CN1200636A - 具有固定和移动无线电设备的无线电通信系统 - Google Patents

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Abstract

提出通过使用固定和移动无线电设备(DBS;MMS),连同标准技术,创建一种基本基于现有技术的新的无线电通信系统(SYS)。对诸无线电设备进行这样的修改,使得,为建立诸无线电设备之间的无线电链路,诸无线电设备的至少一个(MMS)在无线电协议(PSGM)的相反方向上传输实际打算通过其它无线电设备(DBS)传输的诸无线电信号的一个(FB)。例如,此处在上行方向(UL,上行链路)上传输打算在下行方向(DL,下行链路)上传输的无线电信号(FB,频率校正突发脉冲)。这种修改仅需要改变移动无线电设备中发射机和固定无线电设备中接收机的控制软件。

Description

具有固定和移动无线电设备的无线 电通信系统
本发明涉及一种具有固定无线电设备和移动无线电设备的无线电通信系统。本发明还涉及供这种无线电系统使用的一种移动无线电设备和一种固定无线电设备，并且涉及借助这种无线电通信系统建立无线电链路的方法。
据1992年M.Mouly和M.-B.Pautet于Palaiseau，France自行出版的书籍“GSM移动通信系统”，已知这样一种常规无线电通信系统，该系统具有一个固定无线电设备和一个移动无线电设备，且两者通过一条无线电链路交换无线电信号。该书所描述的无线电通信系统是公众移动无线电系统“Global System for Mobile Communications(全球移动通信系统)”(缩写为GSM)，其各技术部件(technical component)与拥有同一名称的“GSM”标准一致。根据这一标准，提供了一种管理经由固定无线电设备与移动无线电设备之间的无线电链路的无线电信号的交换的无线电协议，其中的固定无线电设备也称为基站，而移动无线电设备也称为移动台。M.Mouly和M.-B.Pautet所著的书在章节4.1.3.1第192-193页中描述道，将无线电信道FCCH(Frequency Correction CHannel，频率校正信道)和SCH(Synchronization CHannel，同步信道)提供给基站，在这些信道上仅允许基站传输。这些无线电信道FCCH和SCH用于在下行方向上传输信令数据，并因此也称之为“下行链路信道”。这本书还描述道，将无线电信道RACH(Random Access CHannel，随机接入信道)提供给移动台，在该信道上仅允许移动台传输。这个无线电信道RACH用于在上行方向上传输信令数据，并因此也称之为“上行链路信道”。
总之，已知这样一种无线电通信系统，该系统包含一个固定无线电设备(基站)和一个移动无线电设备(移动台)，这两者根据预定无线电协议通过一条无线电链路相互交换无线电信号，其中在信道FCCH和SCH上提供若干第一无线电信号专门供固定无线电设备传输，而在信道RACH上提供若干第二无线电信号专门供移动无线电设备传输。
一种新的无线电通信系统的设计应尽可能基于现有技术以便节省研制费用。如果新的无线电通信系统的设计是基于公用的GSM移动无线电技术，则必须解决以下问题：因无线电干扰问题，新的无线电通信系统与现有GSM移动无线电系统可能相互干扰。那么，新的无线电通信系统仅能在至今尚未由GSM移动无线电系统提供业务的地区使用。可供选择地，一种无线电通信系统只能基于全新的设计。
EP-A-268 375提出，通过结合一种新的无线电协议给基站提供一个扫描接收机(scanning receiver)，创建一种可被用作专用无线电通信系统的新的蜂窝无线电系统。这所谓的DECT无线电系统(Digital EnhancedCordless Telephone，数字增强无绳电话)基本上是这样一种新无线电系统，然而，对它必须进行大量的研制开发。
因此，本发明的目的是提供一种尽可能地、最大限度地基于现有技术的新无线电通信系统。这种新无线电通信系统还应适合于已由现有无线电通信系统提供业务的地区。尤其令人想得到的是，该无线电通信系统能被设计成专用移动无线电系统。
为了实现以上目的，本发明提出这样一种无线电通信系统，该系统包含固定无线电设备和移动无线电设备，这两个设备根据一种预定的无线电协议通过一条无线电链路相互交换信息，其中提供若干专门供固定无线电设备传输的第一无线电信号即在下行方向(下行链路)上传输的无线电信号，并提供若干专门供移动无线电设备传输的第二无线电信号即在上行方向(上行链路)上传输的无线电信号。其中为建立无线电链路，诸无线电设备的至少一个在无线电协议的相反方向上传输实际打算通过其它无线电设备传输的诸无线电信号的一个。
还提出在这种无线电通信系统中建立一条无线电链路的一种方法，该系统具有一个固定无线电设备和一个移动无线电设备，这两个设备根据一种预定的无线电协议通过一条无线电链路相互交换信息，其中提供若干第一无线电信号专门供固定无线电设备传输，并提供若干第二无线电信号专门供移动无线电设备传输。其中为建立一条无线电链路，诸无线电设备的至少一个在无线电协议的相反方向上传输实际打算通过其它无线电设备传输的诸无线电信号的一个。
所提出的无线电通信系统则可用这样的部件设计，比如固定和移动无线电设备，它们可通过修改常规无线电系统的现已有的原件廉价地开发出来。特别是，仅需对现有无线电设备中的根据预定的无线电协议控制无线电通信的执行的控制元进行少许修改。在使用带有微处理器的数字控制元的无线电设备中，仅须修改控制软件。
本发明基于这样的观察，即常规无线电设备不能接收、解调或解码在错误方向上传输的信号，即常规无线电协议的相反方向上传输的无线电信号。因此，无线电信号不干扰常规无线电系统的现有无线电设备的接收。无线电信号不必象通常那样连续传输，比如在GSM系统中，其中在BCCH上是连续传输的，因此，干扰效应亦得以减弱。另外，还消除了新无线电设备(比如一个新移动台)与现有无线电设备(比如一个现有GSM基站)之间建起一条不想要的无线电链路的可能性。
另一方面，新无线电设备能够正确地接收在错误方向上传输的无线电信号。该新无线电设备相互认识，使得无线电链路能迅速和容易地建立。本发明提供这样的无线电设备，它们至少在无线电链路的建立阶段工作在现有无线电协议的相反方向上，即它们根据新的修改无线电协议工作。例如，如果修改GSM协议，基站则不必在BCCH上连续传输。因此，避免了与其它干扰无线电设备的潜在干扰。
以下将参考一个实施方式描述本发明。此处将参看以下附图，附图中：
图1描述常规无线电系统的设置；
图2描述根据本发明的无线电系统的设置；以及
图3描述常规方法的流程图。
图1示意性显示常规无线电系统的配置，即一个公众蜂窝移动无线电系统PLMN的配置。为简化该附图，仅显示该移动无线电系统的一个无线电小区。给每个无线电小区提供一个固定无线电设备BS，因而也称作基站。基站BS能够与几个移动无线电设备交换无线电信号，因而移动无线电设备也称为移动台。图1中仅显示出一个移动台MS，充当若干个移动台的描述性示例。图1所描述的常规移动系统是根据GSM标准(GSM：Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统)设计的。根据GSM标准，为诸移动台与基站之间进行无线电通信，通过一条采用TDMA接入方法(TDMA：Time Division Multiple Access，时分多址)的无线电链路RIF交换数字无线电信号。因此，无线电链路RIF，亦称为无线电接口，是一个FDD无线电链路(FDD：Frequency Division Duplex，频分双工)，即一上行方向UL和一下行方向DL的频率双工无线电链路，所谓的“上行链路”和“下行链路”。“上行链路”UL至少包含一个能被移动台用于向基站传输的载频。“下行链路”DL至少包含一个能被基站用于向诸移动台传输的载频。
为交换无线电信号，GSM标准定义一个无线电协议PGSM，根据该协议建立无线电链路RIF，并根据该协议执行无线电通信。这个由GSM标准中众知的无线电协议定义若干个专门供基站传输第一无线电信号，例如，诸如被提供用于调谐(syntonize)传输频率和接收频率的无线电信号FB，即所谓的“频率校正突发脉冲(burst)”。无线电信号FB是在基站中基于接收部分中的用于确定移动台传输频率偏离预定目标值的幅度的测量而产生的。为校正移动台的传输频率，基站为每个移动台MS计算一个指示所测到的偏离的数据值，即所谓的“频偏”。通常，从预定目标值的偏离必须处在预定的容限范围内。
图2中示意性显示了本发明的无线电通信系统SYS的配置，该系统覆盖一个与前述公众移动无线电系统PLMN部分重叠的区域。
所描述的无线电通信系统SYS仅包含一个服务单个无线电小区的固定无线电设备DBS。然而，本发明并不局限于具有单个无线电小区的所描述实施方式。具有单个无线电小区的所描述的实施方式仅仅意在为本发明提供清晰的说明。以下描述清楚地解释了本发明是如何达到所陈述的目的的：
除固定无线电站DBS(亦称为基站)之外，所提出的无线电系统SYS还至少包含一个移动无线电设备MMS(亦称为移动台)。为了进行无线电通信，基站DBS和移动台MMS在下行方向DL和上行方向UL上交换无线电信号。如果该两台站DBS和MMS之间的无线电链路已被建立，则根据由GSM标准众知的常规无线电协议交换无线电信号。然而，用于建立无线电通信的无线电协议与常规无线电协议在以下方面略有不同，即至少某些无线电信号是在常规无线电协议的相反方向上使用的。图3描述根据本发明建立无线电链路的方法100。该被修改的方法基本上由以下新的步骤110至190构成：
当过程被起动时，在第一步骤110将一个无线电信号FB从移动台MMS传输至基站。该无线电信号FB是以上已描述的“频率校正突发脉冲”，根据GSM无线电协议，它只是打算从基站传输的。仍然与基站同步着的移动台在任意时间点上、在根据无线电协议提供用于此目的的频率f0上传输无线电信号FB。然而，如果移动台拥有关于基站的同步信息，则移动台在第一个时隙内(该时隙编号N＝0)可有利地不传输该信号(否则需要传输该信号)，而在其它诸时隙的一个(N＝1，2，3，……或7)内传输该信号。这消除了与其它无线电设备的干扰。无线电信号FB还有利地包含这样一个表示频偏的数据值，该数据值的选择使频偏明显地处于常规容限之外。在接下来的步骤120，监视频率f0的基站DBS判定一个无线电信号FB已由移动台在常规无线电协议的相反方向上传出。因为常规移动台不能发送这样的无线电信号，它判定该无线电信号FB一定是由一个修改移动台传输的。有利地，使用“频率校正突发脉冲”，因为这种特定突发脉冲在根本上与其它突发脉冲不同。
基站在时隙0内于频率f1上传输无线电信号FB1。在下一个时间帧内，基站再次发送无线电信号FB1，然而这次不是在上次的频率f1上，而是在一个不同的频率f2上。因为常规无线电协议要求无线电信号FB1仅传输一次，该方法步骤120也与常规过程不同。因此，固定无线电设备DBS在无线电协议的相反方向上将这样一些无线电信号中的一个(此情形下为FB1)传输几次——不然那些无线电信号将由该无线电设备仅传输一次。
有利地，不同频率上的多次传输使无线电信号FB1的传输对干扰效应更不敏感。除此之外，FB1不是在常规频率f0上传输的。基站DBS在无线电协议的相反方向上传输FB1，不是在频率f0上，而是在其它两个频率f1和f2上。这些措施也使根据本发明的移动无线电设备对干扰更不敏感，使得所传输的无线电信号FB1能被正确接收。
除此之外，基站传输还在时隙0于频率f3上传输一个附加无线电信号以提供同步。该无线电信号同样地传输几次。频率f1、f2和f3最好按照一种预定顺序(跳频次序)跟随着频率f0。
在以下两个步骤130和140，移动台MMS等待接收无线电信号FB1和SYB，并检验在持续时间T0内是否所有这些无线电信号已被完全地和正确地接收。
如果是这样，则在接下来的步骤150，移动台传输一个确认信号ACK，向基站指示接收正确。如果移动台未能完全或正确接收诸无线电信号，则移动台MMS再次于频率f0上传输无线电信号FB，并且重复步骤110至140。结果，移动无线电设备MMS重复地传输诸第一无线电信号的一个(此情形下为FB)直至固定无线电站DBS回答为止。然而，FB将不是被重复传输无数次，而仅是n次，比如10次。如果基站仍不回答，则过程被中断较长一段时间，比如15分钟左右。
当移动台从基站接到一个回答(步骤140)时，则确认该接收(步骤150)。在接下来的步骤160和170，基站DBS检验确认信号ACK是否是在时间T1消逝之前接到的。如果是这样，则在附加步骤180，该移动台能够接入的基站分配一个空闲时隙N。移动台确认该时隙的分配。
如果在步骤160和170检测到在时间T1消逝之前未接到确认信号ACK，则基站再次监视频率f0上无线电信号FB的接收。随后重复步骤120至170，直至基站在一个可预设的持续时间T2内接到确认信号ACK。
在接下来的步骤190，继续根据无线电协议配置无线电链路。
本发明并不局限于所描述的实施方式。可以设想出其它实施方式，比如多小区无线电系统，采用FDMA或CDMA无线电传输的数字无线电系统，无线室内(in-house)通信系统。

Claims (10)

1.具有一固定无线电设备(DBS)和移动无线电设备(MMS)的无线电通信系统(SYS)，该两设备根据一种预定无线电协议(PGSM)通过一条无线电链路(RIF)相互交换信息，其中提供若干第一无线电信号(FB)专门供固定无线电设备(DBS)传输，并提供若干第二无线电信号专门供移动无线电设备(MMS)传输，
其特征在于
为建立无线电链路(RIF)，诸无线电设备的至少一个(MMS)在无线电协议(PSGM)的相反方向上传输实际打算通过其它无线电设备(DBS)传输的诸无线电信号的一个(FB)。
2.根据权利要求1的无线电通信系统(SYS)，其特征在于预定无线电协议是为公众移动无线电系统(PLMN)预定的无线电协议(PGSM)，并且固定无线电设备(DBS)监视分配给移动无线电系统(PLMN)的诸无线电信道，并告知移动无线电设备(MMS)将在专用无线电通信系统(SYS)中使用的诸空闲无线电信道。
3.根据权利要求1的无线电通信系统(SYS)，其特征在于预定无线电协议是为公众移动无线电系统(PLMN)预定的无线电协议(PGSM)，并且无线电设备(DBS、MMS)连续地、交替地占用分配给公众移动无线电系统(PLMN)的诸无线电信道，以在专用无线电通信系统(SYS)中使用。
4.根据权利要求1的无线电通信系统(SYS)，其特征在于移动无线电设备(SYS)传输含有这样的数据值的第一无线电信号(FB)，该数据值实际上是由固定无线电设备(DBS)基于对该固定无线电设备接到的无线电信号的测量确定出并传输至移动无线电设备的，并且移动无线电设备(MMS)将这个数据值分配在一个根据无线电协议(PGMS)假定可被观察到的容差范围之外。
5.根据权利要求4的无线电通信系统(SYS)，其特征在于该数据值实际上相当于固定无线电设备(DBS)所测量到的频率偏离，其中该频率偏离指示移动无线电设备(MMS)的传输频率离开固定无线电设备(DBS)的接收机频率的偏移，且实际上是由固定无线电设备(DBS)传输至移动无线电设备(MMS)以校正传输频率的。
6.根据权利要求1的无线电通信系统(SYS)，其特征在于移动无线电设备(MMS)重复地传输诸第一无线电信号(FB)的一个，直至固定无线电设备(DBS)回答。
7.根据权利要求1的无线电通信系统(SYS)，其特征在于诸无线电设备的至少一个(DBS)在无线电协议(PGSM)的相反方向上重复地传输诸无线电信号的(FB1)一个——该信号是应该由无线电设备(DBS)仅传输一次的。
8.供这样的无线电通信系统(SYS)使用的移动无线电设备(MMS)，该无线电通信系统(SYS)具有这样一个固定无线电设备(DBS)，它根据一种预定无线电协议(PGSM)通过一条无线电链路(RIF)与一个移动无线电设备(MMS)交换信息，其中提供若干第一无线电信号(FB)专门供固定无线电设备(DBS)传输，并提供若干第二无线电信号专门供移动无线电设备(MMS)传输，
其特征在于
为建立无线电链路(RIF)，移动无线电设备(MMS)在无线电协议(PGSM)的相反方向上传输实际打算由固定无线电设备(DBS)传输的诸第一无线电信号(FB)的一个。
9.供一个无线电通信系统(SYS)使用的固定无线电设备(DBS)，其中该固定无线电设备(DBS)根据一种预定无线电协议(PGSM)通过一条无线电链路(RIF)与一个移动无线电设备(MMS)交换信息，其中提供若干第一无线电信号(FB)专门供固定无线电设备(DBS)传输，并提供若干第二无线电信号专门供移动无线电设备(MMS)传输，
其特征在于
为建立无线电链路，固定无线电设备在无线电协议的相反方向上传输实际打算由其它无线电设备传输的诸第二无线电信号的一个。
10.在这样的无线电通信系统(SYS)中建立无线电链路(RIF)的方法(100)，该无线电通信系统具有一个固定无线电设备(DBS)和一个移动无线电设备(MMS)，该两设备根据一种预定无线电协议(PGSM)相互交换信息，其中提供若干第一无线电信号(FB)专门供固定无线电设备(DBS)传输，并提供若干第二无线电信号专门供移动无线电设备(MMS)传输，
其特征在于
在建立无线电链路(RIF)的第一步骤(110)，诸无线电设备的至少一个(MMS)在无线电协议(PGSM)的相反方向上传输实际打算由其它无线电设备(DBS)传输的诸无线电信号的一个(FB)。
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