适合高速车载环境的无线网络优化方法技术

本发明专利技术公开了一种适合高速车载环境的无线网络优化方法，包括如下步骤：(1)当一个系统将要进行通信并需要接入频谱时，探测所处区域的频谱使用状况，根据预设的方法和自身业务量的大小，选择合适的频带接入，同时各个频段之间必须保留足够的保护带宽，以避免有害干扰；(2)接入到频谱之后，各个系统根据信道状况和自身业务量的大小调整自己的发射功率和占用的带宽；(3)由于系统业务量的增大，系统所占带宽扩张，造成保护带宽的减小，各个系统能够自动调整频谱使其朝向空闲频谱的方向移动，来满足各自需要的带宽以及保护带宽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域中，UE在高速移动的情况下，小区的重选与切换。
技术介绍
目前采用的通信小区切换技术只适用于小区用户是静态的或者低速运动的状况。 但如果是在高速移动场景下，由于站间的距离比较小，车辆的速度很快，通过小区的时间就会大大缩短，从而导致小区的频繁切换，用户没有足够长的时间执行完切换流程而掉线。要解决此问题，需要延长小区切换的时间，在车行路线沿线的基站天线铁塔上，或架设基站天线，或架设单侧临近基站的直放天线，或架设双侧邻近基站的直放天线，用以增大切换区域的覆盖半径，从而延长执行切换流程的时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，能有效解决在非授权频段内，无中心的多系统根据本专利技术所设定的方法，接入合适的频段，可以增大自身的发射功率，但和潜在干扰信号的功率之和必须小于所述预定方法中规定的阈值。当系统业务量增加时，可以适当地增大所占的频谱带宽，但和相邻频谱之间的保护带宽GBW不能小于预设方法中规定的最小保护带宽。若业务量持续增大，所需带宽不断增加，保护带宽此时已经小于预设方法中规定的迫动性保护带宽MoveGBW，这时各个系统根据预设的方法，动态地调整自己所占的频带位置，在满足自己所需频带的同时，使得保护带宽GBW尽量大于迫动性保护带宽MoveGBW。如果各个系统调整之后，系统的保护带宽GBW仍小于迫动性保护带宽MoveGBW，但系统仍需扩展带宽，可以容许该系统继续扩展带宽，但保护带宽GBW必须大于等于最小保护带宽MinGBW。当系统带宽扩展至使得保护带宽GBW等于最小保护带宽 MinGBff,系统停止扩展带宽，之后随着各个系统再次调整频谱状况，使得该系统的保护带宽增大，随后该系统才能进行频谱移动和扩展。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种， 包括如下步骤(1)当一个系统将要进行通信并需要接入频谱时，探测所处区域的频谱使用状况， 根据预设的方法和自身业务量的大小，选择合适的频带接入，同时各个频段之间必须保留足够的保护带宽，以避免有害干扰；(2)接入到频谱之后，各个系统根据信道状况和自身业务量的大小调整自己的发射功率和占用的带宽；(3)由于系统业务量的增大，系统所占带宽扩张，造成保护带宽的减小，各个系统能够自动调整频谱使其朝向空闲频谱的方向移动，来满足各自需要的带宽以及保护带宽。经过验证，本专利技术提供的动态共享频谱方法能够使多系统很好的共享无线频谱 (详细过程见具体实施过程)。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤(1)具体为(21)根据预设的方法，已接入频谱的各个系统周期性的广播自己的频谱使用信息；(22)根据预设的方法，将要接入频谱的系统发送频谱请求，收集已经接入频谱的各个系统的频谱使用信息；(23)根据预设的方法，不需要接入频谱的系统保持沉默；(24)根据预设的方法，申请接入频谱的系统根据收集到的信息得到一份频谱使用图，根据此图系统以及自身所需的带宽，选择合适的频带接入。(25)根据预设的方法，系统选择接入的频带和相邻系统占用频带之间的保护带宽 (GBff)应该大于迫动性保护带宽(MoveGBW)。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤04)具体为(31)根据预设的方法，是否在某频段发射信号，需要将收集到的其他系统的发射功率信息(可将其他系统当做潜在的干扰信号)，和预设方法规定的某一阀值进行比较；(32)所述的阈值是预设方法中的一个函数；(33)根据预设的方法，如果所述潜在干扰信号的功率电平低于所述阀值电平，则所述系统在此无线信道上发射信号；(34)根据预设的方法，如果所述潜在干扰信号的功率电平高于所述阀值电平，则所述系统需要切换信道来发射信号；在本专利技术的一个实施例中，所述步骤(2)具体为(41)系统成功接入到频谱之后，为了提高信噪比SNR，系统会增加发射功率，这时需要将干扰信号的功率和发射功率之和同步骤Gl)中所述的阈值进行比较，增大发射功率直到接近于阈值电平；(42)系统成功接入到频谱之后，当业务数量增加时，系统所占频谱的带宽需随之增加，可能会造成保护带宽的减小，直到预设方法规定的最小保护带宽MinGBW ；在本专利技术的一个实施例中，所述步骤(3)具体为(51)由于系统业务需求量的增大，所占带宽不断增加，和相邻频谱之间的保护带宽就会减小到协议规定的最小保护带宽；(52)保护带宽过小，对系统的有害干扰会很大，需要调整各个系统的频谱使用情况；(53)由于各个系统是一个无中心的拓扑网络，各个系统就需要根据预设的方法， 动态地调整频谱使用状况，使得各个系统之间留有足够的保护带宽。附图说明图1为一种适合高速车载环境的无线网络部署与优化方法的流程图；图2初步规划切换区域的高速车载环境无线网络覆盖图；图3为引入了切换宏区域的高速车载环境无线网络覆盖图；图4配置了基站和直放站天线发射功率的高速车载环境无线网络覆盖图。附图标记1-铁塔甲；2-铁塔乙；3-铁塔丙；4-铁塔丁 ；5-铁塔戊；6_铁塔己； 7-铁塔庚；基站天线A ;b-基站天线B ;za-直放天线A ;zb-直放天线B ;zy-直放天线Y ； ZZ-直放天线Z ;area_切换宏区域；L-双向车辆行驶路；sectorl-扇区1 ；sector2_扇区具体实施例方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。(1)采用基站天线+直接站天线的方式进行组网，可以有效进行线状覆盖，增大了切换距离，延长了切换时间，减少了切换次数，从而改善车载线路上的网络覆盖质量。(2)在此基础上，引入切换宏区域area，使产生切换的位置固定在切换宏区域中 (如附图3)，且满足双向切换，提高切换的成功率，降低小区边缘掉话率。(3)切换宏区域具体描述如附图3所示，切换区域主要是指切换路段，切换区域可大于小区覆盖半径，当切换区域大于小区覆盖半径时，称为切换宏区域。(4)在高速车载无线通信网络的覆盖方案中，采用基站天线+直放站天线的方式进行组网比传统的基站覆盖方式更具优势，因为产生了切换宏区域，使得高速行驶的车辆有足够长的时间执行完切换流程。如附图4所示，一共有铁塔甲1、铁塔乙2、铁塔丙3、铁塔丁 4、铁塔戊5、铁塔己6和铁塔庚7铁塔我们以铁塔乙2和铁塔戊5中间车辆行驶路线 L为例，在铁塔乙2上面架设基站天线A a，在铁塔戊5上面架设基站天线恥。考虑到车辆行驶的双向性，在铁塔丙3和铁塔丁 4上均架设直放天线A za和直放天线B zb。铁塔丙3 上的直放天线A za的发射功率和基站天线A a的发射功率相同，但必须考虑到基站天线A a和直放天线A za上相同频率的子载波信号不能分配给同一个用户，防止同频干扰，而铁塔丁 4上的直放天线A za的发射功率与基站天线A a相比可以人为的下降xdB，这样做的目的在于通过在基站天线A a—旁架设的两根直放天线A za使得基站天线A a的覆盖范围向一侧扩展，从而就扩大了基站天线A a的覆盖范围；铁塔丁 4上的直放天线B zb的发射功率和基站天线B b的发射功率相同，同样考虑到基站天线B和直放天线B上相同频率的子载波信号不能分配给同一个用户，防止同频干扰，而铁塔丙上的直放天线B的发射功率与基站天线B b相比可以人为的下降xdB，这样做的目的在于通过在基站天线B b—旁架设的两根直放天线B zb本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种适合高速车载环境的无线网络优化方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、根据高速车载无线网络覆盖环境与覆盖需求，估算小区半径，并初步规划切换区域，其中，小区半径主要根据覆盖需求及现实的建设施工条件而定；切换区域主要是指切换路段，切换区域大于小区覆盖半径，当切换区域大于小区覆盖半径时，称为切换宏区域；步骤二、在车行路线沿线的基站天线铁塔上，架设基站天线、单侧临近基站的直放天线或双侧邻近基站的直放天线。步骤三、设置好各基站天线口以及各直放站天线口的功率，以保证车辆在设计时速以内行经切换区域时有足够的时间执行完切换流程而不掉话或掉线。

【技术特征摘要】
1.一种适合高速车载环境的无线网络优化方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、根据高速车载无线网络覆盖环境与覆盖需求，估算小区半径，并初步规划切换区域，其中，小区半径主要根据覆盖需求及现实的建设施工条件而定；切换区域主要是指切换路段，切换区域大于小区覆盖半径，当切换区域大于小区覆盖半径时，称为切换宏区域；步骤二、在车行路线沿线的基站天线铁塔上，架设基站天线、单侧临近基站的直放天线或双侧邻近基站的直放天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，唐星，钟凯，郭磊，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83