcasting)和基于IEEE802. 11标准的WLAN (无线局域网络Wireless Local Area NetTOrics)等领域都得到实际应用，在第三代移动通讯的后续演进中也主要都来 用OFDM调制技术。近年来，基于OFDM的数字多媒体单頻网络(SFN: Single Frequency Networks)技术得 到迅速发展，如WB网络，这种网络的主要特点是由多个不同地点的处于同歩状态的无线 发射机(发射基站或者发射台)，在同一时间、同--频率发射同一信号，以实现对一定服务区 的可靠覆盖，这有利于频率规划，节省频率资源，提高频谱利用率，所以移动接收系统在同 —时刻从不同发射机接收的射频电磁信号是相同的。然而，如果单频网络系统除了发送整个 网络的服务外，还要发送部分有地域差异的服务，即单频网络中有多频网络的特性(MFN: Multiple Frequency Networks),那么就会导致地域交界处子网络间出现信道干扰，影响各 自边界的网络质量，所以针对这种实际情况需要提供一种基于OFDM技术的单频网络规划方法 防止不同地域交界处的信道干扰进而可以实现在不同地域传送不同的数字多媒体广播服务。发明内容针对现有技术存在的缺陷和不足,本发明提供一种能够防止不同地域交界处的信道干扰, 以实现在不同地域传送不同的数字多媒体广播服务的基于正交频分复用技术的单频网络规划 方法。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案 一种基于正交频分复用技术的单频网络规 划方法，包括如下歩骤-歩骤A,对单频网络进行统一资源规划歩骤B,对单频网络提供服务的地域进行统一编址，使相邻地域有不同的网络地址
歩骤C,对单频网络空中信号进行同歩 歩骤D,对单频网络内的发射机和蜂窝进行分类； 歩骤E，确定所述单频网络内发射机间最佳距离； 歩骤F,对与地域相关的单频网络控制信道进行处理； 歩骤G,对与地域相关的单频网络业务信道进行处理。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，歩骤A包括如下歩骤.-歩骤Al,将单频网络的控制信道分为受地域影响的控制信道和不受地域影响的控制信道；歩骤A2，将单频网络的业务信道分为受地域影响的业务信道和不受地域影响的业务信道。歩骤A3，单频网络内所有发射机在不受地域影响的控制信道，发送相同的控制信息； 歩骤A4，单频网络内所有发射机在受地域影响的控制信道，发送不相同的控制信息 歩骤A5，单频网络内所有发射机在不受地域影响的业务信道，发送相同的业务信息； 歩骤A6，单频网络内所有发射机在受地域影响的业务信道，发送不相同的业务信息。 优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，歩骤B所述地域通过单频网络提供的服务进行划分，两个地域在单频网络中相同的空中信道资源传送的与地域相关的脤务是不同的。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，歩骤C具体为-歩骤Cl,获取单频网络系统内部最大延时；歩骤C2，以单频网络中最大延时为基准，其他发射机通过增加缓存的方法，将待发射数 据暂时保存在本地歩骤C3，以全球定皿统输入的时间为准，当到了单频网络发射该帧数据的时间，就从 缓存中取出数据。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，歩骤Cl具体为.-歩骤C"，网络中心控制节点在起始计时时刻，向发射机发送一条环路测试消息，该消 息中包括验证码；歩骤C12,当发射机1收到该消息后就立即将该消息返回给网络中心控制节点；歩骤C13、网络中心控制节点收到返回的消息后就停止计时，比较验证码是否一致，起始和截止时间差就是该发射机i的二倍延时。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，歩骤D中单频网络内的发射机和蜂窝分为地域内发射机和地域边界发射机，地域内蜂窝和地域边界蜂窝。优选的在所述基于正交频分复用技术的单頻网络规划方法中，歩骤E中所述发射机之 间的最佳距离，小于正交频分复用参数中保护间隔时间乘以空中信号传播速率。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，歩骤F具体为歩骤Fl,在单频网络的地域交界处，针对受地域影响的控制消息，降低地域交界处所述 地域边界蜂窝对其的发射频度；歩骤F2，地域边界蜂窝采用分时间隔发送控制消息；优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，歩骤F2具体为地域边界蜂窝在前一顿发送一个地域的控制消息，后一帧发送另一个地域的控制消息， 消息中增加地域的编址标识以提供接收终端系统识别。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，歩骤G具体为采用牺 牲边界蜂窝法或者隔离带方法实现不同地域传送不同服务的单频网络。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，步骤G具体为采用牺 牲资源方法实现不同地域传送不同服务的单频网络。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，所述牺牲边界蜂窝法或 者隔离带方法为，在地域交界处至少一侧的地域边界蜂窝中不传送有地域差异的服务。优选的在所述基于正交频分复用技术的单频网络规划方法中，所述牺牲资源方法为地 域两侧交替传送地域差异服务，即前一顿传送一个地域的区域性服务，下一帧传送相邻地域 的区域性服务。在所述歩骤A中，对单頻网络进行统一资源规划，无论单频网络系统采用频分方式还是 时分方式，对不受地域影响的脤务和受地域影响的服务严格划分，包括单频网络的控制信道 和业务(数据)信道，统一分配单频网络系统的空中资源，如果单频网络系统按照频分方式， 就统一分配頻率；如果单频网络系统按照时分方式，就统一分配时间，即在OR3M系统中，统 —分配OFDM符号，针对不受地域影响的服务所占用的空中资源，在每帧中统一占用相同的 OFDM符号，同时也统一分配受地域影响的服务所占用的0PD滅符号，这种资源在不同地域间 共享。在所述歩骤B中，对地域进行统一编址，使相邻地域有不同的网络地址，以区分地域， 这里的地域概念可通过单频网络提供的服务进行划分，两个地域在单频网络中相同的空中信 道资源传送的与地域相关的服务是不同的。在所述歩骤C中，单频网络空中信号同歩，由于单频网络的特点是不同发射机在同一时 间、同一频率发射同一信号，所以需要考虑发射机间的空中信号同歩问题。通常网络系统由
—个网络中心控制节点统一向网络内各个发射机传送业务数据，网络中心控制节点与发射机之w的物理传送媒介可以有多种，如有线、无线(卫星、微波等)等，但是无论那种方式，数据从网络中心控制节点到达发射机都有不同的延时，单频网络的覆盖面积越大，网络系统 内部延时就越大，如果不考虑网络系统内部延时，那么单频网络系统就会产生信道间干扰和OFM符号间干扰，所以网络系统内部延时对空中信号同歩影响很大。解决单频网络空中信号同步需要考虑两个方面问题首先，获取网络系统内部最大延时， 可以通过网络系统内部测试方法或者评估方法；其次，就是根据网络系统延时确定发射机缓 存大小，以保证数据在从发射机发射前不丢失或者被后帧数据覆盖；最后，为了保证每帧数 据在单頻网络内所有发射机同时发送，根据网络系统内最大延时，在网络中心控制节点通过 将每帧数据增加发射时间戳方法统一发射时间以保证空中同歩。在所述歩骤D中，对发射机和蜂窝进行分类，分为地域内发射机和地域边界发射机而地 域边界的蜂窝定义为边界蜂窝。在所述歩骤E中，对基于OF腿技术的单频网络内发射机间距离进行计箅。在单频网络信 号交叉覆盖区域，由于接收系统可以从不同发射机接收相同信号，但是来自不同发射机的信 号到达接收终端的时间存在传播差异，如果传播差异小于OF画参数中保护间隔(循环前缀)， 就不会出现信道间千扰和OFDM符号间千扰，发射站之间的最佳距离小于OFDM参数中保护间 隔时间乘以空中信号传播速率(空气中为光速)。在所述歩骤F中，对单频网络控制信道处理。在单频网络的地域交界处，针对受地域影 响的控制消息，降低地域交界处边界蜂窝对其的发射频度，采用分时间隔发送，即在前一帧 发送一个地域的控制消息，后一帧发送另一个(相邻)地域的控制消息，消息中增加地域的 编址标识以提供接收终端系统识别，如对终端漫游有影响，这种间隔发送与地域相关的控制 信道消息只针对边界蜂窝，而地域内蜂窝不受该网络规划影响，另外与地域无关的控制信道 消息不需要分时间隔发送。在所述歩骤G中，对单频网络业务(数据)信道处理。在单频网络的地域交界处，针对 有地域差异的业务(数据)信道，即该OFDM信道传送的是区域性服务，可以有两种方法实现 不同地域传送不同服务的单频网络牺牲边界蜂窝法或者隔离带方法，即只在地域交界处的边界蜂窝中不传送有地域差异的 服务，或者两侧都不传送，或者一侧地域传送，另一侧不传送，这样就形成天然隔离带，使不同地 域的单频网络信道不受干扰，这种方法在地域交界处牺牲全部或者部分区域性服务；
牺牲资源方法，即地域两侧的地域差异服务交替传送，即前一帧传送一个地域的区域性 服务，下一帧传送相邻地域的区域性服务，这种方法的缺点是浪费资源，例如两个临区交替 传递各自的区域性服务，这样需要两倍的空中资源，并且导致地域内部网络也是这种传送方 法，所以这种方法导致单频网络系统利用率降低。如果单频网络在地域交界处是天然的隔离带，即地域交界处没有单频网络信号覆盖，或 者二者没有交叉覆盖，这样对整个单频网络系统没有产生影响，不需要这种特殊网络规划。针对单频网络间规划可以采用地理上的隔离带或者两网络在不同频段上发送单频网络服 务，这样单頻网络间就不发生干扰。其中地理隔离带是指单频网络间信号覆盖没有地理上的 重叠，互不干扰；不同频段上是指占用频谱资源相差很大，如一个是700鹏z,—个是750,z。单频网络在不同地域交界处需要对区域性服务需要合理的规划，降低不同地域系统间的 信道干扰，提高单频网络的服务质量。
图i为单频网络系统；图2为基于时分方式的帧规划；图3为网络系统内部环路测试流程图；图4为发射机延时处理基本框图图5为单频网络覆盖规划分类；图6为0PDM符号时域團；图7为单频网络控制信道时分方式规划图；图8为牺牲边界峰窝方法的(数据)信道时分方式规划图；图9为牺牲网络资源方法的(数据)信道时分方式规划图。具体实施例参照附图l,单频网络系统中网络侧主要由网络中心控制节点和发射机组成，网络中心控 制节点统一向各发射机传送媒体流数据，但是网络中心控制节点和发射机之间的数据传输介 质可以有多种，如有线、微波、卫星等。图2为基于时分方式帧规划，即对基于时分单频网络统一规划资源，在该帧中，每个信 道包含一个或者一个以上OF腿符号，其中，控制信道1和2为不受地域影响的控制信道，单 频网络内所有发射机在这两个信道发送相同的控制信息，控制信道3到n为受地域影响的控 制信道业务信道1和2为不受地域影响业务信道，单频网络内所有发射机在业务信道1发 送同样的服务内容，而业务信道3到n为因地域而异的业务信道，在不同地域传送的脤务也 不同》单频网络系统要求不同发射机在同一时间、同一频率发射同一信号，而由网络中心控制 节点统一向不同发射机传送数据的延时是不一样的，为了空中信号同步，必须得到网络系统 内部延时。图3所示一种网络中心控制节点到发射机之间延时的环路测试方法，流程如下-a. 由网络中心控制节点在起始计时时刻向发射机发送一条环路测试消息，该消息中包 括验证码；b. 当发射机l收到该消息后就立即将该消息返回给网络中心控制节点；c. 网络中心控制节点收到返回的消息后就停止计时，比较验证码是否一致，起始和截 止时间差就是该发射机1的二倍延时。相同方法测试单频网络中所有的发射机延时，比较延时时间的长短，以单频网络中最长 延时为基准，其他发射机通过增加缓存的方法，将待发射数据暂时保存在本地，以GPS输入 的时间为准，当到了单频网络发射该帧数据的时间，就从缓存中取出数据，这样就保证了单 频网络数据发送的时间一致性。图4所示了针对延时处理发射机包括的主要模块，其中包括 了缓存部分。图5所示了单频网络的发射机分类，其中地域i的发射机A和地域2内发射机B分别在 地域交界的两侧，为地域边界发射机，而在地域2内部的发射机C边界发射机8在同一个地 域并且相邻，所以发射机C为地域内发射机，边界发射机A的边界蜂窝为全向蜂窝，而边界 发射机B的边界蜂窝为60度角蜂窝，移动接收终端在边界发射机A和B的交叉覆盖去接收服 务。图6为0FM在时域中相邻符号的时间组成，包括保护W隔和有效时间，保护间隔的主要 作用是抗多径扩展，OPDM单频网络发射机的距离与保护间隔相关，单频网络发射机间的最佳 距离小于保护间隔与空中信号传播速度，否则在交叉覆盖区内产生信道间千扰和符号间千扰, 或者信号覆盖不连续。图7为图4发射机分布情况下的控制信道时分方式规划，其中控制信道l在单频网络中 与地域无关，即无论在那个地域空中传的信息相同；而控制信道2在单频网络中与地域相关, 即在地域1和2内控制信道2传送的内容不同，边界蜂窝网中的控制信道2是在网络帧中交 替传送，而控制信道1不受地域限制，无论在地域边界还是在地域内部；地域内的蜂窝也正 常在每帧中都传送控制信道，如在发射机C中。图8和图9分别为两种与地域相关的业务(数据)信道时分方式规划方法，其中业务(数 据)信道1在单频网络中与地域无关，无论在边界的蜂窝，还是在地域内蜂窝传送内容相同，而业务(数据)信道2在单频网络中与地域相关，即在地域i和2中传送的内容不同。图8 采用牺牲边界蜂窝方法使地域1和地域2中的业务(数据)信道2进行隔离，图中业务(数 据)信道2在发射机B中的边界蜂窝不发送,但是地域2中的内部发射机C正常传送业务(数 据)信道2;图9中采用牺牲资源方法使地域1和地域2交替传送业务(数据)信道2,地域 2中的内部发射机C与边界发射机B采用同样的传送方法。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域 技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本 发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，包括如下步骤 步骤A，对单频网络进行统一资源规划歩骤B,对单频网络提供服务的地域进行统一编址，使相邻地域有不同的网络地址步骤C,对单频网络空中信号进行同步；步骤D,对单频网络内的发射机和蜂窝进行分类；歩骤E,确定所述单频两络内发射机间最佳距离；歩骤F,对与地域相关的单频网络控制信道进行处理歩骤G,对与地域相关的单频网络业务信道进行处理。
2、 根据权利要求1所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于，歩 骤A包括如下步骤步骤Al,将单频网络的控制信道分为受地域影响的控制信道和不受地域影响的控制信道；歩骤A2,将单频网络的业务信道分为受地域影响的业务信道和不受地域影响的业务信道步骤A3，单频网络内所有发射机在不受地域影响的控制信道，发送相同的控制信息； 步骤A4，单频网络内所有发射机在受地域影响的控制信道，发送不相同的控制信息 歩骤A5，单频网络内所有发射机在不受地域影响的业务信道，发送相同的业务信息； 歩骤A6，单频网络内所有发射机在受地域影响的业务信道，发送不相同的业务信息。
3、 根据权利要求1所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于，歩 骤B所述地域通过单频网络提供的服务进行划分，两个地域在单频网络中相同的空中信道资 源传送的与地域相关的服务是不同的。
4、 根据权利要求1所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于，歩 骤C具体为歩骤Cl,获取单频网络系统内部最大延时；歩骤C2，以单频网络中最大延时为基准，其他发射机通过增加缓存的方法，将待发射数 据暂时保存在本地步骤C3，以全球定位系统输入的时间为准，当到了单频网络发射该帧数据的时间，就从 缓存中取出数据。
5、 根据权利要求4所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于，歩 骤C1具体为步骤Cll,网络中心控制节点在起始计时时刻，向发射机发送一条环路测试消息，该消息中包括验证码步骤C12，当发射机1收到该消息后就立即将该消息返回给网络中心控制节点； 步骤C13、网络中心控制节点收到返回的消息后就停止计时，比较验证码是否一致，起 始和截止时间差就是该发射机1的二倍延时。
6、 根据权利要求1所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于，歩 骤D中单频网络内的发射,蜂窝分为地域内发射机和地域边界发射机，地域内蜂窝和地域 边界蜂窝。
7、 根据权利要求1所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于，歩 骤E中所述发射机之间的最佳距离，小于正交频分复用参数中保护间隔时间乘以空中信号传 播速率。
8、 根据权利要求1所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于，歩 骤F具体为歩骤Fl,在单频网络的地域交界处，针对受地域影响的控制消息，降低地域交界处所述 地域边界蜂窝对其的发射频度歩骤F2，地域边界蜂窝采用分时间隔发送控制消息。
9、 根据权利要求8所述的基于正交频分复用技术的单频两络规划方法，其特征在于，歩 骤F2具体为地域边界蜂窝在前一帧发送一个地域的控制消息，后一帧发送另一个地域的控制消息， 消息中增加地域的编址标识以提供接收终端系统识别。
10、 根据权利要求1所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于， 步骤G具体为:采用牺牲边界蜂窝法或者隔离带方法实现不同地域传送不同服务的单频网络, 或者5Rffl牺牲资源方法实现不同地域传送不同服务的单频两络。
11、 根据权利要求10所述的基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，其特征在于， 所述牺牲边界蜂窝法或者隔离带方法为，在地域交界处至少一侧的地域边界蜂窝中不传送有 地域差异的服务所述牺牲资源方法为地域两侧交替传送地域差异服务，即前一帧传送一个 地域的区域性服务，下一帧传送相邻地域的区域性服务。
全文摘要
本发明公开了一种基于正交频分复用技术的单频网络规划方法，解决了现有单频网络地域交界处子网络间出现信道干扰，影响各自边界的网络质量的问题。包括如下步骤对单频网络进行统一资源规划；对单频网络提供服务的地域进行统一编址，使相邻地域有不同的网络地址；对单频网络空中信号进行同步；对单频网络内的发射机和蜂窝进行分类；确定所述单频网络内发射机间最佳距离；对与地域相关的单频网络控制信道进行处理；对与地域相关的单频网络业务信道进行处理。单频网络在不同地域交界处需要对区域性服务需要合理的规划，降低不同地域系统间的信道干扰，提高单频网络的服务质量。
文档编号H04L27/26GK101123781SQ20061010931
公开日2008年2月13日 申请日期2006年8月8日 优先权日2006年8月8日
发明者朱晓光 申请人:中兴通讯股份有限公司