專利名稱：使用收集器陳列的無(wú)線電通信裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明背景本發(fā)明涉及雙向無(wú)線電通信系統(tǒng)，尤其涉及移動(dòng)電話用戶(蜂窩及個(gè)人通信系統(tǒng))、基本交換長(zhǎng)途通信無(wú)線電、無(wú)線電數(shù)據(jù)通信、及其他無(wú)線電用戶通信的方法及裝置。
現(xiàn)有技術(shù)的移動(dòng)系統(tǒng)目前蜂窩系統(tǒng)之前的無(wú)線電通信系統(tǒng)包含人工/中繼無(wú)線系統(tǒng)。人工/中繼系統(tǒng)(manual/trunked)之后是“改進(jìn)的移動(dòng)電話服務(wù)”(IMTS)。IMTS為使用雙變頻帶的全雙工系統(tǒng)，該頻率包含150MHz(稱為MJ)及450MHz(稱為MK)。雙工頻率間的間隔約為5MHz，且信道帶寬為25KHz。IMTS基址(basesite)基本上位于上升區(qū)域，以使用高傳輸功率以達(dá)到25英里的范圍。移動(dòng)用戶使用相當(dāng)高的輸出功率(介于13W及30W之間)，使得例如一基站址可服務(wù)全部區(qū)域。在某些IMTS系統(tǒng)中，使用遠(yuǎn)距離接收系統(tǒng)以增加從移動(dòng)用戶至基站的信號(hào)的范圍及質(zhì)量。雖然，在美國(guó)仍使用IMTS，但可用信道數(shù)目少，將此系統(tǒng)的容量限制在任何城市中僅僅有限的用戶。傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)由于IMTS或其他系統(tǒng)無(wú)法滿足移動(dòng)服務(wù)的大量需求，所以必須要有一種新的移動(dòng)電話系統(tǒng)。開發(fā)出的新系統(tǒng)重用各小區(qū)中系統(tǒng)的頻率。根據(jù)頻率重用蜂窩系統(tǒng)，無(wú)線電雙向射頻通信已為一般所共用的系統(tǒng)，具擁有大量用戶。在蜂窩系統(tǒng)中，可使用多個(gè)“小區(qū)”(cell)，各小區(qū)覆蓋一地理區(qū)域，且使用RF頻譜中某一部分頻譜，該RF頻譜由小區(qū)內(nèi)的用戶所使用(小區(qū)用戶)。通常，不同大小的小區(qū)(例如，宏小區(qū)或微小區(qū))容量固定。小區(qū)實(shí)際上的形狀及小大為地域、人造環(huán)境及用戶所需容量的函數(shù)。小區(qū)間經(jīng)由陸線或微波鏈路互相連結(jié)，且經(jīng)由適用于移動(dòng)通信的電話交換機(jī)與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)相連結(jié)。當(dāng)用戶在小區(qū)間移動(dòng)時(shí)，該交換機(jī)的用戶提供小區(qū)至小區(qū)及頻率至頻率間的越區(qū)切換(handoff)。
在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中，各小區(qū)具有一基站，此基站包含射頻(RF)發(fā)射機(jī)及RF接收機(jī)，兩者在同一位址上，以與小區(qū)中蜂窩用戶進(jìn)行傳輸及接收通信?；臼褂们跋騌F頻帶(載波)以傳輸前向信道通訊給用戶，且使用反向RF載波以從小區(qū)中的用戶接收反向信道通訊。如果使用分區(qū)天線，此前向信道通訊為在固定頻率及固定區(qū)域中使用固定功率的靜態(tài)通信。
基站除了向用戶提供RF連結(jié)外，還提供與移動(dòng)電話交換局(MTSO)間的連結(jié)。在通常的蜂窩系統(tǒng)中，在覆蓋范圍內(nèi)使用多個(gè)MTSO。每個(gè)MTSO服務(wù)多個(gè)基站及蜂窩系統(tǒng)中相關(guān)的小區(qū)，且支持用于其他系統(tǒng)(如PSTN)及蜂窩系統(tǒng)之間的路由呼叫、或在蜂窩系統(tǒng)內(nèi)路由呼叫的交換操作。
通常，經(jīng)由基站控制器(BSC)由MTS0控制基站。BSC指定RF頻率以支持呼叫，協(xié)調(diào)基站間移動(dòng)用戶的越區(qū)切換，且監(jiān)視及報(bào)告基站的狀態(tài)。由單個(gè)MTSO所控制的基站的數(shù)目視每個(gè)基站處的通信量、MTSO與基站間互連結(jié)的成本、服務(wù)區(qū)域的地形及其他類似因數(shù)而定。
例如當(dāng)移動(dòng)用戶從第一小區(qū)向相鄰的第二小區(qū)移動(dòng)時(shí)，發(fā)生基站間的越區(qū)切換。越區(qū)切換的發(fā)生也卸下了基站上的負(fù)載，此時(shí)該基站通信攜帶容量已耗盡，或者越區(qū)切換發(fā)生在通信質(zhì)量極差的地方。越區(qū)切換為一種通信轉(zhuǎn)換，其中一特定用戶從第一小區(qū)的基站向第二小區(qū)的基站移動(dòng)。在越區(qū)切換期間，存在一轉(zhuǎn)換周期，在此期間向移動(dòng)用戶的前向及反向通信與第一小區(qū)的基站隔離，且尚未建立與第二小區(qū)的通信。通常的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為轉(zhuǎn)換周期小于100微秒。先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)目前在美國(guó)使用，曾定義在IS54標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，而目前則定義在IS136標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。AMPS系統(tǒng)在一小區(qū)的基站及一小區(qū)的移動(dòng)小區(qū)電話(用戶)之間使用頻分多址(FDMA)RF通信。從基站至用戶的傳輸前向信道使用869.010及873.970MHz間的25MHz頻帶中的30KHz載波，而用戶與基站間的反向信道使用824.010及848.970MHz間的25MHz頻帶中的30KHz載波。總共有832個(gè)傳輸及接收信道對(duì)。各服務(wù)區(qū)域每?jī)蓚€(gè)提供者具有416信道，為服務(wù)區(qū)域中總共832個(gè)信道中的一半。在416個(gè)信道中，保留21個(gè)信道作為控制功能的控制信道，且其余的395個(gè)信道作為用戶通信的用戶信道。其他傳統(tǒng)的蜂窩配置傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)的AMPS配置使用FDMA技術(shù)分割及重用可用的RF頻譜帶寬，因此可增加可接受服務(wù)的用戶數(shù)目。在AMPS配置中，采用包含整個(gè)可用帶寬的一部分的載波來(lái)承載邏輯通信信道。存在多種其他傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)配置，其使用其他技術(shù)。在時(shí)分多址配置(TDMA)中，每個(gè)載波(可能為總體可用帶寬或可能是使用頻分技術(shù)時(shí)總體帶寬中的一部分)分成不同的時(shí)隙，使得在可用的時(shí)隙的某些子集中承載每個(gè)邏輯信道。在碼分多址(CDMA)配置中，一載波(又是可用帶寬中的所有帶寬或部分帶寬)可使用各信道非干擾編碼來(lái)承載多個(gè)邏輯信道。在空分多址(SDMA)配置中，即可對(duì)地域又可對(duì)基于空間的發(fā)射機(jī)使用自適性或點(diǎn)波束成形天線在一覆蓋范圍內(nèi)將一載波重用多次。
在參照傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)及本發(fā)明的此說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“載波”及“信道”可交互使用以說(shuō)明通信，但是必須弄清物理的介質(zhì)(包含載波的帶寬)及邏輯傳輸功能(通信信道)之間的區(qū)別。雖然傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)的AMPS配置代表性地用于引入及說(shuō)明本發(fā)明提供的新蜂窩結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，其他用于傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)的配置也可以使用在本發(fā)明的新結(jié)構(gòu)中。系統(tǒng)容量由多個(gè)參數(shù)決定蜂窩系統(tǒng)中每個(gè)小區(qū)的容量及蜂窩系統(tǒng)的整體容量。當(dāng)使用通常的空腔諧振器以在高功率應(yīng)用中具有足夠的頻率間隔時(shí)，對(duì)于信道間630KHz的間隔需要有限制此操作的一種參數(shù)。在有興趣的信道及在同一位置上廣播的相鄰信道(不同中心頻率)或空間上遠(yuǎn)離的位置廣播的同信道(同一中心頻率)的功率間有必要限制18dB的干擾隔離。用于感興趣的通信信道的載波頻率必須與同一位置中有意及無(wú)意輻射所產(chǎn)生的背景噪聲相隔開。雖然相鄰的信道具有不同的中心頻率，但是因?yàn)殡娐方M件沒有完全隔離，所以仍可對(duì)感興趣的信道產(chǎn)生干擾。同樣地，同信道與感興趣的信道在空間上相遠(yuǎn)離，但是由于傾向于將同信道放置的位置比完全隔離時(shí)所需要放置的位置還要近以減少信道重用，且因此增加系統(tǒng)的容量，因此其仍受感興趣的信道的干擾。實(shí)際上當(dāng)考慮全部參數(shù)時(shí)，目前必須將小區(qū)設(shè)計(jì)成支持最大50至56個(gè)信道。
在美國(guó)，聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)已將可使用輸入信道的總數(shù)固定在一小數(shù)目中。因此，為對(duì)大量移動(dòng)用戶服務(wù)，具有相同頻帶的信道在相當(dāng)遠(yuǎn)離而不相干擾的位置處重用。重用相同頻帶的蜂窩區(qū)域必須形成一模式，稱為重用模式，其可決定在一特定的服務(wù)區(qū)域中可容納多少用戶。例如，對(duì)于9個(gè)小區(qū)的重用模式(為AMPS所共用)，395個(gè)可使用信道被分割成9個(gè)分開且約略相等的群，因此導(dǎo)致每個(gè)小區(qū)的最大容量為44個(gè)信道(395/9)。這些信道所提供的容量比用戶的數(shù)目還要多，這是因?yàn)椴⒉皇撬杏脩粼谕粫r(shí)間動(dòng)作。通常，設(shè)計(jì)系統(tǒng)以使得在尖峰系統(tǒng)(peak system)使用時(shí)，被封鎖住的呼叫數(shù)不會(huì)超過(guò)2％。雖然呼叫的統(tǒng)計(jì)值隨被服務(wù)區(qū)域的不同而變動(dòng)，如果每個(gè)小區(qū)分配44個(gè)信道，則一般可支持每個(gè)小區(qū)2000-3000個(gè)用戶。在低密度區(qū)的重用模式通常使用多到21小區(qū)的重用模式。應(yīng)用此模式，各小區(qū)分配較少的信道，而實(shí)現(xiàn)更好的同信道干擾隔離。
在用戶密度高的區(qū)域，小區(qū)尺寸減小，且小區(qū)數(shù)增加以得到較大的用戶容量?？山?jīng)由減少同信道干擾而使頻率重用模式更小。此種減少可應(yīng)用分割小區(qū)成為分區(qū)的方向性基站天線達(dá)到，其中對(duì)每個(gè)分區(qū)進(jìn)行不同的頻率分配。在AMPS系統(tǒng)中，通常使用具有3個(gè)120°分區(qū)天線的7小區(qū)重用模式(每分區(qū)約19個(gè)信道，以(7，3)表示)，但最適的頻率分配與服務(wù)區(qū)域的地形及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。蜂窩傳輸特性在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中，前向信道及反向信道路徑相對(duì)稱。前向信道通訊路徑是從基地發(fā)射機(jī)到移動(dòng)用戶，而反向信道通訊則從移動(dòng)用戶到基站接收機(jī)。
對(duì)于前向信道通訊，基站從定位于小區(qū)中心的單個(gè)位置傳輸至小區(qū)中蜂窩電話用戶。向用戶的基站傳輸為一對(duì)多操作。對(duì)于傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中的反向信道通訊，在蜂窩中單個(gè)位置處的基站的接收機(jī)從小區(qū)中不同位置的多個(gè)移動(dòng)用戶發(fā)射機(jī)接收多個(gè)信道上的通信。從用戶的基站接收為多對(duì)一操作。
雖然，在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中的前向信道及反向信道路徑相對(duì)稱，但是，基站發(fā)射機(jī)及接收機(jī)與用戶發(fā)射機(jī)及接收機(jī)卻極不相同。而且，一對(duì)多前向信道操作與多對(duì)一反向信道操作間差異頗大。在蜂窩系統(tǒng)中，基站發(fā)射機(jī)的配備基本上為高功率，且定位于小區(qū)內(nèi)的理想點(diǎn)上，且使用方向性高增益天線與用戶通信。測(cè)量基站發(fā)射機(jī)的覆蓋范圍且加以最優(yōu)化，以限定小區(qū)區(qū)域(其已考慮用戶位置及數(shù)目)?；拘^(qū)發(fā)射機(jī)與單向商用廣播無(wú)線電系統(tǒng)(如FM無(wú)線電或電視)中使用的發(fā)射機(jī)相類似。小區(qū)中的每個(gè)移動(dòng)用戶同時(shí)在一個(gè)信道(信道對(duì))上進(jìn)行通信。對(duì)于反向信道操作(基站至移動(dòng)用戶)，每個(gè)移動(dòng)用戶的接收機(jī)接收一信號(hào)，此信號(hào)的強(qiáng)度變化為小區(qū)中移動(dòng)用戶位置及與基站發(fā)射機(jī)靠近程度的函數(shù)。為了補(bǔ)償不同的信號(hào)強(qiáng)度，基本上每個(gè)用戶接收機(jī)均包含簡(jiǎn)單的自動(dòng)增益控制(AGC)電路以調(diào)整接收機(jī)的靈敏度，因此補(bǔ)償接收到的基站信號(hào)的不同強(qiáng)度。此用戶接收機(jī)只需要足夠的動(dòng)態(tài)范圍即可同時(shí)解調(diào)一個(gè)信號(hào)。
對(duì)于傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)的反向信道操作(用戶至基站)，基站上的接收機(jī)位于小區(qū)中的單個(gè)位置，且從小區(qū)中不同位置處的多個(gè)移動(dòng)用戶發(fā)射機(jī)在多個(gè)信道上接收通信。當(dāng)移動(dòng)用戶在小區(qū)中移動(dòng)時(shí)，用戶位置改變，因此，基站接收機(jī)從移動(dòng)用戶處接收到信號(hào)的強(qiáng)度變化范圍很廣。此信號(hào)強(qiáng)度的寬變使得基站的接收機(jī)必須要能適應(yīng)多個(gè)信道中強(qiáng)及弱的用戶信號(hào)。
為了達(dá)到所需要的動(dòng)態(tài)范圍，必須要小心設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的系統(tǒng)，且選擇小區(qū)的大小，而裝置的成本也較昂貴。而且，使用簡(jiǎn)單、低成本的AGC電路將減少基站接收機(jī)的靈敏度，且不實(shí)用，這是因?yàn)楫?dāng)此電路將信號(hào)接收的電平降到可由強(qiáng)信號(hào)所接受時(shí)，則完全無(wú)法接收到弱信號(hào)。此問(wèn)題稱為“遠(yuǎn)近”(near-far)問(wèn)題，這是因?yàn)榛窘邮諜C(jī)的動(dòng)態(tài)范圍將確定一移動(dòng)用戶與基站接近的程度，且在該程度下仍可接收遠(yuǎn)離移動(dòng)用戶的信號(hào)。
理論上可使用移動(dòng)用戶發(fā)射機(jī)的功率控制方法來(lái)控制遠(yuǎn)近問(wèn)題，在此方法中接近的用戶使用低功率，而較遠(yuǎn)的用戶使用高功率。但是，在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中，因?yàn)檫@種用戶功率控制方法減少用戶電池壽命、導(dǎo)致頻率重用的減少、且無(wú)法進(jìn)行小區(qū)登錄(在此需要全功率)、尚且還有其它問(wèn)題，所以無(wú)法完全令人滿意。當(dāng)對(duì)于一用戶功率增加時(shí)，用戶將干擾鄰近信道及同信道用戶。增加功率電平的用戶數(shù)愈多，則干擾愈大。此增加的干擾即導(dǎo)致容量耗損又引起質(zhì)量下降。
因?yàn)橐话愕男^(qū)電話使用電池操作，且功率有限，靠近地面，通常具有多路徑、障礙及其他傳輸問(wèn)題，并且一般為全方向且為移動(dòng)，因此用戶及基站間的反向信道路徑在傳統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)中具有最微弱的連結(jié)。另外，靠近小區(qū)的邊緣的用戶基本上必須全功率傳輸。這就排除了相鄰小區(qū)中的信道重用。新無(wú)線電系統(tǒng)的要求現(xiàn)今的蜂窩系統(tǒng)具有質(zhì)量上的問(wèn)題(由于越區(qū)切換誤差和其它錯(cuò)誤)，且用戶容量不足(由于頻譜重用的限制)，且成本相當(dāng)高。因?yàn)檫@些問(wèn)題，已提出多種新方法以改進(jìn)已經(jīng)制造的蜂窩系統(tǒng)。
多種新蜂窩系統(tǒng)的方法中使用數(shù)字技術(shù)以增強(qiáng)空中接口。數(shù)字空中協(xié)議包含TDMA及CDMA配置，其使用調(diào)制、語(yǔ)音及信道編碼、多址、及其他方法例如時(shí)分雙工(TDD)技術(shù)。這些新方法產(chǎn)生容量及越區(qū)切換質(zhì)量上的問(wèn)題，其增加系統(tǒng)的復(fù)雜度及移動(dòng)電話的成本，并具有限制覆蓋范圍的反向路徑同步的困難。另外，標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)音編碼算法降低語(yǔ)音質(zhì)量，以增加寬帶容量。個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)已提出個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)作為未來(lái)的無(wú)線電系統(tǒng)。PCS系統(tǒng)分成低層(low-tier)PCS及高層(high-tier)PCS，其為輻射功率及覆蓋范圍的函數(shù)。所提出的高層PCS系統(tǒng)對(duì)于低比特率語(yǔ)音達(dá)到高度最優(yōu)化，因此只有有限的容量可服務(wù)分組數(shù)據(jù)應(yīng)用。如果將所提出的高層PCS功能取代今日的蜂窩無(wú)線電系統(tǒng)，則可服務(wù)超過(guò)1億個(gè)美國(guó)人，對(duì)整個(gè)世界來(lái)說(shuō)，則可服務(wù)更多人。如果分組數(shù)據(jù)應(yīng)用上的技術(shù)問(wèn)題可以解決的話，則服務(wù)上的需求則更多。
在FCC許可的寬帶PCS服務(wù)中的可用頻率被分成主貿(mào)易區(qū)域(MTA)服務(wù)，及基本貿(mào)易區(qū)域(BTA)服務(wù)。
(a)在MTA基礎(chǔ)上指定下列頻率塊塊A1850-1860MHz，與1930-1940MHz成對(duì)；和塊B1870-1885MHz，與1950-1965MHz成對(duì)。
(b)在BTA基礎(chǔ)上指定下列頻率塊塊C1850-1910MHz，與1974-1990MHz成對(duì)，以及塊D1865-1870MHz，與1945-1950MHz成對(duì)。
塊E1885-1890MHz，與1965-1970MHz成對(duì)，以及塊F1890-1895MHz，與1970-1975MHz成對(duì)。
將分離的20MHz頻帶(1910-1930MHz)分配給低功率、未許可的PCS。
也已提出低層PCS系統(tǒng)，以服務(wù)世界范圍的市場(chǎng)。低層PCS系統(tǒng)所需要的某些特征由多納爾多C.參克斯(Donald C Cox)在“什么是無(wú)線個(gè)人通信？(Wireless Personal CommunicationWhat Is It？)IEEE個(gè)人通信(PersonalCommunication)(1995年4月)中加以定義。這些對(duì)于低層PLS系統(tǒng)所必須的特征包含·具有低功耗、高質(zhì)量語(yǔ)音及低延遲的自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)語(yǔ)音編碼。
·柔性無(wú)線電鏈路結(jié)構(gòu)，可支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸及消息的多數(shù)據(jù)率。
·含自適應(yīng)功率控制的低發(fā)射機(jī)功率，可使得交談時(shí)間及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間達(dá)到最大。
·低復(fù)雜性的信號(hào)處理，可使得功耗達(dá)到最小。
·低同信道干擾及高覆蓋范圍。
·具有相干檢測(cè)的多電平相位調(diào)制，以使得無(wú)線電鏈路性能達(dá)到最優(yōu)化，且含低復(fù)雜性的容量。
·頻率分割雙工，因此緩和在寬區(qū)域中對(duì)基站傳輸同步的要求。
低層PCS系統(tǒng)考慮到低復(fù)雜性、低成本、基站與不昂貴的固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(基于或光纖)間的互連結(jié)等許多緊湊收集。高層PCS系統(tǒng)考慮到空間分配小區(qū)址。與無(wú)線電電話質(zhì)量不相容的高傳輸質(zhì)量的需求在僅采用高層PCS系統(tǒng)的前題下不易達(dá)成，該P(yáng)CS系統(tǒng)傾向于使得每小區(qū)址上的用戶和每個(gè)MHz上的用戶達(dá)到最大，以使昂貴的高層小區(qū)址數(shù)達(dá)到最小。蜂窩系統(tǒng)的頻率重用能力可經(jīng)由增加小區(qū)數(shù)而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的高容量，因此減少基站間的分隔。但是，應(yīng)注意的是，可由反向路徑限制來(lái)確定重用。此大容量的頻率重用需求指出在未來(lái)的無(wú)線電系統(tǒng)中低層、小小區(qū)的PCS系統(tǒng)將占有主導(dǎo)地位。但是，電路質(zhì)量、頻譜應(yīng)用、復(fù)雜性(電路及網(wǎng)絡(luò))、系統(tǒng)容量及經(jīng)濟(jì)效益間多個(gè)復(fù)雜的相互關(guān)系均為未來(lái)無(wú)線電系統(tǒng)設(shè)計(jì)上所需考慮的因素。
所提出的新無(wú)線電系統(tǒng)中，用于現(xiàn)有形式的無(wú)線電系統(tǒng)(如尋呼、消息、無(wú)線電話、及廣域分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))的未來(lái)角色未定。例如，PCS系統(tǒng)需要有智能網(wǎng)絡(luò)，以管理用戶的移動(dòng)。對(duì)比而言，無(wú)線電話與網(wǎng)絡(luò)智能無(wú)關(guān)，而需要具有小型無(wú)線電電話的基本單元。在另一個(gè)例子中，數(shù)據(jù)系統(tǒng)通常不允許無(wú)線電話音通信的優(yōu)先權(quán)需求。而且，無(wú)線電話音系統(tǒng)通常無(wú)視數(shù)據(jù)及訊息的重要性。如果數(shù)據(jù)系統(tǒng)及話音系統(tǒng)獨(dú)立操作，則分離的話音及數(shù)據(jù)系統(tǒng)不具備共享網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及基站設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。
雖然，對(duì)新和改進(jìn)的無(wú)線電系統(tǒng)可采用廣泛的技術(shù)，但是此系統(tǒng)方案仍無(wú)法完全確認(rèn)應(yīng)如何在經(jīng)濟(jì)效益下滿足容量、覆蓋范圍、新無(wú)線電系統(tǒng)的控制及質(zhì)量上的要求。
鑒于上述背景，需要有一種改進(jìn)的無(wú)線電通信系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種無(wú)線電通信系統(tǒng)，其包含至用戶的前向信道通訊及來(lái)自用戶的對(duì)應(yīng)的反向信道通訊。通常，用戶為從一區(qū)域移動(dòng)至另一區(qū)域(其間經(jīng)過(guò)多個(gè)區(qū)域(zone)的移動(dòng)用戶。前向信道通訊在廣播站區(qū)域直接向用戶廣播。來(lái)自用戶的反向信道通訊并沒有直接回到用戶處，而是首先在廣播站區(qū)域配置的位置處收集。收集后，反向信道通訊被前向傳輸，以完成全雙工通信。前向信道通訊為一點(diǎn)到多點(diǎn)通信，而反向信道通訊則為多點(diǎn)到一點(diǎn)通信。此通信系統(tǒng)分開處理一點(diǎn)到多點(diǎn)前向路徑為直接廣播，而采用多個(gè)收集點(diǎn)處理多點(diǎn)到一點(diǎn)路徑。因?yàn)榍跋蚣胺聪蚵窂椒珠_配置，本發(fā)明可使前向及反向路徑均最優(yōu)化，以提供一種無(wú)線電操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)線電系統(tǒng)相比，具有更大的通信容量及更好的通信質(zhì)量。
由區(qū)域管理器控制來(lái)自及向用戶傳輸?shù)那跋蛐诺劳ㄓ嵑蛯?duì)應(yīng)的反向信道通訊。區(qū)域管理器包含廣播站，其包含廣播站發(fā)射機(jī)，用于使用寬帶廣播信號(hào)廣播前向信道通訊，以廣播站區(qū)域中形成廣播站前向信道。區(qū)域管理器亦包含集結(jié)器(aggregator)，用于接收對(duì)應(yīng)的反向信道通訊。在廣播站區(qū)域中的用戶包含接收機(jī)，用于接收來(lái)自廣播站的前向信道通訊，且包含發(fā)射機(jī)，用于在用戶反向信道中廣播站反向信道。總之，來(lái)自用戶的反向信道提供一寬帶組合信號(hào)。多個(gè)收集器以空間隔開位置分布在廣播站區(qū)域中。每個(gè)收集器均包含寬帶收集器接收機(jī)，用于接收來(lái)自用戶的寬帶組合信號(hào)，且每個(gè)收集器均包含收集器前向裝置，用于將來(lái)自用戶的反向信道通訊前向傳輸給集結(jié)器。基本上集結(jié)器接收由單一用戶所發(fā)射的反向信道通訊的多個(gè)收集器的不同表示。這些不同的表示可加以處理，以在任何一個(gè)不同表示上提供增強(qiáng)質(zhì)量的集結(jié)信號(hào)。此集結(jié)處理也產(chǎn)生用戶現(xiàn)在的位置。
地區(qū)管理器協(xié)調(diào)地區(qū)域中全部區(qū)域管理器的功能。當(dāng)用戶從一區(qū)域向另一區(qū)域移動(dòng)時(shí)，地區(qū)管理器開始越區(qū)切換處理，其中一區(qū)域管理器將用戶前向信道及反向信道控制割讓給第二區(qū)域管理器。地區(qū)管理器的功能亦如資源管理器，可使得在整個(gè)地區(qū)中系統(tǒng)資源的分配達(dá)到最優(yōu)化。
本發(fā)明采用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)資源，且當(dāng)需要在通信系統(tǒng)中進(jìn)行特定的位置處理時(shí)加以分配。通過(guò)向在前向及反向路徑中的數(shù)字信號(hào)處理器分配資源的處理而達(dá)到功效及經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明中分配數(shù)字信號(hào)處理器資源的處理和結(jié)構(gòu)可加到寬帶無(wú)線電技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)及其他多址技術(shù)中。通過(guò)處理資源的實(shí)時(shí)分配，本發(fā)明可實(shí)時(shí)適用于系統(tǒng)中的變化。
無(wú)線電操作系統(tǒng)的固有配置為允許增加容量、覆蓋范圍且優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的蜂窩系統(tǒng)的質(zhì)量。使用收集器陣列允許用戶對(duì)于一給定大小的區(qū)域應(yīng)用較低的功率傳輸(因?yàn)槭占鞅痊F(xiàn)有技術(shù)中的蜂窩系統(tǒng)的基站更靠近用戶)，因此通過(guò)使區(qū)域大于傳統(tǒng)小區(qū)而增加覆蓋范圍。收集器提供信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量，此測(cè)量值由地區(qū)管理器所使用，以確定用戶位置，從而準(zhǔn)確地形成向前及后向鏈路功率控制及更有效的頻率重用，以改進(jìn)容量。來(lái)自收集器的信號(hào)在集結(jié)器上集結(jié)，以提供更大的通信鏈路能力。
由參考附圖的如下說(shuō)明，可更進(jìn)一步了解本發(fā)明的上述和其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，附圖中附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1表示用于以雙向通信連結(jié)多個(gè)用于與用戶進(jìn)行無(wú)線電通信的地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)；圖2為圖1的地區(qū)中的一地區(qū)，該地區(qū)由地區(qū)管理器服務(wù)，此地區(qū)管理器與多個(gè)具有廣播站和集結(jié)器的區(qū)域管理器通信，該廣播站用于與用戶進(jìn)行前向信道通訊，集結(jié)器用于接收反向信道通訊，且由用于收集來(lái)自用戶的反向信道通訊的多個(gè)收集器陣列服務(wù)，以與集結(jié)器進(jìn)行反向信道通訊；圖3進(jìn)一步詳細(xì)表示與網(wǎng)絡(luò)連結(jié)的圖2的系統(tǒng)；圖4表示一系統(tǒng)，其包含圖2的一地區(qū)管理器，用于將前向信道通訊廣播至多個(gè)用戶，和對(duì)應(yīng)的收集器陣列，其由多個(gè)收集器所形成，用于接收及再傳輸來(lái)自用戶的反向信道通訊；圖5為圖4系統(tǒng)的更進(jìn)一步細(xì)節(jié)的示意圖，其中前向信道通訊從廣播站至單個(gè)用戶，而反向信道通訊則從單個(gè)用戶經(jīng)四個(gè)收集器至集結(jié)器；圖6為數(shù)字收發(fā)信機(jī)(發(fā)射機(jī)/接收機(jī))通?？驁D；圖7為形成圖6的收發(fā)信機(jī)部分的RF子系統(tǒng)群的框圖；圖8為圖6的數(shù)字信號(hào)處理器的一實(shí)施例的框圖，其用作圖4中的用戶；圖9為圖6的收發(fā)信機(jī)的一實(shí)施例的框圖，其用作如圖3、4和5中的收集器；圖10為圖6的收發(fā)信機(jī)的接收機(jī)部分的一實(shí)施例的框圖，其用作圖3、4和5中的集結(jié)器；圖11為圖6的收發(fā)信機(jī)中發(fā)射機(jī)部分的一實(shí)施例的框圖，其用作圖3、4和5中的廣播站圖12為以收集器建立的與三個(gè)用戶之間的全雙工通信路徑的第一實(shí)施例，其中收集器偏移部分分配的反向信道頻譜，以隔離反向信道通訊輸與集結(jié)器；圖13為以收集器建立的與三個(gè)用戶之間的全雙工通信路徑的第二實(shí)施例，其中收集器偏移分配的反向信道頻譜內(nèi)的個(gè)別載波，以隔離反向信道傳輸與集結(jié)器；圖14為圖2、3和4類型的區(qū)域管理器，其具有使用三個(gè)廣播范圍以廣播前向信道通訊至三個(gè)用戶的廣播站，及一對(duì)應(yīng)的收集器陣列，此收集器陣列具有多個(gè)收集器，用以接收及再傳輸來(lái)自三個(gè)用戶的反向信道通訊至一區(qū)域管理器的集結(jié)器；圖15表示圖2及3類型的兩個(gè)區(qū)域管理器(包含廣播站)，每個(gè)區(qū)域管理器使用兩個(gè)廣播范圍，用于廣播前向信道通訊給5個(gè)用戶及兩個(gè)對(duì)應(yīng)的收集器陣列，每個(gè)收集器陣列具有多個(gè)收集器，用于分別接收及再傳輸來(lái)自5個(gè)用戶的反向信道通訊至兩個(gè)區(qū)域管理器中的兩集結(jié)器；圖16表示圖15中的配置，其中一用戶向新位置移動(dòng)；圖17表示六邊形格，含60°的廣播區(qū)，且含(3，6)信道分割；圖18表示廣播區(qū)域及收集器陣列的實(shí)施例，該收集器陣列包含收集器，此收集器的最佳位置為使得在選擇區(qū)域中具有最大的覆蓋范圍；圖19表示廣播區(qū)域及收集器陣列的實(shí)施例，該收集器陣列包含收集器，此收集器位于可變聚集處以符合在選擇區(qū)域中用戶的可變聚集；和圖20表示圖19的廣播站發(fā)射機(jī)及收集器接收機(jī)，其中該收集器接收機(jī)的高度可變。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-圖1及2現(xiàn)在參考圖1，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為基于一或多個(gè)地理地區(qū)(R)11及一網(wǎng)絡(luò)10。一地區(qū)可大到如一國(guó)家，或小至街道或建筑物。由地區(qū)管理器(RM21)控制并建立地區(qū)11中和在地區(qū)11及網(wǎng)絡(luò)10之間的前向信道通訊及反向信道通訊。地區(qū)管理器21提供廣泛的系統(tǒng)功能，如交換(例如在地區(qū)11及PSTN之間)，用戶管理，如歸屬用戶位置寄存器(HLR)及訪問(wèn)用戶位置寄存器(VCR)功能，漫游支持(例如，IS-41連結(jié))。
每個(gè)區(qū)域11均具有由區(qū)域管理器(ZM)20建立的廣播區(qū)域。區(qū)域管理器20包含高功率廣播站，其用戶(U)18廣播前向信道通信。區(qū)域管理器20也包含集結(jié)器17，其處理反向信道通訊。區(qū)域管理器20具有使用在區(qū)域11中分配的全部頻譜進(jìn)行廣播的能力。用戶18應(yīng)用全向接收機(jī)接收來(lái)自區(qū)域管理器20的前向信道通訊，且應(yīng)用全向發(fā)射機(jī)向收集器陣列13中的收集器19傳輸反向信道通訊。收集器陣列13中的每個(gè)收集器19均接收在收集器的接收范圍內(nèi)由移動(dòng)用戶18所傳輸?shù)姆聪蛐诺劳ㄓ?。收集器陣?3中的收集器19接下來(lái)再傳輸反向信道通訊給區(qū)域管理器20中的集結(jié)器17。區(qū)域管理器20處理接收的反向信道通訊，且將此反向信道通訊至網(wǎng)絡(luò)10中的同一資源，該網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由地區(qū)交換器發(fā)出反向信道通訊。
每個(gè)區(qū)域管理器20與地區(qū)管理器21相通信，此地區(qū)管理器21協(xié)調(diào)在廣播站、用戶和收集器之間用于前向及反向信道的頻率分配。
現(xiàn)在參考圖1，網(wǎng)絡(luò)10表示通信整體中全部連接的通信系統(tǒng)，包含例如共公交換電話網(wǎng)(PSTN)125。多個(gè)服務(wù)區(qū)域地區(qū)11具有到網(wǎng)絡(luò)10的全多工連結(jié)，以在網(wǎng)絡(luò)10及無(wú)線電用戶18之間提供雙向通信。圖1表示整個(gè)地區(qū)11，包含地區(qū)R(1)、R(2)、....、R(r)、....、R(R)。
每個(gè)R地區(qū)11均包含地區(qū)管理器RM(10)、R(M2)、....、R(M)、....、RM(R)。每個(gè)地區(qū)管理器21均包括分配器DI(14)，分配器14為在各地區(qū)11中用于從網(wǎng)絡(luò)11分配前向信道通訊至地區(qū)管理器20的設(shè)備，其可在地區(qū)11中向無(wú)線電電話用戶18廣播。圖1中表示全體R個(gè)分配器14，其包含分配器DI(1)、DI(2)、....、DI(r)、....、DI(R)。
每個(gè)地區(qū)管理器21均包括累加器15，其在各地區(qū)11中用于累加來(lái)自區(qū)域管理器20的反向信道通訊，且將反向信道通訊路由至網(wǎng)絡(luò)10。區(qū)域管理器20接收來(lái)自包括用戶U1、....、Uu的用戶18反向信道通訊，其間經(jīng)由收集器19，收集器19包含在收集器13中的收集器C(1)、....、C(C)。圖1中示出全體R個(gè)累加器15，包含累加器AC(1)、....、AC(2)、....、AC(r)、....、AC(R)。
通信系統(tǒng)的組件部分包含地區(qū)管理器21、區(qū)域管理器20、收集器陣列13及用戶18，且由軟、硬件的組合(如將后述)加以實(shí)現(xiàn)。
總之，軟件已知是無(wú)線電操作系統(tǒng)，且分配在通信系統(tǒng)的組件部分。操作系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)部分實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用于無(wú)線電通信的管理標(biāo)準(zhǔn)的功能以及其他熟知的功能。除了熟知的功能外，本系統(tǒng)尚提供多種可增強(qiáng)無(wú)線電通信的新功能。這些新功能將于下文中加以說(shuō)明。一般，在本實(shí)施例中，無(wú)線電操作系統(tǒng)功能概述如下地區(qū)管理器21接口·網(wǎng)絡(luò)10的進(jìn)出·區(qū)域20的進(jìn)出··來(lái)自累加器15的窄帶信號(hào)(來(lái)自多個(gè)集結(jié)器17的狀態(tài)信息)··從分配器14至廣播站16的窄帶信號(hào)(至多個(gè)廣播站16的控制信息)地區(qū)管理器21送至區(qū)域管理器20的信息字段·在每個(gè)區(qū)域內(nèi)登記的移動(dòng)用戶18的清單·允許的廣播站16頻率的清單·每個(gè)廣播站16頻率的功率限制·網(wǎng)絡(luò)10產(chǎn)生的呼叫設(shè)定/停止請(qǐng)求·地區(qū)管理器21請(qǐng)求處理潛在的越區(qū)切換(handoff)·前一地區(qū)管理器21的越區(qū)切換請(qǐng)求的狀態(tài)由地區(qū)管理器21從區(qū)域管理器20中接收的信息字段·在各區(qū)域內(nèi)登記的移動(dòng)用戶18的更新的清單·有效廣播站16的頻率及相關(guān)的功率電平的清單·對(duì)增加的廣播站16頻率分配的請(qǐng)求·對(duì)增加的廣播站16功率電平限制的請(qǐng)求·有效用戶18功率電平的清單·用戶18產(chǎn)生的呼叫設(shè)定/停止請(qǐng)求·區(qū)域管理器20要求處理潛在的越區(qū)切換·前一區(qū)域管理器20越區(qū)切換請(qǐng)求的狀態(tài)區(qū)域管理器20接口·來(lái)自集結(jié)器17的窄帶信號(hào)(來(lái)自多個(gè)收集器19的狀態(tài)信息)·至廣播站16的窄帶信號(hào)(來(lái)自多個(gè)收集器19的控制信息)。
由區(qū)域管理器20傳輸至每個(gè)集結(jié)器19的信息字段·有效接收頻率的清單·每個(gè)有效接收頻率的最小信號(hào)臨界值·允許再傳輸
·對(duì)每個(gè)“允許再傳輸”的再傳輸頻率由區(qū)域管理器20從每個(gè)收集器19中接收的信息字段·用戶頻率及信號(hào)強(qiáng)度·廣播信號(hào)測(cè)量集結(jié)器17控制·有效返回頻率清單(收集器19至集結(jié)器17的用戶18信號(hào)的再傳輸)·集結(jié)控制數(shù)據(jù)·路由信息(至網(wǎng)絡(luò)10、區(qū)域間、區(qū)域內(nèi))廣播站16控制·每個(gè)信道廣播信號(hào)功率·每個(gè)信道用戶18傳輸功率(進(jìn)入廣播站16控制信道)廣播站16接口·來(lái)自分配器14的語(yǔ)音及數(shù)據(jù)信道·至用戶18及收集器19的空口接口每個(gè)廣播信道的處理·從網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域內(nèi)、區(qū)域間路由·語(yǔ)音編碼·空中協(xié)議編碼·調(diào)制信號(hào)組合·輸出信號(hào)性能增益控制將輸出信號(hào)混頻至寬帶中傳輸數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器·中頻(I/F)至射頻(RF)轉(zhuǎn)換·天線饋入集結(jié)器17接口·來(lái)自收集器19的空中接口·至累加器15的語(yǔ)音及數(shù)據(jù)信道接收·天線饋入·RF至IF·模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換集結(jié)·頻譜轉(zhuǎn)換·濾波(信道化)·同步·組合/選擇·用戶定位每個(gè)集結(jié)信道的處理·解調(diào)信道·空中協(xié)議解碼·語(yǔ)音解碼·路由信息(至網(wǎng)絡(luò)10、區(qū)域內(nèi)、區(qū)域間)收集器19接口·來(lái)自用戶18及廣播18的空中接口·至集結(jié)器17的空中接口接收·天線信號(hào)(來(lái)自用戶18)·來(lái)自廣播信號(hào)的天線饋入(來(lái)自廣播站16的控制信號(hào))·對(duì)用戶18和控制信號(hào)的RF至IF·對(duì)用戶18信號(hào)(信號(hào))的A/D轉(zhuǎn)換·解調(diào)控制信號(hào)檢測(cè)處理·頻譜轉(zhuǎn)換信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量·臨界值比較及峰值清單產(chǎn)生每個(gè)再傳輸信道·增益調(diào)整(均衡化)
·頻率轉(zhuǎn)換(從用戶18接收的-＞送至集結(jié)器17)信號(hào)組合·將N個(gè)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)混頻至一寬帶中·將控制信號(hào)混頻至一寬帶中傳輸·D/A轉(zhuǎn)換·IF至RF轉(zhuǎn)換·方向性天線饋入通信地區(qū)-圖2圖2為圖1的地區(qū)11中代表性的一地區(qū)R(r)。由多個(gè)區(qū)域管理器20服務(wù)R(r)地區(qū)11。每個(gè)區(qū)域管理器20包含廣播站(B)16和集結(jié)器(A)17。廣播站16在確定廣播區(qū)域12的一或多個(gè)前向信道廣播范圍上廣播。每個(gè)廣播站16及集結(jié)器17與至少一個(gè)反向信道收集器陣列13相關(guān)。每個(gè)廣播站16是用于將前向信道通訊向位于廣播站16的廣播區(qū)域內(nèi)的用戶18廣播的設(shè)備?？偣瞆個(gè)廣播站16示于圖2的地區(qū)R(r)中，其包含廣播站B(1)、B(2)、....、B(z)、....、B(Z)，其中z為廣播站16中特定的一個(gè)，且z＝1、2、....、z、....、Z。
在地區(qū)R(r)中的每個(gè)廣播站16及收集器13與至少一個(gè)集結(jié)器17相關(guān)，該收集器是用于集結(jié)來(lái)自收集器19的反向信道通訊的設(shè)備，其中該收集器19形成收集器陣列13。圖2的R(r)中有總共Z個(gè)集結(jié)器17，其包含集結(jié)器A(1)、A(2)、....、A(z)、....、A(Z)，其中z為集結(jié)器17中特定的一個(gè)，且z＝1、2、....z、....Z。
圖2中的每個(gè)收集器陣列13由多個(gè)收集器形成(見圖3和4中的收集器19)，其中收集器接收由用戶18傳輸?shù)姆聪蛐诺劳ㄓ崳覍⒎聪蛐诺劳ㄓ嵪蚣Y(jié)器17傳輸。在圖2的地區(qū)R(11)中總共顯示Z個(gè)收集器陣列13，其包含收集器陣列CA(1)、CA(2)、....、CA(z)、....、CA(Z)，其中z為收集器陣列13中特定的一個(gè)，z＝1、2、....、z、....、Z。
圖2的地區(qū)(Rr)包含多個(gè)用戶18。每個(gè)用戶18可移動(dòng)，而且是可經(jīng)由接收來(lái)自廣播站16的反向信道通訊且將反向信道通訊向收集器陣列13傳輸而接收及傳輸全雙工通信的設(shè)備。
圖2的地區(qū)11的一例可見于舊金山灣(San Francisco Bay Area(下稱“灣區(qū)(Bay Area)”)。在灣區(qū)中，可使用四個(gè)地區(qū)覆蓋約50英里×100英里的范圍(5000平方英里)，或者每個(gè)地區(qū)約3250平方英里。在現(xiàn)有的AMPS系統(tǒng)中，在灣區(qū)中的每個(gè)地區(qū)約有50個(gè)傳統(tǒng)的基站，每個(gè)基站具有用于廣播及接收的發(fā)射機(jī)及接收機(jī)。在AMPS系統(tǒng)中，前向信道通訊小區(qū)(cell)的大小與前向信道通訊小區(qū)的大小相同。在分配給使用900MHZ頻帶的提供者的416個(gè)信道中，每個(gè)小區(qū)中有30至60的信道可用。200,000個(gè)現(xiàn)有的灣區(qū)中的用戶約需要200個(gè)AMPS小區(qū)。當(dāng)移動(dòng)用戶數(shù)增加時(shí)，現(xiàn)有的AMPS系統(tǒng)中必須增加小區(qū)及地區(qū)數(shù)。
雖然本發(fā)明的系統(tǒng)可使用在使用同一現(xiàn)存的四個(gè)灣區(qū)范圍的灣區(qū)蜂窩系統(tǒng)(設(shè)有有20個(gè)廣播區(qū)域)，最好，采用例如30個(gè)地區(qū)管理器20，灣區(qū)可覆蓋由地區(qū)管理器21服務(wù)的單個(gè)較大的地區(qū)，其中由區(qū)域管理器20所建立的區(qū)域大于現(xiàn)有的AMPS蜂窩系統(tǒng)的廣播小區(qū)。
使用多個(gè)收集器19以在傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)的蜂窩區(qū)域上形成收集器陣列13。在該灣區(qū)的例子中，如果使用單一地區(qū)11以覆蓋5000平方英里范圍，則該地區(qū)可包含30個(gè)區(qū)域管理器20，其每個(gè)包含一廣播站16及一集結(jié)器17，且各包含30個(gè)收集器陣列13，每個(gè)收集器陣列包含10個(gè)收集器19。
收集器陣列13中的收集器19包含高增益、方向性發(fā)射機(jī)，此發(fā)射機(jī)指向集結(jié)器17的接收天線。集結(jié)器17的接收天線為低增益、廣角天線，或者集結(jié)器可包含多個(gè)方向性天線。應(yīng)用此發(fā)射機(jī)及接收機(jī)的組合，配置前向信道及反向信道通信設(shè)備以符合前向及反向信道的內(nèi)在特性。除了前述討論的特征外，廣播站16還具有可變傳輸功率，此傳輸功率可依據(jù)每個(gè)前向信道而變動(dòng)，使得廣播范圍可因每個(gè)用戶18而不同。同樣地，每個(gè)用戶18的傳輸功率可變動(dòng)，使得可對(duì)每個(gè)用戶18的反向信道的廣播范圍加以控制，而只達(dá)到與用戶18緊鄰的收集器19。廣播站16可有選擇地使用圓極化，以防止用戶18的全方位天線的衰落，尤如FM無(wú)線電一般。無(wú)線通信系統(tǒng)-圖3在圖3中更進(jìn)一步地顯示圖2的系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，該系統(tǒng)中，單個(gè)地區(qū)11連接網(wǎng)絡(luò)10。在圖3中，地區(qū)11包含RM(r)地區(qū)管理器21，其由T3線路連接至例如網(wǎng)絡(luò)10中。地區(qū)管理器21包含累加器(AC)15及導(dǎo)向器14(DI)，導(dǎo)向器14與地區(qū)交換機(jī)22連接在一起。地區(qū)交換機(jī)22以傳統(tǒng)電話交換方式切換連接。使用此地區(qū)交換機(jī)22以向用戶18提供地區(qū)對(duì)地區(qū)連結(jié)，且向用戶18提供網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的連結(jié)。
在圖3中，區(qū)域管理器20包含區(qū)域管理器ZM(1)、ZM(Z)。每個(gè)區(qū)域管理器20均包含廣播站16。廣播站16包含廣播站B(1)、....、B(Z)。廣播站16例如從導(dǎo)向器14接收T1線路上的反向信道通訊。B(1)廣播站16-1建立廣播區(qū)域BZ(1)，而B(Z)廣播站16-Z建立廣播區(qū)域BZ(Z)。
多個(gè)用戶18-1位于廣播區(qū)域BZ(1)內(nèi)，且從B(1)廣播站16-1中接收反向信道通訊。每個(gè)用戶18-1向廣播區(qū)域BZ(1)中的收集器陣列13-1的一或多個(gè)收集器19-1提供反向信道通信。接下來(lái)，收集器陣列13-1持續(xù)進(jìn)行從用戶18-1至A(1)集結(jié)器17-1的通信。而集結(jié)器17-1持續(xù)進(jìn)行從用戶18-1、收集器13-1及集結(jié)器17-1在T1線路上至AC(r)累加器15的反向信道通訊。地區(qū)交換機(jī)22將T1通信從BZ(1)區(qū)域中用戶或者連接至其它區(qū)域中一區(qū)域的用戶，如BZ(Z)區(qū)域中的用戶18-Z，或者連接至網(wǎng)絡(luò)路125。
在圖3中，同樣地，BZ(Z)包含多個(gè)用戶18-Z，其接收來(lái)自B(Z)廣播站16-Z的反向信道通訊。然后，用戶18-Z廣播反向信道通訊至收集器陣列13-Z中的收集器19。在收集器陣列13-Z中的每個(gè)收集器19-Z均將反向信道通訊向地區(qū)管理器20-Z中的集結(jié)器17-Z傳輸。然后，區(qū)域管理器20-Z持續(xù)進(jìn)行從集結(jié)器17-1至地區(qū)管理器21中的AC(r)累加器15的反向信道通訊。經(jīng)由地區(qū)交換機(jī)22的操作，地區(qū)管理器21切換在區(qū)域管理器ZM(Z)至其他區(qū)域(如區(qū)域BZ(1)中的用戶)或至網(wǎng)絡(luò)10之間的反向信道通訊及前向信道通訊。
在某些實(shí)施例中，每個(gè)廣播站16以每個(gè)信道不同的功率來(lái)廣播，因此在某些信道上的信道范圍可能多于或少于其他信道。術(shù)語(yǔ)“廣播區(qū)域”或“廣播站區(qū)域”意味著由廣播站16的系列廣播范圍所覆蓋的區(qū)域。因此信道的廣播范圍可由區(qū)域管理器20的命令加以變更，一般，分離的廣播站16的廣播區(qū)域?qū)?huì)重疊。以相同的方式，每個(gè)用戶18具有可變的傳輸功率，因此，“用戶區(qū)域”為在不同時(shí)間不同范圍內(nèi)廣播的用戶18可達(dá)到的區(qū)域。單個(gè)廣播范圍的示例-圖4在圖4中，圖1至3的ZM(1)區(qū)域管理器20-1建立例如用于對(duì)多個(gè)用戶18進(jìn)行前向信道通訊的廣播范圍BR-1。
在圖4中，區(qū)域管理器20-1包含B(1)廣播站16-1，其在指定為BR(1)的廣播范圍區(qū)域上廣播。在BR(1)廣播范圍內(nèi)，多個(gè)用戶18指定給U(1；1)、U(1；2)、....、U(1，u)、....、U(1-U)。每個(gè)用戶18均具有全方位接收天線，用于從區(qū)域管理器20-1的B(1)廣播站16在前向信道上接收廣播。
而且，每個(gè)用戶18均具有發(fā)射機(jī)，其在為每個(gè)用戶范圍(UR)建立的反向信道上進(jìn)行傳輸，該使用范圍(UR)的覆蓋范圍所受到的限制比由BR(1)廣播范圍覆蓋的限制大。CA(1)收集器陣列13-1定位于廣播范圍BR(1)內(nèi)。CA(1)收集器陣列13-1包含多個(gè)收集器19，尤其是16個(gè)收集器C(1；01)、C(1；02)、....、C(1；16)。收集器19均具有全方位接收天線，用于接收來(lái)自鄰近處的用戶18的傳輸。例如，用戶(1；1)在達(dá)到收集器C(1；11)、C(1；12)、C(1；15)及C(1；16)的UR(1)用戶范圍上廣播。以相同方式，用戶(1；2)在達(dá)到收集器C(1；13)、C(1；14)、C(1；15)的UR(2)用戶范圍上廣播。同樣，用戶U(1；u)在達(dá)到收集器C(1；01)、C(1；02)、C(1；05)及C(1；06)的UR(u)用戶范圍上廣播。最后，用戶U(1；U)在UR(U)使用范圍上廣播，該使用范圍達(dá)到收集器C(1；03)、C(1；04)、C(1；07)及C(1；08)。在圖4的CA(1)收集器陣列13-1中的每個(gè)收集器19除了接收來(lái)自用戶18的廣播反向信道通訊外(如所述)，還向區(qū)域管理器20-1的A(1)集結(jié)器171傳輸。然后ZM(1)區(qū)域管理器20-1進(jìn)行從A(1)集結(jié)器17-1至RM(r)地區(qū)管理器21中的AC(r)累加器15的反向信道通訊。同樣地，在AM(1)區(qū)域管理器20-1中的B(1)廣播站16-1接收來(lái)自地區(qū)管理器21中的DI(r)導(dǎo)向器14的前向信道通訊。
在圖4中，區(qū)域管理器20-1確定相關(guān)的收集器陣列13-1中特定的收集器19，選擇此收集器19使其動(dòng)作以接收及再傳輸反向信道通訊至用戶U(1；1)至U(1；U)中特定的用戶。例如，可由區(qū)域管理器控制碼完成該項(xiàng)選擇，該區(qū)域管理器控制碼存取集結(jié)反向信道的質(zhì)量測(cè)量，及來(lái)自收集器陣列的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量，以決定可再傳輸?shù)淖顑?yōu)收集器組，且如果需要的話則更新收集器的允許狀態(tài)。此控制碼的一實(shí)施例見于表1中，其以MATLAB編程語(yǔ)言完成。
表一1995年頻譜無(wú)線電公司版本％本表執(zhí)行收集器的區(qū)域管理器控制。其咨詢?cè)搮^(qū)域管理器數(shù)據(jù)庫(kù)，以確定每個(gè)集結(jié)的反向信道通信鏈路的質(zhì)量。當(dāng)質(zhì)量不滿足時(shí)，其改變回送信號(hào)的收集器的規(guī)格，如果可能的話，增加回送信號(hào)至集結(jié)器的收集器的數(shù)目，或者是增加移動(dòng)廣播功率。當(dāng)在極高質(zhì)量的情況下，其中斷收集器的回復(fù)，或降低移動(dòng)廣播功率電平。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[％算法的參數(shù)為信號(hào)品值的最大及最小價(jià)值值(meirit value)及可返回信號(hào)的收集器的最多及最少數(shù)目。MinMerit＝18；MaxMerit＝22；MinColl＝2；MaxColl＝5；ActiveChannel＝Channel(find(ChannelStatus＝＝1))；Nactive＝length(ActiveChannel)；forii＝1NactiveUser＝MobID(ActiveChannel(ii))；Merit＝AggSigQual(ActiveChannel(ii))；NumColl＝sum(CollStatus(ActiveChannel(ii)，)；Power＝MobPower(ActiveChannel(ii))；if(Merit＜MinMerit) [CollMerit，CollRanking]＝sort(CollRSSI(ActiveChannel(ii)，；))； GoodEnough＝find(CollMerit＞MinMerit-10)； Ngood＝length(GoodEnough)； CollMerit＝CollMerit(GoodEnough)； CollRanking＝CollRanking(GoodEnough)； if(Ngood＜MinColl) IncreasePower(User)； elseif(Ngood＜＝MaxColl) CollStatus(ActiveChannel(ii)，；)＝zeros(NCOLL)； CollStatus(ActiveChannel(ii)，CollRanking＝ones(Ngood)； else CollStatus(ActiveChannel(ii)，；)＝zeros(NCOLL)； CollStatus(ActiveChannel(ii)，CollRanking(1MaxColl)＝ones(MaxColl)； end；elseif(Merit＞MaxMerit) [CollMerit，CollRanking]＝sort(CollRSSI(ActiveChannel (ii)，；))； GoodEnough＝find(CollMerit＞MinMerit-10)； Ngood＝length(GoodEnough)； CollMerit＝CollMerit(GoodEnough)； CollRanking＝CollRanking(GoodEnough)； if(Ngood＞MaxColl) DecreasePower(User)； elseif(Ngood＞MinColl) CollStatus(Active Channel(ii)，)＝zeros(NCOLL)； CollStatus(Active Channel(ii)，CollRanking)＝ones (Ngood)； end； end； end；]]></pre>根據(jù)作為在收集器陣列區(qū)域中的用戶位置函數(shù)的多個(gè)用戶的過(guò)去測(cè)量，一梯度圖(gradient map)存儲(chǔ)弱接收及強(qiáng)接收位置之間的信號(hào)強(qiáng)度變化。在弱接收位置處，使用更多個(gè)收集器19以對(duì)于同一用戶18組合通過(guò)不同收集器19的多個(gè)信號(hào)。應(yīng)用此組合方式，信號(hào)對(duì)信號(hào)的干擾可增強(qiáng)，尤其是在區(qū)域中固有的微弱接收位置。單個(gè)用戶示例-圖5在圖5中，顯示從B(1)廣播站16-1至圖4的單個(gè)用戶U(1；U)的反向信道通訊的示意圖。圖4的收集器陣列13-1的一部分13′-1顯示如圖5中的C(1；03)、C(1；04)、C(1；07)及C(1；08)收集器19。每個(gè)收集器19接收來(lái)自用戶U(1；U)的反向信道通訊。然后，每個(gè)收集器19向ZM(1)區(qū)域管理器20-1中的A(1)集結(jié)器17-1傳輸反向信道通訊。
在圖5中，B(1)廣播站16-1的發(fā)射機(jī)具有高增益、全方位(或分段)天線。U(1；U)用戶18具有全方位接收機(jī)及全方位發(fā)射機(jī)，基本上兩者均為低功率，這是因?yàn)橛脩羰褂秒姵夭僮鞫姨幱谝苿?dòng)狀態(tài)。每個(gè)收集器19通常具有低增益的全方位接收天線。每個(gè)收集器19通?？砂蚨鄠€(gè)用于空間分集(spatial diversity)的接收機(jī)天線。每個(gè)收集器19均包括高增益的方向性發(fā)射機(jī)，其指向A(1)集結(jié)器17-1的接收天線。數(shù)字收發(fā)信機(jī)-圖6圖6表示數(shù)字收發(fā)信機(jī)(發(fā)射機(jī)/接收機(jī))25的框圖，此收發(fā)信機(jī)為本發(fā)明的通信系統(tǒng)的基本組成部件。在圖6中，收發(fā)信機(jī)25包含RF子系統(tǒng)群26-1、....、26-D，和數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27。RF子系統(tǒng)群26-1包含接收機(jī)天線28-1及發(fā)射機(jī)天線29-1，分別用于接收及發(fā)射RF信號(hào)。其它的RF子系統(tǒng)群例如子系統(tǒng)群26-D只包含如天線28-D的接收機(jī)天線。RF子系統(tǒng)群26-1、....、26-D以數(shù)字接口與數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27互連接，此數(shù)字接口包含用于本地振蕩器控制(LO.CTL)的控制信號(hào)且包含接收機(jī)中頻(RX IF)信號(hào)及發(fā)射機(jī)中頻(TX IF)信號(hào)。RF子系統(tǒng)群-圖7在圖7中，顯示形成圖6的收發(fā)信機(jī)25的一部分的RF子系統(tǒng)群26的框圖。子系統(tǒng)群26包含RF RX子系統(tǒng)26-RX且包含RF TX子系統(tǒng)26-TX。接收機(jī)子系統(tǒng)26-RX在一或多個(gè)接收天線28上接收通信，且將其在多路復(fù)用器中加以組合，且將它們輸入到RX帶通濾波器30中。帶通濾波器30又與RX RF放大器31連接，該放大器又連接RX RF混頻器32?；祛l器32接收來(lái)自放大器31的RF信號(hào)，且將其與來(lái)自RX本地振蕩器36的本地振蕩器信號(hào)混頻，以將接收到的信號(hào)從RF頻率范圍降頻變換到IF頻率范圍。來(lái)自混頻器32的IF范圍信號(hào)連結(jié)到RX IF帶通濾波器33的輸入端，此帶通濾波器又連接至RX IF放大器34，該放大器再連接至RX A/D轉(zhuǎn)換器35。轉(zhuǎn)換器35將來(lái)自放大器34的IF信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以提供數(shù)字RXIF輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)連接到圖6所示的類型的數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27。
在圖7中，RF TX子系統(tǒng)26 TX接收來(lái)自圖6所示的類型的數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27的TX IF信號(hào)，且處理由發(fā)射機(jī)天線29進(jìn)行一或多次傳輸?shù)男盘?hào)。
來(lái)自圖6的類型的數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27的TX IF信號(hào)連接至D/A轉(zhuǎn)換器38，此轉(zhuǎn)換器38又連接至TX帶通濾波器39，此帶通濾波器39又連接至TX IF放大器40。來(lái)自放大器40的放大的TX IF信號(hào)輸入到TX RF混頻器41。TX RF混頻器41接收來(lái)自TX本地振蕩器37的本地振蕩器信號(hào)，以將IF信號(hào)升頻為RF信號(hào)。來(lái)自混頻器41的RF信號(hào)輸入到TX RF帶通濾波器42中，此帶通濾波器又連接至TXRF放大器43。來(lái)自放大器43的放大信號(hào)連接至一或多個(gè)發(fā)射機(jī)天線29。
在圖7中，RX本地振蕩器36及TX本地振蕩器37經(jīng)由LO.CTL控制線連接到圖6的類型的數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27，以控制由子系統(tǒng)26-RX及26-TX所使用的本地振蕩器頻率。用戶收發(fā)信機(jī)-圖8在圖8中，示出用戶收發(fā)信機(jī)25-U的框圖，其通常類似于圖6的收發(fā)信機(jī)。在圖8中，收發(fā)信機(jī)25-U一般為低功率且由電池操作。接收機(jī)天線28-U及發(fā)射機(jī)天線29-U為全方向天線。用戶收發(fā)信機(jī)25-U的一實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)由哈里斯半導(dǎo)體(Harris Semiconductor)公司所制造，其描述于1993年12月的DSP應(yīng)用(Application)，其標(biāo)題為“基于DSP技術(shù)的低成本高性能接收機(jī)的發(fā)展(Consideration in the Deve1opment of a Low Cost HighPerformance Receiver Based on DSP Techniques)”第15-28頁(yè)。收集器收發(fā)信機(jī)-圖9在圖9中，示出收集器收發(fā)信機(jī)25-C的框圖，其為收集器19的收發(fā)信機(jī)的一實(shí)施例。收集器收發(fā)信機(jī)25-C包含一或多個(gè)接收機(jī)天線28-C及一或多個(gè)發(fā)射機(jī)天線29-C。天線28-C及29-C連接到RF子系統(tǒng)群26-C。RF子系統(tǒng)26-C連接至數(shù)字處理器子系統(tǒng)27-C。收集器收發(fā)信機(jī)25-C為與圖6的發(fā)射機(jī)相同的一般類型。在一實(shí)施例中，圖9的數(shù)字處理器子系統(tǒng)27-C是由例如頻譜信號(hào)處理MDC40T雙(Dual)C40DSP模塊而制造的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。該模塊具有250 MFLOPS TMS320C40并行數(shù)字信號(hào)處理器52和53的特性，其符合德克薩斯儀器(TI)TIM-40模塊標(biāo)準(zhǔn)。處理器對(duì)于現(xiàn)在的輸入/輸出提供6信道DMA(直接存儲(chǔ)器存取)控制器支持，而與中央處理單元(CPU)無(wú)關(guān)且并行。
圖9的數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27-C處理來(lái)自接收機(jī)天線28-C的低功率、全方向的接收信號(hào)。
例如，在本發(fā)明的一實(shí)施例中的這種處理包含離散傅立葉變換(DFT)濾波器組，其可分離、均衡、且重新組合(re-pack)用于再發(fā)射機(jī)的信道。在此處理中，可周期性地得到各信道的功率頻譜密度的表示。在另一實(shí)施例中，使用擴(kuò)譜調(diào)制以準(zhǔn)備再發(fā)射信號(hào)。
收集器收發(fā)信機(jī)25-C的簡(jiǎn)易實(shí)施例中只包含RF子系統(tǒng)群26，且將整個(gè)寬帶信號(hào)移至較高或較低的頻率范圍，而不需要進(jìn)行信道化。集結(jié)器接收機(jī)-圖10在圖10中，示出集結(jié)器接收機(jī)25-A的框圖，其為圖6的類型的收發(fā)信機(jī)25的接收機(jī)部分，這是因?yàn)槠渲话邮仗炀€28-A而沒有發(fā)射機(jī)天線之故。接收天線28-A連接到RF RX子系統(tǒng)26-RX-A，此子系統(tǒng)提供數(shù)字IF接收信號(hào)給數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27-A-1、27-A-2、27-A-3、....、27-A-N。此圖10的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)子系統(tǒng)27均與圖9的數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)27-C相似，圖10的子系統(tǒng)27-C連接到子模塊，例如頻譜信號(hào)處理公司的AES/EBU子模塊。來(lái)自子系統(tǒng)26RX-A的RX IF信號(hào)輸入到子系統(tǒng)27-A-1至27-A-N中的每個(gè)中。集結(jié)器接收機(jī)25-A支持低增益、廣角天線28-A，用于接收來(lái)自多個(gè)前述類型的收集器發(fā)射機(jī)的收集器信號(hào)。
在圖10中的本發(fā)明一實(shí)施例的DSP子系統(tǒng)27中，使用DFT濾波器組及自相關(guān)運(yùn)算，以在時(shí)間及相位上對(duì)來(lái)自多個(gè)用于每個(gè)用戶反向信道通訊的收集器的接收信號(hào)進(jìn)行同步。對(duì)多個(gè)用戶傳輸，使用濾波器組允許此項(xiàng)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行。
一旦多個(gè)表示單個(gè)用戶反向信道的信號(hào)同步時(shí)，它們由一或多種技術(shù)加以組合(集結(jié))。例如，使用等增益或最大比例組合，或基于由分開的收集器所報(bào)告的信道強(qiáng)度測(cè)量的選擇。
由分開的收集器所報(bào)告的信道強(qiáng)度測(cè)量與在同步處理中得到的時(shí)間延遲及移相信息共同使用，以在區(qū)域內(nèi)定位用戶。由集結(jié)改善的信號(hào)質(zhì)量蜂窩式無(wú)線電傳播環(huán)境的特征為前向及反向信道通訊的多路徑接收。在前向或反向中的廣播無(wú)線電信號(hào)的反射在時(shí)間上很接近的接收點(diǎn)上到達(dá)，且可能產(chǎn)生相位偏移。產(chǎn)生的干擾模式隨著空間位置產(chǎn)生急劇的變化，且具有相干(coherence)長(zhǎng)度，其量級(jí)為載波的波長(zhǎng)。所觀察到干擾(衰落)的分布可由瑞利(Rayleigh)分布中得到很好的近似。衰落深度的分布介于-30dB(分貝)至10dB之間?？紤]到此衰落，在它們的基于傳播模式的系統(tǒng)方案中蜂窩提供者必須包含“衰落邊際”。傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)的分集(diversity)組合技術(shù)而去除某些Rayleigh衰落效應(yīng)，該分集組合技術(shù)使用兩個(gè)空間分隔的基站接收機(jī)天線，兩天線的間隔小于廣播小區(qū)半徑的尺寸。所產(chǎn)生的兩分支分集增益通常為5至7dB。
第二種衰落由特定傳播路徑中高于平均(或低于平均)傳播路徑耗損的地區(qū)的出現(xiàn)所致。此耗損可能由地形因素例如在傳輸及接收天線之間阻礙的山丘，或人為因素例如建筑物及高速公路等引起。當(dāng)移動(dòng)用戶移過(guò)障礙時(shí)，在一特定接收機(jī)上的陰影衰落改變得相當(dāng)慢。對(duì)于在任意特定接收機(jī)上的接收而言，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，陰影衰落的分布在大部分環(huán)境下約為具有6至12dB的變化的對(duì)數(shù)正態(tài)(log-normal)分布。在開闊區(qū)的變化高于城區(qū)，并且在城區(qū)中隨建物物高度增加而增加。
傳統(tǒng)的蜂窩配置無(wú)解決這種衰落問(wèn)題的良方，并且考慮到陰影衰落，提供者必須在系統(tǒng)方案中定位衰落邊際。對(duì)于任何特定蜂窩配置，給出特定通信質(zhì)量所需要的信號(hào)噪聲比，必須附加例如1.2dB的陰影衰落邊際，以在出現(xiàn)8dB變化的陰影衰落時(shí)使小區(qū)的質(zhì)量超過(guò)98％。
通過(guò)由本發(fā)明的收集器返回的多個(gè)信號(hào)的集結(jié)，而大大地改進(jìn)來(lái)自用戶的反向信道信號(hào)的質(zhì)量。這是由于上述的兩種衰落效應(yīng)的改善所致。
通過(guò)收集器的大于波長(zhǎng)的間隔而降低Rayleigh衰落，正如在多基站中接收天線的情況一樣。陰影衰落是因?yàn)橛脩舯淮蟮匦握系K或建筑物遮蔽所致。本發(fā)明的收集器在廣播范圍上分隔開，因此在所有的時(shí)間上，至少可預(yù)期有一收集器可對(duì)于任何給定的用戶具有一未受干擾的路徑。對(duì)于給定的用戶在不同的收集器中所觀察的陰影衰落基本上并未加以校正。因此，信號(hào)的集結(jié)可大大地減少所需要的陰影衰落邊際。例如，對(duì)于一特定的蜂窩配置，給定特定通信質(zhì)量所需的信噪比，則只需要附加0.8dB的陰影衰落邊際，以在8dB變化的陰影衰落出現(xiàn)時(shí)使小區(qū)的質(zhì)量超過(guò)98％。對(duì)于傳統(tǒng)的不使用收集器陣列的蜂窩系統(tǒng)所需要的陰影衰落邊際，這種附加改善了11.3dB。
數(shù)字調(diào)制且編碼通信信道的信號(hào)的傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中以未編碼的誤碼率(BER)表示信道質(zhì)量測(cè)量?！翱山邮堋钡囊糍|(zhì)常用BER約為0.02(參見卡密羅費(fèi)爾(Kamilo Feher)，1995年的“無(wú)線數(shù)字通信、調(diào)制和擴(kuò)譜應(yīng)用(WirelessDigital Communications，Modulation and spread Spectrum Applications)”，由新澤西(New Jersey)的Prentice Hall PTR出版)。為達(dá)到此BER所需要的信噪比(SNR)隨所使用的調(diào)制技術(shù)不同而改變。對(duì)于四相移相鍵控(QPSK)技術(shù)而言，當(dāng)出現(xiàn)Rayleigh衰落而沒有陰影衰落時(shí)，其SNR必須為9dB，但有12dB變化的陰影衰落時(shí)，其比例為20dB(見1990年IEEE Trans on Comm，38卷，7期，第933-937頁(yè)，由W.-P.Yung所發(fā)表的“在Rayleigh衰落和對(duì)數(shù)正態(tài)陰影信道中采用分集接收的MPSK調(diào)制的誤碼概率(Probability of Bit ErrorFor MPSK Modulation with Diversity Reception in Rayleigh Fading and Log-Normal Shadowing Channel)。因此需要具有11dB的衰落邊際。所需要的BER愈低，則該衰落邊際變得愈大。對(duì)于QPSF調(diào)制，當(dāng)沒有陰影衰落時(shí)，0.0001的BER所需要的SNR約為34dB。在12dB變化的陰影衰落環(huán)境中，額外的衰落邊際為18dB。
在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中的較大的衰落邊際需求基本上降低了小區(qū)的尺寸，如果不能的話，則將使得該小區(qū)內(nèi)的通信質(zhì)量下降。例如，考慮可在城區(qū)環(huán)境中基于數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)中以800mW的最大有效輻射功率廣播的用戶。假設(shè)對(duì)于可接受的話音通信需要13dB的SNR。在沒有衰落邊際時(shí)，Hata傳播模式指出可接受的話音質(zhì)量可維持約3.3Km(千米)的距離。在12dB變化的陰影衰落下，此范圍減少為1.6km。如果需要0.0001的BER，則在沒有陰影衰落邊際的情況下，該范圍為0.84km，而當(dāng)陰影衰落邊際為18dB時(shí)，則該范圍為0.25km。通常數(shù)據(jù)傳輸所需要的BER值比可接受性能的話音傳輸所需要的BER值低。這意味著傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸率將很慢，或者可使用小小區(qū)的極密網(wǎng)絡(luò)，但成本相當(dāng)昂貴。本發(fā)明允許從性能規(guī)劃中幾乎消除陰影衰落邊際，大大增加通信范圍，或大大地增加在同一范圍內(nèi)的通信質(zhì)量。廣播站發(fā)射機(jī)圖11在圖11中，廣播站發(fā)射機(jī)25-B為圖6的收發(fā)信機(jī)25的一部分，這是因?yàn)槠渲话l(fā)射天線29-B而沒有接收天線的緣故。在圖11中，數(shù)字信號(hào)處理器TX的子系統(tǒng)群27-B接收信號(hào)，此信號(hào)將在至數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27-B-1、27-B-2、27-B-3，....，27-B-N的輸入端60上加以處理。DSP子系統(tǒng)27-B-1至27-B-N處理信號(hào)，且形成至RF TX子系統(tǒng)26-TX-B的TX IF信號(hào)。來(lái)自子系統(tǒng)26-TX-B的RF信號(hào)連接發(fā)射機(jī)天線29 B且向用戶廣播信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理器子系統(tǒng)群27-B在各信道上執(zhí)行語(yǔ)音編碼、調(diào)制和功率控制，然后加以集結(jié)以用于寬帶傳輸。全雙工通信配置-圖12及13使用本發(fā)明的廣播站、用戶、收集器及集結(jié)器組件可建立全雙工通信路徑。圖14示出在區(qū)域中至三個(gè)用戶U1、U2和U3的全雙工通信信道的配置。3個(gè)前向信道CH1、CH2和CH3在廣播站B1處開始，其應(yīng)用不同的前向載波前向信道廣播至用戶。用戶在成對(duì)的不同反向載波中答復(fù)反向信道廣播。在區(qū)域的收集器陣列中的三個(gè)收集器C1、C2和C3中的每個(gè)上接收這些反向信道廣播。經(jīng)由模擬或數(shù)字裝置，每個(gè)收集器將包含三個(gè)用戶11載波的反向載波頻譜部分移至分配的反向載波頻譜部分，其與接收的使用信號(hào)及分配的反向信道頻譜部分不同，其它的收集器將接收的用戶信號(hào)偏移至分配的反向載波頻譜部分。每個(gè)收集器將組合寬帶信號(hào)中的偏移載波向集結(jié)器A1廣播。然后集結(jié)器處理每個(gè)用戶反向信道信號(hào)的接收顯示，將其在一標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)基上同步，測(cè)量每個(gè)顯示的接收信號(hào)強(qiáng)度，并且執(zhí)行基于選擇或基于復(fù)合的集結(jié)。然后，每個(gè)用戶的集結(jié)信號(hào)作為全雙工路徑的反向信道CH1、CH2和CH3。
在圖15中，大部分全雙工信道與圖14中的全雙工信道相同。不同之處在于，收集器C1、C2和C3將每個(gè)向集結(jié)器的傳輸與來(lái)自用戶U1、U2和U3的傳輸及來(lái)自其他收集器的傳輸隔離。在此，每個(gè)收集器將對(duì)應(yīng)于每個(gè)用戶的各別載波偏移至未由用戶或其它收集器所使用的載波，產(chǎn)生組合寬帶信號(hào)，該信號(hào)生成分配的反向信道頻譜，但只有在偏移的載波頻譜上具有有效功率，然后將此組合寬帶信號(hào)向集結(jié)器A1傳輸。
圖14和圖15兩個(gè)圖顯示兩種用于隔離收集器傳輸與集結(jié)器的方式。其它方式包括使用對(duì)收集器至集結(jié)器廣播的物理變化如用于至集結(jié)器的前向傳輸方式的高方向性天線(圖9中的29-C)，或使用水平極化以隔離收集器傳輸與用戶傳輸。也可以使用擴(kuò)頻技術(shù)在整個(gè)分配的反向信道頻譜上再傳輸由每個(gè)收集器所接收的用戶載波而實(shí)現(xiàn)該隔離操作。
操作系統(tǒng)操作本發(fā)明產(chǎn)生無(wú)線電操作系統(tǒng)。上文已應(yīng)用包含操作系統(tǒng)的分隔部分的硬件及軟件說(shuō)明了無(wú)線電操作系統(tǒng)的一實(shí)施例。廣播站、收集器陣列及集結(jié)器產(chǎn)生用于與移動(dòng)用戶通信的全雙工通信信道。此系統(tǒng)的操作由區(qū)域管理器和地區(qū)管理器所控制，此區(qū)域管理器管理各別的廣播區(qū)域，該地區(qū)管理器管理廣播區(qū)域的陣列操作?，F(xiàn)在應(yīng)用多個(gè)不同的操作說(shuō)明無(wú)線電操作系統(tǒng)控制的實(shí)施例。
此無(wú)線電操作系統(tǒng)的固有優(yōu)勢(shì)是允許增加容量、覆蓋范圍、且質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)。收集器陣列的收集器接收用戶信號(hào)，且將其再傳輸至區(qū)域管理器上的集結(jié)器。收集器陣列的出現(xiàn)允許用戶對(duì)一給定尺寸的區(qū)域以較低的功率傳輸(這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中更接近用戶)，因此通過(guò)使區(qū)域比傳統(tǒng)的小區(qū)大而增加覆蓋范圍。收集器提供信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量，此測(cè)量由區(qū)域管理器使用，以確定用戶位置，從而進(jìn)行準(zhǔn)備的前向及反向鏈路的功率控制且更有效的頻率重用，進(jìn)而改進(jìn)質(zhì)量。來(lái)自收集器的信號(hào)在集結(jié)器中集結(jié)，以提供較好的通信鏈路質(zhì)量。
首先以區(qū)域水平說(shuō)明系統(tǒng)操作。下文將詳細(xì)說(shuō)明功率管理及位置發(fā)現(xiàn)功能的一實(shí)施例，且然后通過(guò)比較多個(gè)呼叫處理程序性能及傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)所使用的方法而顯示本實(shí)施例中增強(qiáng)的性能。功率管理操作在蜂窩系統(tǒng)的管理中有兩種功率電平，即廣播站至移動(dòng)用戶(前向信道)功率，及用戶至收集器(反向信道)功率。功率需要由廣播站及移動(dòng)用戶間的距離、在這些距離上的傳播路徑損耗及用于可接受的電話連結(jié)質(zhì)量的信噪比及信號(hào)干擾比所確定。為了簡(jiǎn)化起見，如果前向信道信號(hào)具有可接受的連結(jié)質(zhì)量，則稱此前向信道信號(hào)可到達(dá)移動(dòng)中的用戶。對(duì)于IS-54B及IS-136數(shù)字蜂窩設(shè)備，數(shù)字移動(dòng)電話的功率測(cè)量能力是對(duì)前向信道功率進(jìn)行充分的額外獨(dú)立的測(cè)量。通常，反向信道信號(hào)由多個(gè)收集器接收。如果在足夠數(shù)目的收集器中的信噪比及信號(hào)干擾比允許這些信號(hào)可集結(jié)成質(zhì)量良好的組合信號(hào)，則稱此信號(hào)可到達(dá)收集器陣列。所需的信號(hào)強(qiáng)度比率的精確值視所使用的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)而定。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，如果由三個(gè)或多個(gè)收集器接收的信號(hào)位于可接受質(zhì)量的8dB的最小比率內(nèi)，則集結(jié)處理將回復(fù)可接受的信號(hào)質(zhì)量。如果所接收的信號(hào)位于可接受的6dB最小比率內(nèi)，則一般只需要兩個(gè)收集器。
傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)所具有的位置發(fā)現(xiàn)能力相當(dāng)微弱。在某些配置中使用基站至移動(dòng)路徑的往返程時(shí)間延遲來(lái)估計(jì)移動(dòng)用戶的范圍。設(shè)在大氣中的無(wú)線電波的速度約為300米/ms(微秒)，即使時(shí)間延遲測(cè)量的精確值可到幾微秒之內(nèi)仍無(wú)法非常精確地定位用戶的范圍，更不消說(shuō)要確定移動(dòng)用戶與基站的方向了。在本發(fā)明中，給定移動(dòng)通信的多個(gè)收集器回復(fù)同時(shí)允許在多個(gè)路徑上進(jìn)行時(shí)間延遲測(cè)量及信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量。應(yīng)用具有新信息的三角測(cè)量法可更進(jìn)一步改進(jìn)移動(dòng)位置的估計(jì)，包括對(duì)范圍及方向的估計(jì)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，收集器還從廣播站前向信道通信中測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度。因?yàn)檫@些信道的原始廣播功率電平可準(zhǔn)確得知，在收集器處的接收信號(hào)強(qiáng)度在一區(qū)域中可提供高度準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)獲得的傳播路徑損耗圖。這就使無(wú)線電操作系統(tǒng)響應(yīng)于傳播環(huán)境中的短期及長(zhǎng)期的變化。單個(gè)區(qū)域操作-圖14在圖14中顯示在ZM(1)區(qū)域管理器20的范圍內(nèi)具有U(1；1)、U(1；2)和U(1；3)用戶的示例。區(qū)域管理器20經(jīng)由B(1)廣播站16的操作以兩個(gè)不同的功率電平將前向信道通訊向移動(dòng)用戶傳輸。第一功率電平建立BR(1；1)及BR(1；3)廣播范圍(B-范圍)，其具有到達(dá)U(1；1)和U(1；3)移動(dòng)用戶的等功率電平。因?yàn)閁(1；2)更接近B(1)，因此使用較低的廣播功率電平，產(chǎn)生較小的B范圍BR(1；2)。B(1)廣播站接收來(lái)自RM(r)地區(qū)管理器21的DI(r)導(dǎo)向器14的前向信道信號(hào)。
圖14中的每個(gè)用戶在反向信道中進(jìn)行廣播。U(1；1)用戶在UR(1)用戶范圍內(nèi)(U-范圍)中廣播，以達(dá)到作為收集器陣列13的一部分的收集器C(1；13)及C(1；14)。同樣，U(1；2)用戶在UR(2)U-范圍內(nèi)廣播，而達(dá)到收集器C(1；07)及C(1；11)。U(1；3)用戶以可到達(dá)收集器C(1；01)及C(1；02)的廣播功率在UR(3)U-范圍內(nèi)廣播。在圖14的收集器陣列13中的每個(gè)收集器向ZM(1)區(qū)域管理器20傳輸并由A(1)集結(jié)器17接收。然后，集結(jié)器17將來(lái)自每個(gè)用戶及收集器的反向信道通訊向RM(r)地區(qū)管理器21內(nèi)的AC(r)累加器15傳輸。呼叫處理控制序列在移動(dòng)接收機(jī)及系統(tǒng)控制中心之間，蜂窩電話系統(tǒng)使用上述的控制消息序列，以處理移動(dòng)接收機(jī)狀態(tài)中的每種變化。IS-136標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明在對(duì)或從移動(dòng)用戶的呼叫之前、期間、或結(jié)束時(shí)執(zhí)行的控制序列。來(lái)自多個(gè)收集器的可用在系統(tǒng)中的增加的信息允許增加標(biāo)準(zhǔn)控制序列。為了比較之用，下文簡(jiǎn)述在現(xiàn)有方法中對(duì)于多個(gè)事件的呼叫序列，且指出本發(fā)明的新控制功能。所增加的控制功能不與目前使用的手機(jī)規(guī)范發(fā)生沖突。所說(shuō)明的特定控制序列為在開機(jī)時(shí)移動(dòng)接收機(jī)登錄、移動(dòng)終止呼叫設(shè)定、移動(dòng)開始呼叫設(shè)定、及用于處理911呼叫的新控制程序。
為了清楚起見，首先將以目前的蜂窩配置說(shuō)明呼叫秩序。因此，系統(tǒng)控制駐留在移動(dòng)電話交換局(MSTO)內(nèi)，其通過(guò)在特定的基站局(BSO)上命令廣播并接收返回信號(hào)而向用戶(U)進(jìn)行通信，MSTO也稱為小區(qū)。然后可應(yīng)用地區(qū)管理器(RM)、區(qū)域管理器(ZM)及移動(dòng)用戶(U)的動(dòng)作說(shuō)明新的配置。除非有必要，否則不說(shuō)明經(jīng)前向路徑中的廣播站及返回路徑上的收集器-集結(jié)器從U至ZM的特定鏈路。開機(jī)時(shí)的移動(dòng)登錄在蜂窩電話系統(tǒng)中的每個(gè)小區(qū)在一組21個(gè)呼叫設(shè)定信道之一上廣播。在控制信道上的前向鏈路稱為尋呼信道，而從U的返回鏈路稱為存取信道。尋呼及存取信道為時(shí)分多路數(shù)字信道，其載流量(carry traffic)為10Kbps。當(dāng)U打開時(shí)，其掃描21個(gè)指定的尋呼信道，選擇最強(qiáng)的信道，且經(jīng)由對(duì)應(yīng)的存取信道使信號(hào)出現(xiàn)。接收信號(hào)的BSO返回用戶登記請(qǐng)求及用戶形式的物理數(shù)據(jù)，且向U發(fā)出信號(hào)以使用存取信道上的特定時(shí)隙。另外，此時(shí)可命令U功率控制。所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)由MTSO所使用，以確認(rèn)用戶，且將用戶置于歸屬用戶位置寄存器或訪問(wèn)用戶位置寄存器中的一個(gè)。在這個(gè)現(xiàn)有的方案中，蜂窩系統(tǒng)不是在登錄之后而是在向或從移動(dòng)用戶的呼叫發(fā)生之前就對(duì)該移動(dòng)用戶進(jìn)行定位。
新配置的步驟與舊配置相同，但將使用來(lái)自存取信道上的特定時(shí)隙的收集器RSSI(接收信號(hào)強(qiáng)度指示器)數(shù)據(jù)以執(zhí)行對(duì)U的定位。該數(shù)據(jù)同時(shí)由ZM及RM使用以作為源分配算法的輸入，因?yàn)樵趥溆媚Ｊ街蠻的出現(xiàn)意味著有可能使用系統(tǒng)資源以支持至該U的呼叫。ZN周期性地尋呼U以要求存取用于重新定位U及對(duì)移動(dòng)功率控制進(jìn)行微調(diào)的信道傳輸。由ZM存儲(chǔ)定位信息，并且還進(jìn)入RM中，在RM中形成一歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)用于優(yōu)化動(dòng)態(tài)信道分配及越區(qū)切換算法。如果定位處理指示U已到達(dá)另一區(qū)域的邊界，則舊ZM向U發(fā)出信號(hào)以在指定到新ZM的控制信道對(duì)上采用新ZM啟動(dòng)一新的登錄處理。
這實(shí)際為一項(xiàng)極其簡(jiǎn)單的越區(qū)切換。如果用戶U不對(duì)來(lái)自ZM的請(qǐng)求產(chǎn)生響應(yīng)，則可認(rèn)為該區(qū)域已激勵(lì)，或者是電源已關(guān)掉，而且RM發(fā)出信號(hào)，以將其從區(qū)域中的有效用戶的寄存器中去除。移動(dòng)終端呼叫當(dāng)連結(jié)請(qǐng)求到達(dá)MTSO時(shí)開始陸線啟始(移動(dòng)終端)呼叫的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)。MTSO指令所有小區(qū)在其指定的尋呼信道上尋呼U。U在成對(duì)的存取信道上識(shí)別該呼叫，且響應(yīng)BSO。BSO通知MTSO其與U通信。然后MSTO選擇用于該呼叫的理想的話音信道，設(shè)定該信道與陸線中繼線的切換，且通知BSO信道指定。BSO通知U尋呼信道上的話音信道指定，且開始在該話音信道的前向鏈路上廣播特別的監(jiān)視音頻單音(SAT)。此SAT為三種接近6KHz的單音中的一種，且每個(gè)BSO在與其小區(qū)中的所有用戶U相通信時(shí)只使用一個(gè)SAT。當(dāng)特定的U接收在話音信道上的SAT時(shí)，其通過(guò)在話音信道的返回鏈路上重復(fù)SAT返回而響應(yīng)。一旦SAT已被確定為由BSO接收，則釋放尋呼及存取信道。在話音信道上，通過(guò)使用空白和字符消息(blank-and burstmessaging)來(lái)執(zhí)行U及BSO之間更進(jìn)一步的控制通信，在此話音信道間斷50ms，且送出10Kbps的控制流量字符組信號(hào)。U及BSO均使用SAT的出現(xiàn)作為通信鏈路存在的確定標(biāo)準(zhǔn)。如果SAT停止超過(guò)5秒，則每次均認(rèn)定已由其它用戶終止呼叫。當(dāng)話音信道與用戶的通信已建立時(shí)，BSO將相關(guān)陸線中繼線置于摘機(jī)狀態(tài)，其告知MSTO成功的話音信道就位。然后，MTSO命令BSO，以通知U有進(jìn)入的呼叫。U警示用戶，且通過(guò)附加10KHz的信號(hào)音(ST)給其返回話音信道傳輸而發(fā)送掛機(jī)信號(hào)。BSO接收ST，且通知MTSO發(fā)在陸線上發(fā)送回鈴(ringback)信號(hào)。當(dāng)且如果U回復(fù)該呼叫時(shí)，ST停止，且BSO告知BTSO停止至陸線的回鈴信號(hào)，然后在建立的路徑中實(shí)施話音通信。
新的蜂窩配置中不需要U在整個(gè)系統(tǒng)上尋呼。在新區(qū)域中開始時(shí)的登錄、連續(xù)定位、和可能的再登錄已保持U定位。這種在RM及ZM處的調(diào)度算法已辨識(shí)最佳話音信道和待被指定到U的傳輸及接收功率電平。該指定被通知給U，后跟隨標(biāo)準(zhǔn)配置。由ZM及M所使用以對(duì)一呼叫指定最佳信道及功率的算法可簡(jiǎn)述如下通過(guò)定位處理，ZM確定到達(dá)U所必須的廣播功率，其具有充分的信號(hào)噪聲電平，以允許良好的連結(jié)。由于在區(qū)域及相鄰區(qū)域中現(xiàn)有呼叫的數(shù)據(jù)的緣故，必須增加此電平。ZM已被給定廣播強(qiáng)度限制，其可允許在每個(gè)可用信道上使用。如果沒有可用信道具有所需的功率限制，則ZM告知U并且請(qǐng)求允許以比先前允許的還要高的新功率使用可用信道。RM通過(guò)考慮在呼叫期問(wèn)U可能進(jìn)入的其它區(qū)域中的呼叫負(fù)載來(lái)優(yōu)化是否允許它的判定，且決定允許可接受的信號(hào)干擾比的功率平衡是否可能。在該或其它信道上可保證所需的功率，或其他呼叫可能中斷。如果在所需功率設(shè)定下可使用一信道，則ZM指定該信道給U，并且還告知廣播功率的RM，其將使用該信道。當(dāng)呼叫持續(xù)時(shí)，ZM監(jiān)視該呼叫，定位U以確定是否有必要改變廣播站或用戶功率。這又可能需要得到RM的允許。在RM的調(diào)度算法將給予更高的優(yōu)先權(quán)以持續(xù)已建立的呼叫，然后啟動(dòng)新呼叫。移動(dòng)開始的呼叫為了簡(jiǎn)化起見，只考慮移動(dòng)至陸線連結(jié)。移動(dòng)對(duì)移動(dòng)連結(jié)將只是以可預(yù)期方式組合移動(dòng)開始及移動(dòng)終止控制序列。在現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)下，U將其連結(jié)請(qǐng)求通過(guò)存取信道發(fā)給BSO。該請(qǐng)求輸送至MTSO，該MTSO選擇理想的話音信道且告知BSO。此后，控制序列遵循用戶終止呼叫的標(biāo)準(zhǔn)，只是在話音信道上在U及BSO之間的持續(xù)連結(jié)已建立之前并不建立陸線連結(jié)。新配置將允許ZM以預(yù)定功率在預(yù)定信道上啟動(dòng)話音信道有效。當(dāng)建立話音信道時(shí)，告知RM，且RM馬上將其連結(jié)延伸到PSTN。911呼叫處理程序本發(fā)明中收集器的分集(diversity)將允許對(duì)移動(dòng)用戶進(jìn)行更好的定位。此對(duì)全部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而言，將產(chǎn)生較深遠(yuǎn)的意義，允許更有效的資源分配算法。在區(qū)域中“聽”特定U的收集器愈多，則定位效果愈好。ZM將平衡定位及低移動(dòng)用戶功率的需求，以改進(jìn)在返回鏈路中的信號(hào)干擾比，且延長(zhǎng)無(wú)線電電池壽命。但是，在(用戶開始的)911的情況下，此項(xiàng)要求將中止。應(yīng)注意，U必須在可以試911呼叫之前啟動(dòng)，因此假設(shè)已經(jīng)償試了上述啟動(dòng)序列。該系統(tǒng)還響應(yīng)來(lái)自U的呼叫，該U不管是什么原因均不能登錄。在這兩種情況下，從特定的U通過(guò)911請(qǐng)求的存取信道的接收將觸發(fā)現(xiàn)在描述的911序列。為了簡(jiǎn)化起見，現(xiàn)在考慮單個(gè)911呼叫的例子。在當(dāng)前的PSTN911配置中，相抵觸的911要求將被指定優(yōu)先權(quán)且加以處理。
系統(tǒng)有助于911響應(yīng)話音信道，該信道始終使用在最大功率下。當(dāng)由特定的U發(fā)出911請(qǐng)求時(shí)，則服務(wù)的ZM告知RM。911請(qǐng)求將處于U的最大可能的功率下。在該區(qū)域及周圍區(qū)域中的所有收集器將被指令向RM提供定位數(shù)據(jù)，該RM將執(zhí)行比ZM所使用的標(biāo)準(zhǔn)定位算法更復(fù)雜、準(zhǔn)確度更高的寬地區(qū)定位算法。同時(shí)，服務(wù)的ZM啟動(dòng)用于移動(dòng)開始呼叫的上述話音信道建立處理，且RM與PSTN的911處理功能建立陸線(landline)連結(jié)。RM頻繁地對(duì)911呼叫進(jìn)行再定位。
如果在911呼叫期間越區(qū)切換變成必須的操作，則以最高優(yōu)先權(quán)加以處理。新的話音信道終始在可使用狀態(tài)，并使用更好的定位及911呼叫提供的較大功率電平而優(yōu)化選擇越區(qū)切換點(diǎn)。雙區(qū)域操作-圖15在圖15中，地區(qū)管理器21及ZM(1)、ZM(2)區(qū)域管理器20-1、20-2與CA(1)、CA(2)收集器陣列13-1、13-2一起顯示。在圖15中，顯示出5個(gè)用戶U(2；1)、U(2；2)、U(1；1)、U(1；2)及U(1；3)。在圖15中，ZM(1)區(qū)域管理器20-1及CA(1)收集器陣列13-1與圖14的相同。在圖15中，CA(2)收集器陣列13-2已與ZM(2)區(qū)域管理器20-2及用戶(2；1)、U(2；2)加在一起。應(yīng)注意的是，ZM(2)區(qū)域管理器20-1的B(2)廣播站具有兩個(gè)廣播功率電平，一個(gè)功率電平用于BR(2；1)及BR(2；3)B-范圍，而另一功率電平則用于BR(2；2)B-范圍，如圖14所示。用戶移動(dòng)操作-圖16在圖16中，顯示與圖15相同的一般組件，U(2；1)從CA(2)陣列13-2的左下角向右下角移動(dòng)。而且，ZM(2)區(qū)域管理器20-2的廣播站具有三種不同的廣播功率，以建立三個(gè)不同的廣播范圍BR(2；1)、BR(2；2)及BR(2；3)。
圖15及16說(shuō)明一指定的U(2；1)移動(dòng)用戶，其從圖15的左下側(cè)向CA(2)收集器陣列13-2的圖15的右上側(cè)移動(dòng)。具體地講，由U(2；1)采用的路徑為C(2；13)區(qū)域至C(1；16)區(qū)域的直線。下列事件的序列說(shuō)明相關(guān)系統(tǒng)的控制動(dòng)作在ZM(2)區(qū)域管理器20-2的控制下a)剛開始時(shí)U(2；1)用戶在C(2；9)及C(2；13)上接收。
b)然后，U(2；1)用戶在C(2；6)、C(2；9)及C(2；10)上接收，且減少指定于前向通訊信道上的廣播站B(2)功率電平，以得到較小的BR(2；1)B-范圍，這是因?yàn)榇藭r(shí)U(2；1)更靠近B(2)。
c)然后，U(2；1)用戶在C(2；3)、C(2；6)及C(2；7)上接收，且增加廣播功率以增加BR(2；1)，這是因?yàn)楝F(xiàn)在U(2；1)遠(yuǎn)離B(2)。
d)當(dāng)U(2；1)開始只由C(2；3)及C(2；4)接收時(shí)，廣播站功率再度增加以增加BR(2；1)。ZM(2)區(qū)域管理器20-2確定移動(dòng)用戶正離開收集器陣列CA(2)的覆蓋范圍。ZM(2)區(qū)域管理器20-2向區(qū)域管理器ZM(r)21發(fā)出信息，告知RM(r)21迫切需要進(jìn)行越區(qū)切換，且報(bào)告U(2；1)的位置。
e)ZM(2)區(qū)域管理器20-2接收來(lái)自RM(r)21的信息，告知ZM(1)區(qū)域管理器20-1準(zhǔn)備接受U(2；1)的越區(qū)切換。RM(r)21通知ZM(2)20-2由ZM(1)區(qū)域管理器20-1所分配的新頻率對(duì)(廣播/接收信道對(duì))以與U(2；1)連結(jié)。當(dāng)這樣改變時(shí)，新頻率對(duì)U(2；1)轉(zhuǎn)為由ZM(1)區(qū)域管理器20-1所控制，且接收新的指定U(1；4)。
f)ZM(2)區(qū)域管理器20-2向U(2；1)發(fā)出越區(qū)切換消息，指出此新頻率對(duì)在新指定下可作為U(1；4)，以在區(qū)域管理器ZM(1)區(qū)域管理器20-1的范圍內(nèi)進(jìn)行通信。當(dāng)接收到來(lái)自U(2；1)的確認(rèn)之后，ZM(2)區(qū)域管理器20-2關(guān)斷ZM(2)區(qū)域管理器20-2廣播，且告知C(2；3)、C(2；4)停止“聽”(listen)U(2；1)反向信道。ZM(2)區(qū)域管理器20-2亦停止分配由U(2；1)使用的廣播信道，因此該信道可在ZM(2)區(qū)域管理器20-2的控制下由新的用戶重用。在RM(r)地區(qū)管理器21的控制下a)RM(r)地區(qū)管理器21接收來(lái)自ZM(2)區(qū)域管理器20-2的消息，指示U(2；1)需要進(jìn)行越區(qū)切換。RM(r)21確定U(2；1)正向區(qū)域1移動(dòng)。
b)RM(r)地區(qū)管理器21向區(qū)域管理器ZM(1)區(qū)域管理器20-1發(fā)出消息，指示ZM(1)區(qū)域管理器20-1在其指定的區(qū)域2返回信道頻率“聽”U(2；1)。
c)RM(r)地區(qū)管理器21接收來(lái)自ZM(1)區(qū)域管理器20-1的訊息，指示U(2；1)已經(jīng)由收集器陣列CA(1)中的收集器“聽”和定位，且已經(jīng)對(duì)U(2；1)預(yù)備新的頻率指定，此指定為U(1；4)。
d)RM(r)地區(qū)管理器21向ZM(1)區(qū)域管理器20-1發(fā)送消息，給出路由數(shù)據(jù)，以將前向信道通訊從分配器DI(r)向U(1；4)傳輸，且將反向信道通訊從U(1；4)向累加器AC(r)傳輸。
e)RM(r)地區(qū)管理器21向ZM(2)區(qū)域管理器20-2發(fā)送消息，指出了準(zhǔn)備執(zhí)行越區(qū)切換，且ZM(2)區(qū)域管理器20-2將指令U(2；1)調(diào)諧到新指定的頻率。在ZM(1)區(qū)域管理器20-1的控制下；
a)ZM(1)區(qū)域管理器20-1接收來(lái)自RM(r)21的請(qǐng)求，以在由U(2；1)使用的給定的信道上定位U(2；1)。ZM(1)區(qū)域管理器20-1請(qǐng)求所有的CA(1)收集器C(1；01)至C(1；16)監(jiān)視此給定信道，且報(bào)回接收信號(hào)的強(qiáng)度。
b)當(dāng)從CA(1)收集器接收信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值時(shí)，ZM(1)區(qū)域管理器20-1確定收集器(C1；15)及C(1；16)可在最佳狀態(tài)下接收靠近的U(2；1)用戶。
c)ZM(1)區(qū)域管理器20-1對(duì)于U(2；1)用戶分配廣播頻率，且將其指定為U(1；4)。
d)ZM(1)區(qū)域管理器20-1向RM(r)21發(fā)送消息，指示已捕獲到U(2；1)，并且已經(jīng)將新的頻率對(duì)分配予此U(2；1)。
e)ZM(1)區(qū)域管理器20-1接收路由數(shù)據(jù)，用于將前向信道通訊從分配器DI(r)14向U(1；4)傳輸，且將反向信道通訊向累加器AC(r)15傳輸，且開始在新指定的頻率中傳輸前向信道通訊。
f)ZM(1)區(qū)域管理器20-1開始從收集器C(1；15)及C(1；16)經(jīng)由集結(jié)器A(1)接收來(lái)自U(1；4)的反向信道通訊。ZM(1)區(qū)域管理器20-1將反向信道通訊路由到AC(r)15。完成越區(qū)切換。動(dòng)態(tài)信道指定操作傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)使用固定的信道分配。例如，完全建立的AMPS蜂窩系統(tǒng)使用(7，3)信道分隔方式分配固定數(shù)目的信道(18或19)給系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)小區(qū)的每個(gè)分區(qū)。不僅是分配到分區(qū)的信道數(shù)固定，而且分配到該分區(qū)的準(zhǔn)確的頻率也固定。固定的資源分配使蜂窩系統(tǒng)難于響應(yīng)每段時(shí)間或每個(gè)月中通信負(fù)載量的變化。在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中可以找到有關(guān)于動(dòng)態(tài)信道分配算法的多個(gè)例子，這些算法可通過(guò)增加系統(tǒng)資源在任意特定時(shí)間分配到最需要資源的位置的效率而增加系統(tǒng)容量。例如，可參見IEEE Trans.，VT-43，第4期，1994年，第106至1077頁(yè)中由H.Jiang(江)以及S.S.Rappaport(瑞帕頗爾特)所發(fā)表的“用于分區(qū)蜂窩通信的不需鎖定的信道借用(Channel Borrowing WithoutLocking for Sectorized Cellular Communication)”。
有幾種為何在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中使用固定信道分配的原因。首先，用于組合多個(gè)信道的模擬無(wú)線電設(shè)備需要不同的硬件以用于不同的頻率中。因此頻率的改變意味著硬件變更，這更使得操作不經(jīng)濟(jì)。為什么動(dòng)態(tài)衰落分配沒有導(dǎo)入傳統(tǒng)的系統(tǒng)的第二個(gè)原因是大多數(shù)業(yè)已提出的分配方法需要在信道的基礎(chǔ)上進(jìn)行廣播及移動(dòng)功率控制，而通常模擬信道結(jié)合器無(wú)法辦到這一點(diǎn)。
數(shù)字RF設(shè)備可解決上述問(wèn)題，但是傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)所使用的數(shù)字設(shè)備無(wú)法善用動(dòng)態(tài)分配算法。這是因?yàn)榇怂惴ɑ蚨嗷蛏倥c小區(qū)內(nèi)移動(dòng)用戶位置的確認(rèn)有關(guān)，且在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)無(wú)法使用準(zhǔn)確的位置信息。此外，傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)控制功能集中在MTSO中，因此使得動(dòng)態(tài)分配算法所需要的數(shù)據(jù)量大大地增加，并超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)控制信道的容量及MTSO的處理容量。
用于信道化的無(wú)線電通信的本發(fā)明的實(shí)施例將通過(guò)解決上述兩個(gè)問(wèn)題而充分利用動(dòng)態(tài)信道分配，或更一般地說(shuō)，充分利用動(dòng)態(tài)資源分配。在區(qū)域內(nèi)的定位通過(guò)使用由收集器陣列所提供的測(cè)量的集結(jié)器的操作而提供。這就允許使用最靈活的算法。地區(qū)管理器及區(qū)域管理器的分配的處理功率允許使用區(qū)域內(nèi)資源的數(shù)據(jù)而進(jìn)行局部決定，這是通過(guò)區(qū)域管理器上的控制算法執(zhí)行的。然后，通過(guò)地區(qū)管理器上的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)上的全球資源監(jiān)視及仲裁。
表2至5包含算法的一實(shí)施例，該算法采用在本發(fā)明的分布的控制層次上的廣播及移動(dòng)功率控制實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)信道分配。由地區(qū)管理器使用的特定動(dòng)態(tài)信道分配算法視系統(tǒng)的特性而定AMPS信道的處理隨TDMA系統(tǒng)中的時(shí)隙(slot)而進(jìn)行不同的處理。為了清楚起見，下文中的說(shuō)明將考慮含全方位天線(而分段天線)的區(qū)域廣播及收集器。另外，控制不同系統(tǒng)組件之間的數(shù)據(jù)流的軟件功能，和將分配器/廣播及集結(jié)器/累加器結(jié)構(gòu)與外部網(wǎng)絡(luò)連結(jié)的交換功能，在此將不予說(shuō)明。在下文的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，Nzone表示由區(qū)域管理器控制的區(qū)域管理器的數(shù)目，而Nfreq表示可使用的信道對(duì)的總數(shù)。相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為在地區(qū)管理器上RegionFreqMap(Nzone，Nfreq)-以每個(gè)小區(qū)中的每個(gè)頻率(頻率對(duì))的最大允許廣播功率的形式對(duì)所有區(qū)域及所有頻率的頻率映射。使用某一大頻率重用分隔在每個(gè)區(qū)域中通過(guò)對(duì)保留的頻率組分配最大可能功率而開始。RegionFreqUse(Nzone，Nfreq，2)-由各別區(qū)域管理器報(bào)告的地區(qū)的當(dāng)前狀態(tài)。對(duì)于所有區(qū)域及所有頻率，當(dāng)前命令的廣播及用戶功率電平。由各別區(qū)域管理器的報(bào)告加以更新。在區(qū)域管理器上PowerPermit(Nfreq)-對(duì)每個(gè)各別頻率的最大可允許使用的廣播站功率。由地區(qū)管理器更新。HomeFreq(*)-在區(qū)域中為非功率限制使用而保留的頻率保持。BorrowedFreq(*)-除了當(dāng)前在區(qū)域用于連結(jié)的歸屬頻率以外的頻率。PowerUse(Nfreq，2)-在該區(qū)域中當(dāng)前命令的廣播站及用戶功率電平。MobileID(*)-定位在該區(qū)域中的有效用戶的ID，由集結(jié)器更新。MobileLocation(*，2)-在該區(qū)域中每個(gè)有效用戶的位置，由集結(jié)器加以更新。MobileConnect(*)-頻率指定標(biāo)記，如果用戶被連結(jié)并通信正在進(jìn)行中，則設(shè)置指定的頻率，如果用戶有效但是沒有連結(jié)，則設(shè)置為0。
表二1995年頻譜無(wú)線電公司版本地區(qū)管理器函數(shù)的MATLAB配置，用于初始化頻率功率映射<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[function InitializeFreqMap()％％此功能用于執(zhí)行對(duì)地區(qū)中頻率映射的初始化。％在此項(xiàng)配置中，基礎(chǔ)頻率重用分隔為12區(qū)域的分隔。因此每個(gè)區(qū)域被指定1至12之間的標(biāo)號(hào)。對(duì)于指定給一區(qū)域的頻率(歸屬頻率)，區(qū)域管理器允許使用最大功率。％對(duì)于不在指定的組中的頻率，在小于最大允許功率的Squelch(dB值)下初始化允許的功率電平。功率電平以dBm表示。％for iz＝1NzoneRegionFreqMap(iz，)＝MaxForward Squelch；RegionFreqMap(iz，F(xiàn)reqSet(ZoneDesig(iz)))＝MaxForward；end]]></pre>表三1995年頻譜無(wú)線電公司版本地區(qū)管理器函數(shù)的MATLAB配置，用于監(jiān)視頻率使用及復(fù)位允許的功率電平。持續(xù)執(zhí)行。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[function FreqMonitor()％％此功率可在地區(qū)管理器上持續(xù)執(zhí)行。可在頻率表上循環(huán)使用，以適當(dāng)?shù)貜?fù)位允許的功率電平。％％得到借用該頻率的區(qū)域。如果存在這種區(qū)域，則減少對(duì)于其它潛在的借用器的可使用功率。Borrowed＝length(find(RegionFreqUse(，F(xiàn)req)＞0...RegionFreqMap(，F(xiàn)req)～＝MaxPower))；％％換算成反映分隔的大小(在本例為12)，且多使用損失。％Npart＝12；Borrowed＝Borrowed*Penalty*Nzone/Npart；if(Borrowed＞0)for iz＝1Nzoneif(RegionFreqMap(，F(xiàn)req)～＝MaxPower)RegionFreqMap(，F(xiàn)req)＝MaxPower-Squelch-Borrowed；end； end；end]]></pre>表四1995年頻譜無(wú)線電公司版本區(qū)域管理器函數(shù)的MATLAB配置，用于處理連結(jié)請(qǐng)求。事件驅(qū)動(dòng)。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[function GetFreq(Mobile，AssignedFreq，AssignedForward，...AssignedReverse)％％此函數(shù)將確定是否有頻率可用于處理連結(jié)請(qǐng)求，且如果可能的話，則對(duì)于該連結(jié)指定功能電平。％％如果可以指定的話，將AssignFreq設(shè)定為999。％％用戶位置用于確定傳播路徑損耗及局部噪聲面(floor)。％PathLoss＝GetPathLoss(MobileLocation(Mobile))；LocalFloorFor＝GetNoiseFloorFor(MobileLocation(Mobile))；LocalFloorRev＝GetNoiseFloorRev(MobileLocation(Mobile))；％％給定規(guī)定的邊界以覆蓋所需要的信噪比、信號(hào)干擾比、及安全邊際，在前向中的每個(gè)頻率處得到所需要的功率。反之，在反向噪聲面處得到收集器配置值。％MinPowerReqdFor＝LocalFloor+PathLoss+Margin；MinPowerReqdRev＝LocalFloor+PathLoss+Margin-GainFromColl；％％先嘗試歸屬頻率，如果存在可使用的歸屬頻率，則采用該頻率。％Homer＝find(PowerPermit(HomeFreq)＞MinPowerReqdFor(HomeFreq))if(length(Homer)＞0 AssignFreq＝HomeFreq(Homer(1))； AssignForward＝MinPowerReqdFor(HomeFreq(Homer(1)))； AssignReverse＝MinPowerReqdRev(HomeFreq(Homer(1)))；returnend；％％現(xiàn)在尋找可借用的頻率％Possible＝find(Power Permit＞MinPowerReqdFor)；％％如果任何可使用的頻率存在，則采用該頻率。否則；失效。％if(length(Possible)＞0) AssignFreq＝Possible(1)；AssignForward＝MinPowerReqdFor(Possible(1))； AssignReverse＝MinPowerReqdRev(Possible(1))；else AssignFreq＝-999.；end；]]></pre>表五1995年頻譜無(wú)線電公司版本區(qū)域管理器函數(shù)的MATLAB配置，用于監(jiān)視有效連結(jié)，且如果可能的話強(qiáng)迫從歸屬頻率切換到借用頻率。一旦歸屬頻率已填滿時(shí)，持續(xù)執(zhí)行。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[function HomeMonitor()％％該函數(shù)將確定當(dāng)前由歸屬頻率所服務(wù)的用戶連結(jié)是否足以由借用頻率服務(wù)。如果是，對(duì)上述連結(jié)發(fā)出命令以越區(qū)切換到新的借用頻率。％％得到由歸屬頻率服務(wù)的用戶連結(jié)％for ii＝1Nconn if(any(HomeFreq＝＝MobileConnect(ii)) Homer＝MobileConnect(ii)；％％使用用戶位置以確定傳播路徑損耗及局部噪聲層。％ PathLoss＝GetPathLoss(MobileLocation(ii，)； LocalFloorFor＝GetNoiseFloorFor(MobileLocation(ii，))； LocalFloorRev＝GetNoiseFloorRev(MobileLocation(ii，))；％％給定一特定的邊際，以覆蓋所需要的信號(hào)噪聲比、信號(hào)干擾比、及安全邊際，在前向方向上得到對(duì)于每個(gè)頻率所需的功率。反之，在反向噪聲面上設(shè)置收集器配置值。MinPowerReqdFor＝LocalFloor+PathLoss+Margin；MinPowerReqdRev＝LocalFloor+PathLoss+Margin-GainFromColl；％％現(xiàn)在尋找將借用的頻率％Possible＝find(Power Permit＞MinPowerReqdFor)；％％如果任何可使用的頻率存在的話，采用此頻率。交換(swap)越區(qū)切換。if(length(Possible)＞0) SwapHandoff(ii，Homer，Possible(1)，...MinPowerReqdFor(Possible (1))，...Min PowerReqdRev(Possible(1)))； end； end；end％]]></pre>用于改進(jìn)容量及質(zhì)量的收集器陣列-圖17依據(jù)本發(fā)明，在廣播站區(qū)域中使用多個(gè)收集器，以提供無(wú)線電操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，此操作系統(tǒng)具有比傳統(tǒng)的無(wú)線電系統(tǒng)更大的通信容量，和更好的通信質(zhì)量。這可由下文中描述的簡(jiǎn)單的系統(tǒng)示例加以說(shuō)明。為了清楚起見，此例子不使用功率控制或動(dòng)態(tài)信道分配。
在典型的傳統(tǒng)移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)中，固定數(shù)目的無(wú)線電通信載波對(duì)規(guī)定的服務(wù)區(qū)域提供服務(wù)，其中每個(gè)載波具有固定的頻譜帶寬及位置。為了簡(jiǎn)化此例子，不考慮通過(guò)例如使用在單個(gè)載波上多路復(fù)用通信信道的多種方法來(lái)達(dá)到容量增益。但是，這些容量改進(jìn)的方法仍可使用在本發(fā)明的實(shí)施例中，為了此例子的需要，假設(shè)每無(wú)線電載波頻帶只攜帶單個(gè)、半雙工通信信道。一雙向的通信信道需要兩個(gè)這種單向的信道，一個(gè)信道用于向移動(dòng)用戶廣播，而另一信道則作為接收之用。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，傳輸及接收信道依據(jù)固定數(shù)方案成對(duì)出現(xiàn)，組合的對(duì)稱作信道(指雙向信道)。本例子采用傳統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，與前向信道廣播站共址的單個(gè)接收機(jī)服務(wù)該反向信道，而在本發(fā)明中，由多個(gè)饋入集結(jié)器的收集器對(duì)反向信道提供服務(wù)。對(duì)于當(dāng)前US許可的蜂窩系統(tǒng)中，其每個(gè)均具有416個(gè)信道(信道對(duì))，21個(gè)用于控制信道，其它395個(gè)作為呼叫之用。
為了提供最大可能的容量，蜂窩系統(tǒng)逐小區(qū)地重用可用信道。在相同信道上信號(hào)之間的干擾(同信道干擾)為此方法的限制因素。通過(guò)對(duì)通信質(zhì)量限定最小標(biāo)準(zhǔn)而協(xié)調(diào)容量及質(zhì)量。蜂窩系統(tǒng)最大限度地重用頻率，而得到更大容量，同時(shí)保證同信道干擾低到足以提供可接受的質(zhì)量的最小電平。AMPS的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為所需要的信號(hào)與干擾間之比為18dB。因此，質(zhì)量測(cè)量為不符合此標(biāo)準(zhǔn)的呼叫百分比。
并非由簡(jiǎn)單地對(duì)所有小區(qū)中的每個(gè)小區(qū)的可用信道數(shù)求和而確定系統(tǒng)容量。必須使用排隊(duì)理論來(lái)確定對(duì)于連結(jié)的隨機(jī)進(jìn)入請(qǐng)求的系統(tǒng)響應(yīng)。在某些時(shí)候，所有信道均不被使用，但是在另外一些時(shí)候，所有信道均在使用，并且新進(jìn)入請(qǐng)求將被阻塞。系統(tǒng)所提供的負(fù)載可以爾朗(Erlang)測(cè)量。然后系統(tǒng)容量限定為對(duì)阻塞的呼叫的給定概率下提供的負(fù)載。用于阻塞的呼叫的標(biāo)準(zhǔn)蜂窩系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為2％比率。如果給定小區(qū)中可使用的信道數(shù)，則從標(biāo)準(zhǔn)公式中計(jì)算在Erlang中的小區(qū)容量。
傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)使用每個(gè)小區(qū)中一個(gè)廣播站/接收機(jī)基站。假設(shè)小區(qū)的覆蓋范圍為六角形，且具有多個(gè)小區(qū)的六角形覆蓋某些范圍(地區(qū))。為了比較之用，在容量受限的狀態(tài)下，假設(shè)傳統(tǒng)的小區(qū)與本發(fā)明的廣播站區(qū)域的大小相同。在傳統(tǒng)的特征中，在小區(qū)中發(fā)射機(jī)/接收機(jī)對(duì)共址。在本發(fā)明中，廣播站與小區(qū)的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)對(duì)共址，但收集器陣列在廣播站范圍上分布。一種在蜂窩系統(tǒng)中增加連結(jié)質(zhì)量的技術(shù)是將小區(qū)(或本發(fā)明的廣播站區(qū)域)分割成為方向性廣播分區(qū)，這可例如使用具有60°或120°孔徑的廣播天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在特定的例子中，傳統(tǒng)的系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置為具有分成7個(gè)群的信道，其在7個(gè)小區(qū)群上重復(fù)。為了改進(jìn)質(zhì)量，使用120°分區(qū)將干擾器(interferor)的數(shù)目從未劃分區(qū)情況下的標(biāo)準(zhǔn)的6減少為2。對(duì)于具有19個(gè)信道/分區(qū)的7小區(qū)(k＝7，s＝3)、3個(gè)分區(qū)重用的標(biāo)準(zhǔn)配置的容量計(jì)算得到12.3爾朗/分區(qū)，36.9爾朗/小區(qū)。依據(jù)大量試驗(yàn)的結(jié)果執(zhí)行系統(tǒng)建模以確定同信道干擾。假設(shè)無(wú)線電傳播耗損系數(shù)為3.0，且對(duì)數(shù)正態(tài)陰影均值為0變化量為4dB，當(dāng)系統(tǒng)為全容量時(shí)，小區(qū)中約27％的希望進(jìn)入的呼叫將達(dá)不到18B信號(hào)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
雖然已提出(4，6)分隔方案，但是傳統(tǒng)的AMPS蜂窩系統(tǒng)不使用小于(7，3)的頻率分隔方案。在這些例子中的同信道干擾降低了服務(wù)質(zhì)量至低于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。圖17說(shuō)明本發(fā)明的(3，6)頻率分隔，其提供更好的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)增加了系統(tǒng)容量。為了清楚起見，只顯示廣播區(qū)域，且圖中省略收集器陣列。而且，為了直接比較傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)，廣播區(qū)域形如六角形。在圖17中，以三個(gè)區(qū)域組群中的一區(qū)域顯示組來(lái)分隔方案。此分隔可同晶格型地變換到該群的其它兩個(gè)區(qū)域組。圖17中示出其他兩個(gè)組。其中一組為六角形標(biāo)示的區(qū)域，該六角形包括分區(qū)邊界框架，而其它區(qū)域組不包含任何內(nèi)部標(biāo)示。此(3，6)分隔產(chǎn)生18個(gè)分開的頻率群，其分配如圖17所示。
在此分隔算法情況下，干擾器數(shù)增加為3，此這些干擾器的距離大大增加，因此整體干擾減少。對(duì)于此(3，6)分隔，22信道/分區(qū)的容量計(jì)算中得到14.9爾朗/分區(qū)及89.4爾朗/區(qū)域。此為傳統(tǒng)系統(tǒng)中(7，3)配置容量的2.4倍。在上述相同假設(shè)下的系統(tǒng)建模發(fā)現(xiàn)在該區(qū)域中意圖進(jìn)入的呼叫有10％無(wú)法符合全容量的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)系統(tǒng)的結(jié)果相比較，這改進(jìn)了2.7倍。
總而言之，雖然只考慮簡(jiǎn)單比較的示例，本發(fā)明與現(xiàn)有的傳統(tǒng)系統(tǒng)相比較，所提供容量及質(zhì)量至少為其兩倍。當(dāng)然，當(dāng)使用更復(fù)雜的配置時(shí)，則改進(jìn)更大。用于改進(jìn)覆蓋范圍的收集器陣列-圖18上述示例表示本發(fā)明的一實(shí)施例，其容量及質(zhì)量大大優(yōu)于傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)。本發(fā)明無(wú)線電操作系統(tǒng)的靈活性也允許設(shè)計(jì)可增加覆蓋范圍的實(shí)施例。在上述的容量及質(zhì)量改進(jìn)示例中，從用戶至收集器的反向信道通訊路徑比傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)中從用戶至基站的路徑短。在圖18中示出的實(shí)施例顯示出由幾個(gè)收集器所接收到的反向信道通訊可加以集結(jié)，以在較長(zhǎng)的距離中提供較高質(zhì)量的通信信道，因此增加覆蓋范圍區(qū)域。19個(gè)六角形的內(nèi)部群表示一組傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)的小區(qū)。小區(qū)的最大尺寸由基站天線高度及廣播功率、用戶高度及廣播功率、及外界傳播環(huán)境所確定。因?yàn)槎囗?xiàng)原因使得反向信道通訊為最弱，該原因包含低功率輸出、全方位低增益天線、及在一基站上的多個(gè)用戶的反向信道通訊同步的困難度。確定覆蓋范圍半徑的MATLAB代碼在表6，7中表示，其分別包含對(duì)應(yīng)哈塔(Hata)參數(shù)模式的傳播模式(見IEEE Trans.，VT-29，第3期，1980年，317-325頁(yè)中由Hata，M.發(fā)表的“在地面移動(dòng)無(wú)線電服務(wù)中的傳播損耗的實(shí)驗(yàn)公式(Empirical Formula for Propagation Loss inLand Mobile Radio Services)”)及驅(qū)動(dòng)器路徑，其確定給定的天線高度和位置的覆蓋范圍、廣播功率及傳播環(huán)境。
例如，在郊區(qū)傳播環(huán)境中，考慮用戶以850MHz的帶寬、200mW的功率在2米高度下對(duì)33米高度下的天線廣播。由于例如區(qū)域限制，基站高度必須相對(duì)較低。在本例中，最大小區(qū)半徑約為2.5Km(千米)。因此19個(gè)傳統(tǒng)的小區(qū)組的覆蓋范圍為309Km2，如圖18所示，現(xiàn)在考慮本發(fā)明的收集器陣列19。假設(shè)收集器天線的高度亦為33米。100W的基站廣播功率電平所得到的覆蓋范圍半徑為14.8Km。在表7中表示的MATLAB代碼表示圖18中的收集器陣列19將足以提供更大半徑的較高質(zhì)量的覆蓋范圍。這是因?yàn)槭褂眉Y(jié)方法的緣故。通過(guò)使用反向用戶至收集器路徑的分集(diversity)，集結(jié)法擴(kuò)展在收集器周圍的高質(zhì)量覆蓋范圍的有效半徑。在本發(fā)明實(shí)施例中由廣播區(qū)域所覆蓋的總面積為571Km2。與傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)小區(qū)的基站比較，本發(fā)明的收集器陣列包含相對(duì)簡(jiǎn)單且成本低的接收機(jī)及發(fā)射機(jī)。因此，如圖18所示，使用19個(gè)成本較低、更靈活定位的收集器19來(lái)取代19個(gè)較昂貴的基站，而提供幾乎為兩倍的覆蓋范圍。
如果將前向信道連結(jié)加以延伸，則有可能更進(jìn)一步擴(kuò)充覆蓋范圍。此可通過(guò)例如增加廣播站(或基站)的天線高度來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果廣播天線高度增加到50m，且用戶廣播功率電平增加到600mW，而收集器仍為33m，則傳統(tǒng)的小區(qū)半徑將為4.2Km，所提供的覆蓋范圍為883Km2，而本發(fā)明的廣播區(qū)域的半徑為19.4Km，具有高質(zhì)量通信鏈路的覆蓋范圍為977Km2。盡管在本發(fā)明實(shí)施例下覆蓋范圍的比例僅比傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)大15％，但經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)仍保留下來(lái)，這是因?yàn)槭占魈炀€高仍為33m，而傳統(tǒng)系統(tǒng)的基站天線必須上升至50m。區(qū)域限制將附加獲取波段開關(guān)(waiver)、完成特定定址需求、和采用時(shí)間延遲的額外成本。而且，低功率發(fā)射機(jī)比高功率發(fā)射機(jī)更易于接受。
在開放的郊區(qū)環(huán)境中，基站天線高度的限制可較松馳，本發(fā)明所產(chǎn)生的廣播區(qū)域僅在給定頻率下由無(wú)線電傳播的絕對(duì)限制所規(guī)范。在850MHz的頻帶中，此限制為由地球曲率及空氣的反射率所引起的無(wú)線電位置線(RLOS)距離。對(duì)于天線高度為2m的用戶天線，且高度為200m的廣播站天線來(lái)說(shuō)，RLOS距離約為64m。由此廣播站范圍所覆蓋的區(qū)域?yàn)?0740Km2，且對(duì)于高度只有50m的收集器天線且用戶廣播功率電平僅為600mW的區(qū)域，圖18的收集器陣列可提供高質(zhì)量的連結(jié)。對(duì)于早期所設(shè)計(jì)的用于覆蓋較大區(qū)域的蜂窩系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例比傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)提供更大的優(yōu)點(diǎn)。不均勻收集器陣列-圖19及20圖18表示本發(fā)明實(shí)施例，此實(shí)施例使用規(guī)則間隔的收集器19的陣列，且所有的這些收集器19的天線高度均相同。在圖19、20中說(shuō)明實(shí)施例的靈活性。如圖19中所示，收集器具有不均勻的間隔，且如圖20所示，收集器的高度可加以變動(dòng)。例如，收集器19-1可在150m處，收集器19-2在50m處，且收集器19-3在30m處。廣播站18在50m處。地形特征使得在某些區(qū)域的無(wú)線電傳輸變得相當(dāng)困難，且需要例如間隔更接近的收集器。在所示的范例中，中心地區(qū)為例如具有限制高度的郊區(qū)。同時(shí)使用表6及表7所表示的工具，可確定100W的基站功率電平且600mW的移動(dòng)功率電平，返回的用戶反向信道通訊的集結(jié)在整個(gè)廣播區(qū)域中提供高質(zhì)量的通信鏈路。此靈活性為本發(fā)明的重要特征，因?yàn)槭占麝嚵械拈g隔可隨著多種實(shí)際原因而變動(dòng)，這些原因包括覆蓋范圍、質(zhì)量、可靠性、容量、區(qū)域限制及位置使用性。
表六1995年頻譜無(wú)線電公司版本<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[function loss＝hata(dist，hbase，hmob，freq，city)％％loss＝hata(dist，hbase，hmob，freq，city)％hata實(shí)現(xiàn)用于傳播路徑損耗的OKumura模型的Hata公式。此模型假設(shè)準(zhǔn)平坦地形，且用于下列輸入?yún)?shù)的范圍％％dist基站-移動(dòng)分隔(Km) 1至20％hbase 基站天線(m)30至200％hmob移動(dòng)天線(m)1至10％freq傳輸頻率(MHz) 150至1500％city城市分類％“L”或“l(fā)”大型城市％“M”或‘m’中小型城市％“S”或‘s’郊區(qū)％“O”或‘o’開放區(qū)域％％返回變量為路徑耗損(dB)％設(shè)置與城市型式無(wú)關(guān)的路徑損耗項(xiàng)loss＝69.55+26.16*log10(freq)-13.82*log10(hbase)+....(44.9-6.55*log10(hbase)*log10(dist)；％％現(xiàn)在進(jìn)行城市分類的更正％％對(duì)于中小型城市進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)天線調(diào)整％％mobgain＝(1.1*log10(freq)-0.7)*hmob-1.56*log10(freq)+0.8；citytype＝upper(city)；if(citytype＝＝′L′) if(freq＜＝200) mobgain＝8.29*(log10(1.54*hmob))^2-1.1； elseif(freq＞＝400) mobgain＝3.2*(log10(11.75*hmob))^2-4.97； end；％這是是城市外調(diào)整％elseif(citytype＝＝‘S’) loss＝loss-2.*(log10(freq/28))^2-5.4；elseif(citytype＝＝‘()’) loss＝loss-4.78*(log10(freq))^2+18.33*log10(freq)-40.94；elseif(citytype～＝‘M’) ‘City type not recognized’end；loss＝loss-mobgain；]]></pre>表七1995年頻譜無(wú)線電公司版本<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[function cover19(MobilePower，MobileHeight，CollectorHeight，BasePoer，BaseHeight，CityType)％％function coverit(MobilePower，MobileHeight，CollectorHeight，％BasePower，BaseHeight，CityType)％此函數(shù)將求出下列的收集器位置的清單，且確定由特定基站的覆蓋范圍所確定的區(qū)域的覆蓋范圍，這是使用特定的移動(dòng)功率及收集器高度來(lái)進(jìn)行的。下面設(shè)定的參數(shù)包含噪聲面、可接受的信噪比、及嘗試數(shù)。將在覆蓋范圍圈中隨意分布點(diǎn)處執(zhí)行多次嘗試。％Nc＝19；Location＝[
]；... [-1.6 2.7]；[1.6 2.7]；... [-3.2 1.9]；
；[3.2 1.8]；... [-1.6 0.9]；[1.6 0.9]；... [-3.2 0.0]；
；[3.2 0.0]；... [-1.6-0.9]；[1.6-0.9]；.... [-3.2-1.9]；
；[3.2-1.8]；.... [-1.6-2.7]；[1.6 2.7]；...
]；Location＝Location/4.619；％NoiseFloor＝125.；％Leve13＝20.；Leve12＝14.；Leve11＝12.；AbsLev3＝NoiseFloor+Leve13；AbsLev2＝NoiseFloor+Leve12；AbsLev1＝NoiseFloor+Leve11；Loss3＝MobilePower-AbsLev3；Loss2＝MobilePower-AbsLev2；Loss1＝MobilePower-AbsLev1；％Ntrial＝100000；％％ 從基站功率和高度中求出覆蓋范圍半徑％BaseLoss＝BasePower-(NoiseFloor+Leve13)；R＝1.；Loss＝hata(R，BaseHeight，MobileHeight，850，CityType)；if(Loss＞BaseLoss) [‘Loss＝’，num2str(Loss)，‘is too big’] break；endfor iii＝1∶500 if(Loss＞BaseLoss) R＝R*1.01； Loss＝hata(R，BaseHeight，MobileHeight，850，CityType)；endend；BaseRadius＝RLocation＝Location*BaseRadius；％％設(shè)置距離斷點(diǎn)％R＝1；Loss＝hata(R，CollectorHeight，MobileHeight，850，CityType)；if(Loss＞Loss3) [‘Loss＝’，num2str(Loss)，‘is too big’] break；endfor iii＝1∶500 if(Loss＜Loss3)R＝R*1.01； Loss＝hata(R，CollectorHeight，MobileHeight，850，CityType)； end　end；R3＝Rfor iii＝1∶500 if(Loss＜Loss2)R＝R*1.01；Loss＝hata(R，CollectorHeight，MobileHeight，850，CityType)； endend；R2＝Rfor iii＝1∶500if(Loss＜Loss1) R＝R*1.01； Loss＝hata(R，CollectorHeight，MobileHeight，850，CityType)； endend；R1＝R％％獲取隨機(jī)點(diǎn)％r＝BaseRadius.*rand(1，Ntrial).^(0.5)；theta＝2.*pi*rand(1，Ntrial)；x＝r.*cos(theta)；y＝r.*sin(theta)；％％求出距離％Distance＝zeros(Nc，Ntrial)；for ii＝1NcDistance(ii，)＝((x-Location(ii，1)).^2+.... (y-Location(ii，2)).^2).^(0.5)；end；％％獲取覆蓋的收集器數(shù)目％Flag＝zeros(Nc，Ntrial)；Count1＝find(Distance＜＝R1)；Flag(Count1)＝ones(1，length(Count1))；Count2＝find(Distance＜＝R2)；Flag(Count2)＝2.*ones(1，length(Count2))；Count3＝find(Distance＜＝R3)；Flag(Count3)＝3.*ones(1，length(Count3))；Covered＝sum(Flag)；％[‘For mobile radius＝’，num2str(Rm)]Coverage＝zeros(1，Nc+1)；for ii＝0NcCoverage(ii+1)＝length(find(Covered＝＝ii))/Ntrial；end；Coverageclf；axis(BaseRadius*[-1.0，1.0，-1.0，1.0])；hold on；Doit＝find(Covered＝＝0)；plot(x(Doit)，y(Doit)，‘w.’)；Doit＝find(Covered＝＝1)；plot(x(Doit)，y(Doit)，‘y.’)；Doit＝find(Covered＝＝2)；plot(x(Doit)，y(Doit)，‘g.’)；Doit＝find(Covered＞＝3)；plot(x(Doit)，y(Doit)，‘m.’)；xhex＝BaseRadius*
；yhex＝BaseRadius*[1.0 0.500-0.500-1.0-0.500 0.500 1.0]；plot(xhex，yhex，‘w’)；for ii＝1Ncplot(Location(ii，1)，Location(ii，2)，‘wx’)；end；end]]></pre>盡管已參照其優(yōu)選實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，可在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的修改。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)前向信道通訊及多個(gè)對(duì)應(yīng)的反向信道通訊的通信系統(tǒng)，包含區(qū)域管理器裝置，包含廣播站裝置，具有廣播站發(fā)射機(jī)，用于使用寬帶廣播站信號(hào)以廣播所述多個(gè)前向信道通訊，以在廣播站區(qū)域中形成多個(gè)廣播站前向信道；集結(jié)器裝置，用于接收所述多個(gè)對(duì)應(yīng)的反向信道通訊；在所述廣播站區(qū)域中的多個(gè)用戶，所述用戶的每個(gè)均具有用戶接收機(jī)裝置，用于從所述廣播站裝置接收前向信道，和具有用戶發(fā)射機(jī)裝置，用于在不同的用戶反向信道中廣播用戶反向信道通訊；所述多個(gè)用戶提供多個(gè)不同的用戶反向信道，其組合成寬帶組合信號(hào)；多個(gè)收集器裝置，其以空間間隔位置分布在廣播站區(qū)域，所述收集器裝置的每個(gè)均包含寬帶收集器接收機(jī)裝置，用于采用來(lái)自所述多個(gè)用戶的用戶的反向信道通訊接收所述寬帶組合信號(hào)；和所述收集器裝置的每個(gè)均包含收集器前向裝置，用于將來(lái)自所述多個(gè)用戶的所述用戶的所述用戶反向信道通訊前向傳輸至所述集結(jié)器裝置，以作為收集器反向信道通訊，其中所述收集器反向信道通訊為由所述集結(jié)器裝置所接收的所述對(duì)應(yīng)反向信道通訊。
2.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶發(fā)射機(jī)裝置中的發(fā)射機(jī)裝置在用戶區(qū)域中廣播，所述用戶區(qū)域大致小于所述廣播站區(qū)域，和其中所述多個(gè)收集器裝置位于所述用戶區(qū)域內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中可控制所述廣播站發(fā)射機(jī)，以改變所述廣播站前向信道的每個(gè)的傳輸功率，因此每個(gè)廣播站前向信道的傳輸功率及廣播站范圍可各別控制。
4.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中可控制用于每個(gè)用戶的所述用戶發(fā)射機(jī)，以改變所述用戶反向信道的傳輸功率，因此每個(gè)用戶的用戶范圍可加以控制，以到達(dá)多個(gè)所述收集器裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置的每個(gè)均包含測(cè)量裝置，用于測(cè)量所述廣播站信號(hào)的參數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置的每個(gè)均包含測(cè)量裝置，用于測(cè)量所述組合信號(hào)的參數(shù)以提供用戶參數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置的每個(gè)均包含數(shù)字信號(hào)處理器，用于處理所述信號(hào)的參數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器前向裝置包含收集器發(fā)射機(jī)裝置，用于傳輸所述收集器反向信道通訊，其傳輸特征為可隔離收集器反向信道通訊及用戶反向信道通訊。
9.如權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含寬帶發(fā)射機(jī)及窄波束寬度高增益天線。
10.如權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含水平極化的發(fā)射機(jī)天線，用于水平極化收集器反向信道通訊，和其中所述多個(gè)用戶的每個(gè)的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置均包含垂直極化的發(fā)射機(jī)天線，用于垂直極化用戶反向信道通訊，以隔離用戶反向信道通訊與收集器反向信道通訊。
11.如權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含寬帶發(fā)射機(jī)及水平極化的、窄波束寬度的、高增益發(fā)射機(jī)天線，用于水平極化收集器反向信道通訊，和其中所述多個(gè)用戶的每個(gè)的用戶發(fā)射機(jī)裝置均包含垂直極化的用戶發(fā)射機(jī)天線，用于垂直極化反向信道通訊，以隔離用戶反向信道通訊與收集器反向信道通訊。
12.如權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶反向信道通訊在一具有用戶反向信道通訊之間的隔離帶的用戶操作頻譜內(nèi)，并且所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含發(fā)射機(jī)，用于采用在隔離頻帶中的收集器信號(hào)傳輸所述收集器反向信道通訊。
13.如權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶反向信道通訊在所述用戶操作頻譜內(nèi)，并且所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含采用移至與所述用戶操作頻譜不同的收集器操作頻譜的收集器信號(hào)來(lái)傳輸所述收集器反向信道通訊的發(fā)射機(jī)。
14.如權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含用于將用戶操作頻譜移至所述收集器操作頻譜的模擬移頻器(shifter)，和用于傳輸在收集器操作頻譜中的收集器信號(hào)的模擬收集器發(fā)射機(jī)。
15.如權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含用于將用戶操作頻譜移至所述收集器操作頻譜的數(shù)字移頻器，和用于傳輸在收集器操作頻譜中的收集器信號(hào)的數(shù)字收集器發(fā)射機(jī)。
16.如權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置是擴(kuò)頻發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)在發(fā)射機(jī)頻譜上傳輸信號(hào)，且所述多個(gè)用戶的每個(gè)的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置均具有用戶頻譜，其為所述發(fā)射機(jī)頻譜的一部分。
17.如權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置為時(shí)分多址發(fā)射機(jī)，并且所述多個(gè)用戶的每個(gè)的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置均為時(shí)分多址發(fā)射機(jī)。
18.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述前向信道通訊及所述反向信道通訊使用多址裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的通信系統(tǒng)，其中所述多址裝置為碼分(codedivision)多址裝置。
20.如權(quán)利要求18所述的通信系統(tǒng)，其中所述多址裝置為空分(spacedivision)多址裝置。
21.如權(quán)利要求18所述的通信系統(tǒng)，其中所述多址裝置為頻分(frequencydivision)多址裝置。
22.如權(quán)利要求18所述的通信系統(tǒng)，其中所述多址裝置為時(shí)分(timedivision)多址裝置。
23.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中來(lái)自特定用戶發(fā)射機(jī)裝置的特定的用戶反向信道通訊廣播由所述收集器裝置中的特定收集器裝置接收，其中所述收集器裝置中的特定收集器每個(gè)均將對(duì)應(yīng)于所述用戶反向信道通訊的特定收集器反向信道通訊前向傳輸至所述集結(jié)器裝置，和其中所述集結(jié)器裝置包含集結(jié)器處理裝置，用于處理來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊作為所述用戶反向信道通訊的表示。
24.如權(quán)利要求23所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器處理裝置包含集結(jié)器數(shù)字信號(hào)處理器裝置，用于提供所述集結(jié)器反向信道通訊，其中所述集結(jié)器反向信道通訊的未編碼的誤碼率被增強(qiáng)至優(yōu)于在所述收集器裝置中特定收集器裝置接收到的所述用戶反向信道通訊的未編碼的誤碼率。
25.如權(quán)利要求23所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器處理裝置包含集結(jié)器數(shù)字信號(hào)處理器裝置，用于處理來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊作為所述用戶反向信道通訊的表示。
26.如權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器數(shù)字信號(hào)處理器裝置包含數(shù)字信號(hào)處理器；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的同步代碼，用于同步來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊；定位裝置，用于處理來(lái)自多個(gè)收集器裝置中的特定用戶的反向信道通訊，以確定所述特定用戶的位置。
27.如權(quán)利要求23所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器處理裝置包含選擇裝置，用于選擇來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊中的一個(gè)，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊集結(jié)器作為所述用戶反向信道通訊的表示。
28.如權(quán)利要求27所述的通信系統(tǒng)，其中所述選擇裝置包含數(shù)字信號(hào)處理器；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的同步代碼，用于同步來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器所執(zhí)行的測(cè)量代碼，用于測(cè)量來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以提供測(cè)量特性；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的選擇代碼，用于根據(jù)所述測(cè)量特性選擇來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊中的一個(gè)。
29.如權(quán)利要求23所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器處理裝置包含組合裝置，用于組合來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊作為所述用戶反向信道通訊的表示。
30.如權(quán)利要求29所述的通信系統(tǒng)，其中所述組合裝置包含數(shù)字信號(hào)處理器；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的同步代碼，用于同步來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器所執(zhí)行的測(cè)量代碼，用于測(cè)量來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以提供測(cè)量特性；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的組合代碼，用于組合來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊中的一個(gè)，以提供組合信號(hào)。
31.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶中特定的一用戶為移動(dòng)用戶，且從所述廣播站區(qū)域中的第一位置向所述廣播站區(qū)域中的第二位置移動(dòng)，所述用戶中所述特定的一用戶的所述發(fā)射機(jī)裝置廣播特定用戶反向信道通訊，和其中，在所述第一位置處，所述特定用戶反向信道通訊由所述收集器裝置中的特定收集器裝置的第一群接收，和其中所述收集器裝置中特定收集器裝置的所述第一群的每個(gè)收集器裝置向所述集結(jié)器裝置前向傳輸對(duì)應(yīng)于所述特定用戶反向信道通訊的第一特定收集器反向信道通信；在所述第二位置處，所述特定用戶反向信道通訊由所述收集器裝置中的特定收集器裝置的第二群接收，和其中所述收集器裝置中特定收集器裝置的第二群的每個(gè)收集器裝置向所述集結(jié)器裝置前向傳播對(duì)應(yīng)于所述特定用戶反向信道通訊的第二特定收集器反向信道通訊；所述集結(jié)器裝置接收所述第一及第二特定收集器反向信道通訊，且包含集結(jié)器處理裝置，用于處理所述第一及第二特定收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊作為所述用戶反向信道通訊的表示。
32.如權(quán)利要求31所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置中的所述一或多個(gè)收集器裝置由所述第一群及所述第二群所共用。
33.如權(quán)利要求31所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶中所述特定用戶的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置在用戶區(qū)域中廣播，所述區(qū)域大致小于所述廣播站區(qū)域，且當(dāng)所述特定用戶從所述第一位置向所述第二位置移動(dòng)時(shí)，所述用戶發(fā)射機(jī)裝置亦跟著移動(dòng)，和其中，在所述第一位置處，所述收集器裝置中特定收集器裝置的所述第一群定位于所述用戶區(qū)域內(nèi)，和其中在所述第二位置處，所述收集器裝置中特定收集器裝置的所述第二群定位于所述用戶區(qū)域內(nèi)。
34.如權(quán)利要求31所述的通信系統(tǒng)，其中可控制所述廣播站發(fā)射機(jī)，以改變所述廣播站前向信道每個(gè)的傳輸功率，從而每個(gè)廣播站前向信道的傳輸功率及廣播站范圍可個(gè)別控制，其中當(dāng)所述特定用戶在所述第一位置時(shí)，特定廣播站前向信道具有第一功率電平，以使得所述廣播站范圍延伸到所述第一位置處，和其中當(dāng)所述特定用戶在所述第二位置時(shí)，所述特定廣播站前向信道具有第二功率電平，以使得所述廣播站范圍延伸到所述第二位置處。
35.如權(quán)利要求31所述的通信系統(tǒng)，其中所述特定用戶的所述用戶發(fā)射機(jī)可加以控制，以改變所述特定用戶反向信道的傳輸功率，從而可控制所述特定用戶的用戶范圍，其中當(dāng)所述特定用戶位于所述第一位置時(shí)，所述特定用戶反向信道具有第一功率電平，以使所述用戶范圍延伸至所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第一群內(nèi)，和其中當(dāng)所述特定用戶位于所述第二位置時(shí)，所述特定用戶反向信道具有第二功率電平，以使所述用戶范圍延伸到所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第二群內(nèi)。
36.如權(quán)利要求31所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置為傳輸所述收集器反向信道通訊的發(fā)射機(jī)，其傳輸特性為隔離收集器反向信道通訊與用戶反向信道通訊。
37.一種采用多個(gè)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)前向信道通訊和多個(gè)向網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)反向信道通訊在網(wǎng)絡(luò)及地區(qū)之間進(jìn)行通信的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含區(qū)域管理器裝置包含廣播站裝置，用于在廣播站區(qū)域廣播所述多個(gè)前向信道通訊，所述廣播站裝置包含廣播站發(fā)射機(jī)，用于在多個(gè)廣播站前向信道上使用寬帶廣播站信號(hào)傳輸；集結(jié)器裝置，用于接收反向信道通訊且向網(wǎng)絡(luò)前向傳輸作為集結(jié)器反向信道通訊的接收到的反向信道通訊，以作為所述網(wǎng)絡(luò)反向信道通訊；多個(gè)用戶，所述用戶的每個(gè)均具有用戶接收機(jī)裝置，用于接收來(lái)自所述廣播站信號(hào)的前向信道，且包含用戶發(fā)射機(jī)裝置，用于在所述用戶反向信道中廣播用戶反向信道通訊，從而來(lái)自所述多個(gè)用戶的反向信道通訊位于多個(gè)用戶反向信道中，其可組合而形成寬帶組合信號(hào)；多個(gè)以空間間隔位置分布在所述廣播站區(qū)域上的收集器裝置，每個(gè)收集器裝置包含寬帶收集器接收機(jī)裝置，用于接收所述寬帶組合信號(hào)，所述寬帶組合信號(hào)包含來(lái)自所述用戶的用戶的反向信道通訊，并且每個(gè)收集器裝置包含收集器前向裝置，用于向所述集結(jié)器裝置前向傳輸用戶反向信道通訊以作為收集器反向信道通訊。
38.一種采用多個(gè)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)反向信道通訊和多個(gè)向網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)前向信道通訊在網(wǎng)絡(luò)和一或多個(gè)地區(qū)之間進(jìn)行通信的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含一或多個(gè)地區(qū)管理器裝置，所述地區(qū)的每個(gè)中的一個(gè)控制對(duì)應(yīng)地區(qū)內(nèi)的通信；對(duì)應(yīng)每個(gè)特定地區(qū)的多個(gè)區(qū)域管理器裝置，用于分別管理多個(gè)廣播站區(qū)域中的通信，每個(gè)區(qū)域管理器相應(yīng)于對(duì)應(yīng)的廣播站區(qū)域包含廣播站裝置，接收來(lái)自特定地區(qū)的地區(qū)管理器的網(wǎng)絡(luò)前向信道通訊，且具有廣播站發(fā)射機(jī)，用于使用寬帶廣播站信號(hào)廣播對(duì)應(yīng)的前向信道通訊，以在所述對(duì)應(yīng)的廣播站區(qū)域中形成多個(gè)廣播站前向信道；集結(jié)器裝置，接收所述對(duì)應(yīng)廣播站區(qū)域的對(duì)應(yīng)反向信道通訊，且將作為集結(jié)器反向信道通訊的接收到的對(duì)應(yīng)反向信道通訊前向傳輸至特定地區(qū)的地區(qū)管理器，以形成所述網(wǎng)絡(luò)反向信道通訊；相應(yīng)于每個(gè)廣播站區(qū)域的多個(gè)用戶，所述用戶的每個(gè)均包含用戶接收裝置，用于接收來(lái)自所述廣播站裝置的不同前向信道，且包含用戶發(fā)射機(jī)裝置，用于在不同的用戶反向信道中廣播用戶反向信道通訊；所述多個(gè)用戶提供組合成寬帶組合信號(hào)的多個(gè)不同的用戶反向信道；多個(gè)收集器陣列，所述廣播站區(qū)域的每個(gè)均包含一收集器陣列，所述收集器陣列的每個(gè)相應(yīng)于所述對(duì)應(yīng)廣播站區(qū)域均包括多個(gè)以空間間隔位置分布在所述對(duì)應(yīng)廣播站區(qū)域上的收集器裝置；所述收集器裝置的每個(gè)均包含寬帶收集器接收機(jī)裝置，用于采用來(lái)自所述多個(gè)用戶中的用戶的反向信道通訊接收所述寬帶組合信號(hào)；和所述收集器裝置的每個(gè)均包含收集器前向裝置，用于將來(lái)自所述多個(gè)用戶中的所述用戶的用戶反向信道通訊前向傳輸?shù)剿黾Y(jié)器裝置，以作為收集器反向信道通訊，從而所述收集器反向信道通訊為由所述集結(jié)器裝置接收的所述對(duì)應(yīng)反向信道通訊。
39.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中對(duì)于特定廣播站區(qū)域，所述用戶發(fā)射機(jī)裝置的用戶發(fā)射機(jī)裝置在用戶區(qū)域中廣播，所述用戶區(qū)域大致小于所述廣播站區(qū)域，和其中所述多個(gè)收集器裝置定位在所述用戶區(qū)域內(nèi)。
40.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述廣播站發(fā)射機(jī)可加以控制，以改變所述廣播站前向信道的每個(gè)的發(fā)射機(jī)功率，從而每個(gè)廣播站前向信道的傳輸功率及廣播站范圍可個(gè)別加以控制。
41.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中每個(gè)用戶的所述用戶發(fā)射機(jī)可加以控制，以改變所述用戶反向信道的傳輸功率，從而可控制每個(gè)用戶的用戶范圍，以達(dá)到多個(gè)所述收集器裝置。
42.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置的每個(gè)均包含測(cè)量裝置，用于測(cè)量所述廣播站信號(hào)的參數(shù)。
43.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置的每個(gè)均包含測(cè)量裝置，用于測(cè)量所述組合信號(hào)的參數(shù)，以提供用戶參數(shù)。
44.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置的每個(gè)均包含數(shù)字信號(hào)處理器，用于處理所述信號(hào)的參數(shù)。
45.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器前向裝置的每個(gè)均包含收集器發(fā)射機(jī)裝置，用于傳輸所述收集器反向信道通訊，其傳輸特性為隔離收集器反向信道通訊與用戶反向信道通訊。
46.如權(quán)利要求45所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含寬帶發(fā)射機(jī)及窄波束寬度高增益天線。
47.如權(quán)利要求45所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含水平極化的發(fā)射機(jī)天線，用于水平極化收集器反向信道通訊，其中所述多個(gè)用戶的每個(gè)的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置均包含垂直極化的發(fā)射機(jī)天線，用于垂直極化用戶反向信道通訊，以隔離用戶反向信道通訊與收集器反向信道通訊。
48.如權(quán)利要求45所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含寬帶發(fā)射機(jī)及水平極化的、窄波束帶寬、高增益發(fā)射機(jī)天線，用于水平極化收集器反向信道通訊，和其中所述多個(gè)用戶的每個(gè)的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置均包含垂直極化的用戶發(fā)射機(jī)天線，用于垂直極化反向信道通訊以隔離用戶反向信道通訊與收集器反向信道通訊。
49.如權(quán)利要求45所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶反向信道通訊在具有用戶反向信道通訊之間的隔離頻帶的用戶操作頻譜內(nèi)，并且所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含采用所述隔離頻帶中的收集器信號(hào)傳輸所述收集器反向信道通訊的發(fā)射機(jī)。
50.如權(quán)利要求45所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶反向信道通訊在用戶操作頻譜內(nèi)，并且所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含用于采用移至與所述用戶操作頻譜不同的收集器操作頻譜的收集器信號(hào)傳輸所述收集器反向信道通訊的發(fā)射機(jī)。
51.如權(quán)利要求50所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含模擬移頻器，用于將用戶操作頻譜移至所述收集器操作頻譜，并且包含模擬收集器發(fā)射機(jī)，用于傳輸在收集器操作頻譜中的收集器信號(hào)。
52.如權(quán)利要求50所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置包含數(shù)字移頻器，用于將用戶操作頻譜移至所述收集器操作頻譜，及包含數(shù)字收集器發(fā)射機(jī)，用于傳輸在收集器操作頻譜中的收集器信號(hào)。
53.如權(quán)利要求45所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置是擴(kuò)頻發(fā)射機(jī)，此發(fā)射機(jī)在發(fā)射機(jī)頻譜上傳輸，且所述多個(gè)用戶的每個(gè)的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置均具有用戶頻譜，其為所述發(fā)射機(jī)頻譜的一部分。
54.如權(quán)利要求45所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置為時(shí)分多址發(fā)射機(jī)，并且所述多個(gè)用戶的每個(gè)的所述用戶發(fā)射機(jī)均為時(shí)分多址發(fā)射機(jī)。
55.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述前向信道通訊及所述反向信道通訊使用多址裝置。
56.如權(quán)利要求55所述的通信系統(tǒng)，其中所述多址裝置為碼分(codedivision)多址裝置。
57.如權(quán)利要求55所述的通信系統(tǒng)，其中所述多址裝置為空分(spacedivision)多址裝置。
58.如權(quán)利要求55所述的通信系統(tǒng)，其中所述多址裝置為頻分(frequencydivision)多址裝置。
59.如權(quán)利要求55所述的通信系統(tǒng)，其中所述多址裝置為時(shí)分(timedivision)多址裝置。
60.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中來(lái)自特定用戶發(fā)射機(jī)裝置的用戶反向信道通訊廣播由所述收集器裝置中的特定收集器裝置接收，和其中所述收集器裝置中所述特定收集器均將對(duì)應(yīng)于所述用戶反向信道通訊的特定收集器反向信道通訊前向傳輸至所述集結(jié)器裝置，和其中所述集結(jié)器裝置包含集結(jié)器處理裝置，用于處理來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊，以作為所述用戶反向信道通訊的表示。
61.如權(quán)利要求60所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器處理裝置包含集結(jié)器數(shù)字信號(hào)處理器裝置，用于處理來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊，以作為所述用戶反向信道通訊的表示。
62.如權(quán)利要求61所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器數(shù)字信號(hào)處理器裝置包含數(shù)字信號(hào)處理器；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的同步代碼，用于同步來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊；定位裝置，用于處理來(lái)自多個(gè)收集器裝置的特定用戶的反向信道通訊，以確定所述特定用戶的位置。
63.如權(quán)利要求60所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器處理裝置包含選擇裝置，用于選擇來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊中的一個(gè)，以形成所述反向信道通訊集結(jié)器作為所述用戶反向信道通訊的表示。
64.如權(quán)利要求63所述的通信系統(tǒng)，其中所述選擇裝置包含數(shù)字信號(hào)處理器；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的同步代碼，用于同步來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的測(cè)量代碼，用于測(cè)量來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以提供測(cè)量特性；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的選擇代碼，用于根據(jù)所述測(cè)量特性選擇來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊中的一個(gè)。
65.如權(quán)利要求60所述的通信系統(tǒng)，其中所述集結(jié)器處理裝置包含組合裝置，用于組合來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊作為所述用戶反向信道通訊的表示。
66.如權(quán)利要求65所述的通信系統(tǒng)，其中所述組合裝置包含數(shù)字信號(hào)處理器；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的同步代碼，用于同步來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的測(cè)量代碼，用于測(cè)量來(lái)自所述收集器裝置中所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊，以提供測(cè)量特性；可由所述數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的組合代碼，用于組合來(lái)自所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述特定收集器反向信道通訊中的一個(gè)，以提供組合信號(hào)。
67.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶中的特定用戶為移動(dòng)用戶，且從所述廣播站區(qū)域中的第一位置向所述廣播站區(qū)域中的第二位置移動(dòng)，所述用戶中所述特定的一個(gè)的所述發(fā)射機(jī)裝置廣播特定用戶反向信道通訊，和其中，在所述第一位置處，所述特定用戶反向信道通訊由所述收集器裝置中的特定收集器裝置的第一群接收，其中所述收集器中特定收集器裝置的所述第一群的每個(gè)收集器裝置向所述集結(jié)器裝置前向傳輸對(duì)應(yīng)于所述特定用戶反向信道通訊的第一特定收集器反向信道通信；在所述第二位置處，所述特定用戶反向信道通訊由所述收集器裝置中的特定收集器裝置的第二群接收，和其中所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第二群內(nèi)的每個(gè)收集器裝置向所述集結(jié)器裝置前向傳輸對(duì)應(yīng)于所述特定用戶反向信道通訊的第二特定收集器反向信道通訊；所述集結(jié)器裝置接收所述第一及第二特定收集器反向信道通訊，且包含集結(jié)器處理裝置，用于處理所述第一及第二特定收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊作為所述用戶反向信道通訊的表示。
68.如權(quán)利要求67所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置中的所述一或多個(gè)收集器裝置由所述第一群及所述第二群所共用。
69.如權(quán)利要求67所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置中的所述特定收集器裝置的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置在用戶區(qū)域中廣播，所述用戶區(qū)域大致小于所述廣播站區(qū)域，并且當(dāng)所述特定用戶從所述第一位置向所述第二位置移動(dòng)時(shí)，所述用戶發(fā)射機(jī)裝置亦跟著移動(dòng)，和其中，在所述第一位置處，所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第一群定位在所述用戶區(qū)域內(nèi)，和其中在所述第二位置處，所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第二群定位于所述用戶區(qū)域內(nèi)。
70.如權(quán)利要求67所述的通信系統(tǒng)，其中可控制所述廣播站發(fā)射機(jī)，以改變所述廣播站前向信道的每個(gè)的傳輸功率，從而每個(gè)廣播站前向信道的傳輸功率及廣播站范圍可個(gè)別控制，其中當(dāng)所述特定用戶在所述第一位置時(shí)，特定廣播站前向信道具有第一功率電平，以使所述廣播站范圍延伸到所述第一位置處，和其中當(dāng)所述特定用戶在所述第二位置時(shí)，所述特定廣播站前向信道具有第二功率電平，以使所述廣播站范圍延伸到所述第二位置處。
71.如權(quán)利要求67所述的通信系統(tǒng)，其中所述特定用戶的所述用戶發(fā)射機(jī)可加以控制，以改變所述特定用戶的特定用戶的反向信道的傳輸功率，從而可控制所述特定用戶的用戶范圍，和其中當(dāng)所述特定用戶位于所述第一位置時(shí)，所述特定用戶反向信道具有第一功率電平，以使所述用戶范圍延伸至所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第一群內(nèi)，和其中當(dāng)所述特定用戶位于所述第二位置時(shí)，所述特定用戶反向信道具有第二功率電平，以使所述用戶范圍延伸到所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第二群內(nèi)。
72.如權(quán)利要求67所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器發(fā)射機(jī)裝置為傳輸所述收集器反向信道通訊的發(fā)射機(jī)，其傳輸特性為隔離收集器反向信道通訊與用戶反向信道通訊。
73.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述區(qū)域管理器裝置包含控制裝置，其在所述地區(qū)管理器的控制之下對(duì)特定用戶指定廣播站前向信道及用戶反向信道。
74.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含用于指定具有重用模式(pattern)的前向信道及反向信道。
75.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置儲(chǔ)存固定的重用模式，且所述區(qū)域管理器裝置包含控制裝置，所述控制裝置在所述地區(qū)管理器的控制之下依據(jù)所述固定的重用模式來(lái)向特定用戶指定廣播站前向信道及用戶反向信道。
76.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含動(dòng)態(tài)控制裝置，用于進(jìn)行動(dòng)態(tài)信道分配，和其中所述區(qū)域管理器裝置包含控制裝置，所述控制裝置在所述地區(qū)管理器的控制之下依據(jù)所述動(dòng)態(tài)信道分配來(lái)向特定用戶指定廣播站前向信道及用戶反向信道。
77.如權(quán)利要求76所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含歷史(history)數(shù)據(jù)庫(kù)，和其中所述動(dòng)態(tài)控制裝置以所述歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)為函數(shù)執(zhí)行所述動(dòng)態(tài)信道分配。
78.如權(quán)利要求77所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含定位裝置，以及用于采來(lái)自所述定位裝置的位置數(shù)據(jù)更新所述歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的裝置。
79.如權(quán)利要求76所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含移動(dòng)裝置，用于確定特定用戶的方向及速度，和其中所述動(dòng)態(tài)控制裝置以所述特定用戶的方向及速度為函數(shù)執(zhí)行所述動(dòng)態(tài)信道分配。
80.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中特定用戶為所述用戶中的一個(gè)，且從所述廣播站區(qū)域中的第一區(qū)域向所述廣播站區(qū)域中的第二區(qū)域移動(dòng)，和其中所述地區(qū)管理器包含控制裝置，其對(duì)所述第一區(qū)域的所述用戶中的所述特定的一個(gè)用戶指定第一廣播站前向信道及第一用戶反向信道，且對(duì)所述第二區(qū)域的所述用戶中的所述特定的一個(gè)用戶指定第二廣播站前向信道及第二用戶反向信道。
81.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶中特定的一個(gè)在移動(dòng)中，且從所述廣播站區(qū)域中的第一區(qū)域向所述廣播站區(qū)域中的第二區(qū)域移動(dòng)，和其中，所述多個(gè)收集器陣列包含對(duì)應(yīng)所述第一廣播站區(qū)域的第一收集器陣列，所述第一收集器陣列具有多個(gè)第一收集器裝置，用于提供來(lái)自所述特定用戶的所述用戶反向信道通訊的多個(gè)第一用戶信號(hào)；以及對(duì)應(yīng)所述第二廣播站區(qū)域的第二收集器陣列，所述第二收集器陣列具有多個(gè)第二收集器裝置，用于提供來(lái)自所述特定用戶的所述用戶反向信道通訊的多個(gè)第二用戶信號(hào)；所述多個(gè)區(qū)域管理器裝置包含所述第一廣播站區(qū)域的所述區(qū)域管理器裝置中的第一區(qū)域管理器裝置，包含所述集結(jié)器裝置中的第一集結(jié)器裝置，用于接收和處理所述多個(gè)第一用戶信號(hào)以形成第一集結(jié)信號(hào)；所述第二廣播站區(qū)域的所述區(qū)域管理器裝置中的第二區(qū)域管理器裝置，包含所述集結(jié)器裝置中的第二集結(jié)器裝置結(jié)構(gòu)，用于接收和處理所述多個(gè)第二用戶信號(hào)以形成第二集結(jié)信號(hào)；所述一或多個(gè)地區(qū)管理器裝置包含地區(qū)的所述地區(qū)管理器裝置中的第一地區(qū)管理器裝置，所述地區(qū)包含所述第一廣播站區(qū)域及所述第二廣播站區(qū)域，所述地區(qū)管理器裝置包含控制裝置，用于向所述第一廣播站區(qū)域中的所述特定用戶指定第一前向信道及第一反向信道，并用于向所述第二廣播站區(qū)域中的所述特定用戶指定第二前向信道及第二反向信道；接收所述第一及第二集結(jié)信號(hào)的裝置；一裝置，用于控制所述用戶以所述第一和第二集結(jié)信號(hào)為函數(shù)從所述第一前向信道及所述第一反向信道向所述第二前向信道及所述第二反向信道進(jìn)行越區(qū)切換(handoff)。
82.如權(quán)利要求81所述的通信系統(tǒng)，其中所述用于控制越區(qū)切換的裝置包含一裝置，用于檢測(cè)所述第一和第二集結(jié)信號(hào)的強(qiáng)度，并用于允許當(dāng)所述第二集結(jié)信號(hào)的強(qiáng)度大于所述第一集結(jié)信號(hào)的強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行所述越區(qū)切換。
83.如權(quán)利要求81所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含定位裝置，用于確定所述特定用戶的位置，并且所述用于控制越區(qū)切換的裝置包含一裝置，用于檢測(cè)所述第一及第二集結(jié)信號(hào)的強(qiáng)度，并用于確定何時(shí)以所述第一及第二集結(jié)信號(hào)強(qiáng)度和所述特定用戶的位置為函數(shù)進(jìn)行所述越區(qū)切換。
84.如權(quán)利要求81所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，用于儲(chǔ)存以位置為函數(shù)表示信號(hào)強(qiáng)度的位置數(shù)據(jù)，并且用于控制越區(qū)切換的裝置確定何時(shí)以所述特定用戶的位置及來(lái)自所述歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)為函數(shù)進(jìn)行所述越區(qū)切換。
85.如權(quán)利要求84所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含用于采用來(lái)自所述定位裝置的位置數(shù)據(jù)更新所述歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的裝置。
86.如權(quán)利要求81所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含移動(dòng)裝置，用于確定所述特定用戶的方向及速度，并確定何時(shí)以所述特定用戶的方向及速度為函數(shù)進(jìn)行所述越區(qū)切換。
87.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶中特定的一用戶在移動(dòng)之中，并且從所述廣播站區(qū)域中的第一廣播站區(qū)域向所述廣播站區(qū)域中一或多個(gè)其他廣播站區(qū)域中的所述廣播站區(qū)域中的第二廣播站區(qū)域移動(dòng)，和其中，所述多個(gè)收集器陣列包含對(duì)應(yīng)于所述第一廣播站區(qū)域的第一收集器陣列，所述第一廣播站區(qū)域具有多個(gè)第一收集器裝置，用于提供來(lái)自所述特定用戶的所述用戶反向信道通訊的多個(gè)第一用戶信號(hào)；以及對(duì)應(yīng)于所述一或多個(gè)其他廣播站區(qū)域的一或多個(gè)其他收集器陣列，所述其他廣播站區(qū)域均具有多個(gè)一或多個(gè)其他收集器裝置，用于提供來(lái)自所述特定用戶的所述用戶反向信道通訊的多個(gè)一或多個(gè)其他用戶信號(hào)；所述一或多個(gè)其他收集器陣列包含第二收集器陣列，所述第二收集器陣列對(duì)應(yīng)于所述第二廣播站區(qū)域，所述第二廣播站區(qū)域具有多個(gè)第二收集器裝置，用于提供來(lái)自所述特定用戶的所述用戶反向信道通訊的多個(gè)第二用戶信號(hào)；所述多個(gè)地區(qū)管理器裝置包含所述第一廣播站區(qū)域的所述區(qū)域管理器裝置中的第一區(qū)域管理器裝置，包含所述集結(jié)器裝置中的第一集結(jié)器裝置，用于接收和處理所述多個(gè)第一用戶信號(hào)，以形成第一集結(jié)信號(hào)；所述一或多個(gè)其他廣播站區(qū)域的所述區(qū)域管理器裝置中的一或多個(gè)其他區(qū)域管理器裝置，包含所述集結(jié)器裝置中的一或多個(gè)集結(jié)器裝置，用于接收且處理所述多個(gè)一或多個(gè)其他用戶信號(hào)，以形成一或多個(gè)其他集結(jié)信號(hào)；所述區(qū)域管理器裝置中的所述一或多個(gè)其他區(qū)域管理器裝置包含所述第二廣播站區(qū)域的所述區(qū)域管理器裝置中的第二區(qū)域管理器裝置，所述第二廣播站區(qū)域包含所述集結(jié)器裝置中的第二集結(jié)器裝置，用于接收和處理所述多個(gè)第二用戶信號(hào)，以形成第二集結(jié)信號(hào)；所述一或多個(gè)地區(qū)管理器裝置包含地區(qū)的所述地區(qū)管理器裝置中的第一地區(qū)管理器裝置，所述地區(qū)包含所述第一廣播站區(qū)域和一或多個(gè)其他廣播站區(qū)域，所述一或多個(gè)其它廣播站區(qū)域包含所述第二廣播站區(qū)域，所述地區(qū)管理器裝置包含控制裝置，用于向所述第一廣播站區(qū)域中的所述特定用戶指定第一前向信道及第一反向信道，并用于向所述第二廣播站區(qū)域中的所述特定用戶指定第二前向信道及第二反向信道；用于接收所述第一及包含所述第二集結(jié)信號(hào)的一或多個(gè)其他集結(jié)信號(hào)的裝置，一裝置，用于控制所述特定用戶以所述第一及包含所述第二集結(jié)信號(hào)的一或多個(gè)其他集結(jié)信號(hào)為函數(shù)從所述第一前向信道及所述第一反向信道向所述第二前向信道及第二反向信道進(jìn)行越區(qū)切換(handoff)。
88.如權(quán)利要求87所述的通信系統(tǒng)，其中所述控制越區(qū)切換的裝置包括一裝置，用于檢測(cè)所述第一及所述一或多個(gè)其他集結(jié)信號(hào)信號(hào)強(qiáng)度，并用于從所述一或多個(gè)其他集結(jié)信號(hào)中選擇所述第二集結(jié)信號(hào)，并當(dāng)所述第二集結(jié)信號(hào)的強(qiáng)度大于所述第一集結(jié)信號(hào)的強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行所述越區(qū)切換。
89.如權(quán)利要求87所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含定位裝置，用于確定所述特定用戶的位置，并且所述用于控制越區(qū)切換的裝置包含一裝置，用于檢測(cè)所述第一及所述一或多個(gè)其他集結(jié)信號(hào)的強(qiáng)度，并且從所述一或多個(gè)其他集結(jié)信號(hào)中選擇所述第二集結(jié)信號(hào)，并且確定何時(shí)以所述第一及第二集結(jié)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度和所述特定用戶的位置為函數(shù)進(jìn)行所述越區(qū)切換。
90.如權(quán)利要求87所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含定位裝置，用于確定所述特定用戶的位置，并且所述用于控制越區(qū)切換的裝置包含一裝置，用于向所述區(qū)域管理器裝置中的特定區(qū)域管理器裝置發(fā)出信號(hào)，以使得所述區(qū)域管理器裝置動(dòng)作，以根據(jù)所述用戶與所述特定區(qū)域管理器的接近程度來(lái)檢測(cè)來(lái)自所述特定用戶的反向信道通訊。
91.如權(quán)利要求90所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，用于儲(chǔ)存以位置為函數(shù)表示信號(hào)強(qiáng)度的位置數(shù)據(jù)，并且所述用于控制越區(qū)切換的裝置確定何時(shí)以所述特定用戶的位置及來(lái)自所述歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)為函數(shù)進(jìn)行所述越區(qū)切換。
92.如權(quán)利要求87所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含應(yīng)用來(lái)自所述定位裝置的位置數(shù)據(jù)更新所述歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的裝置。
93.如權(quán)利要求81所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含移動(dòng)裝置，用于確定所述特定用戶的方向及速度，并且確定何時(shí)以所述特定用戶的方向及速度為函數(shù)進(jìn)行所述越區(qū)切換。
94.如權(quán)利要求38所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶中的特定用戶在移動(dòng)中，并且從所述廣播站區(qū)域的一區(qū)域中的第一位置向所述廣播站區(qū)域的所述區(qū)域中的第二位置移動(dòng)，所述用戶中所述特定用戶的所述發(fā)射機(jī)裝置廣播特定用戶反向信道通訊，和其中，在所述第一位置處，由所述收集器裝置中的特定收集器裝置的第一群接收所述特定用戶反向信道通訊，和其中所述收集器裝置中的特定收集器裝置內(nèi)所述第一群的每個(gè)收集器裝置將對(duì)應(yīng)于所述特定用戶反向信道通訊的第一特定收集器反向信道通訊前向傳輸至所述集結(jié)器裝置中；在所述第二位置處，由所述收集器裝置中的特定收集器裝置的第二群接收所述特定用戶反向信道通訊，和其中所述收集器裝置中特定收集器裝置中所述第二群的每個(gè)收集器裝置將對(duì)應(yīng)于所述特定用戶反向信道通訊的第二特定收集器反向信道通訊前向傳輸至所述集結(jié)器裝置中；所述集結(jié)器裝置接收所述第一及第二特定收集器反向信道通訊，并且包含集結(jié)器處理裝置，用于處理所述第一及第二收集器反向信道通訊，以形成所述集結(jié)器反向信道通訊作為所述用戶反向信道通訊的表示。
95.如權(quán)利要求94所述的通信系統(tǒng)，其中所述一或多個(gè)收集器裝置由所述第一群及所述第二群所共用。
96.如權(quán)利要求94所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶中所述特定一用戶的所述用戶發(fā)射機(jī)裝置在用戶區(qū)域中廣播，所述用戶區(qū)域大致小于所述廣播站區(qū)域的所述一個(gè)區(qū)域，且當(dāng)所述特定用戶從所述第一位置向所述第二位置移動(dòng)時(shí)，所述用戶發(fā)射機(jī)裝置也跟著移動(dòng)，和其中在所述第一位置處，所述收集器裝置中特定收集器裝置的所述第一群定位在所述用戶區(qū)域內(nèi)，和其中在所述第二位置處，所述收集器裝置中特定收集器裝置的第二群定位在所述用戶區(qū)域內(nèi)。
97.如權(quán)利要求94所述的通信系統(tǒng)，其中可控制所述廣播站發(fā)射機(jī)，以改變所述廣播站前向信道的每個(gè)的傳輸功率，從而每個(gè)廣播站前向信道的傳輸功率及廣播站范圍可個(gè)別控制，其中當(dāng)所述特定用戶在所述第一位置時(shí)，特定廣播站前向信道具有第一功率電平，以使所述廣播站范圍延伸到所述第一位置處，和其中當(dāng)所述特定用戶在所述第二位置時(shí)，所述特定廣播站前向信道具有第二功率電平，以使所述廣播站范圍延伸到所述第二位置處。
98.如權(quán)利要求94所述的通信系統(tǒng)，其中所述特定用戶的所述用戶發(fā)射機(jī)可加以控制，以改變所述特定用戶的特定用戶反向信道的傳輸功率，從而可控制所述特定用戶的用戶范圍，和其中當(dāng)所述特定用戶位于所述第一位置時(shí)，所述特定用戶反向信道具有第一功率電平，以使所述用戶范圍延伸至所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第一群內(nèi)，和其中當(dāng)所述特定用戶位于所述第二位置時(shí)，所述特定用戶反向信道具有第二功率電平，以使所述用戶范圍延伸到所述收集器裝置中的特定收集器裝置的所述第二群處。
99.如權(quán)利要求94所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器前向裝置為傳輸所述收集器反向信道通訊的發(fā)射機(jī)，其傳輸特性為隔離收集器反向信道通訊及用戶反向信道通訊。
100.一種采用多個(gè)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)前向信道通訊及多個(gè)向網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)反向信道通訊在網(wǎng)絡(luò)和地區(qū)之間進(jìn)行通信的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含用于在所述地區(qū)內(nèi)控制通信的地區(qū)管理器裝置；多個(gè)區(qū)域管理器裝置，用于分別管理多個(gè)廣播站區(qū)域中的通信，相應(yīng)于對(duì)應(yīng)的廣播站區(qū)域，每個(gè)區(qū)域管理器裝置包含廣播站裝置，接收來(lái)自所述地區(qū)管理器的網(wǎng)絡(luò)前向信道通訊，并且具有廣播站發(fā)射機(jī)，用于使用寬帶廣播站信號(hào)廣播對(duì)應(yīng)的前向信道通訊，以在所述對(duì)應(yīng)的廣播站區(qū)域形成多個(gè)廣播站前向信道；集結(jié)器裝置，用于向所述對(duì)應(yīng)的廣播站區(qū)域接收對(duì)應(yīng)前向信道通訊，并且將作為反向信道通訊的接收到的對(duì)應(yīng)的反向信道通訊前向傳輸至地區(qū)管理器，以形成所述網(wǎng)絡(luò)反向信道通訊；每個(gè)廣播站區(qū)域的多個(gè)用戶，其中所述用戶中的特定用戶在移動(dòng)中，并且從所述廣播站區(qū)域中的一個(gè)廣播站區(qū)域向所述廣播站區(qū)域中的另一個(gè)廣播站區(qū)域移動(dòng)；所述用戶的每個(gè)均具有用戶接收機(jī)裝置，用于接收來(lái)自所述廣播站裝置的不同的前向信道，并且包含用戶發(fā)射機(jī)裝置，用于在不同的用戶反向信道中廣播用戶反向信道通訊；所述多個(gè)用戶提供多個(gè)不同的用戶反向信道，其組合成寬帶組合信號(hào)；多個(gè)收集器陣列，其一個(gè)對(duì)應(yīng)所述廣播站區(qū)域的每個(gè)，對(duì)所述相應(yīng)的廣播站區(qū)域，所述收集器陣列的每個(gè)均包括多個(gè)以空間間隔位置分布在所述對(duì)應(yīng)廣播站區(qū)域上的收集器裝置；所述收集器裝置的每個(gè)均包含寬帶收集器接收機(jī)裝置，用于采用來(lái)自所述多個(gè)用戶中的所述用戶的反向信道通訊接收所述寬帶組合信號(hào)；以及所述收集器裝置的每個(gè)均包含收集器前向裝置，用于將來(lái)自所述多個(gè)用戶中的所述用戶的所述用戶前向信道通訊前向傳輸至所述集結(jié)器裝置，以作為收集器反向信道通訊，此時(shí)所述收集器反向信道通訊為由所述集結(jié)器裝置接收的所述對(duì)應(yīng)反向信道通訊。
101.如權(quán)利要求100所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置以非均勻間隔定位。
102.如權(quán)利要求100所述的通信系統(tǒng)，其中所述收集器裝置定位在不同高度處。
103.如權(quán)利要求100所述的通信系統(tǒng)，其中所述廣播站區(qū)域中特定的一廣播站區(qū)域中的所述用戶在第一區(qū)域中的定位密度較高，而在第二區(qū)域中的定位密度較低，和其中多個(gè)所述收集器裝置定位在所述第一區(qū)域內(nèi)，其數(shù)目多于定位在所述第二區(qū)域者的所述收集器裝置。
104.如權(quán)利要求100所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含用于動(dòng)態(tài)指定前向信道及反向信道的裝置。
105.如權(quán)利要求100所述的通信系統(tǒng)，其中所述地區(qū)管理器裝置包含用于指定具有重用模式的前向信道及反向信道的裝置。
106.一種具有多個(gè)前向信道通訊及多個(gè)對(duì)應(yīng)反向信道通訊的通信系統(tǒng)，包含對(duì)于區(qū)域管理器裝置，其使用寬帶廣播站信號(hào)采用具有廣播站發(fā)射機(jī)的廣播站裝置來(lái)廣播所述多個(gè)前向信道通訊，以在廣播站區(qū)域中形成多個(gè)廣播站前向信道；采用集結(jié)器裝置接收所述多個(gè)對(duì)應(yīng)的反向信道通訊；在所述廣播站區(qū)域中的多個(gè)用戶，對(duì)于所述用戶的每個(gè)，采用用戶接收機(jī)裝置接收來(lái)自所述廣播站裝置的不同的前向信道；以及采用用戶發(fā)射機(jī)裝置，在不同的用戶反向信道中廣播用戶反向信道通訊；所述用于多個(gè)用戶的廣播提供多個(gè)不同的用戶反向信道，其組合成寬帶結(jié)合信號(hào)；對(duì)于多個(gè)以空間間隔位置分布在所述廣播站區(qū)域上的多個(gè)收集器裝置中的每個(gè)收集器裝置，采用寬帶收集器接收機(jī)裝置，使用來(lái)自所述多個(gè)用戶中的用戶的反向信道通訊來(lái)接收所述寬帶組合信號(hào)，采用收集器前向裝置，將來(lái)自所述多個(gè)用戶的所述用戶的所述用戶反向信道通前向傳輸至所述集結(jié)器裝置，以作為收集器反向信道通訊，從而所述收集器反向信道通訊為由所述集結(jié)器裝置接收的對(duì)應(yīng)的反向信道通訊。
107.如權(quán)利要求106所述的通信系統(tǒng)，其中所述用戶發(fā)射機(jī)裝置中的發(fā)射機(jī)裝置在用戶區(qū)域中廣播，所述用戶區(qū)域大致小于所述廣播站區(qū)域，和其中多個(gè)所述收集器裝置定位于所述用戶區(qū)域內(nèi)。
108.如權(quán)利要求106所述的通信系統(tǒng)，還包含改變所述廣播站前向信道的每個(gè)的傳輸功率，從而每個(gè)廣播站前向信道的傳輸功率及廣播站范圍可個(gè)別控制。
109.如權(quán)利要求106所述的通信系統(tǒng)，還包含改變所述用戶反向信道的傳輸功率，從而可對(duì)每個(gè)用戶的用戶范圍加以控制，以達(dá)到多個(gè)所述收集器裝置。
110.如權(quán)利要求106所述的通信系統(tǒng)，還包含在所述收集器裝置的每個(gè)中測(cè)量所述廣播站信號(hào)的參數(shù)。
111.如權(quán)利要求106所述的通信系統(tǒng)，還包含在所述收集器裝置的每個(gè)中測(cè)量所述組合信號(hào)的參數(shù)，以提供用戶參數(shù)。
全文摘要
一種小區(qū)通信系統(tǒng),其包含至用戶的前向信道通訊及對(duì)應(yīng)的來(lái)自移動(dòng)用戶的反向信道通訊。該用戶從一區(qū)域經(jīng)由一或多個(gè)區(qū)域向另一區(qū)域移動(dòng)。該前向信道通訊直接向廣播站區(qū)域中的用戶廣播。來(lái)自該用戶的前向信道通訊不直接返回。而是首先在排列于廣播站區(qū)域的位置處搜集。搜集之后,前向信道通訊向前傳輸而完成該全雙工通信。前向信道通訊為單點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸,而反向信道通訊為多點(diǎn)到單點(diǎn)傳輸。通信系統(tǒng)分別處理作為直接廣播的單點(diǎn)到多點(diǎn)前向路徑,和使用多個(gè)搜集點(diǎn)的多點(diǎn)到單點(diǎn)的反向路徑。因?yàn)榉謩e配置前向及反向路徑,所以本發(fā)明可使得前向及反向路徑達(dá)到最優(yōu)化。
文檔編號(hào)H04B7/02GK1203725SQ96198792
公開日1998年12月30日 申請(qǐng)日期1996年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月18日
發(fā)明者戴維·A·霍華德, 布魯斯·D·史密斯, 卡倫·E·科特斯, 約翰·A·瓦斯坦諾 申請(qǐng)人:蜂窩電信有限公司