CN103973358B - 一种毫米波通信信道合并的数据传输方法及设备及系统 - Google Patents

一种毫米波通信信道合并的数据传输方法及设备及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种毫米波通信信道合并的数据传输方法及设备及系统。本发明的方法包括：确定处于空闲状态的待合并信道，待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道，在原信道和待合并信道上传输数据。本发明通过进行同一频带的相邻信道的合并和/或不同频带的信道合并，提高数据传输过程中毫米波通信信道的利用率，增加传输带宽并以此进一步增加数据传输速率，提高系统性能。

Description

一种毫米波通信信道合并的数据传输方法及设备及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种毫米波通信信道合并的数据传输方法及设备及系统。
背景技术
随着人们对高速高质量的无线通信服务的需求，无线技术中的传输速率已经从最初的Kbps发展到Mbps，速率更高、链接更稳定的传输技术是无线通信发展的趋势。目前主流的无线通信技术，如超宽带（UWB)技术和Wi-Fi标准（IEEE802.1n）最高只能提供数百Mbps的速率，已经不能满足目前的无线数据业务如高清视频无线显示等业务发展的需求。此外，现有的无线通信技术使用的频谱主要集中在5GHz以下的低频段，在这段有限的频带内，聚集着蜂窝网通信（GSM、WCDMA、LTE）、Wi-Fi、UWB等多种无线通信制式，使得5GHz以下频段的频谱资源越来越拥挤，系统间干扰也越来越严重。频谱资源是制约低频段无线通信技术性能的一个关键性因素。
毫米波是指波长在1mm—1cm之间的电磁波，毫米波具有波长短，相对带宽大，传输速率高，设备体积小等优点，因此可以有效克服现有低频段频谱日益拥挤所带来的一系列的问题。
毫米波通信技术对器件加工工艺以及器件的可靠性、成熟度具有非常高的要求，最初多用在军用领域。随着器件制造水平的提升，工艺不断成熟，毫米波无线通信技术逐渐走向民用通信的实际应用中。现在，毫米波通信候选使用的频段主要包括60GHz和Q频段（45GHz附近），这两部分毫米波频谱资源具有不同的电波传播特征。电磁频谱在60GHz附加是一个强烈的吸收峰，这个频率范围内的电磁波传播衰减非常大，这一电磁传播特性既限定了60GHz通信技术的应用场景主要为室内环境，同时也使得空分复用成为可能。而在45GHz附近，电波传播的路径损耗特性比60GHz明显低很多，使用45GHz频段在相同的条件下可以有更远的传输距离或更低的功率消耗。当前，60GHz的标准制订也在加速进行中，有多个标准组织制订了各自60GHz通信的技术规范，如IEEE802.11ad和IEEE802.15.3c以及欧洲的ECMA-387。IEC也基于ECMA-387第一版规范发布了国际标准13156。
在毫米波频谱划分上，如图1所示中国划分的60GHz频段的毫米波频谱是59GHz-64GHz，共计5GHz的带宽，这一带宽低于北美、日本、韩国的7GHz带宽。现有60GHz技术研究对该频段通信划分的信道，一般都是2.16GHz，因此应用于中国频段，将只有两个逻辑信道可供使用，这难以满足应用的需求。为了配置更多的逻辑信道，同时在满足时数据传输需求的情况下，可以将较宽的带宽划分为多个较窄的逻辑信道以便增加信道的数量，同时还可以增加信道使用的灵活性。如何提高数据传输过程中毫米波通信信道的利用率一直是毫米波通信技术中需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种毫米波通信信道合并的数据传输方法及设备及系统，解决毫米波通信信道的利用率有待提高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种毫米波通信信道合并的数据传输方法，包括：确定处于空闲状态的待合并信道，所述待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道，在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：
所述确定所述待合并信道的选择优先顺序：所述相邻信道、所述跨频带信道。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：
所述数据的发射端设备确定所述待合并信道后，将所述待合并信道的信息通知至数据的接收端设备，所述数据接收端设备接收到所述待合并信道的信息后，在所述原信道和所述待合并信道上接收数据。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：
所述频带包括45GHz频带和60GHz频带。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种数据传输设备，其中，所述数据传输设备包括：
待合并信道选择模块，用于确定处于空闲状态的待合并信道，所述待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道；
数据传输模块，用于在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
进一步地，上述数据传输设备还可以具有以下特点：
所述待合并信道选择模块，还用于按以下选择次序选择所述待合并信道：所述相邻信道、所述跨频带信道。
进一步地，上述数据传输设备还可以具有以下特点：
所述数据传输模块，还用于从所述待合并信道选择模块获知所述待合并信道的信息后，将所述待合并信道的信息发送至所述数据的接收端设备。
进一步地，上述数据传输设备还可以具有以下特点：
所述数据传输模块，还用于接收到待合并信道的信息后，在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
进一步地，上述数据传输设备还可以具有以下特点：
所述频带包括45GHz频带和60GHz频带。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数据传输系统，其中，包括第一设备和第二设备；
所述第一设备包括：
待合并信道选择模块，用于确定处于空闲状态的待合并信道，所述待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道；
数据传输模块，用于在获知所述待合并信道选择模块确定的所述待合并信道后，将所述待合并信道的信息通知至所述第二设备，在所述原信道和所述待合并信道上传输数据；
所述第二设备包括：
数据传输模块，用于接收到所述待合并信道的信息后，在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
本发明通过进行同一频带的相邻信道的合并和/或不同频带的信道合并，提高数据传输过程中毫米波通信信道的利用率，增加传输带宽并以此进一步增加数据传输速率，提高系统性能。
附图说明
图1是60GHz中国频段与现有60GHz国际标准信道划分的对应关系以及中国频谱划分的信道划分方案示意图；
图2是本发明中毫米波通信信道合并的数据传输方法的流程图；
图3是本发明中信道合并方式示意图；
图4是本发明中数据传输设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图2所示，毫米波通信信道合并的数据传输方法包括：
步骤1，确定处于空闲状态的待合并信道，上述待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道。图3为信道合并的示意图。
步骤2，在原信道和待合并信道上传输数据。原信道和待合并信道共称为合并后的信道。
通过本方法可以将一个以上连续或非连续的窄信道合并为一个宽信道，既可以在带宽有限的情况下，增加可用的逻辑信道数目，也可以在带宽充裕的情况下，以更大带宽提供更高的传输速率，并且还可以提供更加灵活信道使用方式。
本方法中数据传输设备的底层具有信道侦听能力，能够探测除自身使用信道以外的信道是否处于空闲状态。数据传输设备的底层侦听到相邻信道和/或跨频带信道处于空闲状态时，向数据传输设备的高层请求进行信道合并，数据传输设备的高层反馈同意合并指示后，数据传输设备确定出待合并信道。或者，数据传输设备的底层侦听到相邻信道和/或跨频带信道处于空闲状态时无需向高层请求，数据传输设备确定出待合并信道。
确定待合并信道的选择优先顺序为：相邻信道、跨频带信道。即在相邻信道和跨频带信道均为空闲状态时，优先选择相邻信道。或者，相邻信道和跨频带信道均为空闲状态时可以同时选择两者。
本方法中，数据的发射端设备确定待合并信道后，将待合并信道的信息（可以通过控制信道指令）通知至数据的接收端设备，数据接收端设备接收到待合并信道的信息后，在原信道和待合并信道上接收数据。可选的，数据接收端设备接收到待合并信道的信息后还可以向数据的发射端设备发送反馈信号，数据发送端设备在接收到反馈信号后，在合并后的信道上传输数据。可选的，数据发送端设备在发送待合并信道的信息后的预设时长后在原信道和待合并信道上接收数据，数据接收端设备接收到待合并信道的信息后无需向数据发送端设备发送反馈信号，直接在在合并后的信道上传输数据。
本方法中频带包括45GHz频带和60GHz频带。同时支持45GHz和60GHz的终端，支持相邻信道合并和跨频带信道合并，对于只支持一个频带的终端，只能支持相邻信道合并。
如图4所示，本发明中的数据传输设备包括待合并信道选择模块和数据传输模块。
待合并信道选择模块用于确定处于空闲状态的待合并信道，待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道；
数据传输模块用于在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
其中，待合并信道选择模块，还用于按以下选择次序选择所述待合并信道：相邻信道、跨频带信道。
数据传输设备作为数据发射端设备时，数据传输模块还用于从所述待合并信道选择模块获知所述待合并信道的信息后，将待合并信道的信息发送至数据的接收端设备。
数据传输设备作为数据接收端设备时，数据传输模块还用于接收到待合并信道的信息后，在原信道和所述待合并信道上传输数据。
本发明中的数据传输系统包括第一设备和第二设备。
第一设备包括待合并信道选择模块和数据传输模块。
待合并信道选择模块用于确定处于空闲状态的待合并信道，待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道；
数据传输模块用于在获知待合并信道选择模块确定的待合并信道后，将待合并信道的信息通知至第二设备，在原信道和待合并信道上传输数据。
第二设备包括数据传输模块。
数据传输模块用于接收到待合并信道的信息后，在原信道和待合并信道上传输数据。
下面通过具体实施例进行详细说明。
具体实施例一（相邻信道合并）
第一设备支持45GHz和/或60GHz两个频带。第一设备正使用60GHz频带的1.08GHz带宽的窄信道进行数据传输。该设备底层探测到同频带存在宽度为1.08GHz的信道处于空闲状态，进一步识别该空闲信道与工作信道是否相邻，如果相邻，则可以进行信道合并，否则将不可进行信道合并。判断结果为相邻，设备底层向设备高层请求信道合并，设备高层返回同意指令。第一设备确定此同频带内宽度为1.08GHz的处于空闲状态的信道为待合并信道。
第一设备通过控制信道指令将待合并信道的信息告知第二设备，第二设备收到后返回反馈信号，并将工作带宽调整到合并后的信道。
第一设备收到第二设备的反馈信号后，通过合并后的信道传输数据。至此第一设备和第二设备均工作在合并后的信道。
具体实施例二（跨频带信道合并）
第一设备支持45GHz和60GHz两个频带。第一设备正使用60GHz频带的1.08GHz带宽的窄信道进行数据传输。该设备底层探测到45GHz频带存在宽度为1.08GHz的信道处于空闲状态，判断可以进行信道合并。设备底层向设备高层请求信道合并，设备高层返回同意指令。第一设备确定此45GHz频带内宽度为1.08GHz的处于空闲状态的信道为待合并信道。
第一设备通过控制信道指令将待合并信道的信息告知第二设备，第二设备收到后返回反馈信号，并将工作带宽调整到合并后的信道。
第一设备收到第二设备的反馈信号后，通过合并后的信道传输数据。至此第一设备和第二设备均工作在合并后的信道。
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，熟悉本领域的技术人员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。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (10)

1.一种毫米波通信信道合并的数据传输方法，其中，
数据传输设备的底层侦听到相邻信道和/或跨频带信道处于空闲状态时，确定处于空闲状态的待合并信道，所述待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道，在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述确定所述待合并信道的选择优先顺序：所述相邻信道、所述跨频带信道。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述数据的发射端设备确定所述待合并信道后，将所述待合并信道的信息通知至数据的接收端设备，所述数据接收端设备接收到所述待合并信道的信息后，在所述原信道和所述待合并信道上接收数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述频带包括45GHz频带和60GHz频带。
5.一种数据传输设备，其中，
所述数据传输设备包括：
待合并信道选择模块，用于数据传输设备的底层侦听到相邻信道和/或跨频带信道处于空闲状态时，确定处于空闲状态的待合并信道，所述待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道；
数据传输模块，用于在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
6.如权利要求5所述的数据传输设备，其特征在于，
所述待合并信道选择模块，还用于按以下选择次序选择所述待合并信道：所述相邻信道、所述跨频带信道。
7.如权利要求5所述的数据传输设备，其特征在于，
所述数据传输模块，还用于从所述待合并信道选择模块获知所述待合并信道的信息后，将所述待合并信道的信息发送至所述数据的接收端设备。
8.如权利要求7所述的数据传输设备，其特征在于，
所述数据传输模块，还用于接收到待合并信道的信息后，在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
9.如权利要求5所述的数据传输设备，其特征在于，
所述频带包括45GHz频带和60GHz频带。
10.一种数据传输系统，其中，
包括第一设备和第二设备；
所述第一设备包括：
待合并信道选择模块，用于数据传输设备的底层侦听到相邻信道和/或跨频带信道处于空闲状态时，确定处于空闲状态的待合并信道，所述待合并信道为与当前用于数据传输的毫米波通信信道称为原信道相邻的毫米波通信信道称为相邻信道和/或与当前用于数据传输的毫米波通信信道位于不同频带的毫米波通信信道称为跨频带信道；
数据传输模块，用于在获知所述待合并信道选择模块确定的所述待合并信道后，将所述待合并信道的信息通知至所述第二设备，在所述原信道和所述待合并信道上传输数据；
所述第二设备包括：
数据传输模块，用于接收到所述待合并信道的信息后，在所述原信道和所述待合并信道上传输数据。
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