[發明專利]智能光載無線系統中的多通道微波資源調度方法

無效

• 申請號: 201210065353.0
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102548003A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 紀越峰;杜宗鵬;王宏祥
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08;H04W72/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及智能光載無線系統中的一種多通道微波資源調度方法，尤其涉及60GHz毫米波RoF系統的WALN網絡的頻分與時分結合的MAC層協議的設計，以及RoF系統中的光波與微波資源的聯合調度方案。

背景技術

光載無線(RoF，Radio?over?Fiber)技術結合了光纖和高頻無線電波傳輸的特點，實現了大容量、低成本的射頻信號有線傳輸和大帶寬無線接入。RoF系統一般包含三個部分：中心站(CO，Central?Office)、光纖鏈路和基站(BS，Base?Station)。因為RoF的基站結構簡單，也被稱為遠端天線單元(RAU，Remote?Antenna?Unit)。

RoF通信系統將基站的復雜的信號和邏輯處理移到了中心站，用光纖透明的傳送射頻信號，從而使基站成為簡單的光信號與射頻信號的轉發單元。一方面，簡化的基站設計減小了能耗，降低了成本；另一方面，由于各種無線服務可以透明的在中心站集中處理，中心站可以動態的調配資源，實現資源的高效利用。

光無線寬帶接入網絡按照RF(Radio?Frequency)載頻分為兩類：微波(頻率一般在10GHz以下)和毫米波(MMW)。微波系統主要用于支持現有的無線信號分發，例如2/3/4G，WiFi信號，以及將來的超寬帶UWB(Ultra-wideband)，認知無線電系統；毫米波系統主要用于某些特定的區域的寬帶通信的無線信號覆蓋，如醫院，辦公樓，機場。

隨著毫米波技術的迅速發展，60GHz頻段的已經成為了寬帶無線數據傳輸的主要的備選技術之一。60GHz的毫米波將把無線數據傳輸速率推進到Gbit/s級別，同時該頻段無需授權使用，芯片體積小，易于集成。本專利申請主要針對毫米波RoF系統的無線局域網絡WLAN(Wireless?Local?Area?Networks)應用。

一些基于60GHz毫米波通信的RoF技術已經開始走向商用，其主要的應用驅動在于大帶寬的高清電視HDTV信號的傳輸。現有的60GHz無線通信技術主要應用在無線個人域網絡WPAN(Wireless?Personal?Area?Network)當中，其相關的標準主要有IEEE?802.11ad，IEEE802.15.3c，WirelessHD和WiGig協議。針對多用戶應用的WLAN網絡的60GHz的毫米波技術應用目前還處于起步階段。

一個典型的RoF的網絡架構包含一個中心站和多個基站。為了節省光纖，中心站和基站之間網絡拓撲一般是樹狀結構，或者是環狀結構。星型結構雖然比較簡單，但是由于成本問題，一般應用在距離較短的光纖連接中。在RoF的網絡架構中，波分復用WDM技術被廣泛的應用，該技術可以通過一根光纖為每個基站提供獨立的波長通道。這些基站可以連接到不同類型的終端中，從而實現泛在接入。

目前的RoF網絡架構中的波長分配策略主要以靜態分配為主，即每一個RAU被分配一個專用的波長。這樣，該RAU就可以使用一個簡單的濾波器件來得到中心站發給它的數據。在這種機制中，可用的波長的數目至少要等于RAU的數目。

靜態配置的RoF網絡架構結構簡單，易于實現，但是每個基站會被分配固定的波長，無法實現動態的資源調配。

在RoF網絡中，由于載頻的提高，基站越來越小，數目越來越多，每個基站能夠提供的接入帶寬越來越大，同時各個基站之間的流量分配可能非常不平均。因此，在這種新的網絡環境下，有必要構建一個動態可重構的，可以實現微波光波資源聯合調度的智能的網絡架構。在這種網絡架構中，可以實現用較少的波長滿足較多的基站的接入請求。

智能光載無線系統中資源的高效利用既包含了光波部分的資源調度，也包括了微波部分的資源調度。目前，在光波部分，實現動態的波長調度的方案主要有兩種：一種是在CO和各個基站之間設置一個光交叉連接器OXC來進行波長調度；另一種是在每個RAU上部署可調諧光濾波器，使得在中心站的控制之下每個RAU可以動態的選擇波長。

光波資源的調配發生在中心站與基站之間，微波資源的調配發生在基站與用戶端之間。這些用戶端在WLAN網絡中又被稱為移動終端MT(Mobile?Terminal)。

在一個多用戶的接入網絡中，各個終端有效合理的共享鏈路資源需要MAC層協議的協調。MAC層協議需要考慮如何將有限的鏈路資源分配給多個終端，使各個終端能有效且公平的共享帶寬，以提高系統的吞吐量和降低延時。