CN107925469B - 背包式移动基站系统及其通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统包括通过电视白色空间与回程施主及回程网桥中的一种进行无线匹配来向终端提供紧急灾难移动通信服务的移动基站，上述移动基站包括：回程无线匹配部，通过电视白色空间与上述回程施主及上述回程网桥中的一种进行无线匹配；终端无线匹配部，通过无线方式与上述终端进行匹配；以及基站信号处理部，在上述回程无线匹配部与上述终端无线匹配部之间对上述移动基站的信号进行处理，上述回程施主、上述回程网桥以及上述移动基站从工业电源、电池、太阳能、风力以及发电设备中的至少一种接收电力。

Description

背包式移动基站系统及其通信方法
技术领域
本发明涉及基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统及方法，详细地，涉及将电视白色空间(TVWS，Television white space)用作回程来执行灾难安全移动通信服务。即，本发明涉及可使执行灾难安全移动通信服务的移动基站将电视白色空间用作回程来与维护维修服务器进行通信的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统及方法。
背景技术
在韩国，因灾难而造成的人员伤亡在1990年代之后呈减少的趋势，但相对于防灾先进国家，仍然维持高水平，因而引发社会成本。
并且，虽然因灾难而造成的人员伤亡在减少，但由于灾难的大型化、集中化以及产生新的灾难类型等，因而在韩国内外需要增加国家灾难安全网事业。
并且，国家灾难安全网需要移动基站，以便可消除小规模阴影区域以及紧急灾难区域通信量的超负荷，并对因灾难安全网崩溃及路损等而车辆难以进入区域的紧急灾难安全网进行修复等。
作为其一例，韩国授权专利公报第1355109号提出如下的方法，即，至少一个宏基站向多个分布式小型基站分配无线回程资源容量，当通信量突然增加时，通过分配额外的资源来极为有效地利用宏基站与分布式小型基站之间的有限的无线回程资源，从而向移动通信终端提供优质的移动通信服务。
但是，在基站中用作小型基站的回程占大量的传输容量，因而存在需要使用微波或卫星的问题。
并且，在使用微波的情况下，存在需要确保可视距离的不便，在使用卫星的情况下，存在建筑物内部的使用受限的问题。
以往的移动通信基站大部分为车辆用，作为回程，通过使用光通信(有线)、微波(M/W)及卫星来运行。
在使用光通信回程的情况下，存在无法快速进行安装及拆除等问题，微波回程因直行性非常高而存在需要处于视线(LOS，line of sight)环境，且需要安装塔的问题。
卫星回程具有可安装于任意位置的优点，但由于价格高且实际速度无法达到3Mbps程度，因而存在速度慢的问题。但是在沙漠及完全偏僻的山村，有必要连接3Mbps速度的卫星。
现有技术文献：韩国授权专利公报第1355109号(2014年01月17日)
发明内容
技术问题
本发明用于解决上述问题，本发明的目的在于，提供将电视白色空间用作回程来执行灾难安全移动通信服务的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统及方法。
本发明的另一目的在于，提供如下的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统及方法，即，执行灾难安全移动通信服务的移动基站将电视白色空间用作回程来与维护维修服务器进行通信，因而容易携带和建立，从而在国家灾难安全网中用于消除小规模阴影区域以及紧急灾难区域通信量的超负荷，并对因灾难安全网崩溃及路损等而车辆难以进入区域的紧急灾难安全网进行修复等。
除了上述所提及的本发明的技术问题之外，本发明的其他多个特征及优点会在以下进行描述，并且本发明所属技术领域的普通技术人员可从这些描述及说明中明确地理解本发明。
解决问题的方案
用于实现上述目的的本发明实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统包括通过电视白色空间与回程施主及回程网桥中的一种进行无线匹配来向终端提供紧急灾难移动通信服务的移动基站，上述移动基站包括：回程无线匹配部，通过电视白色空间与上述回程施主及上述回程网桥中的一种进行无线匹配；终端无线匹配部，通过无线方式与上述终端进行匹配；以及基站信号处理部，在上述回程无线匹配部与上述终端无线匹配部之间对上述移动基站的信号进行处理，上述回程施主、上述回程网桥以及上述移动基站从工业电源、电池、太阳能、风力以及发电设备中的至少一种接收电力。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述回程无线匹配部包括：电视白色空间调制解调部，用于对上述基站信号处理部的信号进行调制及解调；以及电视白色空间收发部，通过将上述电视白色空间调制解调部的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来以电视白色空间频率与上述回程施主及上述回程网桥中的一种进行无线收发。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述终端无线匹配部包括：移动通信调制解调部，用于对上述基站信号处理部的信号进行调制及解调；以及移动通信射频收发部，通过将上述移动通信调制解调部的信号转换及逆转换为移动通信射频频率来与上述终端进行无线收发。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述基站信号处理部包括基站切换部、卫星收发部、供电部以及无线局域网匹配部中的至少一种，上述基站切换部用于对上述回程无线匹配部和上述终端无线匹配部的信号进行切换，上述卫星收发部通过无线方式与卫星进行收发，上述供电部用于向上述移动基站供电，上述无线局域网匹配部用于对无线局域网信号进行匹配。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述回程施主包括：施主信号处理部，通过广域网与灾难安全移动通信服务器相连接，用于对上述回程施主的信号进行处理；以及服务回程无线匹配部，与上述施主信号处理部相连接，通过电视白色空间与上述移动基站及上述回程网桥中的一种进行无线匹配。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述服务回程无线匹配部包括：电视白色空间调制解调部，用于对上述施主信号处理部的信号进行调制及解调；以及电视白色空间收发部，通过将上述电视白色空间调制解调部的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来以电视白色空间频率与上述移动基站及上述回程网桥中的一种进行无线收发。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述施主信号处理部包括广域网(WAN)匹配部、施主切换部、卫星收发部、供电部以及无线局域网匹配部中的至少一种，上述广域网匹配部通过广域网与上述灾难安全移动通信服务器进行匹配，上述施主切换部用于对上述广域网匹配部和上述服务回程无线匹配部的信号进行切换，上述卫星收发部通过无线方式与卫星进行收发，上述供电部用于向上述回程施主供电，上述无线局域网匹配部用于对无线局域网信号进行匹配。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述回程网桥包括：第一回程无线匹配部，通过电视白色空间与上述回程施主进行无线匹配；第二回程无线匹配部，通过电视白色空间与上述移动基站进行无线匹配；以及网桥信号处理部，在上述第一回程无线匹配部与上述第二回程无线匹配部之间对上述回程网桥的信号进行处理。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述第一回程无线匹配部包括：电视白色空间调制解调部，以基带对上述网桥信号处理部的信号进行调制及解调；以及电视白色空间收发部，通过将上述电视白色空间调制解调部的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来与上述回程施主进行无线收发。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述第二回程无线匹配部包括：电视白色空间调制解调部，用于对上述网桥信号处理部的信号进行调制及解调；以及电视白色空间收发部，通过将上述电视白色空间调制解调部的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来与上述移动基站进行无线收发。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，通过连续使用一个以上的上述回程网桥来对上述回程施主和上述移动基站进行连接。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，网桥信号处理部包括如下网桥切换部、卫星收发部、供电部及无线局域网匹配部中的至少一种，上述网桥切换部用于对第一回程无线匹配部和第二回程无线匹配部的信号进行切换，上述卫星收发部通过无线方式与卫星进行收发，上述供电部用于向上述回程网桥供电，上述无线局域网匹配部用于对无线局域网信号进行匹配。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述回程施主、上述回程网桥以及上述移动基站包括能够以背包式进行移动的结构。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述回程施主、上述回程网桥以及上述移动基站包括多输入多输出系统，以提高无线回程的传输速度。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，上述多输入多输出系统通过在可视距离利用垂直及水平极化进行分离或将全向天线的角度变更90度来使用。
并且，在基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统中，灾难安全移动通信服务器包括用于解决网络上的安全问题的安全网关。
本发明实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站方法包括：回程无线匹配步骤，通过电视白色空间与回程施主及回程网桥中的一种进行无线匹配；基站信号处理步骤，借助用于与终端进行匹配的信号来对上述回程无线匹配步骤中的功率进行信号处理；以及终端无线匹配步骤，通过无线方式与上述终端进行匹配，在上述回程无线匹配步骤中，上述回程施主及上述回程网桥从工业电源、电池、太阳能、风力以及发电设备中的至少一种接收电力。
除此之外，通过本发明的实施例还可进一步掌握本发明的其他特征及优点。
发明的效果
本发明的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统及方法具有如下优点：作为回程使用电视白色空间来提供灾难安全移动通信服务。
或者本发明的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统及方法具有如下优点：执行灾难安全移动通信服务的移动基站将电视白色空间用作回程来与维护维修服务器进行通信，因而容易携带和建立，从而在国家灾难安全网中用于消除小规模阴影区域以及紧急灾难区域通信量的超负荷，并对因灾难安全网崩溃及路损等而车辆难以进入区域的紧急灾难安全网进行修复等。
可从本发明获得的效果并不局限于以上所提及的效果，本发明所属技术领域的普通技术人员可从以下记载中明确理解未被提及的其他效果。
附图说明
图1为示出本发明一实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统的结构图。
图2为详细示出图1的回程无线匹配部的结构图。
图3为详细示出图1的终端无线匹配部的结构图。
图4为详细示出图1的基站信号处理部的结构图。
图5为详细示出图1的回程施主的结构图。
图6为详细示出图5的服务回程无线匹配部的结构图。
图7为详细示出图5的施主信号处理部的结构图。
图8为详细示出图1的回程网桥的结构图。
图9为详细示出图8的第一回程无线匹配部的结构图。
图10为详细示出图8的第二回程无线匹配部的结构图。
图11为详细示出图8的网桥信号处理部的结构图。
图12为示出连接图1的回程施主、回程网桥、移动基站及终端的网络的例的连接图。
图13为示出本发明一实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例，使得本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易实施。本发明可通过多种不同的方式来实现，而并不局限于在此所说明的实施例。
为了明确说明本发明而省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，对于相同或类似的结构要素赋予了相同的附图标记。
在整个说明书中，当表示某一部分与其他部分相“连接”时，这除了包括“直接连接”的情况之外，还包括在其中间隔着其他器件“电连接”的情况。并且，当表示某一部分“包括”某种结构要素时，除非存在特别相反的记载，这并非表示排除其他结构要素，而是表示还可包括其他结构要素。
在本说明书中所使用的专业术语仅用于提及特定实施例，而并非所要限定本发明。除非文字表示与其明显相反的含义，在本说明书中所使用的单数形态还包括复数形态。在说明书中所使用的“包括的”表示对特定特性、区域、整数、步骤、动作、要素和/或成分的具体化，而并非排除特定特性、区域、整数、步骤、动作、要素和/或成分的存在或附加。
虽然未下其他定义，包含使用于本说明书中的技术术语及科学术语在内的所有术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员普遍理解的含义相同的含义。在普遍使用的词典中所定义的术语应增加解释为具有符合相关技术文献和当前公开的内容的含义，而不应以理想性或非常公式化的含义来进行解释。
以下，参照附图来对本发明的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统及方法进行详细说明。
图1为示出本发明一实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统的结构图，图2至图12为用于详细说明图1的结构图及连接图。
以下，参照图1至图12来对本发明一实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统进行说明。
首先，参照图1，本发明一实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统包括回程施主(backhaul donor)100、回程网桥(backhaul bridge)200及移动基站300。
上述移动基站300通过电视白色空间(Television White Space)与回程施主100及回程网桥200中的一种进行无线匹配。由此，向终端400提供紧急灾难移动通信服务。
上述移动基站300包括回程无线匹配部310、信号处理部320及终端无线匹配部330。上述回程无线匹配部310通过电视白色空间与上述回程施主100及上述回程网桥200中的一种进行无线匹配。上述终端无线匹配部330通过无线方式与终端400进行匹配。上述基站信号处理部320在上述回程无线匹配部310与上述终端无线匹配部330之间对移动基站300的信号进行处理。
上述移动基站300在700MHz频带通过公共安全长期演进网络(PS-LTE，publicsafety-long term evolution)与终端进行收发，可通过卫星及射频(RF，radiofrequency)回程连接传输控制协议/因特网互联协议(TCP/IP，Transmission ControlProtocol/Internet Protocol)网络。并且，移动基站300内置有电池，除了工业电源(例如，AC220V)之外，也可从独立电源(太阳能、风力及发电机等)接收电力。
上述终端无线匹配部330可借助2个公共安全长期演进网络来天线接收由终端400向公共安全长期演进网络(PS-LTE)的多输入多输出系统(MIMO，multi input multioutput)传输的射频信号。接收到的公共安全长期演进网络的多输入多输出射频信号被转换为基带信号并对进行正交频分复用解调。并且，经过正交频分复用(OFDM，或thogonalfrequency division multiplexing)解调的信号可通过被转换为可向传输控制协议/因特网互联协议网络传输的分组数据来向上述基站信号处理部320输入。
其中，分组数据可根据回程连接状态来连接射频或卫星。在向射频回程传输的情况下，可向回程无线匹配部310输入，并被调制为6MHz频带的电视白色空间多输入多输出系统的正交频分复用信号。此时，多输入多输出系统还可通过区分电视白色空间频带的垂直及水平极化来使用。
经过调制的电视白色空间多输入多输出信号在被转换为470～698MHz频带信号之后，可经由2个电视白色空间天线向回程施主100或回程网桥200发射。
电视白色空间表示在470～698MHz频带中未被电视(TV)频道所使用的频带。由于灾难安全移动通信服务器500(示出在图7中)的频段低，因而具有折射率高且可以传播很远的优点。并且，由于频段低，因而除了视线(line-of-sight)环境之外，在非视线(Nonlineof-sight)环境下也可容易传播。
电视白色空间作为无许可(工业、科学和医学(ISM：Industrial ScientificMedical))频带，具有能够以低廉的费用建立无线网的优点。并且，2.4GHz和5GHz的工业、科学和医学频带在1：1(point-to-point)的结构中可使用高增益(High Gain)天线(20dBi以上)来进行10km以上的远程服务。相反，电视白色空间可将36dBm为止的有效各向同性辐射功率(EIRP，Effective Isotropic Radiated Power)用作无许可频带，从而具有即使通过1：N(point-to-multi point)的结构也可进行10km以上的远程服务的优点。
另一方面，由于电视白色空间在470～698MHz宽带中使用不被电视频道所使用的频道，因而可传输超高速无线数据。并且，微波(Microwave)的频率高，因而难以穿过树木来进行传播。相反，电视白色空间因其频率低而可容易穿过树木等，从而具有可通过设置高度低的天线来使用的优点。
若继续以主从(Master/Slave)结构连接使用电视白色空间，则可通过扩展电视白色空间回程距离来使用。即，电视白色空间装置可在1中继段(Hop)传输10km以上，因而若连接使用多个主从设备，则可提供数十km以上的通信服务。
这种结构(连接广域网)可连接到回程施主100-电视白色空间区间-回程网桥200(由从设备和主设备这2个构成，借助局域网(LAN)接口相连接)-电视白色空间区间-移动基站300(由从设备和公共安全长期演进网络调制解调器/射频构成)。因此，可通过使用主从结构来实现1：N连接。
图2为详细示出图1的回程无线匹配部310的结构图。
参照图2，回程无线匹配部310包括电视白色空间收发部311及电视白色空间调制解调部312。
上述电视白色空间收发部311将电视白色空间调制解调部312的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来以电视白色空间频率与回程施主100和回程网桥200中的一种进行无线收发。上述电视白色空间调制解调部312对基站信号处理部320的信号进行调制及解调。即，电视白色空间收发部311借助2个电视白色空间天线接收从回程施主100及回程网桥200接收的电视白色空间多输入多输出系统射频信号。接收到的电视白色空间多输入多输出信号被转换为基带来在电视白色空间调制解调部312进行解调。经过解调的信号被转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据来可向基站信号处理部320输入。
其中，电视白色空间调制解调部312通过对模拟I/Q信号进行正交频分复用解调来转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据，并可向基站信号处理部320传输上述传输控制协议/因特网互联协议分组数据。
另一方面，电视白色空间调制解调部312对从基站信号处理部320传输的传输控制协议/因特网互联协议分组数据进行正交频分复用调制，来转换为模拟I/Q信号。并且，可通过电视白色空间收发部311向回程施主100或回程网桥200传输上述模拟I/Q信号。
其中，电视白色空间收发部311可包括：放大器，以低噪声的方式对电视白色空间多输入多输出信号进行放大；以及高功率放大器(HPA，high power amplifier)，以高功率对电视白色空间多输入多输出信号进行放大。并且，电视白色空间收发部311可包括用于对射频信号的收发进行切换的射频切换部。
图3为详细示出图1的终端无线匹配部330的结构图。
参照图3，终端无线匹配部330包括移动通信射频收发部331及移动通信调制解调部332。
上述移动通信射频收发部331通过将移动通信调制解调部332的信号转换及逆转换为移动通信射频频率来与终端400进行无线收发。上述移动通信调制解调部332对基站信号处理部320的信号进行调制及解调。移动通信射频收发部331可借助2个天线接收从终端400接收的公共安全长期演进网络信号。接收到的公共安全长期演进网络多输入多输出信号被转换为基带来在移动通信调制解调部332进行解调。经过解调的信号转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据，并可向基站信号处理部320输入上述传输控制协议/因特网互联协议分组数据。
其中，移动通信调制解调部332通过对模拟I/Q信号进行正交频分复用解调来转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据。并且，可向基站信号处理部320传输上述传输控制协议/因特网互联协议分组数据。
另一方面，移动通信调制解调部332对从基站信号处理部320传输的传输控制协议/因特网互联协议分组数据进行正交频分复用调制，来转换为模拟I/Q信号。并且，可通过移动通信射频收发部331向终端400传输上述模拟I/Q信号。
其中，移动通信射频收发部331可包括：放大器，以低噪声对公共安全长期演进网络信号进行放大；以及高功率放大器，以高功率对公共安全长期演进网络多输入多输出信号进行放大。并且，移动通信射频收发部331可包括对射频信号的收发进行切换的射频切换部。
图4为详细示出图1的基站信号处理部320的结构图。
参照图4，基站信号处理部320包括基站切换部321、卫星收发部322、供电部323及无线局域网匹配部324中的至少一种。
上述基站切换部321对回程无线匹配部310和终端无线匹配部330的信号进行切换。上述卫星收发部322通过无线方式与卫星进行收发。上述供电部323向移动基站300供电。并且，上述无线局域网匹配部324对无线局域网信号进行匹配。
作为一例，从终端无线匹配部330接收的信号和从无线局域网匹配部324接收的无线局域网信号向基站切换部321输入，并可根据回程设定经过卫星收发部322向卫星传输。
作为另一例，从终端无线匹配部330接收的信号和从无线局域网匹配部324接收的无线局域网信号可经过回程无线匹配部310向回程施主100或回程网桥200传输。
并且，从回程无线匹配部310或卫星收发部322传输的信号可向终端无线匹配部330重新传输。并且，从回程无线匹配部310或卫星收发部322传输的信号可向无线局域网匹配部324重新传输。
另一方面，卫星收发部322还以用于获取移动基站300的位置信息的用途来使用，也可通过全球定位系统(GPS，global positioning system)天线及接收器获得信息。供电部323可从工业电源(AC220V)及独立电源装置接收电力，也可对电池进行充电。基站切换部321包括用户界面，作为上述用户界面，可适用液晶显示器(LCD，liquid crystal display)和键盘。由此，可对移动基站300的状态进行监控及控制。
图5为详细示出图1的回程施主100的结构图。
参照图5，回程施主100包括施主信号处理部120及服务回程无线匹配部130。
上述施主信号处理部120通过广域网与灾难安全移动通信服务器500相连接，并对回程施主100的信号进行处理。上述服务回程无线匹配部130与上述施主信号处理部120相连接来通过电视白色空间与移动基站300及回程网桥200中的一种进行无线匹配。
回程施主100使移动基站300及回程网桥200的信号与有线网相连接。并且，回程施主100基于回程网桥200及移动基站300的位置信息与电视白色空间数据库服务器520相连接，从而可获得电视白色空间的可用频道。
另一方面，考虑到携带性，回程施主100还能够以背包形状来使用。这种回程施主100还可通过工业电源(AC220V)、电池及独立电源装置来驱动。
服务回程无线匹配部130可借助2个电视白色空间天线接收由移动基站300及回程网桥200向电视白色空间多输入多输出系统传输的射频信号。接收到的电视白色空间多输入多输出系统射频信号被转换为基带信号并进行正交频分复用解调。经过正交频分复用解调的信号被转换为可向传输控制协议/因特网互联协议网络传输的分组数据，上述分组数据可向施主信号处理部120输入。此时，多输入多输出系统可通过区分电视白色空间频带的垂直及水平极化来使用。
其中，分组数据可根据回程连接状态与灾难安全移动通信服务器500或卫星相连接。
图6为详细示出图5的服务回程无线匹配部130的结构图。
参照图6，服务回程无线匹配部130包括电视白色空间收发部131及电视白色空间调制解调部132。
上述电视白色空间收发部131通过将电视白色空间调制解调部132的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来以电视白色空间频率与移动基站300及回程网桥200中的一种进行无线收发。上述电视白色空间调制解调部132对施主信号处理部120的信号进行调制及解调。即，电视白色空间收发部131可借助2个电视白色空间天线接收从移动基站300及回程网桥200接收的电视白色空间多输入多输出系统射频信号。接收到的电视白色空间多输入多输出信号被转换为基带来在电视白色空间调制解调部132进行解调。经过解调的信号可被转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据来向施主信号处理部120输入。
其中，电视白色空间调制解调部132通过对模拟I/Q信号进行正交频分复用解调来转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据。并且，电视白色空间调制解调部132可向施主信号处理部120传输上述传输控制协议/因特网互联协议分组数据。
另一方面，电视白色空间调制解调部132对从施主信号处理部120传输的传输控制协议/因特网互联协议分组数据进行正交频分复用调制来转换为模拟I/Q信号。并且，电视白色空间调制解调部132可通过电视白色空间收发部131向移动基站300或回程网桥200传输上述模拟I/Q信号。
其中，电视白色空间收发部131可包括：放大器，以低噪声的方式对电视白色空间多输入多输出信号进行放大；以及高功率放大器，以高功率对电视白色空间多输入多输出信号进行放大。并且，电视白色空间收发部131可包括对射频信号的收发进行切换的射频切换部。
图7为详细示出图5的施主信号处理部120的结构图。
参照图7，施主信号处理部120可包括广域网匹配部121、施主切换部122、卫星收发部123、供电部124及无线局域网匹配部125中的至少一种。
上述广域网匹配部121通过广域网与灾难安全移动通信服务器500进行匹配。上述施主切换部122对广域网匹配部121和服务回程无线匹配部130的信号进行切换。上述卫星收发部123通过无线方式与卫星进行收发。上述供电部124向回程施主100供电。并且，无线局域网匹配部125对无线局域网信号进行匹配。
作为一例，从服务回程无线匹配部130接收的信号和从无线局域网匹配部125接收的无线局域网信号向施主切换部122输入，并可根据回程设定经由卫星收发部123向卫星传输。
作为另一例，从服务回程无线匹配部130接收的信号和从无线局域网匹配部125接收的无线局域网信号向施主切换部122输入，并可根据回程设定经由广域网匹配部121向灾难安全移动通信服务器500传输。
并且，可向服务回程无线匹配部130重新传输从灾难安全移动通信服务器500或卫星收发部123传输的信号。并且，可向无线局域网匹配部125重新传输从灾难安全移动通信服务器500或卫星收发部123传输的信号。
另一方面，卫星收发部123还以用于获取回程施主100的位置信息的用途来使用，也可通过全球定位系统天线及接收器获得信息。
供电部124可从工业电源(AC220V)及独立电源装置接收电力，也可对电池进行充电。
施主切换部122包括用户界面，作为上述用户界面，可适用液晶显示器和键盘。由此，可对回程施主100的状态进行监控及控制。
图8为详细示出图1的回程网桥200的结构图。
参照图8，回程网桥200包括第一回程无线匹配部210、网桥信号处理部220及第二回程无线匹配部230。
上述第一回程无线匹配部210通过电视白色空间与回程施主100进行无线匹配。上述第二回程无线匹配部230通过电视白色空间与移动基站300进行无线匹配。上述网桥信号处理部220在第一回程无线匹配部210与第二回程无线匹配部230之间对回程网桥200的信号进行处理。
并且，可通过连续使用一个以上的回程网桥200来对回程施主100和移动基站300进行连接。
为了扩展回程施主100的服务距离，可以连续使用一个以上的回程网桥200。回程网桥200可在将电视白色空间信号解调成数字之后进行重新调制来向电视白色空间传输。并且，考虑到携带性，回程网桥200能够以背包形状来使用。这种回程网桥200可通过工业电源(AC220V)、电池及独立电源装置来驱动。
第二回程无线匹配部230可借助2个电视白色空间天线接收由移动基站300向电视白色空间多输入多输出系统传输的射频信号。接收到的电视白色空间多输入多输出系统射频信号被转换为基带信号并进行正交频分复用解调。并且，经过正交频分复用解调的信号可转换为可向传输控制协议/因特网互联协议网络传输的分组数据来向网桥信号处理部220输入。
其中，分组数据可根据回程连接状态与射频或卫星相连接。在向射频回程传输的情况下，向第一回程无线匹配部210输入，并可调制成6MHz频带的电视白色空间多输入多输出系统正交频分复用信号。此时，多输入多输出系统还可区分为电视白色空间频带的垂直及水平极化来使用。
经过调制的电视白色空间多输入多输出信号在转换为470～698MHz频带的信号之后，可经过2个电视白色空间天线向回程施主100发射。
图9为详细示出图8的第一回程无线匹配部210的结构图。
参照图9，第一回程无线匹配部210包括电视白色空间收发部211及电视白色空间调制解调部212。
上述电视白色空间收发部211通过将电视白色空间调制解调部212的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来与回程施主100进行无线收发。上述电视白色空间调制解调部212以基带对网桥信号处理部220的信号进行调制及解调。
即，从回程施主100接收的电视白色空间多输入多输出系统射频信号可由电视白色空间收发部211借助2个电视白色空间天线来接收。接收到的电视白色空间多输入多输出信号被转换为基带来在电视白色空间调制解调部212进行解调。经过解调的信号被转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据来可向网桥信号处理部220输入。
其中，电视白色空间调制解调部212对模拟I/Q信号进行作为基带的正交频分复用解调来转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据。并且，电视白色空间调制解调部212可向网桥信号处理部220传输上述传输控制协议/因特网互联协议分组数据。
另一方面，电视白色空间调制解调部212对从网桥信号处理部220传输的传输控制协议/因特网互联协议分组数据进行正交频分复用调制来转换为模拟I/Q信号。并且，电视白色空间调制解调部212可通过电视白色空间收发部211向回程施主100传输上述模拟I/Q信号。
其中，电视白色空间收发部211可包括：放大器，以低噪声的方式对电视白色空间多输入多输出信号进行放大；以及高功率放大器，以高功率对电视白色空间多输入多输出信号进行放大。并且，电视白色空间收发部211可包括用于对射频信号的收发进行切换的射频切换部。
图10为详细示出图8的第二回程无线匹配部230的结构图。
参照图10，第二回程无线匹配部230包括电视白色空间收发部231及电视白色空间调制解调部232。
上述电视白色空间收发部231通过将电视白色空间调制解调部232的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来与移动基站300进行无线收发。上述电视白色空间调制解调部232对网桥信号处理部220的信号进行调制及解调。
即，从移动基站300接收的电视白色空间多输入多输出系统射频信号可由电视白色空间收发部231借助2个电视白色空间天线来接收。接收到的电视白色空间多输入多输出信号被转换为基带来在电视白色空间调制解调部232进行解调。经过解调的信号通过转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据来可向网桥信号处理部220输入。
其中，电视白色空间调制解调部232通过对模拟I/Q信号进行正交频分复用解调来转换为传输控制协议/因特网互联协议分组数据。并且，电视白色空间调制解调部232可向网桥信号处理部220传输上述传输控制协议/因特网互联协议分组数据。
另一方面，电视白色空间调制解调部232通过对从网桥信号处理部220传输的传输控制协议/因特网互联协议分组数据进行正交频分复用调制来转换为模拟I/Q信号。并且，电视白色空间调制解调部232可通过电视白色空间收发部231向移动基站300传输上述模拟I/Q信号。
其中，电视白色空间收发部231可包括：放大器，以低噪声的方式对电视白色空间多输入多输出信号进行放大；以及高功率放大器，以高功率对电视白色空间多输入多输出信号进行放大。并且，电视白色空间收发部231可包括用于对射频信号的收发进行切换的射频切换部。
图11为详细示出图8的网桥信号处理部220的结构图。
参照图11，网桥信号处理部220可包括网桥切换部221、卫星收发部222、供电部223及无线局域网匹配部224中的至少一种。
上述网桥切换部221对第一回程无线匹配部210和第二回程无线匹配部230的信号进行切换。上述卫星收发部222通过无线方式与卫星进行收发。上述供电部223向回程网桥200供电。并且，无线局域网匹配部224对无线局域网信号进行匹配。
作为一例，从第二回程无线匹配部230接收的信号和从无线局域网匹配部224接收的无线局域网信号向网桥切换部221输入，并可根据回程设定经过卫星收发部222向卫星传输。
作为另一例，从第二回程无线匹配部230接收的信号和从无线局域网匹配部224接收的无线局域网信号向网桥切换部221输入，并可根据回程设定经过第一回程无线匹配部210向回程施主100传输。
并且，从第一回程无线匹配部210或卫星收发部222传输的信号可向第二回程无线匹配部230重新传输。并且，从第一回程无线匹配部210或卫星收发部222传输的信号可向无线局域网匹配部224重新传输。
另一方面，卫星收发部222还以用于获取回程网桥200的位置信息的用途来使用，也可通过全球定位系统天线及接收器获取信息。
供电部223可从工业电源(AC220V)及独立电源装置接收电力，可以对电池进行充电。
网桥切换部221包括用户界面，作为用户界面，可适用液晶显示器和键盘。由此，可对回程网桥200的状态进行监控及控制。
图12为示出连接图1的回程施主100、回程网桥200、移动基站300及终端400的网络的例的连接图。
参照图12，回程施主100，回程网桥200及移动基站300可包括能够以背包式进行移动的结构。其中，回程施主100，回程网桥200及移动基站300可从工业电源、电池、太阳能、风力以及发电设备中的至少一种接收电力。
并且，回程施主100、回程网桥200以及移动基站300可包括多输入多输出系统，以提高无线回程的传输速度。其中，多输入多输出系统可通过在可视距离利用垂直及水平极化进行分离或将全向天线的角度变更90度来使用。
并且，灾难安全移动通信服务器500可包括用于解决网络上的安全问题的安全网关510。
使用回程施主100的目的在于使电视白色空间无线网信号与有线网相连接。并且，回程施主100基于电视白色空间装置的位置信息可与电视白色空间数据库服务器520相连接来获得电视白色空间的可用频道。
另一方面，考虑到携带性，回程施主100能够以背包形状来使用，还可通过工业电源(AC220V)、电池及独立电源装置(太阳能、风力、发电设备)来驱动。
因此，通过采用背包形状，在路损等灾难情况下，即使车辆难以进入的区域也可使救灾人员背在背上来简单地安装并进行操作。
并且，当小规模区域中紧急进行活动以及发生小规模灾难时，在发生宏基站通信量超负荷的情况下，可通过紧急安装移动基站300来构成微蜂窝。由此，可提供紧急灾难移动通信服务，并引导通信量的分散。
使用回程网桥200的目的在于扩展回程施主100的通信服务距离，可在将电视白色空间信号解调成数字之后进行重新调制来向电视白色空间传输。并且，回程网桥200也可通过工业电源(AC220V)、电池及独立电源装置来驱动。
移动基站300在700MHz频带通过公共安全长期演进网络与终端进行收发，可通过卫星及射频回程连接传输控制协议/因特网互联协议网络。并且，移动基站300内置有电池，除了工业电源(AC220V)之外，也可从独立电源(太阳能、风力及发电机等)接收电力。
另一方面，回程施主100、回程网桥200及移动基站300在电视白色空间以6MHz或12MHz带宽与多输入多输出系统进行收发，还能够以35Mbps～40Mbps的数据速度进行通信。
其中，移动基站300可直接通过电视白色空间与回程施主100相连接，在回程施主100与移动基站300之间的无线质量劣化的情况下，还可使用回程网桥200来提高无线质量。
并且，回程网桥200的连接数量不受限制，为了防止回程网桥200的输入输出干扰，可使用不同的输入及输出频率。
为了对回程施主100、回程网桥200及移动基站300进行维护维修，灾难安全移动通信服务器500可以对回程施主100、回程网桥200及移动基站300的状态进行监控及控制。
并且，灾难安全移动通信服务器500可利用安全网关510来弥补回程施主100、回程网桥200及移动基站300的网络。
图13为示出本发明一实施例的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站方法的流程图。参照图13来对基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站方法进行说明。
执行通过电视白色空间与回程施主100及回程网桥200中的一种进行无线匹配的回程无线匹配(步骤S100)。
作为一例，在回程无线匹配步骤(步骤S100)中，可从移动基站300接收从回程施主100或回程网桥200传输的电视白色空间无线网信号来使用回程，根据情况，也可从卫星接收来进行匹配。
接着，借助用于与终端400进行匹配的信号来对回程无线匹配步骤(步骤S100)的功率进行信号进行处理。即，进行基站信号处理(步骤S200)。
作为一例，在基站信号处理步骤(步骤S200)中，可选择从回程施主100接收的信号或从卫星接收的信号中的一种，并通过无线方式向终端400传输，也可通过无线局域网传输信号。
作为另一例，可选择从回程网桥200接收的信号或从卫星接收的信号中的一种，并通过无线方式向终端400传输，也可通过无线局域网传输信号。
接着，通过无线方式与终端400进行匹配。即，执行终端无线匹配(步骤S300)。
在终端无线匹配步骤(步骤S300)中，可使用公共安全长期演进网络无线频率来与终端400进行匹配，也可通过无线局域网进行匹配。此时，回程施主100、回程网桥200及移动基站300在电视白色空间以6MHz或(or)12MHz带宽与多输入多输出系统进行收发，能够以35Mbps～40Mbps的数据速度进行通信。
其中，移动基站300可直接通过电视白色空间与回程施主100相连接，在回程施主100与移动基站300之间的无线质量劣化的情况下，还可使用回程网桥200来提高无线质量。
并且，回程网桥200的连接数量不受限制，为了防止回程网桥200的输入输出干扰，也可使用不同的输入及输出频率。
如上所述，本发明的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统及方法以电视白色空间(Television white space)作为回程来使用，从而具有可执行灾难安全移动通信服务的优点。用于提供灾难安全移动通信服务的移动基站以电视白色空间作为回程来与维护维修服务器进行通信，因而可容易携带及建立。从而具有在国家灾难安全网用于消除小规模阴影区域以及紧急灾难区域通信量的超负荷，并对因灾难安全网崩溃及路损等而车辆难以进入区域的紧急灾难安全网进行修复等优点。
在一个以上的例示性实施例中所说明的功能可通过硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。若通过软件来实现，则这些功能可作为一个以上的指令或代码来存储或传输于计算机可读介质。计算机可读介质包括所有包含用于使计算机程序容易从一个位置向其他位置传递的任意介质在内的通信介质及计算机存储介质。
存储介质可以为可由计算机访问的任意可利用的介质。作为非限定性例示，这种计算机可读介质可使用于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁性存储装置，或者可使用于以指令或数据结构形态传递或存储所需的程序代码，并可包括可由计算机访问的任意的其他介质。并且，任意连接可适当地被称之为计算机可读介质。
在通过软件来实现的情况下，所说明的技术可通过用于执行在此所说明的功能的模块(例如，程序、函数等)来实现。软件代码可存储于存储单元，并可借助处理器来运行。存储单元可设置于处理器内，也可设置于处理器的外部，在此情况下，如公知，存储单元可通过多种手段以可通信的方式与处理器相连接。
在通过硬件来实现的情况下，处理单元可通过一个以上的专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计成用于执行在此所说明的功能的其他电子单元或它们的组合来实现。
本发明所属技术领域的普通技术人员可在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下可通过其他具体方式来实施本发明，因而应当理解，以上所说明的实施例在所有方面均为例示性的，而并非为限定性的。相对于详细说明，本发明的范围通过后述的发明要求保护范围来呈现，从发明要求保护范围的表示、范围以及其等同概念导出的所有变更或变形形态应当解释为包含于本发明的范围之内。
上述内容包含一个以上实施例的实例。并非能够以说明上述实施例为目的来描述组件或方法的所有可实现的组合，本发明所属技术领域的普通技术人员而是可识别出可进行多种实施例的诸多追加组合及取代。因此所说明的实施例包括所附的发明要求保护范围的本意及范围之内的所有代替技术方案、变形及改造。尤其，针对在具体说明或发明要求保护范围中术语“包括”的使用范围，如术语“构成”在发明要求保护范围中在以过度性单词来使用时的解释，以与“构成”类似的方式包括。

Claims (17)

1.一种基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，
包括通过电视白色空间与回程施主及回程网桥中的一种进行无线匹配来向终端提供紧急灾难移动通信服务的移动基站，
上述移动基站包括：
回程无线匹配部，通过电视白色空间与上述回程施主及上述回程网桥中的一种进行无线匹配；
终端无线匹配部，通过无线方式与上述终端进行匹配；以及
基站信号处理部，在上述回程无线匹配部与上述终端无线匹配部之间对上述移动基站的信号进行处理，
上述回程施主、上述回程网桥以及上述移动基站从工业电源、电池、太阳能、风力以及发电设备中的至少一种接收电力。
2.根据权利要求1所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述回程无线匹配部包括：
第一电视白色空间调制解调部，用于对上述基站信号处理部的信号进行调制及解调；以及
第一电视白色空间收发部，通过将上述第一电视白色空间调制解调部的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来以电视白色空间频率与上述回程施主及上述回程网桥中的一种进行无线收发。
3.根据权利要求1所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述终端无线匹配部包括：
移动通信调制解调部，用于对上述基站信号处理部的信号进行调制及解调；以及
移动通信射频收发部，通过将上述移动通信调制解调部的信号转换及逆转换为移动通信射频频率来与上述终端进行无线收发。
4.根据权利要求1所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，
上述基站信号处理部包括基站切换部、第一卫星收发部、第一供电部以及第一无线局域网匹配部中的至少一种，
上述基站切换部用于对上述回程无线匹配部和上述终端无线匹配部的信号进行切换，
上述第一卫星收发部通过无线方式与卫星进行收发，
上述第一供电部用于向上述移动基站供电，
上述第一无线局域网匹配部用于对无线局域网信号进行匹配。
5.根据权利要求1所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述回程施主包括：
施主信号处理部，通过广域网与灾难安全移动通信服务器相连接，用于对上述回程施主的信号进行处理；以及
服务回程无线匹配部，与上述施主信号处理部相连接，通过电视白色空间与上述移动基站及上述回程网桥中的一种进行无线匹配。
6.根据权利要求5所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述服务回程无线匹配部包括：
第二电视白色空间调制解调部，用于对上述施主信号处理部的信号进行调制及解调；以及
第二电视白色空间收发部，通过将上述第二电视白色空间调制解调部的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来以电视白色空间频率与上述移动基站及上述回程网桥中的一种进行无线收发。
7.根据权利要求5所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，
上述施主信号处理部包括广域网匹配部、施主切换部、第二卫星收发部、第二供电部以及第二无线局域网匹配部中的至少一种，
上述广域网匹配部通过广域网与上述灾难安全移动通信服务器进行匹配，
上述施主切换部用于对上述广域网匹配部和上述服务回程无线匹配部的信号进行切换，
上述第二卫星收发部通过无线方式与卫星进行收发，
上述第二供电部用于向上述回程施主供电，
上述第二无线局域网匹配部用于对无线局域网信号进行匹配。
8.根据权利要求1所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述回程网桥包括：
第一回程无线匹配部，通过电视白色空间与上述回程施主进行无线匹配；
第二回程无线匹配部，通过电视白色空间与上述移动基站进行无线匹配；以及
网桥信号处理部，在上述第一回程无线匹配部与上述第二回程无线匹配部之间对上述回程网桥的信号进行处理。
9.根据权利要求8所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述第一回程无线匹配部包括：
第三电视白色空间调制解调部，以基带对上述网桥信号处理部的信号进行调制及解调；以及
第三电视白色空间收发部，通过将上述第三电视白色空间调制解调部的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来与上述回程施主进行无线收发。
10.根据权利要求8所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述第二回程无线匹配部包括：
第四电视白色空间调制解调部，用于对上述网桥信号处理部的信号进行调制及解调；以及
第四电视白色空间收发部，通过将上述第四电视白色空间调制解调部的信号转换及逆转换为电视白色空间频率来与上述移动基站进行无线收发。
11.根据权利要求1所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，通过连续使用一个以上的上述回程网桥来对上述回程施主和上述移动基站进行连接。
12.根据权利要求8所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述网桥信号处理部包括网桥切换部、第三卫星收发部、第三供电部以及第三无线局域网匹配部中的至少一种，
上述网桥切换部用于对上述第一回程无线匹配部和第二回程无线匹配部的信号进行切换，
上述第三卫星收发部通过无线方式与卫星进行收发，
上述第三供电部用于向上述回程网桥供电，
上述第三无线局域网匹配部用于对无线局域网信号进行匹配。
13.根据权利要求1所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述回程施主、上述回程网桥以及上述移动基站包括能够以背包式进行移动的结构。
14.根据权利要求1所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述回程施主、上述回程网桥以及上述移动基站包括多输入多输出系统，以提高无线回程的传输速度。
15.根据权利要求14所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述多输入多输出系统通过在可视距离利用垂直及水平极化进行分离或将全向天线的角度变更90度来使用。
16.根据权利要求5所述的基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统，其特征在于，上述灾难安全移动通信服务器包括用于解决网络上的安全问题的安全网关。
17.一种基于电视白色空间及卫星回程的背包式移动基站系统的通信方法，其特征在于，
包括：
回程无线匹配步骤，通过电视白色空间与回程施主及回程网桥中的一种进行无线匹配；
基站信号处理步骤，选择从所述回程施主接收的信号或从卫星接收的信号中的一种，通过无线方式向终端传输，或者选择从所述回程网桥接收的信号或从卫星接收的信号中的一种，通过无线方式向终端传输；以及
终端无线匹配步骤，通过无线方式与上述终端进行匹配，
在上述回程无线匹配步骤中，上述回程施主及上述回程网桥从工业电源、电池、太阳能、风力以及发电设备中的至少一种接收电力。
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