電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，所述協同空間復用傳輸方法包括：電視廣播基站發(fā)出廣播信號以供用戶終端和移動通信基站接收；用戶終端向所屬小區(qū)和/或距離最近的移動通信基站反饋信道質量信息；移動通信基站在判斷接收的所述反饋信息表明符合復用傳輸條件時，向電視廣播基站發(fā)送協作復用傳輸請求；電視廣播基站向移動通信基站發(fā)送確認應答的信息；移動通信基站協同電視廣播基站在相同頻點上且同時向用戶終端協作發(fā)送數據。相較于現有技術，本發(fā)明融合了電視廣播網絡和移動通信網絡的優(yōu)勢，通過兩者的協同空間復用傳輸技術方案，可以有效的提升電視廣播與移動通信混合型網絡中系統(tǒng)的吞吐量和頻譜效率。
【專利說明】電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信技術，特別涉及一種電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法。
【背景技術】
[0002]隨著世界經濟文化的快速發(fā)展，移動用戶對信息業(yè)務的需求量快速增長；在無線網絡中，用戶移動信息業(yè)務總需求中66%以上來源于視頻業(yè)務，而90%以上用戶的視頻業(yè)務需求集中于10%的特定視頻內容。
[0003]為了應對信息業(yè)務需求量的快速增長，單獨依靠傳統(tǒng)廣播網或傳統(tǒng)雙向通信網，都無法實現移動信息業(yè)務的最優(yōu)化傳輸。傳統(tǒng)廣播網采用大區(qū)制組網方式，覆蓋范圍大，單向廣播效率高，有利于公共業(yè)務內容的廣播和推送；不具備上行回傳信道，無法實現點播或寬帶接入，不利于個性化內容的傳輸?，F有移動通信網采用小區(qū)制蜂窩組網方式，覆蓋范圍小，雙向通信效率高，有利于個性化內容的傳輸，但廣播和推送的效率低，不利于公共業(yè)務內容的廣播和推送。在這種情況下，廣播和通信業(yè)界一方面在分別研發(fā)新一代廣播和通信技術，以提升各自系統(tǒng)的傳輸速率和頻譜利用率；另一方面在積極探索廣播和移動通信融合的新型網絡架構和接入技術，以充分利用廣播網和移動通信網對承載不同業(yè)務的優(yōu)勢，有針對性地分配網絡資源和頻譜資源，選擇最優(yōu)傳輸方式，提升網絡和系統(tǒng)的整體無線頻譜利用率。
[0004]盡管廣播和移動通信傳輸技術都取得了顯著進步，無線網絡傳輸容量的提升速度還是遠遠落后于信息業(yè)務數據量的增長速度?；诖髤^(qū)制廣播網和小區(qū)制移動通信網重疊覆蓋，提升現有網絡的頻譜效率，實現廣播與移動通信融合傳輸是新一代廣播系統(tǒng)的基本特征。目前對該系統(tǒng)和網絡的性能及關鍵技術的研究還不完善，更未出現可開展應用的實際系統(tǒng)。
[0005]在傳統(tǒng)的廣播網中，為了保證廣播大區(qū)邊緣用戶的接收效果，廣播傳輸往往采用較為保守的傳輸模式(調制編碼方式等)，但是這極大的限制了廣播網的頻譜效率。在廣播與雙向通信混合型網絡中，如果能夠采取恰當的協同傳輸如協同復用傳輸，可以顯著提高系統(tǒng)的頻譜效率。
[0006]因此，將傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)與電視廣播系統(tǒng)的優(yōu)點結合，合理的利用有限的頻譜資源并進行正確的頻譜規(guī)劃，面向用戶提供大數據量的多媒體服務是通信技術和廣播技術發(fā)展的必由之路。考慮到不同頻段的使用率和空閑率差別非常大，實現頻譜共享和頻譜共存以提高頻譜的使用效率，是在有限的頻段下提高無線傳輸效率的重要途徑。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，用于解決現有技術中電視廣播網絡和移動通信網絡各自運營所造成的頻譜效率較低等問題。[0008]為解決上述問題及其他問題，本發(fā)明提出一種電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，在所述電視廣播網絡中包括電視廣播基站，在所述移動通信網絡中包括移動通信基站；所述電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法包括:電視廣播基站發(fā)出廣播信號，由各個用戶終端和各個移動通信基站接收所述電視廣播基站所發(fā)送的廣播信號；所述用戶終端根據接收到的所述廣播信號而向所屬小區(qū)和/或距離最近的所述移動通信基站反饋信道質量信息；所述移動通信基站接收所述用戶終端的反饋信息，在判斷所述反饋信息表明符合復用傳輸條件時，綜合考慮所述電視廣播基站、所述移動通信基站和所述用戶終端組成的多天線信道狀況、小區(qū)內的用戶終端數量、以及用戶終端的數據業(yè)務量，提出協作復用傳輸請求并將所述傳輸請求發(fā)送到所述電視廣播基站；所述電視廣播基站根據接收的所述協作復用傳輸請求，向所述移動通信基站發(fā)送確認應答的信息；所述移動通信基站根據接收的所述確認應答的信息，協同所述電視廣播基站在相同頻點上且同時向所述用戶終端協作發(fā)送數據。
[0009]可選地，所述廣播電視基站與各個所述移動通信基站之間是采用有線傳輸方式或無線傳輸方式進行數據傳輸的。
[0010]可選地，所述有線傳輸方式采用的是同軸電纜或光纖。
[0011]可選地，所述復用傳輸條件包括:反饋信息顯示用戶信道質量大于某一預設閾值和/或所述電視廣播基站與所述用戶終端之間的信道跟所述移動通信基站與所述用戶終端之間的信道正交。
[0012]可選地，所述電視廣播基站、所述移動通信基站和所述用戶終端組成的多天線信道狀況包括:所述廣播電視基站的發(fā)送天線數、所述移動通信基站的發(fā)送天線數、以及所述用戶終端的接收天線數。
[0013]可選地，所述廣播電視基站的發(fā)送天線數為一個、所述移動通信基站的發(fā)送天線數為至少一個、以及所述用戶終端的接收天線數為至少一個。
[0014]可選地，假設所述廣播電視基站發(fā)送的廣播數據為[X1 X2 X3 X4…]，則所述移動通信基站發(fā)送的通信數據為[Y1 Y2 Y3 Y4…]，其中，所述通信數據為上一幀的廣播數據或者屬于所述移動通信基站的移動通信數據。
[0015]可選地，在所述廣播電視基站發(fā)送數據時，所述移動通信基站對所述廣播電視基站透明。
[0016]本發(fā)明的電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，融合了電視廣播網絡和移動通信網絡的優(yōu)勢，通過兩者的協同空間復用傳輸技術方案，可以有效的提升電視廣播與移動通信混合型網絡中系統(tǒng)的吞吐量和頻譜效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1顯示了本發(fā)明電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法在一個實施例中的一個應用環(huán)境下的網絡架構示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法在一個實施例中的流程示意圖。
[0019]圖3為在一仿真條件下進行仿真所得到的協作復用與非協作時系統(tǒng)誤比特率性能的不意圖。[0020]圖4為在一仿真條件下進行仿真所得到協作復用與非協作時系統(tǒng)誤幀率性能的示意圖。
[0021]圖5為在一仿真條件下進行仿真所得到協作復用與非協作時系統(tǒng)吞吐量性能的示意圖。
[0022]元件標號說明
[0023]10 電視廣播基站10
[0024]20 移動通信基站
[0025]30 用戶終端
[0026]S201 ?S209 步驟
【具體實施方式】
[0027]鑒于現有技術中電視廣播網絡和移動通信網絡各自運營所造成的頻譜效率較低等問題，本發(fā)明的發(fā)明人對現有技術進行了改進，提出了一種電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，融合了電視廣播網絡和移動通信網絡的優(yōu)勢，通過兩者的協同空間復用傳輸技術方案，可以有效的提升電視廣播與移動通信混合型網絡中系統(tǒng)的吞吐量和頻譜效率。
[0028]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0029]需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0030]請參閱圖1和圖2，其中，圖1顯示了本發(fā)明電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法在一個實施例中的一個應用環(huán)境下的網絡架構示意圖，圖2為本發(fā)明電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法在一個實施例中的流程示意圖。如圖1所示，在本發(fā)明的網絡架構中，包括電視廣播網絡和移動通信網絡，其中，所述電視廣播網絡包括一個電視廣播基站10 (即，電視廣播發(fā)射塔)，所述移動通信網絡可以是例如蜂窩移動通信網絡，劃分有多個蜂窩無線小區(qū)，每一個蜂窩無線小區(qū)的中心配置有一個移動通信基站20，用于負責所屬蜂窩無線小區(qū)內各個用戶終端30 (例如:手機、平板電腦、影音數碼設備等移動終端、個人電腦和服務器等)。另外，特別地，廣播電視基站10與各個移動通信基站20之間進行數據傳輸可以采用有線傳輸方式或無線傳輸方式，其中，所述有線傳輸方式可以采用同軸電纜或更佳地為光纖。再有，在本發(fā)明中，還可以采用多天線信道傳輸，例如:廣播電視基站10的發(fā)送天線數為一個、移動通信基站20的發(fā)送天線數為至少一個、以及用戶終端30的接收天線數為至少一個。在本發(fā)明中，就是要實現融合電視廣播網絡和移動通信網絡以促使兩者協同空間復用傳輸數據。
[0031]以下結合圖2所示的流程圖進行詳細說明。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法包括以下步驟:
[0033]首先執(zhí)行步驟S201，電視廣播基站10發(fā)出廣播信號，由電視廣播基站10覆蓋范圍內的各個用戶終端30和各個移動通信基站20接收電視廣播基站10所發(fā)送的廣播信號。在實際應用中，電視廣播基站10可以通過有線傳輸方式或者無線傳輸方式、甚至是電視廣播基站10與移動通信基站20之間所鋪設的光纖而將廣播信號發(fā)送到各個移動通信基站20。
[0034]執(zhí)行步驟S203，用戶終端30根據接收到的所述廣播信號而向所屬小區(qū)和/或距離最近的移動通信基站20反饋信道質量信息。
[0035]執(zhí)行步驟S205，移動通信基站20接收用戶終端30的反饋信息，對所述反饋信息進行分析，在判斷所述反饋信息表明符合復用傳輸條件時，綜合考慮電視廣播基站10、移動通信基站20和用戶終端30組成的多天線信道狀況、小區(qū)內的用戶終端30數量、以及用戶終端的數據業(yè)務量，提出協作復用傳輸請求并將所述傳輸請求發(fā)送到電視廣播基站10。在本發(fā)明中，實際應用中，移動通信基站20可以通過有線傳輸方式或者無線傳輸方式、甚至是電視廣播基站10與移動通信基站20之間所鋪設的光纖而將協作復用傳輸請求發(fā)送到電視廣播基站10。另外，所述復用傳輸條件包括:反饋信息顯示用戶信道質量大于某一預設閾值和/或電視廣播基站10與用戶終端30之間的信道跟移動通信基站20與用戶終端30之間的信道正交。即，若反饋信息顯示用戶信道質量大于某一預設閾值以及電視廣播基站10與用戶終端30之間的信道跟移動通信基站20與用戶終端30之間的信道正交中的兩個條件中的至少一個滿足時，就表明符合復用傳輸條件。再有，上述電視廣播基站10、移動通信基站20和用戶終端30組成的多天線信道狀況包括:所述廣播電視基站的發(fā)送天線數、所述移動通信基站的發(fā)送天 線數、以及所述用戶終端的接收天線數。
[0036]執(zhí)行步驟S207，電視廣播基站10根據接收的所述協作復用傳輸請求，向與所述協作復用傳輸請求相對應的移動通信基站20發(fā)送確認應答的信息。在實際應用中，為保證協作重傳質量，電視廣播基站10可以通過有線傳輸方式或者無線傳輸方式、甚至是電視廣播基站10與移動通信基站20之間所鋪設的光纖而將所述確認應答的信息發(fā)送到相應的移動
通信基站20。
[0037]執(zhí)行步驟S209，移動通信基站20根據接收的所述確認應答的信息，協同電視廣播基站10在相同頻點上且同時向用戶終端30協作發(fā)送數據，從而提高數據傳輸速率。在本發(fā)明中，對于步驟S209，假設廣播電視基站10發(fā)送的廣播數據為[X1 X2 X3 X4…]，則移動通信基站20發(fā)送的通信數據為[Y1 Y2 Y3 Y4…]，其中，所述通信數據[Y1 Y2 Y3 Y4…]可以是上一幀的廣播數據[X1 X2 X3 X4…]，作為對用戶終端30的補充推送；所述通信數據[Y1 Y2 Y3 Y4…]也可以屬于移動通信基站20的移動通信數據，從而提高系統(tǒng)容量。另外，與單一通信系統(tǒng)不同，在電視廣播通信與移動通信混合型網絡中，電視廣播基站10始終發(fā)送數據[X1 X2 X3 X4…]，在電視廣播基站10發(fā)送數據時，移動通信基站20相對電視廣播基站10透明，這樣，就不影響電視廣播基站10所發(fā)送的數據。
[0038]以下針對本發(fā)明所提出的技術方案進行仿真，仿真條件如下:
[0039]空間復用仿真參數如表一所示:
[0040]表一[0041]
【權利要求】
1.一種電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，在所述電視廣播網絡中包括電視廣播基站，在所述移動通信網絡中包括移動通信基站；其特征在于，包括: 電視廣播基站發(fā)出廣播信號，由各個用戶終端和各個移動通信基站接收所述電視廣播基站所發(fā)送的廣播信號； 所述用戶終端根據 接收到的所述廣播信號而向所屬小區(qū)和/或距離最近的所述移動通信基站反饋信道質量信息； 所述移動通信基站接收所述用戶終端的反饋信息，在判斷所述反饋信息表明符合復用傳輸條件時，綜合考慮所述電視廣播基站、所述移動通信基站和所述用戶終端組成的多天線信道狀況、小區(qū)內的用戶終端數量、以及用戶終端的數據業(yè)務量，提出協作復用傳輸請求并將所述傳輸請求發(fā)送到所述電視廣播基站； 所述電視廣播基站根據接收的所述協作復用傳輸請求，向所述移動通信基站發(fā)送確認應答的信息； 所述移動通信基站根據接收的所述確認應答的信息，協同所述電視廣播基站在相同頻點上且同時向所述用戶終端協作發(fā)送數據。
2.根據權利要求1所述的電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，其特征在于，所述廣播電視基站與各個所述移動通信基站之間是采用有線傳輸方式或無線傳輸方式進行數據傳輸的。
3.根據權利要求2所述的電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，其特征在于，所述有線傳輸方式采用的是同軸電纜或光纖。
4.根據權利要求1所述的電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，其特征在于，所述復用傳輸條件包括:反饋信息顯示用戶信道質量大于某一預設閾值和/或所述電視廣播基站與所述用戶終端之間的信道跟所述移動通信基站與所述用戶終端之間的信道正交。
5.根據權利要求4所述的電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，其特征在于，所述電視廣播基站、所述移動通信基站和所述用戶終端組成的多天線信道狀況包括: 所述廣播電視基站的發(fā)送天線數、所述移動通信基站的發(fā)送天線數、以及所述用戶終端的接收天線數。
6.根據權利要求5所述的電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，其特征在于，所述廣播電視基站的發(fā)送天線數為一個、所述移動通信基站的發(fā)送天線數為至少一個、以及所述用戶終端的接收天線數為至少一個。
7.根據權利要求1所述的電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，其特征在于，假設所述廣播電視基站發(fā)送的廣播數據為[X1 X2 X3 X4…]，則所述移動通信基站發(fā)送的通信數據為[Y1 Y2 Y3 Y4…]，其中，所述通信數據為上一幀的廣播數據或者屬于所述移動通信基站的移動通信數據。
8.根據權利要求7所述的電視廣播網絡與移動通信網絡協同空間復用傳輸方法，其特征在于，在所述廣播電視基站發(fā)送數據時，所述移動通信基站對所述廣播電視基站透明。
【文檔編號】H04W16/14GK103945390SQ201310018478
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月18日 優(yōu)先權日:2013年1月18日
【發(fā)明者】李明齊, 芮赟, 魏冬冬 申請人:中國科學院上海高等研究院