CN1264364C - 分布式个人手持通信系统中基站空中信道选择方法和装置 - Google Patents
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Abstract
分布式PHS基站系统空中信道选择方法和装置，其装置由主控部分和一个或一个以上远端部分组成；其方法是基站上电启动，相关器件对帧同步和信道时隙分配，进行信道扫描，获得通信频点，进行通信。本发明实现了同一主控板下远端信道资源的统一管理，有效防止捆绑基站信道冲突，各基站可用业务信道频点多的特点，采用快速扫描的方法获得可用频点，不需建立信道优先级，便可实现反映信道状况，采用两种扫描速度减轻了系统负担，保证了系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及无线接入通讯领域，更具体地涉及PHS(个人手持通信系统)无线接入系统中基站空中信道的选择方法。
背景技术
PHS无线接入系统是由基站控制器、基站、无线用户终端组成，通过空中信道在基站与无线用户终端之间提供话音、数据等业务的通信系统。PHS基站的空中信号采用TDMA/TDD方式工作，信道数为4，据STD-28协议，PHS基站的空中信号采用时分双工方式工作，信道数为4，包含一个控制信道CCH和三个业务信道TCH，其中控制信道每20个周期(100ms的一个超帧)出现一次，因此在一个超帧中，控制信道可以使用的时隙共有80个(空中信号帧结构附图1所示)。PHS基站可以捆绑使用，捆绑使用时根据有无控制信道可分为主站和从站。从基站没有控制信道，与其所属主基站公用一个控制信道，4信道都作为业务信道，但要求与主基站间帧同步，且4个业务信道时隙与所对用主基站的4个时隙同步[附图2显示了4个基站捆绑(1+15T)在一起时的空中信号帧结构]。对于控制信道来说，所有的基站共用一个频率，而对于业务信道来说，有多个频点可供选择。与其它采用FDD双工方式的蜂窝系统不同PHS系统各个基站的业务信道频率资源相同，没有为各个小区分配不同的频率集。为了最大限度地提高系统容量，要求基站之间空中信号帧同步。在此基础上，实现控制信道时隙不重叠，时隙重叠的业务信道频率不重叠。为提高信道利用率，业务信道的频率要在基站整个运营过程中要动态分配。
现有信道动态分配方法为各个信道规定了优先级，形成一个优先级表，在良好的传输条件下占用较低优先级的信道。信道优先级可根据信道中出现的干扰和过去信道使用的记录来判断，需要复杂的算法，由于时延优先级表并不能实时的反映当前信道的状况。同时现有算法是针对单个基站的信道资源，未将捆绑基站信道资源统一管理，因而不能有效的防止捆绑基站的信道冲突。
发明内容
本发明的目的是提出一种分布式PHS小基站空中信道动态选择方法和装置，可以实现同一主控板下远端信道资源的统一管理，有效防止捆绑基站信道冲突；针对PHS系统各个基站的频率资源相同，各基站可用业务信道频点很多的特点，采用快速扫描的方法获得可用频点，这样不需要建立信道优先级可实时反映信道状况。根据信道当前状况采用两种扫描速度减轻了系统负担，保证了系统的稳定性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种分布式PHS基站系统空中信道选择方法和装置，所述方法采用下列步骤：
a、基站上电启动，系统控制器控制射频模块实现主基站与其所属从基站以及与其他基站帧同步和信道时隙分配，主控板信道管理器收到系统控制器的远端启动通知后，通知远端数据库进行频点分配，开始信道扫描；
b、远端数据库接收到通知后，控制选择信道选择控制器接收从数据库获得可选频率资源表，干扰门限、快速扫描间隔T1和慢速扫描间隔T2；
c、信道选择控制器按设定的流程进行扫描，获得可通信频点，通知数据库并由数据库上报主控板信道管理器；
d、主控板信道管理器收到信道扫描结果后，根据该远端属性进行处理，如果不是独立主基站且信道可用，就判断上报频点是否与其它远端对应信道是否冲突，如果冲突就通知远端数据库改变频点，重复前述c、d步骤，直到找到可用频点。
分布式PHS基站系统空中信道选择方法和装置，所述装置包括：
a、由系统控制器、主控板信道管理器组成的，用于控制远端启动，完成空中信道帧同步，实现空中信道的时隙分配并控制远端部分开始实时扫描，分配空中信道频点，对捆绑在一起的主从基站信道频率资源统一管理的主控部分；
b、由数据库、信道选择选择器、信道干扰探测器及射频模块组成的，分别用于存储信道频率，从数据库获得信道资源及资源使用状况，将收发倒置，探测相应信道收发时隙上的干扰值，并将结果上报信道选择控制器，负责信号收发，在系统控制器控制下进行空中信号帧同步的远端部分。
本发明提出信道选择装置由主控板部分和多个远端部分组成(图3中只画出一个远端)，各个远端间没有直接联系。由远端信道实时扫描和主控板信道管理组成的两级分布式基站的信道动态分配算法步骤组成：(1)主控板部分控制远端启动，完成空中信道帧同步，实现空中信道的时隙分配。(2)主控板部分控制远端部分开始实时扫描，分配空中信道频点，在此过程中主控板部分对捆绑在一起的主从基站信道频率资源统一管理，防止冲突。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.采用分布式信道扫描管理机制，对信道进行管理，由主控部分对各个远端进行统一管理，确保在捆绑使用情况下，信道频点不冲突。
2.远端进行信道扫描时采用两种扫描速度，减小了系统负担，提高系统运行的可靠性；
3.针对PHS业务信道频点多，容易获得可用频点的特点，采用快速扫描法获得信道实时状况，获得可用频点；
4.本发明装置中远端信道选择控制器通过数据库获得远端信道使用状况，防止在信道被分配，射频打开时，探测到干扰时误认为频点不可用。
附图说明
图1为空中信号帧结构示意图；
图2为IC+15T空中信号帧结果示意图；
图3是本发明装置整体方框示意图；
图4是图3中所示信道控制器信道选择算法流程图；
图5为分布式小基站空中信道选择装置原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述：采用分布式结构的PHS小基站，由主控板部分和远端部分组成。主控板部分为放置在网络侧的基站主控板，远端部分包括基带板和射频板，主控板和远端的基带板之间用U口连接，一个主控板可带多个远端，可组成多个独立的主基站(每个)，也可以采用捆绑使用。在捆绑情况下，从站和主站业务信道时隙重叠，必须采用不同频率加以区别，而这通过对捆绑基站的信道频点统一管理更容易解决。
本发明提出信道选择装置由主控板部分和多个远端部分组成(图3中只画出一个远端)，各个远端间没有直接联系。主控板部分包括系统控制器、主控板信道管理器。每个远端部分包括数据库、信道选择控制器、信道干扰探测器、射频模块。远端部分中数据库存储信道频率、可用信道干扰门限、信道可选择频率表，两种信道扫描速度间隔T1、T2，将信道扫描结果上报主控板信道管理器。采用两种扫描速度是为了减小系统负担：当前信道频率资源不可用，采用快速扫描T1寻找可用频率资源；当前信道频率资源可用，采用慢速扫描速度T2进行扫描。干扰探测器将收发倒置，探测相应信道发时隙上的干扰值(RSSI)，并将结果上报信道选择控制器。信道选择控制器从数据库获得信道资源、资源使用状况(频率分配及射频的打开和关闭状况)。根据干扰探测器上报的干扰(RSSI)大小和信道使用状况，判断频点是否可用，并将结果上报数据库。主控板信道管理器指示远端数据库开始信道扫描，并各根据远端使用状况(独立主基站、捆绑基站)对上报结果进行判断：如果在捆绑情况下，与时隙重叠的其它远端业务信道频点冲突，就指示远端信道控制器改换频点。系统控制器控制远端实现基站与其它基站以及捆绑基站从站与主站间帧同步。射频模块负责接收信号的接收和发送，在系统控制器控制下进行空中信号帧同步。
本发明信道动态分配方法包括下述步骤：1.基站上电启动，系统控制器控制射频模块实现主基站与其它基站以及主基站与所属从基站帧同步和信道时隙分配。主控板信道管理器收到系统控制器的远端启动通知后，通知远端数据库进行频点分配，开始信道扫描。2.远端数据库接收到通知后，控制信道选择控制器接收从数据库获得可选频率资源表、干扰门限、快速扫描间隔T1和慢速扫描间隔T2。3.信道控制器按照图4流程进行扫描，获得可用通信频点，通知数据库并由数据库上报主控板信道管理器。4.主控板信道管理器收到信道扫描结果后，根据该远端属性(是否主站、从站、独立主基站)进行处理。如果不是独立主基站且信道可用，就判断上报频点是否与其它远端对应信道(空中信号结构如图2)是否冲突，如果冲突就通知远端数据库改变频点，重复步骤3、4，直到找到可用频点。
远端按照流程图4进行信道扫描过程如下：1.远端信道数据库接收到主控板信道管理器开始信道扫描通知后，开始信道扫描。2.远端信道选择控制器从数据库待选频率资源表中随机的为各业务信道分配频点，控制干扰探测器通过射频模块设置各信道频率。3信道选择控制器以扫描间隔T2从干扰探测器获得信道干扰(RSSI)值。4.信道选择控制器根据数据库中信道使用状况，判断信道射频是否打开。5.如果射频打开则说明信道正在使用，继续以T2扫描间隔检测下去，不做处理。6.如果射频未打开，则根据RSSI值判断干扰是否大于门限。7.干扰大于门限则上报数据库，以较小的扫描间隔T1重复1到7直到得到可用信道频率。如果干扰不大于门限，而且是第一次扫描有效则上报数据库，(否则不上报)。然后，以T2扫描间隔重复以上步骤监视信道状况。
下面以分布式小基站空中信道选择装置为实例进行介绍，分布式小基站系统(如图5)组成如下：一块主控板和4个远端部分组成，主控板和4个远端(CS1、CS2、CS3、CS4)通过U口连接。主控板和远端部分内部的空中信道选择装置组成如图3所示。下面对1C+15T捆绑方式下基站系统空中信道选择进行介绍。基站空中信道选择过程如下：(1)系统上电启动，主控部分系统控制器控制CS1射频模块向其它远端帧同步，然后，主控部分系统控制器控制CS2、CS3、CS4的射频模块向CS1帧同步实现空中信道的时隙分配，同步完成后，空中信号帧结构如图2所示。(2)主控板信道管理器收到系统控制器的远端启动通知后，通知各远端数据库进行频点分配，开始信道扫描。(3)各远端信道控制器按照图4流程进行扫描，获得可用通信频点，通知数据库并由数据库上报主控板信道管理器。(4)主控板信道管理器收到信道扫描结果后，根据远端1C+15T的使用方式，对信道统一管理：如果CS1上报信道频点可用，就判断是否与其它三个远端对应信道频点冲突，如果冲突就改变频点，重复步骤(3)、(4)，直到找到可用频点。
Claims (2)
1、一种分布式个人手持通信系统中基站空中信道选择方法，其特征在于所述方法采用下列步骤：
a、基站上电启动，系统控制器控制射频模块实现主基站与其所属从基站以及与其它基站帧同步和信道时隙分配，主控板信道管理器收到系统控制器的远端启动通知后，通知远端数据库进行频点分配，开始信道扫描；
b、远端数据库接收到通知后，控制信道选择控制器接收从数据库获得可选频率资源表、干扰门限、快速扫描间隔T1和慢速扫描间隔T2；
c、信道选择控制器按设定的扫描流程进行扫描，根据可选频率资源表随机为各业务信道分配频点，控制干扰探测器通过射频模块设置各信道频率；信道选择控制器以扫描间隔T2从干扰探测器获得信道干扰值RSSI；信道选择控制器根据数据库中信道使用状况，判断信道射频是否打开，如果射频打开则证实信道正在使用，继续以T2扫描间隔检测下去；如果射频未打开，则根据RSSI值判断干扰是否大于门限，如果干扰不大于门限，而且是第一次扫描有效则上报数据库，获得可通信频点，如果干扰大于门限则上报数据库，并以扫描间隔T1重复扫描流程，直到得到可通信频点；通知数据库并由数据库上报主控板信道管理器；
d、主控板信道管理器收到信道扫描结果后，根据该远端属性进行处理，如果不是独立主基站且信道可用，就判断上报频点是否与其它远端对应信道冲突，如果冲突就通知远端数据库改变频点，重复前述c、d步骤，直到找到可用频点。
2、一种分布式个人手持通信系统基站系统空中信道选择装置，所述装置包括主控板部分和远端部分，其中：主控板部分有：系统控制器及主控板信道管理器；远端部分有：数据库、信道选择控制器、干扰探测器及射频模块；所述主控板信道管理器用于控制远端启动，批示远端数据库开始信道扫描，根据独立主基站、捆绑基站的远端使用状况对上报结果进行判断，分配空中信道频点，对信道频率资源统一管理：所述系统控制器控制远端实现基站间与主站间帧同步，完成空中信道帧同步，实现空中信道的时隙分配并控制远端部分开始实时扫描；所述数据库用于存储信道频率，可用信道干扰门限、信道可选择频率表，两种信道扫描速度间隔T1、T2，将信道扫描结果上报主控板信道管理器；所述信道选择控制器从数据库中获得信道资源、频率分配及射频的打开和关闭状况，根据干扰探测器上报的干扰值大小和信道使用状况，判断频点是否可用，并将结果上报数据库；所述信道干扰探测器将收发倒置，探测相应信道发时隙时的干扰值RSSI，并将结果上报信道选择控制器(22)；所述射频模块负责接收信号的接收和发送，在系统控制器控制下进行空中信号帧同步。
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