专利名称:一种应用感知导频信道汇集网络信息并向终端广播的方法
技术领域：
本发明涉及一种在异构通信系统中网络信息汇集及广播方法，特别是关于一种应用感知导频信道汇集网络信息并向终端广播的方法。
背景技术：
目前，电信世界正在经历一些根本的变革以适应日益增加和变幻的用户需求。最令人感兴趣的研究点是在无线通信领域，主要的目的是实现更加快速、简便的通信。现有的无线通信技术包含多种无线接入标准GSM系统、GPRS系统、UMTS系统、宽带无线接入系统、无线局域网、数字图像广播系统(DVB)、CDMA2000系统、PHS系统、卫星通信、卫星定位和各种短距离通信标准。由于设计目标和应用范围的差异，这些设备将广泛、长期地存在于我们的生活中。这些独立的无线接入技术组成一个全球分布协同工作的无线通信系统，称之为异构无线通信系统。其目标是根据用户的要求，在可以接受的性价比条件下，以协同的方式为用户提供具有创新性、差异性的更加优质的服务。这就意味着网络运营商在不同的时间和空间等特定条件下能够使用不同的无线接入技术为用户提供适当的服务。具有重配置能力的终端(重配置终端)根据用户偏好、网络上下文以及业务要求选择接入适合的网络。因此，及时准确的掌握网络信息对重配置终端完成网络选择性接入至关重要。但是动态频谱分配(DynamicSpectrum Allocation，DSA)以及灵活频谱管理(Flexible SpectrumManagement，FSM)等动态频谱分配方案的应用使重配置终端无法及时、准确的确定不同无线接入网络的运行频段。此时，重配置终端必须进行全频扫描以发现当前可供选择的无线接入网络以及相应的运行频段。但是这个过程耗时过长，而且会消耗大量电能从而缩短终端使用时间，即使进行全频扫描，由于重配置终端存储的重配置软件有限，不可能将自身重配置成每种无线接入技术进行扫描以发现相应的无线接入网络，而且扫描的步幅也对扫描结果有巨大影响。可见，全频扫描并不能真正解决异构无线通信系统中重配置终端无法获得网络信息的问题。
目前，解决此问题的方案只有带外感知导频信道(the out-bandCognitive Pilot Channel，CPC)。此带外感知导频信道应用全球一致的频段广播网络信息。重配置终端通过监听此感知导频信道提取网络信息从而完成网络选择性接入。但是，这种带外感知导频信道存在一定的问题。首先，由于目前各国的频谱分配方案相对独立，很难找到一段全球通用的频段承载带外感知导频信道；其次，由于此带外感知导频信道在全球范围进行网络信息的广播，其信息量是巨大的，那么即使存在这样一个全球通用频段也不足以承载如此巨大的信息量。因此，提出一种方案将全球网络信息分三个层次进行广播第一层国家层，信息包括国家代码；第二层运营商层，信息包括此国家内各个运营商的代码；第三层无线接入网络层，信息包括此运营商运营的无线接入网络代码及其运行频段。此方案仍然存在缺陷重配置终端在确定运营商前无法得知其运营的无线接入网络的情况，也就是无法获得全面的网络信息。
基于对上述需求以及研究现状的分析，解决现有异构无线通信系统中网络信息提供的问题，我们设计了一种应用感知导频信道汇集网络信息并向终端广播的方法。为重配置终端提供及时、准确、全面的网络信息从而实现快速、优化的网络选择性接入。
发明内容本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种应用感知导频信道汇集网络信息并向终端广播的方法。本发明的方法为异构网络中的重配置终端提供及时、准确、全面的网络信息从而实现快速、优化的网络感知和选择性接入。
根据本发明，提供了一种应用感知导频信道汇集网络信息并向终端广播的方法，所述方法包括步骤带外感知导频信道利用带外感知导频信道频点集合，同时在所述频点集合中的各个频点广播相同的带外网络信息；带内感知导频信道在现存的无线接入网的下行广播信道上为本小区广播带内网络信息，从而带外感知导频信道与带内感知导频信道构成联合导频信道网络架构，其中带外感知导频信道发射基站采用大区制覆盖，带内感知导频信道发射基站采用小区覆盖。
优选地，所述带外感知导频信道独立于任何一种无线接入网络，并且利用全球通用频道在全球范围内广播带外网络信息。
优选地，所述带外网络信息包含国家代码、运营商代码、无线接入网络类型以及相应的运行频段。
优选地，所述带外感知导频信道频点集合由各国根据本国频谱资源分配策略与频谱占用情况提供本国可供使用的空闲频点组成。
优选地，在所述大区内存在着多种无线接入网络。
优选地，所述带内感知导频信道分为下行信道和上行信道。
优选地，所述下行信道用于在本小区内广播带内网络信息。
优选地，所述带内网络信息包括本小区网络信息和邻小区网络信息。
优选地，所述本小区网络信息和邻小区网络信息包含相同的信息单元，各个信息单元的具体数值根据各个小区无线通信网络环境各不相同。
优选地，所述信息单元包括通用网络信息单元以及终端用于网络选择和重配置的网络信息单元。
优选地，所述通用网络信息单元包括国家代码、运营商代码、无线接入网络类型以及相应的运行频段。
优选地，所述终端进行网络选择所需的网络信息单元包括网络利用率、可获得的QoS、服务费用、耗电量、安全性、移动性以及切换平滑度。
优选地，所述终端进行重配置所需的网络信息单元包括重配置所需下载的软件类型、大小、制造商、版本号、下载信道代码以及传输类型。
优选地，所述传输类型包括广播、多播、单播。
优选地，所述邻小区是相对本小区而言的，每个小区的运营者维护自己的邻小区列表。
优选地，所述邻小区列表中包括三种邻小区水平切换小区、垂直切换小区、软件下载小区。
优选地，所述水平切换小区是指邻小区和本小区拥有覆盖重叠区或公共小区边界，并且两个小区应用相同的无线接入技术，终端在此间进行切换无需进行重配置。
优选地，所述垂直切换小区是指邻小区和本小区拥有覆盖重叠区或公共小区边界，两个小区应用不同的无线接入技术，终端在此间进行切换必须进行重配置。
优选地，其中所述软件下载小区是指为保证重配置过程及时完成，终端需要提前完成重配置所需软件的下载工作，而设计的邻小区。邻小区和本小区之间可能不存在覆盖重叠去或者公共小区边界。优选地，所述上行信道用于终端向感知导频信道服务器反馈网络信息。
优选地，本发明的方法还包括步骤无论在激活状态还是待机状态，安装了感知无线电模块的终端可以检测网络环境，并将检测信息周期性的通过上行信道反馈到无线接入网络的基站或接入点，基站或接入点通过有线网络将来自终端的网络信息反馈到感知导频信道服务器，感知导频信道服务器存储并分析反馈信息，根据各个小区的位置将更新的带内网络信息发送给每个基站或接入点，并将更新的带外网络信息发送给带外感知导频信道发射基站。
与现有技术相比，本发明的有益效果是(1)实现了带外感知导频信道的全球覆盖并解决带外感知导频信道带宽不足的问题；(2)克服了分层次广播使终端无法全面获得网络信息的缺憾；(3)充分利用现有无线接入网络信道进行网络信息广播，易于实施；(4)为保证感知导频信道的网络信息的及时、准确设计了信息更新方法；(5)为重配置终端提供及时、准确、全面的网络信息从而实现快速、优化的网络选择性接入；(6)本方法解决了在室内、地下环境、山区等覆盖不理想区域的感知导频信道的覆盖问题。
图1是根据本发明的联合带内、带外感知导频信道的网络架构；图2是根据本发明的带外感知导频信道频点集合的实施例；图3是根据本发明的应用场景；图4是图3中邻区列表以及邻区类型；图5是根据本发明的带外网络信息元素；图6是根据本发明的带内网络信息元素。
具体实施方式根据本发明的基本构思，本发明的应用感知导频信道汇集网络信息并向终端广播的方法，包括带外感知导频信道应用一种特定无线接入技术，利用全球通用的频道在全球范围内广播带外网络信息，带外网络信息包含国家代码、运营商代码、无线接入网络类型以及相应的运行频段。所述带外感知导频信道与带内感知导频信道构成联合导频信道网络架构。
所述带外导频信道利用的全球通用频道是带外感知导频信道频点集合，各国根据本国频谱资源分配策略与频谱占用情况提供本国可供使用的空闲频点组成带外感知导频信道频点集合，带外感知导频信道发射基站同时在此频点集合中的各个频点广播相同的带外网络信息。
所述带外感知导频信道与带内感知导频信道构成联合导频信道网络架构中，带外感知导频信道发射基站采用大区制覆盖，在一个大区内存在多种无线接入网络，这些无线接入网络相对带外感知导频信道来说采用的是小区覆盖，带内感知导频信道利用现存的无线接入网络信道为本小区提供无缝覆盖。
所述带内感知导频信道分为下行信道和上行信道，下行信道用于在本小区内广播带内网络信息，此带内网络信息包括本小区网络信息和邻小区网络信息。所述邻小区是相对本小区而言的，每个小区运营者维护自己的邻小区列表。邻小区列表中包括三种邻小区水平切换小区、垂直切换小区、软件下载小区。水平切换小区是指邻小区和本小区拥有覆盖重叠区或公共小区边界，并且两个小区应用相同的无线接入技术，终端在此间进行切换无需进行重配置；垂直切换小区是指邻小区和本小区拥有覆盖重叠区或公共小区边界，两个小区应用不同的无线接入技术，终端在此间进行切换必须进行重配置；其中所述软件下载小区是指为保证重配置过程及时完成，终端需要提前完成重配置所需软件的下载工作，而设计的邻小区。邻小区和本小区之间可能不存在覆盖重叠去或者公共小区边界。本小区网络信息和邻小区网络信息包含相同的信息单元，各个信息单元的具体数值根据各个小区无线通信网络环境各不相同。信息单元包括通用网络信息单元以及终端用于网络选择和重配置的网络信息单元。通用网络信息单元包括国家代码、运营商代码、无线接入网络类型以及相应的运行频段；终端进行网络选择所需的网络信息单元包括网络利用率、可获得的QoS、服务费用、耗电量、安全性、移动性以及切换平滑度。终端进行重配置所需的网络信息单元包括重配置所需下载的软件类型、大小、制造商、版本号、下载信道代码以及传输类型(广播、多播、单播)。
所述上行信道用于终端向感知导频信道服务器反馈网络信息。终端安装感知无线电模块，无论在激活状态还是待机状态，终端可以检测网络环境并将检测信息周期性的通过上行信道反馈到无线接入网络的基站或接入点，再由基站或接入点通过有线网络将来自终端的网络信息反馈到感知导频信道服务器，感知导频信道服务器存储并分析反馈信息，根据各个小区的位置将更新的带内网络信息发送给每个基站或接入点，并将更新的带外网络信息发送给带外感知导频信道发射基站。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的一种联合带内、带外感知导频信道的网络架构的实施例。其中区域1表示带外感知导频信道所覆盖的大区，发射基站2利用带外感知导频信道频点集合在全球范围内广播带外网络信息，带外网络信息包含国家代码、运营商代码、无线接入网络类型以及相应的运行频段。在区域1中存在4种不同的无线接入网络，这些无线接入网络相对带外感知导频信道来说采用的是小区覆盖，其中两种蜂窝无线接入网络，其覆盖范围为蜂窝小区3以及蜂窝小区4；两种无线局域网，其覆盖范围为热点小区5以及热点小区6。各个基站7和接入点8通过下行信道12在本小区内广播带内网络信息。另外，各个基站7和接入点8通过上行信道11搜集终端13感知到的网络信息并将这些信息通过有线网络9反馈到感知导频信道服务器10。
图2是本发明的带外感知导频信道频点集合的实施例。各个国家或组织(欧盟、中国、韩国、北美)提供本国家或地区范围内的可用频段组成的集合14为带外感知导频信道频点集合。
图3是本发明的一个应用场景。带外感知导频信道大区15覆盖城市1，带外感知导频信道大区16覆盖城市2，蜂窝小区BS1、BS2、BS3采用一种无线接入技术，蜂窝小区BS4、BS5采用另一种无线接入技术，热点小区A、D采用一种无线局域网络接入技术，热点小区B、C采用另一种无线局域网接入技术，其中热点小区A，B分别为两个城市的火车站，热点小区C、D分别为两个城市的机场，蜂窝小区BS1、BS2、BS3、BS4、BS5以及热点小区A、B、C、D广播本小区的带内网络信息。
图4是图3中邻区列表以及邻区类型。其中横行表示本小区，纵列表示邻小区。HHO表示水平切换小区，VHO表示垂直切换小区，DL表示软件下载小区。其中BS4为BS2的下载小区是因为考虑到两个小区由铁路贯通，终端移动速度相对较快，因此为了保证在终端进入BS4时完成重配置需要提前在BS2开始软件下载。因此BS4为BS2的下载小区。BS5与BS3同理。热点小区C、D互为下载小区是因为热点小区C、D为机场，终端需要在飞机起飞前完成软件下载，到达目的机场后开机进行重配置，因此热点小区C、D互为下载小区。
图5是本发明的带外网络信息元素。
图6是本发明的带内网络信息元素。信息单元17是通用信息单元，信息单元18是终端用于网络选择的网络信息单元，信息单元19是终端进行重配置的网络信息单元。
权利要求
1.一种应用感知导频信道汇集网络信息并向终端广播的方法，所述方法包括步骤带外感知导频信道利用带外感知导频信道频点集合，同时在所述频点集合中的各个频点广播相同的带外网络信息；带内感知导频信道在现存的无线接入网的下行广播信道上为本小区广播带内网络信息，从而带外感知导频信道与带内感知导频信道构成联合导频信道网络架构，其中带外感知导频信道发射基站采用大区制覆盖，带内感知导频信道发射基站采用小区覆盖。
2.根据权利要求
1所述方法，其中所述带外感知导频信道独立于任何一种无线接入网络，并且利用全球通用频道在全球范围内广播带外网络信息。
3.根据权利要求
2所述方法，其中所述带外网络信息包含国家代码、运营商代码、无线接入网络类型以及相应的运行频段。
4.根据权利要求
1所述方法，其中所述带外感知导频信道频点集合由各国根据本国频谱资源分配策略与频谱占用情况提供本国可供使用的空闲频点组成。
5.根据权利要求
1所述方法，其中在所述大区内可以存在着多种无线接入网络。
6.根据权利要求
1所述方法，其中所述带内感知导频信道分为下行信道和上行信道。
7.根据权利要求
6所述方法，其中所述下行信道用于在本小区内广播带内网络信息。
8.根据权利要求
7所述方法，其中所述带内网络信息包括本小区网络信息和邻小区网络信息。
9.根据权利要求
8所述方法，其中所述本小区网络信息和邻小区网络信息包含相同的信息单元，各个信息单元的具体数值根据各个小区无线通信网络环境各不相同。
10.根据权利要求
9所述方法，其中所述信息单元包括通用网络信息单元以及终端用于网络选择和重配置的网络信息单元。
11.根据权利要求
10所述方法，其中所述通用网络信息单元包括国家代码、运营商代码、无线接入网络类型以及相应的运行频段。
12.根据权利要求
10所述方法，其中所述终端进行网络选择所需的网络信息单元包括网络利用率、可获得的QoS、服务费用、耗电量、安全性、移动性以及切换平滑度。
13.根据权利要求
10所述方法，其中所述终端进行重配置所需的网络信息单元包括重配置所需下载的软件类型、大小、制造商、版本号、下载信道代码以及传输类型。
14.根据权利要求
13所述方法，其中所述传输类型包括广播、多播、单播。
15.根据权利要求
9所述方法，其中所述邻小区是相对本小区而言的，每个小区的运营者维护自己的邻小区列表。
16.根据权利要求
15所述方法，其中所述邻小区列表中包括三种邻小区水平切换小区、垂直切换小区、软件下载小区。
17.根据权利要求
16所述方法，其中所述水平切换小区是指邻小区和本小区拥有覆盖重叠区或公共小区边界，并且两个小区应用相同的无线接入技术，终端在此间进行切换无需进行重配置。
18.根据权利要求
16所述方法，其中所述垂直切换小区是指邻小区和本小区拥有覆盖重叠区或公共小区边界，两个小区应用不同的无线接入技术，终端在此间进行切换必须进行重配置。
19.根据权利要求
16所述方法，其中所述软件下载小区是指为保证重配置过程及时完成，终端需要提前完成重配置所需软件的下载工作而设计的邻小区；邻小区和本小区之间可能不存在覆盖重叠区或者公共小区边界。
20.根据权利要求
6所述方法，其中所述上行信道用于终端向感知导频信道服务器反馈网络信息。
21.根据权利要求
20所述方法，还包括步骤无论在激活状态还是待机状态，安装了感知无线电模块的终端时刻检测网络环境，并将检测信息周期性的通过上行信道反馈到无线接入网络的基站或接入点，基站或接入点通过有线网络将来自终端的网络信息反馈到感知导频信道服务器，感知导频信道服务器存储，分析网络信息，并根据特定的算法和目标，生成新的带内网络信息和带外网络信息；根据各个小区的位置将更新的带内网络信息发送给每个基站或接入点，并将更新的带外网络信息发送给带外感知导频信道发射基站。
专利摘要
本发明公开了一种应用感知导频信道汇集网络信息并向终端广播的方法，所述方法包括步骤带外感知导频信道利用带外感知导频信道频点集合，同时在所述频点集合中的各个频点广播相同的带外网络信息；带内感知导频信道在现存的无线接入网的下行广播信道上为本小区广播带内网络信息，从而带外感知导频信道与带内感知导频信道构成联合导频信道网络架构，其中带外感知导频信道发射基站采用大区制覆盖，带内感知导频信道发射基站采用小区覆盖。本发明的方法为异构网络中的重配置终端提供及时、准确、全面的网络信息从而实现快速、优化的网络感知和选择性接入。
文档编号H04L27/10GK1996784SQ200610098943
公开日2007年7月11日 申请日期2006年7月18日
发明者纪阳, 张轶凡, 张平, 姜艳, 张永靖, 陈杰, 张建华, 冯志勇 申请人:北京邮电大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan