CN1140002A - 脉冲校准方法 - Google Patents

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Abstract

手机(T)和其基站(BS)之间的脉冲校准方法，所述的手机(T)从基站(BS)获得时基基准。此脉冲校准方法适用于时分多址数字无绳通信系统，以保证接收到的因传播效应引入不同时延的脉冲能被正确接收。本方法中，手机(T)连续地再次发射第一组脉冲至它们的基站(BS)，每一次重新发射时都将发射瞬时提前若干位，此位数由信道之间的保护空间决定，直到一旦它与基站BS正确同步，手机(T)收到基站(BS)的应答。

Description

脉冲校准方法
本发明涉及在无绳手机及其基站(座机)间进行的脉冲(burst)信号校准方法。这一方法特别适用于时分多址数字无绳电话系统，以保证它能正确接收带有不同时延的脉冲信号，上述时延是由于传播效应而引入的。
由一批手机(cordless terminals)及若干基站组成的通信系统，大多是为适应短距离(微区)工作、室内使用而研制的。手机及其站之间的距离十分短，目前，它们早先的应用范围有可能被突破，即考虑将它们用于较大的区间，增大手机与基站之间的距离，使它们成为蜂窝技术的一种替代方式。在这些通信系统中，手机从基站获得时基基准，所以基站的发射瞬时与手机的接收瞬时相一致，反之亦然。
由于无绳电话系统原始的配置，所以它的技术标准中并未制订必要的方针和准则来克服由于基站和手机之间距离所引起的时延而带来的一些问题。这些问题包括：由于信息实际接收到的瞬时相对于它应当接收到的瞬时之间的时延，将引起信号重叠，以致带来信息及信道的全部或部分损失。这些问题，在时分多址(TDMA)系统及具有高比特率时，有可能产生，也是十分关键的问题。但对于无绳电话系统的原有配置的基站和手机之间的距离来说，实际上是无关紧要的。
欧洲标准ETS 300 175-3“欧洲数字无绳电信”(CECT)，通用接口第三部分“媒体通路控制层”，1992年10月，由无线电设备和系统(RES)技术委员会制定，在附件D“同步”(第186页)中，为这一欧洲数字无绳电信系统，列出了下列三种同步型式的参考资料来源。即为了能对交换的脉冲信号进行正确的传输与接收，在手机及基站之间，要实现三种型式的同步：即脉冲(burst)同步，帧同步以及复帧同步。
上述欧洲标准中，并未提出任何对由传播引起的时延进行补偿的方法(这一时延将妨碍基站与手机间的正确同步，并将引起重叠问题)，因为从系统预定的应用范围来说，这一问题并不重要。因此，这一欧洲标准也没有提出解决下述问题的方法，这一问题的产生是由于各手机与各基站之间的距离不同，而由与有关基站相关联的不同手机送出的脉冲由不同基站接收时，有不同的时延，这将在手机及基站间带来干扰，以致带来信息及信道的全部或部分损失。
从前面的所述可知，要解决这一技术问题，就要在手机和基站的距离增大时，在手机和基站间实现正确同步。这就使得从手机所发送出的脉冲能正确地为基站所接收，使由于距离所产生的传播延时不致于影响基站与手机间的正确同步，这样就避免了产生重叠问题以及信息及信道的全部或部分损失。
本发明提供了一种当手机与基站间有较长距离时，手机及基站间的脉冲的校准方法，这一方法适用于数字无绳电话系统。
本方法是当手机向基站发出第一脉冲后，如果在某一预定时间内没有收到回答，则手机就将它们发送脉冲的时刻，较之它们从基站收到的时基基准，予以提前。这一时间上的提前可重复进行，一直到达到由该系统信道间的保护空间大小所决定的最大位数为止，这是为了与基站间实现正确同步，并补偿由于手机及基站两设备所发送的信号在传播途径上所引起的时延。
本方法的优点是，可以增大手机及其基站间的距离，使之可以达到几公里，并通过对由距离产生的时延的补偿防止因为在接收端的重叠现象而带来的信道及信息损失。这样就可以增大数字无绳电话系统的应用范围，使其可成为蜂窝系统的一种有竞争力的代替者。
对本发明的较详细的说明可以从对附图所代表的优先的实施例的描述中获得。附图中：
图1表示了实施本发明的脉冲校准方法的系统的方框图。
图2给出了当基站锁定期间，实施本发明提出的脉冲校准方法时，系统的各顺次状态的流程图。
图1表示了实施本发明提出的脉冲校准方法的一个无绳通信系统，该方法的目的是当接收到的脉冲由于传播效应有不同的时延时，保证系统能正确接收。它涉及到一个无线电双向通信(access)系统，以使无绳电话用户和一个固定网络RF之间实现双向通话。
这一系统包括一组可与固定网络RF实现双向通话的基站BS及一组手机T。基站BS和固定网络RF之间用导线联结。各手机T则通过无线电和各基站BS相联结，这些手机T和其相应的基站BS间的距离分别为d1、d2、d3、d4，在本实施例中，为了增大手机的作用距离，基站BS采用了定向天线。
本系统结构是采用欧洲数字无绳电信(DECT)技术标准，采用时分多址方式，其帧为11520比特，长度10毫秒，有24个416.6微秒的信道，其中12个信道用作发射，而12个信道用作接收。这个24个信道中，每个均为480比特，编号为0至479，包括一个56位的保护空间，另外，这一欧洲标准允许有至多两位的时钟飘移。
在开始得到服务之前，手机T的时间基准必须和基站的时基同步，以使基站的发射瞬时与手机的接收瞬时相一致，反之亦然。这样，两者之间的通信才能正确进行。
手机T的同步是通过在物理层接收基站BS所发出的脉冲来实现的。根据其同步情况的不同，手机T有以下几种可能的状态：
·非锁定状态：其定义为，手机T与任何基站BS之间，在一切层次上均不同步时的状态。
·前锁定状态：其定义为，手机T接收到由基站BS送出的帧同步及复帧同步基准以及信息本身，但尚未与后者同步。
·锁定状态：其定义为，手机T与基站BS在一切层次上均同步，这也就是说，它已实现脉冲同步，帧同步及复帧同步。
本发明的脉冲校准方法是由手机T在前面定义的前锁定状态中实现的。
图2给出了当基站锁定时，实施本发明的脉冲校准方法时，系统的各顺次状态的流程图。
从初始空闲状态1出发，当手机T从基站BS获得一个时基基准时，并且它从基站NS也收到信息，证明它已获得允许和基站通信，这时，系统转入开始锁定状态2，其中手机T发送脉冲至基站BS。系统这时就进入应答脉冲等待状态了，其中手机T等待一个预先确定的时间间隔，以期收到它所发送的第一组脉冲的应答脉冲。如果由基站BS发送的应答脉冲在预先确定的时间间隔内被手机T收到的话，手机T就知道它已与基站BS正确地同步，系统和基站BS就进入正确同步状态8，而手机T则进入锁定状态。
如果当应答脉冲等待状态3的预先确定的时间间隔结束时，手机T仍未收到基站BS对其所发送的第一组脉冲响应的应答脉冲，则系统将转入非同步状态4，这时，手机T和基站BS未能作到正确同步，因为基站BS未能正确地接收到脉冲，这是由于手机T和基站BS之间的距离引起的传播时延影响的。
这时，系统将转入测试状态5，其中手机T将检验自己是否可将它发射的脉冲的瞬间提前一位，以补偿基站BS在接收第一组脉冲时的延时。手机T能够将其发送脉冲的瞬时提前的最大位数为54，这对应于信道间的保护空间(除去了按技术标准允许的两位时钟漂移)，手机T可将脉冲发送瞬间每次提前一位。
在测试状态5，手机T对自己是否仍未达到最大可允许的提前位数进行检验，如回答是肯定的，则系统转入重新发射状态6，这时，手机T将其发送瞬时提前一位，而系统再一次转入开始锁定状态2。这一过程将重复进行，直到手机终于接收到基站发送的应答脉冲为止，或者直到达到了其脉冲发送瞬时提前的最大允许位数为止。
如果手机T达到了这一最大位数，但仍然没有从基站BS接收到应答脉冲，那么手机将认定它与基站BS的距离太远，因而锁定于基站BS已是不可能的了。这时，系统就将转入挂机状态7。

Claims (5)

1.脉冲校准方法应用于时分多址数字无绳通信系统中，在手机T及其基站(BS)之间实现。手机T将从基站(BS)取得时基基准，本方法的特征在于，在一个预先确定的时间间隔内，如果手机(T)还没有收到基站(BS)发送的对手机T发射至基站(BS)的第一组脉冲的应答的话，手机(T)就会将其发送脉冲的瞬时，较它从基站(BS)获得的基准，加以提前。
2.如权利要求1所述的脉冲校准方法，其特征在于，如果手机T继续没有收到应答，则它将自动重复将它的脉冲发射时间每次提前若干位的过程，直到和基站(BS)正确同步为止。
3.如权利要求2所述的突发信号校准方法，其特征在于，手机(T)将它的脉冲发射瞬间提前的总位数，以及完成这一过程的最大次数，均受系统的信道间保护空间所限制。
4.如权利要求1所述的脉冲校准方法，其特征在于，如果在预先确定的时间间隔内，手机(T)收到了它发送至基站(BS)的脉冲的回答，则手机(T)可认为与基站(BS)同步。
5.手机(T)，它和基站BS相关联，应用于一个数字无绳通信系统中，其特征在于，如果在预先确定的时间间隔内，它还没有收到来自基站(BS)的对手机(T)发送的脉冲的响应的应答，它就将自动地，连续地将其发射脉冲的瞬间，较它从基站BS所获得的时基基准，加以提前，直至达到最大位数为止。
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