CN101449506A - 短距离增强器 - Google Patents

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CN101449506A CNA2007800119767A CN200780011976A CN101449506A CN 101449506 A CN101449506 A CN 101449506A CN A2007800119767 A CNA2007800119767 A CN A2007800119767A CN 200780011976 A CN200780011976 A CN 200780011976A CN 101449506 A CN101449506 A CN 101449506A
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15557—Selecting relay station operation mode, e.g. between amplify and forward mode, decode and forward mode or FDD - and TDD mode

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

一种中继器，用来在无线通信系统中协调网络收发机和用户收发机之间的业务。该中继器包括用来保持与网络收发机的网络链接的网络单元，用来保持与用户收发机的用户链接的用户单元，该网络单元和该用户单元之间的双向通信路径，该路径适于在网络收发机和网络单元之间，在用户收发机和用户单元之间，以及网络单元和用户单元之间，包括从网络单元至用户单元的下行链路传输以及从用户单元至网络单元的上行链路传输，以自动中继器跳跃的方式在网络收发机和用户收发机之间传送信号，以及与该网络单元和该用户单元耦合的检测单元，其适于分别通过检测下行链路和/或上行链路传输的前导码序列来检测下行链路和上行链路传输的帧定时。

Description

短距离增强器
背景技术
目前的蜂窝网络，如全球移动通信系统(GSM)以及IS95，提供连续的不间断的覆盖，从而支持对该系统所期望的高速的终端移动速度。但是，尽管进行了仔细的网络设计，这类网络的室内(建筑物内)覆盖，或有强阴影衰减位置(例如隧道)的覆盖经常“只有部分是好的”，最好的情况是有“覆盖漏洞”，最糟糕的情况是没有覆盖。室内覆盖减弱的原因是蜂窝基站通常以高于平均建筑物的高度放置在建筑物外，用来提供大面积的覆盖。虽然信号在“路面”是足够的，但是信号会因建筑物材料而严重衰减，减少了建筑物内信号的功率，从而导致覆盖很差。信号功率的损失(衰减)取决于建筑物材料且对于每次穿墙来说可以为几十dBs。在第三代系统如宽带码分多址接入(WCDMA)和cdma2000中加剧了这个问题，因为这些新系统具有高数据传输的能力，这导致更低的信息比特能量(Eb)，且大大减少了链路预算和小区区域面积(foot-print)。目前，提供室内覆盖的通常解决方案有：
1)在相同的地理区域有更多的室外基站，以提供更小的小区尺寸。
2)微蜂窝。
3)微微蜂窝(室内蜂窝)。
4)传统的中继器。
很显然，以上所有的解决方案(除了中继器解决方案之外)都非常昂贵且需要对蜂窝网络基础设施进一步投资，在规划和运营方面更加复杂。还有其他的解决方案如中继器可以在给定的地理区域内用来增强信号。
中继器的解决方案，虽然比基站更便宜，但具有一些缺点。这种室外中继器对于私人用户来说仍然太贵，且需要仔细规划。大部分使用大型定向天线，或额外的回程频率来减少天线增益协议，这会导致更低的频谱效率并且容量有限。中继器倾向于发射最大允许的发射功率，经常增加了网络内的干扰，因而不适合网络运营商。室内中继器还是比室外中继器更便宜一些，但其典型地包括在屋顶安装高的定向天线，以及要确保天线隔离，从而产生了对熟练安装和运营的昂贵需求。因此，这种系统通常对于不熟练的用户来说仍太复杂，并且用在更局部的覆盖区域时不够便宜。
发明内容
根据通信设备的实施例，一种在无线通信系统中协调网络收发机和用户收发机之间的业务中继器。该中继器包括保持与网络收发机的网络连接的网络单元；保持与用户收发机的用户连接的用户单元；该网络单元和该用户单元之间的双向通信路径，该路径适于在网络收发机和网络单元之间，在用户收发机和用户单元之间，以及网络单元和用户单元之间，包括从网络单元至用户单元的下行链路传输以及从用户单元至网络单元的上行链路传输，以自动中继器跳跃的方式在网络收发机和用户收发机之间传送信号；以及与该网络单元和该用户单元耦合的检测单元，其适于分别通过检测下行链路和/或上行链路传输的前导码序列来检测下行链路和上行链路传输的帧定时。
附图说明
通过参照下面的描述以及附图能够更好地理解与本发明有关的结构和运行方法的实施例，其中：
图1描述的是可用于TDD系统的增强器系统的实施例的示意方框图；
图2是下行链路WiMax帧结构的方框图；
图3是具有两个基站的蜂窝网络的实施例的示意方框图；
图4是中继器的前向链路部分的实施例的示意性方框图；
图5是中继器的反向链路部分的实施例的示意性方框图；
图6是包含网络单元和用户单元的系统的实施例的示意性方框图；
图7是包含实施天线分集的网络单元的系统的实施例的示意性方框图；以及
图8是采用两根天线实现天线分集的中继器的实施例的示意性方框图。
具体实施方式
此处公开的系统提供了更好的局部的室内覆盖，且不会对网络造成额外的干扰，无需昂贵的设备或网络规划。该系统提高了整个网络的容量，减少了移动台和BTS的发射功率，提高了电池的寿命，减少了对用户的“有害”辐射。
所介绍的实施例的描述是基于GSM(全球通信系统)网络，其为基于时分多址接入-频分复用(TDMA/FDD)的依据国家和地区的规定运行在不同频段的系统。但是，本公开经过较小的修改同样可用于任何其他的蜂窝系统，包括(但不限于)IS95、cdma2000和WCDMA，同时通过进一步的修改可用于如802.11a、802.11b和802.11g的无线LAN系统。虽然本描述是针对蜂窝系统，但经过较小的修改，其可同样用于其他的系统如GPS或任何其他的使用信号增强性能的系统。工作频率可以是用于移动通信(如，PCS1900、或DCS1800或GSM900或UMTS2000、ISM或UNII频段)的通信频谱的选择的一部分。此处的描述只是作为例子，同样，增强器的使用不仅限于建筑物内覆盖，还可用于其他场合如火车、飞机、汽车、隧道等。还有，例子不包括所有的微小的或不重要的设计细节。此处讨论和解释的单元和子单元符合各自运行的授权和免授权频段的规范。因此，对于公开的不同实行例和实施例，用于发射机、接收机、中继器和增强器的包括最大发射功率、频谱限制、带外辐射以及其他的协议既满足运行的授权频段也满足免授权频段。
参照图1和2的公开是以下介绍频分复用(FDD)蜂窝系统的图3至8所公开的系统的扩展。图1和2介绍的是类似的增强器系统，用于时分复用(TDD)蜂窝或无线系统如全球微波接入互可操作性(WiMax)或时分-同步码分多址接入(TD-SCDMA)。在TDD系统中，基站(BTS)在前向链路和反向链路使用相同的频率与移动台(MS)单元通信。
参考图1，介绍了可用在TDD系统的增强器系统的实施例的示意方框图。在短距离增强器的TDD版本中，Hop1和Hop3基本上是处于相同频率。但是，Hop2被调节工作在UNII或ISM频段。Hop1是与BTS的通信链路，Hop3是与MS的通信链路。Hop2是增强器系统的网络单元与用户单元元件之间的通信链路，其包括双向业务信道和控制信道。虽然蜂窝/无线系统在如WiMax的系统中以TDD模式工作在F1，但是Hop2的业务信道或控制信道或两种信道可工作在TDD或FDD模式。
增强器的网络和用户单元均具有新的检测单元，可以分别检测下行链路和上行链路传输的帧定时。因此，网络和用户单元现在可以通过检测(在时间或频率或两者)下行链路和/或上行链路TDD传输的“前导码”序列(如图2所示的例子)来检测下行链路(由网络单元)和上行链路(由用户单元)信标、导频或其他广播或业务信道的开始，如MS在网络中检测的那样。图2是下行链路WiMax帧结构的方框图。
为了让增强器系统能够在TDD蜂窝/无线网络运行，将hop2的控制信道开放，但将hop2的业务信道以及hop1和hop3的传输“关闭”，网络单元，如图3至8中介绍的例子或其他合适的实施例，检测下行链路(从BTS至MS的前向链路)的帧定时。为了实现这种功能，网络单元必须例如通过检测以时间或频率或两者的下行链路传输的“前导码”序列(如图2所示)来检测下行链路信标、导频或其他广播或业务信道的开始，如MS在网络中检测的那样。在对称的TDD系统中，其下行链路和上行链路帧是等长的，帧的持续时间是已知的，帧定时的开始足以用来激活hop2的增强器业务信道的工作以及在hop1和hop3的传输。通过hop2的控制信道将帧定时信息传递到用户单元，从而用户单元也知道下行链路及随后的上行链路帧的定时。此后，基于其运行的系统帧结构，两个单元配置各自的hop1、hop2和hop3用于发射和接收，用于传递前向链路的信息给MS和BTS和从MS和BTS传递反向链路的信息。参考图3至8的用于估计网络单元和用户单元之间的路径损耗的调整信号，只在给定时间内在前向或反向链路发送，取决于那时流过增强器的帧。将网络单元或用户单元(取决于帧的方向)结束的信道探测的结果传递到其他的单元用于反方向的下一次即时帧传输。由于将连接调节在相同频率，前向链路和反向链路的信道探测的结果是相同的。
对于前向链路和反向链路的帧结构不对称的场景，网络单元必须检测帧的起始和结束。帧起始的检测，如前述，可以基于“前导码”检测，而帧结束的检测可以基于接收的信号水平的变化。下行链路中(或/和上行链路中在用户单元)帧的起始和结束的检测是“持续”的操作。如果检测到传输方式的变化，在主控单元(网络单元)的指令下，两个单元均进入“可变边界模式”，此时网络单元和用户单元都切换为接收模式，试图检测到来帧的“前导码”。一旦这些单元之一检测到“前导码”，缓冲器将数据延迟，通过控制信道将该检测事件通知其他单元，从而其他单元可重新配置其RX/TX路径，在经过收发信机设置所需的初始时延之后，利用hop2的业务信道转发帧。所述的时延比增强器工作的TDD系统所指定的保护时间周期小得多。通过hop2的业务信道将帧由一个单元转发到另一个单元，直到首先检测到“前导码”的单元检测到帧结束，此后，帧结束事件通过hop2的控制信道加上标记至其他单元。在持续帧成功传输后，两个单元恢复至接收模式，试图在上行链路和下行链路方向上检测“前导码”，重复上面的操作。重复可变边界模式直到检测到上行链路和下行链路帧之间的新的切换方式时(如，1000帧之后)，两个单元遵循在固定交换TDD情况下所描述的固定Tx/Rx序列操作，直到在前导码位置再次检测到变化时，在该情况下两个单元返回到可变边界检测模式。
图3示出了具有两个基站(BTS(101)和BTS2(102))的蜂窝网络100。典型的网络支持多于两个基站。不论支持的基站数目多少，所公开的系统可应用于任何规模的网络。BTS1 101与基站控制器BSC1107连接。BTS2 102与基站控制器BSC2 108连接。BTS2 102也可与基站控制器BSC1 107连接，而不是与BSC2 108连接。BSC1 107与移动交换中心MSC 109连接，BSC2 108与MSC 109连接，或可与网络中的其他的MSC连接。MSC 109与PSTN 110连接。BTS1 101有关联的覆盖区域103。BTS2 102有关联的覆盖区域104。这些覆盖区域可以重叠或不重叠。但是，通常将网络规划成存在相当大的重叠以容易进行越区切换。移动终端105位于覆盖区域103内的建筑物106内，利用在前向链路以大约频率f1和其关联的反向链路频率f1’发送的业务信道与BTS1 101通信。业务信道可以是BCCH载波或者可以是TCH载波中的可行时隙中的一个，其中可以采用跳频来减少干扰。移动终端105可位于或不位于覆盖区域104，但移动终端105完全处于覆盖区域103中，在建筑物106中和移动终端105的位置，来自BTS1 101的平均信号功率比来自BTS2 102的平均信号功率强得多。建筑物106外的均方根(rms)前向链路信号水平
Figure A200780011976D0010110742QIETU
比建筑物内的均方根信号水平
Figure A200780011976D0010110750QIETU
高出穿墙损耗α。该损耗α可能使
Figure A200780011976D0010110750QIETU
没有处于令移动终端105保持与BTS1 101、或BTS2 102、或BTS1 101与BTS2 102两者的可靠通信的足够高的水平。进一步，信号水平
Figure A200780011976D0010110750QIETU
可能使移动终端105很难设置和保持与BTS1 101、或BTS2 102、或BTS1 101与BTS2 102两者之间的通信链路，或者使建筑物内的所有或一些区域里通信链路没有选择的性能和可靠性。可以通过BTS1 101在下行链路发射更大的功率以对付由于穿墙损耗α导致的信号损耗来解决建筑物106内的覆盖问题。建筑物106内的均方根(rms)反向链路信号水平
Figure A200780011976D0010110819QIETU
′比建筑物外的均方根信号水平
Figure A200780011976D0010110750QIETU
′高出穿墙损耗α′，该损耗α′可能使
Figure A200780011976D0010110750QIETU
′没有处于令移动终端105维持与BTS1 101、或BTS2 102、或BTS1 101与BTS2 102两者的可靠通信的足够高的水平。进一步，信号水平
Figure A200780011976D0010110750QIETU
′可能使移动终端105很难设置和保持与BTS1 101、或BTS2 102、或BTS1 101与BTS2 102两者之间的通信链路，或者使建筑物内的所有或一些区域里通信链路没有选择的性能和可靠性。可以通过移动终端105在上行链路发射更大的功率以对付由于穿墙损耗α′导致的信号损耗来解决建筑物106内的覆盖问题。通常前向和反向链路的频率对足够接近，从而α水平与α′水平基本上类似。
图4介绍了中继器200的前向链路部分230。前向链路部分230以简单的形式通过在蜂窝网络的前向链路增强建筑物内的信号水平而提供了改进的室内覆盖。BTS1 213具有基本上接近f1发送的BCCH无线信道(信标信道)。BTS1 213在基本上接近f1的频率(BCCH载频)或其他的载频f2上，可以是跳频或不是跳频，与移动单元214通信。BTS1 213或者在相同区域的其他基站，没有在图4中示出，可以以其他频率发射或者不能以其他频率发射。
该设备有两个独立的单元，放置在室内或室外的存在好的信号覆盖区域的“前向链路网络单元”201，和放置在室内或室外的不存在好的信号覆盖区域的“前向链路用户单元”202。前向链路网络单元201与调节工作在蜂窝网络工作频段的天线203连接。前向链路网络单元201还与调节工作在合适的免授权国家信息基础设施(称作U-NII)频段的天线204连接，其中系统设计成工作在U-NII频段。针对有关规范，系统还可以设计成工作在免授权个人通信服务(U-PCS)频段或在工业、科学及医药(ISM)频段。免授权频段的选择取决与设备设计和系统协议。可在一些实施例中执行在称作U-NII频段的部分无线频谱中定义的频率。在ISM频段运行中一些设计修改是有用的。该修改涉及ISM频段运行专用的最小扩频因子10以及最大允许的发送功率。如果将系统设计运行在ISM频段，信号可使用进一步扩展频谱调制/解调以及其他的修改以满足协议子章节E，FCC 47 CFR的部分15。
为U-NII运行定义的频段如下：
1)5.15-5.25GHz@最大发射功率为2.5mW/MHz
2)5.25-5.35GHz@最大发射功率为12.5mW/MHz
3)5.725-5.825GHz@最大发射功率为50mW/MHz
只要信号传输符合FCC 47 CFR部分15，在U-NII频段允许任何的免授权运行。由此，所描述的增强器的运行通常遵循标准FCC 47CFR部分15(U-NII频率的子章节E)。规范通常规定了发送功率、发射限制和天线增益限制并且被实施以使设备能被接受。
“前向链路用户单元”202与调节工作在与天线204同样的频段的天线205连接，该频段在一些实施例中是U-NII频段。前向链路用户单元202还与调节工作在蜂窝网络工作频段的天线206连接。
天线203与LNA(低噪放大器)单元207连接，LNA进一步与带通滤波器232连接。LNA单元207可为高性能的放大器，该放大器具有典型增益15dB、噪声因子1.5dB，有足够的带宽来手动或自动覆盖频谱的合适部分。带通滤波器232可以设计为通过所有的或所期望部分的感兴趣的蜂窝谱，或可为一组覆盖感兴趣的蜂窝系统的所有谱的重叠的带通滤波器，其具有RF开关从而可以选择所选择的频段和带宽。带通滤波器232与频率转换器208连接。频率转换器208能够将蜂窝网络工作谱段转换成U-NII谱的期望部分，并且包括用来正确运行的部件如混频器和滤波器。频率转换器208与前向链路网络单元发射机209连接。发射机单元209被设计工作在U-NII频段且符合规范子章节E的FCC 47 CFR的部分15，其可以简单如工作在所期望的U-NII工作频段的单一放大器，或者是带有放大器和滤波器的更复杂的发射机，甚至是如802.11a的WLAN发射机。发射机单元209与天线204连接。
天线205与前向链路用户单元接收机210连接，设计用来接收单元201发射的信号。与频率转换器211连接的接收机210可以简单如工作在设备运行所期望的U-NII频段的单一LNA，或可更好地设计成带有附加的功能如自动增益控制(AGC)，多级级联放大器级和可变信道选择滤波器，或者甚至无线局域网(WLAN)接收机如802.11a(其中802.11a的发射机部分209用在网络单元)。如果接收机210采用自动增益控制(AGC)，则该单元被设计成用于码分多址(CDMA)蜂窝网络，通过选择AGC带宽远小于CDMA系统的功率控制重复率，比如在WCDMA网络中小于1.5kHz，使得AGC的运行不对闭环功率控制产生干扰，从而提高性能。与接收机单元210和可变增益放大器单元212连接的频率转换器单元211将输入信号由U-NII频段转换到蜂窝网络工作频率，且包括用来正确运行的所有部件如混频器和滤波器。频率转换器单元211执行与频率转换器单元208相反的转换操作，且包括用来正确运行校正的所有部件如混频器和滤波器。频率转换器211与可变增益(VG)放大器212连接，工作在蜂窝网络工作频段。可变增益放大器212与天线206连接，以与基站213发送的频率基本类似的频率发送信号且符合蜂窝系统协议。
天线208发出的信号是由天线单元203所接收的原始入射信号的放大的重复的版本，其在再次返回并重新进入天线203之前将经历一定的功率水平损耗。此后该重新进入天线203的信号称为“下行链路返回信号”。在天线203终端器的输出位置的下行链路返回信号的均方根信号值与原始入射信号的均方根值之比，在消除了天线单元208和天线单元203之间的系统和传播路径时延后，是下行链路返回信号路径损耗，此处术语称作“下行链路系统路径损耗”且用PLdl表示。
进一步，将“下行链路系统链路增益”，此处用Gdl表示，定义为“位于天线208终端器输入口处的均方根信号值与位于天线203终端器的均方根信号值之比，其中上面定义的下行链路系统路径损耗，PLdl，为无穷大(例如，天线208和天线203之间没有EM耦合路径)并且消除了所有的系统和传播路径时延(从天线203穿过系统至天线208)”。
将可变增益放大器212的增益设置成使得下行链路系统增益Gdl比下行链路系统路径损耗PLdl少dgdl，从而避免系统的“正反馈”环，比如
Gdl＝PLdl-dgdl(dB)
注意所有的值PLdl、Gdl和dgdl均以dB为单位。dgdl的范围是从0至PLdl，且此处为了描述的目的假定为3dB。然而，有可能选择更好的dgdl值从而系统性能进一步优化。
图5介绍了中继器300的反向链路部分330的实施例。反向链路部分330以简单的形式通过在蜂窝网络的反向链路将建筑物内的信号水平增强到获得可接受的链路性能所需的水平从而改进的室内覆盖。BTS1 302具有在反向链路以基本上接近f1和频率对f’1发送的BCCH无线信道(信标信道)。BTS1 302在基本上接近f’1的频率(BCCH载频)或其他的载频f’2上，可以是跳频或不是跳频，与移动单元324通信。BTS1 302或者在相同区域的其他基站(其没有在图5中示出)可以以其他频率发送或者不能以其他频率发送。
该设备有两个独立的单元，放置在室内或室外的存在好的信号覆盖区域的“反向链路网络单元”326，和放置在室内或室外的不存在好的信号覆盖区域的“反向链路用户单元”328。反向链路网络单元326与调节运行在蜂窝网络工作频段的天线304连接。反向链路网络单元326还与调节运行在合适的免授权国家信息基础设施(称作U-NII)频段的天线312连接，其中系统是设计工作在U-NII频段。针对有关规范，还可以将系统设计工作在免授权个人通信服务(U-PCS)频段或工业、科学及医药(ISM)频段。免授权频段的选择取决于设备设计和系统协议。可在一些系统设计中采用在称作U-NII频段的部分无线频谱中定义的频率。在ISM频段运行采用了一些设计修改。这些修改涉及用于ISM频段运行的最小扩频因子10以及最大允许的发送功率。如果系统被设计工作在ISM频段，信号可使用进一步扩频调制/解调以及其他的修改以满足协议E的FCC 47 CFR的部分15。
为U-NII运行定义的频段如下：
1)5.15-5.25GHz@最大发射功率为2.5mW/MHz
2)5.25-5.35GHz@最大发射功率为12.5mW/MHz
3)5.725-5.825GHz@最大发射功率为50mW/MHz
只要信号传输符合FCC 47 CFR部分15，在U-NII频段允许任何的免授权运行。所介绍的增强器的运行满足FCC 47 CFR部分15(U-NII频率的子章节E)的协议。
“反向链路用户单元”328与调节工作在与天线312同样频段的天线314连接，该频段比如是U-NII频段。反向链路用户单元328还与调节工作在蜂窝网络工作频段的天线322连接。
天线322与LNA单元320连接，LNA单元320进一步与带通滤波器321连接。LNA单元320可为高性能的放大器，该放大器具有典型增益15dB、噪声因子1.5dB，且具有足够的带宽来覆盖频谱的合适部分。带通滤波器321可以设计为通过所有的或所期望部分的蜂窝谱，或可为一组覆盖感兴趣的蜂窝系统的所有谱的重叠的带通滤波器，其具有RF开关，用来手动或自动地选择所选择的频段和带宽。带通滤波器321与频率转换器318连接。频率转换器318能够将蜂窝网络工作频谱转换成U-NII谱的所期望的部分，并且包括用来正确运行的所有部件如混频器和滤波器。频率转换器318与反向链路单元发射机316连接。将发射机单元316设计运行在U-NII频段且符合规范子章节E的FCC 47 CFR的部分15，其可以简单如工作在所期望的U-NII工作频段的单一放大器，或者是更复杂的带有放大器和滤波器的发射机，甚至是WLAN发射机如802.11a。发射机单元316与天线314连接。用于增强器反向链路部分的U-NII工作频段的选择部分与用于增强器前向链路部分的U-NII工作频段的选择部分不同，且分离得足够开，因而从一个链路的运行到另一个链路不会经历很大的干扰。
天线312与反向链路网络单元接收机310连接，被设计用来接收单元328发射的信号。与频率转换器308连接的接收机310可以简单如工作在设备工作频率的期望的U-NII频段的单一LNA，或更好地设计成带有附加功能如自动增益控制(AGC)、多级级联放大器级和可变信道选择滤波器，或者甚至是如802.11a(其中802.11a的发射机部分316在用户单元采用)的WLAN接收机。如果接收机310采用自动增益控制(AGC)，则该单元被设计成用于CDMA蜂窝网络，通过选择AGC带宽远小于CDMA系统的功率控制重复率，比如在WCDMA网络中小于1.5kHz，从而AGC的运行不会对闭环功率控制产生干扰，而使得性能得到增强。与接收机单元310和可变增益放大器306连接的频率转换单元308将输入信号由U-NII频段转换到蜂窝网络运行的频率，且包括用来正确运行的如混频器和滤波器的所有的部件。频率转换单元308执行与频率转换单元318相反的转换操作。频率转换器308与可变增益放大器306连接，运行在蜂窝网络工作频段。可变增益放大器306与天线304连接。天线304将用与移动单元324发送的频率基本上类似的频率发送信号。
天线304发出的信号是天线单元322所接收的原始入射信号的放大重复的版本，其在再次返回并重新进入天线322之前将经历一定的功率能量损耗。此后该重新进入天线322的信号称作“上行链路返回信号”。在天线322终端器的输出位置的上行链路返回信号的均方根信号值与原始入射信号的均方根值之比，在消除了天线单元304和322之间的系统和传播路径时延后，为上行链路返回信号路径损耗，此处术语称作“上行链路系统路径损耗”且用PLul表示。
进一步，将“上行链路系统链路增益”，此处用Gul表示，定义为“位于天线304终端器输入口处的均方根信号值与位于天线322终端器的均方根信号值之比，其中上面定义的上行链路系统路径损耗，PLul，为无穷大(例如，天线304和天线322之间没有EM耦合路径)并且消除了所有的系统和传播路径时延(从天线322穿过系统至天线304)”。
将可变增益放大器306的增益设置成上行链路系统增益Gul比上行链路系统路径损耗PLul少“上行链路增益余量”的数量，即dgul，以避免系统的“正反馈”环，比如
Gul＝PLul-dgul(dB)
注意所有的值PLul，Gul和dgul均为dB。dgul值的范围是从0至PLul，且此处为了描述的目的假定为3dB。然而，有可能选择更好的dgul值从而系统性能得到了进一步优化。
通常前向链路和反向链路的频率对足够近，使得Gul的水平与Gdl的水平基本上类似，PLul的水平与PLdl的水平基本上类似，dgul的水平与dgdl的水平基本上类似。
可以将唯一的增强器单元识别码和可选的设备位置发送给蜂窝网络。该信息可用来在室内环境中给用户定位，比如，通过产生重编码(受保护的)的低比特率数据，该数据包含长的已知前导码、唯一的识别码、可选的反向链路网络单元326的经度和纬度。然后将该信息进行脉冲整形以实现低的谱泄漏，并在反向链路网络单元326中通过合适的调制方案将其叠加到给定信道的反向链路信号上。调制方案的选择取决于运行的蜂窝系统。例如，对于GSM系统，可采用如高斯最小频移键控(GMSK)、幅度调制(具有低调制指数)的恒包络调制。对于带有快速反向链路功率控制的CDMA系统，可以采用差分二进制相移键控(DBPSK)作为调制方案。在基站从接收的信道信号中抽取信息可涉及对基站接收机的修改，但不会影响蜂窝链路正常的工作。
图6示出了包括网络单元502以及在系统框图中的用户单元504的系统500的实施例。前向链路网络单元514(图4中的201)和反向链路网络单元516(图5中的326)目前位于一个单元中，此处称为网络单元502。前向链路用户单元518(图4中的202)和反向链路用户单元520(图5中的328)目前位于一个单元中，此处称为用户单元504。在图6中，单天线506和双工滤波器528代替了图4中的发射机/接收机天线203和图5中的发射机/接收机天线304。将双工滤波器单元528设计成最优性能且满足蜂窝运行的协议。同样，单天线508和双工滤波器526代替了图4中的发射机/接收机天线204和图5中的发射机/接收机天线312。进一步，在图6中，单天线510和双工滤波器524代替了图4中的发射机/接收机天线205和图5中的发射机/接收机天线314。同样地，在图6中，单天线512和双工滤波器522代替了图4中的发射机/接收机天线206和图5中的发射机/接收机天线322。将双工滤波器单元522设计成最优性能且满足蜂窝运行的协议。GSM系统是FDD系统，因此反向链路频率与前向链路频率不一样。在这种系统中，双工滤波器提供合适的功能。然后，如果网络单元502和用户单元504被设计用于TDD系统，则双工器528和522可以用混合合路器或“循环器”来代替。但是，依然使用双工器526和524，因为U-NII频段的前向链路和反向链路是分开的(比如FDD)。经过较小的修改，能够用同轴电缆(如RG58或IS inch heliax)取代天线508和510用于将网络单元502与用户单元504连接。在这种将同轴电缆用于链路连接的布置中，虽然有可能，但上变换至U-NII频段是多余的，系统可以在前向和反向链路信号保持在原始蜂窝频率的情况下工作。
在蜂窝频段中网络单元502的发射功率水平是在-10dBm至37dBm的范围内，下行链路接收机灵敏度大约为-110dBm至-120dBm。在蜂窝频段中用户单元504的发射功率水平是在-20dBm至0dBm的范围内，上行链路接收机灵敏度大约为-110dBm至-120dBm。
所介绍的增强器系统在有限的场景中通常令人满意地运行，其中天线506和512之间的隔离大于上行链路和下行链路系统链路增益。为了确保在所有传播和运行条件下正确地运行增强器系统且无需定向天线，在系统设计中可包括一些特征。
1.因为网络单元502和用户单元504在大多数时间彼此之间是相对静止的，因此有可能采用其他的网络元件如基站，天线(空间)分集来进行发射和接收的操作。
2.在反向链路中天线506发射的信号采用与天线单元512接收的反向链路信号基本上相同的工作频段。同样地，在前向链路中天线512发射的信号采用与天线单元506接收的前向链路信号基本上相同的工作频段。由于前向链路网络单元514接收的信号通过天线单元508和510发射到前向链路用户单元518，进一步由于前向链路用户单元518接收的信号在经由天线单元512重传之前被放大，因此在前向链路网络单元514和前向用户单元518两者之间，存在通过天线512和506的反馈环。环中任何的增益会带来“正反馈”，这会导致运行不稳定，对于网络单元502和用户单元504间的反向链路运行也有该现象。为了保持这两个反馈环位于稳定的运行区域，在前向链路中，下行链路系统链路增益Gdl比下行链路系统路径损耗PLdl小dgdl，从而避免了系统中的“正反馈”环，例如Gdl＝PLdl-dgdl(dB)。同样地，在反向链路中，上行链路系统链路增益Gul比上行链路系统路径损耗PLul小dgul，从而避免了系统中的“正反馈”环，例如Gul＝PLul-dgul(dB)。传播损耗PLdl和PLul可以是由于阴影、距离和天线方向图、多径传播以及穿墙损耗。这些传播损耗PLdl和PLul的水平无法容易地得到并且是测量出来的。
3.监测网络单元502和用户单元504的连续且正确地运行。网络单元502或用户单元504的任何运行问题可导致在前向或反向(或双向)链路的有害的传输。进一步，系统可能依赖于工作在易于被其他免授权设备干扰的免授权频段的无线信道。同样地，网络单元502和用户单元504的运行是相互协调的。因此，在网络单元502和用户单元504这两个单元之间插入了控制信号信道。
4.网络单元502和用户单元504的本地振荡器的频率基本上类似，因为网络单元502和用户单元504之间任何的大频率误差将导致无法接受的蜂窝链路性能。在一些实施例中，可以在控制链路由网络单元502向用户单元504发射导频信号用来实现两个单元的本地振荡器同步。在一些其他例子中，能够采用电力供应波形来实现两个单元的本地振荡器同步。
5.在传统的中继器中，通常通过使用定向天线来提供对应于与所介绍的实施例中的天线512和506的天线间的足够的隔离。这种定向天线本身具有大孔径，导致大尺寸的天线。为了能够在天线之间实现最大的RF隔离，采用了先进的自适应时空信号处理技术，使得对天线方向性的要求更宽松。
先进的特征
介绍的先进的特征包括在解决所列举的问题方面很有效的设计方案。
图7示出了包括包含新设计特征的网络单元602(图6中是502)的系统600。两根天线610和608取代了图6中的单天线506用于天线分集。同样，两根天线636和638取代了图6中的单天线512用于天线分集。虽然可以在接收机链中采用任何的分集合并方案如最大比率合并或其他的方案，以及在发射机链中可以采用发射分集方案如一根或两根天线的随机相位变化，但是此处建议在接收机中采用一种基于天线交换分集的简单方案。交换可以是连续的或者基于接收信号的功率水平。因此，与复用器614和613以及前向链路网络单元604连接的RF开关612，为网络单元602的蜂窝接收操作进行切换操作。同样，连接天线636和638以及双工滤波器632的RF开关634，为网络单元602的U-NII频段发射/接收运行执行切换操作。双工滤波器614和613还在一侧与天线610和608连接，在另一侧与复数加权单元648连接以及与RF开关单元612连接。复数加权单元648与功率分配器(混合合路器)646和微控制器626连接。功率分配器(混合合路器)646通过定向耦合器618与反向链路网络单元606连接。在一个实施例中，所有的定向耦合器可为17dB的定向耦合器。同样，双工滤波器632通过定向耦合器630与前向链路网络单元604连接，反向链路网络单元606通过定向耦合器616被连接。混合合路器还可用于定向耦合器618、630和616的位置。在框图600中，反向链路网络单元606接收机单元310内部LNA可以放置在定向耦合器616之前，或取代混合合路器，该结构在一些实施例中可能会有益。
调整信号发生器/发射机单元622通过定向耦合器618与网络单元602的反向链路发射机路径耦合。单元622向调整信号接收机620提供用来建立网络单元602的天线608和610与输入之间的复数信道特性的信道探测信号。单元622产生的信道探测信号通过复数加权单元648以及分集天线610和608以最大发射水平发射，其中该发射水平基本上低于任何期望的蜂窝网络信号水平(例如比最小期望的蜂窝信号水平低20dB)。在调整信号接收机单元620中使用的组合发射信道探测信号水平和处理增益等于或小于上行链路增益余量(dgul)。单元622产生的信道探测信号是直接序列扩频信号，其利用具有已知的码相位(此处称为“自有码”相位)的已知伪随机(PN)码进行调制，并且具有与网络单元602和用户单元702(在图8中)的前向和反向链路的工作带宽类似的码片速率(如，5MHz带宽时为5Mchips/s)以及具有其码时间间隔也大于最大期望路径时延的最小码长以提供足够的处理增益。对于大多数的场景码长为1000chips就足够。信道探测信号可以连续发射或者只在需要的时候发射。选择码相位使得最小码相位差比在多个码片中测量的最大期望路径时延大，此后码相位应该是最小码相位的整数倍。调整信号接收机单元620通过定向耦合器616与网络单元602的反向链路接收路径耦合。调整信号接收单元620利用已知的PN码和发射码相位检测并解调单元622发射的信道探测信号，然后该信道探测信号通过网络单元602和图8中的用户单元702(在图6中是用户单元504)之间的闭环机制进入反向链路。调整信号接收单元620配置用来建立接收的信号强度和相位—存在于网络单元602的天线608和610的联合输出与调整信号接收机620的输入之间的复数信道冲激响应。调整信号接收机620通过类似于RAKE接收机路径搜索器的相关操作，或者通过对抽样的接收信号的合适块进行矩阵求逆操作，来建立接收的信号强度和相位，这些内容将在附录A中详细讨论。调整信号接收机单元620包括许多子单元，包括用来将调整信号恢复到基带频率的频率转换器以及其他单元，如A/D转换器和执行基带算法的基带处理器，其中这些单元没有在框图中示出。PN码相位可以唯一分配，或根据随机算法得出，因而两个单元具有相同码相位的概率可能很低。还可能采用其他的码偏移分配策略，比如动态分配，即如果在该地理区域中没有检测到该偏移则选择该码偏移。这个特征使得调整信号接收机620能够扫描和接收“其他码”相位，因而建立任何其他信号是否耦合到可能工作在相同地理区域的其他单元或其他单元与其耦合。可以用多于一个的码相位来建立复数信道冲激相应从而提高被其他系统检测到的概率。用于信道探测信号的PN码可以用有关网络单元602标识的信息进行调制。发送的信道探测信号的载频可以是工作蜂窝频段。但是其他频段的载频，如位于2.4GHz的ISM频段，也可用来传输信道探测信号。当使用其他频段的载频时，将调整信号发生器和发射机622的载频尽量接近工作频段放置。信道探测信号PN码的码片速率和发射功率以信道探测信号遵循FCC 47 CFR部分15的规定的方式实施。ISM频段与蜂窝工作频段不相同，但两者足够接近以能够使系统覆盖空间算法加权并建立用于复数加权单元648的权值W0和W1。ISM的工作频段与蜂窝的工作频段之间在平均信号功率和天线行为上的任何天线和传播的不同均可在运行实施中加以考虑。
设备ID和参考频率单元624主要产生二进制相移键控(BPSK)信号，该信号用设备的ID号进行调制，位于U-NII频段合适的部分，且通过定向耦合器630耦合到网络单元602的前向链路的发射机路径上。该单元被“频率锁定”至网络单元602的本地振荡器。选择信号载频以避免对网络单元602的前向链路的发射路径的主要蜂窝信号产生不可接受的干扰，却又足够接近最优发射带宽。在网络单元602和用户单元702采用电源电力供应工作的地方，60Hz或50Hz的电源震动可以用来将两个单元的本地振荡器“锁定”为普通的频率源。将该60Hz或50Hz的电源震动通过合适的电路转换成网络单元602和用户单元702工作的选择频率。
控制链路单元628是网络单元602和图8中的用户单元702这两者之间的无线链路。其可为工作在免授权频段之一的简单的专有链路，或可为与蜂窝信号路径复用的带内控制信令。其还可为设计工作在免授权频段的标准无线链路，如802.11b、802.11a或蓝牙。控制链路628与微控制器单元626连接，能够通过合适的接口进行通信。控制链路单元628还与天线644和624连接用来发送和接收控制信号。如果工作带宽和频率允许，通过对单元602进行较小的修改，天线单元636和638也能用于控制链路单元628的运行。在一些实施例中，用户单元702可以为具有网络单元602支持的所有的信号处理和控制功能的非常的简单设备。如果是这样的话，可以将控制链路单元628去除掉或可执行很简单的控制信令如带内频率调整用来设置用户702中的系统带宽和增益。假如天线带宽允许，通过对单元602进行较小的修改，天线单元636和638也可以用于控制链路单元628的运行。
微控制器单元626可以为简单的微处理器，如带有合适存储器和接口的ARM7或ARM9。微控制器单元626控制网络单元602的运行，在有用时可执行一些额外的信号调整和处理，比如信号水平平均和估计以及如最小均方(LMS)和递归最小二乘方(RLS)的自适应算法。微控制器单元626的运行包括设置工作带宽，通过控制链路单元628设置权值W0和W1用来通信并控制图8的用户单元702，通信并控制调整信号发生器和发射机622以及调整信号接收机620，为接收机天线分集进行切换，并监测网络单元602和用户单元702的正确工作。微控制器单元626与单元627、628、622、606、604、620、648、624以及RF开关634和612连接。微控制器626利用位于调整信号接收机单元620的输出位置的复数信道冲激响应以及利用最小均方(LMS)和递归最小二乘方(RLS)、QR-RLS或QR分解，来计算复数加权W0和W1的值，使得在调整信号接收机单元620的输出位置接收的复数信道冲激响应在幅度上减少或最小化。利用这种发射加权布置，网络单元602和用户单元702之间的上行链路频率的RF间隔在传播信道内是合适的，能够得到天线608和610的最大可能的总ERP(有效辐射功率)，因而使覆盖区域最大化。
单元628、622、606、604、620、624均与本地振荡器单元640连接，并从本地振荡器640信号中提取时钟和参考频率。简单的用户接口单元627，例如袖珍键盘，简单的变光开关或类似的设备与微控制器单元626连接。网络单元602具有可由用户接口单元627设置的，很容易被微控制器单元626接入的唯一的“标识码”，并且可以与用户单元702、微控制器单元728或在网络单元602工作范围内的其他任何用户单元进行通信。
图8示出了包括包含新设计特征的用户单元702(图6中的504)的中继器700的实施例。两根天线734和736取代图6中的单天线512用作天线分集。同样，两根天线704和706取代图6中的单天线510用作天线分集。虽然可以在接收机链中采用任何的分集合并方案如最大比率合并等，以及在发射机链中可以采用发射分集方案如在一根或两根天线的随机相位变化，但是在接收机中可实行一种基于天线交换分集的简单方案。交换可以是连续的或基于接收的信号功率水平。因此，与双工器754和756以及反向链路网络单元726连接的RF开关732，为用户单元702的蜂窝接收操作执行交换操作。同样，连接天线704和706以及双工滤波器714的RF开关712，为用户单元702的U-NII频段发射/接收操作执行交换操作。双工滤波器754和756还在一侧与天线734和736连接，在另一侧与复数加权单元748以及RF开关单元732连接。复数加权单元748与功率分配器(混合合路器)745和微控制器728连接。功率分配器(混合合路器)745通过定向耦合器746与反向链路用户单元724连接。所有的定向耦合器可为17dB的定向耦合器。同样，双工滤波器714可以通过定向耦合器740以及718与前向链路用户单元724连接，同时也和反向链路用户单元726连接。前向链路用户单元328接收机210内部LNA在框图700可以放在定向耦合器718和740之前，该结构可以增强性能。
调节信号发生器/发射机单元744通过定向耦合器746与用户单元702的前向链路发射机路径耦合。单元744产生用来建立用户单元702的天线734和736与调整信号接收机742的输入终端之间的复数信道特性的信道探测信号。通过复数加权单元748以及分集天线734和736将单元744产生的信道探测信号用最大发射水平发射，该最大发射水平基本上低于任何蜂窝网络所期望的信号水平，比如低于最小期望蜂窝信号水平20dB。在调整信号接收机单元742中使用的组合发射信道探测信号水平和处理增益小于或等于下行链路增益余量，dgdl。单元744产生的信道探测信号是直接序列扩频信号，其通过具有已知码相位(例如，术语为“自有码”相位)的已知伪随机码(PN)进行调制，并且具有与图7中的用户单元702和网络单元602的前向和反向链路的工作带宽相当的码片速率，如5MHz带宽时为5Mchips/s。该PN码进一步可具有足够提供合适的处理增益并超过最大期望路径时延的最小码长。对于大部分场景码长为1000chips就足够。信道探测信号可以连续发射或者仅由条件诱发而发射。选择码相位使得最小码相位差比在多个码片中测量的最大期望路径时延大。随后的码相位可为最小码相位的整数倍。调整信号接收机单元742通过定向耦合器740耦合到用户单元702的前向链路接收路径，并利用已知的PN码和发射码相位检测并解调由单元744发射的信道探测信号。然后信道探测信号通过用户单元702与图7中的网络单元602(同样在图6中为用户单元502)之间的闭环机制进入反向链路路径。调整信号接收机单元742适于建立接收信号的强度和相位。在用户单元702的天线734和736的联合输出与调整信号接收机742的输入端之间存在复数信道冲激响应。调整信号接收机单元742通过如类似于RAKE接收机路径搜索器的相关操作，或者通过对抽样的接收信号的合适块进行矩阵求逆操作，来设置接收信号的幅度和相位，如附录A中所公开的。调整信号接收机单元724包括许多子单元，比如将调整信号恢复到基带频率的频率转换器以及其他单元，比如A/D转换器和执行基带算法的基带处理器。这些子单元没有在框图中示出。PN码相位可以唯一分配，或根据随机算法得出，因而两个单元具有相同码相位的概率很低。还可能采用其他的码偏移分配策略。比如可使用动态分配，从而选择该码偏移来避免在相同地理区域存在其他的该偏移。动态分配使得调整信号接收机742能够扫描并接收“其他码”相位，因而建立任何其他信号是否耦合到可能工作在相同地理区域的其他单元或者其他单元与其耦合。进一步，可以用多于一个的码相位来建立复数信道冲激相应从而提高被其他系统检测到的概率。用于信道探测信号的PN码可以用关于用户单元702标识的信息进行调制。发射的信道探测信号的载频可以在工作蜂窝频段。但是其他频段的载频，如位于2.4GHz的ISM频段，也可用来传输信道探测信号。使用其他频段能够将调整信号发生器和发射机744的载频尽量接近工作频段放置。选择信道探测信号PN码的码片速率和发射功率使得信道探测信号遵循FCC 47 CFR部分15的规定。虽然ISM频段与蜂窝工作频段不相同，但两者足够靠近以便能够使系统覆盖空间算法加权并建立用于复数加权单元748的权值W0和W1。ISM的工作频段与蜂窝的工作频段间在平均信号功率和天线行为上的任何天线和传播的不同均可在设计阶段进行调查并在最终的系统设计中加以考虑。
能够接收由设备ID和图7中的参考频率单元624产生的发射信号的参考信号接收机单元716与定向耦合器718连接。接收机能够抽取由网络单元602设备ID和参考频率发生器624发射的参考频率和ID码。抽取的参考频率用于提供参考本地振荡器722。定向耦合器718与前向链路用户单元724连接。反向链路用户单元726与双工滤波器714连接。如果单元726能够锁定于由网络单元602的控制链路单元628所发射的接收信号载波频率，那么参考信号和本地振荡器单元722两者中的一个可以控制链路单元720振荡器为基础。
控制链路单元720是网络单元602和用户单元702这两者之间的无线链路。其可以是工作在免授权频段之一的专有链路，或者是设计工作在免授权频段的标准无线链路，如802.11b、802.11a或蓝牙。控制链路720与微控制器单元728连接，能够通过合适的接口进行通信。控制链路单元720还与天线708和710连接用来发送和接收控制信号。请注意如果天线带宽和频率允许，通过对单元702进行较小的修改，天线单元704和706也能用于控制链路单元720的运行。
微控制器单元728是简单的微处理器，如带有合适储存器和接口的ARM7或ARM9。微控制器单元728控制用户单元702的运行，在合适的条件下可执行一些额外的信号调整和处理，如信号水平的平均和估计以及自适应算法如LMS和RLS。微控制器单元728可设置工作带宽，并通过控制链路单元720设置权值W0和W1用来通信并控制图7的网络单元602，通信并控制调整信号发生器和发射机744以及调整信号接收机742。微控制器单元728还可实行切换以进行接收机天线分集和监测用户单元702的正确运行。微控制器单元728与单元720、742、744、716、748、726、724以及RF开关732和712连接。微控制器728可利用位于调整信号接收机单元742的输出位置的复数信道冲激响应，以及利用最小均方(LMS)和递归最小二乘方(RLS)、QR-RLS或QR分解，来计算复数加权W0和W1的最优值，使得在调整信号接收机单元742的输出位置的接收复数信道冲激响应减少或最小化。利用所公开的发射加权布置，用户单元702和网络单元602之间的下行链路频率的RF间隔在传播信道内是合适的，能够得到天线734和736的最大可能的总ERP(有效辐射功率)以及最大化的覆盖区域。
单元720、726、724、742、744和728与本地振荡器单元722连接并从本地振荡器722信号中提取时钟和参考频率。简单的用户接口单元721，例如袖珍键盘或简单的变光开关可与微控制器单元728连接。网络单元702具有可由用户接口单元721设置的，容易接入微控制器单元728的唯一“标识码”，并且可以与网络单元602微控制器单元626或用户单元702工作范围内的其他网络或用户单元进行通信。
如对天线单元610和608采用垂直极化，以及对天线单元734和736采用水平极化的技术可进一步提高系统的性能。在传统的增强器和中继器系统中，能够利用定向天线来提高系统的性能。
可以将唯一的网络单元602识别码和可选的设备位置发送给蜂窝网络。该信息可用来在室内环境中给用户定位，比如，通过产生重编码(受保护的)的、低比特率的、包含长的已知前导码的数据，唯一的识别码以及可选的网络单元602的经度和纬度。然后可将该信息脉冲整形以实现低的谱泄漏，并在网络单元602中，通过合适的调制方案将其叠加到给定信道的反向链路信号上。调制方案的选择取决于工作的蜂窝系统。例如，对于GSM，可采用如高斯最小频移键控(GMSK)，幅度调制(具有低调制指数)的恒包络调制。对于带有快速反向链路功率控制的码分多址(CDMA)系统，可以采用差分二进制相移键控(DBPSK)作为调制方案。在基站从接收的信道信号中对上述信息进行信息抽取可能涉及对基站接收机的修改，但不会影响蜂窝链路正常的工作。

Claims (11)

1、一种无线通信系统中协调网络收发机和用户收发机之间业务的中继器，包括：
网络单元，用于保持与网络收发机的网络链接；
用户单元，用于保持与用户收发机的用户链接；
所述网络单元和所述用户单元之间的双向通信路径，适于在网络收发机和网络单元之间，用户收发机和用户单元之间，以及网络单元和用户单元之间，包括从网络单元至用户单元的下行链路传输以及从用户单元至网络单元的上行链路传输，以自动中继器跳跃的方式在网络收发机和用户收发机之间传送信号；以及
检测单元，与所述网络单元和所述用户单元耦合，适于分别通过检测下行链路和/或上行链路传输的前导码序列来检测下行链路和上行链路传输的帧定时。
2、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元配置成使所述网络单元和所述用户单元能够在信标信道中由所述网络单元检测下行链路的开始和/或由所述用户单元检测上行链路的开始。
3、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元配置成使所述网络单元和所述用户单元能够在导频信道中由所述网络单元检测下行链路的开始和/或由所述用户单元检测上行链路的开始。
4、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元配置成使所述网络单元和所述用户单元能够在广播信道中由所述网络单元检测下行链路的开始和/或由所述用户单元检测上行链路的开始。
5、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元配置成使所述网络单元和所述用户单元能够在业务信道中由所述网络单元检测下行链路的开始和/或由所述用户单元检测上行链路的开始。
6、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元配置成在时间和/或频率上检测前导码。
7、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元适于分别通过检测下行链路传输和/或上行链路传输的前导码序列来检测下行链路和上行链路时分复用(TDD)传输的帧定时。
8、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元适于检测下行链路对称时分复用(TDD)传输的帧定时的开始并且将帧定时的开始传递到所述用户单元；以及
所述用户单元适于根据该帧定时的开始控制上行链路TDD传输的定时。
9、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元适于检测下行链路对称时分复用(TDD)传输的帧定时并且将帧定时传递到所述用户单元；以及
所述双向通信路径配置成在前向链路或反向链路之一一次性发射调整信号并由此产生探测信号，且作为响应在下一帧传输的相反链路中传递该调整信号。
10、根据权利要求1所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元适于检测下行链路对称时分复用(TDD)传输的帧定时的开始和结束并且将帧定时传递到所述用户单元；以及
所述网络单元适于检测传输方式的改变并发送信息给所述用户单元，由此所述网络单元和所述用户单元都切换为接收模式用来检测到来帧的前导码。
11、根据权利要求10所述的中继器，进一步包括：
所述检测单元适于在接收信号水平改变时检测帧定时的结束。
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