[非专利文献1]H.Takai,“BER Performance of Anti-multipathModulation Scheme PSK-VP andits Optimum Phase-Waveform”,IEEE,Trans.Veh.Technol.,Vol.VT-42,1993,Nov.,p625-639
[非专利文献2]S.Ariyavisitakul,S.Yoshida,F.Ikegami,K.Tanaka,T.Takeuchi,“A Power-efficient linear digital modulator and itsapplication to an anti-multipath modulation PSK-RZ scheme”,Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference 1987,1987,June,p66-71
附图说明
[图1A]图1A是示出根据本发明第一至第四实施例的无线传输系统的结构实例的视图。
[图1B]图1B是示出根据本发明第一至第四实施例的无线传输系统的结构实例的视图。
[图2]图2是示出根据本发明第一至第四实施例发送的分组的结构实例的视图。
[图3A]图3A是示出根据本发明第一实施例的多跳传输方法的视图。
[图3B]图3B是示出根据本发明第一实施例的多跳传输方法的视图。
[图4A]图4A是示出由在图3A所示的相对位置处的终端站和管理站所发送的分组的结构的视图。
[图4B]图4B是示出由在图3A所示的相对位置处的终端站和管理站所发送的分组的结构的视图。
[图4C]图4C是示出由在图3A所示的相对位置处的终端站和管理站所发送的分组的结构的视图。
[图5]图5是示出根据本发明第一至第四实施例的管理站的结构实例的框图。
[图6]图6是示出当采用PSK-VP方案执行通信时调制部分41的结构的框图。
[图7]图7是示出当采用PSK-VP方案执行通信时解调部分33的结构的框图。
[图8]图8是示出管理站1操作概况的顺序图。
[图9]图9是示出管理站1在现有相邻管理站搜索模式下的操作的流程图。
[图10]图10是示出管理站1在现有相邻管理站搜索模式结束之后的操作的流程图。
[图11]图11是示出管理站1在现有相邻管理站数量大于响应分组传输次数时的操作的流程图。
[图12]图12是示出管理站1在后续相邻管理站数量大于响应分组传输次数时的操作的流程图。
[图13]图13是示出已经接收到在图10所示步骤S66中发送的延迟量通报分组的管理站2的操作的流程图。
[图14]图14是示出在利用图10至图13所示的操作确定将要分配给每个管理站的延迟量之后,管理站1在分组接收期间的操作的流程图。
[图15A]图15A是示出根据本发明第一实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图15B]图15B是示出根据本发明第一实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图15C]图15C是示出根据本发明第一实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图16A]图16A是示出根据本发明第一至第四实施例的无线传输系统的结构改变实例的视图。
[图16B]图16B是示出根据本发明第一至第四实施例的无线传输系统的结构改变实例的视图。
[图16C]图16C是示出根据本发明第一至第四实施例的无线传输系统的结构改变实例的视图。
[图17A]图17A是示出根据本发明第一实施例的管理站的延迟量记录表实例的视图。
[图17B]图17B是示出根据本发明第一实施例的分组传输时间实例的视图。
[图17C]图17C是示出根据本发明第一实施例的、在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图18]图18是示出根据本发明第一至第四实施例的、在响应分组冲突时的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图19]图19是示出当采用OFDM方案进行通信时调制部分41a的结构的框图。
[图20]图20是示出在图19所示的调制部分41a的主要部分中生成的信号与传输开始信号之间的时间的视图。
[图21]图21是示出当采用OFDM方案进行通信时解调部分33a的结构的框图。
[图22]图22是示出当采用单载波系统进行通信时解调部分33b的结构的框图。
[图23]图23是示出当采用DSSS方案进行通信时调制部分41C的结构的框图。
[图24]图24是示出当采用DSSS方案进行通信时解调部分33c的结构的框图。
[图25]图25是示出根据第一实施例的修改的管理站1的操作的流程图。
[图26A]图26A是示出根据本发明第二实施例的多跳传输方法的视图。
[图26B]图26B是示出根据本发明第二实施例的多跳传输方法的视图。
[图27A]图27A是示出根据本发明第二实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图27B]图27B是示出根据本发明第二实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图27C]图27C是示出根据本发明第二实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图28A]图28A是示出根据本发明第二实施例的管理站的延迟量记录表实例的视图。
[图28B]图28B是示出根据本发明第二实施例的管理站在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图28C]图28C是示出根据本发明第二实施例的管理站的多站同时传输的一个方案实例的视图。
[图29A]图29A是示出根据本发明第二实施例的管理站的延迟量记录表实例的视图。
[图29B]图29B是示出根据本发明第二实施例的管理站在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图30A]图30A是示出根据本发明第三实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图30B]图30B是示出根据本发明第三实施例的管理站的延迟量记录表实例的视图。
[图30C]图30C是示出根据本发明第三实施例的管理站在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图31A]图31A是示出根据本发明第三实施例的管理站在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图31B]图31B是示出根据本发明第三实施例的管理站的延迟量记录表实例的视图。
[图32A]图32A是示出根据本发明第一至第四实施例的延迟量记录表实例的视图。
[图32B]图32B是示出根据本发明第一至第四实施例的延迟量记录表实例的视图。
[图33A]图33A是示出根据本发明第四实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图33B]图33B是示出根据本发明第四实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图33C]图33C是示出根据本发明第四实施例的管理站操作和延迟量确定过程的视图。
[图34A]图34A是示出根据本发明第一至第四实施例的无线传输系统的结构改变实例的视图。
[图34B]图34B是示出根据本发明第一至第四实施例的无线传输系统的结构改变实例的视图。
[图35A]图35A是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图35B]图35B是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图35C]图35C是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图35D]图35D是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图35E]图35E是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图36]图36是示出当采用QPSK-VP方案时比特差错率特性和两个波之间的TDOA的视图。
[图37]图37是示出在QPSK-VP方案中两个接收波和三个接收波的比特差错率特性的视图。
[图38]图38是示出图37中两个波和三个波之间的时间关系的视图。
[图39A]图39A是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图39B]图39B是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图39C]图39C是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图39D]图39D是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图39E]图39E是示出根据本发明第一至第四实施例的、在减少管理站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图40]图40是示出根据本发明第四实施例的管理站的操作概况的顺序图。
[图41A]图41A是示出在PSK-VP方案中抗多径特性实例的视图。
[图41B]图41B是示出在PSK-VP方案中抗多径特性实例的视图。
[图42A]图42A是示出本发明的具体应用实例的视图。
[图42B]图42B是示出本发明的具体应用实例的视图。
[图43A]图43A是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输系统的结构实例的视图。
[图43B]图43B是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输系统的结构实例的视图。
[图44A]图44A是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输系统的结构实例的视图。
[图44B]图44B是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输系统的结构实例的视图。
[图45]图45是示出根据本发明第五至第八实施例发送的分组的结构的视图。
[图46A]图46A是说明传统无线传输系统与根据本发明的无线传输系统之间的差别的视图。
[图46B]图46B是说明传统无线传输系统与根据本发明的无线传输系统之间的差别的视图。
[图47A]图47A是示出由在图46B所示的相对位置处的无线站所发送的分组的结构的视图。
[图47B]图47B是示出由在图46B所示的相对位置处的无线站所发送的分组的结构的视图。
[图48]图48是示出根据本发明第五至第八实施例的无线站的结构实例的框图。
[图49]图49是示出无线站操作概况的顺序图。
[图50]图50是示出无线站1-1在相邻无线站搜索模式下的操作的流程图。
[图51]图51是示出无线站1-1在相邻无线站搜索模式结束之后的操作的流程图。
[图52]图52是示出当在接收等待状态下接收到某一分组时无线站1-1的操作的流程图。
[图53]图53是示出当在接收等待状态下接收到某一分组时无线站1-1的操作的流程图。
[图54A]图54A是示出根据本发明第五实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图54B]图54B是示出根据本发明第五实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图54C]图54C是示出根据本发明第五实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图55A]图55A是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输组的结构改变实例的视图。
[图55B]图55B是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输组的结构改变实例的视图。
[图55C]图55C是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输组的结构改变实例的视图。
[图56A]图56A是示出根据本发明第五实施例的无线站的延迟量记录表实例的视图。
[图56B]图56B是示出根据本发明第五实施例的无线站在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图56C]图56C是示出根据本发明第五实施例的无线站在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图57]图57是示出根据本发明第五至第八实施例的、在响应分组冲突时的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图58]图58是示出根据本发明第六实施例的中继传输方法实例的视图。
[图59A]图59A是示出根据本发明第六实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图59B]图59B是示出根据本发明第六实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图59C]图59C是示出根据本发明第六实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图60A]图60A是示出根据本发明第六实施例的无线站的延迟量记录表实例的视图。
[图60B]图60B是示出根据本发明第六实施例的无线站在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图61A]图61A是示出根据本发明第六实施例的无线站的延迟量记录表实例的视图。
[图61B]图61B是示出根据本发明第六实施例的无线站在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图62A]图62A是示出根据本发明第七实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图62B]图62B是示出根据本发明第七实施例的无线站的延迟量记录表实例的视图。
[图62C]图62C是示出根据本发明第七实施例的多站同时传输期间的分组传输时间的视图。
[图63A]图63A是示出当数量大于最大有效分支数的无线站执行多站同时传输时,在多站同时传输期间的分组传输时间实例的视图。
[图63B]图63B是示出当数量大于最大有效分支数的无线站执行多站同时传输时,无线站的延迟量记录表实例的视图。
[图64A]图64A是示出根据本发明第五至第八实施例的延迟量记录表实例的视图。
[图64B]图64B是示出根据本发明第五至第八实施例的延迟量记录表实例的视图。
[图65A]图65A是示出根据本发明第八实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图65B]图65B是示出根据本发明第八实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图65C]图65C是示出根据本发明第八实施例的无线站操作和延迟量确定过程的视图。
[图66A]图66A是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输组的结构改变实例的视图。
[图66B]图66B是示出根据本发明第五至第八实施例的无线传输组的结构改变实例的视图。
[图67A]图67A是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图67B]图67B是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图67C]图67C是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图67D]图67D是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图67E]图67E是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图68A]图68A是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图68B]图68B是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图68C]图68C是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图68D]图68D是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图68E]图68E是示出根据本发明第五至第八实施例的、在减少无线站数量时改变延迟量记录表的方法实例的视图。
[图69]图69是示出根据本发明第八实施例的无线站的操作概况的顺序图。
[图70A]图70A是示出本发明的具体应用实例的视图。
[图70B]图70B是示出本发明的具体应用实例的视图。
[图71]图71是示出在调制部分向已调制基带信号提供延迟时无线站的结构的框图。
[图72]图72是示出图71所示的调制部分41f的结构的框图。
[图73]图73是示出图72所示的延迟添加部分48的详细结构实例的框图。
[图74]图74是示出在读取控制部分和波形输出部分之间提供延迟添加部分时调制部分41g的结构的框图。
[图75A]图75A是示出专利文献1所描述的传统多站同时传输系统的结构的视图。
[图75B]图75B是示出专利文献1所描述的传统多站同时传输系统的结构的视图。
[图76]图76是示出专利文献2所描述的传统无线传输系统的结构的视图。
[图77]图77是示意性地示出图76所示的每个无线站所发送的分组的传输时间的视图。
[图78A]图78A是在通过采用传统技术而利用多跳系统执行多站同时传输时的说明性视图。
[图78B]图78B是在通过采用传统技术而利用多跳系统执行多站同时传输时的说明性视图。
[图78C]图78C是在通过采用传统技术而利用多跳系统执行多站同时传输时的说明性视图。
[图79A]图79A是在通过采用传统技术而利用多跳系统执行多站同时传输时的说明性视图。
[图79B]图79B是在通过采用传统技术而利用多跳系统执行多站同时传输时的说明性视图。
参考符号的说明
1至4和9:管理站
10-1、10-n、20-1、20-n、30-1和30-n:终端站
1-1、1-2、1-n、2-1、2-2和2-n:无线站
31:天线
32:RF部分
33:解调部分
34:分组确定部分
35:本站分组处理部分
36:延迟量确定部分
37:延迟量记录表
38:传输时间控制部分
40:传输分组处理部分
41:调制部分
42:表存储部分
10、17-1:源无线站
11至14以及17-2至17-5:中继无线站
21、17-6:目的无线站
具体实施方式
现在参考附图来说明本发明的实施例。在该说明书中,将无线传输系统定义为能够采用抗多径调制/解调方案来发送/接收数据的系统,在该无线传输系统中,由发射机侧无线站、多径信道和接收机侧无线站构成路径分集系统。路径分集系统的实例包括:(1)由发射机侧无线站采用扩频方案(例如DSSS方案、FHSS系统、THSS系统)对数据进行调制并由接收机侧无线站采用扩频方案对数据进行解调的系统;(2)由发射机侧无线站采用OFDM方案对数据进行调制并由接收机侧无线站采用OFDM方案对数据进行解调的系统;(3)由发射机侧无线站采用抗多径调制方案(例如PSK-VP方案、PSK-RZ方案或DSK系统)对数据进行调制并由接收机侧无线站采用与该抗多径调制方案相应的解调方案对数据进行解调的系统;以及(4)由发射机侧无线站采用单载波调制方案(例如PSK方案或QAM方案)对数据进行调制并由接收机侧无线站采用均衡器对数据进行解调的系统。注意,本发明并不限于上面提出的那些特定路径分集系统,而是包含将来设计的任何路径分集系统。
(第一实施例)
图1A是示出根据本发明第一实施例的无线传输系统的结构实例的视图。在图1A中,该无线传输系统具有管理站1至3以及终端站10-1至10-n、20-1至20-n和30-1至30-n,其中,每个管理站是无线站,每个终端站也是无线站。图1B是示出图1A所示的管理站1至3与终端站之间的相对位置的视图。
管理站1至3分别形成通信区域E1至E3,且管理站与各自通信区域内的终端站进行无线连接。管理站1至3对各自通信区域内存在的终端站进行信道分配等操作。顺便说明,通信区域E1至E3表示当管理站1至3作为单个站来发送分组(单站传输)时的通信区域。终端站10-1至10-n存在于通信区域E1中,终端站20-1至20-n存在于通信区域E2中。同时,终端站30-1至30-n存在于通信区域E3中。此处应注意,除非需要特别加以区分,将各个终端站10-1至10-n、20-1至20-n以及30-1至30-n共同称为终端站11。另外,除非需要特别加以区分,将终端站和管理站共同称为无线站。
管理站1至3和终端站11采用在接收端利用已解调数据来提供抗多径特性的调制/解调方案来发送和接收分组。
在本实施例中,将采用PSK-VP方案来发送数据的情况描述为具有抗多径特性的调制/解调方案。
管理站1至3在协商时间段(下文称为协商时段)中执行系统间仲裁(下文称为协商),并避免区域间的信道干扰。协商时段是在公共信道上周期性提供的时段。具体地讲,管理站1至3在通信之前发送和接收协商分组(下文称为信道信息分组),以便采用在管理站1至3之间共同使用的公共信道来建立可通信状态,其中所述信道信息分组包括如下信息,例如在本站区域内共同使用的信道信息、本站ID、由本站管理的终端站ID以及用于使系统同步的信标信息。顺便说明,信道信息分组不必包括所有信息,例如上述的信道信息、本站ID等,而是可以只包括一段信息。所述公共信道是用于控制系统的信道,其类似于在一般无线传输系统中使用的用于系统控制的公共信道。所述公共信道也可以用于一般数据传输。已经接收到信道信息分组的管理站生成响应分组以告知有关站已正常接收到信道信息分组,并将该响应分组发送到作为信道信息分组的源的管理站(源管理站)。顺便说明,由于响应分组是在协商时段内发送和接收的分组,所以其是协商分组。
此处应注意,在本实施例中将会说明管理站采用FDMA系统的频道来相互通信的情况,但也可以采用TDMA的时隙、CDMA方案的扩展码等。
而且,在本实施例中将会说明管理站是只要由其管理的终端站相互通信它就要进行干预的集中控制站。注意,管理站具有的功能不限于此,例如,管理站只执行与其它系统的协商以及向其它系统的数据中继,而在同一管理站下存在的终端可以不经过该管理站而相互通信。另外,不需要预先确定管理站,例如,可以按照如下方式确定,即,在构成一个无线系统的多个无线站中,将具有能够作为管理站的功能的无线站(例如图1所示的无线站10-1、无线站10-n、无线站1)宣告为管理站。顺便说明,例如,当在一个无线系统中存在具有能够作为管理站的功能的多个无线站时,可将最先宣告为管理站的无线站作为管理站。
当在管理站1至3形成的通信区域内生成新构造系统的管理站,而且能够执行分组的中继传输的管理站数量不少于2时,管理站1至3将确定能够执行分组的多站同时传输。当其它管理站中继发送分组时,管理站1至3在多个候选值中选择并确定应当提供给分组的延迟量。然后,管理站1至3将所确定的延迟量通报给能够执行多站同时传输的其它管理站。此时,将管理站1至3已经确定的多个延迟量设置为使得所述多个延迟量之间的每个差值可以不小于预定延迟分辨度,而所述多个延迟量中的最大和最小值之间的差值可以不大于预定最大延迟。将预定延迟分辨度和预定最大延迟分别设置为能够在接收端获得由路径分集产生的效果的值,也就是接收端的无线站能够执行多个延迟波的路径分集接收的值。在下文,将管理站1至3生成和发送的分组称为延迟量通报分组,该分组的用途是为了使对分组执行多站同时传输的其它管理站可以通报将提供给分组的延迟量。
另外,当从其它管理站或终端站接收到的分组是需要中继传输的分组(下文称为广播分组)时,管理站1至3就将从作为发送该广播分组的参考标准的时间(下文称为参考时间)开始延迟了从其它站通报的延迟量之后的时间作为传输开始时间。当到达传输开始时间时,管理站1至3中继发送广播分组。从而,由于能够在多站同时传输期间生成在任意接收点处都具有适当TDOA的多径,所以在接收广播分组的无线站(下文称为接收站)中必然能够获得由路径分集产生的效果。
图2是示出在该系统中发送和接收的分组的结构实例的视图。图2所示的分组包括报头(PR)、唯一字(UW)、分组标识符、目的站地址、源地址、源管理站地址、信息数据以及CRC。
报头用于增益控制以及时钟恢复、频率控制等。唯一字用于帧类型确定和帧同步。源地址是作为分组源的无线站的地址。目的站地址是作为分组目的地的无线站的地址。源管理站地址用来作为发送分组的管理站的地址,其中该管理站用于向其它将记录的管理站执行多站同时传输。在本实施例中,将会说明将源管理站的ID记录作为源管理站地址的情况。在下文中,将在能够执行多站同时传输的管理站中首先接收到分组的管理站的ID称为源管理站ID。信息数据是将要发送的数据的主要部分。分组标识符用来标识分组。CRC是将要用于差错检测的CRC(循环冗余校验)码。
图3A和图3B是示出本发明中的多跳传输实例的视图。在图3A和图3B中,管理站1至3的位置彼此非常接近,以至于与能够提供路径分集效果的TDOA(τ)相比,传播时间可以忽略。另外,管理站1至3位于共同的通信区域内。图4A至图4C是示出图3A中所发送和接收的分组的结构的视图。
图3A是示出当作为分组源的终端站10-1发送将寻址到终端站20-n的广播分组时分组的流向的视图。终端站10-1生成并发送图4A所示的分组。此处,对于分组标识符,假设0表示不需要中继的分组;1表示广播分组;2表示信道信息分组;3表示响应分组;4表示延迟量通报分组。在这种情况下,将表示这个分组是广播分组的“1”记录到终端站10-1所生成的分组的标识符处。同时,将作为分组目的地的终端站20-n的地址记录到目的站地址处。另外,由于当终端站10-1发送分组时该分组未由管理站进行中继发送,所以将“0”记录到源管理站地址处。
当从终端站10-1发送的分组被接收时,管理站1将会生成并发送图4B所示的广播分组。图4B是示出管理站1所发送的分组的结构的视图。管理站1将从终端站10-1发送的分组的源管理站ID改写为其本站ID并进行发送。当从管理站1发送的广播分组被接收时,管理站2和3就中继发送该广播分组。图4C是示出管理站2和3此时发送的分组的结构的视图。如上所述,由多个管理站(这里是管理站2和3)执行对从一个管理站(这里是管理站1)发送的广播分组的多站同时传输。已由管理站2和3进行了多站同时传输的广播分组被作为目的站的终端站20-n接收。
顺便说明,根据该系统,由于分组在终端站10-1中被发送到目的站,所以,可能未确定是否需要进行中继。在这种情况下,终端站10-1可以将分组的标识符设置为“0”以发送分组。在这种情况下,已经从终端站10-1接收到分组的管理站1识别出分组中所包含的目的站地址以确定是否需要进行中继,在需要进行中继时,其可以将分组标识符改写为“1”以执行中继传输。
在根据本实施例的无线传输系统中,延迟量通报分组在先前描述的协商时段中发送。从而,当管理站2和3执行广播分组的多站同时传输时,具有适当TDOA的多径到达任意接收点。所以,与单站传输情况相比,能够通过路径分集效果来扩大获得相同传输特性的通信区域。当管理站2和3执行多站同时传输时,通信区域对应于图3A所示的通信区域E23。如上所述,与单站传输时的通信区域E1至E3相比,该通信区域能够通过执行多站同时传输而得以扩大。所以,如图3A所示,即使目的终端站20-n已经移动到管理站2的单站区域E2之外,终端站20-n也能够正常接收分组。
此处应注意,在根据本实施例的无线传输系统中,可以由管理站2和3来执行对由管理站1本身作为源而已经发送的广播分组(例如,包含与区域E1中使用的或将要使用的信道有关的信息的分组等)的多站同时传输,如图3B所示。而且,例如,管理站1至3可以对管理站1至3在预定时段内共享的信息进行多站同时传输。例如,共享信息包括每个区域中使用的信道信息、位于每个区域内的终端站的ID、用于使系统同步的信标信息等。
在图3B的情况下,管理站2和3以与图3A类似的方法执行对管理站1已经发送的分组的多站同时传输,而且该分组由管理站9以适当的TDOA接收。所以,当生成了将要在单站区域之外构建另一个无线系统的管理站9时,如果如图3B所示用于管理所述另一个无线系统的管理站9位于通信区域E23之内,则管理站9就能够正常接收关于管理站1的信道信息等。
图5是示出管理站1的功能结构实例的视图。如图5所示,管理站1具有天线31、RF部分32、解调部分33、分组确定部分34、本站分组处理部分35、延迟量确定部分36、传输时间控制部分38、传输分组处理部分40、调制部分41以及表存储部分42。顺便说明,管理站2和3也具有与管理站1类似的结构。
分组确定部分34确定是否能够采用差错检测码(例如由解调部分33解调的已解调数据中所包含的CRC码)来正常接收分组。如果能够正常接收分组,则分组确定部分34就分析包含在分组中的分组标识符、目的站地址、源地址以及源管理站ID。
如果所接收到的分组是信道信息分组,则分组确定部分34就向传输分组处理部分40通报已解调数据中包含的源地址以便作为响应目的地的管理站地址,并命令其生成响应分组。分组确定部分34还通知传输时间控制部分38确定响应分组的传输开始时间。
如果所接收到的分组是响应分组,则分组确定部分34就将响应分组内所包含的源地址(管理站ID)传送给延迟量确定部分36以作为相邻站信息。同时,如果所接收到的分组是延迟量通报分组,则分组确定部分34就将延迟量通报分组传送给延迟量确定部分36。如果所接收到的分组是广播分组,则分组确定部分34就生成接收完成信号以表示广播分组的接收已经完成,并将接收完成信号连同源管理站ID和分组标识符一起传送到传输时间控制部分38。另外,此时,分组确定部分34将广播分组中UW之后的数据传送到传输分组处理部分40以作为中继数据,并命令其生成用于执行中继传输的广播分组。同时,如果所接收到的分组是寻址到其本站的分组,则分组确定部分34就将已解调数据传送到本站分组处理部分35。
本站分组处理部分35处理从分组确定部分34接收到的、寻址到其本站的分组。
延迟量确定部分36基于响应时段结束时间之前通报的相邻站信息,识别能够对其本站已经发送的广播分组执行中继传输的管理站的ID和数量,将在后面说明。如果能够执行中继传输的管理站的数量是多个,也就是说,如果存在能够执行多站同时传输的管理站,则延迟量确定部分36就根据能够执行多站同时传输的管理站的数量来确定将要分配到每个管理站的延迟量。在将所确定的延迟量记录到延迟量记录表37的同时,延迟量确定部分36将所确定的延迟量连同目的地址一起传送到传输分组处理部分40。另外,当接收到延迟量通报分组时,延迟量确定部分36就提取分配给其本站和其它站的延迟量,以将延迟量记录到延迟量记录表37中。
传输时间控制部分38基于参考时间和延迟量记录表37中记录的延迟量来控制发送该广播分组的时间。具体地,传输时间控制部分38将从接收到来自分组确定部分34的接收完成信号开始经过了预定时间之后的时间定义为参考时间,并且将从该参考时间开始延迟了所述延迟量的时间定义为广播分组的中继传输的传输开始时间。当到达传输开始时间时,传输时间控制部分38就生成用来命令传输开始的传输开始信号,以便将其传送到调制部分41。另外,当从分组确定部分34通报了响应分组的传输时,传输时间控制部分38在预定响应时段内在随机的时间处生成传输开始信号,以便将其传送到调制部分41。
传输分组处理部分40在周期性提供的协商时段内从控制部分(未示出)接收其本站的数据(包括其本站所管理的终端站ID)、其本站中使用的信道信息等,并且生成并保存向其本站的数据中添加了预定标题(header)(报头和唯一字)和预定脚注(footer)(CRC码等)的信道信息分组。传输分组处理部分40在从延迟量确定部分36接收到延迟量和目的地址时,也生成并保存向目的地址和延迟量中添加了预定标题和预定脚注的延迟量通报分组。另外,传输分组处理部分40在从分组确定部分34接收到中继数据时,将预定标题添加到中继数据中以便生成并保存广播分组。而且,传输分组处理部分40在从分组确定部分34接收到用以生成响应分组的命令时,生成并保存响应分组。
表存储部分42存储延迟量记录表37。当其本站成为源管理站时,从其它管理站通报的延迟量和将要分配到其它管理站的延迟量被记录到延迟量记录表37中。
调制部分41生成并输出已调制基带信号,该已调制基带信号调制有传输分组处理部分40所生成的分组内的发送数据。图6是示出当采用PSK-VP方案进行通信时调制部分41的结构。在图6中,调制部分41包括读取控制部分45、波形输出部分46以及D/A变换器47。
读取控制部分45包括由基准时钟操作的计数器。读取控制部分45在接收到传输开始信号时,基于计数器值来生成用于读取发送数据的数据读取时钟以及指示用于读取已调制波形数据的地址的地址信号。读取控制部分45将所生成的数据读取时钟传送到传输分组处理部分40,将其输入到L级(L是自然数)移位寄存器,并将L位的数据作为地址信号传送到波形输出部分46,其中在L位寄存器中具有从传输分组处理部分40读取的发送数据比特串。
发送分组处理部分40在与接收到的数据读取时钟进行同步的同时,读取发送数据并将其传送到调制部分41内的读取控制部分45。
波形输出部分46根据已接收到的地址信号,从内部波形存储器读取基于发送数据的已调制波形数据。具体地讲,波形输出部分46预先计算由发送数据的任意L位模式所确定的PSK-VP调制信号的基带波形。另外,波形输出部分46具有只读存储器(ROM),其将由上述L位模式代表的地址存储为波形数据。波形输出部分46将存储在由地址信号指定的地址中的波形数据作为已调制波形数据输出。
D/A变换器47将从波形输出部分46输入的已调制波形数据变换为模拟信号,以便将其作为已调制基带信号输出。
如上所述,调制部分41在接收到传输开始信号时,生成用于从波形存储器读取已调制波形的地址信号。由此,输出已调制基带信号的时间会根据接收到传输开始信号的时间而随每个基准时钟发生改变。通常,对于基准时钟,经常采用相当于符号频率(符号长度的倒数)的几倍至十几倍的频率。所以,可以在符号长度的几分之一至十几分之一的范围内调节输出已调制基带信号的时间。
此处应注意,在图6中已经说明了采用PSK-VP方案的情况,但是当采用另一种调制方案(例如PSK-RZ方案或DSK系统)调制信号时,必须要做的仅仅是改变存储在波形存储器中的已调制波形数据。
RF部分32对从调制部分41输出的已调制基带信号进行频率变换,以便将其作为无线信号而通过天线31进行发送。RF部分32将从天线31接收到的RF频带的接收信号变换为基带信号,并将其输出作为已接收的基带信号。
解调部分33对已接收的基带信号进行解调,并将其输出作为已解调数据。图7是示出当采用PSK-VP方案进行通信时解调部分33的结构的视图。解调部分33包括检测部分51、检测后滤波器52以及数据确定部分53。
检测部分51检测接收站12中从RF部分32输出的基带信号。检测后滤波器52对检测信号进行低通滤波。数据确定部分53确定从检测后滤波器52输出的信号以便获得已调制数据。
图8是示出按上述方式构成的管理站1至3的操作概况的顺序图。首先,管理站1发送的信道信息分组由管理站2和3接收。管理站2和3将响应分组发送到管理站1。在管理站1作为源管理站的情况下,管理站1在接收到响应分组时确定在管理站2和3执行广播分组的多站同时传输时每个管理站的延迟量。然后,管理站1生成延迟量通报分组来通报所确定的延迟量,以便将其发送到管理站2和3。应当理解,可将信道信息分组认为是用于请求多站同时传输的多站同时传输请求分组。
图9是示出管理站1在图5所示的现有相邻管理站搜索模式下的操作的流程图。管理站1在(以现有相邻管理站搜索模式)新构建系统时(例如在通电时),在预定时间内等待接收分组,并确定是否存在任何能够执行中继传输的管理站(下文称为相邻管理站)。管理站1重新设置用于在预定时间内等待接收分组的等待计时器(步骤S31),并在接收状态下等待(步骤S32)。
然后,如果在预定时间结束之前(步骤S34为否)接收到分组(步骤S33为是),则管理站1就对接收到的分组进行解调(步骤S35)。具体地,解调部分33对由天线31接收并由RF部分32进行频率变换的已接收基带信号进行解调,并将其作为已解调数据。
分组确定部分34对已解调数据应用CRC校验,以确定是否正常地接收了分组(步骤S36)。如果不能正常地对分组进行解调,则管理站1就再次在接收状态下等待(步骤S32)。同时,如果能够正常地对分组进行解调,则分组确定部分34就参考所接收到的分组的分组标识符,以确定其是否为信道信息分组(步骤S37)。
如果该分组不是信道信息分组,则管理站1就再次在接收状态下等待(步骤S32)。同时,如果该分组是信道信息分组,则其识别出该分组的源地址(源ID),并将其传送到延迟量确定部分36(步骤S38)。延迟量确定部分36将所接收到的源ID存储作为在其本站存在之前就已经存在的相邻管理站的ID(下文称为现有相邻管理站ID)(步骤S39)。
同时,如果在步骤S34中该预定时间结束,则处理进行到图10所示的步骤S51。
图10是示出管理站1在现有相邻管理站搜索模式结束之后的操作的流程图。在管理站1中,延迟量确定部分36将响应分组的传输次数设置为0(步骤S51),并确定现有管理站数量是否大于响应分组的传输次数(步骤S52)。如果现有管理站数量小于响应分组的传输次数,则延迟量确定部分36就命令传输分组处理部分40生成信道信息分组。传输分组处理部分40生成信道信息分组,并将其传送到调制部分41。调制部分41根据信道信息分组生成调制信号,并通过RF部分32和天线部分31对其进行发送(步骤S53)。
然后,管理站1在接收状态下等待,等待从另一个管理站发送的响应分组(步骤S54)。管理站1在响应时段结束之前(步骤S61为否)确定是否已接收到分组(步骤S55)。如果已接收到分组(步骤S55为是)而且能够正常解调所接收到的分组(步骤S55为是),则分组确定部分34就确定所接收的分组是否为响应分组。如果接收到的分组是响应分组,则延迟量确定部分36就将响应分组中包含的源ID存储作为相邻管理站ID(步骤S56至S60)。由于步骤S56至S60的操作类似于图9所示的步骤S35至S39,所以省略其详细说明。
同时,当在步骤S61中响应时段已结束而且等待接收响应分组的时间也已结束,则延迟量确定部分36就将响应分组的发送次数设置为0(步骤S62)。然后,延迟量确定部分36确定能够进行中继的站的数量是否不小于2(步骤S36)。具体地,延迟量确定部分36根据响应时段中存储的相邻管理站ID的数量,确定已经在响应时段中作出响应的相邻管理站的数量(下文称为能够进行中继的站的数量)。如果能够进行中继的站的数量小于2(步骤S63为否),则管理站1就结束该处理。
同时,如果能够进行中继的站的数量不小于2(步骤S63为是),则延迟量确定部分36就确定分配给能够中继广播分组的管理站的延迟量,以便将其记录到延迟量记录表37中,并且还将能够进行中继的站的ID和所确定的延迟量传送到传输分组处理部分40以命令其生成延迟量通报分组(步骤S64)。
传输分组处理部分40生成延迟量通报分组,并将其传送到调制部分41(步骤S65)。调制部分41根据延迟量通报分组生成调制信号,并通过RF部分32和天线31对其进行发送(步骤S66)。延迟量确定部分36将响应时段中存储的相邻管理站ID的数量与在现有相邻管理站搜索模式下获得的现有相邻管理站ID的数量进行比较,识别在其本站之后生成的管理站(后续相邻管理站)数量,并确定后续相邻管理站数量是否大于响应分组的传输次数(步骤S67)。如果后续相邻管理站数量不大于响应分组的传输次数(步骤S67为否),则管理站1就结束该处理。同时,如果后续相邻管理站数量大于响应分组的传输次数(步骤S67为是),则管理站1就进行到图12所示的步骤S81的操作。
同时,如果在步骤S52中现有相邻管理站数量大于响应分组的传输次数,则管理站1就进行到图11所示的步骤S81的操作。
图11是示出管理站1在现有相邻管理站数量大于响应分组传输次数时的操作的流程图。管理站1重置等待计时器(步骤S81),并等待接收分组(步骤S82),直到信道信息分组的等待时间结束为止(步骤S94为否)。如果接收到分组(步骤S83为是),则解调部分33就对分组进行解调(步骤S84),而且分组确定部分34对已解调数据进行CRC校验。如果正常接收到分组(步骤S83),则分组确定部分34就查阅该分组的分组标识符,以确定接收到的分组是否为信道信息分组(步骤S86)。如果接收到的分组不是信道信息分组,则管理站1就再次返回到等待状态(步骤S82)。
同时,如果接收到的分组是信道信息分组,则分组确定部分34就识别源管理站ID(步骤S87),并将其传送到延迟量确定部分36。延迟量确定部分36确定接收到的源管理站ID是否与已存储的现有相邻管理站ID一致(步骤S88)。如果源管理站ID与之不一致,则再次返回到接收等待状态(步骤S82),而如果源管理站ID与之一致,则延迟量确定部分36就命令传输分组处理部分40生成响应分组。
传输分组处理部分40生成并存储响应分组(步骤S89)。同时,传输时间控制部分38在随机的时间处生成传输开始信号,并将其传送到调制部分41(步骤S90)。调制部分41在接收到传输开始信号时,读取响应分组的发送数据以生成调制信号。调制部分41生成的调制信号作为无线信号而通过RF部分32和天线31进行发送(步骤S91)。
随后,延迟量确定部分36将响应分组的传输次数加1(步骤S92)。然后,管理站1在响应时段的结束时间之前等待(步骤S93),之后返回到图10所示的步骤S52的操作。
同时,如果即使信道信息分组的等待时间已经结束(步骤S94为是),但仍不能从现有相邻管理站接收到信道信息分组,则延迟量确定部分36就将所存储的现有相邻管理站的数量减1(步骤S95)。然后,管理站1返回到图10所示的步骤S52的操作。
图12是示出管理站1在后续相邻管理站数量大于响应分组传输次数时的操作的流程图。在图12所示的步骤S88处,延迟量确定部分36确定接收到的源管理站ID是否与已经存储的相邻管理站ID—致,如果源管理站ID与之不一致,则返回到步骤S82,而如果源管理站ID与之一致,则命令传输分组处理部分40生成响应分组。另外,由于图12所示的步骤S81至步骤S94的操作与图11中给予相同标号的步骤的操作类似,所以尽量省略其详细说明。如果即使信道信息分组的等待时间已经结束,也不能从已经存储了其ID的相邻管理站接收到信道信息分组(步骤S94为是),则延迟量确定部分36就将所存储的后续相邻管理站的数量减1(步骤S101)。然后,管理站1返回到图10的步骤S67的操作。如上所述,已经采用图9至图12的流程图说明了管理站1的操作,管理站2和3也按照类似于管理站1的方式操作。
图13是示出已经接收到在图10所示步骤S66中发送的延迟量通报分组的管理站2的操作的流程图。首先,延迟量确定部分36确定由解调部分33解调的(步骤S111)且由分组确定部分34确定为是正常接收的(步骤S112为是)分组是否为延迟量通报分组(步骤S113)。如果接收到的分组是延迟量通报分组,则延迟量确定部分36就从该分组提取延迟量(步骤S114),并将所提取的延迟量记录到延迟量记录表37中(步骤S115)。此处应注意,管理站2的操作已经在图13中作了说明,管理站1和3也按照与管理站2类似的方式操作。
图14是示出在利用图10至图13所示的操作确定将要分配给每个管理站的延迟量之后,管理站1在分组接收期间的操作的流程图。在管理站1中,解调部分33对由天线31接收并从RF部分32输出的已接收基带信号进行解调,并将其用为已解调数据(步骤S131)。
分组确定部分34对已解调数据进行CRC校验,以确定该分组是否被正常接收(步骤S132)。如果不能正常地对该分组进行解调,则管理站1就结束该处理。同时,如果能够正常地对该分组进行解调,则分组确定部分34就查阅接收到的分组的分组标识符,以确定其是否是不需进行中继的分组(步骤S133)。
如果接收到的分组是不需进行中继的分组,则分组确定部分34就查阅该分组的目的地址,以确定该分组是否寻址到其本站(步骤S134)。如果该分组不是寻址到其本站,则管理站1就结束该处理,而如果该分组寻址到其本站,则分组确定部分34就将已解调数据传送到本站分组处理部分35。管理站1在本站分组处理部分35中对已解调数据执行预定的处理(步骤S135),然后结束该过程。
同时,如果在步骤S133中接收到的分组不是不需要进行中继的分组,则分组确定部分34就查阅分组标识符,以确定接收到的分组是否为广播分组(步骤S136)。如果接收到的分组不是广播分组,则管理站1就结束处理。同时,如果接收到的分组是广播分组,则分组确定部分34就生成接收完成信号,然后将其连同该分组的标识符一起传送到传输时间控制部分38(步骤S137)。
然后,分组确定部分34查阅该分组的源ID,以确定源管理站ID是否为0(步骤S138)。如果源管理站ID不是0,则分组确定部分34就将源管理站ID输出到传输时间控制部分38(步骤S140)。同时,如果源管理站ID是0,则分组确定部分34就将源管理站ID变换为其本站ID(步骤S139),并将已变换的ID作为源管理站ID而输出到传输时间控制部分38(步骤S140)。
而且,分组确定部分34从已解调数据中提取图2所示的UW之后的数据作为有效负荷数据,并在需要时将该有效负荷数据传送到传输分组处理部分40(步骤S141),其中,该有效负荷数据内的源管理站ID已被变换为其本站ID以作为中继数据。传输分组处理部分40向有效负荷数据中添加预定的标题以便生成并存储广播分组(步骤S142)。
传输时间控制部分38在接收到接收完成信号时确定参考时间(步骤S143)。然后,延迟量确定部分36查阅延迟量记录表37(步骤S144),并将从参考时间开始延迟了分配给其本站的延迟量的时间定义为传输开始时间(步骤S145)。传输时间控制部分38在到达传输开始时间时生成传输开始信号以便将其传送到调制部分41。
调制部分41在接收到传输开始信号时,读取广播分组的发送数据以便生成调制信号。由调制部分41生成的调制信号作为无线信号而通过RF部分32和天线31进行发送(步骤S146)。
此处应注意,已经在图14中说明了管理站1的操作,管理站2和3也按照类似于管理站1的方式操作。另外,在步骤S139,由于在源管理站ID被改写时执行广播分组的单站传输,所以传输时间控制部分38可以通过将预定的参考时间作为传输开始时间来生成传输开始信号。
图15A至图15C是示出在生成一个无线系统之后直到建立图1所示的系统结构之前的协商过程实例的视图。图16A至图16C是示出在生成一个无线系统之后直到建立图1所示的系统结构之前管理站1至3与终端站11之间的相对位置的视图。下文将要参考图15A至图15C和图16A至图16C来说明图5所示的管理站1至3相互协商以便确定分配到每个管理站的延迟量的过程。此处应注意,在图15A至图15C中省略了当管理站2和3在现有相邻管理站搜索模式下接收到信道信息分组时的过程的分组视图。
首先,如图16A所示,如果所存在的无线传输系统是仅包含管理站1的无线传输系统,则管理站1就根据图10所示的过程在协商时段中发送信道信息分组(图15A)。
然后,如图16B所示,如果生成了具有能够在管理站1的通信区域E1中新构建并管理无线传输系统的功能的管理站2,则管理站2就在预定时段内观测公共信道,同时根据图9所示的过程来搜索现有相邻管理站。例如,该预定时段是一个协商时段或更长时段。然后,当管理站2接收到管理站1发送的信道信息分组时(图15B:B-11),管理站2就生成响应分组,以便向相邻站通报已经按照图11所示的过程正常地接收到信道信息分组,并在预定响应时段内将响应分组发送(图15B:B-12)。
管理站1接收由收管理站2在响应时段内发送的响应分组,并根据图10所示的过程来识别能够进行中继的站的数量(图15B:B-12)。由于此时在无线传输系统中存在的管理站是两个管理站1和2,所以管理站1在响应时段内接收的响应分组的数量是1。从而,由于不能对广播分组的中继传输执行多站同时传输,所以管理站1并不具体确定管理站2的传输时间。
在这种情况下,由管理站1发送的广播分组被管理站2接收,而且在系统预先确定的预定参考时间(T0)处被单个站直接中继发送。
根据从管理站1接收到的信道信息分组,管理站2确定其本站系统要使用的信道,以便不对管理站1造成干扰。然后,在响应时段结束后的预定时间之后(B-11,12),管理站2根据图10所示的过程来发送信道信息分组(图15B:B-21)。根据图12所示的过程,管理站1在接收到由管理站2发送的信道信息分组时(图15B:B-21),在响应时段内发送响应分组(图15B:B-22)。管理站2通过在响应时段内从管理站1接收响应分组来再次确认管理站1的存在(图15B:B-22)。然后,管理站1和2在周期性提供的协商时段内相互发送和接收信道信息分组及响应分组。
下面,将按照图16B和图16C所示来说明如下情况,即,在管理站1和2形成的通信区域E1和E2内新生成了具有能够构建和管理无线传输系统的功能的管理站3。首先,管理站3在预定时段内观测公共信道,同时根据图9所示的过程来搜索现有相邻管理站。然后,管理站2和3接收由管理站1发送的信道信息分组(图15C:C-11)。根据图11所示的过程,管理站3生成响应于由管理站1发送的信道信息分组的响应分组。顺便说明,管理站2也在该时段内生成响应分组。在响应时段内,管理站2和3在随机的时间处发送响应分组(图15C:C-12)。
管理站1当在响应时段内接收到由管理站2和3发送的响应分组时,根据图10所示的过程确定将要分配到管理站2和3的延迟量,并将延迟量记录到延迟量记录表37。然后,在紧接在响应时段结束之后直到其它管理站的信道信息分组被发送为止的时段内,管理站1生成包含所确定的延迟量的延迟量通报分组,以将其发送到管理站2和3中的每一个(图15C:C-13)。
管理站2和3在接收到由管理站1发送的延迟量通报分组时,根据图13所示的过程提取在多站同时传输期间分配给其本站和其它站的延迟量,并将延迟量记录到延迟量记录表37(图15C:C-13)。
然后,管理站1和3分别根据图12和图11所示的过程来接收由管理站2发送的信道信息分组(图15C:C-21)。随后,在图15C所示的C-22和C-23中,按照与图15C的C-12和C-13类似的过程,将对管理站2的传输分组执行多站中继传输的延迟量记录到每个管理站的延迟量记录表37中。
然后,管理站1和2按照图12所示的过程接收由管理站3发送的信道信息分组(图15C:C-31)。接着,按照与图15C所示的C-12和C-13类似的过程,将对管理站3的传输分组执行多站中继传输的延迟量记录到每个管理站的延迟量记录表37中(图15C:C-32和C-33)。然后,管理站1至3在周期性提供的协商时段内相互发送和接收信道信息分组和响应分组。
图17A是示出管理站1至3所保存的延迟量记录表37的结构的视图。例如,假设管理站1是分组源,管理站2在中继发送分组时将从参考时间开始延迟了延迟量τ的时间作为传输开始时间。同时,管理站3在中继发送分组时将从参考时间开始延迟了延迟量0的时间(也就是这种情况下的参考时间)作为传输开始时间。顺便说明,延迟量τ是在接收端提供路径分集效果的适当的值,也就是不小于预定延迟分辨度且不大于预定最大延迟的值。应当理解,每个管理站1至3的延迟量确定部分36识别出能够执行多站同时传输的管理站,确定当所识别的管理站执行多站同时传输时的多个延迟量,并将延迟量通报给其它管理站。所述其它管理站将所通报的延迟量存储为延迟量记录表。
图17B是示出在图16B所示的相对位置处,当只有管理站2中继发送由管理站1发送的广播分组时分组的发送/接收时间的视图。管理站2在中继发送分组时发送该分组而不向其提供延迟量。
图17C是示出在图16C所示的相对位置处,当管理站2和3中继发送由管理站1发送的广播分组时分组的发送/接收时间的视图。管理站2和3根据图17A所示的延迟量记录表执行广播分组的多站同时传输。
如图17C所示,管理站2和3将从完成对由管理站1发送的广播分组的接收时间开始经过了预定时间(T1)的时间设置为参考时间(T0)。管理站2在从参考时间T0开始经过了延迟量“0”之后的时间T0(也就是参考时间T0)处发送广播分组。同时,管理站3将从参考时间T0开始经过了延迟量“τ”之后的时间作为传输时间来发送广播分组。由于管理站2和3彼此位置很接近,以至于与延迟量差值τ相比传播时间可以忽略,所以由两个管理站发送的分组以非常接近于能够提供路径分集效果的适当传输时间差值τ的值到达接收站(例如管理站9)。所以,接收站能够最大限度地提供由路径分集产生的效果,从而正常接收分组。
如上所述,根据本实施例,各个管理站在执行多站同时传输之前相互协商,以确定各个管理站在多站同时传输期间的传输时间。将用于确定传输时间的多个延迟量设置为使得所述多个延迟量之间的每个差值不小于预定延迟分辨度,并且所述多个延迟量的最大和最小值之间的差值不大于预定最大延迟。从而,即使由于管理站的移动而造成管理站之间的相对位置发生改变或者执行多站同时传输的管理站的数量发生改变,由于所述多个延迟量之间的每个差值不小于预定延迟分辨度,而且最大和最小值之间的差值不大于预定最大延迟,同时发送到多站的数据也可被接收站以必然能够提供由路径分集产生的效果的TDOA来进行接收。所以,在多个彼此相邻设置的无线站发送相同数据的多站同时传输系统中,将可以提供即使用于执行数据多站同时传输的无线站的相对位置或者无线站的数量发生改变也必然能够获得由路径分集产生的效果的无线传输系统、该系统中所用无线站以及该系统所用方法。
此处应注意,在第一实施例中,如果在最低限度下,即多个管理站中至少有一个管理站(例如管理站1)根据响应分组确定了在无线传输系统中进行多站同时传输期间从参考时间开始的多个延迟量,则就能够使管理站2和3对数据源为管理站1的数据执行多站同时传输,其中所述响应分组响应于由其本站或其它站发送的信道信息分组。
顺便说明,在本实施例中,已经描述了如下系统,其中,不管能否进行管理站之间的多站同时传输都存在交换区域,使得各个管理站在协商时段内发送信道信息分组并返回响应于这些分组的响应分组。在该系统中,作为一个实例,将图15C所示的信道信息确认时段C-m2(m=1,2,3)用作多站情况确认时段,以确认在其本站已经进行发送之后有多少管理站能够执行中继传输,其中,在所述信道信息确认时段中已经针对信道信息分组而返回了响应分组。此外,已经说明了将响应于信道信息分组的响应分组用作用于确认多站情况的响应分组,从而确定每个管理站在多站传输期间的时间。此处,自然地,也能够在协商时段内发送管理站搜索分组以用于搜索能够执行多站传输的管理站,独立地提供返回响应于分组的响应分组的时段,以及按照与上述类似的过程适当地设置每个管理站在多站传输期间的传输时间。但是,与这种方法相比,根据第一实施例,每个管理站还利用在协商时段内管理站之间的不管是否能够进行多站传输都存在的交换来设置多站传输的时间,从而抑制了由于设置时间而产生的传输效率退化。
顺便说明,在第一实施例中,已经说明了位于共同通信区域内的多个管理站必然能够中继发送由其它管理站发送的广播分组。此处,即使每个管理站能够接收广播分组,也可能会出现由于其本站的缘故而不能执行中继传输的情况。在这种情况下,可以在上述响应分组中包含表示是否能够执行中继传输的信息。
顺便说明,在本实施例中已经说明了能够相互通信的管理站数量为3的情况,但即使管理站数量增加到4或更多,也能够通过按照管理站的数量来重复图15C所示的过程C-m1、C-m2和C-m3(m=1、2、3)来确定每个管理站的延迟量。
顺便说明,在本实施例中,接收到信道信息分组的各个管理站已经在响应时段中在随机的时间处发送了响应分组。所以,在个别情况下,响应分组可能在响应时段内彼此冲突。图18是示出当响应分组彼此冲突时分组的发送/接收时间的视图。如图18所示,如果多个管理站发送的响应分组在响应时段N-m2内彼此冲突,就可能出现无法正常接收分组的情况。在这种情况下,例如,已经发送了信道信息分组的管理站m可以如图18所示的N-m3那样在响应时段结束后立即发送响应分组重发请求分组,而能够对管理站m执行中继传输的管理站可以在随机的时间处重新发送响应分组。通过重复这个过程直到已经发送了信道信息分组的管理站可以正常接收到能够执行中继传输的所有管理站的响应分组为止,就能够确定分配到对由其本站发送的分组进行中继的所有管理站的延迟量。但是,为了避免所有管理站之间的协商由于连续冲突而无法在协商时段内完成,希望对响应分组的重发次数设置上限。
顺便说明,有助于实现由路径分集产生的效果的有效分支数存在上限。下文将该上限称为最大有效分支数。例如,如果将PSK-VP方案用作调制/解调方案,则由于延迟分辨度大约是符号长度的几分之一,而最大延迟是小于一个符号时间的值,所以能够在接收站中分离的输入波数量(不大于最大延迟除以延迟分辨度所得值的数)至多约为3,从而最大有效分支数被降低到大约2或3。所以,如果执行多站同时传输的管理站数量超过最大有效分支数,则与在站数等于分支数(在上述实例中是3个站)的多站中必然能够生成的导致适当TDOA的适当多径的情况相比,路径分集效果也许无法得到改进。从而,如果来自相邻管理站的、可以在响应时段内被正常接收的响应分组的数量超过提供由路径分集产生的效果的最大有效分支数,则希望已经发送了信道信息分组的管理站m即使在响应时段内出现响应分组冲突时也不发送响应分组重发请求分组。在这种情况下,管理站m可以将包含延迟量的延迟量通报分组只发送到能够正常接收的相邻管理站。应当理解,对于确定延迟量的管理站,如果能够执行多站同时传输的管理站的数量大于最大有效分支数,则被确定为能够执行多站同时传输的无线站的数量可以不大于最大有效分支数。顺便说明,如果分组中不存在其本站的延迟量,则即使从已经发送该分组的管理站接收到该分组,已经接收到延迟量通报分组的管理站也可以不执行对该广播分组的中继传输。
另外,在本实施例中,已经说明了管理站管理存在于其本站的通信区域内的终端站,但是管理站可以只具有管理终端站的能力,而作为管理站的管理目标的终端站可以不必存在。其理由是,例如,在管理站新构建无线传输系统的处理期间,可能出现在管理站形成的通信区域内不存在终端站的情况。
此外,由多个管理站同时发送的数据行不必完全匹配,但是,试图通过执行多站同时传输来改进传输特性从而增加数据传输可靠性的部分可以相同。
而且,在本实施例中,已经说明了通过将PSK-VP方案用作调制/解调方案来进行通信的情况,但是,即使在将OFDM方案用作调制/解调方案来进行通信时也能获得与本实施例类似的效果。
图19是示出当采用OFDM方案进行通信时调制部分41a的结构的框图。在图19中,调制部分41a包括读取控制部分61、编码部分62、交织部分63、多级调制映射部分64、变换开始信号生成部分65、时域变换部分66、保护间隔添加部分67、报头添加部分68以及D/A变换部分69。
读取控制部分61的操作类似于图6所示的读取控制部分45的操作。读取控制部分61将所生成的读取时钟输出到传输分组处理部分40以接收发送数据,并将其传送到编码部分62。
编码部分62采用例如卷积码来执行用于差错校正的编码。交织部分63对由编码部分62编码的信号执行交织处理。多级调制映射部分64采用数字调制方案(例如PSK和QAM)对已经进行了交织处理的信号执行符号映射,从而生成频域信号。
变换开始信号生成部分65在从传输时间控制部分38接收到传输开始信号时,生成变换开始信号以指示将频域信号变换为时域信号的时间,并将其传送到时域变换部分66。
时域变换部分66在接收到变换开始信号时,将频域信号变换为时域信号以将其用作OFDM信号。保护间隔添加部分67对每个OFDM符号添加保护间隔以输出OFDM调制信号。
报头添加部分68向信号中添加将用于同步处理的报头。D/A变换部分69将已经添加了报头的数字OFDM信号变换为模拟信号,以便将其作为已调制基带信号而输出。
图20是示出在图19所示的调制部分41a的主要部分中生成的信号与传输开始信号之间的时间的视图。
在调制部分41a中,变换开始信号生成部分65在从传输时间控制部分38接收到传输开始信号时,生成变换开始信号。根据变换开始信号所指示的时间,时域变换部分66将频域信号变换为时域信号以生成OFDM符号。于是,调制部分41a在接收到传输开始信号时对发送数据进行调制。
图21是示出当采用OFDM方案进行通信时解调部分33a的结构的框图。在图21中,解调部分33a包括同步电路部分71、保护间隔去除部分72、频域变换部分73、多级调制解映射部分74、解交织部分75以及差错校正部分76。
同步电路部分71为OFDM符号生成符号同步信号,以将其输出到解调部分33a所包含的其它部分。符号同步信号被用于每个部分中的内部处理的时间。保护间隔去除部分从接收到的基带信号中去除每个OFDM符号中所包含的保护间隔。
频域变换部分73将时域信号变换为频域信号。多级调制解映射部分74对基于频域信号的多级调制的星座图执行解映射处理以便获得确定数据。解交织部分75对确定数据进行解交织处理。差错校正部分76对已经执行了解交织处理的数据执行差错校正处理,以获得已解调数据。当将卷积码(例如Viterbi符号)用于差错校正处理时,执行Viterbi解码处理。
在OFDM方案中,如果多径之间的TDOA位于保护间隔之内,则不会造成符号间干扰,也不会引起差错。另外,通常在多个载波上进行差错校正。所以,路径分集效果是由频谱中生成了多个陷波的频率选择性衰落提供的,而不是由全部频谱都降低的平坦衰落提供的。在OFDM方案中,延迟分辨度对应于频率带宽的倒数,而最大延迟则对应于保护间隔的长度。从而,在采用图19所示的调制部分41a和图21所示的解调部分33a时,必须要做的只是确定延迟量,以使得各个管理站的延迟量之间的差值可以不小于上述延迟分辨度且不大于所述最大延迟。
另外,在将单载波系统(例如QPSK方案)用作调制方案,且将用于补偿信道失真的均衡器用于解调方案时,也能够获得与第一实施例类似的效果。此时,必须要做的只是在图6所示的调制部分41的结构中,替换成单载波系统的波形,其中该单载波系统只使用波形输出部分46的波形存储器中存储的已调制波形,从而能够使用图6所示的调制部分的结构。
图22是示出当采用单载波系统进行通信时解调部分33b的结构的框图。在图22中,解调部分33b包括检测部分91、均衡器92、符号同步部分93以及数据确定部分94。均衡器92包括横向滤波器95、误差检测部分97以及系数修正部分96。
检测部分91检测接收到的基带信号。在均衡器92中,横向滤波器95根据从系数修正部分96输出的滤波器因子来对接收到的基带信号进行均衡,以将其作为已均衡信号加以输出。误差检测部分97检测已均衡信号和已解调数据之间的误差。系数修正部分96根据由误差检测部分97检测到的误差来修正横向滤波器的滤波器因子。
符号同步部分93通过对从横向滤波器95输出的信号进行时钟恢复来再现符号时间。数据确定部分94根据符号时间对均衡后的信号进行采样以便获得已解调数据。
当采用均衡器来对数据进行解调时,延迟分辨度对应于符号长度,而最大延迟对应于由抽头数确定的时间长度。所以,在采用图6所示的调制部分41和图22所示的解调部分33b时,必须要做的只是确定延迟量,以使各个管理站的延迟量之间的差值不小于上述延迟分辨度且不大于所述最大延迟。
图23是示出当采用DSSS方案进行通信时调制部分41c的结构的框图。在图23中,调制部分41c包括初级调制部分101和次级调制部分102。初级调制部分101包括读取控制部分104和波形输出部分105。次级调制部分102包括扩展码控制部分106和乘法器107。
在初级调制部分101中,读取控制部分104按照与图6所示的读取控制部分45类似的方式,响应于传输开始信号而生成读取时钟,将所生成的读取时钟输出到传输分组处理部分40以便接收发送数据,并将基于发送数据的地址信号传送到波形输出部分105。波形输出部分105预先将已调制波形数据存储到波形存储器中,根据地址信号来读取已调制波形数据,并将其作为初级调制信号加以输出。
在次级调制部分102中,扩展码控制部分106在接收到传输开始信号时,将扩展信号输出到乘法器107。乘法器107利用扩展信号来扩展初级调制信号。D/A变换器108将已扩展数字信号变换为模拟信号,以便将其作为已调制基带信号加以输出。如上所述,调制部分41c在接收到传输开始信号时,开始对信号的扩展调制。从而,能够发送被提供有预定延迟量的数据。
图24是示出在采用DSSS方案进行通信的情况下解调部分33c的结构的框图。在图24中,解调部分33c包括两个耙指(finger)111-1和111-2、合成部分112以及符号确定部分113。耙指111-1和111-2分别包括相关器114-1和114-2、检测器115-1和115-2以及幅相检测部分116-1和116-2。
相关器114-1和114-2对接收到的扩展信号进行反扩展,并生成反扩展信号。检测器115-1和115-2检测这些反扩展信号,并生成检测信号。幅相检测部分116-1和116-2从检测信号中检测幅值和相位,并分别将其作为幅值信息和相位信息加以输出。
合成部分112包括来自两条不同线路的、基于各自幅值信息和相位信息的检测信号,并生成合成信号。符号确定部分113执行合成信号的符号确定以便获得已解调数据。
另外,在DSSS方案中,延迟分辨度对应于扩展码的一个码片长度,而最大延迟对应于扩展码长度。所以,在采用图23所示的调制部分41c和图24所示的解调部分33c时,必须要做的只是确定延迟量,以使各个管理站的延迟量之间的差值不小于上述延迟分辨度且不大于所述最大延迟。
应当理解,预定延迟分辨度和预定最大延迟会随着用来构成实现路径分集的系统的无线传输系统而改变。但是,由于可以在确定实现路径分集的系统的结构时确定预定延迟分辨度和预定最大延迟,所以,本发明适用于所有实现路径分集的系统。
(修改)
在第一实施例中已经说明,每个管理站在每当其从其它管理站接收到响应分组时都发送延迟量通报分组。此处应注意,延迟量的传输可以只在新生成管理站时执行,或者在现有管理站消失时执行。根据该修改实施例,每个管理站只在新生成管理站时或者现有管理站消失时生成延迟量通报分组。顺便说明,由于管理站1至3的结构与第一实施例类似,所以使用图5。
图25是示出根据本修改实施例的管理站1的操作的流程图。首先,管理站1确定是否从另一个管理站接收到信道信息分组(步骤S151)。如果未接收到信道信息分组,则管理站1就确定预定等待时间是否已经结束(步骤S155),如果等待时间未结束,则处理返回到步骤S151的操作。同时,如果等待时间已结束,则管理站1就进行到步骤S156的操作。
同时,如果在步骤S151中接收到信道信息分组,则管理站1就生成并发送响应分组(步骤S152)。然后,管理站1确定是否接收到延迟量通报分组(步骤S153)。如果接收到延迟量通报分组,则管理站1就从该延迟量通报分组中提取相邻管理站ID和延迟量,以将其记录到延迟量记录表37中(步骤S154),并进行到步骤S156的操作。
管理站1确定是否将发送信道信息分组(步骤S156)。此处,如果延迟量未被记录到延迟量记录表37,则管理站1就在步骤S156中认为现有相邻管理站的数量不大于1,并确定其本站应当发送该信道信息分组。同时,如果延迟量被记录到延迟量记录表37中,则管理站1就在步骤S156中认为现有相邻管理站的数量不小于2,并确定其本站将不发送信道信息分组,直到从记录在延迟量记录表37中的其它管理站接收到信道信息分组为止。
如果确定将发送信道信息分组,则管理站1就生成并发送信道信息分组(步骤S157),并确定是否接收到响应分组(步骤S158)。如果未在响应时段内接收到响应分组,则管理站1就返回到步骤S151的操作。同时,如果接收到响应分组,则管理站1就根据已接收响应分组的数量来确定能够进行中继的站的数量是否不少于2(步骤S159)。如果能够进行中继的站的数量少于2,则管理站1就返回到步骤S151的操作。
同时,如果能够进行中继的站的数量不少于2,则管理站1就确定在其本站成为源管理站时是否已经确定其它管理站的延迟量。如果已经确定其它管理站的延迟量,则管理站1就确定记录在延迟量记录表中的管理站ID是否与从在步骤S158接收到的响应分组的源ID所获得的、能够进行中继的站的ID相一致(步骤S161)。如果两个ID彼此一致,则管理站1就结束处理,如果不一致,则管理站1就生成延迟量通报分组,并将其发送到其它管理站(步骤S162)。另外,如果在步骤S160中尚未确定其它管理站的延迟量,则类似地在步骤S162中生成延迟量通报分组。
如上所述,根据本修改实施例,只是当尚未确定其它管理站的延迟量,或者当响应分组的源管理站的ID与延迟量记录表中所记录的ID不同时,管理站才生成并发送延迟量通报分组,即便能够进行中继的站的数量不小于2也是如此。也就是说,只是当其它管理站的延迟量首先被确定,并且所记录的相邻管理站的ID由于相邻管理站的增加/减少或改变而与已接收响应分组的源ID不一致时,才发送延迟量通报分组。根据第一实施例,由于必须准备用来在协商时段内发送延迟量通报分组的区域,例如图15C所示的C-13、C-23和C-33,所以略微造成了在多站同时传输期间由于确定延迟量所引起的传输效率退化。但是,根据本修改实施例,由于不必每次都准备用于在协商时段内发送延迟量通报分组的区域,所以与第一实施例相比,传输效率的退化得到抑制。
(第二实施例)
根据本实施例的无线传输系统与第一实施例的不同之处在于:在管理站发送了分组之后,当其它管理站中继发送该分组时,作为源站的管理站也重新发送相同的分组。
图26A和图26B是示出第二实施例中的多跳传输实例的视图。在图26A和图26B中,作为源管理站的管理站1在向管理站2和3发送了需要被中继发送的分组之后,再次将该分组重新发送到目的站。此处应注意,由于根据本实施例的无线传输系统和管理站的结构与第一实施例类似,所以分别使用图1A、图1B和图5。
在本实施例中,对分组进行中继发送的管理站将从完成对广播分组的接收时开始经过了预定时间之后的时间设置为参考时间。另外,作为分组的源管理站的管理站将从分组被发送时间开始经过了预定时间之后的时间设置为参考时间。下面将要说明,这两个参考时间彼此一致。
图27A至图27C是示出根据第二实施例的管理站所执行的协商过程实例的视图。由于采用与第一实施例类似的实例说明系统结构的改变,所以使用图16A至图16C。
下文参考图16A至图16C以及图27A至图27C,重点针对与第一实施例的不同之处,说明在本实施例的管理站1至3彼此进行协商以确定在多站同时传输期间每个管理站的延迟量之前每个管理站的操作和处理过程。
首先,如图16A所示,在系统中仅存在管理站1时,管理站1的操作与第一实施例类似。
根据第二实施例的管理站1至3的操作与第一实施例的不同之处在于图10的流程图中步骤S63的操作。根据第二实施例的管理站1至3在步骤S63中确定能够进行中继的站的数量是否不少于1。如果能够进行中继的站的数量不少于1,则处理就进行到步骤S64及随后步骤的操作,并生成和发送延迟量通报分组。由于除此之外的操作与第一实施例的操作类似,所以使用图10至图14。
如果系统结构从图16A所示状态改变到图16B所示状态,则新构成系统的管理站2在接收到由管理站1发送的信道信息分组时,生成响应分组并在响应时段内发送该响应分组(图27B:B-12)。管理站1根据响应时段结束时间前通报的相邻站信息来识别能够对其本站的传输分组执行中继传输的管理站的数量为1。
在第一实施例中,如果能够执行中继传输的管理站数量为1,则不确定分配给其它管理站的延迟量。在本实施例中,由于作为源管理站的管理站重新发送分组,所以即使能够执行中继传输的管理站的数量为1,也能够在中继传输期间执行多站同时传输。从而,在管理站1中,延迟量确定部分36将管理站2的延迟量确定为从参考时间适当偏移的值(τ),并在将其记录到延迟量记录表37的同时,将其通报到传输分组处理部分40。另外,此时,延迟量确定部分36也确定分配给其本站的延迟量。
随后,管理站1在紧接在响应时段结束之后直到发送管理站2的信道信息分组之前的时段内,向管理站2发送包含所确定的延迟量的延迟量通报分组(图27B:B-13)。这一点与第一实施例不同。根据本实施例,图15C所示的操作和过程已经在图16B所示的状态下执行,每个管理站确定将在多站同时传输期间提供给分组的延迟量。关于图27B所示的B-13之后的操作和过程,除了还确定在多站同时传输期间将分配给其本站的延迟量以及在图27B的B-13和B-23中发送也包含所述值的延迟量通报分组之外,其余的操作和过程与第一实施例中图15所示的C-13之后的操作和过程相同,所以省略其详细说明。
然后,对于系统结构从图16B所示状态改变到图16C所示状态的情况,除了还确定在多站同时传输期间将分配给源管理站本身以作为传输时间的延迟量之外,其余过程与第一实施例(图27C)类似,所以省略其说明。
图28A是示出当位于图16B所示的相对位置处的管理站1和2根据图27B所示的过程设置延迟量时延迟量记录表实例的视图。管理站1和2查阅图28A所示的延迟量记录表,以确定当其它站对分组进行中继发送时将提供给分组的延迟量。例如,如果管理站1是分组的源管理站,则管理站2在对从管理站1接收到的分组进行中继发送时,在相对于参考时间(T0)延迟了延迟量τ的时间处发送分组。
图28B是示出在具有图28C所示的相对位置的管理站1、2和9中,在广播分组由管理站1发送、由管理站2中继并到达管理站9的情况下分组的传输时间的视图。此处假设管理站1和2保存图28A所示的延迟量记录表。
如图28B所示,管理站2在接收到由管理站1发送的广播分组时,按照与第一实施例类似的过程确定传输开始时间。管理站1将从发送广播分组的时间开始经过了预定时间(T1)后的时间作为参考时间(T0),并通过将该时间设置为传输时间来发送广播分组。管理站1和2彼此位置很接近,以至于与能够提供路径分集效果的适当时间差值τ相比,传播时间可以忽略。所以,管理站9以很接近提供由路径分集产生的效果的适当传输时间差值τ的TDOA来接收由两个管理站发送的分组。从而,管理站9能够最大限度地获得由路径分集产生的效果。
图29A是示出当处于图16C所示的相对位置的管理站1至3根据图27C所示过程设置延迟量时延迟量记录表实例的视图。顺便说明,在本实施例中,无线传输系统将被描述为其中有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数为3的系统(例如,通过将扩频方案用作调制/解调方案来对调制信号执行RAKE接收的系统,该系统在接收端具有3个耙指,并且所述调制信号是通过在接收端处利用扩展码长度为4个码片的扩展码来执行扩频而生成的)。
在图29A中,延迟量τ不大于最大延迟,延迟量τ/2不小于延迟分辨度。例如,在将扩频方案用作调制/解调方案的系统中,最大延迟对应于不大于扩展码长度的值,而延迟分辨度则对应于不小于扩展码的一个码片长度的值。
图29B是示出当处于图26B所示的相对位置的管理站1至3根据图29A所示的延迟量记录表来对广播分组执行多站同时传输时的时间的视图。
如图29B所示,管理站2和3将完成了对从管理站1发送的广播分组的接收的时间开始经过了预定时间(T1)后的时间设置为参考时间(T0)。管理站2通过将从参考时间开始延迟了延迟量τ的时间用作传输开始时间来发送广播分组。同时,管理站3通过将从参考时间开始延迟了延迟量τ/2的时间用作传输开始时间来发送广播分组。
作为广播分组的源的管理站1将从发送广播分组的时间开始经过了预定时间后的时间设置为参考时间(T0)。管理站1通过将参考时间用作传输开始时间来发送广播分组。由于管理站1、管理站2和管理站3彼此位置很接近,以至于与能够提供路径分集效果的适当时间差值τ/2相比,传播时间可以忽略,所以,在从3个管理站发送的分组中,任选的2个分组以很接近能够提供路径分集效果的适当传输时间差值τ/2或τ的值到达管理站9。从而,管理站9能够最大限度地获得由路径分集产生的效果。
如上所述,根据本实施例,由于被确定为能够执行多站同时传输的管理站的每个管理站还确定提供给其本站的数据的延迟量,并且源管理站重新发送广播分组,所以,即使只有一个管理站能够执行中继传输,也能够通过提供适当的时间差值来执行多站同时传输,从而必然能够获得由路径分集产生的效果。而且,与根据第一实施例的无线传输系统相比,即使能够执行中继传输的管理站数量小于有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数,也能够获得非常好的路径分集效果。
顺便说明,在本实施例中已经描述了能够相互进行通信的管理站的数量为3的情况,但是,即使变成不少于4个站,也能够通过根据站的数量来重复进行图27C所示的过程C-m1、C-m2和C-m3(m=1、2、3),来确保为各个管理站设置多站同时传输期间的适当延迟量。
(第三实施例)
根据第三实施例的无线传输系统与第二实施例的不同之处在于:在中继传输期间,提供给由能够执行多站同时传输的源管理站所中继发送的分组的延迟量被预先确定为从参考时间(T0)适当偏移的某个值。除此之外,无线传输系统和管理站的结构以及系统之间的信道信息协商步骤都与第一实施例和第二实施例类似。
图30A是示出在第三实施例中从生成一个无线系统的图16A的系统结构到图16B的系统结构的协商过程实例的视图。根据本实施例的管理站与图27B(第二实施例)所示管理站的不同之处在于不在时段B-13和B-23中发送延迟量通报分组。
在其它站中继发送广播分组时,每个管理站预先保存在其本站(源管理站)再次发送分组时提供给分组的延迟量。例如,每个管理站在其本站成为分组的源管理站时将从参考时间(T0)开始延迟了适当延迟量(τ)的时间用作传输开始时间。所以,如图30A所示,当相邻管理站的数量为1时,管理站1不生成延迟量通报分组。
未接收到延迟量通报分组的管理站2在对广播分组进行中继传输时,发送该广播分组而不向其提供延迟量。也就是说,管理站2将预定参考时间(T0)用作中继传输期间的传输开始时间。从而,当管理站2中继发送广播分组而管理站1重新发送分组时,在到达管理站9的分组之间存在大小为τ的TDOA。
图30B是示出当位于图16B所示的相对位置处的管理站1和2根据图30A所示的过程确定延迟量时延迟量记录表实例的视图。当管理站1和2重新发送广播分组时,预先设置将要提供给该分组的延迟量。从而,当只存在一个能够对广播分组执行中继传输的管理站时,即使未发送延迟量通报分组,每个管理站也能够确定并保存图30B所示的延迟量记录表。
图30C是示出当管理站2对位于图16C所示的相对位置处的管理站1所发送的广播分组进行中继发送时分组的发送/接收时间的视图。如图30C所示,从两个管理站发送的分组以非常接近能够提供路径分集效果的适当传输时间差值τ的值到达管理站9。所以,管理站9能够最大限度地提供路径分集效果,从而正常接收分组。
如上所述,根据本实施例,当能够对分组执行中继传输的管理站的数量包括源管理站在内为2时,源管理站将提供给其本站的分组的延迟量确定为从参考时间适当偏移的值而不发送延迟量通报分组,而且按照源站的参考时间中继发送该分组而不向其它管理站提供延迟量。从而,由于不必准备发送/接收延迟量通报分组的时段,所以与第二实施例的方法相比,能够提供最大的路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化。
顺便说明,在本实施例中已经说明了管理站的数量为2的情况。此处应注意,即使管理站的数量不少于3,而且在接收站处能够获得由路径分集产生的效果的最大分支数只是2,本实施例也是有用的。图31A是示出当在接收端处能够获得由路径分集产生的效果的最大分支数是2时,在有不少于3个管理站执行对分组的多站同时传输的情况下分组的发送/接收时间的视图。图31B是示出在图31A所示的时间处由发送和接收广播分组的管理站所保存的表的实例的视图。在图31B中,分配给用作源管理站的每个管理站的延迟量是τ。同时,分配给对由其它管理站发送的分组进行中继发送的管理站的延迟量是0。在这种情况下,每个管理站能够确定每个管理站提供给分组的最佳延迟量,而不需要将延迟量通报分组发送到其它管理站。从而,由于没有必要准备发送/接收延迟量通报分组的时段,所以与第二实施例的方法相比,能够提供最大的路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化。
顺便说明,当有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数不小于3时,源管理站以外的管理站也需要适当地偏移传输开始时间以便最大限度地获得由路径分集产生的效果。在这种情况下,例如,延迟量通报分组可以按照类似于第二实施例的图27C所示的过程进行发送,而图32A所示的延迟量记录表可以被提供给每个管理站。但是,在本实施例中,由于将要分配给源管理站的延迟量被预先定义为τ,所以延迟量通报分组不需要包括用来指示源管理站的延迟量的数据。从而,与第二实施例相比,延迟量通报分组的长度可以略微缩短。因而,图27C的C-13或C-23中所示的用于发送延迟量通报分组的时段可被略微减小。所以,即使有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数不小于3,与第二实施例相比,也能够最大限度地获得由路径分集产生的效果,并同时抑制传输效率的退化。
(第四实施例)
在第一实施例中,仅仅是由信道信息分组的源管理站接收响应于信道信息分组的响应分组。然而,在第四实施例中,信道信息分组的源管理站之外的管理站也接收由其它管理站发送的响应分组。由于除此之外,该无线传输系统的结构和管理站的框图结构以及系统间的信道信息协商过程与第一实施例类似,所以省略其说明。
下文参照图16A至图16C以及图33A至图33C,着重针对与第一实施例的不同之处,来说明根据本实施例的管理站1至3相互协商以便确定在多站同时传输期间每个管理站提供给分组的延迟量的过程。
图33A至图33C是示出在生成一个无线传输系统之后直到其变为图1A和图1B所示的系统结构之前的协商过程实例的视图。图33A至图33C分别对应于图16A至图16C,其示出管理站中分组的发送/接收时间。首先,具有图16A或图16B所示系统结构的管理站1至3的操作与第一实施例类似。
下面,说明系统结构从图16B的状态改变到图16C的状态的情况。新构建该系统的管理站3在接收到由管理站1发送的信道信息分组时,生成响应分组并在随机的时间处对其进行发送(图33C的C-11)。同时,在该响应时段内,管理站2还生成响应分组并在随机的时间处对其进行发送。
管理站1接收从管理站2和3发送的响应分组。而且,在该响应时段内,管理站2接收由管理站3发送的响应分组,管理站3接收由管理站2发送的响应分组。这是与第一实施例的不同之处。
于是,在第二实施例中,延迟量确定部分36能够将管理站3识别为相邻管理站,而不接收来自管理站3的信道信息分组。类似地,管理站3也将管理站1以及管理站2存储为相邻管理站。
应当理解,通过接收由其它的管理站3或2响应于管理站1所发送的信道信息分组而发送的响应分组,管理站2或3识别出:能够对由管理站1发送的广播分组执行中继传输的管理站的数量为2,其中包括其本站。然后,每个管理站确定当管理站1成为源管理站时将要分配给每个管理站的延迟量。顺便说明,每个管理站根据预先定义的延迟量确定规则来确定将要分配给每个管理站的延迟量,从而对同一个管理站所确定的延迟量可以是不同的值。
然后,管理站1和3接收从管理站2发送的信道信息分组(图33C:C-21)。随后,通过类似于图33C的C-12的过程,每个管理站确定在对管理站2的传输分组进行中继传输时的延迟量,并将其记录到延迟量记录表37(图33C:C-22和C-23)中。
从而,每个管理站独立地确定延迟量。因此,由于不必像第一实施例那样准备发送延迟量通报分组的区域(图15C:C-13),所以可以抑制传输效率的退化。
顺便说明,在本实施例中,假定延迟量确定规则是:在相对于参考时间的多个延迟量的预定候选值中,按照先前发送响应分组的顺序将较小的值提供给管理站,其中,所述候选值是根据从响应时段结束前所通报的相邻站信息中获得的、能够执行中继传输的管理站数量以及有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数来预先确定的。
例如,当有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数为4时,假定按照先前发送响应分组的顺序根据如下情况选取较小的值提供给管理站以作为延迟量,其中,若在中继传输期间多站数量为2,则从两个延迟量0和τ中选取,若多站数量为3,则从3个延迟量0、τ/2和τ中选取,若多站数量不小于4,则从0、τ/3、τ/2和τ中选取。根据该延迟量确定规则,当如图33C所示管理站2和3顺序地返回响应于管理站1的信道信息分组的响应分组、管理站1和3顺序地返回响应于管理站2的信道信息分组的响应分组且管理站1和2顺序地返回响应于管理站3的信道信息分组的响应分组时,就在每个管理站中按照与第一实施例相同的方法保存图17A所示的延迟量记录表。顺便说明,此处假设延迟量τ不大于最大延迟量,延迟量τ/3不小于延迟分辨度。顺便说明,延迟量确定规则不限于此,例如,也可以按照先前发送响应分组的顺序将较大的值提供给管理站,或者可以按照已经发送响应分组的管理站的ID号的顺序将较小的值提供给管理站。
顺便说明,在本实施例中已经说明了能够相互通信的管理站的数量为3的情况,但是,即使管理站数量变为不小于4个站,也能够通过根据站的数量而重复图33C所示的C-m1和C-m2(m=1、2、3)的过程来对各个无线站设置在多站同时传输期间的适当延迟量。
顺便说明,在上述第一至第四实施例中假设在公共信道上周期性地提供协商时段,但是,只有当新生成管理站或者现有管理站消失时,该管理站才将协商请求发送到现有管理站,从而提供协商时段。总而言之,由于当管理站的数量改变时(即多站的数量改变时)一定会进行协商,所以根据本发明,即使多站的数量改变,也能够在多站同时传输期间生成具有适当TDOA的多径,从而必然能够提供路径分集效果。
而且,在上述第一至第四实施例中已经说明,将一个信道预先定义为公共信道,并且新生成的管理站首先观测公共信道,但是,也可以不将一个信道预先定义为公共信道。例如,原先存在的管理站可以将多个通信信道中的一个信道专门定义作为与后来生成的其它管理站进行协商的公共信道,或者,可以共享用于与其本站的终端进行通信的通信信道与该公共信道。顺便说明,在这种情况下,管理站首先在搜索相邻管理站的同时执行用以识别公共信道是所述多个通信信道中的哪个信道的信道搜索。
顺便说明,在第一至第四实施例中已经说明,参考时间(T0)是从管理站完成对广播分组的接收时间开始经过了预定时间之后的时间。此处,可以将从管理站检测分组中所包含的唯一字的时间开始经过了预定时间之后的时间设置为参考时间(T0)。而且,通过使用在管理站间进行同步的信标信号,可以将从完成对信标信号的接收的时间开始经过了预定时间之后的时间设置为参考时间(T0)。可选地,每个管理站可以根据从无线控制时钟得到的时间项来获得参考时间,或者,每个管理站可以拥有GPS(全球定位系统)以便从GPS信号中所包含的时间项获得参考时间。
顺便说明,在第一至第四实施例中,如图17A、图29A和图32A所示,分配给所有管理站的延迟量已经被记录到执行多站同时传输的每个管理站所保存的延迟量记录表37中。此处,每个管理站可以只将分配给其本站的延迟量记录到延迟量记录表中。图32B是示出当每个管理站只记录分配给其本站的延迟量时延迟量记录表实例的视图。例如,如图32A所示,在确定了分配给每个管理站的延迟量之后,每个管理站保存的延迟量记录表就是图32B中所示的记录表。
由此,可以减少存储延迟量记录表所需的存储容量。从而,即使能够执行多站同时传输的站的数量增加,也能够抑制存储延迟量记录表所需的存储容量的增加。
顺便说明,当管理站的存储器容量中存在任何可用空间时,希望向每个管理站提供如图17A、图29A和图32A所示的记录所有管理站的延迟量的相同延迟量记录表以作为延迟量记录表,如第一至第四实施例的延迟量记录表实例所示。其原因在于,即使如图34A到图34B所示构成无线系统的管理站的数量减少,如果剩余管理站的时间改变规则已被预先定义,则也能够适当地确定每个管理站的传输时间而不需要发送第一至第三实施例中所描述的延迟量通报分组,从而就必然能够提供最大路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化,而不需要用于发送延迟量通报分组的区域。这一点将在后面加以说明。
将作为实例来描述通过从存在4个管理站的图34A所示的系统结构中减少一个管理站来得到图34B所示的系统结构的情况。顺便说明,在图34A和图34B所示的系统中,将作为实例来描述有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数为3的情况。另外,假设每个管理站在构成图34A所示的系统期间保存图35A所示的延迟量记录表。
延迟量记录表中的值τ是不超过能够提供路径分集效果的上限值的某个值(例如,当将扩频方案用作调制/解调方案时,其是小于扩展码长度的值),值τ/2是不低于能够提供路径分集效果的下限值的某个值(例如,当将扩频方案用作调制/解调方案时,其是超过扩展码的一个码片时间的值)。
例如,在该系统中,当管理站数量减少时,可以按照如下方式预先定义时间改变规则。
(1)系统中剩余管理站的数量不小于有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数(下文称为最大有效分支数)的情况
当存在其被分配的延迟量与已经从系统中消失的管理站的延迟量相同的管理站时,分配给每个管理站的延迟量不变。当不存在其被分配的延迟量与已经从系统中消失的管理站的延迟量相同的管理站时,在系统的剩余管理站中存在被分配有相同延迟量的管理站。所以,在被分配有相同延迟量的管理站中,分配给具有较大管理站ID的管理站的延迟量就变成分配给已经从系统中消失的管理站的延迟量。
(2)系统中剩余管理站的数量小于最大有效分支数的情况
当在剩余管理站中存在被分配有相同延迟量的管理站时,在被分配有相同延迟量的管理站中,分配给具有较大管理站ID的管理站的延迟量就变成分配给已经从系统中消失的管理站的延迟量。当在剩余管理站中不存在被分配有相同延迟量的管理站时,分配给每个管理站的延迟量不变。
根据上述规则(1)和(2),例如,即使管理站的数量如图34A到图34B所示从4减少到3,每个管理站也能够独立地改变到相同的延迟量记录表(当管理站1消失且管理站数量减少时为图35B,当管理站2消失且管理站数量减少时为图35C,当管理站3消失且管理站数量减少时为图35D,以及当管理站4消失且管理站数量减少时为图35E)。
顺便说明,当管理站的数量大于最大有效分支数时,希望如图35A所示使延迟量候选值的数量是等于最大有效分支数的数值,或者是小于最大有效分支数的数值。这基于如下所述的原因。
虽然最大有效分支数等于或小于最大延迟除以延迟分辨度所得的值,但在最大延迟接近延迟分辨度时,其就变成很小的值。在这种情况下,如果盲目地增加多站的数量就会产生下列问题。
例如,在最大有效分支数为2的情况下,当第三延迟波在到达延迟彼此相差延迟分辨度的两个延迟波之间的某个到达时间内到达时,第三延迟波就叠加到这两个波之上,即使在接收机中进行路径分解后也仍然有共同部分,从而在路径分集中分支之间的相关性增加,因此造成退化。因此,最大延迟变得很接近延迟分辨度,而当有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数被限制为较小的数时,就可能由于盲目地增加执行多站传输的站的数量而出现进一步造成特性退化的情况。
当针对背景技术中提到的各种调制/解调方案来进一步说明最大延迟变得接近延迟分辨度且最大有效分支数被限制于较小的数的情况时,将会是如下情况。
在采用DSSS方案时,由于最大延迟对应于扩展码长度,所以扩展码长度变短,当其接近于与延迟分辨度对应的扩展码片长度时,最大有效分支数就减少。例如,当扩展码长度是4码片长度,且扩展比率为4倍时,即当用4个码片的扩展码来扩展一个符号时,由于延迟分辨度不小于一个码片长度,而最大延迟小于4个码片长度,所以最大有效分支数最多为4。在使用FHSS系统时,延迟分辨度对应于扩展带宽,而最大延迟对应于跳跃序列长度。所以,当扩展带宽较窄且跳跃序列长度较短时,最大有效分支数就被限制于较小的数值。
而且,在采用THSS系统时,延迟分辨度对应于脉冲宽度,而最大延迟对应于脉冲序列长度。所以,在脉冲宽度较宽且脉冲序列长度较短时,最大有效分支数就被限制于较小的数值。类似地,在OFDM方案中,延迟分辨度对应于子载波所分布的频率带宽,而最大延迟由保护间隔长度定义。所以,在频率带宽较窄且保护间隔较短时,最大有效分支数就被限制于较小的数值。在采用PSK-VP方案或PSK-RZ方案时,由于最大延迟在理论上不能超过符号长度,所以延迟分辨度和最大延迟最初彼此接近。于是,最大有效分支数就被限制于较小的数值。
另外,在采用均衡器时,延迟分辨度由符号长度确定,而最大延迟由均衡滤波器的抽头长度确定。从而,在滤波器抽头的时间长度比符号长度短时,会产生类似的情况。顺便说明,在均衡器中,由于抽头数对电路规模影响很大,所以在许多情况下由于电路规模的约束而使最大延迟受到限制。
根据PSK-VP方案的特性评价结果来具体说明当最大有效分支数被限制于较小的数值时所造成的特性退化的上述实例。图36是示出当BT积(频谱带宽和符号时间的乘积)被设置为1.5时QPSK-VP方案中比特差错率特性与两个波之间的TDOA的视图。横轴表示TDOA由符号长度T标准化后所得的值,纵轴表示比特差错率。此处应注意,传输路径是Eb/No=25dB的双波Rice衰落环境。从图36可见,在延迟量为0.2符号长度到0.7符号长度的范围内提供由路径分集产生的效果,与图36中TDOA为0的情况(对应于“单站传输期间”)相比,获得了极大的特性改善。也就是说,在这种情况下,延迟分辨度大约是0.2符号长度,而最大延迟大约是0.7符号长度。所以,在这种情况下,最大有效分支数减少为大约为2和3的很小的数值。
图37是示出在上述QPSK-VP方案中在2个接收波和3个接收波情况下的比特差错率特性的视图,而图38示出了图37中2个接收波和3个接收波之间的时间关系。顺便说明,每个接收波是Rice衰落波,而3个接收波是在2个接收波的情况中又将第三波插入到中间时间位置处的传输路径模型。从图37所示可见,与接收到的波是2个波的情况相比,当将第三波插入到两个波之间时比特差错率发生退化。应当理解,能够证实:在最大有效分支数被限制于较小的数值(该实例中是2)的情况下,当超过最大有效分支数的多个输入波以不同时间到达接收机时,某个输入波的分量(在该实例中是位于两个波中间的第三波)以及时间轴上其两侧的两个波的分量不能被完全分离,从而第三波的分量在两侧与两个波都有公共部分,因而增加了两侧的两个波之间的相关性,并且不能充分地提供由路径分集产生的效果,这样就造成了特性的退化。
因而,当能够分离延迟波分量的延迟分辨度和最大延迟明显接近时,有利于实现路径分集效果的最大有效分支数就被限制于较小的数值,如果随意地从数量超过最大有效分支数的管理站执行多站传输,则就会进一步造成传输特性的退化。
从而,通过使延迟量候选值的数量等于或小于最大有效分支数,就能够在数量对应于最大有效分支数的时间处充分接收输入波。所以,即使最大有效分支数受到限制,也必然能够获得由路径分集产生的效果。
同时,如果管理站的数量大于最大有效分支数,则即使能够执行多站同时传输,也可能提供不被允许执行多站同时传输的管理站。图39A是示出当接收站中最大分支数为3时每个管理站所保存的延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,如图39A所示,当管理站1至3作为分组的源管理站时,管理站4不执行对广播分组的多站同时传输。同时,当管理站4作为分组的源管理站时,管理站3不执行对广播分组的多站同时传输。应当理解,即使能够执行多站同时传输,也可能提供不被允许执行多站同时传输的管理站(图39A中用延迟量“-”表示的管理站)。
此处应注意,例如,为了即使在能够执行多站同时传输的情况下也提供不被允许执行多站同时传输的管理站,必须要做的是当某个管理站发送延迟量通报分组时,生成不包括延迟量的延迟量通报分组以便将其发送到某些管理站。然后,已经接收到不包括其本站延迟量的延迟量通报分组的管理站在从该延迟量通报分组的源管理站接收到该广播分组时,就可以不对该广播分组进行中继发送。应当理解,通过限制用于执行多站同时传输的管理站的数量,必然能够获得由路径分集产生的效果而不会增加管理站的负荷。
而且,如上所述,例如,在限制多站数量盲目增加并且在管理站数量大于最大有效分支数时使多站数量等于最大分支数的系统中,当管理站数量减少时将按如下方式预先定义时间改变规则。
(3)系统中剩余管理站的数量不小于最大有效分支数的情况
在系统内剩余的管理站中至此尚未参加多站同时传输但具有多站同时传输能力的管理站中,具有最大管理站ID的管理站将其时间改变得与减少后的管理站中具有最大管理站ID的管理站的时间相同。
根据上述规则(3),当具有图34A所示系统结构的每个管理站保存图39A所示的延迟量记录表时,例如,即使管理站数量如图34B所示从4减少到3,每个管理站也能够独立地改变其本站所保存的延迟量记录表。
图39B是示出当管理站1消失时延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,将0分配给管理站4以作为多站同时传输期间的延迟量。图39C是示出当管理站2消失时延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,分配给管理站2的延迟量被分配给管理站4以作为多站同时传输期间的延迟量。图39D是示出当管理站3消失时延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,分配给管理站3的延迟量被分配给管理站4以作为多站同时传输期间的延迟量。图39E是示出当管理站4消失时延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,分配给管理站1至3的延迟量在多站同时传输期间不变。
应当理解,每个管理站保存其中存储有所有能够执行多站同时传输的管理站的延迟量的延迟量记录表,并预先确定在多站情况(例如多站数量)改变时的传输时间修改过程。由此,与早期协商时的传输时间设置过程相比,即使多站情况发生改变,也可以重新设置能够执行多站同时传输的管理站的采用简单过程的传输时间。所以,必然能够提供最大路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化。
而且,在本实施例中,已经通过根据无线传输系统中存在的管理站的数量而重复信道信息分组的传输,来确定多站同时传输期间的延迟量。所以,可以根据最初发送的信道信息分组以及响应于该信道信息分组而发送的响应分组的数量来确定延迟量。
图40是示出当每个管理站根据信道信息分组的一次传输来确定在多站同时传输期间将要提供给分组的延迟量时管理站1至3的操作的顺序图。管理站2和3在接收到由管理站1发送的信道信息分组时,生成并发送响应分组。管理站1接收由管理站2和3发送的响应分组。而且,管理站2接收由管理站3发送的响应分组,而管理站3接收由管理站2发送的响应分组。管理站1至3确定所接收到的信道信息分组和响应分组的总数是在对广播分组进行中继传输时能够执行多站同时传输的管理站的数量。随后,管理站1至3在其本站执行多站同时传输时,根据上述预定规则确定将要提供给分组的延迟量。应当理解,如果每个管理站通过信道信息分组的一次传输来确定延迟量,则确定延迟量的过程能够变得更简单。
(实例)最后,描述一个无线传输系统的实例,该系统能够利用上述的第一至第四实施例中任何一个实施例的无线传输方法来提供路径分集效果。将要说明作为实例的如下情况,其中,在无线区之间的传输速率为2Mbps的情况下,通过在管理站中将QPSK-VP方案用作调制/解调方案,在建筑物等内以短距离执行通信。
众所周知,当从建筑物内的一个站发送电波时,因为电波反射到房间内的墙壁、天花板等而造成多径,当发送站位于视线之外时(例如另一个房间等),接收功率分布在发送和接收之间的距离几乎相同的邻近区域内表现为瑞利分布。另外,在建筑物内传输时,由于房间大小一般是几平方米,所以可以获知,当在来自一个站的传输期间所生成的多径到达接收站时,时间差值的波动(下文称为延迟展宽)将大约为几个纳秒到10纳秒。
图41A是示出在PSK-VP方案的双波瑞利衰落环境下(每个波的延迟展宽为0),评价两个波间的时间差值τ与比特差错率(BER)之间关系的仿真结果的视图(非专利文献1的图9)。横轴表示用符号时间标准化后的两个波之间的TDOA,纵轴表示比特差错率。符号
m表示在符号内添加的冗余相位的最大相移量。
从图41A可以看出,与传播时间差值=0的情况相比,当TDOA在0.1到0.8符号之间时,可以通过选择适当的值作为
m来显著地改进比特差错率特性。
图41B是示出在每个波的延迟展宽为0且多个波独立地受到瑞利衰落的情况下,当(A)只有一个波到达接收端,(B)具有适当时间差值的两个波到达接收端,(C)具有适当时间差值的三个波到达接收端时,所接收到的信号强度与QPSK-VP方案的BER之间的关系的仿真结果的视图(非专利文献1的图12)。尽管BER特性在PSK-VP方案的多径环境下随着波形整形方法和带宽限制条件而改变,但是例如在采用非专利文献1所示的波形整形方法和带宽限制条件(抛物线、
m=π、高斯、BT=1.3)时,从图41B可以看出,与一个波(即一个站发送分组)的情况相比,获得了由路径分集产生的效果并且由于执行多站同时传输而显著地改进了BER特性。
另外,例如,根据图41A和图41B所示的仿真结果可以知道,图17A、图29A和图32A的τ值可以在多站数量为2个站时设置为τ=约0.5个符号,且在多站数量不超过3个站时设置为τ=约0.4个符号。
与对于该实例的传输率(2Mbps)的符号时间长度(1微秒)相比,每个站在上述的建筑物内传输的环境下的延迟展宽值(大约几个纳秒到10纳秒)非常小。所以,例如,当在上述情况下在多个房间之间的短距离内采用QPSK-VP方案执行无线通信时,认为能够获得与图41A和图41B所示仿真结果相同的BER特性。
图42A是示出当管理站安装在建筑物内时管理站1至3之间的相对位置的视图。如图42A所示,假设在建筑物内有6个4米见方的房间,管理站1至4分别安装在房间中央附近。此时,对于从管理站1至3到管理站4的传播距离之间的差值(最多4m),传播时间差值最多大约10纳秒。与符号时间长度(1微秒)相比,该传播时间差值非常小。所以,当根据上述过程确定在中继传输期间执行多站同时传输的管理站的延迟量时,通过将两个管理站(例如当源站为管理站1时就是管理站2和3)的传输时间之间的时间差值τ设置在0.2个符号(200纳秒)和0.8个符号(800纳秒)之间,就能够提供对应于两个分支的路径分集效果。而且,当在中继传输期间执行多站同时传输的管理站的数量为3时,例如,如果在执行多站同时传输的同时通过将延迟量τ设置为大约0.5个符号而在管理站中保存图32A所示的延迟量记录表,则就能够提供对应于3个分支的路径分集效果。
例如,假设所需的多个通信区域的BER=10-5,则从图41B的结果可以看出,与单站发送期间(A)相比,在两个站的多站同时传输期间(B),可以获得约20dB的路径分集增益,而在三个站的多站同时传输期间(C),可以获得约23dB的路径分集增益。当在为了简化描述而将传播损耗考虑作为自由空间损耗的同时计算该增益所造成的通信区域的扩大效果时,与单站传输期间相比,可以期望在两个站的多站同时传输期间区域扩大为大约10倍,而在三个站的多站同时传输期间区域扩大为大约14倍。实际上,由于将墙壁等产生的传输损耗作为传播损耗而进行添加,所以可能不能期望这种扩大,但是,与单站传输期间相比,通过使用该实例的方法来提供适当的时间差值τ以便在中继传输期间执行多站同时传输,则仍然能够期望获得几倍的区域扩大。
从而,当在假设单站传输期间通信区域半径大约为10m的情况下确定管理站的传输功率时,如果房屋具有如图42A所示的尺寸,则就能够在中继传输期间通过执行多站同时传输而在建筑物中发送广播分组。同时,当几栋房屋彼此相当靠近时,由于如图42B所示能够使包含在房屋A的无线系统内所使用的信道信息的广播分组到达相邻房屋,则就能够避免分别由相邻房屋构成的无线系统之间的信道干扰。
顺便说明,在上述第一至第四实施例中已经说明了将PSK-VP方案用作调制/解调方案的情况。此处,由于调制/解调方案可以是具有抗多径特性的调制/解调方案,所以不限于PSK-VP方案。从而,例如,可以采用扩频方案(例如PSK-RZ和DSSS方案)、OFDM方案或DSK(双移位键控)系统,而且可以将均衡器用于解调部分,其中,在DSK系统中通过传送关于在传输符号内添加的相位改变的信息(最大延迟小于0.5比特)来提供抗多径特性。DSK系统在非专利文献3中有详细说明。
[非专利文献3]
S.Ariyavisitakul,S.Yoshida,F.Ikegami,T.Takeuchi,“A NovelAnti-Multipath Modulation Technique DSK”,IEEE Trans.Communication,Vol.COM-35,No.12,1987年12月,p1252-1264
通过在执行多站同时传输之前利用相互进行协商的各个管理站来确定每个管理站在多站同时传输期间的传输时间,以使得对于每种调制/解调方案各个管理站的传输时间之间的差值可以不小于延迟分辨度且不大于最大延迟,即使多站数量发生改变也能够在多站同时传输期间生成具有适当TDOA的多径,从而必然能够提供路径分集效果。
而且,在第一至第四实施例中已经说明每个管理站发送分组的情况。顺便说明,每个管理站发送的信息不限于该分组,例如,本发明也适用于管理站在较长时期内相互发送相同信息的情况。
顺便说明,如背景技术的段落中所述,每个调制/解调方案的延迟分辨度和最大延迟在PSK-RZ方案的情况下是分别用小于符号长度的几分之一和不大于一个符号来确定的时间长度,在DSK系统的情况下是分别用小于符号长度的几分之一和不大于0.5个符号来确定的时间长度,在DSSS方案的情况下是分别用一个码片时间和扩展码长度来确定的时间长度,在OFDM方案的情况下是分别用频率带宽的倒数和保护间隔长度来确定的时间长度,在采用均衡器的情况下是分别用符号时间和抽头数量来确定的时间长度。
(第五实施例)
图43A是示出根据本发明第五实施例的无线传输系统的结构实例的视图。在图43A中,无线传输系统包括无线站1-1至1-n以及2-1至2-n。图43B是示出当图43A所示的每个无线站独立地发送电波时(下文称为单站传输)能够以预定比特差错率正常接收电波的范围(通信区域)以及各个无线站的相对位置的视图。无线站1-m、2-m(m是不小于1且不大于n的自然数,)分别具有能够执行单站传输的通信区域E1-m、E2-m。
各个无线站分别通过其本站的通信区域内存在的无线站而相互无线连接。各个无线站在与其它无线站通信期间构成ad-hock网络。在能够直接与某个特定无线站进行通信时,各个无线站直接与其通信而不通过其它无线站。
顺便说明,无线站可以确定在其本站的通信区域内使用的通信信道,并且对于在其本站的通信区域内存在的无线站而言,其作为用以通告在其本站的通信区域内所使用的通信信道信息的管理站。图44A是示出当图43A所示的无线站1-1和2-1作为管理站时无线传输系统结构的视图。无线站1-1向在其本站通信区域E1-1内存在的无线站1-2和1-n通告通信区域E1-1内所使用的信道信息。从而,通信区域E1-1内存在的无线站1-1至1-n就构成一个采用同一通信信道执行通信的组。同时,无线站2-1像无线站1-1那样作为通信区域E2-1内的管理站,从而,通信区域E2-1内存在的无线站2-1至2-n也构成一个组。无线站3-1像无线站1-1那样作为通信区域E3-1内的管理站,从而,通信区域E3-1内存在的无线站3-1至3-n也构成一个组。图44B是示出图44A所示的无线站之间的相对位置的视图。
当无线站作为组的管理站时,作为组的管理站的无线站和其它无线站之间不具有构成蜂窝系统的基站和无线站之间的那种关系。作为管理站的无线站和其它无线站在通信期间构成ad-hock网络。换句话说,尽管作为管理站的无线站k-1(k是1至3的自然数)具有确定其本站中所用的通信信道的功能,但在其它功能方面,其与无线站k-2至k-n没有区别。无线站k-1至k-n在能够直接通信时,将会相互通信而不通过其它无线站。另外,不需要从一开始就确定管理站。例如,可以对其进行这样的确定,使得在构成一个组的无线站k-1至k-n中,将具有能够成为管理站的功能的无线站宣告成为管理站。顺便说明,当在一个组中存在多个无线站具有能够成为管理站的功能,则可以将首先宣告成为管理站的无线站作为管理站。
构成多个组的多个无线站利用多个组之间公共使用的公共信道来将包含如下信息的分组(下文称为信道信息分组)通告到相邻无线站,这些信息包括其本站组内共同使用的信道信息、其本站组内的无线站ID以及用于在组间或组内进行同步的信标信息。所以,构成多个组的多个无线站本身就能够防止不同组之间生成的通信信道的干扰,或者能够在属于不同组的无线站之间执行通信。
将根据本实施例的无线传输系统描述为,使得多个无线站构成图44B所示的多个组,并且组内的任意一个无线站作为管理站。而且,将本实施例描述为,使得通信信道和公共信道意味着FDMA系统的频率信道。上述信道不限于此,而是可以按照TDMA系统的时隙、扩展码(例如CDMA方案)等来加以区分。
无线站k-1至k-n采用具有抗多径特性的调制/解调方案来发送和接收分组。在本实施例中,将采用PSK-VP方案发送数据的情况描述为具有抗多径特性的调制/解调方案。
图45是示出在该系统中所发送和接收的分组的结构实例的视图。图45所示的分组包括报头(PR)、唯一字(UW)、分组标识符、目的站地址、源地址、中继次数标识符、信息数据和CRC。
报头用于增益控制和时钟恢复、频率控制等。唯一字用于分组同步。分组标识符用于识别分组。目的站地址表示作为分组目的地的无线站的地址。源地址表示作为分组源的无线站的地址。中继次数标识符表示在发送分组时对分组进行中继的次数。信息数据是将要发送的数据的主要部分。CRC是用于差错检测的CRC码。顺便说明,虽然在该实施例中唯一字和分组标识符是分别提供的,但是,理所当然地,也可以准备与分组类型相应的多个唯一字,并且同时识别分组同步和分组类型。
图46A和图46B是说明专利文献2所描述的传统无线传输系统与根据本实施例的无线传输系统之间的差别的视图。图46A是专利文献2所描述的传统无线系统的框图。图46A是根据本实施例的无线传输系统的框图。在图46A和图46B中,无线站1-2和1-n彼此很接近,以至于与能够提供路径分集效果的TDOA(τ)相比,传播时间可以忽略。在图46A和图46B中,由于在属于其它站的通信区域内并不分别存在无线站1-1和无线站2-1,所以其不能直接相互通信。当从无线站1-1向无线站2-1发送分组时,无线站1-2和1-n对分组执行中继传输。图46A和图46B示出了在无线站1-2和1-n的中继传输期间对无线站2-1执行多站同时传输的情况的实例。顺便说明,在下面的说明中,需要中继传输的分组被称为广播分组。
在图46A所示的专利文献2中所描述的传统无线传输系统中,无线站1-2和1-n几乎同时(即以小于延迟分辨度的时间差值)执行对广播分组的中继传输。所以,传统无线传输系统不能提供路径分集产生的效果。因此,即使无线站1-2和1-n执行中继传输,在无线站1-2和1-n的单站传输期间位于通信区域E1-2至E1-n之外的无线站2-1至2-n也不能够正常接收无线站1-1已经发送的广播分组。
同时,在图46B所示的根据本实施例的无线传输系统的情况下,无线站1-1将广播分组发送到无线站1-2和1-n。另外,无线站1-1将多个延迟量分别通报到无线站1-2和1-n,以使无线站1-2和1-n能够以适当的时间差值在协商时段内执行多站同时传输。对多个延迟量进行确定,以将所述多个延迟量之间的每个差值可以设置为不小于预定延迟分辨度,而将最大和最小值之间的差值可以设置为不大于预定最大延迟。根据用于路径分集的各个系统确定延迟分辨度和最大延迟。在下文,将确定适当的传输时间以便执行多站同时传输的过程称为协商。无线站1-2和1-n通过将从作为对广播分组执行中继传输的参考的时间(参考时间)开始延迟了从无线站1-1通报的延迟量的时间作为传输开始时间,对由无线站1-1发送的广播分组执行多站同时传输。此处应注意,无线站1-1生成并发送包含延迟量信息的分组(延迟量通报分组),以便将上述延迟量提供给无线站1-2和1-n。
无线站1-1提供给无线站1-2和1-n的延迟量之间的差值是能够在接收端提供由路径分集产生的效果的适当的值,即不小于预定延迟分辨度且不大于预定最大延迟的值。从而,在中继传输期间,无线站1-2和无线站1-n能够将通信区域扩大为大于当无线站1-2和1-n执行单站传输时各自的通信区域E1-2和E1-n。所以,在无线站1-2和1-n的单站传输期间位于通信区域E1-2和E1-n之外的无线站2-1至2-n能够正常接收广播分组。顺便说明,在图46B中,E1-2和E1-n表示当无线站1-2和1-n以能够提供由路径分集产生的效果的适当时间差值执行多站同时传输时所能保证的通信区域。
图47A和图47B是示出在图46B所示的无线传输系统中所发送和接收的分组的结构的视图。在图46B中,无线站1-1生成图47A所示的分组,并将该分组发送到无线站1-2和无线站1-n。此处,关于分组标识符,假设0表示不需进行中继的分组;1表示广播分组;2表示信道信息分组;3表示响应分组;以及4表示延迟量通报分组。响应分组是用于向相邻站通报已正常接收到广播分组的分组。由于响应分组是响应于广播分组的响应,所以其也被称为广播响应分组。
例如,将表示该分组是广播分组的“1”记录到无线站1-1所生成的分组标识符处。同时,将作为分组目的地的无线站2-1的地址记录到目的站地址处,而将无线站1-1的地址记录到源地址处。而且,由于当无线站1-1发送分组时,该分组尚未被中继发送,所以将“0”记录到中继次数标识符处。
无线站1-2和1-n在接收到由无线站1-1发送的图47A所示的分组时,生成并发送图47B所示的广播分组。图47B是示出由无线站1-2和1-n发送的分组的结构的视图。如图47B所示,无线站1-2和1-n将接收到的广播分组的中继次数标识符改写为“1”,并加以发送。应当理解,由多个无线站(在图46B的情况下是无线站1-2和1-n)执行对从一个无线站(在图46B的情况下是无线站1-1)发送的广播分组的多站同时传输。
此处应注意,在本实施例的无线传输系统中,中继次数标识符的最大值(最大中继次数)被确定为某个预定次数。然后,无线站在接收到图47A或图47B所示的分组时,将该分组所包含的中继次数标识符与预定最大中继次数加以比较以确定是否执行中继传输。例如,如果各个无线站预先保存该最大中继次数,同时将最大中继次数设置为1次,那么即使接收到来自中继站1-2和1-n的广播分组,无线站2-2和2-n也可以不再对其进行中继。从而,在图46B所示的无线传输系统中,在作为目的站的无线站2-1正常接收到分组之后,不需要对该分组进行无用地中继发送。此处应注意,可能没有必要将最大中继次数确定为该预定次数。例如,可以在图47A和/或图47B所示的分组中独立地提供用于存储最大中继次数的区域,以便根据分组的重要性来设置最大中继次数。
顺便说明,根据该系统,由于在源无线站中将分组发送到目的站,所以,可以不确定是否需要进行中继。在这种情况下,可以去除分组标识符“0”和“1”之间的区别,可以将除了响应分组或延迟量通报分组之外的所有分组(也就是说,除了具有分组标识符“3”或“4”的分组之外的所有分组)都视为广播分组。
图48是示出无线站1-1的结构实例的框图。如图48所示,无线站1-1具有天线31、RF部分32、解调部分33、分组确定部分34、本站分组处理部分35、延迟量确定部分36、传输时间控制部分38、传输分组处理部分40、调制部分41以及表存储部分42。顺便说明,其它无线站也具有与无线站1-1类似的结构。
分组确定部分34确定是否能够采用差错检测码(例如在由解调部分33解调的已接收数据中所包含的CRC码)正常接收分组。如果能够正常接收分组,则分组确定部分34就分析该分组中所包含的分组标识符、目的站地址、源地址以及源无线站ID。
如果接收到的分组是广播分组,则分组确定部分34就将接收到的数据中所包含的源地址通报给传输分组处理部分40以作为响应目的地的无线站地址,并命令其生成响应分组。分组确定部分34也通知传输时间控制部分38确定响应分组的传输开始时间。而且,分组确定部分34生成接收完成信号以表示完成了对广播分组的接收,并将源地址、分组标识符以及接收完成信号传送到传输时间控制部分38。另外,此时,分组确定部分34将广播分组中UW之后的数据作为中继数据而传送到传输分组处理部分40,并命令其生成用于执行中继传输的广播分组。
如果接收到的分组是信道信息分组,则分组确定部分34就识别出接收到的数据中的源地址、源站在该组中所使用的信道以及存储在中继次数标识符中的中继次数。如果中继次数在数量上大于最大中继次数,则分组确定部分34就确定接收到的分组是由其本站所属于的区域之外的站发送的。同时,如果中继次数不大于最大中继次数,则分组确定部分34就确定接收到的分组是由其本站所属于的区域内的组的无线站发送的。随后,分组确定部分34将源地址和该组内所使用的信道信息传送到图中未示出的通信控制部分。
如果接收到的分组是响应分组,则分组确定部分34就将响应分组中所包含的源地址作为相邻站信息传送到延迟量确定部分36。
同时,如果接收到的分组是延迟量通报分组,则分组确定部分34就将延迟量通报分组传送到延迟量确定部分36。
另外,如果接收到的分组是寻址到其本站的分组,则分组确定部分34就将接收到的数据传送到本站分组处理部分35。本站分组处理部分35处理寻址到其本站的从分组确定部分34接收的分组。
延迟量确定部分36根据在响应时段结束前通报的相邻站信息,识别能够对其本站已经发送的广播分组执行中继传输的无线站的ID和数量,将在以后说明。如果能够执行中继传输的无线站的数量是多个,则延迟量确定部分36就确定分配给每个无线站的延迟量。延迟量确定部分36在将所确定的延迟量记录到延迟量记录表37的同时,也将所确定的延迟量和目的地址传送到传输分组处理部分40。另外,当接收到延迟量通报分组时,延迟量确定部分36将提取分配给其本站和其它站的延迟量以便将其记录到延迟量记录表37中。
通信控制部分(未示出)在接收到信道信息分组时,就从分组确定部分34接收源地址和信道信息。通信控制部分在将源地址存储为其本站所参加的组的管理站地址的同时,也存储信道信息。另外,通信控制部分将用于表示其本站当前是否处于能够执行中继的状态的中继可用性信号传送到传输时间控制部分38。此处应注意,在不能进行中继传输时,通信控制部分可以将中继可用性信号传送到传输时间控制部分38,或者仅仅当可进行中继传输时将中继可用性信号传送到传输时间控制部分38。
传输时间控制部分38在其本站能够执行中继时,根据参考时间和记录在延迟量记录表37中的延迟量来控制发送广播分组的时间。具体地,传输时间控制部分38将从接收到来自分组确定部分34的接收完成信号的时间开始经过了预定时间之后的时间作为参考时间,而且将从该参考时间延迟了分配给其本站的、记录在延迟量记录表37中的延迟的时间设置为对广播分组的中继传输的传输开始时间。当到达传输开始时间时,传输时间控制部分38就生成用来命令传输开始的传输开始信号以将其传送到调制部分41。而且,在从分组确定部分34通报了响应分组的传输时,传输时间控制部分38就在预定响应时段内在随机的时间处生成传输开始信号,以便将其传送到调制部分41。
传输分组处理部分40在其本站为源站时,从图中未示出的控制部分接收希望从其本站作为其本站数据而通知到其它无线站的信息,并生成和保存广播分组或不需要进行中继的分组,在所述分组中,对其本站数据添加了预定标题(报头和唯一字)和预定脚注(CRC码等)。传输分组处理部分40在从延迟量确定部分36接收到延迟量和目的地地址时,也生成和保存延迟量通报分组,在所述延迟量通报分组中,对目的地地址和延迟量添加了预定标题和预定脚注。另外,传输分组处理部分40在从分组确定部分34接收到中继数据时,将预定标题添加到中继数据中以便生成和保存广播分组。而且,传输分组处理部分40在从分组确定部分34接收到用于生成响应分组的命令时,生成并保存响应分组。
表存储部分42存储延迟量记录表37。将从其它无线站通报的延迟量以及当其本站成为源无线站时分配给其它无线站的延迟量记录在延迟量记录表37中。
调制部分41生成并输出调制有在传输分组处理部分40所生成的分组中的发送数据的已调制基带信号。当采用PSK-VP方案执行通信时,调制部分41的结构与图6所示的结构类似。另外,解调部分33的结构与图7所示的结构类似。
图49是示出按上述方法构建的无线站的操作概况的顺序图。首先,由无线站1-1发送的广播分组被无线站1-2和1-n接收。无线站1-2和1-n将响应分组发送到无线站1-1。在无线站1-1作为源无线站的情况下,无线站1-1在接收到响应分组时,确定在无线站1-2和1-n对广播分组执行多站同时传输时每个无线站的延迟量。然后,无线站1-1生成用于通报所确定的延迟量的延迟量通报分组,以将其发送到无线站1-2和1-n。
图50至图53是示出图48所示的无线站的操作的流程图。在开始参加某个新组和构建某个新组时,无线站在预定时间内(例如在加电时)等待接收分组(现有管理站搜索模式),并确定在预定区域内是否存在任何构建该组的管理站。如果该管理站存在,则无线站就加入该管理站所管理的组,如果该管理站不存在,则其本站就将作为该组的新管理站。将采用图50所示的流程图说明无线站在此时的操作。此处应注意,将按照无线站1-1的操作来说明下面所示的流程图。
无线站1-1重新设置等待计时器以在预定时间内等待接收分组(步骤S231),并在接收状态下等待(步骤S232)。随后,如果无线站1-1在预定时间结束前(步骤S234为否)接收到分组(步骤S233为是),则对接收到的分组进行解调(步骤S235)。具体地,解调部分33对由天线31接收并由RF部分32进行频率变换的已接收基带
信号进行解调,并将其用作已解调数据。
分组确定部分34对已解调数据进行CRC校验以便确定是否正常接收该分组(步骤S236)。如果不能对该分组进行正常解调,则无线站1-1就再次在接收状态下等待(步骤S232)。同时,如果能够对该分组进行正常解调,则分组确定部分34就查阅接收到的分组的分组标识符以确定其是否为信道信息分组(步骤S237)。
如果接收到的分组不是信道信息分组,则无线站1-1就再次在接收状态下等待(步骤S232)。同时,如果接收到的分组是广播分组,则分组确定部分34就识别已接收分组的源地址(源ID)、源站在组内使用的信道以及该分组已被中继传输的次数(中继次数)(步骤S238)。如果中继次数在数量上大于最大中继次数,则无线站1-1就确定接收到的分组是由其本站所属于的区域之外的其它站发送的,并再次在接收状态下等待(步骤S232)。同时,如果中继次数在数量上不大于最大中继次数(步骤S239为是),则无线站1-1就确定接收到的分组是由其本站所属于的区域内的组的无线站发送的。然后,分组确定部分34将源ID作为其本站参加的组的管理站ID,并将关于组内所使用的信道的信息传送到图中未示出的通信控制部分。随后,通信控制部分村存储所述信息(步骤S240)。然后,处理进行到图11所示的步骤S251。
同时,如果在步骤S234预定时间结束,则无线站1-1就确定其本站将是该组的新管理站(步骤S241),并确定该组内要使用的使用信道(步骤S242)。然后,处理进行到图11所示的步骤S251。
图51是示出管理站1-1在现有管理站搜索模式结束之后的操作的流程图。无线站1-1在接收状态下等待(步骤S251),如果未接收到分组的状态(步骤S252为否)持续了预定的时间(步骤S253为是),则其确认该信道是可用的。如果不存在其本站希望作为源而发送的分组,则无线站1-1就在接收状态下继续等待(步骤S254为否)。同时,如果存在其本站希望作为源而发送的信息(信道信息分组的信息、中继传输取消分组的信息或广播分组的信息)(步骤S254为是),则无线站1-1就在传输分组处理部分40中生成信息分组(步骤S255),传输时间控制部分38将传输开始时间信号输出到调制部分41,而且传输分组处理部分40将该信息分组的发送数据传送到调制部分41。调制部分41根据该信息分组的发送数据生成调制信号,并通过RF部分32和天线31对其进行发送(步骤S256)。
然后,无线站1-1在接收状态下等待从其它无线站发送的响应分组(步骤S257)。无线站1-1在响应时段结束前(步骤S259为否)确定是否正常接收响应分组(步骤S258)。如果正常接收了响应分组(步骤S258为是),则无线站1-1就确定响应分组的源无线站是否为信息分组的目的无线站(步骤S260)。如果响应分组的源无线站不是信息分组的目的站,则分组确定部分34就识别出源ID以传送到延迟量确定部分36,而延迟量确定部分36将响应分组内包含的源ID存储作为对其本站已经发送的分组进行中继传输的无线站ID(步骤S261)。顺便说明,发送响应分组的无线站可以确定是否能够进行中继,以便通过将确定结果添加到响应分组来发送该响应分组。从而,已经接收到响应分组的无线站就能够确定已经发送了响应分组的无线站是否能够进行中继。无线站1-1重复该操作直到响应时段结束为止。如果响应分组的源无线站是信息分组的目的站,则无线站1-1就生成用于通知取消中继传输的中继传输取消分组(步骤S262)。无线站1-1调制并发送中继传输取消分组(步骤S266),并返回到步骤S251的接收等待状态。
同时,当在步骤S259中响应时段结束而且用于接收响应分组的等待时间也结束时,延迟量确定部分36确定能够进行中继的站的数量是否不小于2(步骤S263)。具体地,延迟量确定部分36根据在响应时段内存储的中继站ID的数量来确定在响应时段内作出响应的相邻无线站的数量(下文称为能够进行中继的站的数量)。如果能够进行中继的站的数量小于2,则无线站1-1结束处理(步骤S263为否)。
同时,如果能够进行中继的站的数量不小于2(步骤S263为是),则延迟量确定部分36就确定在对来自中继站的广播分组执行同时传输时将要分配给中继站的延迟量,以便将其记录到延迟量记录表37中(步骤S264),并且还将中继站ID和为每个中继站确定的延迟量传送到传输分组处理部分40,以命令其生成延迟量通报分组。
根据来自延迟量确定部分36的命令,传输分组处理部分40生成延迟量通报分组(步骤S265),并将其传送到调制部分41。调制部分41根据延迟量通报分组来生成调制信号,并通过RF部分32和天线31对其进行发送(步骤S266)。
同时,如果在步骤S251至S253的接收等待期间接收到分组(步骤S252为是),则无线站1-1就对接收到的分组进行解调(步骤S267),并确定分组确定部分34能否正常对其进行接收(步骤S268)。如果不能,则处理就再次进行到步骤S251。如果能,则处理进行到图52所示的步骤S271。
图52和图53是示出当在图51所示的接收等待状态(步骤S251至S253)下正常接收到某个分组时(图51所示的步骤S268为是)无线站1-1的操作的流程图。如果接收到的分组是寻址到无线站1-1本站的分组,则无线站1-1就在本站分组处理部分35中执行预定的处理(步骤S272),并进行到步骤S273。同时,如果接收到的分组不是寻址到无线站1-1本站的分组(步骤S271为否),则确定该分组是否为广播分组,即该分组是否需要进行中继(步骤S273)。
如果接收到的分组不是广播分组(步骤S273为否),则无线站1-1就再次进行到步骤S251,并在接收状态下等待。如果接收到的分组是广播分组(步骤S273为是),则传输时间控制部分38就确定是否能够采用从通信控制部分(未示出)传送的中继可用性信号进行中继传输(步骤S274)。如果不能进行中继传输,则无线站1-1就返回到图51所示的步骤S251。如果可以进行中继传输,则无线站1-1就进行到步骤S275。
无线站1-1通过分组处理部分34识别分组中所包含的中继次数,如果中继次数已经达到最大中继次数(步骤S275为否),就再次进行到步骤S251,并在接收状态下等待。如果中继次数尚未达到最大中继次数(步骤S275为是),则分组确定部分34就生成接收完成信号,以便将其和该分组的分组标识符一起传送到传输时间控制部分38(步骤S276)。另外,分组确定部分34识别出源无线站ID,将其传送到传输分组处理部分40,并命令生成响应分组。传输分组处理部分40生成并存储响应分组(步骤S277)。
传输时间控制部分38根据接收完成信号在随机的时间处生成传输开始信号,并将其传送到调制部分41。调制部分41在接收到传输开始信号时,读取响应分组的发送数据以生成调制信号。由调制部分41生成的调制信号作为无线信号而通过RF部分32和天线31进行发送(步骤S278)。
另外,分组确定部分34从已解调数据中提取图45所示的UW后的数据以作为有效负荷数据,然后将有效负荷数据作为中继数据而传送到传输分组处理部分40,其中将有效负荷数据中的中继次数ID增加1(步骤S279)。传输分组处理部分40将预定标题添加到中继数据,并生成和存储广播分组(步骤S280)。另外,传输时间控制部分38根据接收完成信号来确定参考时间(步骤S281)。
将采用图53说明无线站1-1在步骤S282后的处理。在传输时间控制部分38在步骤S281确定了参考时间后,无线站1-1在预定时间内等待将要从广播分组的源无线站通知的延迟量通报分组(步骤S282至S284)。
如果在预定时间内正常接收到延迟量通报分组(步骤S283为是),则延迟量确定部分36就从分组确定部分34接收延迟量通报分组的有效负荷部分以提取延迟量,并将所提取的延迟量记录到延迟量记录表37(步骤S285)。随后,传输时间控制部分38查阅延迟量记录表37,并将从参考时间开始延迟了分配给其本站的延迟量之后的时间定义作为传输开始时间(步骤S286)。同时,如果在预定时间内未正常接收延迟量通报分组(步骤S283为否),则传输时间控制部分38就将图52所示的步骤S281中所确定的参考时间定义为传输开始时间(步骤S287)。当到达传输开始时间时,传输时间控制部分38生成传输开始信号以便将其传送到调制部分41(步骤S288为是)。
调制部分41在接收到传输开始信号时,从广播分组读取发送数据以生成调制信号。调制部分41生成的调制信号作为无线信号而通过RF部分32和天线31进行发送(步骤S289)。然后,无线站1-1再次进行到步骤S51并在接收状态下等待。
如上所述,尽管已经采用图50至图53所示的流程图说明了无线站1-1的操作,然而上述无线站的操作在所有无线站中都是相同的。
图54A至图54C是示出在如下时间段内的处理过程实例的视图,所述时间段位于生成了一个无线站1-1且接着该无线站1-1构建了具有图43A至43B所示组结构的组之后,且位于在中继传输期间采用适当的时间差值对由无线站1-1发送的广播分组执行多站同时传输之前。图55A至图55C是示出在如下时间段内无线站1-1至1-n之间的相对位置的视图,所述时间段位于生成了一个无线站1-1且接着该无线站1-1构建了该组之后,且位于其成为图1所示的组结构之前。下文参照图54A至图54C和图55A至图55C来说明如下过程,其中,图48所示的无线站1-1至1-n相互协商,并确定在中继传输期间分配给每个无线站的延迟量以便在适当的时间处执行多站同时传输。顺便说明,在图54A至图54C中,将描述信道信息分组被中继发送的情况。换句话说,将把信道信息分组描述成广播分组。
首先,如图54A和图55A所示,当无线站1-1周围不存在任何其它无线站,而且在预定时间内未在无线站1-1中接收到信道信息分组时,无线站1-1就作为源站而发送信道信息分组,从而宣告该无线站将会作为管理站。此处应注意,在本实施例的无线系统中,当从某个无线站k发送广播分组(包括信道信息分组)时,将从分组的传输开始时间开始到分组的中继传输结束时间为止之间的预定时间分配作为用来发送无线站k的分组的时段(无线站k传输时段),其中无线站k已经作为源站而发送了该分组。
然后,如图55B所示,当在无线站1-1的通信区域E1-1内新生成无线站1-2时,无线站1-2根据图50所示的过程搜索现有相邻管理站,并同时在预定时段内观测公共信道。例如,在周期性地发送信道信息分组时,可将所述预定时段设置为不小于一次循环时间。此后,无线站1-2在接收到由无线站1-1发送的广播分组时(图54B:B-11),就生成响应分组,以通报相邻站已经按照图51所示的过程正常接收到广播分组,并且在预定响应时段内将其发送(图54B:B-12)。
在响应时段内,无线站1-1接收由无线站1-2发送的响应分组,并根据图50所示的过程识别能够进行中继的站的数量(图54B:B-12)。此时,由于在无线站的本组内存在数量为2的无线站1-1和无线站1-2,所以无线站1-1在该响应时段内接收到的响应分组的数量为1。从而,由于不能在对广播分组进行中继传输时执行多站同时传输,所以无线站1-1不将延迟量分配给无线站1-2(图54B:B-13)。
在这种情况下,在由系统预先定义的预定参考时间(T0)处,由无线站1-2直接单站中继发送从无线站1-1发送的广播分组(图54B:B-14)。
然后,如图55B和图55C所示,将会说明在无线站1-1和1-2所构建的组内新生成无线站1-n的情况。首先,无线站1-n根据图50所示的过程搜索现有相邻管理站,并且同时在预定时段内观测公共信道。然后,无线站1-2和1-n在接收到由无线站1-1发送的广播分组时(图54C:C-11),根据图52所示的过程生成响应于无线站1-1发送的广播分组的响应分组,并在响应时段内在随机的时间处发送该响应分组(图54C:C-12)。
无线站1-1在根据图51所示的过程在响应时段内接收到由无线站1-2和1-n发送的响应分组时,确定将要分配给无线站1-2和1-n的延迟量,并将其记录到延迟量记录表37。然后,在紧接在响应时段结束之后的预定时间内,无线站1-1生成包含所确定的延迟量的延迟量通报分组,以便将其发送到无线站1-2和1-n中的每个站(图54C:C-13)。应当理解,可将广播分组(本实施例中是信道信息分组)说成是用于请求多站同时传输的多站同时传输请求分组。
无线站1-1和1-n在根据图53所示的过程接收到由无线站1-1发送的延迟量通报分组时,提取在多站同时传输期间分配给其本站和其它站的延迟量,并将其记录到延迟量记录表37(图54C:C-13)。
然后,在从系统预先定义的参考时间(T0)开始延迟了分配给其本站的延迟量之后的时间处,无线站1-2和1-n分别执行对由无线站1-1发送的广播分组的多站同时传输(图54C:C-14)。
图56A是示出无线站1-2和1-n所保存的延迟量记录表37的结构的视图。例如,当无线站1-1是分组源时,无线站1-n在对分组进行中继发送时,将从参考时间开始延迟了延迟量τ之后的时间作为传输开始时间。同时,无线站1-2在执行分组的中继传输时,将从参考时间开始延迟了延迟量0之后的时间(在这种情况下为参考时间)作为传输开始时间。顺便说明,延迟量τ是在接收端处提供路径分集效果的适当的值,即不小于预定延迟分辨度且不大于预定最大延迟的值。
图56B是示出在图55B所示的相对位置处在只有无线站1-2对由无线站1-1发送的广播分组进行中继发送时分组的发送/接收时间的视图。无线站1-2在对分组进行中继发送时,对分组进行发送而不提供延迟时间。
图56C是示出在图55C所示的相对位置处在无线站1-2和1-n对由无线站1-1发送的广播分组进行中继发送时分组的发送/接收时间的视图。无线站1-2和1-n根据图56A所示的延迟量记录表执行对广播分组的多站同时传输。
如图56C所示,无线站1-2和1-n将从完成了对由无线站1-1发送的广播分组的接收的时间开始经过了预定时间(T1)后的时间设置为参考时间(T0)。无线站1-2在从参考时间T0开始经过了延迟量“0”后的时间T0(即参考时间T0)处发送广播分组。同时,无线站1-n将从参考时间开始经过了延迟量“τ”后的时间定义为传输时间,并发送广播分组。由于无线站1-2和1-n的位置彼此很接近,以至于与延迟量差值τ相比,传播时间可以忽略,所以从两个无线站发送的分组以非常接近于能够提供路径分集效果的适当的传输时间差值τ的值到达接收站(例如无线站9)。于是,接收站可以最大限度地提供由路径分集产生的效果,从而正常接收分组。
如上所述,根据本实施例,每个无线站通过在执行多站同时传输前提供协商时段,根据在协商时段中来自接收到分组的无线站的响应,为每个无线站确定在多站同时传输期间的传输时间。从而,即使在多站数量发生改变时,也必然能够在多站同时传输时生成具有适当TDOA的多径,从而必然能够在接收站处提供由路径分集产生的效果。
顺便说明,在本实施例中,每个无线站已经根据在响应时段内接收到的响应数量而获取了能够执行中继传输的无线站的数量。此处,可以在协商时段内独立地提供发送分组(多站状态确认分组)的区域以便返回响应于该分组的响应分组,其中所述分组专用于搜索能够执行多站同时传输的无线站。在这种情况下,也可以按照与上述过程类似的方式来适当地设置分配给每个无线站的延迟量。但是,在这种情况下,必须发送无线站搜索分组。与此相反,根据本实施例,由于在获得了响应分组时,将由无线站发送和接收的广播分组用于获取能够执行多站同时传输的无线站,所以能够设置延迟量而不降低传输效率。
顺便说明,存在如下一些无线系统,其中,通过使多个无线站本身发送和接收具有短分组长度的分组,并因而在发送具有分组长度的信息分组之前预先相互协商,可以在确认是否能够发送信息分组之后才发送信息分组。例如,这包括采用IEEE 802.11标准的RTS(请求发送)/CTS(允许发送)无线LAN系统等。在这种系统中,没有必要像第一实施例那样在源站已经发送了广播分组之后提供响应时段,相反,可以根据与本实施例类似的步骤,采用原先存在的协商时段确定能够进行中继的每个站在多站同时传输期间的延迟量。例如,当将本实施例的过程应用于上述无线LAN系统时,对于已经发送了作为多站同时传输请求分组的RTS的无线站1-1而言,具有中继能力的、已经接收到作为响应分组的RTS的无线站1-2至1-n可以将其本站的无线站ID添加到CTS中,从而将其作为响应分组返回,而无线站1-1可以分别对无线站1-2至1-n确定在多站同时传输期间的延迟量。然而,在这种情况下,为了避免从多个无线站返回的CTS彼此发生冲突而且不能在无线站101中被正常接收的情况,必须对在各个无线站内返回所述CTS的时间进行偏移。
关于如何偏移响应分组的返回时间,存在如下方法,其中,每个无线站像第一实施例那样随机地确定返回时间,但是可以像时隙Aloha方法那样将响应时段分成多个返回时段,并且每个无线站可以随机地选择返回时段并将其返回。另外,当各个无线站预先共同识别出其它无线站ID时,可以预先定义根据无线站ID号的预定规则(例如无线站ID号的升序或降序),而且多个无线站可以根据该规则返回分组。从而,能够尽可能地避免响应分组发生彼此冲突。
顺便说明,在第一实施例中已经说明,位于共同通信区域内的多个无线站在接收到广播分组时确定对广播分组进行中继传输的可用性,而且,如果不能进行中继传输则不返回响应分组。但是,不能够执行中继传输的无线站可以发送其中包含表示中继传输可用性的信息的响应分组。
顺便说明,在第一实施例中已经说明周期性地在公共信道上发送信道信息分组的情况。此处,信道信息分组可以在公共信道上无规律地发送。例如,将要新参加该组的无线站和将要从该组退出的无线站可以发送信道信息分组的请求发送分组,而管理站可以在接收到请求发送分组的预定时间之后发送信道信息分组。在这种情况下,将要新参加该组的无线站通过在发送请求发送分组后根据图50所示的过程搜索预定时间和现有管理站,也能够确定其本站是否应当作为管理站来构建该组或者是否应当参加现有的组。
顺便说明,在第一实施例中已经说明在公共信道上对信道信息分组进行中继传输的情况,即信道信息分组是广播分组的情况。此处,广播分组并不限于信道信息分组,而可以是在通信信道上发送的普通信息分组。在这种情况下,也在通信信道上提供图54B和图54C所示的每个时段,并且同一个组内的各个无线站能够根据图51至图53的过程来适当地确定各个无线站在多站同时传输期间的传输时间。但是,当目的站是采用另一个通信信道的无线站时,每个无线站在多站传输期间采用由目的站的组所使用的信道来执行对广播分组的多站同时传输(图54:C-14)。
顺便说明,在第一实施例中已经说明了能够进行中继传输的无线站的数量为2的情况,但是,即使能够进行中继的无线站的数量不小于3,也能够根据图54C的C-11至C-14的过程来设置适当的传输时间以便在中继传输期间执行多站同时传输,从而必然能够获得由路径分集产生的效果。
顺便说明,根据本实施例,接收广播分组的每个无线站已经在响应时段内在随机的时间处发送了响应分组。所以,在少数情况下,这些响应分组在响应时段内可能彼此冲突。图57是示出当响应分组相互冲突时分组的发送/接收时间的视图。此处应注意,在图57中,在由无线站1-1管理的组内存在n个能够执行中继传输的无线站,并且图中也示出了在其它n-1个无线站对由无线站1-m发送的广播分组执行多站同时传输之后直到其执行中继传输之前的过程。如图57所示,如果由多个无线站发送的响应分组在n-m2响应时段内相互冲突,就会出现不能正常接收分组的情况。在这种情况下,例如,已经发送了广播分组的无线站1-m可以在如图57所示的响应时段m2NG结束后立即发送响应分组重发请求分组,并且能够向无线站1-m执行中继传输的无线站可以再次提供响应时段n-m2b以在随机的时间处发送响应分组。通过在已经发送了广播分组的无线站1-m能够正常接收能够执行中继传输的所有其它无线站的响应分组之前重复该过程,可以确定分配给对由其本站发送的分组进行中继的所有无线站的延迟量。但是,为了避免由于连续冲突而导致在无线站1-m的预定传输区内无法完成中继传输,希望对响应时段的重设次数提供上限。
顺便说明,有利于实现由路径分集产生的效果的最大有效分支数具有上限(最大有效分支数)。例如,如果将PSK-VP方案用作调制/解调方案,那么由于延迟分辨度大约是符号长度的几分之一且最大延迟是小于一个符号时间的值,所以,接收站内能够被分离的输入波的数量(不大于最大延迟除以延迟分辨度所得值的数值)最多大约为3,因而最大有效分支数被控制为大约2和3。从而,即使存在很多执行多站同时传输的无线站以至于其数量超过最大有效分支数,与在多站中必然能够生成可导致适当TDOA的多径的情况相比,也可能无法获得更好的路径分集效果,其中所述多站的数量等于最大有效分支数(在上述实例中为3个站)。所以,在图57中,如果来自相邻无线站的能够在响应时段内被正常接收的响应分组的数量超过最大有效分支数,则希望已经发送了广播分组的无线站1-m即使在响应时段内出现响应分组冲突的情况下也不重新设置响应时段,而是将仅包含延迟量的延迟量通报分组发送给能够正常接收分组的相邻无线站。顺便说明,如果在分组中不存在分配给其本站的延迟量,则即使无线站在从已经发送了分组的无线站处接收到分组,已经接收到延迟量通报分组的无线站也可以不执行对广播分组的中继传输。
而且,由多个无线站同时发送的数据行不一定要完全匹配,但是,旨在通过执行多站同时传输来改进传输特性并从而增加数据传输可靠性的部分可以相同。
而且,在本实施例中已经说明了通过将PSK-VP方案用作调制/解调方案来进行通信的情况,但是,即使通过将OFDM方案用作调制/解调方案来进行通信也能够获得与本实施例类似的效果。当通过将利用OFDM方案来进行通信时,调制部分的结构与图19所示类似。另外,当通信利用OFDM方案来进行通信时,在调制部分的主要部件中生成的信号和传输开始信号的时间与图20所示情况类似。而且,当利用OFDM方案来进行通信时,解调部分的结构与图21所示情况类似。
另外,仅当将单载波系统(例如QPSK方案)用作调制方案并且将用于补偿信道失真的均衡器用于解调方案时,情况与第一实施例类似,而关于调制部分41的结构,必须要做的只是在图6所示的调制部分41的结构中替换为单载波系统的波形,从而可将图22的情况用于解调部分的结构,其中所述单载波系统仅使用在波形输出部分46的波形存储器内存储的已调制波形。
当通信利用DSSS方案来进行通信时,调制部分的结构与图23所示类似,而解调部分的结构与图24所示类似。
(修改的实施例1)
在第五实施例中已经说明,每个无线站在其每次从其它无线站接收到响应分组时都发送延迟量通报分组。此处应注意,延迟量的确定和延迟量通报分组的传输可以只在新生成无线站时或者在现有无线站消失时执行。根据该修改实施例,每个无线站仅当在组内新生成无线站或者组内的现有无线站消失时才生成延迟量通报分组。顺便说明,例如,可以通过如下方法识别在组内新生成的无线站,即,组内新生成的无线站在接收到信道信息分组后立即发送响应分组,并且现有无线站接收该响应分组。而且,例如,可以通过如下方法识别组内的现有无线站的消失,即,将要从该组消失的无线站在从接收到信道信息分组开始经过了预定时间后发送用于表示离开该组的“离组通报分组”,并且现有无线站接收该响应分组。
如上所述,根据本修改实施例,由于没有必要每次在无线站k的传输时段内提供协商时段,所以能够抑制由于准备用于提供多站同时传输期间的适当时间的过程而引起的传输效率退化。
(修改的实施例2)已经从将要被同时发送的分组的目的无线站处接收到广播响应分组的中继站可以将接收到广播响应分组的通报发送到源无线站。在这种情况下,源无线站在接收到该通报时,可以向其它无线站通报取消多站同时传输。源无线站可以包括用于该通报的同时传输取消部分。
(第六实施例)
根据本实施例的无线传输系统与第五实施例的不同之处在于,在无线站发送分组后,作为源站的无线站在其它无线站对分组进行中继发送时也再次发送相同的分组。
图58是示出第二实施例的中继传输实例的视图。如图58所示,作为源无线站的无线站1-1把将被中继发送的分组发送到无线站1-2和1-n(图58中的粗点线),然后,在无线站1-2和1-n执行其中继传输时将该分组重新发送到目的站(图58中的粗线)。顺便说明,由于根据本实施例的无线传输系统和无线站的结构与第五实施例类似,所以分别利用图43A、图43B和图48。
在本实施例中,对分组进行中继发送的无线站将从完成对广播分组的接收时间开始经过了预定时间之后的时间设置为参考时间。另外,作为分组的源无线站的无线站将从发送了分组的时间开始经过了预定时间之后的时间设置作为参考时间。将要说明这两个参考时间彼此相一致的情况。
图59A至图59A是示出根据第六实施例的在如下时段中的处理过程实例的视图,所述时段位于在生成一个无线站1-1且无线站1-1构建具有图1所示组结构的组之后,并且位于利用中继传输期间的适当时间差值来执行对从无线站1-1发送的广播分组的多站同时传输之前。由于将采用与第五实施例类似的实例说明组结构的改变,所以利用图55A至55C。
下文参考图55A至图55C以及图59A至图59A,重点针对与第五实施例的不同之处,说明在本实施例的无线站相互协商以确定每个无线站在多站同时传输期间的延迟量之前每个无线站的操作和处理过程。
首先,如图55A所示,当组中只存在无线站1-1时,无线站1-1的操作与第五实施例类似。
根据第六实施例的无线站的操作与第五实施例的区别在于图51所示的流程图中步骤S263的操作。根据第六实施例的无线站在步骤S263中确定能够进行中继的站的数量是否不小于1。如果能够进行中继的站的数量不小于1,则处理进行到步骤S264及其随后步骤的操作,并且生成和发送延迟量通报分组。由于除此之外的操作与第五实施例类似,所以利用图50至图53。
如果系统结构从图55A所示状态改变到图55B所示状态,则新参加该组的无线站1-2在接收到由无线站1-1发送的广播分组时,生成响应分组并在响应时段内发送该响应分组(图59B:B-12)。无线站1-1根据在响应时段结束时间之前通报的响应分组,确定能够对其本站的传输分组执行中继传输的无线站的数量是1。
在第五实施例中,当能够执行中继传输的无线站的数量为1时,分配给其它无线站的延迟量尚未确定。在本实施例中,由于作为源无线站的无线站1-1重新发送分组,所以,即使能够执行中继传输的无线站的数量是1,也能够在中继传输期间执行多站同时传输。从而,在无线站1-1中,延迟量确定部分36将无线站1-2的延迟量确定为从参考时间适当偏移的值(τ),并在将该延迟量记录到延迟量记录表37的同时,还将其通报到传输分组处理部分40。另外,此时,延迟量确定部分36也确定将要分配给其本站的延迟量。
随后,在紧接在响应时段结束后的预定时间内,无线站1-1生成包含所确定的延迟量的延迟量通报分组以将其发送到无线站1-2(图59B:B-13)。这一点与第五实施例不同。根据本实施例,图54C的操作和过程已经在图55B的状态下执行,而且每个无线站确定在多站同时传输期间将要分配给分组的延迟量。关于图59B所示的B-13之后的操作和过程,除了也确定在多站同时传输期间将要分配给其本站的延迟量以及在图59B的B-13中发送也包含该值的延迟量通报分组之外,所述操作和过程与第五实施例中图54C所示的C-13之后的操作和过程相同,所以省略其详细说明。
其次,由于除了也在多站同时传输期间确定将要分配给源无线站本身作为传输时间的延迟量之外,组结构从图55B所示状态改变到图55C所示状态的情况也与第一实施例(图54C)类似,所以省略其说明。
图60A是示出当在图55B所示的相对位置处的无线站1-1和1-2根据图59B所示的过程设置延迟量时延迟量记录表实例的视图。无线站1-1和1-2查阅图60A所示的延迟量记录表,以确定当其它无线站对分组进行中继发送时将要提供给分组的延迟量。例如,当无线站1-1是分组的源无线站时,无线站1-2在对从无线站1-1接收到的分组进行中继发送时,将其连同相对于参考时间(T0)延迟了延迟量τ的时间一起进行发送。
图60B是示出在如下情况下分组的传输时间的视图,其中,在相对位置如图55B所示的无线站1-1、1-2和无线站9(未示出)中,广播分组从无线站1-1发送,在无线站1-2处中继,并到达无线站9。此处假设无线站1-1和1-2保存图60A所示的延迟量记录表。
如图60B所示,无线站1-2在接收到从无线站1-1发送的延迟量通报分组时,按照与第一实施例类似的过程确定传输开始时间。无线站1-1将发送广播分组时开始经过了预定时间之后的时间设置为参考时间(T0),并通过将该时间设置为传输时间来发送广播分组。无线站1-1和无线站1-2的位置彼此很接近,以至于与能够提供路径分集效果的适当时间差值τ相比,传播时间可以忽略。所以,无线站9以非常接近提供由路径分集产生的效果的适当传输时间差值τ的TDOA接收到从两个无线站发送的分组。因此,无线站9能够最大限度地获得由路径分集产生的效果。
图61A是示出当在如图55C所示的相对位置处的无线站1-1至1-n根据59C所示的过程设置延迟量时延迟量记录表实例的视图。顺便说明,在本实施例中将说明无线系统的最大有效分支数为3的情况(例如,通过将扩频方案用作调制/解调方案,来执行对调制信号的RAKE接收的系统,其中,所述系统在接收端有3个耙指,并且所述调制信号是通过在发送端以扩展码长度为4个码片的扩展码来执行扩频而产生的)。
在图61A中,延迟量τ不大于最大延迟量,而延迟量τ/2不小于延迟分辨度。例如,在将扩频方案用于调制/解调方案的系统中,最大延迟对应于不大于扩展码长度的值,而延迟分辨度对应于不小于扩展码的一个码片长度的值。
图61B是示出当在图58所示的相对位置处的无线站1-1至1-n根据图61所示的延迟量记录表对广播分组执行多站同时传输时的时间的视图。
如图61B所示,无线站1-2至1-n将从完成对无线站1-1所发送的广播分组的接收时开始经过了预定时间(T1)后的时间设置作为参考时间(T0)。无线站1-2采用从参考时间延迟了延迟量τ的时间作为传输开始时间以发送广播分组。同时,无线站1-n采用从参考时间延迟了延迟量τ/2的时间作为传输开始时间以发送广播分组。
作为广播分组的源的无线站1-1将从发送广播分组的时间开始经过了预定时间后的时间设置为参考时间(T0),并通过将该时间设置为发送时间来发送广播分组。由于无线站1-2至1-n的位置彼此很接近,以至于与能够提供路径分集效果的适当时间差值τ/2相比,传播时间可以忽略,在由3个无线站发送的分组中,任选的2个分组以非常接近能够提供路径分集效果的适当传输时间差值τ/2或τ到达无线站9。所以,无线站9能够最大限度地获得由路径分集产生的效果。
如上所述,根据本实施例,由于源无线站重新发送广播分组,所以即使只有一个无线站能够执行中继传输,也能够通过提供适当的时间差值来执行多站同时传输,从而必然能够获得由路径分集产生的效果。另外,当能够执行中继传输的无线站的数量与最大有效分支数相比较小时,与第五实施例相比,能够获得更好的路径分集效果。
顺便说明,在本实施例中已经说明了能够相互通信的无线站的数量为3个站的情况,但是,即使变得不少于4个站,也必然能够根据图59C所示的C-11至C-14的过程为各个无线站设置多站同时传输期间的适当延迟量。
顺便说明,按照类似于第五实施例的方式,在本实施例中也能够在发送和接收协商分组的系统中将协商分组用作多站状态确认分组和响应分组,以便确认是否能够在通信之前发送信息分组(例如IEEE802.11标准的RTS/CTS)。
顺便说明,在第五实施例中已经描述,在响应分组中包含用于返回响应分组的无线站ID(返回无线站ID)。所以,当返回多个响应分组时,每个响应分组的不同之处就在于返回无线站ID中的插入部分的值。由此,已经说明了每个无线站在随机的时间处返回响应分组以便尽可能不造成分组冲突的情况。在本实施例中,理所当然地,由于假设每个响应分组分别包含彼此不同的值,所以可以类似地在随机的时间处从每个无线站返回响应分组。此处,在本实施例中,由于假设在所有无线站中响应分组完全相同,即在响应分组中不包含返回无线站ID,所以几乎可以同时从各个无线站返回响应分组。也就是说,当从每个无线站传输响应分组时也可以对响应执行多站同时传输。在这种情况下,尽管即使接收到响应分组也无法识别能够执行中继的站的数量,但是却能够识别出在其附近至少存在一个或多个能够执行中继传输的无线站。在本实施例中,在源站中提供与能够进行中继的站的延迟量所不同的延迟量,源站和能够进行中继的站以适当的传输时间差值执行对广播分组的多站同时传输。所以,在这种情况下,也必然能够获得对应于两个分支的路径分集效果。
(第七实施例)
根据第七实施例的无线传输系统与第六实施例的不同之处在于,预先对源无线站定义延迟量,而且源站在中继传输期间以与参考时间(T0)不同的时间重新发送分组。除此之外,无线传输系统、无线站的结构以及延迟量确定过程都与第五实施例和第六实施例类似。
图62A是示出在第七实施例中在如下时段内的处理过程实例的视图,该时段位于在生成一个无线站1-1、无线站1-1构建组并且其成为图55B所示的组结构之后,且位于在中继传输期间以适当的时间差值对从无线站1-1发送的广播分组执行多站同时传输之前。根据本实施例的无线站与图59B(第五实施例)所示无线站的不同之处在于,延迟量通报分组不在图62B所示的时段B-13内发送。
当由其它站执行广播分组的中继传输时,每个无线站预先保存在其本站(源无线站)重新发送分组时提供给分组的延迟量。例如,每个无线站在其本站作为分组的源无线站时,将从参考时间(T0)开始延迟了适当延迟量(τ)的时间作为传输开始时间。所以,如图62A所示,在能够进行中继的站的数量为1时,无线站1-1不生成延迟量通报分组。
未接收到延迟量通报分组的无线站1-2在对广播分组进行中继传输时,发送广播分组而不向其提供延迟量。也就是说,无线站1-2将预定参考时间(T0)作为中继传输期间的传输开始时间。从而,当无线站1-2对广播分组进行中继发送且无线站1-1重新发送分组时,到达任意接收点的分组之间会存在值为τ的TDOA。
图62B是示出当在图55B所示的相对位置处的无线站1-1和1-2根据图62A所示的过程设置延迟量时延迟量记录表实例的视图。当无线站1-1和1-2中的每个站重新发送广播分组时,预先设置提供给分组的延迟量。从而,在只有一个无线站能够执行对广播分组的中继传输时,即使未发送延迟量通报分组,每个无线站也能够保存图62B所示的延迟量记录表。
图62C是示出当无线站1-2对由位于图55B所示相对位置处的无线站1-1所发送的广播分组执行中继传输时分组的发送/接收时间的视图。无线站9是由无线站1-1发送的广播分组的目的站。如图62C所示,从两个无线站发送的分组以非常接近于能够提供路径分集效果的适当传输时间差值τ的值到达无线站9(未示出)。所以,无线站9能够最大限度地提供路径分集效果,从而正常接收分组。
如上所述,根据本实施例,当能够对分组执行中继传输的无线站的数量为2时,可以在不发送延迟量通报分组的情况下设置每个无线站提供给分组的延迟量。从而,由于不必准备发送/接收延迟量通报分组的时段,所以与第六实施例的方法相比,必然能够提供最大路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化。
顺便说明,在本实施例中已经说明了无线站的数量为2的情况。此处应注意,即使无线站数量不小于3,而最大有效分支数仅仅是2,本实施例也是有用的。图63A是示出在最大有效分支数为2且有不少于3个无线站对分组执行多站同时传输时分组的发送/接收时间的视图。图63B是示出在图63A所示时间处发送和接收广播分组的无线站所保存的表的实例的视图。在图63B中,分配给源无线站的延迟量是τ。同时,分配给对由其它无线站发送的分组进行中继传输的无线站的延迟量为0。在这种情况下,每个无线站能够确定每个无线站提供给分组的最佳延迟量,而不需要源无线站将延迟量通报分组发送到其它无线站(中继站)。从而,由于没有必要准备用于发送/接收延迟量通报分组的时段,所以与第六实施例的方法相比,必然能够提供最大路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化。
顺便说明,当最大有效分支数不小于3时,为了最大限度地获得由路径分集产生的效果,除了源无线站之外的无线站也需要对传输开始时间进行适当地偏移。在这种情况下,例如,延迟量通报分组可以按照类似于第二实施例中图59C所示的过程进行发送,而且,例如可以将图64A所示的延迟量记录表提供给每个无线站。但是,在本实施例中,由于把将要分配给源无线站的延迟量预先定义为τ,所以延迟量通报分组不需要包括用于指示源无线站的延迟量的值。所以,与第六实施例相比,延迟量通报分组的长度可以略微缩短。因而,用于发送图59C的C-13中所示延迟量通报分组的时段也能够略微减小。从而,即使最大有效分支数不小于3,与第二实施例相比,也能够最大限度地获得由路径分集产生的效果,并同时抑制传输效率的退化。
(第八实施例)
在第五实施例中,只有广播分组的源无线站接收到了相应于广播分组的响应分组。与此相反,根据第八实施例,除了广播分组的源以外的无线站也接收到由其它无线站发送的响应分组。除此之外,由于该无线传输系统的结构和无线站的框图结构以及系统间的信道信息协商过程都与第五实施例类似,所以省略其说明。
下文参照图55A至图55C以及图65A至图65C,重点针对与第五实施例的不同之处,说明根据本实施例的无线站1-1至1-n相互协商以确定在多站同时传输期间每个无线站提供给分组的延迟量的过程。
图65A至图65C是示出根据第四实施例的在如下时段中的处理过程实例的视图,所述时段位于生成了一个无线站1-1、无线站1-1构建该组且其成为图1所示的组结构之后,且位于在中继传输期间以适当的时间差值对从无线站1-1发送的广播分组执行多站同时传输之前。图65A至图65C分别对应于图55A至图55C,其示出无线站中的分组的发送/接收时间。首先,具有图55A或图55B所示组结构的无线站1-1和1-2的操作与第五实施例类似。但是,从图54B和图65B的比较可知,与以上第五至第七实施例的情况相比,图65B所示的用于由每个无线站确定延迟量并将延迟量记录到延迟量记录表37的时段能够显著减小。其理由将在下面说明。
下面,将说明组的结构从图55B所示状态改变到图55C所示状态的情况。首先,无线站1-n在预定时间内以类似于第一实施例的方式观测公共信道,同时根据图50所示的过程搜索现有的相邻管理站。然后,无线站1-2和1-n在接收到由无线站1-1发送的广播分组时(图65C:C-11),如果其本站处于能够对分组进行中继的状态,就根据图52所示的过程生成响应于由无线站1-1发送的广播分组的响应分组,并在响应时段内在随机的时间处发送响应分组(图65C:C-12)。
无线站1-1接收从无线站1-2和1-n发送的响应分组。另外,在该响应时段内,无线站1-2也接收由无线站1-n发送的响应分组,而无线站1-n也接收由无线站1-2发送的响应分组。这是与第五实施例的不同之处。
由此,在无线站1-2中,即使其未从无线站1-1接收到延迟量通报分组,延迟量确定部分36也能够将无线站1-n认定为能够对无线站1-1进行中继的站。类似地,在无线站1-n中,无线站1-2可以被认定为是能够对无线站1-1进行中继的站。
应当理解,无线站1-2接收由其它无线站1-n响应于由无线站1-1发送的广播分组而发送的响应分组,根据响应分组所包含的源ID(相邻站信息)识别出其它无线站1-n能够对由无线站1-1发送的广播分组进行中继传输,并且识别出执行多站同时传输的能够进行中继的站的数量为包括其本站在内的2个。类似地,无线站1-n也能够通过接收由其它站1-2发送的响应分组来识别出其它无线站1-2能够对由无线站1-1发送的广播分组执行中继传输,并且识别出执行多站同时传输的能够进行中继的站的数量为包括其本站在内的2个。然后,每个无线站确定在对无线站1-1的广播分组进行中继传输时将要分配给每个无线站的延迟量。顺便说明,每个无线站根据预先定义的延迟量确定规则来确定将要分配给每个无线站的延迟量,所以对同一个无线站确定的延迟量可以是不同的值。
因此,每个无线站独立地确定延迟量。从而,由于没有必要像第五实施例那样准备用于发送延迟量通报分组的时段(图54C:C-13),所以确定延迟量的时间可以大为缩短。因此,与第五实施例相比,必然能够提供最大路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化。
在本实施例中,假设延迟量确定规则是:在根据最大有效分支数和能够进行中继的站的数量而确定的多个延迟量预定候选值中,按照先前发送响应分组的顺序选择较小的值提供给无线站,其中从响应时段结束前通报的相邻站信息中获得所述能够进行中继的站的数量。顺便说明,在本实施例中假设,用于无线通信系统的调制/解调方案参数以及由无线站的实现约束条件所定义的最大有效分支数是已知的。
例如,当最大有效分支数为4时,假定按照先前发送响应分组的顺序根据如下情况将较小的值提供给管理站以作为延迟量,其中,若在中继传输期间多站数量为2,则从两个延迟量0和τ中选取,若多站数量为3,则从3个延迟量0、τ/2和τ中选取,若多站数量不小于4,则从0、τ/3、2τ/3和τ中选取。根据该延迟量确定规则,如图65C所示,当无线站1-2和1-n顺序地返回响应于无线站1-1的广播分组的响应分组时,就将图56A所示的延迟量记录表以与第一实施例相同的方式保存到每个无线站中。顺便说明,此处假设延迟量τ不大于最大延迟,延迟量τ/3不小于延迟分辨度。顺便说明,延迟量确定规则不限于此,例如,也可以按照先前发送响应分组的顺序将较大的值提供给无线站,或者,也可以按照已经发送了响应分组的无线站的ID号的顺序将较小的值提供给无线站。
顺便说明,在本实施例中已经说明了能够相互通信的无线站的数量是3个站的情况,但是,即使变得不少于4个站,每个无线站也能够在图65C所示的响应时段C-12内接收从其它无线站发送的响应分组,并且同时必然能够根据预定规则而在时段C-13中为每个无线站设置多站同时传输期间的适当延迟量。
顺便说明,在上述第五至第八实施例中,每次发送广播分组时都提供协商时段。此处,不是每次都提供协商时段,而是无规律地提供协商时段。在这种情况下,例如,仅当无线站新加入到同一组、无线站从组中消失、一直处于能够执行中继传输的无线站变得不能执行中继传输时,或者在相反的情况下,即当所述无线站向现有无线站发送用于请求再次进行协商的协商请求分组并且每个无线站在协商请求分组被发送后第一次作为源站来发送广播分组时,才提供协商时段。总之,由于在无线站数量改变时,即多站数量改变时,必然要进行协商,所以,即使多站数量发生改变,也能够根据本发明而在多站同时传输期间生成具有适当TDOA的多径,从而必然能够提供路径分集效果。
在上述第五至第八实施例中,已经将一个信道预先定义为公共信道,并且新生成的无线站已经在先观测了公共信道,但是,不需要预先将公共信道定义为一个信道。例如,在先存在的无线站可以将多个通信信道中的一个信道专门定义为用于与后来生成的其它无线站进行协商的公共信道,或者,可以共享用于与其本站的终端进行通信的通信信道与该公共信道。顺便说明,在这种情况下,无线站首先在搜索相邻管理站的同时,执行信道搜索以识别出所述多个信道中的哪个信道是公共信道。
顺便说明,在第五至第八实施例中已经说明,参考时间(T0)是从无线站完成对广播分组的接收时开始经过了预定时间之后的时间。此处,参考时间(T0)可以是从无线站检测到分组中所包含的唯一字时开始经过了预定时间之后的时间。而且,利用用于在无线站之间进行同步的信标信号,可以将从完成对信标信号的接收时开始经过了预定时间之后的时间设置作为参考时间(T0)。可选地,每个无线站可以根据从无线控制时钟得到的时间项来获得参考时间,或者,每个无线站可以拥有GPS(全球定位系统)以便从GPS信号所包含的时间项中获得参考时间。
顺便说明,在第五至第八实施例中,如图56A、图61A和图64A所示,已经将分配给所有无线站的延迟量记录到执行多站同时传输的每个无线站所保存的延迟量记录表37中。此处,每个无线站可以只将分配给其本站的延迟量记录到延迟量记录表中。图64B是示出当每个无线站只记录分配给其本站的延迟量时延迟量记录表实例的视图。例如,如图64A所示,在确定了分配给每个无线站的延迟量之后,每个无线站保存的延迟量记录表就成为图64B中所示的表。
由此,可以减小存储延迟量记录表的存储器容量。从而,即使能够执行多站同时传输的无线站的数量增加,也能够抑制存储延迟量记录表所需的存储器容量的增加。
顺便说明,当无线站的存储器容量中存在任何可用空间时,希望对每个无线站提供图56A、图61A和图64A所示的记录所有无线站的延迟量的相同延迟量记录表以作为延迟量记录表,如第一至第四实施例中的延迟量记录表实例所示。其原因在于,即使如图33A和图66B所示构成无线系统的管理站的数量减少,如果剩余管理站的时间改变规则已被预先定义,则也能够适当地确定每个管理站的传输时间而不需要发送第五至第七实施例中所描述的延迟量通报分组,从而必然能够提供最大路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化,而不需要用于发送延迟量通报分组的区域。这一点将在下面加以说明。
将作为实例来描述通过从存在4个无线站的图66A所示的组结构中减少一个无线站来得到图66B所示的组结构的情况。顺便说明,在图66A和图66B所示的系统中,将作为实例来描述最大有效分支数为3的情况。另外,假设每个管理站在构成图66A所示的组期间保存图67A所示的延迟量记录表。
延迟量记录表中的值τ是不大于能够提供路径分集效果的上限值(最大值)的某个值(例如,当将扩频方案用于调制/解调方案时,其是不大于扩展码长度的值),值τ/2是不低于能够提供路径分集效果的下限值(延迟分辨度)的某个值(例如,当将扩频方案用于调制/解调方案时,其是不小于扩展码的一个码片时间的值)。
例如,在该组中,当无线站的数量减少时,可以按照如下方式预先定义时间改变规则。
(1)组中剩余无线站的数量不小于最大有效分支数的情况
当存在其被分配的延迟量与已经从组中消失的无线站的延迟量相同的无线站时,分配给每个无线站的延迟量不变。当不存在其被分配的延迟量与已经从组中消失的无线站的延迟量相同的无线站时,在组的剩余无线站中存在被分配有相同延迟量的无线站。所以,在被分配有相同延迟量的无线站中,分配给具有较大无线站ID的无线站的延迟量就变成分配给已经从组中消失的无线站的延迟量。
(2)组中剩余无线站的数量小于最大有效分支数的情况
当在剩余无线站中存在被分配有相同延迟量的无线站时,在被分配有相同延迟量的无线站中,分配给具有较大无线站ID的无线站的延迟量就变成分配给已经从组中消失的无线站的延迟量。当在剩余无线站中不存在被分配有相同延迟量的无线站时,分配给每个无线站的延迟量不变。
根据上述规则(1)和(2),例如,即使无线站的数量如图66A到图66B所示从4减少到3,每个无线站也能够独立地改变到相同的延迟量记录表(当无线站1-1消失且无线站数量减少时为图67B,当无线站1-2消失且无线站数量减少时为图67C,当无线站1-3消失且无线站数量减少时为图67D,以及当无线站1-n消失且无线站数量减少时为图67E)。
顺便说明,当无线站的数量大于最大有效分支数时,希望如图67A所示使延迟量候选值的数量是等于最大有效分支数的数值,或者是小于最大有效分支数的数值。其原因类似于第一实施例。
同时,如果无线站的数量大于最大有效分支数,则即使能够执行多站同时传输,也可能提供不被允许执行多站同时传输的无线站。图68A是示出当接收站中最大分支数为3时每个无线站所保存的延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,如图68A所示,当无线站1-1至1-3作为分组的源站时,无线站1-n不执行对广播分组的多站同时传输。同时,当无线站1-n作为广播分组的源站时,无线站1-3不执行对广播分组的多站同时传输。应当理解,即使能够执行多站同时传输,也可能提供不被允许执行多站同时传输的无线站(图68A中用延迟量“-”表示的无线站)。
此处应注意,例如,为了即使在能够执行多站同时传输的情况下也提供不被允许执行多站同时传输的无线站,必须要做的是当某个无线站发送延迟量通报分组时,生成不包括延迟量的延迟量通报分组以便将其发送到某些无线站。然后,已经接收到不包括其本站延迟量的延迟量通报分组的无线站在从延迟量通报分组的源无线站接收到广播分组时,就可以不对广播分组进行中继发送。应当理解,通过限制用于执行多站同时传输的无线站的数量,必然能够获得由路径分集产生的效果而不会增加无线站的负荷。
此处应注意,当已发送多站同时传输请求分组的无线站之外的另一个无线站所接收到的由其它无线站发送的响应分组数量大于最大有效分支数时,已经接收到数量大于最大有效分支数的响应分组的无线站可以不发送响应分组。由此,就能够防止发送无用的响应分组,而且通过限制用于执行多站同时传输的无线站的数量,必然能够获得由路径分集产生的效果而不会增加无线站的负荷。
而且,如上所述,例如,在限制多站数量盲目增加并且在无线站数量大于最大有效分支数时使多站数量等于最大分支数的系统中,当无线站数量减少时将按如下方式预先定义时间改变规则。
(3)系统中剩余无线站的数量不小于最大有效分支数的情况
在系统内的剩余无线站中至此尚未参加多站同时传输但具有多站同时传输能力的无线站中,具有最大无线站ID的无线站将其时间改变得与减少后的无线站中具有最大无线站ID的无线站的时间相同。
根据上述规则(3),当具有图66A所示系统结构的每个无线站保存图68A所示的延迟量记录表时,例如,即使无线站数量如图66B所示从4减少到3,每个无线站也能够独立地改变其本站所保存的延迟量记录表。
图68B是示出当无线站1-1消失时根据上述规则从图68A改变后的延迟量记录表的视图。在无线站1-1存在的情况下,当无线站1-2和1-3作为源站而执行了对广播分组的多站同时传输时,无线站1-1在从参考时间开始经过了延迟量0后的时间处进行了发送。所以,根据上述规则,如图68B所示,将0分配给无线站1-n以作为多站同时传输期间的延迟量。图68C是示出当无线站1-2消失时延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,分配给无线站1-2的延迟量被分配给无线站1-n以作为多站同时传输期间的延迟量。图68D是示出当无线站1-3消失时延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,分配给无线站1-3的延迟量被分配给无线站1-n以作为多站同时传输期间的延迟量。图68E是示出当无线站1-n消失时延迟量记录表实例的视图。在这种情况下,不改变作为多站同时传输期间的延迟量而分配给无线站1-1至1-3的延迟量。
应当理解,每个无线站保存其中存储了能够执行多站同时传输的所有无线站的延迟量的延迟量记录表,并预先确定多站情况(例如多站数量)改变时的传输时间修改过程。由此,每个剩余无线站都能够设置适当的延迟量而不需要发送响应分组和延迟量通报分组。所以,即使多站情况发生改变,第五至第八实施例的延迟量设置过程中所示的协商时段,也必然能够提供最大路径分集效果,并同时抑制传输效率的退化。
而且,在本实施例中,从图68A所示的延迟量记录表可以看出,每个无线站在多站同时传输期间的延迟量是针对每个源站而确定的。也就是说,当某个无线站第一次作为源站发送广播分组时,将总是由上述第五至第八实施例的延迟量设置过程中的任意一种来执行延迟量设置。此处,仅当在组内多站情况发生改变后第一次发送广播分组时,或者仅当在组内多站情况发生改变后第一次发送信道信息分组时,才根据所述分组和响应于所述分组而发送的响应分组的数量以及无线站ID来确定延迟量,所以,可以不基于源站来确定每个无线站在多站同时传输期间的延迟量。
图69是示出当每个无线站根据信道信息分组的一次传输来确定多站同时传输期间提供给分组的延迟量时无线站1-1至1-n的操作的顺序图。无线站1-2和1-n在接收到由无线站1-1发送的信道信息分组时,生成并发送响应分组。无线站1-1接收由无线站1-2和1-n发送的响应分组。而且,无线站1-2也接收由无线站1-n发送的响应分组,同时,无线站1-n接收由无线站1-2发送的响应分组。无线站1-1至1-n确定接收到的信道信息分组和响应分组的总数是能够在对响应分组进行中继传输时执行多站同时传输的无线站的数量。然后,无线站1-1至1-n在其本站执行多站同时传输时,根据上述预定规则确定将要提供给分组的延迟量。应当理解,如果每个无线站通过信道分组的一次传输来确定延迟量,则可以简化确定延迟量的过程。
顺便说明,在上述第五至第八实施例中已经假设由各个无线站发送的所有广播分组的分组长度均相同,并且通过调节该分组的传输开始时间,即利用根据预定过程而确定的在各个无线站中分配的延迟量来调节该分组的开始位置,必然能够提供路径分集效果。但是,分组的传输时间的调节位置不限于此。例如,当广播分组的报头长度在多站传输期间随各个无线站而不同时,可以利用预定延迟量来调节由于路径分集效果而希望增加数据发送可靠性的部分。例如,如上所述,当这些分组的报头长度随各个无线站而不同时,可以利用将要被发送的从每个无线站中预先定义的参考时间开始的预定延迟量来调节分组中唯一字的传输时间。
(实例)
最后,描述能够采用上述第五至第八实施例中任何一个实施例的无线传输方法来提供路径分集效果的无线传输系统实例。将作为实例来描述如下情况,其中,在无线时段之间的传输速率为2Mbps的条件下,通过在无线站内将QPSK-VP方案用于调制/解调方案而在建筑物等中的短距离内执行通信。
应当知道,当从建筑物内的一个站发送电波时,由于电波反射到房间的墙壁、天花板等处而出现多径,并且当发送站位于视线之外(例如隔壁房间等)时,在发送和接收之间的距离几乎相等的邻近地区内,接收功率分布一般表现为瑞利分布。另外,在建筑物内传输的情况下,由于房间一般只有几个平方米大小,所以也应当知道,当在来自一个站的传输期间所生成的多径到达接收站时,时间差值的波动(下文称为延迟展宽)将会是大约几个纳秒至10纳秒。
评价在PSK-VP方案的双波瑞利衰减环境下两个波之间的时间差值τ与比特差错率(BER)之间的关系的仿真结果与图41A所示类似。
从图41A可以看出,与传播时间差值=0的情况相比,当TDOA在0.1至0.8之间时,可以通过选择适当的值作为
m来极大地改善比特差错率特性。
在每个波的延迟展宽为0且多个波独立地受到瑞利衰落的情况下,当(A)只有一个波到达接收端,(B)具有适当时间差值的两个波到达接收端,(C)具有适当时间差值的三个波到达接收端时,指示所接收到的信号强度与QPSK-VP方案的BER之间的关系的仿真结果与图41B类似。尽管BER特性在PSK-VP方案的多径环境下随着波形整形方法和带宽限制条件而改变,但是例如在采用非专利文献1所示的波形整形方法和带宽限制条件(抛物线、
m=π、高斯、BT=1.3)时,从图41B可以看出,与一个波(即一个站发送分组)的情况相比,获得了由路径分集产生的效果并且由于执行多站同时传输而显著地改进了BER特性。
另外,例如,根据这些仿真结果可以知道,图56A、图61A和图64A的τ值可以在多站数量为2个站时设置为τ=约0.5个符号,且在多站数量不超过3个站时设置为τ=约0.4个符号。
与对于该实例的传输率(2Mbps)的符号时间长度(1微秒)相比,每个站在上述的建筑物内传输的环境下的延迟展宽值(大约几个纳秒到10纳秒)非常小。所以,例如,当在上述情况下在多个房间之间的短距离内采用QPSK-VP方案执行无线通信时,认为能够获得与图36所示仿真结果相同的BER特性。
图70A是示出当无线站安装在建筑物内时无线站1-1至1-n之间的相对位置的视图。如图70A所示,假设在建筑物内有6个4米见方的房间,无线站1-1至1-n分别安装在房间中央附近。此时,对于从其它无线站(例如无线站1-1至1-n)到任一特定无线站(例如无线站1-n)的传播距离之间的差值(最多4m),传播时间差值最多大约10纳秒。与符号时间长度(1微秒)相比,该传播时间差值非常小。所以,当根据上述过程确定在中继传输期间执行多站同时传输的无线站的延迟量时,通过将两个无线站(例如当源站为无线站1-1时就是无线站1-2和1-3)的传输时间之间的时间差值τ设置在0.2个符号(200纳秒)和0.8个符号(800纳秒)之间,就能够提供对应于两个分支的路径分集效果。而且,当在中继传输期间执行多站同时传输的无线站的数量为3时,例如,如果在执行多站同时传输的同时通过将延迟量τ设置为大约0.5个符号而在无线站中保存图64A所示的延迟量记录表,则就能够提供对应于3个分支的路径分集效果。
例如,假设所需的多个通信区域的BER=10-5,则从图41B的结果可以看出,与单站发送期间(A)相比,在两个站的多站同时传输期间(B),可以获得约20dB的路径分集增益,而在三个站的多站同时传输期间(C),可以获得约23dB的路径分集增益。当在为了简化描述而将传播损耗考虑作为自由空间损耗的同时计算该增益所造成的通信区域的扩大效果时,与单站传输期间相比,可以期望在两个站的多站同时传输期间区域扩大为大约10倍,而在三个站的多站同时传输期间区域扩大为大约14倍。实际上,由于将墙壁等产生的传输损耗作为传播损耗而进行添加,所以可能不能期望这种扩大,但是,与单站传输期间相比,通过使用根据上述第五至第八实施例的方法来提供适当的时间差值τ以便在中继传输期间执行多站同时传输,则仍然能够期望获得几倍的区域扩大。
例如,当在假设单站传输期间通信区域半径大约为10m的情况下确定无线站的传输功率时,通过在中继传输期间执行多站同时传输,可以将通信区域至少扩大约20m至30m。因此,如果房屋具有如图70A所示的尺寸,则就能够在建筑物中发送广播分组。同时,当房屋彼此相当靠近时,无线组1的管理站(例如无线站1-1)发送包含无线组1(其中存在图70B所示的房间A)内所用的信道信息的广播分组,而同一组中靠近管理站的无线站(例如无线站1-2和1-3)执行对该分组的多站同时传输,这样就能够使该分组到达相邻的房屋,从而能够避免由相邻房屋各自构建的无线组之间的信道干扰。
此处应注意,在上述第五至第八实施例中已经说明了将PSK-VP方案用作调制/解调方案的情况。此处,由于调制/解调方案可以是具有抗多径特性的调制/解调方案,所以不限于PSK-VP方案。例如,可以采用扩频方案(例如DSSS方案等)、OFDM方案、PSK-RZ方案或DSK(双移位键控)系统,而且可以将均衡器用于解调部分,其中,在DSK系统中通过传送关于在传输符号内添加的相位改变的信息(最大延迟小于0.5比特)来提供抗多径特性。DSK系统在非专利文献3中有详细说明。
通过在执行多站同时传输之前利用相互进行某些分组的交换(协商)的各个无线站来确定每个无线站在多站同时传输期间的传输时间,以使得对于每种调制/解调方案各个无线站的传输时间之间的差值可以不小于延迟分辨度且不大于最大延迟,即使多站数量发生改变也能够在多站同时传输期间生成具有适当TDOA的多径,从而必然能够提供路径分集效果。
顺便说明,如背景技术的段落中所述,每个调制/解调方案的延迟分辨度和最大延迟在PSK-RZ方案的情况下是分别用小于符号长度的几分之一和不大于一个符号来确定的时间长度,在DSK系统的情况下是分别用小于符号长度的几分之一和不大于0.5个符号来确定的时间长度,在DSSS方案的情况下是分别用一个码片时间和扩展码长度来确定的时间长度,在OFDM方案的情况下是分别用频率带宽的倒数和保护间隔长度来确定的时间长度,在采用均衡器的情况下是分别用符号时间和抽头数量来确定的时间长度。
而且,在第五至第八实施例中已经说明每个无线站发送分组的情况。此处,每个管理站同时发送到多个站的信息不限于该分组,例如,本发明也适用于无线站在较长时期内相互发送相同信息的情况。
顺便说明,在第一至第八实施例中,尽管无线站已经通过控制传输开始信号的输出时间来控制从天线发送的分组的传输时间,但是可选地,也可以如图71所示直接控制输出已调制基带信号的时间。
图71是示出当调制部分向已调制基带信号提供延迟时管理站1的结构的框图。图71所示的管理站1与图5和图48所示的管理站的不同之处在于,调制部分41f接收由延迟量确定部分36输出的延迟量信号。由于除此之外的结构均与图5和图48类似,所以向其提供相同的符号并省略其说明。
图72是示出图71所示调制部分41f的结构的框图。图72所示的调制部分41f与图6所示的根据第一实施例的调制部分41的不同之处在于,其还提供了延迟添加部分48。由于其它部件与图6所示类似,所以向其提供相同的符号并省略其说明。
图73是示出图72所示的延迟添加部分48的详细结构实例的框图。在图73中,延迟添加部分48具有延迟部分491和选择器492,而且利用预定延迟量对输入信号进行延迟以将其输出。延迟部分491包括移位寄存器,其将从波形输出部分46获得的信号延迟预定时间T。选择器492选择并输出从延迟部分491输出的信号或者从波形输出部分46输出的信号。选择器492根据由延迟添加部分48确定的延迟量信号来确定将要被选择的一个信号。例如,当延迟量信号指示“T”时,选择器492选择从延迟部分491输出的信号。同时,当延迟量信号指示“0”时,选择器492选择从波形输出部分46获得的信号。然后,选择器492将所选信号输出到D/A变换器47。应当理解,可以通过对已调制基带信号进行直接延迟来控制分组的传输时间。
顺便说明,在图73中已经作为实例而说明了由延迟添加部分48选择两个延迟量候选值的情况,但是也可能存在三个或更多的延迟量候选值。
同时,在图72中已经作为实例而说明了在数字电路上对信号进行延迟的情况。在这种情况下,也可以在D/A变换器47的后续阶段中提供延迟添加部分48。
此外,可以在读取控制部分和波形输出部分之间提供延迟添加部分,从而将预定延迟量添加到从读取控制部分输出的地址信号中。图74是示出当在读取控制部分和波形输出部分之间提供延迟添加部分时调制部分41g的结构的框图。
调制部分41g所具有的延迟添加部分48g根据由延迟量确定部分36确定的延迟量信号对地址信号进行延迟,以将其输入到波形输出部分46。顺便说明,由于延迟添加部分48g的结构和操作与图72所示的延迟添加部分48类似,因而省略其说明。应当理解,即使在实现了图74所示结构的情况下,也能够以与第一至第八实施例类似的方法控制天线31所发送的分组的传输时间。而且,只要是多个无线站将预定延迟量添加到参考时间以发送数据的方法,就不限于上述实例。
顺便说明,在第一至第八实施例中的无线传输系统中,以下几点是共同的。任何无线传输系统都能够无线地执行数据多站同时传输。任何无线传输系统都具有用于发送/接收数据的多个无线站,其中,由发射机侧无线站、多径信道以及接收机侧无线站构成路径分集系统。所述多个无线站中的至少一个无线站根据响应于由其本站或其它站发送的多站同时传输请求分组的响应分组,确定在所述无线传输系统中的所述多站同时传输期间相对于参考时间的多个延迟量。将所述多个延迟量之间的每个差值设置为不小于预定延迟分辨度。将所述多个延迟量中的最大和最小值之间的差值设置为不大于预定最大延迟。
顺便说明,通常由作为集成电路的LSI来实现每个功能块,例如在提供有无线站的每个实施例中描述的延迟量确定部分、传输时间控制部分等。这些功能块可以单独地集成为单个芯片,也可以集成为包括部分或全部功能块的单个芯片。
顺便说明,毋须指出,只要能够实现每个实施例中所描述的操作,就可以借助于附图中所示的功能块之外的功能块和/或装置来构建本发明的无线站。
如上所述,尽管对本发明已经作了详细说明,但上述说明只是本发明在各个方面的实例,而并非旨在限制本发明的范围。毋须指出,可以在不偏离本发明范围的情况下进行各种改进和修改。