專利名稱：調整發(fā)射時刻的一種發(fā)送方法和無線系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于無線系統(tǒng)中的發(fā)送方法，該無線系統(tǒng)包括至少一個基站和若干用戶終端，其中至少兩個用戶終端向同一個基站發(fā)送接入脈沖串(access burst)，接入脈沖串在用戶終端與基站之間激活一個連接，該連接由一個具有某一頻率并在時隙中發(fā)送的信號來建立。
在室內，例如在辦公樓內，要使用一些尤其適合于這種地方的基站?；就ㄟ^RF頭來接收和發(fā)送信號?；镜腞F頭安置于樓房的附近，以便基站的覆蓋區(qū)盡可能覆蓋整個樓房。實際上，RF頭包括例如收發(fā)信機天線單元。
在設計一個室內無線系統(tǒng)時，必須特別注意影響信號傳播的因素。樓房中的墻體及其他結構可以很快地衰減信號。信號的快速衰減可能要求一種很密集的基站網絡，從而RF頭也彼此相對靠近。由于需要大量的基站，系統(tǒng)的建造相對昂貴。
這些RF頭安置于樓房附近合適的地方，從而能在用戶終端與基站之間建立連接。由于有大量的RF頭，因此可以減小用戶終端與RF頭之間的距離，這同時也減小了從RF頭到用戶終端的延時。
RF頭的個數通常大于基站發(fā)射機的個數。另外，發(fā)射機的個數通常也大于基站中所用射頻的個數。假定，用戶終端通過它們所發(fā)送的信號與同一個基站的不同的RF頭連接。如果用戶終端通過相同頻率的信號建立與基站的連接，那么在RF頭之間會出現(xiàn)干擾。如果信號在同一時隙使用相同頻率發(fā)送，則很可能有更多的干擾出現(xiàn)。RF頭實際上在接收信息信號的同時接收到干擾信號，從而信息信號難以與干擾信號分離。
無線系統(tǒng)一般使用一種已知的訓練序列，該訓練序列被加到要發(fā)送的脈沖串中。訓練序列用來估算所接收信號的脈沖響應。如果兩個用戶終端使用相同訓練序列，那么，基站的接收機難以將信息信號與干擾信號分離。實際上，這意味著，該接收機不能從它所估算的信息信號的脈沖響應中分離出干擾信號，從而有損信號的質量。在連接中，使用不同頻率的信號可以解決這一問題，然而，所能使用的頻率數卻是有限的。如果在無線系統(tǒng)中只發(fā)送具有不同頻率的信號，那么該無線系統(tǒng)的建造費用就高。
在所謂的適用于室內的辦公室基站中，由于RF頭置于辦公人員附近，因此要使用相對較低的信號發(fā)射功率。然而，由于發(fā)射功率低，用以往已知的方法達不到足夠可靠的估算，這將有損接收機的性能。
本發(fā)明的目的是提供可以解決上述問題的一種發(fā)送方法和一種無線系統(tǒng)。用引言中所述的方法可以達到這一目的，該方法其特征在于，當命令用戶終端向基站發(fā)送一個使用已被另一用戶終端所用的時隙和頻率的信號時，向該用戶終端發(fā)送一個命令，以調整信號的發(fā)射時刻，從而使基站在不同的時刻接收所發(fā)送的信號。
本發(fā)明還涉及一種無線系統(tǒng)，該無線系統(tǒng)包括至少一個基站和若干用戶終端，其中至少兩個用戶終端向同一個基站發(fā)送接入脈沖串，接入脈沖串在用戶終端與基站之間激活一個連接，該連接由一個具有某一頻率并在時隙中發(fā)送的信號來建立。
該無線系統(tǒng)其特征在于，它包括發(fā)射裝置，該發(fā)射裝置命令用戶終端向基站發(fā)送一個使用已被另一用戶終端所用的時隙和頻率的信號，和調整裝置，該調整裝置根據發(fā)射裝置所發(fā)送的命令來調整要發(fā)送到基站的信號的發(fā)射時刻，以便基站在不同的時刻接收所發(fā)送的信號。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式如從屬權利要求中所述。
本發(fā)明的基本思想在于，必要時延遲所要發(fā)送的信號，從而，可將干擾信號與信息信號相互分離。
利用本發(fā)明的發(fā)送方法和無線系統(tǒng)可得到一些優(yōu)點。由于在信號被接收后，這些以相同頻率發(fā)送的信號可被分離，因此，利用極少量的不同射頻就可以實現(xiàn)該無線系統(tǒng)。用戶終端同時與相鄰RF頭通信所用的信號可以使用相同頻率。這減少了建造該無線系統(tǒng)所需的費用例如可減少發(fā)射機的個數。另外，甚至還可以以很低的信號接收電平來接收信號。
下面，將結合優(yōu)選實施方式并參照附圖來詳述本發(fā)明，其中

圖1是采用本發(fā)明方法的無線系統(tǒng)的總體示意圖，圖2是本發(fā)明的無線系統(tǒng)中所用的收發(fā)信機的結構的總體示意圖，圖3示出了本發(fā)明的無線系統(tǒng)，圖4是本發(fā)明的無線系統(tǒng)的詳細示意圖，和圖5示出了GSM系統(tǒng)的標準脈沖串。
圖1是采用本發(fā)明方法的無線系統(tǒng)的總體示意圖。該無線系統(tǒng)包括一些基站100、一個基站控制器300和若干用戶終端201-203?；纠缤ㄟ^傳輸線連接到基站控制器300。用戶終端利用它們所發(fā)送的信號建立到基站的連接?；?00通常將用戶終端所發(fā)送的信號轉發(fā)到例如另一個用戶終端。實際上，基站100和用戶終端201-203起著收發(fā)信機作用。
圖2是本發(fā)明的無線系統(tǒng)中所用的收發(fā)信機的結構的總體示意圖?；竞陀脩艚K端一般包括圖2中所示的結構。收發(fā)信機包括一個天線108，它用作收發(fā)信機的天線。另外，收發(fā)信機還包括射頻部件112、124、一個調制器123、一個解調器113和一個控制塊120。
收發(fā)信機還包括一個編碼器122和一個解碼器114?？刂茐K120控制上述收發(fā)信機各個塊的操作。射頻部件112將從天線108得到的射頻信號變頻為中頻。中頻信號輸入到解調器112，解調器對該信號進行解調。解調后的信號接著在解碼器114中被解碼。
編碼器112接收信號并將編碼后的信號發(fā)送到調制器123。編碼器122中的編碼例如可采用卷積編碼來實現(xiàn)。編碼器122例如還對信號進行加密。再者，編碼器122交錯信號的比特或比特序列。卷積編碼后的信號再輸入到調制器123，調制器對該信號進行調制。調制后的信號然后輸入到射頻部件124，射頻部件將調制信號變頻為射頻信號。射頻部件124通過天線108將該信號發(fā)送到無線路徑中。
圖3示出了本發(fā)明的無線系統(tǒng)。該無線系統(tǒng)包括一些RF頭161-167和兩個用戶終端201、202。該無線系統(tǒng)尤其適合于室內，例如辦公樓。實際上，RF頭安置于室內，以便通過RF頭發(fā)送的信號盡可能覆蓋整個樓房。該無線系統(tǒng)還包括四個發(fā)射機141-144、裝置130和連接裝置150。實際上，這些發(fā)射機141-144、裝置130和連接裝置150安裝在基站100處。在圖中所示的無線系統(tǒng)中，RF頭161-167通過電纜170與連接裝置150相連。連接裝置150再通過發(fā)射機141-144連接到裝置130，裝置130在基站100與基站控制器300之間提供一個Abis接口。
基站100與用戶終端201、202通過信號相互連接。在圖中所示的無線系統(tǒng)中，用戶終端201通過信號211與RF頭166連接。用戶終端202通過信號212與RF頭167連接。在圖中的無線系統(tǒng)中，RF頭166、167是彼此相對靠近的相鄰RF頭。
用戶終端利用它所發(fā)送的接入脈沖串，來激活與基站100的連接的建立?；?00通過RACH信道(RACH＝隨機接入)接收接入脈沖串。接收到接入脈沖串后，控制無線系統(tǒng)的基站100的基站控制器300向基站100發(fā)送一個激活信道的信號。在本無線系統(tǒng)中，最好采用時分多址TDMA方法，從而，在時隙中發(fā)送建立連接的信號。實際上，通過發(fā)送不同頻率的信號，可以增加同時連接的個數。
圖4更詳細地示出了本發(fā)明的無線系統(tǒng)。該無線系統(tǒng)包括發(fā)射裝置101和相關裝置102。發(fā)射裝置101向用戶終端發(fā)送命令，而用戶終端根據這些命令來改變它所發(fā)送信號的頻率。相關裝置102根據基站100所接收的信號產生脈沖響應。另外，該無線系統(tǒng)還包括數據存儲裝置103，該裝置存儲有關無線系統(tǒng)中所用射頻的信息。在圖中所示的無線系統(tǒng)中，裝置101、102、103與基站100通信。實際上，裝置101、102、103安裝在基站100處。
圖中的用戶終端201包括調整裝置205，該裝置調整用戶終端201所發(fā)送信號的發(fā)射時刻。這些用戶終端將訓練序列連同信號一起發(fā)送到基站100。根據基站100所接收的訓練序列，與基站相連的相關裝置102將至少兩個具有相同頻率并從同一時隙接收到的信號相互分離。
參照圖3，我們首先假定基站100處所用的射頻個數小于基站100中所含的發(fā)射機141-144個數。圖中示出了用戶終端201、202通過不同的RF頭與同一個基站100通信。我們再假定這些用戶終端使用相似的訓練序列，利用該序列估算出所接收信號的脈沖響應。如果這些用戶終端使用相同的頻率和時隙，那么，在RF頭166、167之間會出現(xiàn)干擾。假定無線系統(tǒng)中的用戶終端201產生一個干擾信號311，該信號傳播到RF頭167。再假定用戶終端202產生一個干擾信號312，該信號傳播到RF頭166。
相關裝置102根據相關，選定具有最佳質量或例如最高能量的信號，再將該信號用作實際連接建立信號。根據相關產生的信號還置于所謂的窗中。相關裝置102比較置于窗中的信號的脈沖響應的總計能量，從而可檢測到RF頭所接收到的干擾信號。而且還可檢測出產生該干擾信號的用戶終端。
用戶終端201可同時與多個RF頭通信。根據相關，可檢測到同一個用戶終端發(fā)射的并被RF頭接收到的信號。當用戶終端201在無線系統(tǒng)中漫游時，如有必要，基站100指令用戶終端201將當前RF頭更換為另一個RF頭。這一更換例如可基于相關結果。如果用戶終端201與幾個RF頭連接，那么，用戶終端201最好建立與這樣的RF頭的連接，通過該RF頭，基站100接收到具有最強功率的信號。
在圖3所示的無線系統(tǒng)中，RF頭166、167實際上在接收信息信號的同時接收到干擾信號。由于兩個用戶終端201、202使用相同的訓練序列，因此，基站100難以將信息信號與干擾信號分離。實際上，這意味著，基站100的接收機不能從它所估算的信息信號的脈沖響應中分離出干擾信號，從而有損信號的質量。
假定，發(fā)射裝置101命令用戶終端向基站100發(fā)射一個具有某一時隙和頻率的信號，該時隙和頻率已被另一個用戶終端所用并存儲在存儲裝置103中。然后，調整裝置205調整要發(fā)送到基站100的信號的發(fā)射時刻。調整裝置205最好在實際連接建立之前來調整發(fā)射時刻。
圖5舉例示出了GSM系統(tǒng)的一個標準脈沖串，該脈沖串在兩個塊401、407中包括所謂尾比特。這里共有6個尾比特。實際數據在兩個塊402、406中進行編碼。每塊包括57個數據比特。該脈沖串還包括兩個1比特塊403、405，它們用來檢測信令。該脈沖串在其中部還包括一個前面已知的訓練序列404。另外，該脈沖串還包括一個8.25比特的保護段。在一個標準脈沖串中，訓練序列長度為26比特。在已知的解決方案中，例如在GSM中，通過將所接收信號抽樣值與已知的訓練序列互相關來估算脈沖響應。在26比特長的訓練序列中，其中有16比特用于估算每個脈沖響應分量。
調整裝置205利用脈沖串起始處的尾比特401來調整信號的發(fā)射時刻。脈沖串末尾處的保護段408也用來調整該脈沖串。因此，脈沖串確切地包含了在調整需要時可以使用的11.25比特。因此，調整裝置205將信號的發(fā)射時刻延遲或提前實際上至多是11比特。所要發(fā)送信號的這一調整可使訓練序列在基站100處以不同的時刻被接收，從而在基站100處通過相關，可以分離這些以相同頻率并在同一時隙所發(fā)送的信號。如果用戶終端所發(fā)送的信號對另一個用戶終端所發(fā)送的信號干擾太大，那么，發(fā)射裝置101命令該干擾用戶終端改變信號發(fā)射頻率。
在圖中所示的無線系統(tǒng)中，由于用戶終端離基站100的RF頭的距離短，因此發(fā)送到無線路徑中的信號很快就到達接收機。這意味著，無線路徑上的信號延時短。這一短延時使得所估算的脈沖響應限制在例如3或4比特的長度。實際上，相關裝置102將該脈沖響應基本上限制在3比特。如果調整裝置205調整用戶終端201、202的定時時間，那么基站100可以例如在4比特延時時刻接收信號，從而不同的脈沖響應不再交錯。因此，調整裝置205調整信號的發(fā)射時刻，使得基站100在不同的時刻接收用戶終端所發(fā)送的信號。
如上所述，可以對基站100所接收的信號進行測量，例如測量能量。根據測量，確定RF頭161-167所接收的具有最高脈沖響應能量的信號。也可以對RF頭161-167所接收的信號進行比較，以便將預期信號的各相關分量的總計能量與干擾信號的各相關分量的總計能量進行比較。利用下面的公式(1)來估算總計能量的比值
其中C為信息信號的強度，I為干擾信號的強度，hi為i瞬時的預期信號的脈沖響應，hj為j瞬時的干擾信號的脈沖響應。
由于已知預期信號和干擾信號的脈沖響應，因此可采用一種所謂的聯(lián)合檢測方法，并且這還改善了接收機的性能。這種聯(lián)合檢測方法，例如JMLSE方法，可用來例如改善信號的比特差錯率。
盡管以上參照附圖中所示的例子描述了本發(fā)明，然而，應當理解，本發(fā)明并不局限于此，而可以在附屬權利要求書中所闡述的本發(fā)明思想的范圍內以多種方式變化。
權利要求
1.一種用于無線系統(tǒng)中的發(fā)送方法，該無線系統(tǒng)包括至少一個基站(100)和若干用戶終端(201-203)，其中至少兩個用戶終端向同一個基站發(fā)送接入脈沖串，該接入脈沖串在用戶終端與基站之間激活一個連接，該連接由一個具有某一頻率并在時隙中發(fā)送的信號來建立，該方法其特征在于，當命令用戶終端向基站發(fā)送一個使用已被另一用戶終端所用的時隙和頻率的信號時，向該用戶終端發(fā)送一個命令，以調整信號的發(fā)射時刻，從而使基站在不同的時刻接收所發(fā)送的信號。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在實際連接建立之前來調整發(fā)射時刻。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)送一個命令，以延遲信號的發(fā)射時刻。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)送一個命令，以提前信號的發(fā)射時刻。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)送一個命令，以將信號的發(fā)射時刻延遲實際上至多是11比特。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)送一個命令，以將信號的發(fā)射時刻提前實際上至多是11比特。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，調整信號的發(fā)射時刻至多是脈沖串起始處的尾比特與脈沖串末尾處的保護段。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，由基站所接收的信號產生脈沖響應，規(guī)定脈沖響應具有的最小長度實際上為3比特。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，至少兩個具有相同頻率的信號被相互分離，這些信號是被基站從同一個時隙接收到的。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，利用在不同時刻所接收到的信號的訓練序列來分離這些信號。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，基站所接收的信號被相關，并根據相關，選定具有最佳質量和例如最高能量的信號，再將該信號用作連接建立信號。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，基站所接收的信號通過訓練序列來相關，根據相關產生的信號置于窗中，并比較置于窗中的信號的脈沖響應的總計能量。
13.如權利要求1所述的方法，其特征在于，如果用戶終端所發(fā)送的信號對另一個用戶終端所發(fā)送的信號有干擾，那么，命令該用戶終端改變信號發(fā)射頻率。
14.如權利要求1所述的方法，其特征在于，不同信號所用的頻率是預定的。
15.如權利要求1所述的方法，其特征在于，采用時分多址TDMA方法來發(fā)送信號。
16.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法尤其適用于例如辦公中所用無線系統(tǒng)。
17.一種無線系統(tǒng)，包括至少一個基站(100)和若干用戶終端(201-203)，其中至少兩個用戶終端向同一個基站發(fā)送接入脈沖串，該接入脈沖串在用戶終端與基站之間激活一個連接，該連接由一個具有某一頻率并在時隙中發(fā)送的信號來建立，其特征在于，該無線系統(tǒng)包括發(fā)射裝置(101)，該發(fā)射裝置命令用戶終端向基站(100)發(fā)送一個使用已被另一用戶終端所用的時隙和頻率的信號，和調整裝置(205)，該調整裝置根據發(fā)射裝置(101)所發(fā)送的命令來調整要發(fā)送到基站(101)的信號的發(fā)射時刻，以便基站(101)在不同的時刻接收所發(fā)送的信號。
18.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，在實際連接建立之前，調整裝置(205)調整發(fā)射時刻。
19.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射裝置(101)發(fā)送一個延遲信號的發(fā)射時刻的命令。
20.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射裝置(101)發(fā)送一個提前信號的發(fā)射時刻的命令。
21.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射裝置(101)發(fā)送一個將信號的發(fā)射時刻延遲實際上至多是11比特的命令。
22.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射裝置(101)發(fā)送一個將信號的發(fā)射時刻提前實際上至多是11比特的命令。
23.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，調整裝置(205)調整信號的發(fā)射時刻至多是脈沖串起始處的尾比特與脈沖串末尾處的保護段。
24.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，調整裝置(205)安裝在用戶終端中。
25.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，該無線系統(tǒng)包括相關裝置(102)，用于根據基站所接收的信號產生脈沖響應，相關裝置(102)規(guī)定脈沖響應具有最小長度實際上為3比特。
26.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，該無線系統(tǒng)包括相關裝置(102)，該裝置根據與用戶終端所發(fā)送的信號一同發(fā)送的訓練序列，將至少兩個具有相同頻率并從同一個時隙接收到的信號相互分離。
27.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，該無線系統(tǒng)包括相關裝置(102)，該裝置對基站所接收的信號進行相關，并根據相關，選定具有最佳質量或例如最高能量的信號，再將該信號用作實際連接建立信號。
28.如權利要求17所述的方法，其特征在于，該無線系統(tǒng)包括相關裝置(102)，該裝置利用訓練序列對基站所接收的信號進行相關，將根據相關產生的信號置于窗中，并比較置于窗中的信號的脈沖響應的總計能量，從而可以檢測出干擾信號和產生干擾信號的用戶終端。
29.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，該無線系統(tǒng)包括相關裝置(102)，該裝置對基站所接收的信號進行相關，并根據相關，檢測出對信號接收有干擾的信號。
30.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，如果用戶終端所發(fā)送的信號對另一個用戶終端所發(fā)送的信號干擾太大，那么，發(fā)射裝置(101)命令該用戶終端改變信號發(fā)射頻率。
31.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，該無線系統(tǒng)包括存儲裝置(103)，該裝置存儲有關在不同信號中已用的頻率的信息。
32.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，在該無線系統(tǒng)中，采用時分多址TDMA方法。
33.如權利要求17所述的無線系統(tǒng)，其特征在于，該無線系統(tǒng)的基站(100)是所謂的辦公室基站。
全文摘要
一種發(fā)送方法和一種無線系統(tǒng),該無線系統(tǒng)包括至少一個基站(100)和若干用戶終端(201－203),其中至少兩個用戶終端向同一個基站發(fā)送接入脈沖串。該接入脈沖串在用戶終端與基站之間激活一個連接,該連接由一個具有某一頻率并在時隙中發(fā)送的信號來建立。該無線系統(tǒng)包括發(fā)射裝置(101),該發(fā)射裝置命令用戶終端向基站(100)發(fā)送一個使用已被另一用戶終端所用的時隙和頻率的信號。該無線系統(tǒng)還包括調整裝置(205),該調整裝置根據發(fā)射裝置(101)所發(fā)送的命令來調整要發(fā)送到基站(101)的信號的發(fā)射時刻,以便基站(101)在不同的時刻接收所發(fā)送的信號。
文檔編號H04W74/04GK1247009SQ98802307
公開日2000年3月8日 申請日期1998年12月4日 優(yōu)先權日1997年12月5日
發(fā)明者奧爾利·皮拉寧 申請人:諾基亞電信公司