[发明专利]信标设备竞争方法、系统及设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及信标设备竞争方法、系统及设备。

背景技术

近年来，通信技术得到了迅猛发展。当前甚至出现了一些免许可系统，比如无线区域网络(Wireless Regional Area Network，简称“WRAN”)，国际电气电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，简称“IEEE”)802.16H，无线局域网(Wireless Local Area Network，简称“WLAN”)等系统。其中，WRAN网络是一种新兴的网络技术，为偏远地区、较低密度人口地区提供高带宽大范围的覆盖。IEEE正式为其成立了IEEE802.22工作组，因此，WRAN即为IEEE802.22的别名。

WRAN系统是一种免许可运营(license-exempt operation)的系统，WRAN网络使用认知无线电技术，寻找许可用户(LU)的空闲频带进行通信。比如在无线数字电视(DTV)的VHF/UHF等许可频带中，寻找没有被占用的频段来作为WRAN网络的承载频段。

WRAN系统主要包括基站(BS)和客户端设备(CPE)。这系统的特征是其工作频段是不需要授权的。在工作频段内，这些免许可系统需要和授权系统进行共存，比如WRAN系统需要和授权系统DTV进行共存。免许可系统首先不能对许可系统进行干扰，当一旦发现许可、授权系统适用某个频段时，免许可系统必须无条件的退出该频段，并跳转到其他的频段上继续工作。这种工作模式，也就是通常说的频谱池(SP)系统，许可用户具有使用频谱的优先权利，免许可用户，也称为租借用户(RU)或第二用户(SU)，在不影响许可用户的前提下可以使用这些频段。

另外，在实现上述功能时，许可用户是没有义务检测免许可用户信号的，也就是当免许可用户不存在。免许可用户承担了不对许可用户造成干扰的所有义务。

许可用户包含一些许可的低功率设备，如PART 74设备等，这些设备由于功率比较低，因此抗噪声和干扰性能比较低。为了保护这些低功率许可设备，提出了由保护设备发送的超帧结构、保护设备之间的数据传输模式、同步burst(突发数据)结构、beacon(信标)帧结构等标准。下面分别对这些标准进行说明。

(1)超帧结构：如图1所示，超帧包含大量的同步burst和一个beacon帧，另外，在上层的控制下可能包含一个可选的接收时段和ANP(发送响应应答ACK或非响应应答NACK)时段。这种超帧结构在保护设备运行期间一直没有间断循环往复。每一同步burst包含一个同步头(Sync)和一个递减的序号，用于接收端确定何时信道中有beacon发送。在beacon中有一个与同步burst所含的一样的同步头和一个序号0。beacon包含被保护设备(如Part 74设备)的物理位置和信道占用时间等信息。紧随beacon有一个接收时段，在该时段内主保护设备(Primary Protecting Device，简称“PPD”)监视信道，接收可能的来自从保护设备(Secondary Protecting Device，简称“SPD”)的发送请求，该发送请求用于向PPD请求下一超帧的发送权。最后是一个可选的ACK/NACK时段，即ANP时段，表示PPD是否接收到了发送请求。发送请求结构如图2所示，包含一个4比特的同步头(Sync)和一个12比特的RTS(Require To Send)码，RTS码结构如图3所示。

(2)数据传输模式：有两种数据传输模式，第一种是由PPD传送给SPD，如图4所示；第二种是由SPD传送给PPD，如图5所示。在第一种传输模式下，PPD把信息放在其beacon PSDU中传输，其中，PSDU为物理层会聚协议(Physical Layer Convergence Protocol，简称″PLCP″)的服务数据单元(Service Data Unit)，SPD检测PPD发送的PSDU获取数据，不需要发送接收数据回执。在第二种传输模式下，如果一个SPD想发送数据给PPD，则首先需要在超帧的接收时段发送一个发送请求burst给PPD，若PPD在ANP时段发送ACK，则在下一超帧中由这一SPD发送beacon，若接收到PPD发送的NACK，则在下一超帧中不由该SPD发送beacon。该SPD随机回退一定时间后重新发送一个发送请求burst给PPD。