CN102932839A - 基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，该方法是在基站覆盖范围内配置信令信道、业务信道和询问信道，信令信道、业务信道和询问信道组成跳频同步正交网，移动节点根据通信状况，自适应地调整询问周期，询问周期到时询问基站是否有下行业务，或者向基站发出上行业务的发送请求，没有业务要接收或发送时，移动节点进入休眠状态开启节能模式，有业务要接收或发送时则进入接收或发送状态，接收完或发送完后移动节点进入休眠状态，开始下一轮的询问。本发明充分考虑了移动节点的业务量，在移动节点业务量较小时，使移动节点更多地处于休眠状态，从而节省移动节点电量，延长便携电池的使用时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线接入网的实现方法，尤其是一种基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，属于无线通信领域。
背景技术
所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。随着通信技术迅猛发展，电信业务向综合化、数字化、智能化、宽带化和个人化方向发展，人们对电信业务多样化的需求也不断提高，如何充分利用现有的网络资源增加业务类型，提高服务质量，已成为电信专家和运营商日益关注研究的课题，因此，接入网成为网络应用和建设的热点。而无线接入网指用无线传播手段实现接入网功能的网络，又称无线本地环路，其具体表现为用无线传输手段取代传统接入网中的馈线、配线和引入线。随着接入网业务需求的增加和无线接入技术的发展，无线接入网的地位逐步提高。
无线接入网主要由基站控制器、基站和移动节点组成，只有移动节点是靠电量有限的便携电池供电的，在紧急业务发生时，因为电量不足而发生业务中断或者业务根本不能启动是不容发生的，因此，尽可能地延长电池使用时间是现实应用中的迫切需求。
考虑到在众多应用中，移动节点会花费大量的时间接收不属于该节点的信息，造成了电池电量的浪费，因此尽量减少移动节点不必要的接收活动是可以节省用电、延长电池使用时间的。
发明内容
本发明的目的，是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种使移动节点尽可能地处于休眠状态、节省移动节点电量、延长便携电池使用时间的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于包括以下步骤：
1）在基站覆盖范围内配置一个信令信道、多个业务信道和一个询问信道；
2）基站通过统一授时设备，使信令信道、业务信道和询问信道组成在同一时刻工作频率不重叠的跳频同步正交网；
3）基站周期性地在信令信道发送含有同步信息的同步信息；
4）移动节点未入网时在信令信道上搜索同步信息，若接收到同步信息，移动节点入网执行步骤5）；否则，继续搜索同步信息；
5）移动节点切换到询问信道，进入休眠状态，若到达询问周期，执行步骤7）；否则，执行步骤6）；
6）若到达接收同步信息时间，移动节点切换到信令信道接收同步信息，如果接收到同步信息，返回步骤5）；否则记录连续未接收次数，当连续未接收次数达到设定值，移动节点退网返回步骤4），当未达到设定值接收到同步信息，返回步骤5）；若未到达接收同步信息时间，保持休眠状态；
7）移动节点进入接收/发送状态，等待基站应答，接收到基站应答后，修改询问周期，若是肯定应答，执行步骤8）；否则，再次进入休眠状态等待下一个询问周期；
8）移动节点切换到信令信道接收基站的信令，若有业务信道时隙分配指示，切换到业务信道接收和发送数据，业务结束后返回步骤5）；否则，直接返回步骤5）。
作为一种优选方案，所述每个信道在时间轴上由若干个连续的时帧构成，所述每个时帧由若干个连续的分帧构成，所述每个分帧由一对连续的上、下行时隙构成。
作为一种优选方案，所述信令信道每个时隙长度与业务信道每个时隙长度采用倍数比例关系设置，所述业务信道每个时隙长度与询问信道每个时隙长度采用倍数比例关系设置。
作为一种优选方案，所述信令信道每个时隙长度为业务信道每个时隙长度的两倍，所述业务信道每个时隙长度为询问信道每个时隙长度的四倍。
作为一种优选方案，步骤7）中，移动节点接收到基站肯定应答时，询问周期计数设置为一个询问信道时帧的长度；接收到基站否定应答时，询问周期计数为之前保存的询问周期计数的两倍。
作为一种优选方案，所述移动节点在信令信道、业务信道和询问信道间的切换通过信道号实现。
作为一种优选方案，所述询问信道的接入方式为时分多址接入方式。
作为一种优选方案，步骤6）所述连续未接收同步信息次数的设定值为五次。
作为一种优选方案，步骤7）所述移动节点进入接收/发送状态中，移动节点向基站询问是否有下行业务，或向基站发出上行业务的发送请求。
作为一种优选方案，所述移动节点向基站发出上行业务的发送请求时，若是肯定应答，移动节点等待目的节点被基站唤醒，与目的节点一起切换到信令信道。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
本发明应用于无线接入网，在移动节点没有业务要接收或发送时，移动节点进入休眠状态开启节能模式，有业务要接收或发送时则进入接收或发送状态，接收完或发送完后移动节点进入休眠状态，充分考虑了移动节点的业务量，在移动节点业务量较小时，使移动节点更多地处于休眠状态，从而节省移动节点电量，延长便携电池的使用时间。
附图说明
图1为本发明信令信道、业务信道和询问信道的时隙设置图；
图2为本发明移动节点的节能工作流程图；
图3为本发明移动节点向基站发送业务请求的时隙指示图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的实现方法包括以下步骤：
1）如图1所示，在基站覆盖范围内配置一个信令信道、多个业务信道和一个询问信道，所述每个信道在时间轴上由若干个连续的时帧构成，所述每个时帧由若干个连续的分帧构成，所述每个分帧由一对连续的上、下行时隙构成，所述信令信道每个时隙长度为业务信道每个时隙长度的两倍，所述业务信道每个时隙长度为询问信道每个时隙长度的四倍；
信令信道、业务信道和询问信道具体设置为：跳频速率为y跳/秒，则每跳时间为1/y秒；当前跳数为P；询问信道每时帧包含N个分帧（N为每个小区最大容纳的移动节点个数），每个分帧由一对连续的上、下行时隙构成，每个时隙长度为x跳，即每个分帧长度为2x跳，那么每个时帧则包含2N*x跳；业务信道每个时帧包含K个分帧，每个时隙长度为4x跳，即每个分帧长度为8x跳，那么每个时帧则包含8K*x跳；信令信道每时帧包含M个分帧（M为小区数量），每时隙长度为8x跳，即每个分帧长度为16x跳，那么每时帧则包含16M*x跳；
小区号、移动节点Mac地址具体设置为：小区号从0到M-1，移动节点Mac地址从0到N-1；
基站发送同步时机：当前跳数P取模信令信道分帧长度（即16x跳）等于零且当前跳数P除以信令信道分帧长得到的商取模小区数量M等于本小区号；
基站发送信令时机：当前跳数P取模信令信道分帧长度（即16x跳）等于零且当前跳数P除以信令信道分帧长得到的商取模小区数量M不等于本小区号；
询问周期初始值设置为：一个询问信道时帧长，即2N*x跳；
移动节点首次接入询问信道时机：当前跳数P取模询问信道分帧长度（即2x跳）等于零且当前跳数除以询问信道分帧长得到的商取模小区容纳最大节点数N等于本节点Mac地址；
移动节点非首次接入询问信道时机：询问周期到；
2）基站通过GPS统一授时设备，使信令信道、业务信道和询问信道组成在同一时刻工作频率不重叠的跳频同步正交网；
3）基站在步骤1）所述的同步发送时机发送同步信息，移动节点接收同步信息保持与基站的同步，接收邻区公告信息保证小区切换顺利进行，其余下行时隙受基站控制器控制发送下行信令，上行时隙被移动节点应答占用；
4）如图2所示，移动节点未入网时在信令信道上搜索同步信息，若接收到同步信息，切换到询问信道，移动节点进入休眠状态，执行步骤5）；否则，继续搜索同步信息，等待下一个同步入网的时机；
5）如果是同步后第一次进入询问信道，移动节点在步骤1）所述的首次接入询问信道时机启动询问周期定时器，执行步骤7），如果时机未到，执行步骤6）；否则，移动节点在步骤1）所述的非首次接入询问信道时机，执行步骤7），如果时机未到，执行步骤6），每过一跳，询问周期计数值为非零时减一；
6）移动节点在步骤1）所述的基站同步发送时机切换到信令信道接收同步信息，若接收到同步信息，切换到询问信道，返回步骤5），否则记录连续未接收次数，连续五次未接收到同步信息，则移动节点退网继续搜索同步信息，返回步骤4）；如果时机未到，保持休眠状态，返回步骤5）；
7）移动节点进入接收/发送状态，分为两种情况：
a、当移动节点没有数据发送时，移动节点向基站询问是否有信令接收，等待基站应答，当接收到基站的肯定应答时，移动节点在步骤1）所述的基站发送信令时机切换到信令信道接收信令，执行步骤8），询问周期计数设置为一个询问信道时帧长（2N*x跳）；当接收到基站的否定应答时，移动节点维持在询问信道，询问周期计数为之前保存的询问周期计数的两倍，并进入休眠状态，返回步骤5）；
b、当移动节点有数据发送时，移动节点向基站发送发数据请求，等待基站应答，当接收到基站的肯定应答时，如图3所示，移动节点等待目的节点被基站唤醒，与目的节点一起切换到信令信道，执行步骤8）；当接收到基站的否定应答时，移动节点等待下一次发送时机，询问周期计数设置为之前保存的询问周期计数的两倍，返回步骤5）；
动态调整规则如下：
T询问=2N*x，收到基站肯定应答；
T询问=2*T询问’，收到基站否定应答；
其中，T询问为当前询问周期，T询问’为之前保存的询问周期。
8）若有业务信道时隙分配指示，进入业务信道接收和发送数据，业务结束后切换到询问信道，返回步骤5）；否则，切换到询问信道直接返回步骤5）。
上述实施例中，所述询问信道的接入方式为时分多址接入方式。所述移动节点在信令信道、业务信道和询问信道间的切换通过信道号实现。
以上所述，仅为本发明优选的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于包括以下步骤：
1）在基站覆盖范围内配置一个信令信道、多个业务信道和一个询问信道；
2）基站通过统一授时设备，使信令信道、业务信道和询问信道组成在同一时刻工作频率不重叠的跳频同步正交网；
3）基站周期性地在信令信道发送同步信息；
4）移动节点未入网时在信令信道上搜索同步信息，若接收到同步信息，移动节点入网执行步骤5）；否则，继续搜索同步信息；
5）移动节点切换到询问信道，进入休眠状态，若到达询问周期，执行步骤7）；否则，执行步骤6）；
6）若到达接收同步信息时间，移动节点切换到信令信道接收同步信息，如果接收到同步信息，返回步骤5）；否则记录连续未接收次数，当连续未接收次数达到设定值，移动节点退网返回步骤4），当未达到设定值接收到同步信息，返回步骤5）；若未到达接收同步信息时间，保持休眠状态；
7）移动节点进入接收/发送状态，等待基站应答，接收到基站应答后，修改询问周期，若是肯定应答，执行步骤8）；否则，再次进入休眠状态等待下一个询问周期；
8）移动节点切换到信令信道接收基站的信令，若有业务信道时隙分配指示，切换到业务信道接收和发送数据，业务结束后返回步骤5）；否则，直接返回步骤5）。
2.根据权利要求1所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：所述每个信道在时间轴上由若干个连续的时帧构成，所述每个时帧由若干个连续的分帧构成，所述每个分帧由一对连续的上、下行时隙构成。
3.根据权利要求2所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：所述信令信道每个时隙长度与业务信道每个时隙长度采用倍数比例关系设置，所述业务信道每个时隙长度与询问信道每个时隙长度采用倍数比例关系设置。
4.根据权利要求3所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：所述信令信道每个时隙长度为业务信道每个时隙长度的两倍，所述业务信道每个时隙长度为询问信道每个时隙长度的四倍。
5.根据权利要求4所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：步骤7）中，移动节点接收到基站肯定应答时，询问周期计数设置为一个询问信道时帧的长度；接收到基站否定应答时，询问周期计数为之前保存的询问周期计数的两倍。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：所述移动节点在信令信道、业务信道和询问信道间的切换通过信道号实现。
7.根据权利要求1-5任一项所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：所述询问信道的接入方式为时分多址接入方式。
8.根据权利要求1-5任一项所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：步骤6）所述连续未接收同步信息次数的设定值为五次。
9.根据权利要求1-5任一项所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：步骤7）所述移动节点进入接收/发送状态中，移动节点向基站询问是否有下行业务，或向基站发出上行业务的发送请求。
10.根据权利要求9所述的基于节能接入的多信道无线接入网的实现方法，其特征在于：所述移动节点向基站发出上行业务的发送请求时，若是肯定应答，移动节点等待目的节点被基站唤醒，与目的节点一起切换到信令信道。
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