[发明专利]一种无线网络接入装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一种无线网络接入的装置和方法。更具体地说，涉及一种使用软件无线电技术，利用广电频段“白频谱”资源的无线网络接入方法。

背景技术

从用户驻地业务集中点到用户终端之间的传输及线路等相关设施，是接入网最关键的部分。目前，光纤接入技术因其损耗低、高系统带宽和设备简单等优点而成为主导的接入技术。但光纤施工受环境条件的限制，有施工和开通周期。而无线接入技术适用于地形条件复杂，长期开销需求小，可灵活增加信道数的通信环境，能够迅速开通业务和进行扩容调整，是接入方式的一种很好的选择。目前主要的固定无线接入技术标准有本地多点分配业务LDMS，多路微波分配系统MMDS，无线局域网WLAN等。LDMS工作在24GHz到40GHz频带，具有较大带宽和较大覆盖范围，但要求视距传输；MMDS工作在2.5GHz到2.7GHz频带，一般需要具有室外单元的天线；WLAN工作在2.4GHz频段，使用灵活方便，但覆盖范围有限，受建筑阻断比较严重。上述技术都不适用于用户驻地区域接入网的直接覆盖。

我国的开路电视信号一共划分为68个频道，每个频道占用8MHz带宽。频谱范围从48MHz到958MHz，其中包括部分用作调频和通信的频段。由于广播电视信号目前主要通过有线电视方式传输覆盖，并且数字电视的应用使得原来被模拟电视占用的大量的频谱得以释放，成为自由频段，即“电视白频谱”。实际中这些开路的频谱资源并没有有效利用，只有部分模拟和数字地面电视和CMMB节目信号在使用。400MHz到800MHz的频带具有良好的绕射特性，覆盖范围较大，适合直接到终端的无线接入方式。

随着三网融合的进一步推进，在广电行业所分配的频带内，由于覆盖效果优秀，各种业务竞争非常激烈。软件无线电技术可以充分发挥通用处理器的性能和灵活性，采用软硬件联合优化技术，满足高速信号处理的需要。在小区当中无线频谱的资源非常稀缺，在这种情况下通过不同频段的射频子板的选择，可以实现充分利用小区频谱资源，并且通过不断更新的软件算法，提高无线信号的传输速度与效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于软件无线电技术，利用广电频段“白频谱”资源的无线网络接入方法。可以有效利用广电行业的空余频带资源，开展网络业务应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

本发明提供的一种无线网络接入方式，使用开路广播电视频率范围，以8MHz为单位自适应的分配频带资源的占用，不影响已有的开路广播以及CMMB类业务应用。采用认知无线电技术保证频谱利用时的优先级问题，即在为特定无线系统规划的频带内，当一个“主应用”需要占用当前频率时，“次应用”必须能够自动让出该频段，并自动重新寻找可用频段；或者“次应用”必须在不干扰“主应用”的前提下与“主应用”共享频谱实现通信。利用空闲电视频段的设备方面，具备位置信息获取功能和基于这一功能的数据库查询功能(作用是访问管理空闲频段的数据库并进行确认)。

硬件设备组成包括小区基站和用户端接入设备。基站采用多天线多频点，根据接入带宽的需要使用一个8MHz频道带宽或使用三个连续的8MHz频道共24MHz带宽。上联方向以千兆以太网接口接入局端网络，提供路由器功能，并且根据覆盖范围和用户量设计多个基站的分布以共同覆盖。用户端接入设备采用基于软件无线电技术的设计，充分发挥了通用处理器的性能和灵活性。系统通过载波侦听/碰撞避免(CSMA/CA)实现多址接入，采用OFDM调制方式。

用户端接入设备的硬件实现由天线和三个模块构成：射频模块、适配模块和接口模块。射频模块实现天线接口和上下变频，将射频芯片转换为模拟基带。适配模块实现ADC和DAC功能，负责数字信号的采集以及与接口模块数据的收发配合，将模拟基带转换为数字基带信号。接口模块，负责连接适配模块和电脑，与PC通过PCI-E或USB接口通信，将数据传输到内存，与适配模块通过私有传输和控制包协议通信，以降低信号传输延时。

接入设备通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能，以利于硬件模块的不断升级和扩展。在小区当中无线频谱的资源非常稀缺，在这种情况下通过不同频段的射频子板的选择，可以实现充分利用小区频谱资源，并且通过更新的软件算法，改变无线信号的传输速度与效率。