CN101193332A - 一种同频网络中发送广播业务数据的方法、系统及基站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同频网络中发送广播业务数据的方法，所述同频网络包括无线网络控制器和一个以上的基站，每个基站的小区包括一个以上的扇区，该方法为：所述无线网络控制器将广播业务数据和第一发送时间发送给基站；所述基站在所述第一发送时间开始后向自身包含的每个扇区发送所述广播业务数据，并且向共站址的相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同。本发明还公开了一种同频网络中发送广播业务数据的系统和基站。采用本发明，消除了现有技术中同频网络中同一个小区中相邻扇区边缘地带出现的接收信号快速衰落的现象，提高了接收信号性能。

Description

一种同频网络中发送广播业务数据的方法、系统及基站
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种同频网络中发送广播业务数据的方法、系统及基站。
背景技术
随着移动通信和英特网的迅速发展，大量多媒体业务涌现出来，其中一些应用业务，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等等，多个用户需要同时接收相同的数据。这些移动多媒体业务和一般数据相比，有数据量大、持续时间长等特点。为了有效地利用移动网络资源，第三代移动通信标准化伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，3GPP)组织提出了广播和组播业务(Multimedia Broadcast/Multicast Service，MBMS)。MBMS指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现网络资源共享，包括移动核心网和接入网资源共享，尤其是空口资源。MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且能实现高速率的多媒体业务组播和广播，例如手机电视等业务。
在原有的3GPP的第六版本中，MBMS频谱效率较低，通常只有0.2～0.02bit/Hz/s，因此3GPP在长期演进(Long Term Evolution，LTE)架构中开始了对改进的多媒体广播和组播业务(Enhanced Multimedia Broadcast/MulticastService，E-MBMS)的研究，在E-MBMS中引入了现有的工业地面广播标准中的同频网络(single frequency network，SFN)传输技术。
SFN传输技术，是指SFN网络中的所有小区在相同的时间、利用完全相同的物理资源，如频率、码道、扰码和信道估计码等，发送完全相同的MBMS业务，这样即使在小区边缘地带，用户终端也可以接收到来自不同小区的有用信号，用户终端不仅可以对接收到的所用有用信号直接在空口进行能量合并，并且还可以获得来自于不同路径的分集增益。图1所示为一种SFN网络结构拓扑图，该网络中每个小区由三扇区组成并且三扇区共站址，即这三个扇区的基站站址相同，下面以该网络结构为例说明目前在3GPP的E-MBMS中SFN传输技术的具体实现方案：当核心网发起一个广播业务时，无线网络控制器(Radio Network Control，RNC)为该SFN网络中的所有扇区统一分配完全相同的广播业务所使用的时间资源、频率资源和扰码、信道估计码，小区中的用户终端也将使用所述时间资源、频率资源和扰码、信道估计码来接收该广播业务，也就是说对用户终端来说，只要是来自SFN网络中的扇区信号落入到用户终端多径接收机的窗口内，用户终端就可以对所有落入到接收窗内的信号直接进行能量合并，从而大大提高了广播业务的接收性能。
以上述SFN传输技术中的资源分配和实现方法为基础，下面说明现有的基于时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统的SFN网络中E-MBMS传输的实现方法，参见图2，当核心网发起一个广播业务并在多个扇区中传输该广播业务时，RNC为这多个扇区的基站统一分配相同的广播业务资源，该业务资源包括发送时间、发送频率和该广播业务使用的扰码和信道估计(midamble)码，并将该业务资源信息通过信令告知各基站(Node B)和用户终端；各扇区的基站根据这些特定码将广播业务数据组成广播业务信号，并使用RNC分配的业务资源发送该广播业务信号；用户终端在相应资源位置接收到多个小区同时发送的相同广播业务信号后，采用指定的midamble码进行信道估计，以及指定的扰码对数据进行解扰，就可获得所要的广播业务数据。主要步骤如下：
步骤1：核心网发起一个广播业务，通过信令通知RNC，RNC确定在哪些扇区中进行传输；
步骤2：RNC为这些扇区的基站统一分配相同的广播业务资源，包括相同的发送时间、发送频率、发送码道和该广播业务使用的扰码和midamble码；
这里指定的码是与现有非广播业务采用的扰码和midamble码不同的码。可以事先为广播业务找到一组与现有扰码和midamble码相关性较好的码，专门用于广播业务的扰码和midamble码，形成一个广播业务码组表，并保存在RNC、用户终端和基站中，RNC在为某个广播业务分配资源时，选定其中一对码并将相应的码组号码通知基站和用户设备，这样可以减少信令负荷。
步骤3：基站传输该广播业务时，按照RNC分配的扰码、midamble码将相关的广播业务数据组成广播业务信号，并使用RNC分配的业务资源发送该广播业务信号；
步骤4：用户设备根据RNC发送的资源分配信息，在相应的资源上进行接收。用户设备会接收到多个小区发送下来的信号，此时用户设备根据指定的midamble码进行信道估计，获得多个小区到用户设备的总的信道条件，然后根据此信道估计结果对数据进行解扩，解扩后使用指定的扰码进行解扰，就获得了需要的广播业务数据。
现有的E-MBMS传输方法对传统的MBMS传输技术有极大的改善，但是仍旧存在着一些没有解决的缺陷。对于SFN网络中的相邻扇区，在扇区的相邻边缘地带极有可能出现信号的快速衰落现象，这种现象指的是当在两个基站发送相同的信号，如果信号到达用户终端接收机的时间相同并且相位是完全反向的，接收信号的能量会完全进行反向叠加，造成接收信号大幅度快速衰减，信号质量显著降低。这种现象在同一个小区中相邻扇区的相邻边缘地带更加明显，这是由于相邻扇区的相邻边缘地带的信道环境极为相似。举例如图3所示：在同一个小区中的相邻扇区之间，例如扇区1和0，1和2，0和2，由于两个扇区是共站址的，两个扇区相邻边缘地带的信道环境极为相似，相邻扇区的两个基站发出的业务信号很有可能同时到达两个相邻扇区的边缘地带，该信号的衰落特性也比较相似，因此两个来自相邻扇区的业务信号出现同向和反向的几率很大，当这两个信号反向时，到达用户终端的这两个信号的能量会完全进行反向叠加，造成接收信号大幅度快速衰减，信号质量显著降低，仿真结果也进一步说明了这种趋势。
发明内容
本发明提供一种同频网络中发送广播业务数据的方法、系统及装置，用以消除现有技术中在同频网络中同一小区中相邻扇区的相邻边缘地带出现的接收信号快速衰减的现象。
本发明提供一种同频网络中发送广播业务数据的方法，所述同频网络包括无线网络控制器和一个以上的基站，每个基站的小区包括一个以上的扇区，该方法包括以下步骤：
A.所述无线网络控制器将广播业务数据和第一发送时间发送给基站；
B.所述基站在所述第一发送时间开始后向自身包含的每个扇区发送所述广播业务数据，并且向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同。
该方法进一步包括：
预先将所述扇区进行分组，同一小区中的相邻扇区分在不同组中，每组扇区对应一个不同的延时单位，
则步骤B包括：
所述基站根据所述第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和，并按照每个扇区对应的第二发送时间向该扇区发送所述广播业务数据。
所述延时单位是根据所述基站发送的广播业务数据的主径能否落入用户终端的多径接收窗内来设置。
所述延时单位小于或等于所述用户终端的多径接收窗的大小减去传输所述广播业务数据所用的路径时延。
一种同频网络中发送广播业务数据的系统，该系统包括：
无线网络控制器，用于将广播业务数据和第一发送时间发送给基站；
基站，用于在所述第一发送时间开始后向自身包含的每个扇区发送所述广播业务数据，并且向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同。
所述基站，用于保存自身包括的扇区所对应的延时单位，相邻扇区所对应的延时单位不同；根据所述第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和，并按照每个扇区对应的第二发送时间向该扇区发送所述广播业务数据。
所述延时单位小于或等于用户终端的多径接收窗的大小减去传输广播业务数据所用的路径时延。
一种基站，与无线网络控制器相连，所述基站包括：
时间确定单元，用于根据来自无线网络控制器的第一发送时间确定向自身包含的每个扇区发送广播业务数据的发送时间，并且，向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同；
发送单元，用于在所确定的发送时间，向对应的每个扇区发送所述广播业务数据。
所述时间确定单元包括：
保存单元，用于保存所述无线网络控制器发来的第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位，相邻扇区所对应的延时单位不同；
计算单元，用于根据所述无线网络控制器发来的第一发送时间和所述每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和。
所述延时单位小于或等于用户终端的多径接收窗的大小减去传输广播业务数据所用的路径时延。
与现有技术相比，本发明中基站在RNC所分配的第一发送时间开始后向自身包含的每个扇区发送广播业务数据，并且向共站址的相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同，也即通过在同一小区中相邻扇区发送广播业务数据的时间引入不同延时单位的方法，避免了在同一小区中相邻扇区的相邻边缘地带出现的接收信号快速衰减的现象，从而提高了扇区边缘地带信号的接收性能。
附图说明
图1为现有技术中一种SFN网络的结构拓扑图；
图2为现有技术中TD-SCDMA系统广播业务数据传输示意图；
图3为现有技术中一种SFN网络中相邻小区的示意图；
图4为本发明的方法流程图；
图5为本发明中实施例的分组表示意图；
图6为本发明中的系统结构示意图；
图7为本发明中的基站结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种同频网络中发送广播业务数据的方法，这种方法实现的原理是：在同频网络中的相邻扇区发送广播业务数据时，通过在RNC统一分配的发送时间的基础上引入不同的发送时延，来消除由于同一小区中相邻扇区发出的广播业务信号同时到达扇区相邻边缘地带造成的接收信号快速衰减的现象。
本方法提供的一种同频网络中发送广播业务数据的方法，应用于同频网络中，该同频网络包括无线网络控制器和一个以上的基站，每个基站的小区包括一个以上的扇区，同一小区中的扇区共站址。参见图4，实现本方法的具体流程如下：
步骤401：RNC将广播业务数据和第一发送时间发送给基站；
核心网发起一个广播业务后，通过信令通知RNC，RNC确定在同频网络中的哪些扇区传输该广播业务后，为这些扇区统一分配完全相同的业务资源，并将广播业务数据和这些业务资源信息发送给所有传输该业务的扇区的基站和用户终端，该业务资源信息至少包括第一发送时间、发送频率、码道和扰码、信道估计码；
这里可以事先将专门用于该广播业务的扰码和信道估计码保存在一个业务码组表中，并将该表保存在RNC、用户终端和基站中，RNC在为该业务分配资源时，选定其中一对码并将相应的码组号码通知基站和用户设备，这样可以减少信令负荷。
步骤402：基站在所述第一发送时间开始后向自身包含的每个扇区发送所述广播业务数据，并且向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同；
这里，可以先将同频网络中的扇区进行分组，同一小区中相邻扇区分在不同组中，每组扇区对应一个不同的延时单位。该延时单位是根据基站发送广播业务数据的主径能否落入用户终端的多径接收窗内来设置，这里将延时单位的值设置为小于或等于用户终端的多径接收窗的大小减去传输广播业务数据所用的路径时延的值。
那么，步骤402的实现步骤为：基站根据所述第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和，并按照每个扇区对应的第二发送时间向该扇区发送所述广播业务数据；
较佳的，可以在基站中保存一分组表，该分组表包括一个以上的分组标识、扇区标识和延时单位，一个分组标识对应一个以上的扇区标识和一个延时单位，每个分组标识对应的延时单位不同。为了保证同一小区中的相邻扇区不分在同一组中，在该分组表中，同一个小区中的相邻扇区的扇区标识对应不同的分组标识。以图3所示的SFN网络为例，分好组后的分组表如图5所示：图3中在同一小区中的相邻扇区0、1、2在不同的分组中，即扇区标识0、1、2分别对应分组标识1、分组标识2和分组标识3，同样，扇区3、4、5在不同的分组中，扇区6、7、8在不同的分组中，扇区9、10、11在不同的分组中，等等。同时，分组标识1、分组标识2和分组标识3分别对应0码片、4码片、8码片的延时单位。
基站发送广播业务数据时，使用步骤401中RNC分配的扰码、信道估计码将RNC发来的广播业务数据组成广播业务数据信号，根据所确定的第二发送时间和步骤402中RNC分配的发送频率向对应的扇区发送广播业务数据信号。
步骤403：用户终端对接收到的广播业务数据信号进行解码，获得广播业务数据；
用户终端根据RNC发送的业务资源信息，在相应的资源上接收广播业务数据信号。用户终端接收到多个扇区发来的广播业务数据信号时，根据RNC指定的信道估计码进行信道估计，获得多个扇区到本用户终端的总的信道条件，然后根据此信道估计结果对数据进行解扩，解扩后使用指定的扰码进行解扰，就获得了需要的广播业务数据。仿真结果表明，基于本发明的信号传输性能明显优于现有技术方案。
本发明还提供一种同频网络中发送广播业务数据的系统，如图6所示，该系统包括无线网络控制器601和基站602，其中，无线网络控制器601，用于将广播业务数据和第一发送时间发送给基站；基站602，用于在所述第一发送时间开始后向自身包含的每个扇区发送所述广播业务数据，并且向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同。
基站602，用于保存自身包括的扇区所对应的延时单位，相邻扇区所对应的延时单位不同；根据所述第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和，并按照每个扇区对应的第二发送时间向该扇区发送所述广播业务数据。所述延时单位小于或等于用户终端的多径接收窗的大小减去传输广播业务数据所用的路径时延。
本发明还提供一种基站，可以应用于同频网络中发送广播业务数据的系统中，与无线网络控制器相连，如图7所示，所述基站包括时间确定单元701和发送单元702，其中，时间确定单元701，用于根据来自无线网络控制器的第一发送时间确定向自身包含的每个扇区发送广播业务数据的发送时间，并且，向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同；发送单元702，用于在所确定的发送时间，向对应的每个扇区发送所述广播业务数据。
时间确定单元701包括保存单元7011和计算单元7012，其中，保存单元7011，用于保存所述无线网络控制器发来的第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位，相邻扇区所对应的延时单位不同；计算单元7012，用于根据所述无线网络控制器发来的第一发送时间和所述每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和。所述延时单位小于或等于用户终端的多径接收窗的大小减去传输广播业务数据所用的路径时延。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种同频网络中发送广播业务数据的方法，所述同频网络包括无线网络控制器和一个以上的基站，每个基站的小区包括一个以上的扇区，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A.所述无线网络控制器将广播业务数据和第一发送时间发送给基站；
B.所述基站在所述第一发送时间开始后向自身包含的每个扇区发送所述广播业务数据，并且向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
预先将所述扇区进行分组，同一小区中的相邻扇区分在不同组中，每组扇区对应一个不同的延时单位，
则步骤B包括：
所述基站根据所述第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和，并按照每个扇区对应的第二发送时间向该扇区发送所述广播业务数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述延时单位是根据所述基站发送的广播业务数据的主径能否落入用户终端的多径接收窗内来设置。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述延时单位小于或等于所述用户终端的多径接收窗的大小减去传输所述广播业务数据所用的路径时延。
5.一种同频网络中发送广播业务数据的系统，其特征在于，该系统包括：
无线网络控制器，用于将广播业务数据和第一发送时间发送给基站；
基站，用于在所述第一发送时间开始后向自身包含的每个扇区发送所述广播业务数据，并且向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述基站，用于保存自身包括的扇区所对应的延时单位，相邻扇区所对应的延时单位不同；根据所述第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和，并按照每个扇区对应的第二发送时间向该扇区发送所述广播业务数据。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述延时单位小于或等于用户终端的多径接收窗的大小减去传输广播业务数据所用的路径时延。
8.一种基站，与无线网络控制器相连，其特征在于，所述基站包括：
时间确定单元，用于根据来自无线网络控制器的第一发送时间确定向自身包含的每个扇区发送广播业务数据的发送时间，并且，向相邻扇区发送所述广播业务数据的发送时间不同；
发送单元，用于在所确定的发送时间，向对应的每个扇区发送所述广播业务数据。
9.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述时间确定单元包括：
保存单元，用于保存所述无线网络控制器发来的第一发送时间和自身包含的每个扇区对应的延时单位，相邻扇区所对应的延时单位不同；
计算单元，用于根据所述无线网络控制器发来的第一发送时间和所述每个扇区对应的延时单位计算在每个扇区发送广播业务数据的第二发送时间，每个扇区对应的第二发送时间为所述第一发送时间与该扇区对应的延时单位之和。
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述延时单位小于或等于用户终端的多径接收窗的大小减去传输广播业务数据所用的路径时延。
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