CN1222288A

CN1222288A - 采用扩大范围的收集器群的码分多址无线通信方法与设备

Info

Publication number: CN1222288A
Application number: CN 97195654
Authority: CN
Inventors: 威廉·S·沃利; 戴维·A·霍华德; 卡伦·E·科茨; 约翰·A·瓦斯塔诺
Original assignee: Cellular Telecom Ltd
Current assignee: Cellular Telecom Ltd
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1999-07-07

Abstract

具有介于移动用户与区域管理器之间的前向信道通信和相应的反向信道信道、用于由广播装置建立的任意大的广播区的TDMA通信系统。用户位于广播区内,收集器分布在靠近广播区的地方。区域管理器用于控制对组成用户群的用户的选择并用于选择组成收集器群的收集器、以便使各个从广播装置到用户再到处于与相同收集器一起工作的用户中的收集器的传播时间之间的差值不超过同步误差,从而使收集器上的用户反向信道信号相互隔离。这样选择用户,使用户群中的每个用户离用户群中每个其它用户的距离不大于UR_max。这样选择收集器,使收集器群中的每个收集器离收集器群中每个其它收集器的距离不大于CR_max,此处,CR_max是使收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值。

Description

采用扩大范围的收集器群的码分多址无线通信方法与设备

交叉参考

本专利申请是1995年10月18提出的题目为“采用收集器阵列的无线通信方法和设备(METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESSCOMMUNIATION EMPLOYING COLLECTOR ARRAYS)”的Sc/Serial第08/544913号专利申请部分的续篇，那篇专利申请也属于本专利申请受让人。本发明的背景

本发明涉及双向无线通信系统领域，更准确地说，本发明涉及与移动电话用户(蜂窝和个人通信系统)、基本交换电信无线电、无线数据通信设备、双向寻呼系统及其它无线系统通信的方法与装置。

当前的蜂窝移动电话系统是因早期的系统不能满足大量移动通信业务的需要而开发的。该蜂窝系统通过“重用”小区系统范围内的频率来向大量用户提供无线双向射频(RF)通信。每个小区覆盖一个小的地域，一系列邻近的小区共同覆盖一个较大的地域。每个小区都有用于支持本小区范围内的蜂窝用户的专用频谱部分。小区有不同的尺寸(例如，宏小区或微小区)，其容量通常是固定的。小区的实际形状和尺寸是地形、人工环境、通信质量和要求的用户容量的复杂函数。小区之间通过陆路或微波链路相互连接并通过适合于移动通信的电话交换机连接到公用电话交换网(PSTN)上。随着移动用户在小区之间的移动，交换机为用户提供从小区到小区，也就是从一个频率到另一个频率的越区切换。

在传统蜂窝系统中，每个小区都有带RF发射机和RF接收机的基站。RF发射机和RF接收机处在一起，用于与小区内的蜂窝用户进行发射与接收通信。基站利用前向RF频带(载波)向小区内的用户发射前向信道信号，利用反向RF载波接收来自小区内用户的反向信道信号。由于采用功率与频率固定的方式，因此传统的前向信道通信是静态的，如果采用扇形天线，那么这种前向信道通信就具有固定的扇区。

前向和反向通信信道采用独立的频带，以便能在两个方向上同时发射。这种操作被称为频域双工(FDD)信令。尽管可以采用时域双工(TDD)信令，即前向和反向信道轮流使用同一个频带，但这种操作不是目前蜂窝设备所普遍使用的。

另外，提供与用户另外的RF连接的基站还提供与移动电话交换局(MTSO)的连接。在典型的蜂窝系统中，用一个或多个MTSO来覆盖整个区域。每个MTSO可以为蜂窝系统中的若干个基站和相关小区服务，并支持其它系统(如PSTN)与蜂窝系统之间的路由呼叫交换操作和蜂窝系统内部的路由呼叫交换操作。

基站通常是由MTSO上的基站控制器(BSC)控制的。BSC分配RF载波去支持呼叫、在基站之间协调移动用户的越区切换，以及监视并报告基站的状态。单个MTSO所能控制的基站的数量取决于每个基站的通信量、MTSO与基站之间的互连成本、服务区域的拓扑和其它类似的因素。

例如，当移动用户从第一小区运动到邻近的第二小区时，便会发生基站间的越区切换。当基站已排放完自身的信息载流量或通信质量不好时也会发生越区切换以便释放基站的负载。越区切换是特定用户从第一小区基站到第二小区基站的通信转换。在传统蜂窝系统的越区切换过程中有一段转换时间，在该转换时间内，移动用户与第一小区基站的前向和反向通信被切断，与第二小区基站的通信还没有建立。典型的传统蜂窝系统的转换时间小于100毫秒。

传统蜂窝装置采用某种技术来重用蜂窝区域内从小区到小区的RF频带宽度。被接收到的无线电信号的强度随着发射机与接收机之间距离的增大而减弱。已往所有的传统频率重用技术都是靠功率衰落来实现重用方案的。在频分多址(FDMA)系统中，通信信道由指定的用于连续发射的特定频率和带宽(载波)所组成。如果一个载波正在某个小区使用，那么这个载波就只能在与该小区完全隔离的小区内重用，以便重用的站信号不会对该小区的载波产生严重干扰。重用的站信号必须相隔多远？什么东西构成严重干扰？对这些问题的确定属于具体实施细节问题。目前美国使用的蜂窝式高级移动电话系统(AMPS)在基站与移动蜂窝电话之间采用FDMA通信。

在时分多址(TDMA)系统中，用同一个载波限定若干条信道。每个单独的信道以突发(burst)的方式进行间断发射，以便不干扰同一载波上的其它信道。TDMA装置一般也采用FDMA技术。在小区之间以FDMA方式重用载波，在每个载波上用TDMA方法限定若干条信道。

在码分多址(CDMA)系统中，若干条信道用同一个载波来限定并同时播送。采用编码方式进行发射，这样，对给定载波的给定信道来说，来自给定载波上的其它所有信道的功率可视为均匀分布在整个载波频带上的噪声。一个载波可以支持多个信道，在每个小区内可以重用载波。

在空分多址(SDMA)系统中，利用地面或空间发射机的自适应或点波束生成(spot beam-forming)天线使一个载波在蜂窝区域内被重用若干次。TDMA传统蜂窝系统的结构

在TDMA系统中，时间被分割成具有规定持续时间的时隙。时隙被组合成帧，各帧中的同种时隙被分配给同一个信道。通常的做法是把所有帧中的同种时隙集称作时隙。给每个逻辑信道分配一个或多个公共载波频带上的时隙。因而，每个逻辑信道上的载有通信信息的无线电发射是间断进行的。无线电发射机在不属于自己的时隙期间停止工作。

每个占居一个时隙的单独的无线电发射被称之为突发。每个TDMA装置限定了一个或多个突发结构。一般至少有两个突发结构，即，用于起始访问并使用户与系统同步的第一突发和用于在用户与系统同步以后进行通信的第二突发。图2和3给出了这种结构的例子。为避免包括一个逻辑信道的突发与包括相邻时隙内的其它逻辑信道的突发发生干扰，必须在TDMA系统中保持严格的时序。当突发之间不发生干扰时，它们便被认为是隔离的。突发之间的隔离可以用许多种方法来确定。一种度量值是某个时隙的突发与该时隙前面和后面时隙的突发之间的最小信噪比，所述最小信噪比是在所述突发的整个信息传送期间获取的。如果该信噪比总是大于装置特定值，那么便认为该突发与邻近突发隔离。在超出这个安全容限的情况下，另一种隔离度量值便是安全容限被超出的所有突发的百分数。如果数据的重要性或数据的编码保护等级在整个突发期间是变化的，那么这个度量值便可以是加权度量值。在突发期间数据发生变化是TDMA系统特有的。

一个突发与其前面和后面的突发隔离是TDMA系统的关键。所规定的突发结构有助于隔离处理。从理论上讲，一个突发不可能完全占用被分配给它的整个时隙，因无线电发射机既不可能使发射瞬间开始也不可能使发射瞬间停止。因此，TDMA装置允许每个规定的突发结构中的无线电信号强度逐渐增强和逐渐减弱。在与同步用户正常通信期间，每个突发没有完全占用其规定的整个时隙。考虑到时序失配、多信道延时和系统误差这些因素，在每个正常突发的前面或后面插入了一段保护周期T_G。用于对系统进行访问的初始同步突发所占用的时隙要比正常突发所占用的时隙少得多。同步突发的长保护周期T_LG用于克服由用户与基站之间的未知分离造成的时序失配。

在小区内部，基站保持了用户初始访问期间的同步时基。用户与特定基站之间的同步是利用该基站定期发送到特定载波上的同步突发和用户发出的应答同步突发实现的。那些因答发射信息会因无线电信号在用户与给定基站之间间隔内传播的传播时间而滞后到达给定的基站。由于用户处于移动状态，因此所述间隔一般是未知的。不仅突发被延迟，而且在蜂窝多路环境中，还会在某个与多通道接收相对应的延迟传播期间在不同长度的反射通路上接收到该突发的多个拷贝。在RF通信中，通常用一种被称之为均衡的数字信号处理技术来校正多路径延迟扩大和衰落。经过均衡之后，基站便可以测量用户同步突发的单个偏斜失真延迟时间(skewing delay time)，然后再命令用户通过使用户突发提前相同时间间隔的方法来校正这个延迟时间，这样，每个单独用户便具备了由基站设置的时基，从而可以保证所有用户发回的信息到达基站的时刻与基站的时基同步。

详细列举了两种典型的传统蜂窝TDMA装置的突发结构。在欧洲规定的“全球移动通信系统”(GSM)标准中，每个RF载波占用200kHz带宽，其中所述标准基本上被复制到美国的PCS 1900标准中。每个载波被分割成持续时间为577μs的时隙，8个时隙构成持续时间为4.615ms的帧。每个物理信道每帧接收一个时隙，在一个物理信道上可以构成各种各样的逻辑信道。GSM中所用的数字编码方式具有3.69μs的位长。正常的语音突发由148个信息位和之后的8.25个位长的保护周期所组成。这样，对GSM标准来说T_G=8.25个位长=30.44μs。反向信道同步(在GSM技术中指随机访问)突发具有88个信令信息位和之后的68.25个位长的长保护周期。这样对GSM来说，T_LG=68.25个位长=252μs。

IS 136 TDMA标准中，每个RF载波占用30kHz带宽。每个载波被分割成持续时间为6.67ms的时隙，6个时隙构成持续时间为40ms的帧。每个逻辑信道每帧接收两个时隙。IS 136的位长为20.58μs。正常的反向信道突发由6个保护位、6个倾斜位和312个控制信令与数据混合位所组成。因此对于IS 136,TG=6个位长=123.48μs。反向信道同步突发具有更长的38个位长的长保护周期，因而对IS136来说，T_LG=38个位长=782.0μs。

TG和TLG主要用来抵消传播通道的传输时间和延迟传播的影响。这些影响被共同称之为用户时间偏斜失真。已知光速约为3×10⁸m/s，由此可以求出保护周期能补偿用户时间偏斜失真的最大通道长度D_G和D_LG。对GSM来说，T_G=34.44μs，因而D_G=9.13km。类似地，由于T_LG=252μs，因而D_LG=75.6km。对IS 136来说，T_G=123.48μs,D_G=37.5km，T_LG=782.0μs和D_LG=234.6km。作为GSM的附加限制，可以供用户自由使用的最大时序提前量为64位=236.2μs，这相当于70.85km。GSM和IS 136 TDMA蜂窝装置都用均衡和卷积编码来校正突发的多路延迟传播。然而，如果延迟后的突发的晚到时间大于T_G，那么它们可能会干扰将在下个时隙到达的另一个信源的突发。在通路上比最短通路(直线通路)上的信号晚许多微秒到达的信号一般是用比早期信号低得多的强度接收的，因此突发之间的干扰是容许的。

总的来说，目前所有的TDMA装置都有一个不能与用户同步的最大小区半径。由于初始同步突发的时延等于从基站到用户的往返传播时间，因将D_LG除以2便可求得最大同步半径R_synch-max。对较长的传播时间来说，在初始同步突发接收的时隙结束之前初始同步突发不会结束，系统不会把通信作为同步请求。这样GSM装置的R_synch-max=35.4km,IS 136装置的R_synch-max=117.3km。这些距离决定了小区的尺寸。如果要求大的小区，便可以采用使所有时隙对之间的空闲时隙都被使用的信道分配方案，但这种操作方案是以容量为代价的。

根据以上背景技术，由用户信号偏斜失真所引起的小区尺寸和容量问题产生了对能克服传统蜂窝系统的固有容量、小区尺寸和其它限制问题的改进的无线通信系统的要求。

本发明的概述

本发明是一种具有介于多个移动用户与一个区域管理器之间的多个前向通信信道和多个相应的反向通信信道、用于由作为区域管理器一部分的广播装置建立的任意大的广播区内的通信系统。移动用户位于广播区内。多个收集器相隔一定距离分布在接近广播区的位置上，它们接收来自用户的反向信道信号并把反向信道信号转送到作为区域管理器一部分的集结器(aggregator)上。区域管理器用于控制对组成用户群的用户的选择并用于选择组成收集器群的收集器。

用户和收集器是这样选择的，使各个从广播装置到用户再到处于与相同收集器一起工作的用户中的收集器的传播时间之间的差值不超过同步误差，以便使收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

在一个实施例中是这样选择用户的，使用户群中的每个用户相互间的距离不超过UR_max。在用TDMA协议操作的时隙之间具有保护周期T_G的通信系统中，其中保护周期确定了保护周期距离D_G，例如，UR_max大约为保护周期距离D_G的一半。位于半径为D_G/4范围内的用户群中的用户满足该条件。

在另一个实施例中，通信系统这样选择收集器，使得收集器群中的每个收集器相互间的距离不超过CR_max，此处，CR_max是使收集器上的用户反向信道信号能够隔离的值。例如，CR_max大约等于保护周期距离D_G。位于半径为D_G/2范围内的收集器满足该条件。

在另一个实施例中，集结器将从多个收集器上接收到的每个用户的用户反向信道信号集结起来产生复合信号，此处，不管收集器上的用户反向信道信号是否相互隔离，每个用户的复合信号总是与其它各个用户的复合信号相隔离的。

在还有一个实施例中，通信系统中在用TDMA协议操作的时隙之间具有长的保护周期T_LG，此处，长保护周期规定了长保护周期距离D_LG，其中，不管非同步用户离广播装置的距离如何，当异步用户处于任何收集器的D_LG范围时便可被识别。待被初次同步的新用户可以在离广播装置任意远处被识别，因此，通信系统的范围可以任意大。

从以下参照附图的详细说明中，可清楚地看出本发明的前述和其它目的、特征和优点。

附图的简要说明

图1描绘了供广播区内的无线用户使用的多收集器系统；

图2示出了用于GSM系统的八时隙TDMA帧的格式；

图3示出了用于IS 136系统的六时隙TDMA帧的格式；

图4示出了供两个用户使用的两个顺序TDMA时隙的格式；

图5示出了图1系统中的一个用户群，其中，每个用户信号被发射到收集器阵列中的多个收集器上；

图6示出了图1系统中的一个带两个收集器和两个用户的用户群；

图7示出了图1系统的实施例，其中，收集器阵列中的收集器相互间的距离小于CR_max；

图8示出了图7实施例的信号通路距离的模型；

图9示出了图1系统的实施例，其中，相互间距离小于UR_max的用户构成了用户群；

图10示出了图9实施例的信号通路距离的模型；

图11示出了图1系统中的一个用户群，其中，每个单个用户信号被发送到收集器整列中的多个收集器上；和

图12示出了图11系统的实施例的时隙时序，其中，若干个用户中的每个用户的信号被发送到不同的收集器上，并集结起来形成供每个用户用的复合用户信号。

详细说明带多个收集器的区域-图1

图1中，一个区域管理器(ZM)20-1包括广播装置(B)16-1，它建立了用于向由范围BR1限定的第一区域中的多个用户播送前向信道发射信息的广播范围BR1。类似地，象区域管理器(ZM)20-2之类的一个或多个其它区域管理器也包括广播装置(B)，如广播装置16-2，建立了用于向由范围BR2限定的第二区域中的多个用户播送前向信道发送信息的广播范围BR2。图1中的区域管理器20-1和20-2受局域管理器12控制。前面所述的交叉参考专利申请详细描述了局域管理器的有关结构和操作。

在图1中，区域管理器(ZM)20-1和广播装置(B)16-1建立了用于向广播区内的用户群18-1、…,18-c、…,18-U播送前向信道发射信息的广播范围BR1。用户群18-1包括U(1；1)、U(1；2)…，U(1；U1)等指定用户，用户群18-c包括u(C；1)、u(C；2)…、U(C；Uc)等指定用户，用户群18-U包括U(U；1)…、U(U；u)、…U(U；Uu)等指定用户。用户群18-1、…18-c、…18-n(此后有时称之为用户18)中的每个用户都有接收天线，它用于接收从区域管理器20-1中的广播装置16-1上发出的前向信道上的广播。每个用户18还具有在反向信道上发送的用于对每个用户建立用户范围(UR)的发射机，用户范围(UR)覆盖的区域一般要比由广播范围BR覆盖的区域小得多。在图1中示出了用户U(C；1)的用户范围URu(C；1)。

在一个实施例中，用户群18-1中的用户离C1收集器19-l很近，用户群18-c中的用户离Cc收集器19-c很近，用户群18-U中的用户离CU收集器19-U很近。收集器19-l,…19-c,…19-U(一般被称为收集器19)都具有用于接收来自用户18的发送信息的接收天线。每个收集器19除了从用户18上接收反向信道通信信息以外还带有诸如发射机之类的转送装置，它用于向区域管理器20-1中的集结器(A)17-1转送反向信道通信信息。尽管图1中的每个收集器19被描述成位于单个位置上的单个器件(收集器)，但是，它们也可以是被放置在不同位置上的多个器件(收集器)。收集器19的工作场所可以位于范围BR1之内也可以位于范围BR1之外，但必须位于范围BR1内的用户18的范围之内。在这两种情况下，收集器19都接近于由BR1规定的广播区。

广播装置16-1与集结器17-1离收集器19的距离可以任意大。因此，一般可以假定离特定Cc收集器19比较近的用户群中的任何一个特定用户U(c；u)可以离广播装置16-1足够远，以便在缺少本发明的情况下与现有的特定TDMA装置规定的同步基站-用户通信范围限制相违背。传统的TDMA时序的例子示于图2和图3。在本发明方面，广播装置16-l与集结器17-l可以放在一起，也可以不放在一起。GSM和PCS 1900帧时序-图2

在图2中，通过举例示出了GSM系统的TDMA帧时序。该GSM帧包括不同类型的时隙，一种时隙具有68.25个位长的长保护周期T_LG，另一种时隙具有8.25个位长的正常保护周期T_G。在同步发送期间采用长保护周期时隙，在正常信息发送期间采用正常保护周期时隙。IS136帧时序-图3

图3示出了IS 136系统的TDMA帧时序的例子。该IS 136帧包括不同类型的时隙，一种时隙具有由6个保护(G)位和6个R位构成的正常保护周期T_G，另一种时隙具有由6个G位、12个R位和38个附加保护(AG)位构成的长“保护周期”T_LG。带有长保护周期的时隙在同步期间使用，带有正常保护周期的时隙用于正常信息发送。发射时间-图1

在图1中，从区域管理器20-1中的广播装置16-1到任何用户18以及从该用户18返回到区域管理器20-1中的集结器17-1的发射时间T被定义为前向信道无线电波传播时间T_f与反向信道传播时间T_r的总和。象典型用户U(c；u)之类的每个用户的发射时间是广播装置16-1与U(c；u)用户18之间的距离 D[B∶U(c；u)]、U(c；u)用户18到收集器19-c的距离 D[B∶U(c；u),Cc]和Cc收集器19-c到集结器17-1的距离 D[Cc∶A]的函数。

在图1中，从区域管理器到典型U(c；u)用户18的距离 D[B∶U(c；u)]是随着用户的移动而变化的。类似地，从U(c；u)用户18到收集器19-c的距离D[U(c；u)；Cc]也是随用户的移动而变化的。由于收集器通常是固定的，因此从Cc收集器19到集结器17-l的距离 D[Cc；A]通常是已知的。

为便于在以下说明中解释，把传播时间看作为可能的最小值，也就是说，把传播时间看成是由发射机与接收机之间的直线传播引起的，即使在无直视线路的情况下也是如此。实际上，多路信号是存在的也是必须考虑的。最小时延信号首先到达接收点。具有大时延的信号在先期抵达的信号之后到达并且在某些时延扩展范围内继续到达。

在前向信道中，每个用户18(如用户群18-c中的特定U(c；u)用户18)的前向信道传播时间T_f由下式决定：

T_f(B∶U(c；u))=( D[B∶U(c；u)])/v (1)此处，

( D[B∶U(c；u)])=从B广播装置16到U(c；u)用户18的距离；

v=光在大气中的传播速度。

在反向信道中，U(c；u)用户18的用户范围内的特定Cc收集器19的反向信道传播时间T_r为：

T_r=T_r(U(c；u)∶Cc)+T_r(Cc∶A) (2)此处，

T_r(U(c；u)∶Cc)= D[U(c；u),Cc]/v；

T_r(Cc∶A)= D[Cc∶A]/v；并且，

D[U(c；u),Cc]=从特定U(c；u)用户18到特定Cc收集器19的可变距离；

D[Cc∶A]=从Cc收集器19到A集结器17的固定距离；

v=光在大气中的传播速度。

区域管理器20-1确定(B)广播装置16-1的时基TB_B和(A)集结器17-l的时基TB_A。时基TB_B一般作为参考时基。所有其它系统部件的时基都以该参考时基为基准。对TDMA系统中的任何部件来说，时基表示周期性重复时刻，该部件的时隙从该时刻开始。

假定区域管理器广播装置时基TB_B为参考时基，那么收集器Cc的时基TB_Cc便由下式给出：

TB_Cc=TB_B+△_Cc (3)

此处，△_Cc=特定Cc收集器19的时基修正量。

每个特定U(c；u)用户18具有时基TB_U(c；u)，在保持系统同步的持续连接期间，TB_U(c；u)至少要被修正一次。(B)广播装置16-l周期性地发送用于此目的的控制数据突发。当特定U(c；u)用户18接收到这个控制突发时，它便用突发的到达时刻建立相对于广播装置16-1的初始时基TB_U(c；u)。该时基滞后于广播装置时基TB_B的时间等于从广播装置16到用户18的前向信道传播时间T_f(B∶U(c；u))。比较用户18和收集器19的时基，对任何特定Cc收集器19-c的用户群中的任何特定U(c；u)用户18来说，这个条件可以被表示为：

TB_U(c；u)0=TB_B+T_f(B∶U(c；u)) (4)

U(c；u)用户18发送一个应答同步突发，该突发经过用户-收集器传播时间T_r(c；u)∶Cc)的延迟之后到达Cc收集器19-c上。为避免与载波上的其它时隙发生干扰，相对于Cc收集器的时基TB_Cc来说，用户发出的这些突发应当在小于使用的特定TDMA装置的长保护周期T_LG的时间内到达。这个关系式可以被概括为：

T_f(B∶U(c；u))+T_r(U(c；u)∶Cc)-△_Cc＜T_LG (5)一旦Cc收集器19接收到U(c；u)用户18发出的同步突发信号，该信号便被返回到集结器17-l上。

在本发明的一个实施例中，Cc收集器19推迟返回信号，以便该信号到达(A)集结器17-1的时刻和集结器时基TB_A之间的偏移与到达每个Cc收集器19时的偏移相同。换句话说，集结器17-1将各个收集器Cc的返回时间调节每个收集器-集结器延迟。区域管理器20-l处理同步消息，并确定每个特定U(c；u)用户18的位置和预期的传播时间T_f(B∶U(c；u))与T_r(U(c；u)∶Cc)。采用该信息，区域管理器20-l设置时间提前量△_U(c；u)，以使特定U(c；u)用户18与特定Cc收集器19-c同步，△_U(c；u)用下式表示：

△_U(c；u)=△_Cc-T_f(B∶U(c；u))-T_r(U(c；u)∶Cc) (6)

在等式(6)中，△_U(c；u)的正值表示时间提前量，而负值则意味着用户的时延。于是，U(c；u)用户18的修改时基为：

TB_U(c；u)=TB_B+T_f(B∶U(c；u)-△_U(c；u)=TB_B+T_r(U(c；u)∶Cc)-△(7)

等式(5)和(7)表明，本发明的容量可以任意扩大到TDMA蜂窝系统的范围。传统的蜂窝结构不能够使具有大于长保护周期(T_LG)的往返发送时间的用户同步(在不损失容量的情况下)。通过在离广播装置很远的区域内设置带独立时基的收集器，本发明可以用来覆盖以广播装置为起点的任意范围并且不损失容量。

图1是用户群与单个收集器同步的实施例。当多于一个的收集器用于一个用户群时，如果多于一个的收集器位于用户范围内，那么用户时间提前量或时延的最佳选择就更加复杂，这将在下面加以说明。还有，用户一般是移动的，因而用户位置以及系统部件之间的各种无线电传播时间是随时间变化的。因此，当需要时，要根据由区域管理器20-1或局域管理12确定的规范重复执行同步处理，或者可以按照预期的用户速度在由系统操作人员设置的时刻例行进行同步处理。

图1中的用户群用TDMA协议操作，其中，给用户18分配了公共频带范围内的时隙(TS)。称作帧的时隙群是循环的，但在帧的循环过程中，每个用户的时隙是保持不变的。每个用户以突发模式工作，它的发射机只在其每一帧的指定时隙内发射，在帧的剩余时隙内发射机关闭。任意远的用户同步-图1

已经表明现有TDMA应用系统的范围限制取决于离基站任意近的用户与离基站很远的用户之间的传播时间的最大差值。这个最大同步半径R_{synch- max}被表明为等于D_LG/2。

在本发明的一个实施例中，远端收集器，如图1中的Cc收集器19-c，被调整至从广播装置16-1到Cc收集器的单程传播时间。于是，位于Cc收集器的D_LG距离范围内的用户U(c；1),…U(c；u)…U(c；Uc)发出的同步突发将在允许的保护周期时间内到达Cc收集器19-c上。一旦收集器经过已知的固定距离之后，即经过Cc收集器19-c与(A)集结器17-1之间的时延之后向(A)集结器17-1发回这些信号，区域管理器和局域管理器的控制软件代码便开始识别来自用户的同步请求。本发明的这个实施例允许用户位于规定的广播范围内离广播装置任意远的位置。例如，在广播区外面移动的相隔距离比D_LG大得多的用户U(x；x)不会被识别。当用户移动到任何收集器的D_LG范围内时，例如，移动到收集器C1的范围内时，该U(x；x)用户就会被识别。用户被识别出之后，区域管理器20-1或局域管理器12便把该用户分配到用户群18-1中并设置用户时基。多用户，单收集器时序-图1和4

图4描绘了在为多个用户建立同步之后从广播装置到用户再到收集器的正常通信量的通信链路，其中，多个用户由一单个收集器在相同载波上接收。在图4中，时隙TSn与TS(n+1)是图1中的B广播装置16-l发送的载波帧结构的一部分，所述载波帧结构用于与图1中的Cc收集器19-c的相关用户群进行正常通信量的前向信道通信。为便于说明可参考图1，时隙TSn及其在帧结构中的同种时隙用于与用户U(c；1)进行通信，时隙TS(n+1)及其在帧结构中的同种时隙用于与用户U(c；2)进行通信。

数字TDMA标准的前向信道通信与反向信道通信之间存在执行时间偏差。该时间偏差用于使用户通信设备对输入通信和输出通信进行顺序处理而不是同时处理。对GSM系统来说，这个偏差等于3个时隙周期。对IS 136系统来说，该偏差等于一个时隙周期与88个位长之和。为便于说明，图4中没有明显表示出这个偏差。时间线T1是指图4中时间线T1以上部分的前向信道通信。时间线T2是指在与T1时间线相差几个相关执行时间偏差的时刻的反向信道通信，它适合于图4中时间线T1与时间线T2之间的部分，它大致描述了前向通信与反向通信之间的时序偏差为时隙周期整数倍的TDMA装置。这样便说明了时基TB_u1；0与TB_u2,0、校正的时基TB_u1与TB_u2和用户同步时序偏差△U₁与△U₂。

用户U(c；1)与U(c；2)在相对于广播装置的时基TB_B偏移传播时间T_f(B∶U(c；1))和T_f(B∶U(c；2))的时刻接收来自广播装置16-1的前向信道发射信息。由于用户通常处于移动状态，并且与广播装置之间的距离通常是变化的，因此，时间偏移或偏斜失真通常是不一样的。

每个用户在其各自的时隙内通过成对的反向通信载波频率向Cc收集器发射反向信道发射信息。这些发射信息在相对于时基TB_U(c；1)与TB_U(c；2)偏移传播时间T_r(U(c；1)∶Cc)和T_r(U(c；2)∶Cc)的时刻被接收，T_r(U(c；1)∶Cc)与T_r(U(c；2)∶Cc)一般是不相等的。为了使用户U(c；1)发射的突发与用户U(c；2)发射的突发不发生干扰，每个用户的时基分别被前移了△U(c；1)和△U(c；2)，即△U₁和△U₂。如图4所示，这种调整可以保证每个突发在其所属的时隙的起点到达Cc收集器19的合适位置上。图4中示出了对应于公式(6)和(7)的两个用户的所有相关定时变量。

规定的保护周期T_G可以区分广播装置上的用户突发，并可以作为收集器上误差容限。如果发生时序失配、故障、或超延时传播，那么保护周期将保证通信不会混乱。

U(c；u)用户18一般是移动的，因此必须定期修正同步过程以便反映位置变化，从而反映U(c；u)用户18到B广播装置16-l和Cc收集器的传播时间变化。单个用户对多个收集器-图5

任何用户(例如用户U1)一旦建立起与C1收集器之间的同步，那么该用户U1便可以与其它收集器(如图5所示的收集器C2和C3)同步。如果任意选择的C1收集器19的时基为TB_c1，则上述操作便确定用户时基修正量△_U1。

用户的发射功率决定用户范围UR1，如图5所示，收集器在此范围内接收到的信号的功率电平足以超过可用的环境本底噪声，该环境本底噪声的要求与装置有关。相对于用户范围UR1内每个其它Cc收集器19(如C2和C3)的时基来说，从U1用户18发出的发射信号一般将在不同时刻到达。为保证发射信号在各收集器所属时隙的起始时刻到达，其它Cc收集器19的时基必须被调整到能反映从U1用户18到每个收集器的各个传播时间T_r(U1∶Cc)。

如果其它Cc收集器已预先与其它通过特定的通信载波向U1用户发射的用户(例如，U2和UU)同步，那么便可以通过改变其它任何向其它任何Cc收集器发射信号的用户18的时基来修正这种同步。如果其它任何用户18本身不处在C2收集器的范围内，那么整体同步过程就变得很复杂，为此，下面说明操作过程的几个实施例。

如果没有有效完成整体同步，那么整个系统的容量就会减小。通常只有在跳越过每个载波上的TDMA帧结构范围内的时隙以避免来自不同移动用户的信号之间的突发干扰时才可能进行异步通信。以下所述的操作过程既保持了蜂窝系统的理论上的全部容量又不需要跳越时隙。多个用户对多个收集器-图6式(6)和(7)中概括的单个用户对单个收集器的时序要求在多个用户对一个收集器和一个用户对多个收集器等特定情况下也能得到满足。通常在多个用户对多个收集器的情况下不能满足这些要求。就两个用户用相同载波向两个收集器19发射信号的情况而论，其难点示于图6。由于对所有用户和收集器来说TBB相的，因此可以用式(6)来设定两个用户定时提前量△_U(1；1)和△_U(2；1)：ΔU_(1；1)=Δ_C1-T_f(B∶U(1；1))-T_r(U(1；1)C1)8(a) (8)Δ_U(2；1)=Δ_C2-T_f(B∶U(2；1))-(T_r(U(2；1)C2)8(b)这是因为可以将每个用户看成是其最接近的收集器的单个用户。这些等式是独立的、可解的。不过，对交叉同步来说，公式(6)还可以作如下应用：Δ_U(1；1)=Δ_C2-T_f(B∶U(1；1))-T_r(U(1；1)C2)9(a) (9)Δ_U(2；1)=Δ_C2-T_f(B∶U(2；1))-(T_r(U(2；1)C1)9(b)

尽管等式9(a)和9(b)也是相互独立的，但式(8)与式(9)的方程组却不是独立的。将式8(a)的右边(RHS)与式9(a)的右边(RHS)进行比较以及将式8(b)的右边(RHS)与式9(b)的右边(RHS)进行比较后联立方程可以简化为：

Δ_C1-T_r(U(1；1)C1)=Δ_C2-T_r(U(1；1)C2)10(a) (10)

Δ_C2-T_r(U(2；1)C2)=Δ_C1-T_r(U(2；1)C1)10(b)这个方程组只有当式(11)成立时才是可解的：

T_r(U(1；1)∶C2)-T_r(U(2；1)∶C2)=T_r(U(1；1)∶C1)-T_r(U(2；1)∶C1) (11)

式(11)表示只有当从每个用户到第一收集器的传播时间的差值等于从每个用户到第二收集器的传播时间的差值时才能实现两个用户对两个收集器的完全同步。尽管可以用各个用户对收集器反向发射时间T_r的特定值使式(11)可解，但式(11)一般是不可解的。由于用户可以移动并且T_r值将会变化，因此，两个用户不可能总是在两个收集器上保持完全同步。

保护周期T_G用于补偿不完全同步。在不失一般性的情况下考虑将保护周期指定到突发末尾的TDMA系统。如果保护周期被设置在每个突发的开头或以某种方式分布在开头与末尾之间，那么也会类似地得出上述结论。任何U(c；u)用户18与任何Cc收集器19的同步误差SE(U(c；u)∶Cc)等于用户突发到达收集器的时刻与收集器时基TB_Cc之间的差值，其中，时基TB_Cc是收集器期望突发到达的时刻。突发晚到的时间可以长达保护周期T_G，并且仍能在其被分配的时隙内完成。也就是说，当满足下列表达式时可以实现突发隔离：

SE(U(c；u)∶Cc)＜T_G (12)

因而同步误差受保护周期T_G的限制。时序失配最大值可以用以T_G为的时间单位来表示，或以D_G为距离单位来表示。

现在重新考虑图6所示的以及式(8-11)所描述的两个用户对两个收集器的情况。如式(8)所描述的那样，每个用户可以与距离最近的收集器完全同步。这意味着SE(U(1；1)∶C1)=SE(U(2；1)∶C2)=0。代入式(8-11)进行验算可得到同步条件：

SE(U(1；1)C2)=T_r(U(1；1)C2)-T_r(U(1；1)∶C1)＜T_G 13(a) (13)

SE(U(2；1)C1)=T_r(U(2；1)C1)-T_r(U(2；1)∶C2)＜T_G 13(b)

如果满足式13(a)和13(b)，那么两个用户对两个收集器的发射将被控制在它们的指定时隙范围内。在一般的多用户对多收集器的场合，可以产生类似于式(13)的同步条件矩阵。收集器群的操作-图7和8

一种满足多个用户与多个收集器同步要求的方法是将通过特定载波接收用户发射信号的收集器组合起来。收集器的这种组合示于图7。如果用户(如U1)与收集器群中的一个收集器(如C1)同步，那么它与收集器群中的其它收集器(如C2或C3)之间的同步误差就很小。通常用户可以处在收集器群周围的任何方向上。用户与收集器群之间的距离、用户分布以及收集器在群内的分布是任意的，不失一般性，可以用图7中的简单例子来描述。

在图7中，假设收集器群中的所有Cc收集器C1、C2和C3共享公共时基TB_CG。这个时基用于使被分配给被由图7中的收集器群接收的载波时隙的所有用户U(1,1)、U(1,2)…、U(1,u)…U(1,U)同步。同步是这样应用的：使诸如用户U1之类的任何特定用户与收集器群中的离该特定用户最近的那个特定收集器C1完全同步。

这种同步示于图8中，其中离U1用户最近的收集器是收集器C1。然后，根据收集器群中所有其它收集器Cc的传播时间T_r(U∶Cc)的差值计算任何用户U(例如，对应于图7中的U1)与收集器群中的所有其它收集器Cc(在图7中为C2和C3)的同步误差。在图8中，收集器C2被选为收集器群中其它收集器中的某个典型收集器。如果收集器群中某些其它收集器离特定收集器太远，那么特定用户就不满足其它收集器的同步要求。

在图8中，距离D(U∶C1)和D(U∶C2)被简化为D₁和D₂，收集器C1和C2之间的距离被简化为Dc。用代数方法可以将同步要求表示如下：

SE(U∶C2)=T_r(U∶C2)-T_r(U∶C1)=(1/v)[D₂-D₁]＜T_G (14)或

D₂-D₁＜v·T_G=D_G (15)

此处，v是光速。参照图8，距离Dc可以用D₁和D₂表示为：

D_{C} = D_{2} \cos (θ) - \sqrt{D_{1}^{2} - D_{2}^{2} \sin^{2} (θ)} - - - (16)

当θ=0时它达到最大值D₂-D₁。因此，基于收集器群的同步的同步要求是收集器群中任何两个收集器之间的距离都不能大于距离CR_max，此处，CR_max等于距离v·T_G，即等于保护距离D_G。如果收集器群中的所有收集器对都满足这个对偶条件，那么便可以实现本发明的任意范围(原理上只受广播装置的广播范围限制)内的满容量同步TDMA通信。在本发明的一个实施例中，通过要求所有收集器位于半径为D_G/2的圆周范围内来满足这个收集器位置要求。用户群操作-图9和10

在图9中，通过将用户U(1,1)、U(1,2)…U(1,u)…U(1∶U)组合在一起实现了满足同步要求的第二技术，其中，上述用户将被分配给特定载波的时隙。对所有被指定用来接收该载波的收集器(例如，图9中的收集器C1)的时基进行调整，以便以完全同步的方式接收来自用户群中任何特定用户的突发，这样，从用户群中其它用户上接收到的突发便会接近同步。这种用户组合是动态的，因为用户一般是移动的。在前面参照图7和8所述的收集器群的场合，收集器的位置通常是固定的，因此，收集器群一旦被指定以后便保持固定不变。与此相反，用户群只有当用户移动到相互靠得很近以至于能够进行同步通信时才能形成。用户群操作

图1中的区域管理器(ZM)利用表1的区域数据库执行用户群的实时同步与控制。

表1区域数据库DS_ynch：用户离用户群中心的最大允许距离NColl2Use：分配给每个用户群的收集器数量LightSpeed：大气中的光速NRegUsers：区域内登记的用户的数量NColls：区域内收集器的数量NGroups：当前分配给区域的群的数量UserStatus(NRegUsers,8)

用于每个登记的用户，8个字段(field)：

(1)0/1停止/工作

(2)I如果工作，分配给第I群

(3)J如果工作，分配给第J群

(4)-1,X如果已知，X位置

(5)-1,Y如果已知，Y位置

(6)-1,D_G离群中心的距离

(7)-1,DB离广播装置的距离

(8)T定时提前量BroadLoc(2)

(1)广播装置的X位置

(2)广播装置的Y位置CollLoc(NColls,2)

用于每个收集器，2个字段：

(1) X位置

(2) Y位置CollStatus(NColls,NGroups)

(1)0/1如果收集器被分配给组群，则为1GroupStatus(NGroups,7)

用于目前被分配给区域的每个群，7个字段：

(1)F载波频率

(2)0/1脱机或联机(没有使用/正在使用)

(3)N群的最大可用时隙数量

(4)O/M占满/空闲(所有时隙都被占用/M个时隙空闲)

(5)X群中心的X位置

(6)Y群中心的Y位置

(7)n被分配给群的收集器的数量GroupSlots(NGroups,MAXSlots,3)

用于每个群，用于每个可用逻辑时隙，3个字段：

(1)k载波上的第k个物理时隙

(2)0/1空闲/占满

(3)O,I如果占用，分配给第Ⅰ个登记的用户GroupColls(NGroups,MAXColls,2)

用于每个群，用于每个被分配给群的收集器，2个字段：

(1)L收集器标识符

(2)D第L个收集器与群中心之间的距离

下面对表1中的数据库的应用加以说明。

在图9中，例如，对指定的用户群对(用户群(1,4)，用户群(1,5))来说，DS_ynch是所有用户U1、U2、…UU的中心位置，所有用户都位于半径UR_max=DS_ynch的圆周18-1的范围内。

在图9中，被分配给用户群18-1的收集器的数量NColl2Use为3个，即收集器C1、C2和C3。

在图9中，登记的用户数量NRegUsers为UU，包括用户U1、U2、….UU，其中，数量UU可以是任何整数，如10、100或更大的数。

在图9中，只示出了一个区域，收集器的总数NColls等于4，包括收集器C1、C2、C3和C4。

在图9中，为便于说明，用户群的数量NGroups为1。作为比较，图1中区域1的用户群数量为U，它们是用户群18-1,….18-C,….18-U。

在表1中，每个登记用户的UserStatus包含在8个字段中。第一字段，即停止/工作字段用于确定用户是否工作。第二字段是用户群序号。例如，第二字段可以识别图1所示的用户群18-1,…18-C,….18-U中的一个用户群。第三字段确定用户群的逻辑时隙。对于有8个时隙的TDMA系统来说，逐帧的逻辑时隙的顺序是L1、L5、L2、L6、L3、L7、L4、L8。参照图2，物理时隙的顺序是TS0、TS1、TS2、TS3、TS4、TS5、TS6、TS7。在表1中，第四和第五字段用于识别用户所处的X位置和Y位置。第六字段识别用户离用户群中心的距离，例如，图9中用户U2离用户群中心的距离为DG₂。第七字段表示用户离广播装置的距离，例如，图9中用户U2离广播装置的距离是DB₂。第八字段表示用户向收集器进行反向信道广播的定时提前量。

在表1中，BroadLoc登记项用于识别广播装置的位置。

在表1中，每个收集器的CollLoc登记项用于识别每个收集器的位置。

在表1中，CollStatus登记项表示每个NGoups中的每个收集器的状态。

在表1中，GroupStatus登记项表示每个群的载波频率、使用状况、群中可用的最大时隙数量、是否所有时隙都被占用、群中心的位置、和被分配给群的收集器数量。

在表1中，GroupsSolts登记项用于识别逻辑时隙的利用率和逻辑时隙与物理时隙之间的对应性。

在表1中，GroupColls登记项利用收集器的识别符和该特定收集器与群之间的距离来为每个群指示被分配给该群的收集器。在图9中，用群中心到收集器C3的距离D_C3指示收集器C3。

表2列出了用于控制本发明中的各种操作的控制代码。例如，该控制代码是在图1的区域管理器20-l中的控制器14上执行的。区域管理器20-1代表所有区域管理器。包括控制器12在内的区域管理器20-1的进一步细节在前面所述的交叉参考专利申请中有所说明。

表2的控制代码利用表1的数据库来实现许多控制功能，这些功能包括向现有用户群加进新用户、从现有用户群中删除用户、产生新用户群和修正现有用户群的同步。用这些操作及其它操作，区域管理器通过控制器14从许多用户中选择一些用户(例如，图7中的用户U1、U2、Uu,…UU)构成用户群，并从许多收集器中选择一些收集器(例如，图7中的收集器C1、C2和C3)构成收集器群。

表2的控制代码利用表1的数据从许多用户中选择一些位于至少一个收集器距离范围内的用户，以便每个用户的同步误差小于预定值。例如在通信系统中在用TDMA协议工作的时隙之间具有长保护周期T_LG时，长保护周期确定长保护周期距离D_LG。当异步用户位于任何收集器的距离D_LG范围内，这些异步用户便在广播区内同步，这样，每个用户的同步误差便小于预定值。

表2的控制代码按照图7的说明工作，并选择这样一些收集器，使得收集器群中的每个收集器与收集器群中的其它各个收集器之间的距离不大于距离CR_max，此处，CR_max是使收集器上的用户反向信道信号相隔离的值。

表2的控制代码按照图9的说明工作，在许多用户中选择这样一些用户，使得用户群中的每个用户与用户群中的其它各个用户之间的距离不大于距离UR_max，此外，UR_max是使收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值。

表2．用户群操作控制代码

蜂窝通信公司版权1996(COPYRIGHT1996 Cellular Telecom,Ltd)

 1    function status=AddUser(User)
 2     if(UserStatus(User,4) = = -1 )
 3              status=-9；
 4              return；
 5    end；
 6    userX=UserStatus(User,4)；
 7    useryY=UserStatus(User,5)；
 8    oldGroup=0；
 9    if(UserStatus(User,1)==1)
10          oldGroup=UserStatus(User,2)；
11    end；
12    nOff=0；
13    nOpen=0；
14    for group=1:Ngroups
15           if(GroupStatus(group,2)==0)
16                 nOff=nOff+1；
17                 offGroup(nOff)=group；
18          elseif(GroupStatus(group,4)＞0)
19                 nOpen=nOpen+1；
20                 openGroup(nOpen)=group；
21           end；22    end；
23    if (nOpen==0)
24           if(nOff==0)
25                 DropCall(User)；％System call
26                 status=-99；
27                 return；
28           else
29                 stat=OnGroup(offGroup(1),User)；
30                 status=stat；
31                 return；
32           end；
33    else
34           fori=1:nOpen
35                group=openGroup(i)
36                groupX=GroupStatus(group,5)；
37               groupY=GroupStatus(group,6)；

表2．用户群操作控制代码

蜂窝通信公司版权1996(COPYRIGHT1996 Cellular Telecom,Ltd)

 1                d2Group(i)=sqrt((groupX-userX)^2+(groupY-userY)^2)；
 2           end；
 3           [sorted,indi]=sort(d2Group)；
 4          nGood=0；
 5           fori=1:nOpen
 6                testGroup=indi(i)；
 7               if(testGroup!=oldGroup｜sorted(i)＜DSynch)
 8                      nGood=nGood+1；
 9                      goodGroup(nGood)=restGroup；
10                 end；
11           end；
12           if(nGood==0)
13                 if(nOff==0)
14                       DropCall(User)；％System call
15                       status=-99；
16                       return；
17                else
18                       stat=OnGroup(offGroup(1),User)；
19                       status=stat；
20                       return；
21                end；
22          else
23                fori=1:nGood
24                     group=goodGroup(i)；
25                     stat=Add2Group(group,User)；
26                     if(stat==1)
27                            status=stat；
28                            return；
29                     endif；
30                end；
31                if(nOff==0)
32                      DropCall(User)；％System call
33                      status=-99；
34                      return；
35                else
36                      stat=OnGroup(offGroup(1),User)；
37                      status=stat；
38                      return；
39                end；

表2．用户群操作控制代码

蜂窝通信公司版权1996(COPYRIGHT1996 Cellular Telecom,Ltd)

 1    end；
 2    return；
 3    end；
 4    function status=DropUser(Group,User)
 5    slot=UserStatus(User,3)；
 6    GroupSlots(Group,slot,2)=0；
 7    GroupSlots(Group,slot,3)=0；
 8    GroupStatus(Group,4)=GroupStatus(Group,4)+1；
 9    if(GroupStatus(Group,4)==GroupStatus(Group,3))
10           GroupStatus(Group,2)=0；
11    end；
12    UserStatus(User,1)=0；
13    UserStatus(User,2)=0；
14    UserStatus(User,3)=0；
15    UserStatus(User,6)=-1；
16    status=1；
17    return；
18    end；
19    function status=OnGroup(Group,User)
20    if(GroupStatus(Group,2)==1)
21          status=-13；
22          return；
23    end；
24    if(UserStatus(User,2)==1)
25           doHandoff=1；
26           oldGroup=UserStatus(User,2)；
27           oldSlot=UserStatus(User,3)；
28    end；
29    userX=UserStatus(User,4)；
30    userY=UserStatus(User,5)；
31    d2Broad=sqrt((BroadLoc(1)-userX)^2+(BroadLoc(2)-userY)^2)；
32    for coll=1:NColls
33            collX=CollLoc(coll,1)；
34            collY=CollLoc(coll,2)；
35            d2Coll(coll)=sqrt((collX-userX)^2+(collY-userY)^2)；

表2．用户群操作控制代码

蜂窝通信公司版权1996(COPYRIGHT1996 Cellular Telecom,Ltd)

 1    end；
 2    [sorted,indi]=sort(d2Coll)；
 3    fori=1:NColls2Use
 4         GroupColls(Group,i,1)=indi(i)；
 5         GroupColls(Group,i,2)=sorted(i)；
 6         CollStatus(indi(i),Group)=1；
 7         ModColl(indi(i))；％System call
 8    end；
 9    GroupStatus(Group,2)=1；
10    GroupStatus(Group,4)=GroupStatus(Group,3)-1；
11    GroupStatus(Group,5)=userX；
12    GroupStatus(Group,6)=userY；
13    GroupStatus(Group,7)=d2Broad；
14    GroupStatus(Group,8)=NColls2Use；
15    GroupSlots(Group,1,2)=1；
16    GroupSllts(Group,1,3)=User；
17    if(doHandoff==1)
18          GroupSlots(oldGroup,2)=0；
19          GtoupSlots(oldGroup,3)=0；
20          GroupStatus(oldGroup,4)=GroupStatus(oldGroup,4)+1；
21          if(GroupStatus(oldGroup,4)==GroupStatus(oldGroup,3))
22                GroupStatus(oldGroup,2)=0；
23          end；
24          stat=UpdateGroup(oldGroup)；
25    end；
26    UserStatus(User,2)=Group；
27    UserStatus(User,3)=1；
28    UserStatus(User,6)=sorted(1)；
29    UserStatus(User,7)=d2Broad；
30    UserStatus(User,8)=(d2Broad+sorted(1))/LightSpeed；31    ModUser(User)％System call
32    return；
33    end；
34    function status=Add2Group(Group,User)
35    nSlots=GroupStatus(Group,3)；
36    nUsers=0；
37    sumX=0；

表2．用户群操作控制代码

蜂窝通信公司版权1996(COPYRIGHT1996 Cellular Telecom,Ltd)

     sumY=0；

     fori=1:nSlots

          if(GroupSlots(Group,i,2)==1)
                nUsers=nUsers+1；

                user(nUsers)=GroupSlots(Group,i,3)；
 6                  userX(nUsers)=UserStatus(user(nUsers),4)；
 7                  userY(nUsers)=UserStatus(user(nUsers),5)；
 8                  sumX=sumX+userX(nUsers)；
 9                  sumY=sumY+userY(nUsers)；
10                 d2Broad(nUsers) = UserStatatus(user(nUsers),7)；
11           end；
12    end；
13    newCenX=sumX/nUsers；
14    newCenY=sumY/nUsers；
15    fori=1,nUsers
16         newDG=sqrt((userX(i)-newCenX)^2+(userY(i)-newCenY)^2)；
17         if(newDG＞Dsynch)
18              status=-14；
19              return；
20         end；
21    end；
22    GroupStatus(Group,4)=GroupStatus(Group,4)-1；
23    GroupStatus(Group,5)=newCenX；
24    GroupStatus(Group,6)=newCenY；
25    UserStatus(User,2)=Group；
26    fori=1:nSlots
27         if(GroupSlots(Group,i,2)==0)；
28               slot=i；
29               GroupSlots(Group,i,2)=1；
30               GroupSlots(Group,i,3)=User；
31               UserStatus(User,3)=slot；
32               break；
33         end；
34    end；
35    nGColls=GroupStatus(Group,7)
36    uX=UserStatus(User,4)；
37    uY=UserStatus(User,5)；
38    for coll=1:nGColls
39            collX=CollLoc(GroupColls(newGroup,coll),1)；

表2．用户群操作控制代码

蜂窝通信公司版权1996(COPYRIGHT1996 Cellular Telecom,Ltd)

1              collY=CollLoc(GroupColls(newGroup,coll),2)；
2              d2Coll(coll)=sqrt((collX-uX)^2+(collY-uY)^2)；
3     end；
4     [sorted,indi]=sort(d2Coll)；
5     UserStatus(User,8)=(UserStatus(User,7)+sorted(1))/LightSpeed；
6     status=1；
7     return；
8     end；
9     function status=UpdateGroup(Group)
10    nSlots=GroupStatus(Group,3)；
11    nUsers=0；
12    sumX=0；
13    sumY=0；
14    fori=1:nSlots
15         if(GroupSlots(Group,i,2)==1)
16               nUsers=nUsers+1；
17               user(nUsers)=GroupSlots(Group,i,3)；
18               userX(nUsers)=UserStatus(user(nUsers),4)；
19               userY(nUsers)=UserStatus(user(nUsers),5)；
20               sumX=sumX+userX(nUsers)；
21               sumY=sumY+userY(nUsers)；
22               d2Broad(nUsers)=UserStatus(user(nUsers),7)；
23          end；
24    end；
25    newCenX=sumX/nUsers；
26    newCenY=sumY/nUsers；
27    fori=1,nUsers
28         newDG(i)=sqrt((userX(i)-newCenX)^2 + (userY(i)-newCenY)^2 )；
29    end；
30    [sorted,indi]=sort(newDG)；
31    fori=1,nUsers
32         if(sorted(i)＞DSynch )
33               stat=AddUser(user(indi(i)))；
34               if(stat!=1)
35                      stat=DropUser(User)；
36                end；
37                stat=UpdateGroup(Group)

表2．用户群操作控制代码

蜂窝通信公司版权1996(COPYRIGHT1996 Cellular Telecom,Ltd)

 1           end；
 2    end；
 3    GroupStatus(Group,5)=newCenX；
 4    GroupStatus(Group,6)=newCenY；
 5    for coll=1:NColls
 6            collX=CollLoc(coll,1)；
 7            collY=CollLoe(coll,2)；
 8            d2Coll(coll)=sqrt((collX-newCenX)^2 +(collY-newCenY)^2)；
 9    end；
10    [sorted,indi]=sort(d2Coll)；
11    fori=1:NColls2Use
12         GroupColls(Group,i,1)=indi(i)；
13         GroupColls(Group,i,2)=sorted(i)；
14         CollStatus(indi(i),Group)=1；
15         ModColl(indi(i))； ％System call
16    end；
17    d2Coll=zeros(1,GroupStatus(Group,7)；
18    fori=1:nUsers
19         userX=UserStatus(users(i),4)；
20         userY=UserStatus(users(i),5)；
21         UserStatus(users(i),6)=sqrt((newCenX-userX) ^2+
22    (newCenY-userY)^2)；
23         d2Broad=UserStatus(users(i),7)；
24         forj=1:GroupStatus(Group,7)
25              coll=GroupColls(Group,j,1)；
26              collX=CollLoc(coll,1)；
27              collY=CollLoc(coll,2)；
28              d2Coll(j)=sqrt((collX-userX)^2+(collY-userY)^2)；
29         end；
30         sorted=sort(d2Coll)；
31         UserStatus(users(i),8)=(d2Broad+sorted(1))/LightSpeed；
32         ModUser(users(i))；％System call
33    end；
34    status=stat；
35    return；
36    end；

在本发明的实施例中为便于说明，所有被指定用来接收被用户群使用的特定载波的Cc收集器具有它们自己的时基TB_Cc集，以便接收来自特定用户U₁的突发，其中，所述特定用户U₁的总传播时间T_f(B∶U₁)+T_r(U₁∶Cc)是最短的。对于代表任何收集器的Cc收集器C1来说，这种关系如图9所示。在已经与用户U₁同步的任何任意定位的收集器Cc(图9例子中的C1)上与用户群中的任何其它特定用户U₂进行同步。这种同步示于图10中，此处B广播装置到U₁和U₂用户的距离被简化为D_B∶1和D_B∶2,U₁和U₂用户到C1收集器的距离被简化为D_1∶C1和D_2∶C2，这两个用户之间的距离被简化为D_1∶2。于是，同步条件可以表示为：

D_B∶1+D_1∶Cc-(D_B∶2+D_2∶Cc)＜D_G (17)或

｜D_B∶1-D_B∶2+D_1∶Cc-D_2∶Cc｜＜D_G (18)

当φ=0,θ=-π时，式(1 8)的左项达到最大值2D_1∶2。这样，用户群的同步条件可以表述为：用户群中任何两个用户之间的距离都不能超过距离UR_max，此处，UR_max例如等于D_G/2。如果用户群范围内的每一对用户都满足这个对偶条件，那么在扩展到任意范围的本发明中就可以进行满容量的同步TDMA通信。在本发明的一个实施例中，这种用户位置条件是通过要求所有用户都位于以群中的所有用户中心为群中心、以D_G/4为半径的圆周范围内而得到满足的。

结合用户群和收集器群来实现同步的这些更复杂的操作是可能的。这些操作在特定的几何结构中特别有用，例如，交通干线上的移动用户所处环境的几何结构。集结操作

图12示出了多用户、多收集器实施例，其中，用户离广播装置B的距离为任何任意范围BR₁。在图11的系统中，收集器群Cc中的收集器C1、C2和C3将它们从用户U1、U2…UU上接收到的无线电通信信号发回给集结器(A)17。从接收特定用户发射信号的各个收集器C1、C2和C3上独立返回的信号在集结器上组合起来，以产生具有比仅来自一个收集器的信号的质量(以误码率(BER)这样的量度测量的)高的复合信号。从允许用户发出的突发在收集器上相碰(相互干扰)的意义上看，在本发明的一个实施例中并没有严格遵循同步。集结器为每个用户处理来自不同收集器的部分突发，除去每个突发中的不清晰部分(用BER或其它测量方法测定的)，将清晰部分组合起来产生一个复合信号。图12示出了这种操作。

集结器是数字信号处理器，它用于处理来自一些特定收集器的特定收集器反向信道信号，从而产生代表用户反向信道信号的集结器反向信道信号。有关集结器的结构和操作的进一步细节在前面所述的交叉参考专利申请中有所描述。

正如在图4中那样，时间线T1和T2是指在前向信道通信与反向信道通信之间具有固定时序偏差的TDMA装置范围内的通信。时间线T3是指一个可以被定义在用于从用户接收通信信息的收集器时基与用于将这些通信信息发回给集结器的时基之间的偏差。如果集结器时基TB_A被设置为等于广播装置的时基TB_B，那么这个偏差就相当于收集器的时基偏差△C1与△C2加上任何供收集器进行信号处理用的附加时间。

例如，在图12中，收集器C1和C2各自接收来自用户U1和U2的反向信道信号。U1相对于C1的时序与在图4中所述的用户U(c；1)的时序相同。图11和12中U2的时序与U2在离C1很近但离C2很远的情况下的时序不同。因此，一部分U2突发与U1突发在收集器C1上相撞。此外，U2远离C2，因而必然滞后到达C2，所以可能会与来自其它用户(如用户UU)的突发相冲撞。收集器C1和C2上都不可能有来自用户U2的完全不相撞的突发，但每个都具有U2突发的有用部分。图11中的集结器17取出来自捕捉C1的A1部分和来自收集器C2的A2部分，对来自收集器C1和C2的突发进行处理。A1部分和A2部分具有重叠部分A3,A3部分可以被收集器C1或C2使用，或者被它们同时使用。

尽管已经在图12中说明了来自任意多个收集器中的两个收集器的部分突发可以被组合起来，但还可以这样来控制组合，使得来自每个用户的整个突发全部被每个用户UR的用户范围内的某个收集器毫无干扰地接收。

Claims

1．一种具有多个前向信道通信和多个相应的反向信道通信的通信系统，它包括：

广播区内的多个用户，

每个所述用户包括用于接收不同的用户前向信道信号的用户接收机和用于在不同的用户反向信道中播送用户反向信道信号的用户发射机，

所述多个用户提供多个共同产生复合信号的不同的用户反向信道；

彼此隔开一段距离分布在接近所述广播区的位置上的多个收集器，每个所述收集器包括：

收集器接收机，用于接收来自一些所述用户的含有反向信道信号的所述复合信号；和

收集器转送装置，用于将来自所述多个用户中的一些所述用户的所述用户反向信道信号作为收集器反向信道信号进行转送，

其中所述收集器能主动接收和转送来自所述多个用户中的一些所述用户的用户反向信道信号；

区域管理器，它包括：

控制器，用于从所述多个用户中选择一些用户以组成用户群，和用于从所述多个收集器中选择一些收集器以组成收集器群；

广播装置，它包括用于在整个广播范围内向所述广播区内的所述用户群播送所述多个用户前向信道信号的广播发射机；

集结器，用于接收来自所述收集器群中的所述一些收集器群的所述多个收集器反向信道信号。

2．根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

3．根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便对具有用在相同收集器上的用户反向信道信号的用户对来说，每个用户的从广播装置到用户的用户前向信道信号的传播时间和相应的从用户到收集器的用户反向信道信号的传播时间的总和之间的差值不超过同步误差，这样，对所述用户对来说，所述相同收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

4．根据权利要求3所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，以便所述用户群中的每个所述用户离所述用户群中的每个所述其它用户的距离不大于UR_max，此处UR_max是能使所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值。

5．根据权利要求4所述的通信系统在以TDMA协议操作的时隙之间具有保护周期T_G，此处，保护周期确定了保护周期距离D_G，其中，所述距离UR_max大约等于保护周期距离D_G的一半。

6根据权利要求5所述的通信系统，其中，所述用户群中的所述用户位于半径为D_G/4的圆周范围内。

7．根据权利要求3所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个收集器中选择一些收集器，以便所述收集器群中的每个所述收集器离所述收集器群中的每个所述其它收集器的距离不大于CR_max，此处，CR_max是能使所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值。

8．根据权利要求7所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有保护周期T_G，此处，保护周期确定了保护周期距离D_G，其中，所述距离CR_max大约等于保护周期距离D_G。

9．根据权利要求8所述的通信系统，其中，所述收集器群中的所述收集器位于半径为D_G/2的圆周范围内。

10．根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述集结器将来自多个所述收集器的每个所述用户的用户反向信道信号组合起来构成复合信号，此处，无论由一些所述收集器接收到的用户反向信道信号是否相互隔离，每个所述用户的复合信号总是与每个其它用户的复合信号相隔离的。

11．根据权利要求1所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有长保护周期T_LG，此处，长保护周期确定了长保护周期距离D_LG，其中，无论所述用户中的异步用户离所述广播装置多远，当所述用户中的所述异步用户处于任何收集器的D_LG距离范围内时，所述用户中的所述异步用户在所述广播区内同步。

12．一种具有多个前向信道通信和多个相应的反向信道通信的通信系统，它包括：

广播区内的多个用户，

每个所述用户包括用于接收不同的用户前向信道信号的用户接收机和用于在不同的用户反向信道中播送用户反向信道信号的用户发射机；

所述多个用户提供多个不同的用户反向信道，每个所述用户反向信道占用不同的用户反向信道带宽；

一个或多个各自位于接近所述广播区的收集器位置上的收集器，每个所述收集器包括：

收集器接收机，用于接收来自所述多个用户中的一些用户的含有用户反向信道信号的所述复合信号；和

收集器转送装置，用于将来自所述多个用户中的一些所述用户的所述用户反向信道信号作为收集器反向信道信号转送；

区域管理器，它包括：

控制器，用于从所述多个用户中选择那些位于至少一个所述收集器距离范围内的用户，以便所述多个用户中的每个所述用户的同步误差小于预定值；

具有广播发射机的广播装置，所述广播发射机用广播信号向所述用户群播送所述多个前向信道信号，从而在所述广播区内形成多个广播装置前向信道；

集结器，用于接收来自所述收集器的所述多个相应的反向信道信号。

13．根据权利要求12所述的通信系统，其中，所述通信是按照TDMA协议进行的，该TDMA协议具有由多个时隙组成的帧，规定每个时隙含有信息周期和保护周期，所述保护周期被作为信息周期所拥有的使所述信息周期与邻近时隙的信息周期不发生冲突的缓冲区。

14．根据权利要求12所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

15．根据权利要求12所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便对具有用在相同收集器上的反向信道信号的两个用户来说，每个用户的从广播装置到用户的用户前向信道信号的传播时间和相应的从用户到收集器的用户反向信道信号的传播时间的总和之间的差值不超过同步误差，这样，对所述两个用户来说，所述相同收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

16．根据权利要求15所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，以便所述用户群中的每个所述用户离所述用户群中的每个所述其它用户的距离不大于UR_max，此处UR_max是能使所述收集器上的用户反向信道相互隔离的值。

17．根据权利要求16所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有保护周期T_G，此处，保护周期确定了保护周期距离D_G，其中，所述距离UR_max大约等于保护周期距离D_G的一半。

18．根据权利要求16所述的通信系统，其中，所述用户群中的所述用户位于半径为D_G/4的圆周范围内。

19．根据权利要求15所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便所述收集器群中的每个所述收集器离所述收集器群中的每个所述其它收集器的距离不大于CR_max，此处，CR_max是能使所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值。

20．根据权利要求19所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有保护周期T_G，此处，保护周期确定了保护周期距离D_G，其中，所述距离CR_max大约等于保护周期距离D_G。

21．根据权利要求20所述的通信系统，其中，所述用户群中的所述用户位于半径为D_G/2的圆周范围内。

22．根据权利要求12所述的通信系统，其中，所述集结器将来自多个所述收集器的每个所述用户的用户反向信道信号复合起来构成复合信号，此处，即使一些所述收集器接收到的用户反向信道信号未相互隔离，每个所述用户的复合信号仍与每个其它用户的复合信号相隔离。

23．根据权利要求12所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有长保护周期T_LG，此处长保护周期确定了长保护周期距离D_LG，其中，无论所述用户中的异步用户离所述广播装置多远，当所述用户中的所述异步用户处于任何收集器的D_LG距离范围内时，所述用户中的所述异步用户在所述广播区内同步。

24一种具有多个前向信道通信和多个相应的反向信道通信的通信系统，反向信道通信在以TDMA协议操作的时隙之间具有长保护周期T_LG，此处，长保护周期确定了长保护周期距离D_LG，该通信系统包括：

广播区内的多个用户，

所述多个用户在广播范围内提供多个不同的用户反向信道，每个所述用户反向信道占用不同的用户反向信道带宽；

区域管理器，它包括：

位于所述广播区内的广播装置位置上的广播装置；

控制器，用于从所述多个用户中选择一些离所述广播装置的位置任意距离的并且位于任何一个所述收集器的D_LG距离范围内的用户作为用户群；

具有广播发射机的广播装置，所述广播发射机用于在广播范围内向所述广播区内的所述用户群播送所述多个用户前向信道信号；

集结器，用于接收来自所述收集器群的所述多个相应的反向信道信号。

25．根据权利要求24所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

26．根据权利要求24所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便对具有用在相同收集器上的用户反向信道信号的用户对来说，每个用户的从广播装置到用户的用户前向信道信号的传播时间和相应的从用户到收集器的用户反向信道信号的传播时间的总和之间的差值不超过同步误差，这样，对所述用户对来说，所述相同收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

27．根据权利要求26所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，以便所述用户群中的每个所述用户离所述用户群中的每个所述其它用户的距离不大于UR_max，此处UR_max是能使所述收集器上的用户反向信道相互隔离的值。

28．根据权利要求27所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有正常保护周期T_G，此处，所述正常保护周期确定了保护周期距离D_G，其中，所述距离UR_max大约等于保护周期距离D_G的一半。

29．根据权利要求28所述的通信系统，其中，所述用户群中的所述用户位于半径为D_G/4的圆周范围内。

30．根据权利要求26所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便所述收集器群中的每个所述收集器离所述收集器群中的每个所述其它收集器的距离不大于CR_max，此处，CR_max是能使所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值。

31．根据权利要求30所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有正常保护周期T_G，此处，所述正常保护周期确定了保护周期距离D_G，其中，所述距离CR_max大约等于保护周期距离D_G。

32．根据权利要求31所述的通信系统，其中，所述用户群中的所述用户位于半径为D_G/2的圆周范围内。

33．根据权利要求26所述的通信系统，其中，集结器将来自多个所述收集器的每个所述用户的用户反向信道信号组合起来构成复合信号，此处，即使一些所述收集器接收到用户反向信道信号未相互隔离，每个所述用户的复合信号仍与每个其它用户的复合信号相隔离。

34．一种用于在网络与一个或多个区域之间通信的通信系统，其中，所述一个或多个局域与网络之间具有多个前向信道通信和多个相应的反向信道通信，所述系统包括：

一个或多个局域管理器，一个局域管理器针对一个所述局域，它用于控制相应的局域范围内的通信，此处，每个特定局域包括多个广播区；

对每个广播区来说，该系统包括：

多个用户，每个所述用户包括用于接收不同的用户前向信道信号的用户接收机和用于在不同的用户反向信道上播送用户反向信道信号的用户发射机；

多个各自位于所述广播区范围内的收集器位置上的收集器，每个所述收集器包括：

收集器接收机，用于接收来自所述多个用户中的一些用户的含有用户反向信道信号的所述复合信号，其中，每个所述用户向两个或多个所述收集器接收机转送用户反向信道信号；和

收集器转送器，用于将来自所述多个用户中的一些所述用户的所述反向信道信号作为收集器反向信道信号进行转送；

对每个广播区来说，区域管理器包括：

位于所述广播区内的广播装置位置上的广播装置；

控制器，用于从所述多个用户中选择一些离所述广播装置的位置任意距离并且位于任何一个或多个所述收集器的预定距离范围内的用户作为用户群，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器作为收集器群，从而所述收集器群中的两个或多个收集器接收来自每个相同的特定用户的反向信道信号；

具有广播发射机的广播装置，所述广播发射机用于向所述广播区内的所述用户群播送广播范围内的所述多个用户前向信道信号；

集结器，用于接收来自所述收集器群的所述多个相应的反向信道信号，所述集结器从所述收集器群中的两个或多个收集器上接收每个相同的特定用户的用户反向信道信号。

35．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

36．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便对具有用在相同收集器上的用户反向信道信号的用户对来说，每个用户的从广播装置到用户的用户前向信道信号的传播时间和相应的从用户到收集器的用户反向信道信号的传播时间的总和之间的差值不超过同步误差，这样，对所述用户对来说，所述相同收集器上的用户反向信道信号相互隔离。

37．根据权利要求36所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，以便所述用户群中的每个所述用户离所述用户群中的每个所述其它用户的距离不大于UR_max，此处UR_max是能使所述收集器上的用户反向信道相互隔离的值。

38．根据权利要求37所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有正常保护周期T_G，此处，所述正常保护周期确定了保护周期距离D_G，其中，所述距离UR_max大约等于保护周期距离D_G的一半。

39．根据权利要求38所述的通信系统，其中，所述用户群中的所述用户位于半径为D_G/4的圆周范围内。

40．根据权利要求36所述的通信系统，其中，所述控制器从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便所述收集器群中的每个所述收集器离所述收集器群中的每个所述其它收集器的距离不大于CR_max，此处，CR_max是能使所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值。

41．根据权利要求40所述的通信系统，在以TDMA协议操作的时隙之间具有正常保护周期T_G，此处，所述正常保护周期确定了保护周期距离D_G，其中，所述距离CR_max大约等于保护周期距离D_G。

42．根据权利要求41所述的通信系统，其中，所述用户群中的所述用户位于半径为D_G/2的圆周范围内。

43．根据权利要求36所述的通信系统，其中，集结器将来自多个所述收集器的每个所述用户的用户反向信道信号组合起来构成复合信号，此处，即使一些所述收集器接收到的用户反向信道信号未相互隔离，每个所述用户的复合信号仍与每个其它用户的复合信号相隔离。

44．根据权利要求34所述的通信系统，其中，对特定广播区来说，一些所述用户发射机在明显小于所述广播区的用户区内播送，其中多个所述收集器位于所述用户区范围内。

45．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述广播发射机是可控的，它可以改变每个所述广播装置前向信道的发射功率，从而可以使每个广播装置前向信道的发射功率和广播范围得到单独控制。

46．根据权利要求34所述的通信系统，其中，每个用户的所述用户发射机是可控的，它可以改变所述用户反向信道的发射功率，从而可以控制每个用户的用户范围，以便达到多个所述收集器。

47．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述收集器转送装置包括用于发射所述收集器反向信道信号的收集器发射机，所述收集器发射机具有使收集器反向信道信号与用户反向信道信号隔离的发射特性。

48．根据权利要求34所述的通信系统，其中，特定用户发射机发出的特定用户反向信道信号被所述收集器中的一些特定收集器所接收，其中，所述收集器的所述特定收集器各自向所述集结器转送与所述用户反向信道信号相对应的特定收集器反向信道信号，其中，所述集结器包括集结器处理装置，它用于对来自所述收集器中的所述特定收集器的所述特定收集器反向信道信号进行处理，从而产生代表所述用户反向信道信号的所述集结器反向信道信号。

49．根据权利要求48所述的通信系统，其中，所述集结器处理装置是数字信号处理器，它用于对来自所述收集器中的所述特定收集器的所述特定收集器反向信道信号进行处理，从而产生代表所述用户反向信道信号的所述集结器反向信道信号。

50．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述用户中一个特定用户是移动的并从第一位置移动到第二位置，所述用户中的所述特定用户的所述发射机播送特定的用户反向信道信号，其中：

在所述第一位置上，所述特定用户反向信道信号被所述收集器中的特定收集器的第一群接收，所述收集器中的特定收集器的所述第一群内的每个收集器向所述集结器转送与所述特定用户反向信道信号相对应的第一特定收集器反向信道信号；

在所述第二位置上，所述特定用户反向信道信号被所述收集器中的特定收集器的第二群接收，所述收集器中的特定收集器的所述第二群内的每个收集器向所述集结器转送与所述特定用户反向信道信号相对应的第二特定收集器反向信道信号；

所述集结器接收所述第一与第二特定收集器反向信道信号，它包括集结器处理装置，用于对所述第一与第二特定收集器反向信道信号进行处理，从而产生代表所述用户反向信道信号的所述集结器反向信道信号。

51．根据权利要求50所述的通信系统，其中，所述第一群和所述第二群共用一个或多个所述收集器。

52．根据权利要求50所述的通信系统，其中，所述用户中的所述特定用户的所述用户发射机在明显小于所述广播区的用户区内播送，当所述特定用户从所述第一位置向所述第二位置移动时，所述用户区也移动，其中，在所述第一位置上，所述收集器中的特定收集器的所述第一群位于所述用户区内；和其中，在所述第二位置上，所述收集器中的特定收集器的所述第二群位于所述用户区内。

53．根据权利要求50所述的通信系统，其中，所述广播发射机是可控的，它可以改变每个所述广播装置前向信道的发射功率，从而可以使每个广播装置前向信道的发射功率和广播范围得到单独控制，其中，当所述特定用户位于所述第一位置上时，特定广播装置前向信道便具有第一功率电平，以便所述广播范围延伸到所述第一位置，和其中，当所述特定用户位于所述第二位置上时，所述特定的广播装置前向信道便具有第二功率电平，以便所述广播范围延伸到所述第二位置。

54．根据权利要求50所述的通信系统，其中，所述特定用户的所述用户发射机是可控的，它可以改变所述特定用户的特定用户反向信道的发射功率，从而使所述特定用户的用户范围可以控制，其中，当所述特定用户位于所述第一位置上时，所述特定用户反向信道具有第一功率电平，以便所述用户范围延伸到所述收集器中的特定收集器的所述第一群中，和其中，当所述特定用户位于所述第二位置上时，所述特定用户反向信道便具有第二功率电平，以便所述用户范围延伸到所述收集器中的特定收集器的所述第二群中。

55．根据权利要求50所述的通信系统，其中，所述收集器发射机是用于发射所述收集器反向信道信号的发射机，它具有使收集器反向信道信号与用户反向信道信号隔离的发射特性。

56．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述区域管理器包括用于在所述局域管理器的控制下指定广播装置前向信道和用户反向信道的控制器。

57．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述局域管理器包括用于以重用模式指定前向信道和反向信道的装置。

58．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述局域管理器储存了固定重用模式，所述区域管理器包括用于在所述局域管理器的控制下按照所述固定重用模式为特定用户指定广播装置前向信道和用户反向信道的控制器。

59．根据权利要求34所述的通信系统，其中，所述局域管理器包括用于动态信道分配的动态控制器，所述区域管理器包括用于在所述局域管理器的控制下按照所述动态信道分配为特定用户指定广播装置前向信道和用户反向信道的控制器。

60．一种具有多个前向信道信号和多个相应的反向信道信号用于以同步传送时隙之间具有长保护周期T_LG的TDMA协议操作的和以正常传送时隙之间具有正常保护周期T_G的TDMA协议操作的通信系统，其中，所述具有长保护周期T_LG的时隙用于确定长保护周期距离D_LG，所述具有正常保护周期T_G的时隙用于确定正常保护周期距离D_G，该通信系统包括：

广播区内的多个用户，

每个所述用户包括用于接收不同的用户前向信道的用户接收机和用于在不同的用户反向信道上播送用户反向信道的用户发射机；

所述多个用户提供多个不同的用户反向信道，每个所述用户反向信道占用不同的用户反向信道带宽，所述用户反向信道共同产生复合信号；

一个或多个各自位于收集器位置上的用于接收来自所述多个用户中的一个或多个用户的用户反向信道信号的收集器，每个所述收集器包括：

收集器转送装置，用于将来自所述多个用户中的一些所述用户的所述用户反向信道信号作为收集器反向信道信号进行转送；

区域管理器，它包括

位于所述广播区内的广播装置位置上的广播装置；

控制器，用于从所述多个用户中选择一些用户组成用户群，并从所述多个收集器中选择一些收集器组成收集器群；

所述控制器从所述多个用户中选择一些离所述广播装置的位置任意距离并且位于任何一个所述收集器的D_LG距离范围内的用户作为所述用户群的用户，所述控制器从所述多个收集器中选择一些收集器组成一个所述收集器群，从而所述收集器群中的两个或多个收集器接收来自每一个相同特定用户的反向信道信号，所述控制器利用供同步传送用的长保护周期和供正常传送用的正常保护周期来控制向所述用户群中的一个所述用户群内的所述用户的传送；

所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，并从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便对具有用在相同收集器上的反向信道信号的用户对来说，各个用户的从广播装置到用户的用户前向信道信号传播时间和从用户到收集器的相应的用户反向信道信号传播时间的总和之间的差值不超过同步误差，这样，对所述用户对来说，所述相同收集器上的用户反向信道信号便相互隔离；

所述控制器从所述多个用户中选择一些所述用户，以便所述用户群中的一个所述用户群内的每一个所述用户离所述用户群中的一个所述用户群内的每一个所述其它用户的距离不大于距离UR_max，此处，UR_max是能使所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值，和其中，所述距离UR_max大约等于保护周期距离D_G的一半；

包括广播发射机的广播装置，它用于在广播范围内向所述广播区内的所述用户群播送所述多个用户前向信道信号；

集结器，用于接收来自所述收集器的所述多个相应的反向信道信号，所述集结器从所述收集器群中的两个或多个收集器上接收每个特定用户的用户反向信道信号，从而产生两个或多个用于每个特定用户的集结器接收信号，所述集结器将所述两个或多个集结器接收信号组合起来产生单个用于每个特定用户的复合信号。

61．一种具有多个前向信道信号和多个相应的反向信道信号用于以同步传送时隙之间具有长保护周期T_LG的TDMA协议操作的和以正常传送时隙之间具有正常保护周期T_G的TDMA协议操作的通信系统，其中，所述具有长保护周期T_LG的时隙用于确定长保护周期距离D_LG，所述具有正常保护周期T_G的时隙用于确定正常保护周期距离D_G，该通信系统包括：

广播区内的多个用户，

区域管理器，它包括

位于所述广播区内的广播装置位置上的广播装置；

所述控制器从所述多个收集器中选择一些所述收集器，以便所述收集器群中的一个所述收集器群内的每一个所述收集器离所述收集器群中的一个所述收集器群内的每一个所述其它收集器的距离不大于距离CR_max，此处，UR_max是能使所述收集器上的用户反向信道信号相互隔离的值，和其中，所述距离CR_max大约等于保护周期距离D_G；

62．一种通信系统的操作方法，此处，该通信系统包括：

多个前向信道信号和多个相应的反向信道信号；

广播区内的多个用户，

每个所述用户包括用于接收不同的用户前向信道信号的用户接收机和用于在不同的用户反向信道上播送用户反向信道信号的用户发射机；

所述多个用户提供多个共同作为复合信号的不同的用户反向信道；

区域管理器，它包括控制器、广播装置和集结器，其中广播装置具有广播发射机和集结器，

所述方法包括：

用所述控制器从所述多个用户中选择一些用户组成用户群；

用控制器从所述多个收集器中选择一些收集器组成收集器群；

用所述广播发射机在广播范围内向所述广播区内的所述用户群播送所述多个用户前向信道信号；

在所述集结器上接收来自所述一个或多个收集器的所述多个相应的反向信道信号。