專利名稱：多路存取通信方法和設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明的領域涉及多路存取通信的方法和設備。
與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)有各種技術(shù)允許多個用戶與一個或多個固定站(即基站)進行無線通信來使用共享的通信資源。多路存取通信系統(tǒng)的例子包括蜂窩電話網(wǎng)絡和本地無線通信系統(tǒng)，比如無線私有分支交換(PBX)網(wǎng)絡。在這些多路存取通信系統(tǒng)中，來自不同源的發(fā)送信號采用許多的方式區(qū)分，比如按照不同的頻率、時隙和/或編碼來區(qū)分。
為了便于引用，此處稱按照發(fā)送頻率不同來區(qū)分發(fā)送信號的通信系統(tǒng)為頻分多路存取(FDMA)通信系統(tǒng)。前向鏈路在一個頻率上傳輸而反向鏈路在另一個不同頻率上傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)稱為頻分雙工(FDD)通信系統(tǒng)。
按照發(fā)送的相對時間(即，使用時隙)區(qū)分信號的通信系統(tǒng)稱為時分多路存取(TDMA)通信系統(tǒng)。前向鏈路在一個時隙(或時段)上傳輸而反向鏈路在另一個不同時隙(或時段)上傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)稱為時分雙工(TDD)通信系統(tǒng)。DECT系統(tǒng)是一個眾所周知的TDD通信系統(tǒng)的例子。
按照發(fā)送時編碼的方式區(qū)分信號的通信系統(tǒng)稱為碼分多路存取(CDMA)通信系統(tǒng)。在CDMA通信系統(tǒng)中，要發(fā)送的數(shù)據(jù)通常以某種方式編碼，該方式使該信號能夠“擴頻”較寬的頻率范圍，同時隨著擴頻的頻帶范圍增加而可以降低發(fā)送信號的能量。在接收方，信號被解碼，這“解擴”并恢復原始數(shù)據(jù)。不同的編碼可以用于區(qū)分發(fā)送信號，因此允許多路同時通信，雖然與“窄帶”FDMA或TDMA系統(tǒng)相比較而言在較寬的頻帶和較低的能量級別上通信。因此，不同用戶可以在同一頻率同時發(fā)送信號而不必擔心相互干擾。
已經(jīng)開發(fā)或提出了各種“混合”通信系統(tǒng)，其中集中了不止一個多路存取通信技術(shù)。比如GSM系統(tǒng)可以看作使用FDD和TDMA的“混合”通信系統(tǒng)。在GSM系統(tǒng)中，每個基站被賦予在其相關(guān)頻帶內(nèi)的一個發(fā)射頻率，而移動站使用基站可接收的頻帶中的一種頻率來與基站通信。發(fā)送到用戶站的信號按照基站發(fā)射頻率所賦予的時隙通信，而來自用戶站的信號以對應基站接收頻率的時隙發(fā)送。
圖3的方框圖顯示通常與傳統(tǒng)的GSM系統(tǒng)相關(guān)的空中幀結(jié)構(gòu)301。如圖3所示，基站發(fā)送時間幀302結(jié)合基站發(fā)送頻率311定義，移動站發(fā)送時間幀303結(jié)合移動站發(fā)送頻率312定義?；景l(fā)送頻率311和移動站發(fā)送頻率312按照預先確定的頻率間隔(比如45MHz)分隔?；景l(fā)送時間幀302由一組等間隔基站發(fā)送時隙306組成。類似的，移動發(fā)送時間幀303由一組等間隔移動站發(fā)送時隙307組成?；景l(fā)送時間幀302和移動發(fā)送時間幀303有相同數(shù)量的時隙306，307，比如每個幀有8個時隙306，307。
在運行時，GSM基站在基站發(fā)送時隙306發(fā)送，在移動發(fā)送時隙307接收。移動發(fā)送時間幀303按照預先確定的時間305(比如，三個時隙)“偏離”基站發(fā)送時間幀302，從而允許移動站有足夠的“輪回”切換時間和信息處理時間，也允許轉(zhuǎn)發(fā)基站到移動站消息給移動站。
盡管多路存取通信可以采用FDMA，TDMA，或CDMA，或一些變種(比如FDD或TDD)或它們的混合等來實現(xiàn)，但是當設備制造商或操作者希望從一種類型的多路存取通信遷移到另一種類型的多路存取通信時就會出現(xiàn)問題。該問題來自于下面的事實專門為一種類型的多路存取通信系統(tǒng)制造設備的廠商不能使用另一種多路存取系統(tǒng)，因為在各種通信技術(shù)中存在本質(zhì)的區(qū)別，從而導致兩種通信系統(tǒng)不僅在通信協(xié)議上而且在物理硬件上不兼容。比如，為TDD通信設計的基站不能與FDD手機正常通信，而TDD手機也不能與為FDD通信設計的基站通信。
人們希望設備制造商或服務提供商采用或提供使用不同多路存取通信技術(shù)或協(xié)議的系統(tǒng)，從而為不同的市場、地理區(qū)域或客戶類型、或其他情況提供服務。但是，為不同的多路存取通信環(huán)境開發(fā)不同的設備將顯著增加設備設計和制造成本。這種開發(fā)過程也有可能導致產(chǎn)生不同的互不兼容的協(xié)議，比如他們可能需要不同類型的回程服務，導致更多的設計費用來支持不同的回程格式，很可能需要在同一地區(qū)建立兩個基站控制器，每個服務于不同類型的基站(如FDD對TDD)。而且，設備制造商或服務提供商可能希望不花費顯著的重新設計費用就從一種類型的多路存取通信和協(xié)議遷移到另一種類型。
因此，提供設備和方法允許在多個多路存取通信環(huán)境中相互通信有很多好處。而且，更為有益的是提供方法和設備用來把一種類型的多路存取服務(比如TDD)轉(zhuǎn)化或適配成不同類型(比如FDD)的服務。
發(fā)明簡述從某方面將，本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)，它包含的方法和設備使TDD設備只需最小的變化來支持FDD幀結(jié)構(gòu)并執(zhí)行FDD通信。
在一個實施例中，提供了一種新穎的幀結(jié)構(gòu)。利用該幀結(jié)構(gòu)，每個都具有單一頻率合成器的一組用戶站，能夠與有超過兩個頻帶的基站通信，從而執(zhí)行FDD通信。根據(jù)該實施例，時間幀由一組與基站發(fā)送頻帶相關(guān)的基站發(fā)送時隙和一組與用戶發(fā)送頻帶相關(guān)的用戶發(fā)送時隙組成?；景l(fā)送時隙和用戶發(fā)送時隙都被分成第一時段和第二時段，每個時段一般都由時隙的一半組成。來自用戶站的信號以用戶發(fā)送頻帶發(fā)送，來自基站的信號以基站發(fā)送頻帶發(fā)送，兩者在時間上交替。在時隙的第一時段，用戶站發(fā)送給基站；在時隙的第二時段，基站發(fā)送給用戶站，這樣基站和用戶站達到希望的不同時發(fā)送。
描述到采用本發(fā)明原則的至少兩種不同的時間幀結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，基站與該組用戶站中的每一個按順序進行通信，在與一個給定用戶站完成所有雙向交流之后再與下一個用戶站通信。在該實施例的優(yōu)選方案中，“活動的”的基站發(fā)送時隙和“活動的”的用戶發(fā)送時隙在時間序列上交替出現(xiàn)。在基站發(fā)送時隙，第一時段被設定成無效(即，未被使用)，類似地，在用戶發(fā)送時隙，第二時段被設定成無效(即，未被使用)。因此，用戶站每隔一個用戶發(fā)送時隙就在第一時段發(fā)送，而基站則每隔一個基站發(fā)送時隙就在第二時段發(fā)送。發(fā)送/接收切換時間由活動的用戶發(fā)送時隙的第二時段和活動的基站發(fā)送時隙的第一時段組成。在發(fā)送/接收切換期間，正與基站通信的用戶站在用戶發(fā)射頻率和基站發(fā)射頻率之間切換，并進入接收模式。
在另一個實施例中，基站按順序與一組用戶站中的每一個通信，但是并非在與一個給定用戶站完成所有雙向交流之后才與下一個用戶站通信。在該實施例的優(yōu)選方案中，時間幀仍由一組與基站發(fā)送頻帶相關(guān)的基站發(fā)送時隙和一組與用戶發(fā)送頻帶相關(guān)的用戶發(fā)送時隙組成，基站發(fā)送時隙和用戶發(fā)送時隙都被分成最好是等間隔的第一時段和第二時段?；景l(fā)送和用戶站發(fā)送交替進行。用戶站在用戶發(fā)送時隙的第一時段發(fā)送，基站在基站發(fā)送時隙的第二時段發(fā)送，這樣基站和用戶站沒有同時發(fā)送。雙工通信信道是如下定義的，在每個雙工通信信道中，基站發(fā)送與相應的用戶站發(fā)送之間在時間上由預先確定的時間分隔。因此，雙工發(fā)送對由在基站時隙的基站發(fā)送和在用戶時隙的用戶發(fā)送組成，基站發(fā)送和用戶發(fā)送之間由預先確定的時間(比如，接近時間幀的一半)來分隔，這插入的時間允許用戶站進行發(fā)送/接收切換。
在另一種情況下，用戶站最初被配置成TDD通信，并具有適合于或經(jīng)過修正適合于執(zhí)行FDD通信的單一頻率合成器，它最好與此處描述的優(yōu)選FDD時間幀結(jié)構(gòu)一致。可能的修正包括以適當?shù)拈g隔重新調(diào)整用戶站頻率合成器使之允許FDD通信，重新配置語音/數(shù)據(jù)處理接口來解決發(fā)送/接收切換時間所必需的延遲以及其它修正。
在另一種情況下，基站最初被配置成TDD通信，并具有適合于或經(jīng)過修正適合于執(zhí)行FDD通信的單一頻率合成器，它最好與此處描述的優(yōu)選FDD時間幀結(jié)構(gòu)一致?？赡艿男拚ㄒ赃m當?shù)拈g隔重新調(diào)整基站頻率合成器使之允許FDD通信，重新配置回程接口來解決發(fā)送/接收切換時間所必需的延遲以及其它修正。
在另一種情況下，基站最初被配置成TDD通信，并具有適合于或經(jīng)過修正適合于執(zhí)行FDD通信的多個頻率合成器，它最好與此處描述的優(yōu)選FDD時間幀結(jié)構(gòu)一致?？赡艿男拚ㄒ赃m當?shù)拈g隔重新配置回程接口來解決基站和用戶站發(fā)送之間的間隔，以及用戶站發(fā)送/接收切換時間所必需的延遲等其它修正。
其它有關(guān)本發(fā)明的實施例、修正、變化和增強也在本文加以說明。
附圖簡要描述

圖1是蜂窩系統(tǒng)示意圖。
圖2是業(yè)界熟知的TDD幀結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是GSM幀結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4是基站的方框圖。
圖5A和5B是在基站和適合進行FDD通信的TDD用戶站之間進行FDD通信的幀結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6A是描述在用戶站調(diào)整頻率合成器以便執(zhí)行FDD通信的相對時間關(guān)系的時序圖。
圖6B是描述當發(fā)送語音數(shù)據(jù)之外的差錯校驗數(shù)據(jù)時在用戶站調(diào)整頻率合成器的相對時間關(guān)系的時序圖。
圖7是在基站和修改后的TDD用戶站之間進行FDD通信所需的另一種幀結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8的方框圖描述了有單一頻率合成器的用戶站(比如，手機)。
圖9的方框圖描述了有單一頻率合成器的基站。
如圖1進一步所示，通信系統(tǒng)101還包括基站控制器105，它與特定地理區(qū)域的基站104相連接。基站控制器105放大來自多個基站104的輸入，并把信息從基站104中繼到移動交換中心(MSC)(圖中未標)并最終連接到公眾交換電話網(wǎng)(PSTN，或“網(wǎng)絡”)(圖中未標)?；究刂破?05還把信息從網(wǎng)絡中繼到獨立的基站104。如果必要的話，基站控制器105執(zhí)行信號消息轉(zhuǎn)換，信號消息涉及移動管理和呼叫控制，從而使信號消息與基站104使用的通信協(xié)議相兼容。
在此處描述的一個或多個實施例中，提供了方法和設備來適配、修正或轉(zhuǎn)換TDD設備(包括TDD用戶站與/或基站)從而執(zhí)行FDD通信。另外還提供了一種新穎的幀結(jié)構(gòu)用于通信，該幀結(jié)構(gòu)尤其適用于適配、修正或轉(zhuǎn)換TDD設備來執(zhí)行FDD通信。下面將簡要描述以前的TDD幀結(jié)構(gòu)，結(jié)合對TDD設備在TDD幀結(jié)構(gòu)中通信的情況加以描述。此后將詳細描述本發(fā)明提供的革新性技術(shù)。
圖2是業(yè)界熟知的TDD幀結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖2中，重復的主要時間幀201由一組時隙(或次要時間幀)202組成。每個時隙202可以由基站104賦予某個用戶站102。如果需要的話，用戶站102可以被賦予不止一個時隙202，因此時隙202可以連續(xù)或不連續(xù)的被賦予。
如圖2進一步所示，每個時隙202由兩個時段205，206組成。在第一(即用戶發(fā)送)時段205，被賦予該時隙202的用戶站102發(fā)送用戶到基站消息211給基站104。在第二(即基站發(fā)送)時段206，基站104發(fā)送基站-用戶消息212給被賦予該時隙202的用戶站102。因此，每個用戶站102在她所賦予的時隙202發(fā)送和接收，這樣允許多個用戶站102與同一個基站104通信。
圖4和8分別是基站401和用戶站801的方框圖，它們可能被專門配置成利用現(xiàn)有技術(shù)的空中TDD協(xié)議(比如圖2所描述的)通信。如圖4所示，基站401一般由無線電收發(fā)器405(包含發(fā)送器415和接收器416等)、天線406(連接到無線電收發(fā)器405)以及也連接到無線電收發(fā)器405的空中控制器410組成?？罩锌刂破?10連接到存儲緩沖區(qū)411，該緩沖區(qū)是空中控制器410和回程線路控制器412所共享的?？罩锌刂破?10查看無線電收發(fā)器405從內(nèi)存緩沖區(qū)411提取信息并發(fā)送給與基站401通信的各個用戶站102的信息提取過程，并當從用戶站102接收到信息時通過無線電收發(fā)器405存儲信息到存儲緩沖區(qū)411?；爻叹€路控制器412從存儲緩沖區(qū)411移出信息通過回程線路430發(fā)送給網(wǎng)絡，并把回程線路430從網(wǎng)絡接收的信息存儲到存儲緩沖區(qū)411，以便無線電收發(fā)器405能夠獲取它。在該方式下，信息從用戶站102傳遞給網(wǎng)絡，然后再回來，這樣就能支持電話呼叫或類似的通信鏈路。
圖4還進一步描述了空中控制器410的細節(jié)。此處描述的空中控制器410由連接到時間幀計數(shù)器421和時隙計數(shù)器422的時鐘420組成。時間幀計數(shù)器421和時隙計數(shù)器422連接到控制邏輯器423，后者使用來自時間幀計數(shù)器421和時隙計數(shù)器422的輸出形成空中通信的格式化消息。在空中控制器410的控制下，無線電收發(fā)器405存儲信息到緩沖區(qū)411或刪除緩沖區(qū)411內(nèi)的信息。
除了包含發(fā)送器415和接收器416之外，無線電收發(fā)器405還包含發(fā)送器VCO(壓控振蕩器)418和接收器VCO413。發(fā)送器VCO418連接到混頻器419，用來把發(fā)送器415的數(shù)據(jù)輸出轉(zhuǎn)換成需要的發(fā)送頻率，接收器VCO413連接到混頻器414，用來把基站401接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成需要的接收頻率以便由接收器416處理。混頻器418和419耦合到雙工復用器417，后者連接到天線406。
基站401的工作頻率可以通過為發(fā)送器VCO418和接收器VCO413選擇需要的電壓(比如通過控制來自空中控制器410的比特)來加以選擇，從而設置需要的頻率輸出。如果基站401被配置成使用單一頻帶在基站和用戶站進行TDD通信(比如根據(jù)圖2所示的幀結(jié)構(gòu)201)，那么發(fā)送器VCO418和接收器VCO413可以被設置成同樣的頻率。另一方面，如果基站401被配置成與此處描述的幀結(jié)構(gòu)相關(guān)的FDD通信，那么發(fā)送器VCO418和接收器VCO413可以被設置成不同頻率(其頻率分隔可以是比如45MHZ)。在空中控制器410的控制下可以動態(tài)的完成頻率選擇。另外，發(fā)送前或接收后的數(shù)據(jù)處理一般也可以由空中控制器410的控制邏輯器423控制。
為了便于快速或方便的存儲和提取數(shù)據(jù)，存儲緩沖區(qū)411可以劃分為存儲段429，每個存儲段429對應一個時隙202。比如，在一個實施例中，當前時隙(比如來自時隙計數(shù)器422的輸出)可以被用做偏移指針，控制在給定時刻無線電收發(fā)器405應該訪問哪個存儲段429。如果采用TDD通信，或者基站發(fā)送和用戶站發(fā)送之間按時間區(qū)分，那么存儲段429的組織結(jié)構(gòu)可以如下安排用戶發(fā)送時段206的數(shù)據(jù)和基站發(fā)送時段205的數(shù)據(jù)相鄰存放。另外，存儲段429可以有其它組織結(jié)構(gòu)，比如所有用戶發(fā)送時段206的數(shù)據(jù)存儲在緩沖區(qū)411的一半，而所有基站發(fā)送時段205的數(shù)據(jù)存儲在緩沖區(qū)411的另一半。來自控制邏輯器423的控制信號觸發(fā)或改變每個時段的狀態(tài)(即，基站和用戶時隙之間每次轉(zhuǎn)換)，可被用做偏移指針來控制無線電收發(fā)器405在給定的時刻是訪問存儲緩沖區(qū)411的“上”半部分還是訪問存儲緩沖區(qū)411的“下”半部分(即，用戶發(fā)送數(shù)據(jù)還是基站發(fā)送數(shù)據(jù))。
圖4所示的基站401提供對發(fā)送和接收頻率的選擇，因此允許在具有不同頻率的不同蜂窩103(如圖1所示)的蜂窩環(huán)境中采用該基站401(與某一種重復模式一致，比如在此處全部引用的美國專利5,402,413中描述的三蜂窩或七蜂窩重復模式)?；?01選用需要的頻率的方法很多，比如可以通過選擇基站401外部交換機，或者采用更好的方法，通過使用空中控制器410的軟件或固件對需要的頻率編程。
圖8是用戶站801(比如手機)的方框圖，該用戶站用于根據(jù)圖2所示的空中TDD協(xié)議通信，在某一個方面代表了把TDD手機轉(zhuǎn)換成用于FDD通信。如圖8所示，用戶站801包括無線電收發(fā)器805(由發(fā)送器815和接收器816等組成)、天線806(連接到無線電收發(fā)器805)以及空中控制器810(也連接到無線電收發(fā)器805)組成?？罩锌刂破?10連接到存儲緩沖區(qū)811?？罩锌刂破?10管理無線電收發(fā)器805從內(nèi)存緩沖區(qū)811提取信息并發(fā)送給與用戶站801通信的基站104的信息檢索過程，并當從基站104接收到信息時通過無線電收發(fā)器805存儲信息到存儲緩沖區(qū)811。
存儲緩沖區(qū)811連接到模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器831和數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器832。A/D轉(zhuǎn)換器831和D/A轉(zhuǎn)換器832都連接到聲音合成機835，后者連接到揚聲器/麥克風836。從基站104接收并存儲在緩沖區(qū)811中的信息被D/A轉(zhuǎn)換器832從數(shù)字格式轉(zhuǎn)換成模擬格式。然后，聲音合成機835處理模擬格式信息并發(fā)送信號給揚聲器/麥克風836來產(chǎn)生音頻語音或其它聲音給用戶/收聽者。揚聲器/麥克風836還從用戶處拾取語音或其它聲音，并傳遞模擬數(shù)據(jù)信號給聲音合成機835。聲音合成機835處理模擬數(shù)據(jù)信號，并把處理過的模擬數(shù)據(jù)信號發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換器831轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。然后，數(shù)字格式的數(shù)據(jù)被存儲在緩沖區(qū)811中，以便在適當?shù)臅r隙發(fā)送這些數(shù)據(jù)給基站104。
圖8還進一步描述了空中控制器810的細節(jié)。此處描述的空中控制器810由連接到時間幀計數(shù)器821和時隙計數(shù)器822的時鐘820組成。時間幀計數(shù)器821和時隙計數(shù)器822連接到控制邏輯器823，后者使用來自時間幀計數(shù)器821和時隙計數(shù)器822的輸出形成空中通信的格式化消息。在空中控制器810的控制下，無線電收發(fā)器805存儲信息到緩沖區(qū)811或刪除緩沖區(qū)811內(nèi)的信息。無線電收發(fā)器805還進一步包括發(fā)送/接收(T/R)開關(guān)817允許在發(fā)送模式和接收模式之間轉(zhuǎn)換?？罩锌刂破?10的控制邏輯器823控制T/R開關(guān)817，從而根據(jù)時間幀的當前位置選擇發(fā)送模式或接收模式。比如，如果用戶站801使用圖2的時間幀201操作，那么空中控制器810在所賦予的時間幀202的用戶發(fā)送時段205期間選擇發(fā)送模式，并相應的選擇T/R開關(guān)817的位置或狀態(tài)。類似的，空中控制器810在所賦予的時間幀202的基站發(fā)送時段206期間選擇接收模式，并相應的選擇T/R開關(guān)817的位置或狀態(tài)。
控制邏輯器823被連接到RF存儲區(qū)825(比如RAM)，后者存放一組可編程的頻率值。可以根據(jù)存儲在RFRAM825中的可編程頻率值對VCO818編程。這樣，當用戶站801在蜂窩103之間移動時或當用戶站801監(jiān)視到來自基站104的臨近蜂窩103的通信時，VCO818可以被調(diào)整到需要的頻率以便允許用戶站801與其它基站104通信，或在使用不同頻率的不同蜂窩103之間執(zhí)行移交。
盡管可能希望適配或修改用戶站801來支持FDD通信，但是在該嘗試中仍面臨問題，比如適配或修改只有一個單一無線收發(fā)器805(因此在TDD幀結(jié)構(gòu)中只使用一種頻帶)的用戶站801，這導致只有單一的頻率合成器(即VCO818)。這樣，用戶站801不能同時接收和發(fā)送。另外，用戶站801存在一個有限但可能相當大的接收和發(fā)送頻率轉(zhuǎn)換延遲。由于典型硬件性能的限制，只有單一無線電收發(fā)器805的用戶站801通常不可能支持用戶站801在兩個分離的頻率的連續(xù)時段(即“零偏移”)進行發(fā)送和接收時所需的時間幀。
根據(jù)此處描述的一個實施例，TDD用戶站(比如圖8所示的手機801)最初被配置成按照TDD時間幀(比如圖2所示的時間幀201)操作，通過使用新FDD幀結(jié)構(gòu)可以適配成在FDD環(huán)境中操作，該FDD幀結(jié)構(gòu)無須同時發(fā)送或接收信號。類似的，TDD基站(比如圖4中的基站401)最初被配置成支持TDD時間幀(比如圖2所示的時間幀201)，它也可以適配成在FDD環(huán)境中操作，該操作通常要結(jié)合無須同時發(fā)送或接收信號的新FDD幀結(jié)構(gòu)，允許修改后的TDD(即，單無線電)用戶站與該新FDD幀結(jié)構(gòu)操作。
在一個實施例中，基站401和它的相關(guān)用戶站801被修改、適配或重配置成按照圖5A和5B所描述的幀結(jié)構(gòu)501定義的重復模式通信。如圖5A，時間幀502由一組時隙503組成。時隙503由一組對應基站發(fā)送頻帶520的基站發(fā)送時隙505和一組用戶站發(fā)送時隙506(也稱為基站接收時隙)組成，后者對應用戶站發(fā)送頻帶521(也稱為基站接收頻帶)?；景l(fā)送時隙505被分成第一時段510a和第二時段510b，每個時段一般包括基站發(fā)送時隙505的一半。類似的，用戶站發(fā)送時隙506被分成第一時段511a和第二時段511b，每個時段一般包括用戶站發(fā)送時隙506的一半，而且分別與基站發(fā)送時隙505的第一時段510a和第二時段510b的時序匹配。有關(guān)幀結(jié)構(gòu)501的更完整的描述參見圖5B。
正如下面要更詳細說明的，并非所有的基站發(fā)送時隙505和用戶站發(fā)送時隙506都被用于通信。其實，一些時隙(或一些時隙的某部分)被用于允許某個時間區(qū)間在用戶站102進行發(fā)送/接收切換，或者是可能遇到的其它時間延遲(比如轉(zhuǎn)發(fā)與/或處理延遲)。如圖5A和5B所示，以用戶發(fā)送頻帶521進行的用戶站102發(fā)射和以基站發(fā)送頻帶520進行的基站104發(fā)射在時間上交替出現(xiàn)。從交替進行的基站發(fā)射和用戶站發(fā)射的立場來看，圖5A和5B的幀結(jié)構(gòu)與TDD幀結(jié)構(gòu)有某種程度的類似。但是，與前面圖2所描述的TDD幀結(jié)構(gòu)不一樣的是，用戶站發(fā)射和基站發(fā)射是基于不同的頻帶的。因此，在前面圖4中描述的TDD基站401如果按照普通配置不加修改就不可能支持幀結(jié)構(gòu)501(或任何其它類型的FDD幀結(jié)構(gòu))。類似的，如前所述圖8中的TDD用戶站801如果按照普通配置不加修改，就不可能支持幀結(jié)構(gòu)501(或任何其它類型的FDD幀結(jié)構(gòu))。
根據(jù)圖5A和5B所描述的幀結(jié)構(gòu)501的一種情況，活動的基站發(fā)送時隙505與活動的用戶站發(fā)送時隙506在時間上交替出現(xiàn)。另外，在基站發(fā)送時隙505，第一時段510a(對應TDD時隙202的用戶發(fā)送時段205，其中基站401按照最初配置)被設定成無效(即，未被使用)，類似的，在用戶站發(fā)送時隙506，第二時段611b(對應TDD時隙202的基站發(fā)送時段206，其中用戶站801按照最初配置)被設定成無效。因此，在圖5A和圖5B所示的實施例中，用戶站102每隔一個用戶發(fā)送時隙506就以用戶發(fā)送頻帶521進行一次發(fā)射，類似的，基站104每隔一個基站發(fā)送時隙505就以基站發(fā)送頻帶520進行一次發(fā)射。對應用戶發(fā)送頻帶521的各個用戶發(fā)送時隙506之間的時間以及對應基站發(fā)送頻帶520的各個基站發(fā)送時隙505之間的時間都保持為“黑色”或未用。另外，“活動”基站發(fā)送時隙505的第一時段510a和“活動”用戶站發(fā)送時隙506的第二時段511b也保持為黑色或未用。
在圖5A和5B所描述的實施例中，基站104在處理與下一個用戶站102之間的通信之前，承載與給定用戶站102的整個雙工通信(即前向鏈路發(fā)送和反向鏈路發(fā)送)。在該實施例的優(yōu)選方案中，雙向傳輸發(fā)生在相鄰時隙，雙向傳輸時隙之間的時間區(qū)間(由兩個未用的時段511b和510a構(gòu)成)保持未用以便允許用戶站102在發(fā)送/接收之間切換。具體而言，參照圖5A和5B，第一用戶站(標記為“M1”)在第一用戶站發(fā)送時隙506的第一時段511a向基站(標記為“BS”)發(fā)射，而基站BS在第二基站發(fā)送時隙505(保持第一基站發(fā)送時隙505和第二用戶站發(fā)送時隙506為“黑色”或未用)的第二時段510b向第一用戶站M1發(fā)射。類似的，第二用戶站(標記為“M2”)在第三用戶站發(fā)送時隙506向基站BS發(fā)射，而基站BS在第四基站發(fā)送時隙505(保持第三基站發(fā)送時隙505和第四用戶站發(fā)送時隙506為“黑色”或未用)向第二用戶站M2發(fā)射。該通信模式在整個時間幀502以及每個后續(xù)時間幀502重復進行。
發(fā)送/接收切換時段512的定義是活動用戶發(fā)送時隙506的第二時段511b與活動基站發(fā)送時隙505的第一時段510a之和。在發(fā)送/接收切換時段512，參與跟基站104通信的當前用戶站102在用戶發(fā)送頻率521和基站發(fā)送頻率520之間切換，并進入接收模式。同時，基站104也在用戶發(fā)送頻率521和基站發(fā)送頻率520之間切換，并進入發(fā)送模式?；?04在基站發(fā)送時隙505的第二時段510b完成發(fā)送之后，基站104在基站發(fā)送頻率520和用戶發(fā)送頻率521之間切換，準備接收來自下一個用戶站102的發(fā)送。
在基站104包含兩個獨立的頻率合成器(比如，圖4所示的基站401，它包含VCO413和419以及雙工復用器417)的情況下，基站104能夠在發(fā)送之后立即接收以不同頻率發(fā)射的用戶站信號。但是，如果基站104只有一個單一頻率合成器，那么每當基站在不同頻率之間切換時就需要幀結(jié)構(gòu)提供一個時間區(qū)間(比如，一個完整的時隙)，以允許重新調(diào)整基站的單一頻率合成器。該種基站的一個例子參見后面將討論的圖9。
可以看出，圖5A和5B描述的幀結(jié)構(gòu)501把蜂窩103的系統(tǒng)容量減少到了圖2所示的TDD幀結(jié)構(gòu)201的一半，相當于減少到“真正的FDD”容量的四分之一。但是，圖5A和5B的幀結(jié)構(gòu)501的優(yōu)勢在于把由TDD設備改成執(zhí)行FDD通信所需的硬件與/或軟件修改降到了最低程度。
最初被配置成支持TDD通信的用戶站(比如用戶站801)可以被修改或適配來提供頻率切換并擴展用戶發(fā)送和基站發(fā)送之間的間隔，從而支持如圖5A和5B的幀結(jié)構(gòu)501所示的FDD幀結(jié)構(gòu)。對用戶站801的修改可能包括硬件修改與/或軟件修改。比如，修改空中控制器810，使之在基站發(fā)送頻帶520和用戶站發(fā)送頻帶521之間切換可編程VCO418，使賦予用戶站801的基站發(fā)送時隙505和用戶站發(fā)送時隙506的時序同步。響應頻率選擇控制信號(該信號可以從時隙計數(shù)器822中根據(jù)時隙數(shù)是偶數(shù)或奇數(shù)衍生出來)，空中控制器810為所賦予的用戶發(fā)送時隙511a選擇用戶發(fā)送頻帶521，為所賦予的基站發(fā)送時隙510b選擇用戶發(fā)送頻帶520?？罩锌刂破?10以類似圖2所示的幀結(jié)構(gòu)201控制用戶站801的T/R開關(guān)817，即，在所賦予的用戶發(fā)送時隙511a把T/R開關(guān)817放置到發(fā)送模式或狀態(tài)，在所賦予的基站發(fā)送時隙510b把T/R開關(guān)817放置到接收模式或狀態(tài)。
另外，可以修改用戶站801的空中控制器810以便在用戶站801接收和發(fā)送的雙工通信對中占據(jù)一個時隙延遲(即，發(fā)送/接收切換時段512)。為了達到該目的，空中控制器810在從存儲緩沖區(qū)811中調(diào)出數(shù)據(jù)并發(fā)送該數(shù)據(jù)時比其它根據(jù)圖2所示的TDD幀結(jié)構(gòu)201調(diào)出并發(fā)送的數(shù)據(jù)晚一個時隙。對空中控制器810進行修改來執(zhí)行該功能可以通過軟件實現(xiàn)，其方法是當用戶站801從發(fā)送模式觸發(fā)到接收模式時，增加軟件時間延遲(比如，軟件定時循環(huán))。
在優(yōu)選實施例中，每個用戶站801的幀計數(shù)器821和時隙計數(shù)器822是與所賦予的信道“同步”的，從用戶站801的角度看，賦予用戶站801的用戶發(fā)送時隙511a發(fā)生在時間幀502的最后時隙506，而對應的基站發(fā)送時隙510b發(fā)生在時間幀502的第一個時隙505，假設只有一個時隙被賦予用戶站801。當用戶站801第一次與基站建立通信信道時，幀計數(shù)器821和時隙計數(shù)器822按照上面描述的方式同步。在該實施例中，可編程VCO818在發(fā)送/接收之前留出足夠的時間在基站發(fā)送頻率520和用戶站發(fā)送頻率521之間切換，以便可編程VCO818能夠在正確頻率時預先穩(wěn)定。
該過程的進一步描述參見圖6A。圖6A描述定時循環(huán)550，它是代表圖5A和5B的重復時間幀502的另一種方式，它有助于描述可編程VCO818在時間幀502的切換時序。定時循環(huán)550包含一組連續(xù)時隙551(比如，十六個時隙)。當?shù)谝淮谓⑼ㄐ判诺罆r，用戶站801重新同步或重置內(nèi)部時序，這樣所賦予的信道包括最后時隙551(即第十五個時隙)的第一時段556，以及第一時隙551(即第0時隙)的第二時段557。對空中控制器810的控制邏輯器823編程，以便在用戶站發(fā)送時段556之前一到兩個時隙551--比如，在第十三時隙的起點，如圖6A所示--調(diào)出用戶站發(fā)送頻率FTX，而在基站發(fā)送時段557之前一個完整時隙，即，在用戶站發(fā)送時段556的最后調(diào)出基站發(fā)送頻率FRX。該時序確?？删幊蘓CO818能在用戶站給基站104發(fā)送和對應的基站向用戶站801發(fā)送之間有足夠時間穩(wěn)定。
圖6B的時序圖描述了一個實施例，其中可編程VCO818當用戶站801和基站104之間交換差錯校驗碼而不是其它數(shù)據(jù)時(如，語音數(shù)據(jù)或承載的數(shù)據(jù))被重新調(diào)整。在圖6B中，類似圖6A，代表圖5A和5B的重復時間幀502的定時循環(huán)570包含了一組連續(xù)時隙571。在圖6B所體現(xiàn)的特定實施例中，用戶站發(fā)送和基站發(fā)送之后都跟著一個差錯速率位(BERT)，接收者利用它來分析自身發(fā)送的質(zhì)量，并在必要時調(diào)整功率水平或其它發(fā)射參數(shù)。在特殊的測試模式下提供BERT發(fā)送，而在通常模式下其操作是圖6A。當發(fā)送BERT信號時，用戶站801重新同步或重置其時序，這樣，在所賦予的信道進行的用戶站發(fā)送就在第二到最后一個時隙571的第一時段576發(fā)生，而對應的基站發(fā)送發(fā)生在第一時隙571的第二時段578。用戶站BERT在最后時隙571的第一時段577發(fā)送，而基站BERT在第二時隙571的第二時段579發(fā)送。
重新調(diào)整用戶站801的頻率合成器(即，可編程VCO818)最好按照類似圖6A的時序發(fā)生。因此，空中控制器810的控制邏輯器823被編程，以便在用戶站發(fā)送時段576之前一到兩個時隙571--比如，在第十二時隙的起點，如圖6B所示--調(diào)出用戶站發(fā)送頻率FTX，而在基站發(fā)送時段558之前一個完整時隙，即，在用戶站BERT發(fā)送的用戶站發(fā)送時段577的最后調(diào)出基站發(fā)送頻率FRX。該時序確?？删幊蘓CO818能在用戶站給基站104發(fā)送和對應的基站向用戶站801發(fā)送之間有足夠時問穩(wěn)定。
可編程VCO818的重新調(diào)整由空中控制器810的控制邏輯器823管理。因為大部分FDD系統(tǒng)通常基站104比用戶站102需要被賦予更多的不同頻率集合用于發(fā)送，所以用戶站801的RFRAM825最好擴展到能夠保持兩倍的可編程頻率值，其中一半是與基站發(fā)送頻帶520有關(guān)的可編程頻率值，另一半是與用戶站發(fā)送頻帶521有關(guān)的可編程頻率值。
根據(jù)此處所描述的實施例，最初被配置成用于TDD通信的用戶站，而且只有一個單一可編程頻率合成器，可以用最小的硬件與/或軟件修正被適配或修改來支持FDD通信。
另外，最初被配置成用于TDD通信的基站，而且只有一個單一可編程頻率合成器，可以使用類似上面所描述的用戶站801的方法，被適配或修改來支持圖5A和5B所示的幀結(jié)構(gòu)501。帶有單一頻率合成器的基站901的例子參見圖9。圖9中的基站901的組件，如果其功能與圖4的基站401的組件類似，那么就采用和圖4一致的編號，只是圖9中的編號指定為序列9xx，而圖4中的編號指定為序列4xx。
相應的，圖9中的基站901由無線電收發(fā)器905(包含發(fā)送器915和接收器916等)、天線906(連接到無線電收發(fā)器905)以及空中控制器910(也連接到無線電收發(fā)器905)組成。空中控制器910連接到存儲緩沖區(qū)911，該緩沖區(qū)是空中控制器910和回程線路控制器912所共享的。與圖4所示的基站401類似，空中控制器910查看無線電收發(fā)器905從內(nèi)存緩沖區(qū)911提取信息并發(fā)送給與基站901通信的各個用戶站102的信息提取過程，并當從用戶站102接收到信息時通過無線電收發(fā)器905存儲信息到存儲緩沖區(qū)911?；爻叹€路控制器912從存儲緩沖區(qū)911移出信息發(fā)送到回程線路930給網(wǎng)絡，并把回程線路930從網(wǎng)絡接收的信息存儲到存儲緩沖區(qū)911，以便無線電收發(fā)器905能夠獲取它。在該方式下，信息從用戶站102傳遞給網(wǎng)絡，然后再回來，這樣就能支持電話呼叫或類似的通信鏈路。
圖9還進一步描述了空中控制器910的細節(jié)。此處描述的空中控制器910由連接到時間幀計數(shù)器921和時隙計數(shù)器922的時鐘920組成。時間幀計數(shù)器921和時隙計數(shù)器922連接到控制邏輯器923，后者使用來自時間幀計數(shù)器921和時隙計數(shù)器922的輸出形成空中通信的格式化消息。在空中控制器910的控制下，無線電收發(fā)器905存儲信息到緩沖區(qū)911或刪除緩沖區(qū)911內(nèi)的信息。
無線電收發(fā)器905還進一步包括發(fā)送/接收(T/R)開關(guān)917允許在發(fā)送模式和接收模式之間轉(zhuǎn)換?？罩锌刂破?10的控制邏輯器923控制T/R開關(guān)917，從而根據(jù)時間幀的當前位置選擇發(fā)送模式或接收模式。比如，如果用戶站901使用圖2的時間幀201操作，那么空中控制器910在所賦予的每個時隙202的用戶發(fā)送時段205期間選擇發(fā)送模式，并相應的選擇T/R開關(guān)917的位置或狀態(tài)。類似的，空中控制器910在所賦予的每個時隙202的基站發(fā)送時段206期間選擇接收模式，并相應的選擇T/R開關(guān)917的位置或狀態(tài)。
為了便于快速或方便的存儲和提取數(shù)據(jù)，存儲緩沖區(qū)911可以劃分為存儲段929，每個存儲段929對應一個時隙202。比如，在一個實施例中，當前時隙(比如來自時隙計數(shù)器922的輸出)可以被用做偏移指針，控制在給定時刻無線電收發(fā)器905應該訪問哪個存儲段929。存儲段929的組織結(jié)構(gòu)可以如下安排用戶發(fā)送時段206的數(shù)據(jù)和基站發(fā)送時段205的數(shù)據(jù)相鄰存放。另外，存儲段929可以有其它組織結(jié)構(gòu)，比如所有用戶發(fā)送時段206的數(shù)據(jù)存儲在緩沖區(qū)911的一半，而所有基站發(fā)送時段205的數(shù)據(jù)存儲在緩沖區(qū)911的另一半。T/R開關(guān)917的控制信號可被用做偏移指針來控制無線電收發(fā)器905在給定的時刻是訪問存儲緩沖區(qū)911的“上”半部分還是訪問存儲緩沖區(qū)911的“下”半部分(即，用戶發(fā)送數(shù)據(jù)還是基站發(fā)送數(shù)據(jù))。
為了適配或修改圖9的基站901來執(zhí)行FDD通信，修改空中控制器910，使之在基站發(fā)送頻帶520和用戶站發(fā)送頻帶521之間切換可編程VCO918，使基站發(fā)送時隙505和用戶站發(fā)送時隙506的時序同步。響應頻率選擇控制信號(該信號可以從時隙計數(shù)器922中根據(jù)時隙數(shù)是偶數(shù)或奇數(shù)衍生出來)，空中控制器910為偶數(shù)時隙505和506選擇基站發(fā)送頻帶520，為奇數(shù)時隙505和506選擇基站發(fā)送頻帶521?？罩锌刂破?10以類似圖2所示的幀結(jié)構(gòu)201控制基站901的T/R開關(guān)917，即，在奇數(shù)時隙505和506把T/R開關(guān)917放置到發(fā)送模式或狀態(tài)，在偶數(shù)時隙505和506把T/R開關(guān)917放置到接收模式或狀態(tài)。
另外，可以修改基站901的空中控制器910以便在給定用戶站201接收和發(fā)送的雙工通信對中占據(jù)一個時隙延遲(即，發(fā)送/接收切換時段512)。為了達到該目的，空中控制器910在從存儲緩沖區(qū)911中調(diào)出數(shù)據(jù)并發(fā)送該數(shù)據(jù)時比其它根據(jù)圖2所示的TDD幀結(jié)構(gòu)201調(diào)出并發(fā)送的數(shù)據(jù)晚一個時隙。對空中控制器910進行修改來執(zhí)行該功能可以通過軟件實現(xiàn)，其方法是當基站901從接收模式觸發(fā)到發(fā)送模式時，增加軟件時間延遲(比如，軟件定時循環(huán))。
圖7的框圖描述了用于FDD通信的另一種幀結(jié)構(gòu)701，該通信發(fā)生在基站104和用戶站102之間，具體而言是發(fā)生在被初始配置成TDD通信但又被修改或適配來支持FDD通信的基站104和用戶站102之間。在圖7中，時間幀602由一組時隙603組成。時隙603由一組基站發(fā)送時隙605(對應基站發(fā)送頻帶620)和一組用戶站發(fā)送時隙606(也稱為基站接收時隙)組成，后者對應用戶站發(fā)送頻帶621(也稱為基站接收頻帶)?；景l(fā)送時隙605被分成第一時段610a和第二時段610b，每個時段一般包括基站發(fā)送時隙605的一半。類似的，用戶站發(fā)送時隙606被分成第一時段611a和第二時段611b，每個時段一般包括用戶站發(fā)送時隙606的一半，而且分別與基站發(fā)送時隙605的第一時段610a和第二時段610b的時序匹配。
如圖7所示，以用戶發(fā)送頻帶621進行的用戶站102發(fā)射和以基站發(fā)送頻帶620進行的基站104發(fā)射在時間上交替出現(xiàn)。從交替進行的基站發(fā)射和用戶站發(fā)射的立場來看，圖7的幀結(jié)構(gòu)與TDD幀結(jié)構(gòu)有某種程度的類似。但是，與前面圖2所描述的TDD幀結(jié)構(gòu)不一樣的是，用戶站發(fā)射和基站發(fā)射是基于不同的頻帶的。
根據(jù)圖7所示的幀結(jié)構(gòu)601，在基站發(fā)送時隙605，第一時段610a(對應TDD時隙202的用戶發(fā)送時段205)被設定成無效(即，未被使用)，類似的，在用戶站發(fā)送時隙606，第二時段611b(對應TDD時隙202的基站發(fā)送時段206)被設定成無效(即，未被使用)。因此用戶站102在用戶站發(fā)送時隙606的第一時段611a發(fā)射，基站104在基站發(fā)送時隙605的第二時段610b發(fā)射。與圖5A和5B的幀結(jié)構(gòu)501不同的是，所有的基站發(fā)送時隙605和用戶發(fā)送時隙606都用于時間幀602通信，在幀結(jié)構(gòu)601中既不存在活動基站發(fā)送時隙和活動用戶站發(fā)送時隙之間強加的連續(xù)交替行為，也不必要存在“黑色”或未用時隙。但是，幀結(jié)構(gòu)601確實存在黑色或未用時段；具體而言，每個基站發(fā)送時隙605的第一時段610a和每個用戶站發(fā)送時隙606的第二時段611b還存在黑色或未用。
在圖7所描述的幀結(jié)構(gòu)701中，基站104承載與用戶站102有交迭的雙工通信，在處理與下一個用戶站102之間的通信之前，并不完成與給定用戶站102的整個雙工通信。在該實施例的優(yōu)選方案中，雙工通信對包含在基站時隙605的基站發(fā)送和在用戶站時隙606的用戶站發(fā)送，兩者在時間上大約相隔半個時間幀602，該相隔的時間區(qū)間允許用戶站102切換發(fā)送/接收。如圖7所示(它從基站的角度描述)，基站(標記為“BS”)在第一基站發(fā)送時隙605的第二時段610b發(fā)送基站到用戶消息給第一用戶站(標記為“M1”)，而用戶站M1在第九發(fā)送時隙606的第一時段611a發(fā)送給基站BS(假設時間幀602有十六個基站和用戶時隙605和606)。在基站BS發(fā)送給第一用戶站M1的同一個時隙603，第九用戶站(標記為“M9”)發(fā)送給基站BS，但是它使用基站BS沒有發(fā)送的第一時段611a。第九用戶站M9在第九時隙603接收來自基站的發(fā)送，如圖7所示。因此，幀結(jié)構(gòu)601就定義了一個重復的發(fā)送模式，在每個時隙603中基站104和用戶站102交替發(fā)送，每個雙工信道包含基站發(fā)送及其后跟隨的相應用戶站發(fā)送，兩者之間相隔一個預先確定的時隙603數(shù)目(比如，八個時隙)。該通信模式在整個時間幀602以及每個后續(xù)時間幀602重復進行。
容易看出，圖7的幀結(jié)構(gòu)601有圖5A和5B描述的幀結(jié)構(gòu)501系統(tǒng)容量的兩倍，與圖2所示的TDD幀結(jié)構(gòu)201的系統(tǒng)容量相同，是“真正的FDD”系統(tǒng)容量的一半。與圖5A和5B的幀結(jié)構(gòu)501一樣，圖7所示的幀結(jié)構(gòu)601的優(yōu)勢在于把由TDD設備改成執(zhí)行FDD通信所需的硬件與/或軟件修改降到了最低程度。
最初被配置成支持TDD通信的用戶站(比如用戶站801)可以被修改或適配來提供頻率切換并擴展用戶發(fā)送和基站發(fā)送之間的間隔，從而象支持圖5A和5B的幀結(jié)構(gòu)501那樣支持圖7所示的FDD幀結(jié)構(gòu)601。但是，用戶站發(fā)送和基站發(fā)送之間的時間區(qū)間不是等于一個時隙，使用圖7所示的幀結(jié)構(gòu)601，用戶站801將被修改成使該時間區(qū)間等于所賦予的用戶發(fā)送時隙和基站發(fā)送時隙之間的間隔(即，大約半個時間幀，或者8個時隙，按照用戶站801的角度考慮)。類似的，最初被配置成支持TDD通信的基站可以被修改支持圖7所示的幀結(jié)構(gòu)601，其方式類似圖5A和5B的有關(guān)描述，但存在例外，基站(比如，圖4的基站401)需要被重新編程或修改以便空中控制器410在時隙和用戶站102之間維持正確的聯(lián)系。
假設圖4所示的基站401最初被配置成支持TDD通信(即，對應圖2所示的幀結(jié)構(gòu)201)，可以進行一定的修改來允許基站401支持圖7所示的FDD幀結(jié)構(gòu)601。比如，作為分割前向鏈路和反向鏈路的結(jié)果，基站401的空中控制器410可以被修改，以便相應的調(diào)整無線電收發(fā)器405，使之把信息映射到或映射出存儲緩沖區(qū)411(在空中控制器410的控制下)。換言之，空中控制器410被重新配置，以便讓無線電收發(fā)器405在對應具體用戶站102的存儲緩沖區(qū)411的正確存儲段429存儲和提取包數(shù)據(jù)。一種達到該方式的軟件方法是使用時隙偏移參數(shù)。當空中控制器410指示無線電收發(fā)器405從存儲緩沖區(qū)411為基站發(fā)送時隙610b提取信息時，就施加時隙偏移參數(shù)從而使信息能夠從存儲緩沖區(qū)411正確的位置(即，正確的存儲段429)提取。在該方式下，不必修改反向線路控制器412(除了可能存在例外的時序調(diào)整來占據(jù)前向和反向鏈路信息之間新增的延遲)。
另外，可以修改反向線路控制器412而不是空中控制器410的存儲管理。在該實施例中，通過修改反向線路控制器412，使之把從網(wǎng)絡接收并要發(fā)送到特定用戶站102的信息存放在存儲緩沖區(qū)411的合適存儲段429。比如，反向線路控制器412把從網(wǎng)絡接收的信息不是在基站時隙610b之后立即存儲到存儲段429而是在基站時隙610b之后八個時隙603之后才存儲到存儲段429。然后，空中控制器410使無線電收發(fā)器405在正確的基站發(fā)送時隙610b發(fā)送該信息。但是，空中控制器410仍需要修改以便聯(lián)系到正確的用戶站發(fā)送時隙611a和基站發(fā)送時隙610a，作為單一的雙工信道，從而得知何時命令無線電收發(fā)器405發(fā)送(或接收)以及何時保持睡眠狀態(tài)，因為沒有用戶站102被賦予某個特定時隙605或606。
根據(jù)圖7的幀結(jié)構(gòu)，用戶站發(fā)送和基站發(fā)送之間相隔一個約等于半個時間幀(即，8個時隙)的區(qū)間，因此允許用戶站102在發(fā)送和接收頻率之間切換多個時隙，同樣的操作原則可以被擴展或應用到其它類似幀結(jié)構(gòu)，通過選擇不同數(shù)目的時隙與/或在該時間幀中的不同數(shù)目的時隙來分隔用戶站發(fā)送和對應的基站發(fā)送。
圖7所示的幀結(jié)構(gòu)601的優(yōu)點是用戶站102應該有更多適當?shù)臅r間在它們的前向鏈路和反向鏈路的發(fā)送和接收頻率之間切換。但是，可能需要修改基站901的反向線路控制器912，來適應由前向鏈路和反向鏈路以TDD時間幀結(jié)構(gòu)發(fā)送時兩者之間引入的延遲，但是該修改在范圍上相對較小，而且沒有必要調(diào)整反向協(xié)議或帶寬(在支持有兩倍用戶容量的“真正的FDD”時則需要)。
除了對基站104與/或用戶站102的硬件/軟件改變之外，還需要對所采用的通信協(xié)議做一些修改，以便支持圖5A/5B或圖7的FDD幀結(jié)構(gòu)。比如，如果TDD基站被轉(zhuǎn)換成FDD通信，支持對單一用戶站102的時隙集合，該能力是FDD通信系統(tǒng)所需要的，那么就需要修改空中控制器910來賦予并管理分配給單一用戶站102的多個時隙。假設為一個時隙的給定用戶站102分配接發(fā)送/接收送頻率切換時間，在圖5A/5B和圖7中的FDD幀結(jié)構(gòu)的時隙結(jié)合數(shù)量就主要取決于用戶站102的發(fā)送和接收時隙之間的偏移。但是，在這兩種情況下都可能為單一用戶站102賦予半數(shù)的時隙。
應該注意的是，此處描述的各種實施例中，某些電路被描述成本質(zhì)上是模擬電路，而其它電路被描述成本質(zhì)上是數(shù)字電路。但是，業(yè)界技術(shù)人員將理解許多不同的組件可以采用數(shù)字或模擬方式實現(xiàn)，這取決于各種人們已知的折中考慮，本發(fā)明并沒有特意限制有關(guān)各種實施例的具體實現(xiàn)方式。比如，盡管圖801所描述的手機801有一個聲音合成器835，后者以模擬信號操作，但是聲音合成器835也可以用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)，這樣，A/D轉(zhuǎn)換器831和D/A轉(zhuǎn)換器832就連接在聲音合成器835和揚聲器/麥克風836之間。
本發(fā)明的原則既適用于移動系統(tǒng)，也適用于固定系統(tǒng)，此處描述的實施例可以在移動通信環(huán)境或固定的無線本地回路系統(tǒng)被實施。本發(fā)明與美國專利申請序列號09/159,714與/或09/159,734結(jié)合使用、參照使用或附加使用，這兩個專利申請在此被完整的引用。
在優(yōu)選實施例中，基站104和用戶站102之間使用擴展頻譜通信。前面描述的每個實施例都可以配置成使用擴展頻譜通信。舉例而言，在美國專利號5,016,255，5,022047或5,659,574中描述了合適的擴展頻譜發(fā)送和接收技術(shù)，每個專利都可以適用于本發(fā)明的接受者，它們被完整的在此引用。不同的蜂窩103(參見圖1)可以被賦予不同的擴展頻譜代碼(或不同集合的擴展頻譜代碼，其中每個單一的代碼可能被臨時賦予單獨的用戶站102)，從而獲得CDMA技術(shù)的優(yōu)勢。除了使用CDMA來區(qū)分不同蜂窩103的發(fā)送之外，可以為不同的蜂窩103賦予不同的頻率，其方法與賦予CDMA代碼的重復模式相同或不同。
盡管此處描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是許多變化仍可能存在于本發(fā)明的概念和范圍之內(nèi)。業(yè)界普通技術(shù)人員閱讀了本說明和圖表之后就很清楚這種變化。因此，本發(fā)明除了受權(quán)利要求的精神和范圍限制之外，不受任何限制。
權(quán)利要求
1.FDD通信系統(tǒng)，包含基站，所述的基站產(chǎn)生包含一組時隙的時間幀，每個時隙包含第一時段和第二時段；以及一組用戶站；其中所述的用戶站僅在所述的時隙的第一時段以第一頻帶發(fā)送到所述的基站，所述的基站僅在所述的時隙的第二時段以第二頻帶發(fā)送到所述的用戶站，所述的第一頻帶和所述的第二頻帶相互隔絕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包含一組雙工信道，每個雙工信道由一個與所述的第二頻帶相關(guān)的第一時段和一個與所述的第一頻帶相關(guān)的第二時段組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，對每個雙工信道，第一時段和第二時段是相鄰的時隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，對每個雙工信道，包含雙工信道第一時段的時隙剛好處于包含雙工信道第二時段的時隙的前面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，對每個雙工信道，包含雙工信道第一時段的時隙與包含雙工信道第二時段的時隙相隔大約半個所述的時間幀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個所述的用戶站只包含一個單一頻率合成器。
7.FDD通信的方法，包含如下步驟(a)在基站產(chǎn)生時間幀，所述的時間幀包含一組時隙，每個時隙被分成第一時段和第二時段；(b)僅在每個時隙的第二時段以第一頻帶從基站向用戶站發(fā)送；(c)僅在每個時隙的第一時段以不同于第一頻帶的第二頻帶從用戶站向基站發(fā)送；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中每個時隙所述的第一時段在所述的第二時段的前面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進一步包括如下步驟把雙工通信信道賦予與所述的時間幀有關(guān)的所述的用戶站。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中每個雙工通信信道包含來自兩個不同時隙的時段。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中每個雙工通信信道包含來自第一時隙的第一時段和來自第二時隙的第二時段，所述的第一時隙和第二時隙相互鄰接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中每個雙工通信信道包含來自第一時隙的第一時段和來自第二時隙的第二時段，所述的第一時隙和第二時隙之間相隔大約半個所述的時間幀。
13.FDD通信的方法，包含如下步驟(a)在基站產(chǎn)生重復的時間幀，所述的時間幀包含一組時隙，每個時隙被分成第一時段和第二時段；(b)在所述的第一時隙的第一時段以指定的用戶發(fā)送頻率在所述的基站接收來自用戶站的用戶-基站消息；(c)把所述的用戶站的無線電收發(fā)器切換到指定的基站發(fā)送頻率；(d)在所述的第二個時隙的第二時段以指定的基站發(fā)送頻率從所述的基站發(fā)送基站-用戶消息給所述的用戶站；(e)把所述的用戶站的無線電收發(fā)器切換到指定的用戶發(fā)送頻率；(f)重復步驟(b)到(e)，以所述的時間幀的一組時隙與所述的基站的各個用戶站通信。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述的第二時隙與所述的第一時隙在時間上相鄰。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述的第二時隙緊跟在所述的第一時隙之后。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述的第二時隙與所述的第一時隙在時間上相隔大約半個時間幀。
17.用戶站，包括收發(fā)器，只包含一個單一頻率合成器；控制器，連接到所述的收發(fā)器，所述的控制器通過根據(jù)時間幀所編程序運行，該時間幀包含一組時隙，每個時隙包含第一時段和第二時段；其中所述的控制器驅(qū)使所述的收發(fā)器在第一個所述的時隙的第一時段以第一頻帶發(fā)送用戶-基站消息，在第二個所述的時隙的第二時段以第二頻帶接收基站-用戶消息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶站，其中所述的第一時隙和所述的第二時隙相互鄰接。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶站，其中所述的第一時隙和所述的第二時隙之間相隔大約半個時間幀。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶站，進一步包括連接到所述的收發(fā)器的揚聲器和麥克風。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶站，其中所述的收發(fā)器包括擴頻頻譜編碼器和擴頻頻譜解碼器。
22.基站，包括無線電收發(fā)器；以及控制器，連接到所述的無線電收發(fā)器，所述的控制器通過根據(jù)時間幀所編程序運行，該時間幀包含一組時隙，每個時隙包含第一時段和第二時段；其中所述的控制器驅(qū)使所述的無線電收發(fā)器在所述的時隙的第一時段以第一頻帶接收用戶-基站消息，在所述的時隙的第二時段以第二頻帶發(fā)送基站-用戶消息。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的基站，其中所述的無線電收發(fā)器只包含一個單一頻率合成器，并且其中所述的用戶-基站消息和所述的基站-用戶消息被最近的用戶-基站消息或基站-用戶消息以最小的發(fā)送/接收切換時間相隔。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的基站，其中所述的控制器驅(qū)使所述的無線電收發(fā)器在相鄰的時隙發(fā)送和接收每個用戶站信息。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的基站，其中所述的控制器驅(qū)使所述的無線電收發(fā)器在相隔大約半個所述的時間幀的時隙發(fā)送和接收每個用戶站的信息。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的基站，進一步包括天線；存儲緩沖區(qū)，連接到所述的無線電收發(fā)器，所述的存儲緩沖區(qū)被分成一組存儲段，每個存儲段對應一個通信信道；發(fā)送/接收開關(guān)，連接在所述的無線電收發(fā)器和所述的天線之間，所述的發(fā)送/接收開關(guān)在發(fā)送模式和接收模式之間切換，來響應時隙計數(shù)器信號；以及反向接口，連接到所述的存儲緩沖區(qū)，所述的反向接口從所述的存儲緩沖區(qū)通過反向線路發(fā)送信息，并接收來自反向線路的信息存儲到所述的存儲緩沖區(qū)；其中所述的控制器包含時間幀標記信號和時隙計數(shù)器，所述的時隙計數(shù)器輸出時隙計數(shù)器信號，根據(jù)所述的時隙計數(shù)器信號確定的時間間隔，把存儲在所述的存儲緩沖區(qū)的存儲段的信息轉(zhuǎn)發(fā)到所述的無線電收發(fā)器用于發(fā)送，并根據(jù)所述的時隙計數(shù)器信號確定的時間間隔，把從用戶站接收的發(fā)送給所述的基站收發(fā)器的信息存儲在所述的存儲緩沖區(qū)的存儲段。
27.適配TDD用戶站執(zhí)行FDD通信的方法，所述的TDD用戶站起初被配置成根據(jù)包含一組時隙的時間幀操作，其中每個時隙被分成第一時段和第二時段，包括如下步驟配置TDD用戶站的無線電收發(fā)器，在第一頻帶和第二頻帶之間切換，所述的第二頻帶與所述的第一頻帶完全隔離；并且對TDD用戶站的控制器編程，讓所述的無線電收發(fā)器在所述的第一時隙的第一時段以所述的第一頻率發(fā)送用戶一基站消息，允許所述的無線電收發(fā)器在所述的第二時隙的第二時段以所述的第二頻率接收基站一用戶消息。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述的無線電收發(fā)器通過讀取來自一組用戶發(fā)送頻率值的某個用戶發(fā)送頻率值，以及讀取來自一組基站發(fā)送頻率值的某個基站發(fā)送頻率值，在所述的第一頻帶和所述的第二頻帶之間切換。
全文摘要
只需最小程度改變TDD設備來支持FDD幀結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)和方法包括了新穎的幀結(jié)構(gòu),一組用戶站(102),每個都有單一的頻率合成器,來與基站(401)通信。根據(jù)該幀結(jié)構(gòu)(501),一個時間幀由一組時隙組成,每個時隙被分成第一時段和第二時段。來自用戶站(102)的信號由用戶傳輸頻帶發(fā)送,并與來自基站通過基站傳輸頻帶發(fā)送的信號在時間上交替,為用戶站提供適當?shù)陌l(fā)送/接收切換(817)時間。
文檔編號H04J1/04GK1342353SQ99813630
公開日2002年3月27日 申請日期1999年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月24日
發(fā)明者梯莫西·L·里斯, 斯科特·R·安格 申請人:(美國)捷迅公司