專利名稱：用于抖動的信標(biāo)發(fā)射的無線通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，更具體地，涉及未協(xié)調(diào)的專用無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在過去幾十年中，用于無繩和移動電話的蜂窩無線通信的商業(yè)應(yīng)用已顯示了巨大的增長。典型地，這些廣域蜂窩網(wǎng)可被分為兩部分即包括無線基站的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的固定部分，和包括可接入網(wǎng)絡(luò)的移動終端的移動或便攜部分，例如無線電話。每個基站在控制信道上發(fā)送控制信息，移動終端可利用它來接入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的每個無線基站覆蓋一個有限的區(qū)域，被稱為蜂窩小區(qū)。網(wǎng)絡(luò)中的不同基站通過基站控制器(BSC)來協(xié)調(diào)。頻率復(fù)用模式(固定的或自適應(yīng)的)被應(yīng)用來避免傳輸時受不同基站的干擾。這些蜂窩系統(tǒng)的例子包括AMPS、D-AMPS、和GSM。
在專用宏小區(qū)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)部分不同于等價的廣域蜂窩網(wǎng)。專用系統(tǒng)通常必須便宜得多(因為系統(tǒng)花費(fèi)是在較少用戶之間共同負(fù)擔(dān)的)。另外，專用系統(tǒng)典型地覆蓋室內(nèi)環(huán)境，它比起室外環(huán)境更難預(yù)計(例如，墻、門的打開以及關(guān)閉、起著波導(dǎo)的作用的走廊等)。所以，通常，室內(nèi)系統(tǒng)中的無線基站以更自主的方式運(yùn)行，以便決定哪些信道用于業(yè)務(wù)和控制(或信標(biāo))信息。
在商業(yè)的或辦公室無繩電話系統(tǒng)中，例如DECT系統(tǒng)中，在單獨(dú)的室內(nèi)網(wǎng)的基站之間仍舊可以有一定程度的交互性。雖然在商業(yè)系統(tǒng)(如DECT)中的無線基站是盡可能地自主的，但它們在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)仍要在時間上松散地同步，以便允許從一個基站越區(qū)切換到另一個基站。網(wǎng)絡(luò)功能是在基站控制器中執(zhí)行的。為了越區(qū)切換的目的，重要的是來自不同基站的信標(biāo)要在有限時間窗口內(nèi)到達(dá)移動終端，以便在通信的空閑幀期間被掃描。在專用的住宅系統(tǒng)中，例如無繩電話系統(tǒng)中，無繩電話的無線基站僅僅形成一個被連接到PSTN的單獨(dú)的專用網(wǎng)，典型地不與其它的私人住宅基站(如鄰居的基站)進(jìn)行通信或同步。在室內(nèi)無線電系統(tǒng)中，無線基站本身尋找用于運(yùn)行的信道。這些信道優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)不和其它的靠近的無線基站相干擾。所以，無線基站在其開始發(fā)射以前尋找最低干擾量的信道(最安靜的信道)。可以進(jìn)行周期性的測量來確?；颈３衷谧钚「蓴_的信道上。
傳統(tǒng)的模擬無線電話系統(tǒng)通常采用被稱為頻分多址(FDMA)的系統(tǒng)來產(chǎn)生通信信道。事實(shí)上，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，無線電話通信信號(是被調(diào)制的波形)典型地是在載頻頻譜中的預(yù)定頻帶上被傳送的。這些分立的頻帶被用作為蜂窩無線電話(移動終端)通過服務(wù)于小區(qū)的基站或衛(wèi)星而與小區(qū)進(jìn)行通信的信道。在美國，例如，聯(lián)邦政府已把一段UHF頻譜分配給蜂窩通信，這段UHF頻譜又被劃分為成對的窄頻帶，稱為EIA-553或IS-19B的系統(tǒng)。信道成對是由于頻率雙工安排所要求的，其中在每對信道中發(fā)射和接收頻率相差45MHz。在美國，現(xiàn)在有832個30kHz寬的射頻信道分配給蜂窩移動通信。
當(dāng)用戶數(shù)目增加時，可供使用的頻帶數(shù)目上的限制提出了幾種挑戰(zhàn)。蜂窩無線電話系統(tǒng)中增加用戶數(shù)目需要更有效地利用有限的可利用的頻譜，以便在保持通信質(zhì)量的同時能提供更多的總的信道。這個挑戰(zhàn)因為用戶不一定均勻地分布在系統(tǒng)的小區(qū)中間而被加強(qiáng)了。在任何給定的時間，對于特定的小區(qū)可能需要更多的信道來處理潛在地更高的本地用戶密度。例如，在城市地區(qū)的小區(qū)在任何一個時間可以想象地要包含成百上千的用戶，這很容易耗盡小區(qū)內(nèi)可提供的頻帶數(shù)。
為此，傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)采用頻率復(fù)用來增加每個小區(qū)內(nèi)的潛在的信道容量，以及增加頻譜效率。頻率復(fù)用涉及分配頻帶給每個小區(qū)，采用相同頻率的小區(qū)在地理上是分開的，以便允許在不同小區(qū)內(nèi)的無線電話同時使用相同的頻率而不會互相干擾。通過這種做法，好幾千用戶可以由只有幾百個頻帶的系統(tǒng)提供服務(wù)。
可以進(jìn)一步提高信道容量和頻譜效率的另一種技術(shù)是時分多址(TDMA)。TDMA系統(tǒng)可以通過把在傳統(tǒng)的FDMA系統(tǒng)中采用的頻帶劃分為順序的時隙來實(shí)現(xiàn)。雖然在各個頻帶上的通信典型地發(fā)生在包括多個時隙的共同的TDMA幀上，但是，在每個頻帶上的通信可以按照獨(dú)特的TDMA幀發(fā)生，其時隙是該頻帶獨(dú)有的。采用TDMA的系統(tǒng)的例子是在美國采用的雙模擬/數(shù)字IS-54B標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA-553的每個原先的頻帶被劃分為3個時隙，以及另外的例子是歐洲GSM標(biāo)準(zhǔn)，它把每個頻帶劃分為8個時隙。在這些TDMA系統(tǒng)中，每個用戶通過使用分配給用戶的在時隙期間發(fā)射的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)突發(fā)來和基站通信。
TDMA系統(tǒng)中的信道典型地包括一個或多個頻帶上的一個或多個時隙。如上所討論的，業(yè)務(wù)信道被用來在用戶之間，例如在無線電話與地面線路的電話之間，進(jìn)行話音、數(shù)據(jù)或其它信息的通信。在這種情況下，每個業(yè)務(wù)信道形成由系統(tǒng)建立的從一個用戶到另一個用戶的雙工通信鏈路的一個方向。業(yè)務(wù)信道典型地是在需要的時候和需要的地方由系統(tǒng)動態(tài)地分配的。另外，諸如歐洲GSM系統(tǒng)那樣的一些系統(tǒng)使業(yè)務(wù)信道“跳頻”，即隨機(jī)地切換用于發(fā)送該特定的業(yè)務(wù)信道的頻帶。跳頻可以減小在信道之間出現(xiàn)干擾事件的概率，它使用干擾源的散布性以及進(jìn)行平均來提高總的通信質(zhì)量。
在小區(qū)內(nèi)發(fā)送的專用控制信道中所包括的是正向控制信道，它們被用來在無線電話系統(tǒng)的小區(qū)中給可能尋求接入系統(tǒng)的無線電話廣播控制信息。在正向控制信道上廣播的控制信息可以包括諸如小區(qū)的識別號、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的識別號、系統(tǒng)定時信息、和為從無線電話接入無線電話系統(tǒng)所需要的其它信息等。
正向控制信道，例如GSM標(biāo)準(zhǔn)的廣播控制信道(BCCH)，典型地在每個小區(qū)中以專用頻帶發(fā)送。尋求接入到系統(tǒng)的無線電話通常在等待模式下“偵聽”控制信道，并且在它捕獲到基站的或衛(wèi)星的控制信道之前，它沒有和基站或衛(wèi)星同步。為了防止在相鄰小區(qū)中的控制信道之間有過分的干擾，通常采用頻率復(fù)用，不同的專用頻帶被用于相鄰小區(qū)中的控制信道，按照頻率復(fù)用模式，以確保共信道小區(qū)之間有最小的分離間隔。跳頻雖然可以更密集地重復(fù)使用控制信道頻帶，但一般不被采用，因為非同步的無線電話通常會由于缺乏對于所采用的跳頻順序的參照點(diǎn)而很難獲取跳頻的控制信道。而且，對于專用的未協(xié)調(diào)的無線通信系統(tǒng)，頻率復(fù)用模式不能使用，因為每個系統(tǒng)獨(dú)立于其它可能會產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)而運(yùn)行。
通常，在無線通信控制通信中，規(guī)定了用于前向控制信道的下行鏈路(從基站到便攜臺)和上行鏈路(從便攜臺到基站)。無線基站用其上行鏈路接收機(jī)監(jiān)聽便攜臺的上行鏈路信息。為了監(jiān)聽其它基站發(fā)送的下行鏈路信息，基站典型地也需要下行鏈路接收機(jī)。上行鏈路和下行鏈路可通過不同頻率(所謂的頻分雙工(FDD))、或者通過不同的時隙(所謂的時分雙工(TDD))而被區(qū)分開。蜂窩系統(tǒng)典型地使用如上所述的FDD作為下行鏈路控制信道。為了測量其它基站，下行鏈路接收機(jī)可被建造在基站中，這會增加成本。通過TDD方案，下行鏈路可以只位于另一個時隙中，這樣下行鏈路和上行鏈路的接收可通過同一個接收機(jī)結(jié)構(gòu)來完成。例如，DECT就使用TDD方案。
在某些應(yīng)用中，喜歡使用FDD更甚于TDD，是有多種原因的。當(dāng)各基站沒有在時間上同步時，TDD方案通常導(dǎo)致在上行鏈路與下行鏈路之間的相互干擾。另外，因為無線基站優(yōu)選地位于相對較高的地方，以便達(dá)到便攜臺的視線范圍內(nèi)，所以來自基站(對便攜臺和其它基站)的干擾可能是主要的。在FDD，上行鏈路和下行鏈路在頻率上是完全分開的，通常不會相互干擾。
另外，如果專用系統(tǒng)被認(rèn)為是基于蜂窩空中接口標(biāo)準(zhǔn)(如GSM，或D-AMPS)的，則為了兼容的原因，可以采用FDD。所以，在采用FDD以區(qū)分上行鏈路和下行鏈路的專用無線通信系統(tǒng)中，典型地由基站確定運(yùn)行在哪個信道上，而不用知道來自其它的附近的無線基站的發(fā)射情況。
這個問題具體地涉及到為了和便攜臺相接觸而周期地發(fā)射的基站的控制或信標(biāo)信道。對于業(yè)務(wù)信道，系統(tǒng)可能會使用在便攜臺中的下行鏈路接收機(jī)，以便在本地得知有關(guān)干擾的情況。在便攜臺處進(jìn)行的下行鏈路測量然后可傳送到無線基站，它然后可選擇最佳的(雙工)業(yè)務(wù)信道。對于信標(biāo)信道，這種方法通常不被采用，因為當(dāng)沒有業(yè)務(wù)時是否有便攜臺的存在是無法證實(shí)的。
在未協(xié)調(diào)的專用無線通信系統(tǒng)中，如果在射頻信標(biāo)干擾出現(xiàn)時移動終端和基站甚至?xí)荒芙⑼ㄐ沤尤?。這樣的干擾可以出現(xiàn)在未協(xié)調(diào)的專用無線通信系統(tǒng)的射頻信標(biāo)傳輸之間，這些專用無線通信系統(tǒng)位于干擾距離內(nèi)并且以重疊的時間與頻率發(fā)射射頻信標(biāo)。尤其是，由于射頻信標(biāo)發(fā)射是以固定的時間間隔發(fā)射的，所以它們可以在相當(dāng)長的時間間隔內(nèi)相互干擾，嚴(yán)重地阻止了移動終端接入到未協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。
發(fā)明概要所以，本發(fā)明的一個目的是解決專用無線通信系統(tǒng)中的信標(biāo)信道干擾的問題，這些專用無線通信系統(tǒng)是相互未協(xié)調(diào)的，且不能互相聽到，但又共用相同的頻譜。為了解決來自不同的未協(xié)調(diào)的和不同步的專用無線通信基站的信標(biāo)信號之間的干擾問題，本發(fā)明提供了應(yīng)用短的射頻信標(biāo)突發(fā)的基站，該信標(biāo)突發(fā)的位置在時間上以偽隨機(jī)方式抖動。在射頻信標(biāo)之間可能出現(xiàn)沖突，但是考慮到較長的時間窗口時多半不會使所有射頻信標(biāo)都受影響，因為來自不同基站的射頻信標(biāo)獨(dú)立地抖動。更具體地，將不大可能發(fā)生足以丟失同步的多個接連的沖突。然而，因為對于給定基站的抖動是以偽隨機(jī)方式進(jìn)行的，移動臺可預(yù)測來自己識別的基站的下一個信標(biāo)將在何時到達(dá)，所以減小了由于信標(biāo)抖動而失去同基站同步的風(fēng)險。
在本發(fā)明的信標(biāo)發(fā)射的一個方面，在同一個無線基站中相鄰的射頻信標(biāo)突發(fā)之間的時間間隔圍繞平均值以偽隨機(jī)方式抖動。在另一個實(shí)施例中，在同一個無線基站的相鄰的射頻信標(biāo)突發(fā)之間的幀號是常數(shù)；只是在幀內(nèi)出現(xiàn)射頻信標(biāo)的該時間(時隙)位置以偽隨機(jī)方式變動。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，提供了專用無線電話基站，它包括射頻發(fā)射裝置，用于發(fā)射射頻信標(biāo)突發(fā)，以便與移動終端建立無線通信接入?；景ㄐ艠?biāo)發(fā)射控制裝置，用于控制以抖動的時間間隔周期地發(fā)射射頻信標(biāo)，以避免與來自其它未協(xié)調(diào)的專用基站的信標(biāo)發(fā)射發(fā)生重復(fù)的沖突。抖動發(fā)生器為每個信標(biāo)發(fā)射產(chǎn)生一個當(dāng)前的信標(biāo)抖動值，它的幅度受限于最大信標(biāo)抖動值，并且它是由一個其平均輸出值為零的預(yù)定函數(shù)產(chǎn)生的。一個信標(biāo)發(fā)射發(fā)起裝置在一個確定的時間間隔以后發(fā)起信標(biāo)發(fā)射，該時間間隔是當(dāng)前信標(biāo)抖動值的函數(shù)。
在本發(fā)明的另一個方面，提供了一個移動終端，它包括用于接收來自未協(xié)調(diào)的專用無線電話基站的射頻信標(biāo)發(fā)射的接收機(jī)。移動終端包括一個用于從接收的射頻信標(biāo)推導(dǎo)出發(fā)射基站的識別值的信標(biāo)讀出裝置。移動終端還包括用于根據(jù)識別值來確定預(yù)定的抖動產(chǎn)生函數(shù)的確定裝置和用于根據(jù)預(yù)定的抖動產(chǎn)生函數(shù)把移動終端同步到抖動的射頻信標(biāo)發(fā)射的時間間隔的同步裝置。例如，基站識別值可以是抖動產(chǎn)生函數(shù)中的一個參量，它允許移動終端預(yù)測隨后的各個抖動值。
還提供了用于抖動信標(biāo)的發(fā)射的方法。射頻信標(biāo)由基站發(fā)射，該信標(biāo)包括相關(guān)的識別值和狀態(tài)信息?；救缓笤诎l(fā)起發(fā)射下一個后繼的射頻信標(biāo)之前等待一個確定的時間。這個時間是通過計算當(dāng)前的信標(biāo)抖動值和等待一個時間而被決定的，該等待時間是抖動值以及在射頻信標(biāo)各次發(fā)射之間所希望的平均時間的函數(shù)。于是發(fā)起發(fā)射和等待的這種循環(huán)的過程然后將在每次后繼的射頻信標(biāo)發(fā)射時重復(fù)進(jìn)行。移動終端接收所發(fā)射的信標(biāo)。移動臺從接收的射頻信標(biāo)導(dǎo)出狀態(tài)信息，并確定基站向移動終端提供通信的可能性。移動終端還得出基站識別值，并根據(jù)與所識別的基站有關(guān)的預(yù)定的抖動產(chǎn)生函數(shù)來和基站信標(biāo)定時同步。
因此，本發(fā)明的抖動的射頻信標(biāo)發(fā)射通過信標(biāo)發(fā)射時間的抖動來減小發(fā)生重復(fù)沖突的潛在因素，從而解決了在未協(xié)調(diào)的專用無線通信系統(tǒng)之間的信標(biāo)沖突的問題。本發(fā)明也提供了偽隨機(jī)信標(biāo)抖動模式，它與在射頻信標(biāo)中發(fā)射給移動終端的基站識別值相關(guān)聯(lián)。移動臺導(dǎo)出識別值，以后就能確定所識別的基站的信標(biāo)抖動模式，以便即使出現(xiàn)多個順序信標(biāo)沖突時仍保持同步。
附圖簡述

圖1概略地顯示了三個專用無線通信系統(tǒng)，它們是未經(jīng)協(xié)調(diào)的，并具有重疊的發(fā)射范圍；圖2以圖形顯示在未協(xié)調(diào)的專用無線通信系統(tǒng)之間的射頻信標(biāo)突發(fā)沖突；圖3以圖形顯示射頻信標(biāo)突發(fā)的經(jīng)過抖動的發(fā)射，以便防止射頻信標(biāo)突發(fā)的重復(fù)沖突；圖3a概略地顯示模塊式移位寄存發(fā)生器，它可用于按照本發(fā)明產(chǎn)生信標(biāo)抖動函數(shù)；圖4是按照本發(fā)明的無線個人通信基站的示意性方框圖；圖5以圖形顯示按照本發(fā)明的信標(biāo)抖動的一個實(shí)施例；圖6以圖形顯示按照本發(fā)明的信標(biāo)抖動的另一個實(shí)施例；圖7以圖形顯示在多幀TDMA無線通信環(huán)境下按照本發(fā)明的信標(biāo)抖動；圖8是按照本發(fā)明的移動終端的示意性方框圖；圖9是說明按照本發(fā)明的專用無線通信基站的運(yùn)行流程圖；圖10是說明按照本發(fā)明的移動終端的運(yùn)行流程圖。
所示實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，圖上顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來體現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被看作為限制在這里所述的實(shí)施例中；這些實(shí)施例是被提供來以使這種揭示成為透徹的和完整的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
現(xiàn)在參照圖1，它示意地說明本發(fā)明的工作環(huán)境。圖1顯示了基站10A,10B,10C，它們是未經(jīng)協(xié)調(diào)的和不同步的無線基站，它們由于上行鏈路與下行鏈路之間的非兼容性而不可能互相聽見。如圖1所示，基站10A,10B,10C是位于私人家中的住宅專用無線個人通信系統(tǒng)。這樣的無線個人通信系統(tǒng)的一個例子被描述于美國專利NO.5,428,668中，該專利在此以整體形式引用，以供參考。每個基站10A,10B,10C只被連接到PSTN，并典型地互相之間沒有直接通信。每個基站的發(fā)射范圍由虛線圓顯示出，且如圖所示，它們是重疊的。因此，在基站10A,10B,10C之間可能發(fā)生干擾。
每個基站10A,10B,10C周期地發(fā)射短的射頻信標(biāo)突發(fā)，它們可包含狀態(tài)信息和基站10A,10B,10C的相關(guān)識別值。移動終端14，如果是處在基站10A,10B,10C的傳輸范圍12A,12B,12C內(nèi)，則可以接收射頻信標(biāo)，并確定它是否應(yīng)當(dāng)和基站10A,10B,10C接觸。
現(xiàn)在參照圖2，這里將描述由于在未協(xié)調(diào)的基站10A、10B、10C的各信標(biāo)之間的沖突所造成的干擾而引起的在信標(biāo)基站通信中的問題。在16、18和20處顯示的是分別對于基站A 10A，基站B 10B，和基站C 10C的無線信標(biāo)發(fā)射。每個基站10A,10B,10C周期地發(fā)射射頻信標(biāo)突發(fā)。所以，如圖2所示，在時間上，每個射頻信標(biāo)信號由間隔為固定周期“T”的信標(biāo)突發(fā)的無限長系列組成。由于射頻信標(biāo)突發(fā)是不同步的，它們可能如所顯示的那樣，基站A的發(fā)射16和基站C的發(fā)射20在時間22、24、26、28處隨機(jī)地對準(zhǔn)和沖突。由于時間間隔T是固定的，一旦在時間間隔22出現(xiàn)沖突，則隨后的信標(biāo)24、26、28通常也將沖突?；続 10A和基站C 10的時鐘系統(tǒng)中的漂移可能使信標(biāo)不再互相沖突。然而，當(dāng)時鐘漂移很小時，基站A 10A和基站C 10C會在很長時間內(nèi)具有沖突的信標(biāo)。
本發(fā)明故意使信標(biāo)射頻發(fā)射產(chǎn)生抖動解決了這個問題，如圖3上用圖形所顯示的。圖3顯示了在30、32、和34處分別為基站A 10A、基站B 10B、基站C 10C的射頻信標(biāo)突發(fā)發(fā)射的圖形代表。如圖3所示，在對于每個無線基站10A、10B、10C的相繼的射頻信標(biāo)突發(fā)之間的時間間隔在預(yù)定的平均時間間隔的窗口內(nèi)抖動。在時間上，在射頻信標(biāo)之間的平均時間間隔仍舊是固定的周期T，如同圖2中的系統(tǒng)那樣。即使用抖動的發(fā)射射頻信標(biāo)在射頻信標(biāo)之間仍舊可能有沖突，如在時間參考點(diǎn)36所顯示的，此時在基站B 10B和基站C 10C之間出現(xiàn)一個沖突。然而，如圖3進(jìn)一步所表明的那樣，由于射頻信標(biāo)發(fā)射的抖動，來自基站B 10B和基站C 10C的射頻信標(biāo)的下一個發(fā)射將不會沖突。
數(shù)學(xué)上可以證明，M個接連的射頻信標(biāo)發(fā)射經(jīng)受沖突的概率隨M的增加而以指數(shù)方式減小。因此，雖然本發(fā)明的抖動的信標(biāo)發(fā)射可能不會影響在未協(xié)調(diào)無線基站的射頻信標(biāo)發(fā)射之間的單個沖突的或然率，但接連沖突的或然率將以指數(shù)方式減小。因為在接收射頻信標(biāo)之間的時間間隔越長，在移動終端14與基站10A、10B、10C之間的同步丟失的或然率就會增加，所以本發(fā)明提供了在移動終端14與非同步的基站10A、10B、10C之間保持同步的改進(jìn)裝置。
在實(shí)施本發(fā)明時，對于抖動的信標(biāo)發(fā)射而言，優(yōu)選的是抖動模式是以偽隨機(jī)方式來確定的。如這里所使用的，偽隨機(jī)是指抖動的確定可由各個基站10A、10B和10C提供適當(dāng)?shù)奈磪f(xié)調(diào)的抖動來產(chǎn)生，而在同時對于任一個基站10A、10B、10C來說，以抖動模式提供的抖動在時間上是可以預(yù)測的。例如，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，抖動模式取決于無線基站的相關(guān)的識別值，并可根據(jù)這個值被預(yù)測。這個偽隨機(jī)抖動對于不同基站10A、10B、10C來說，其抖動模式仍舊是隨機(jī)的，這樣基站10A、10B、10C將不以共同的模式抖動，因為這會造成重復(fù)沖突的問題。然而，使得任何特定的基站10A、10B、10C的可預(yù)測的抖動模式與基站的識別值相關(guān)聯(lián)，將有助于移動終端14與來自基站10A、10B、10C的抖動射頻信標(biāo)發(fā)射保持同步。因為在射頻信標(biāo)中向移動終端14提供了基站的相關(guān)識別值，所以能夠確定對于該基站10A、10B、10C的抖動模式。
例如，在一個實(shí)施例中，基站10A、10B、10C的相關(guān)的識別值可以規(guī)定偽隨機(jī)抖動模式。一旦移動終端14在這個模式中知道基站10A、10B、10C的位相，則移動終端14可以預(yù)測未來的來自已識別的基站10A、10B、10C的所有信標(biāo)的位置。位相可以由基站10A、10B、10C在信標(biāo)信號中明確地傳遞，或者在移動終端14與基站接觸時在第一次定位時傳遞。此后，移動終端14可保持鎖定在已識別的基站10A、10B、10C上，即使多個接連的射頻信標(biāo)突發(fā)由于來自各個不同的相鄰的未協(xié)調(diào)的基站10A、10B、10C的沖突而丟失也不會丟失對射頻信標(biāo)同步。
更具體地，適合用于本發(fā)明的基于相關(guān)的識別值的偽隨機(jī)技術(shù)的例子如下所述。本發(fā)明的抖動函數(shù)可以與在例如GSM協(xié)議下工作的廣域蜂窩網(wǎng)中的加密函數(shù)相比較。加密字由一個函數(shù)產(chǎn)生，該函數(shù)的輸入是密鑰和一個“計數(shù)器”數(shù)，計數(shù)器數(shù)在每次加密時增加一個增量。典型地，計數(shù)器數(shù)是TDMA信道的幀號。計數(shù)器數(shù)以模N加增量，其中N是加密算法的重復(fù)周期。計數(shù)器數(shù)事實(shí)上確定了算法的位相(算法恒定地累加)。密鑰規(guī)定了特定的算法。
對于按照本發(fā)明的信標(biāo)抖動，可使用類似的方法。加到抖動算法(加密算法)的輸入可以是基站識別號和計數(shù)器數(shù)，該計數(shù)器數(shù)可以是每個信標(biāo)信號在一幀內(nèi)發(fā)送的幀號。任選地，也可以加上一個密鑰。抖動算法產(chǎn)生一個n比特的字，其較低的m個LSB可(任選地)被用來得出2m個不同的抖動值。對每個新的抖動間隔，幀號被加一個增量?；咀R別號是固定的，它確定如何把幀號映射成輸出端處的抖動值。除了基站識別號以外，可以任選地加上密鑰，它和基站識別號一起確定了從幀號到抖動值的映射。密鑰例如可在初始化時給予移動終端14。這意味著，只有移動終端14具有相應(yīng)于所接收的基站識別號的密鑰，這允許它和基站同步。
為了和基站同步，移動臺14要知道基站識別號和幀號(以及可能還有密鑰)?；咀R別號可以在信標(biāo)本身中發(fā)送。幀號也可以在信標(biāo)中發(fā)送(如在當(dāng)前的廣域蜂窩網(wǎng)的廣播信道中的幀號)，或它可以在移動終端14第一次登記到發(fā)射的基站時被提供給移動終端14。密鑰可從查找表中得出，該查找表把基站識別號映射成密鑰(查找表可在初始化期間產(chǎn)生)?？捎糜诒景l(fā)明的加密算法最好能提供在其范圍內(nèi)均勻分布的抖動值。一種方法是使用具有線性反饋寄存器(LFSR)的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)發(fā)生器或者使用模塊移位寄存器發(fā)生器(MSRG)。圖3a上顯示了模塊移位寄存器電路的例子。
圖3a的例子中的硬件由一系列移位寄存器37組成，它們按照特定的函數(shù)加上反饋。乘法器38把反饋信號乘以系數(shù)a_i(i=0到N)，并把結(jié)果加到模2加法器(EXOR)39。系數(shù)a_0到a_N確定了反饋函數(shù)，它實(shí)際上就是抖動函數(shù)。a_i可以是0或1，其中1是建立反饋連接而0表示不連接。基站識別號(可能和密鑰一起)確定a_i值。為了確定新的抖動值，當(dāng)前的幀號被裝載到移位寄存器。然后，信息被供入一次(或固定次數(shù))時鐘信號，此后，就從移位寄存器的各個(或某些)輸出得出抖動值。對于下一個抖動值，幀號被加上一個增量，被裝載到移位寄存器，并且電路被再次供入時鐘信號。
從基站識別號連同密鑰一起所作的映射可以以各種不同方式來完成。例如，有可能使用查找表，它把基站識別號對應(yīng)成a_i的特定的組合。為實(shí)現(xiàn)適合于得到本發(fā)明的各種好處的抖動函數(shù)可以有許多變化方案，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。
現(xiàn)在參照圖4，將描述按照本發(fā)明的基站10A,10B,10C的實(shí)施例?；?0A,10B,10C包括基站控制器40或用于控制基站10A,10B,10C的運(yùn)行(包括在基站10A,10B,10C和移動終端14之間的無線通信)的裝置。雖然基站控制器40有各種不同功能的作用，但是對于本發(fā)明的目的，基站控制器40的特定功能包括直接通過電連接裝置44或通過共用的存儲器46提供基站識別和狀態(tài)信息給信標(biāo)發(fā)射控制器42?；究刂破?0和信標(biāo)發(fā)射控制器42兩者都通過總線48和50連接到存儲器46?；究刂破?0還把由信標(biāo)發(fā)射控制器42控制的信標(biāo)發(fā)射與由基站控制器40通過發(fā)射機(jī)52發(fā)起的其它無線通信發(fā)射進(jìn)行協(xié)調(diào)。
在工作時被連接到信標(biāo)發(fā)射控制器42和基站控制器40的存儲器46或其它存儲裝置存儲了與每個基站10A,10B,10C相關(guān)的預(yù)定的抖動函數(shù)。例如，預(yù)定的抖動函數(shù)可以是多個可根據(jù)基站10A,10B,10C的相關(guān)的識別值而指定其系數(shù)的函數(shù)。在這種情況下，函數(shù)系數(shù)可被存儲在存儲器46中?；緺顟B(tài)信息和相關(guān)的識別值也可被存儲在存儲器46中。
用于發(fā)射無線通信的發(fā)射機(jī)52或其它的無線發(fā)射裝置被實(shí)際連接到信標(biāo)發(fā)射控制器42和基站控制器40。雖然無線發(fā)射裝置52只需要一個發(fā)射機(jī)用于射頻信標(biāo)發(fā)射的目的，但是它也可以是一個提供發(fā)射和接收功能的收發(fā)信機(jī)，以支持在基站10A,10B,10C與移動終端14之間的上行鏈路和下行鏈路通信。
用于控制基站以抖動的時間間隔周期發(fā)送射頻信標(biāo)的信標(biāo)發(fā)射控制器42或其它信標(biāo)發(fā)射控制裝置被實(shí)際連接到發(fā)射機(jī)52。信標(biāo)發(fā)射控制器42包括抖動產(chǎn)生器54或其它抖動產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生當(dāng)前的信標(biāo)抖動值，其幅度不大于根據(jù)存儲在存儲器46中的預(yù)定函數(shù)的預(yù)定最大信標(biāo)抖動值，并具有幾乎為零的平均輸出。平均抖動輸出幾乎為零提供了把射頻信標(biāo)發(fā)射之間的平均周期保持在與固定周期T相同的好處。給抖動值提供預(yù)定的最大值是為了幀定時的考慮，這在基于TDMA的無線通信環(huán)境下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時是很重要的，如下面將進(jìn)一步討論的。
信標(biāo)發(fā)射控制器42還包括發(fā)射發(fā)起電路56或其它信標(biāo)發(fā)射發(fā)起裝置，用于在一個時間發(fā)起射頻信標(biāo)的發(fā)射，該時間是由抖動產(chǎn)生器54產(chǎn)生的當(dāng)前信標(biāo)抖動值的函數(shù)。所以，發(fā)射發(fā)起電路56響應(yīng)于抖動產(chǎn)生器54，并且通過電連接裝置58被實(shí)際電連接到發(fā)射機(jī)52。信標(biāo)發(fā)射控制器42準(zhǔn)備好射頻信標(biāo)，它包括與基站10A、10B、10C有關(guān)的識別值和來自基站控制器40的狀態(tài)信息，信標(biāo)由發(fā)射機(jī)52在響應(yīng)發(fā)射發(fā)起電路56時發(fā)射，該電路按偽隨機(jī)抖動的時間間隔觸發(fā)射頻信標(biāo)突發(fā)的發(fā)射。
圖4還顯示了定時器60或其它定時裝置，用于把供射頻信標(biāo)發(fā)射定時用的時鐘定時基準(zhǔn)提供給信標(biāo)發(fā)射控制器42。定時器60通過電連接裝置62在電氣上連接到信標(biāo)發(fā)射控制器42。
雖然信標(biāo)發(fā)射控制器42可具有各種不同功能，但是對于在抖動時間間隔內(nèi)重復(fù)地發(fā)射射頻信標(biāo)，將分別參照圖5和6來描述兩個具體實(shí)施例。圖5顯示了基于在射頻信標(biāo)T和來自抖動產(chǎn)生器的抖動值之間的想要的平均時間間隔的發(fā)射發(fā)起實(shí)施例。具體地，在以后的相繼的射頻信標(biāo)發(fā)射之間的確切時間是以最近發(fā)射的射頻信標(biāo)的發(fā)射時間為基準(zhǔn)的。
如圖5所示，在第一射頻信標(biāo)64后面是在時間T+Δ1發(fā)起的第二射頻信標(biāo)66，其中T是各次信標(biāo)發(fā)射的想要的平均時間，以及Δ1是來自抖動產(chǎn)生器54的當(dāng)前的信標(biāo)抖動值。第三信標(biāo)68在發(fā)起發(fā)射第二信標(biāo)66后的時間T+Δ2被發(fā)射。同樣地，第四信標(biāo)70在發(fā)起發(fā)射第三信標(biāo)68后的時間T+Δ3被發(fā)射。Δ2和Δ3分別是來自抖動產(chǎn)生器54的對于其后各個循環(huán)的當(dāng)前信標(biāo)抖動值。通過把抖動產(chǎn)生器函數(shù)規(guī)定為偽隨機(jī)函數(shù)，它是根據(jù)各個被識別的基站10A,10B,10C的相關(guān)識別值而確定的，因此一旦移動臺14接收到了任何一個射頻信標(biāo)64,66,68，則移動終端14就能預(yù)測所有以后的Δi并和來自被識別的基站10A,10B,10C的信標(biāo)發(fā)射同步。
換句話說，在圖5的實(shí)施例中，抖動的基準(zhǔn)取決于先前的射頻信標(biāo)突發(fā)發(fā)射的位置。例如，假定第一射頻信標(biāo)在T1時發(fā)射，則第二突發(fā)在T2=T1+T+Δ2時發(fā)射。同樣地，第三突發(fā)是根據(jù)第二突發(fā)的位置，它將在T3=T1+T+Δ2+T+Δ3=T1+2T+Δ2+Δ3時到達(dá)，其中Δ2是第二信標(biāo)時刻的抖動，以及Δ3是第三信標(biāo)時刻的抖動。如前所述，平均抖動Δi是零。
現(xiàn)在參照圖6，它顯示了用于確定發(fā)射發(fā)起電路56發(fā)起射頻信標(biāo)的發(fā)射確切時間的另一種實(shí)施例。在圖6的實(shí)施例中，射頻信標(biāo)發(fā)射定時的抖動是基于恒定的時間基準(zhǔn)，而不是基于先前的信標(biāo)突發(fā)的發(fā)射時間的偏移。如圖6所示，信標(biāo)發(fā)射是相對于預(yù)定的時間基準(zhǔn)72,72’,72”,72而抖動的。在圖6的實(shí)施例中，對于每個射頻信標(biāo)突發(fā)發(fā)射，信標(biāo)發(fā)射的發(fā)起是基于時間基準(zhǔn)72,72’,72”,72的。實(shí)際發(fā)射是由發(fā)射發(fā)起電路56在把固定的發(fā)起時間72,72’,72”,72偏移抖動產(chǎn)生器54所產(chǎn)生的當(dāng)前信標(biāo)抖動值而發(fā)起的。例如，假定第一射頻信標(biāo)突發(fā)是在時間T1=0+Δ1，即在圖6所示的74處發(fā)起的。時間的零基準(zhǔn)只是指時間基準(zhǔn)72，這僅僅是為簡明起見而說明的。如圖76處所示，第二射頻信標(biāo)突發(fā)在時間T2=T+Δ2發(fā)起。隨后，如圖78處所示，第三信標(biāo)突發(fā)在時間T3=2T+Δ3到達(dá)。
對于圖5的實(shí)施例，發(fā)起各次射頻信標(biāo)突發(fā)發(fā)射之間的確切時間等于在基站各次信標(biāo)發(fā)射之間的平均時間間隔T加上來自抖動產(chǎn)生器54所計算的當(dāng)前信標(biāo)抖動值。相反，在圖6的實(shí)施例中，在圍繞著預(yù)定的基準(zhǔn)72,72’,72”,72前后的抖動的情況下，發(fā)起各次射頻信標(biāo)突發(fā)發(fā)射的確切時間等于各次基站信標(biāo)發(fā)射之間的平均時間間隔加上當(dāng)前信標(biāo)抖動的計算值再減去前面最近一次發(fā)射的射頻信標(biāo)突發(fā)的信標(biāo)抖動的計算值。因此，在圖6的實(shí)施例中，相對于預(yù)定的基準(zhǔn)72,72’,72”,72的信標(biāo)發(fā)射抖動可通過在同時保持當(dāng)前信標(biāo)抖動值和上一次發(fā)射的射頻信標(biāo)突發(fā)的最近的信標(biāo)抖動值的情況下把發(fā)射的發(fā)起相對于前一次射頻信標(biāo)發(fā)射進(jìn)行定時而完成。數(shù)學(xué)上可以證明，通過在相對較短的時間期間內(nèi)監(jiān)視基站10A,10B,10C，對于給定的最大信標(biāo)抖動值，在圖5的實(shí)施例中離開平均時間T的偏差可以比在圖6的實(shí)施例中離開平均時間T的偏差大得多。
對于位于私人居住區(qū)的專用無線電話基站10A,10B,10C，圖5或圖6的實(shí)施例都可以使用。圖5的實(shí)施例在性質(zhì)上更隨機(jī)，所以接連沖突的概率將比圖6的實(shí)施例低。另一個方面，在圖6的實(shí)施例中，當(dāng)真的發(fā)生大量接連的信標(biāo)沖突時，移動終端14的信標(biāo)丟失同步的概率較小。對于多用戶專用的無線電話基站10A,10B,10C，其中有多個基站構(gòu)成相關(guān)的專用本地網(wǎng)，圖6的實(shí)施例可能是優(yōu)先選用的。在專用網(wǎng)利用TDMA通信標(biāo)準(zhǔn)(它只允許移動臺14在空閑幀期間監(jiān)聽射頻信標(biāo)突發(fā))的情況下尤其如此。
例如，在使用GSM可兼容的空中接口的專用無線通信網(wǎng)中，移動終端14只能在空閑幀80,80’(圖7)期間尋找基站信標(biāo)發(fā)射，該空閑幀每隔26個TDMA幀出現(xiàn)一次。射頻信標(biāo)突發(fā)信號必須在空閑幀80,80’時到達(dá)，以便由移動終端14監(jiān)視。如圖7所示，移動終端14(圖形82)在無線通信連接上有一個與基站10B(圖形84)的呼叫正在進(jìn)行中。在空閑幀80,80’，基站10A,10B會發(fā)射射頻信標(biāo)，而移動終端14會監(jiān)聽信標(biāo)發(fā)射。如圖7所示，射頻發(fā)射信標(biāo)周期T是26幀多幀的倍數(shù)；抖動必須在一個幀或8個時隙上出現(xiàn)。該抖動阻止了在基站10A和10B(比較圖形84和86)之間的射頻信標(biāo)發(fā)射的沖突。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到，圖4以上描述的本發(fā)明的各方面可以由硬件、軟件、或二者的組合提供。雖然基站10A,10B,10C的不同的部件在圖4上被顯示為分立元件，但是實(shí)際上它們可通過包括輸入和輸出端口以及運(yùn)行軟件代碼的微控制器、通過定制的或混合式芯片、通過分立元件或通過它們的組合來實(shí)現(xiàn)。例如，信標(biāo)發(fā)射控制器42，存儲器46，和基站控制器40都可以用單個可編程器件來實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在參照圖8，將描述本發(fā)明移動終端14。移動終端14包括用于控制移動終端14運(yùn)行的移動終端控制器88或其它裝置，包括控制在移動終端14和基站10A,10B,10C之間的無線通信。移動終端14也包括通過線路89而連接到移動終端控制器88的接收機(jī)90或其它移動無線接收裝置，用于接收包括來自基站10A,10B,10C的射頻信標(biāo)的無線通信。接收機(jī)90對于射頻信標(biāo)接收目的只需是一個接收機(jī)，但是它也可以是一個收發(fā)信機(jī)，提供發(fā)射和接收功能來支持在移動終端14與基站10A,10B,10C之間的上行鏈路和下行鏈路通信。
移動終端14包括ID導(dǎo)出電路92或其它信標(biāo)讀出裝置，用于從接收的射頻信標(biāo)導(dǎo)出發(fā)射的基站識別值。ID導(dǎo)出電路92通過線路91被實(shí)際電連接到接收機(jī)90。移動終端也包括函數(shù)確定電路94或其它確定裝置，用于根據(jù)由ID導(dǎo)出電路92導(dǎo)出的基站識別值來確定被所識別的基站10A,10B,10C使用的預(yù)定的函數(shù)，以便用于射頻信標(biāo)發(fā)射的抖動。函數(shù)確定電路94被實(shí)際電連接到ID導(dǎo)出電路92，如線路96所表示的。函數(shù)確定電路94通過線路97也被電連接到同步電路98或其它裝置，用于使移動臺14信標(biāo)發(fā)射的接收和從被識別的基站10A,10B,10C根據(jù)預(yù)定的抖動函數(shù)的抖動的射頻信標(biāo)發(fā)射的時間間隔同步。同步電路98如所顯示的通過線路101，也被實(shí)際連接到接收機(jī)90，以及還可被實(shí)際連接到移動終端控制器88。
圖8上還顯示了定時器100或其它定時裝置，用于向移動終端14提供時鐘時間基準(zhǔn)，供射頻信標(biāo)的接收或發(fā)射的定時之用。定時器100通過電連接裝置102被實(shí)際電連接到同步電路98。
存儲器104分別通過電連接裝置106和108實(shí)際連接到ID導(dǎo)出電路92和移動終端控制器88。存儲器104可以向諸如查找表那樣的裝置提供在發(fā)射基站的識別值與預(yù)定的抖動函數(shù)之間的相互參照信息。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到，圖8中的本發(fā)明的以上所述的方面可通過硬件，軟件，或它們的組合而被提供。雖然移動臺的各個部件在圖8上被顯示為分立元件，但是實(shí)際上它們可通過包括輸入和輸出端口以及運(yùn)行軟件代碼的微控制器，通過定做的或混合式芯片，通過分立元件或通過它們的組合來實(shí)現(xiàn)。例如，移動終端控制器88，存儲器104，ID導(dǎo)出電路92，函數(shù)確定電路94，和同步電路98都可以以單個可編程器件來實(shí)現(xiàn)。
圖9顯示了由專用無線電話基站10A,10B,10C進(jìn)行的信標(biāo)信道發(fā)射定時的運(yùn)行方法，其中包括在抖動的時間間隔內(nèi)重復(fù)地發(fā)射射頻信標(biāo)的方法。射頻信標(biāo)發(fā)射定時運(yùn)行在方塊110以基站10A,10B,10C發(fā)起信標(biāo)發(fā)射開始。發(fā)射的射頻信標(biāo)包含與發(fā)射的基站10A,10B,10C相關(guān)的識別值，并可進(jìn)一步包含基站狀態(tài)信息。在方塊112，基站10A,10B,10C計算當(dāng)前的信標(biāo)抖動值。如前所述，抖動值被限制到最大信標(biāo)抖動值幅度，它由與基站識別值有關(guān)的預(yù)定的函數(shù)產(chǎn)生，并且它具有的平均輸出值為零。在方塊114，基站10A,10B,10C根據(jù)電信標(biāo)抖動值的函數(shù)和專用無線通信系統(tǒng)的射頻信標(biāo)各次發(fā)射之間的平均周期T來計算發(fā)起隨后的射頻信標(biāo)發(fā)射的確切時間。在方塊116，基站10A,10B,10C等待所計算的確切時間，然后返回到方塊110以發(fā)起另一個射頻信標(biāo)發(fā)射，并重復(fù)方塊112,114，和116的步驟，即計算和等待抖動的時間間隔，直到下一次發(fā)射。
圖10顯示了在本發(fā)明的方法的一個實(shí)施例中的移動終端14的運(yùn)行。在方塊120，移動臺14接收從基站10A,10B,10C發(fā)射的射頻信標(biāo)。在方塊122，移動終端14從接收的射頻信標(biāo)中得出基站狀態(tài)信息。然后，在方塊124，移動終端14根據(jù)接收的基站狀態(tài)信息確定是否可提供所識別的基站與移動終端14的通信。基站也許不可提供通信，例如，如果移動終端14對于該基站不是被授權(quán)的用戶的話。如果狀態(tài)信息表示有關(guān)的基站10A,10B,10C不能提供與移動終端14的通信，則移動終端14返回到方塊120，并繼續(xù)接收從基站10A,10B,10C發(fā)射的射頻信標(biāo)。
如果接收的狀態(tài)信息表示發(fā)射的基站10A,10B,10C可以提供與移動終端14的通信，則在方塊126移動終端14從接收的射頻信標(biāo)推導(dǎo)出基站識別值。與所識別的基站的相關(guān)的預(yù)定抖動函數(shù)在方塊128被確定。在方塊130，移動終端14根據(jù)在方塊128的操作而得出的與識別的基站相關(guān)的預(yù)定抖動函數(shù)和識別的基站10A,10B,10C信標(biāo)定時同步。其后，移動終端14預(yù)測來自識別的基站10A,10B,10C的抖動的射頻信標(biāo)的定時，并保持同步直到移動終端移出識別的基站10A,10B,10C的發(fā)射范圍12A,12B,12C以外為止。
如圖10所示，導(dǎo)出狀態(tài)后再進(jìn)行基站識別。應(yīng)當(dāng)看到，本發(fā)明的好處也可通過首先進(jìn)行識別來達(dá)到。移動終端14然后根據(jù)識別值確定它是否為許可的基站，如果是的話，則導(dǎo)出狀態(tài)信息。如果基站識別值不在移動終端14被允許使用的基站的清單上，則不需要導(dǎo)出狀態(tài)信息。
在附圖和說明中，已揭示了本發(fā)明的典型的優(yōu)選實(shí)施例，雖然利用了特定的術(shù)語，但它們只是在一般的和說明的意義上被使用，而不是用于限制的目的，本發(fā)明的范圍在以下的權(quán)利要求中加以闡述。
權(quán)利要求
1．用于由專用無線電話基站實(shí)行的信標(biāo)信道發(fā)射定時的方法，包括按抖動的時間間隔重復(fù)地發(fā)射射頻信標(biāo)的步驟。
2．權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中基站具有相關(guān)的識別值以及其中抖動的時間間隔是根據(jù)與基站識別值有關(guān)的預(yù)定函數(shù)來計算的。
3．權(quán)利要求2的方法，其特征在于，其中專用無線電話基站具有發(fā)射范圍，并且其中發(fā)射的射頻信標(biāo)包含相關(guān)的識別值，以及其中在基站的發(fā)射范圍內(nèi)的移動終端執(zhí)行以下步驟接收所發(fā)射的射頻信標(biāo)之一；從接收的射頻信標(biāo)導(dǎo)出基站識別值；以及根據(jù)與識別的基站相關(guān)的預(yù)定函數(shù)和基站信標(biāo)的定時同步。
4．權(quán)利要求3的方法，其特征在于，其中射頻信標(biāo)包含基站狀態(tài)信息，并且其中所述導(dǎo)出步驟包括從接收的射頻信標(biāo)導(dǎo)出基站狀態(tài)信息的步驟，和其中在所述導(dǎo)出步驟以后移動終端執(zhí)行這樣的步驟，即根據(jù)接收到的基站狀態(tài)信息確定基站是否可提供與移動終端的通信。
5．用于由專用無線電話基站實(shí)行的信標(biāo)信道發(fā)射定時的方法，包括以下步驟發(fā)起射頻信標(biāo)的發(fā)射；在所述發(fā)起發(fā)射步驟以后等待一個確切時間，該確切時間是信標(biāo)抖動值的函數(shù)；以及然后重復(fù)進(jìn)行所述的發(fā)起和等待的步驟。
6．權(quán)利要求5的方法，其特征在于，其中所述等待步驟包括以下步驟通過使用平均輸出值為零的預(yù)定函數(shù)來計算其幅值不大于最大信標(biāo)抖動值的當(dāng)前信標(biāo)抖動值；以及其中所述等待步驟的所述確切時間等于專用無線電話基站信標(biāo)各次發(fā)射之間的平均周期加上算出的當(dāng)前信標(biāo)抖動值。
7．權(quán)利要求6的方法，其特征在于，其中基站具有相關(guān)的識別值和其中所述預(yù)定函數(shù)與基站有關(guān)。
8．權(quán)利要求7的方法，其特征在于，其中射頻信標(biāo)包含相關(guān)的識別值和其中在基站的發(fā)射范圍內(nèi)的移動終端執(zhí)行以下步驟接收所發(fā)射的射頻信標(biāo)；從接收到的射頻信標(biāo)導(dǎo)出基站識別值；以及根據(jù)與識別的基站有關(guān)的預(yù)定函數(shù)與基站信標(biāo)定時同步。
9．權(quán)利要求8的方法，其特征在于，其中射頻信標(biāo)包含基站狀態(tài)信息，并且其中所述導(dǎo)出步驟包括從接收的射頻信標(biāo)導(dǎo)出基站狀態(tài)信息的步驟，和其中在所述導(dǎo)出步驟以后由移動終端執(zhí)行這樣的步驟，即根據(jù)收到的基站狀態(tài)信息確定基站是否可提供與移動終端的通信。
10．權(quán)利要求5的方法，其特征在于，其中所述等待步驟包括以下步驟通過使用平均輸出值為零的預(yù)定函數(shù)來計算其幅值不大于最大信標(biāo)抖動值的當(dāng)前信標(biāo)抖動值；以及其中所述等待步驟的所述確切時間等于專用無線電話基站信標(biāo)各次發(fā)射之間的平均周期加上計算出的當(dāng)前信標(biāo)抖動值減去前面最近一次發(fā)射的射頻信標(biāo)的信標(biāo)抖動值。
11．權(quán)利要求10的方法，其特征在于，其中基站具有相關(guān)的識別值和其中所述預(yù)定函數(shù)與基站相關(guān)。
12．權(quán)利要求11的方法，其特征在于，其中射頻信標(biāo)包含相關(guān)的識別值和其中在基站的發(fā)射范圍內(nèi)的移動終端執(zhí)行以下步驟接收所發(fā)射的射頻信標(biāo)；從收到的射頻信標(biāo)導(dǎo)出基站識別值；以及根據(jù)與識別的基站有關(guān)的預(yù)定函數(shù)而與基站信標(biāo)定時同步。
13．權(quán)利要求12的方法，其特征在于，其中射頻信標(biāo)包含基站狀態(tài)信息，和其中所述導(dǎo)出步驟包括從接收的射頻信標(biāo)導(dǎo)出基站狀態(tài)信息的步驟，和其中在所述導(dǎo)出步驟以后由移動終端執(zhí)行這樣的步驟，即根據(jù)收到的基站狀態(tài)信息確定基站是否可提供與移動終端的通信。
14．專用無線電話基站，包括射頻發(fā)射裝置，用于發(fā)射射頻通信；以及連接到所述射頻發(fā)射裝置的信標(biāo)發(fā)射控制裝置，用于控制所述基站按抖動的時間間隔對射頻信標(biāo)進(jìn)行的周期性發(fā)射，所述信標(biāo)發(fā)射控制裝置包括抖動產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)平均輸出值幾乎為零的預(yù)定函數(shù)產(chǎn)生其幅值不大于最大信標(biāo)抖動值的當(dāng)前信標(biāo)抖動值；以及信標(biāo)發(fā)射發(fā)起裝置，連接到所述射頻發(fā)射裝置和用于響應(yīng)所述抖動產(chǎn)生裝置在作為所述當(dāng)前信標(biāo)抖動值的函數(shù)的時間發(fā)起所述射頻信標(biāo)發(fā)射。
15．權(quán)利要求14的專用無線電話基站，其特征在于，還包括存儲裝置，連接到所述信標(biāo)發(fā)射控制裝置，用于存儲所述預(yù)定函數(shù)。
16．權(quán)利要求15的專用無線電話基站，其特征在于，其中所述基站具有相關(guān)的識別值，和其中所述存儲裝置包括用于存儲所述相關(guān)的識別值的裝置和其中所述射頻信標(biāo)包含相關(guān)的識別值。
17．同步的專用無線通信系統(tǒng)，在從專用基站到移動終端的射頻信標(biāo)各次發(fā)射之間具有抖動的時間間隔，所述基站包括基站射頻發(fā)射裝置，用于發(fā)射射頻通信；以及連接到所述基站射頻發(fā)射裝置的射頻發(fā)射控制裝置，用于控制所述基站按抖動的時間間隔對射頻信標(biāo)的周期性發(fā)射，所述信標(biāo)發(fā)射控制裝置包括抖動產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)平均輸出值幾乎為零的預(yù)定函數(shù)產(chǎn)生其幅值不大于最大信標(biāo)抖動值的當(dāng)前信標(biāo)抖動值；以及信標(biāo)發(fā)射發(fā)起裝置，連接到所述射頻發(fā)射裝置和用于響應(yīng)所述抖動產(chǎn)生裝置在作為所述當(dāng)前信標(biāo)抖動值的函數(shù)的時間發(fā)起所述射頻信標(biāo)發(fā)射；以及其中所述移動終端包括移動射頻接收裝置，用于接收所述射頻信標(biāo)；連接到所述移動射頻接收裝置的信標(biāo)讀出裝置，用于從所述收到的射頻信標(biāo)導(dǎo)出所述基站識別值；連接到所述信標(biāo)讀出裝置的確定裝置，用于根據(jù)所述基站識別值確定所述預(yù)定函數(shù)；以及連接到所述確定裝置的同步裝置，用于根據(jù)所述預(yù)定函數(shù)把所述移動終端和所述射頻信標(biāo)發(fā)射的所述時間間隔同步。
全文摘要
專用無線通信基站和位于該專用無線基站的發(fā)射范圍以內(nèi)的移動終端之間的射頻信標(biāo)發(fā)射要設(shè)計成能在相互重疊且未協(xié)調(diào)的專用無線通信網(wǎng)內(nèi)防止干擾,這可以通過發(fā)射帶有抖動的信標(biāo)來獲得。專用基站按抖動的時間間隔發(fā)射射頻信標(biāo)突發(fā),該間隔以偽隨機(jī)方式改變,以阻止發(fā)射距離重疊的未協(xié)調(diào)的專用無線通信網(wǎng)之間重疊的射頻信標(biāo)的沖突。信標(biāo)定時的抖動以一種與基站識別值相關(guān)的模式偽隨機(jī)地實(shí)施。移動終端從收到的射頻信標(biāo)導(dǎo)出與基站有關(guān)的識別值和狀態(tài)信息,并確定基站是否可用于與移動終端進(jìn)行通信。移動終端根據(jù)從接收到的射頻信標(biāo)導(dǎo)出的基站識別值相關(guān)的預(yù)定抖動產(chǎn)生函數(shù)而與抖動的基站信標(biāo)發(fā)射同步。移動終端借此能容易地保持與一個或多個專用無線通信網(wǎng)基站同步,而不會由于在基站之間的射頻信標(biāo)突發(fā)的重復(fù)沖突而造成丟失同步。
文檔編號H04B7/26GK1235745SQ97199259
公開日1999年11月17日 申請日期1997年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月30日
發(fā)明者J·C·哈爾特森 申請人:艾利森電話股份有限公司