CN1224292A - 无线通信系统,发射、控制、接收装置及无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

在一帧中通过TDMA传送信息数据。一帧由控制数据传送时间区和信息数据传送时间区组成。在控制数据传送时间区对每一个终端进行轮询并且返回传送速度及是否存在传送数据到控制站作为一个确认。控制站根据该信息为每一个终端分配一个信道。信息数据传送时间区中用于数据传送的时间周期被分配给每一个作出发射请求的终端。在该区,异步数据及同步数据能够一起传送。由于数据以一帧中预先分配的时间周期传送,因此得到一个不受通信量的增加或减小影响的不变的传送速度。

Description

无线通信系统，发射、控制、 接收装置及无线通信方法
本发明涉及一种无线通信系统，一种发射装置，一种无线通信控制装置，一种接收装置和一种适合于在多个终端之间传送异步数据和同步数据的无线通信方法。
由于计算机已经具有很高的性能，因此经常将多台计算机连接起来组成局域网(LAN)以便共享文件和数据以及传送数据和电子邮件。在常规的局域网中，计算机通过使用光纤、同轴电缆或双绞线的导线相连接。
在这样的有线局域网中，由于要求连接工作，难于方便地构成局域网。此外，在有线局域网中配线较麻烦。因此，无线局域网作为使用户从常规的有线局域网所要求的配线中解脱出来的系统已经引起注意。在该系统中，当传送异步数据时通过使用载波检测多址联接(CSMA)或轮询来避免数据冲突。
图1A和1B及图2A至2C概略地给出使用常规技术的无线通信方法。图1A和1B示出CSMA通信。由一台个人计算机和一个通信单元构成的每一个通信装置在通信前检测载波信号是否处于传送通路上。当没有信号时，该装置开始发射。由于传送通路上没有载波信号，通信装置“A”开始数据传送。另一方面，由于通信装置“B”检测到传送通路上从通信装置“A”发出的载波信号，因此它不发送数据。在经过某个随机数产生的时间“t”后，通信装置“B”再一次检测载波信号。当通路上没有载波信号时，该装置可以发送数据。在CSMA中，数据可能在传送通路上相互冲突。因此，每一个通信装置在数据传送后监控传送通路，并且如果发生冲突，在确定的时间间隔后将再一次发送数据。在CSMA中不要求控制通信的控制站。
图2A至2C示出轮询通信。在该方法中，提供一个用于控制通信的控制站用于控制组成一个系统的每个通信装置的通信。控制台顺序查询每一个通信装置是否有数据要发送。在图2A至2C中，首先查询通信装置“a”。当通信装置“a”有数据要发送时，它发送该数据。该传送之后，接着查询通信装置“b”。当它有数据要发送时，它发送该数据。在该方法中，数据在传送通路上不互相冲突。
近年来，要求通过这样的无线局域网传送诸如声音、音乐、电影等数据。这类数据规模通常很大而且需要在时间上保持连续性。当在上面的常规系统中传送这类数据时，数据传送速度将根据传送通路上的通信量的增加而增加或减小而减小。
当传送通路上没有其它数据传送及通信量小时，能够保证指定的传送速度并且传送的执行没有任何问题。然而，如果传送通路上的通信量大时，数据延迟变大并且传送速度下降。因此，为消除该延迟，接收端需要有非常大的缓冲器。在某些情况下，数据变得断断续续。这意味着暂停电影或声音的重放。
因此，本发明的一个目的是提出一种无线通信系统，一种发射装置，一种无线通信控制装置，一种接收装置和一种无线通信方法，它将延迟时间抑制到低水平并保证一个不受通信量的增加或减小影响的恒定传送速度。
本发明的一个方面通过提供一个包括多个无线通信终端和一个用于控制无线通信的无线通信控制终端的无线通信系统实现前述目的，包括：具有发射装置和接收装置的无线通信装置；用以控制由无线通信装置进行的通信的无线通信控制装置，该装置具有控制装置、发射装置、接收装置，其中异步数据和/或同步数据通过用于在多个无线通信装置之间通信的一个无线通信通路进行传送。
本发明的另一方面通过提供一种在多个无线通信终端和一个用于控制无线通信的无线通信控制终端之间使用的无线通信方法实现前述目的，其中，当通过一个无线通信通路在多个无线通信终端之间进行通信时，异步数据和/或同步数据通过该无线通信通路进行传送。
如前所述，异步数据及同步数据可以通过在多个无线通信终端之间进行通信的无线通信通路进行传送。
本发明的再一方面通过提供一个以帧为单位发射信息数据的发射装置实现前述目的，包括：用于请求信息数据发射及用于发射与一帧的第一时间区中信息数据有关的信息的装置；用于接收表明根据该请求是否允许通信的信息，并且如果允许通信，它接收与该帧内允许通信的第二时间区有关的信息的装置；以及根据该信息发射第二时间区中的信息数据的装置。
本发明的再一方面通过提供一种以帧为单位发射信息数据的发射方法实现前述目的，包括步骤为：请求信息数据发射和发射与一帧的第一时间区中的信息数据有关的信息；接收表明根据该请求是否允许通信的信息，并且如果允许通信，接收与该帧内允许通信的第二时间区有关的信息；以及根据该信息发射第二时间区中的信息数据。
如上所述，由于数据以帧为单位传送，一个发射装置发射一个发射请求和与一帧内第一区中的信息数据有关的信息，并且发射装置发射该帧内允许通信的第二时间区中的信息数据，信息数据以一个固定的传送速度发射而不受通信期间通信量增加和减少的影响。
本发明再一方面通过提供一个无线通信控制装置实现前述目的，该装置用于控制在多个无线通信终端之间以帧为单位进行的信息数据通信，包括：用于接收信息数据发射请求和用于接收与一帧的第一时间区中的信息数据有关的信息的装置；用于根据所接收的发射请求确定在该帧内的第二时间区是否允许发射信息数据的确定装置；以及如果根据确定装置的确定结果允许发射则把第二时间区分配给发射并用于发射分配信息的装置，而如果不允许发射，该装置发射该结果的信息。
本发明再一方面通过提供一种无线通信控制方法实现前述目的，该方法用于控制在多个无线通信终端之间以帧为单位进行的信息数据通信，包括步骤为：接收信息数据发射请求和接收与一帧的第一时间区中的信息数据有关的信息；根据所接收的发射请求确定在该帧内的第二时间区是否允许信息数据的发射；以及如果根据确定步骤的确定结果允许发射则把第二时间区分配给发射并且发射分配信息，而如果不允许发射，则发射该结果的信息。
如上所述，由于在一帧的第一时间区接收信息数据的发射请求和与该信息数据有关的信息，并且根据这些接收信息片段将第二时间区分配给信息数据的发射，因此可以控制信息数据以一个固定的传送速度发射而不受通信期间通信量的影响。
本发明的再一方面通过提供一种以帧为单位接收信息数据的接收装置实现前述目的，包括：用于接收与在一帧的第一区中发射信息数据的该帧的第二时间区有关的信息的装置；以及用于根据与第二时间区有关的信息接收信息数据的装置。
本发明的再一方面通过提供一种以帧为单位接收信息数据的接收方法实现前述目的，包括步骤为：接收与在一帧的第一时间区中发射信息数据的该帧的第二时间区有关的信息；以及根据与第二时间区有关的信息接收信息数据。
如上所述，由于接收与其中在第一时间区发射信息数据的一帧的第二时间区有关的信息并根据接收到的信息接收信息数据，因此以一个固定的传送速度接收信息数据而不受通信期间通信量的影响并且减小接收同步数据时的延迟。
按照本发明，与传送信息数据的无线通信终端一同提供用于控制信息数据传送的无线通信控制终端。无线通信控制终端的无线通信单元设定在一个帧周期内每一个无线通信终端传送信息数据所要求的时间周期。根据本发明，由于时分多址以帧周期为单位进行，所以总能保证一个固定的传送速度而不受通信量增加或减少的影响。
由于总能保证一个固定的传送速度，即使在传送电影数据和声音数据这样的同步数据时，也能将延迟时间抑制到低水平并且不需要在接收端提供大容量缓冲器。
按照本发明，由于可以将同步数据和异步数据放在一起传送，因此允许较高自由度的数据传送。
图1A和1B是描述CSMA通信的示意图。
图2A到2C是描述轮询通信的示意图。
图3是表示应用本发明的无线局域网系统的示意方框图。
图4A到4C是表示帧结构的示意图。
图5是根据本发明的发射过程的流程图。
图6是根据本发明的接收过程的流程图。
图7是根据本发明的通信控制过程的流程图。
图8是表示无线通信控制终端中的无线通信单元配置的方框图。
图9是表示在OFDM方法中传送波形的频谱图。
图10是描述在OFDM方法中的信号生成的示意图。
图11用于描述根据本发明的一个实施例的OFDM方法中的信号中的一个码元的示意图。
图12是表示无线通信终端中的无线通信单元配置的方框图。
下面将描述本发明的一个实施例。在本发明中，数据以帧为单位传送，每帧被分为一个控制数据传送时间区和一个信息数据传送时间区。在控制数据传送时间区，控制信息在通信控制台和每一个通信装置之间传送。按照在传送过程中从每一个通信装置得到的数据传送请求，在一帧的信息数据传送时间区内一个数据传送时间区被分配给每一个通信装置。在信息数据传送时间区，异步数据和同步数据被传送。异步数据包括程序数据和静止图象数据，而同步数据指定时间信息并包括电影数据和声音数据。在一帧内通过时分在信息数据传送时间区内传送多个数据项。
图3表示应用本发明的无线局域网系统的示意图。应用本发明的无线局域网系统包括多个无线通信终端101A,101B,…及一个无线通信控制终端102。无线通信终端101A,101B,…由无线通信单元104A,104B,…以及如计算机等数据终端103A,103B,…组成，它们之间是相连的。每一个无线终端101A,101B,…被分配给一个唯一的地址。当配置系统时可以预先分配地址，或者在每次进行通信时动态分配。无线通信控制终端102由相连的一个无线通信单元105和一个数据终端106组成。无线通信单元104A,104B和105的详细结构将在后面进行描述。
在多个无线终端101A,101B,…之间，信息数据通过天线100A和100B传送。通过天线100A和100B以及天线120在无线通信控制终端102和多个无线终端101A和101B之间传送控制数据来控制在无线终端101A,101B,…之间的数据通信。无线通信控制终端102只能由无线通信单元105设置。
无线通信终端101A,101B,…中的无线通信单元104A,104B,…分别由发射部分111A,111B,…，接收部分112A,112B,…，及控制部件113A,113B,…构成。构成发射部分111A,111B,…，和接收部分112A,112B,…以便能够用正交频分多路复用(OFDM)方法通过无线进行数据通信。切换电路114A和114B在发射部分111A,111B和接收部分112A,112B之间进行切换。
无线通信控制终端102中的无线通信单元105由发射部分115，接收部分116及控制部分117构成。构成发射部分115和接收部分116以便能够用OFDM方法通过无线进行数据通信。转换电路119在发射部分115和接收部分116之间进行转换。提供给无线通信控制终端102中的无线通信单元105一个资源信息存储部件118，用以存储与分配给用于数据通信的每一个无线通信终端的时间周期有关的资源信息。例如，该资源信息存储部件118由存储器构成。
在本系统中，通过OFDM方法进行数据通信。例如，一帧由OFDM方法的147455个码元(相应于4毫秒)组成，并且在一帧中通过时分多址(TDMA)方法发射数据。
在一帧的最前面，无线通信控制终端102中的无线通信单元105发射一个获得同步的M序列码。无线通信终端101A,101B,…中的无线通信单元104A,104B,…接收该获得同步的M序列码并且设定数据发射定时和作为基准的接收定时。
当无线通信终端101A,101B,…有数据通信请求时，在无线通信终端101A,101B,…中的无线通信单元104A,104B,…发出传送请求到无线通信控制终端102中的无线通信单元105。根据传送请求和资源信息，无线通信控制终端102中的无线通信单元105确定分配给无线通信终端101a,101b,…的发射时间周期，并发出包括发射时间周期在内的控制信息给无线通信终端101A,101B,…中的无线通信单元104A,104B,…。无线通信终端101A,101B,…中的无线通信单元104A,104B,…根据被分配的发射时间周期进行数据传送和接收。数据以在一帧的最前面为获得作为定时基准的同步发出的M序列码进行发射或接收。
图4A到4C给出了一帧的构形。如图4A所示，一个控制数据传送时间区200和一个信息数据传送时间区201构成一帧。在控制数据传送时间区200，设置用以获得同步的M序列码并在无线通信控制终端102中的无线通信单元105和无线通信终端101A,101B,…中的无线通信单元104A,104B,…之间传送通信信息。根据该传送得到的信息，对于已经有传送请求的无线通信单元104A,104B,…将数据传送时间指定给信息数据传送时间区201内的每一个数据，并且分配数据传送信道。
如上所述，将数据传送时间指定给信息数据传送时间区201中的每一个数据以保持数据传送的资源。当信息数据传送完成时，该资源被释放并能够为其它数据传送所使用。
在上面的实施例中，明确地分开控制数据传送时间区200和信息数据传送时间区201。它们的关系并不局限在这种情况。例如，控制数据传送时间区200和信息数据传送时间区201可能重叠。这种情况下，在任何时候无线通信单元105从无线通信单元104A,104B,…接收发射请求，并根据所接收的传送请求以帧为单位分配数据传送时间。
图4B具体地给出了控制数据传送时间区200的构形。用以获得同步的M序列码被放在最前面。无线通信控制终端102中的无线通信单元105对无线通信终端101A,101B,…的无线通信单元104A,104B,…进行轮询。可以同时对构成系统的所有终端进行轮询。作为一种替换，对每一个终端顺序进行。作为对轮询的响应无线通信终端101A,101B,…的无线通信单元104A,104B,…向无线通信控制终端102的无线通信单元105发出确认(ACK1和ACK2)。
来自无线通信终端101A,101B,…的无线通信单元104A,104B,…的发射请求构成确认。发射请求包括将要进行发射的源终端的地址及发射目的地的地址。另外，它还包括区要求信息，如所要发射数据的大小和数据速度。它可能包括表示所要传送数据是异步数据还是同步数据的识别信息。
按照用该方法发出的确认，无线通信控制终端102的无线通信单元105为信道分配产生控制信息。该控制信息发给已经发出发射请求的无线通信终端101A,101B,…的无线通信单元104A,104B,…。无线通信终端101A,101B,…根据该控制信息在指定的时间区传送数据。
在上面的情况中，无线通信单元105在控制数据传送时间区200中对每一个无线通信单元104A,104B,…进行轮询并接收确认。该过程并不局限在这种情况。在小系统中或者用适当的方法避免数据冲突时可以省略轮询。
在上面的情况中，用以获得同步的M序列码被放在控制数据传送区200的最前面。该码的位置并不局限在该位置。由于帧是连续发射的，用以获得同步的M序列码可以被放在控制数据传送区的不同位置。进一步，除了M序列码，其它序列码如Gold序列码，Barker序列码和Kasami码也可以用于获得同步。
图4C具体地给出了信息数据传送时间区201的构形。在这种情况下，五个无线通信终端TR1,TR2,TR3,TR4及TR5发出发射请求并且进行数据传送。在信息数据传送时间区201中，从时间t1到时间t′1的时间间隔分配给终端TR1。用同样的方法，从时间t2到时间t′2的时间间隔分配给终端TR2，从时间t3到时间t′3的时间间隔分配给终端TR3，从时间t4到时间t′4的时间间隔分配给终端TR4，从时间t5到时间t′5的时间分配给终端TR5。每一个终端TR1,TR2,TR3,TR4和TR5通过放在控制数据传送时间区的最前面的M序列码获得同步，设置一个定时器，并且在分配的时间区进行数据传送。
如图4C所示，在信息数据传送时间区201中，异步数据(用ASYNC数据表示)和同步数据(用ISO数据表示)可以一起发出。最好在每一帧中大致相同的时间区传送一系列同步数据，也就是说，实际上在每一帧的同一位置传送。由于事先在一帧中为每个传送数据指定了传送时间区，因此能够保证稳定的传送速度。
在图4C中，在信息数据传送时间区201中异步数据和同步数据被一起使用。所用数据类型并不局限在这种情况。可能仅仅传送异步数据或同步数据。在上面的情况下，多个无线通信终端在时间区内进行发射。发射方法并不局限于这种类型。可能仅从一个无线通信终端进行发射。
在图4C中，异步数据被放在信息数据传送时间区201的任何位置。异步数据的位置并不局限在该位置。例如，可以将用于传送异步数据的区预先规定在区201的确定位置并且异步数据被首先放在该区。在这种情况下，当多个同步数据段要求发射时，最好能将同步数据放在用于异步数据的该区。
参考图5到7，下面描述无线通信终端101A,101B,…的无线通信单元104A,104B,…的发射和接收以及无线通信控制终端102的无线通信控制单元105的操作。将采用无线通信终端101A(即无线通信单元104A)发射信息数据到无线通信终端101B(无线通信单元104B)的情况。
图5是无线通信单元104A中的发射流程图。无线通信单元104A首先设定为空闲状态(步骤S10)，并以一个常量间隔获得帧同步。单元104A等待来自无线通信终端101A的发射请求(步骤S11)。当无线通信终端101A发出一个发射请求给无线通信单元104A时，处理进展到步骤S12。
在步骤S12，根据从无线通信终端101A发出的发射请求，一个区请求被发送给无线控制终端102的无线通信单元105(后面仅称为无线通信单元105)。根据该发射请求，无线通信单元105确定在信息数据传送区201中能否保证请求的数据传送时间，并且按该确定发送给无线通信单元104A一个通知，这将在后面描述。在步骤S13，无线通信单元104A接收该通知，并确定在下一步骤S14是否允许发射。例如，如果由于缺少数据传送时间区而确定不允许发射，处理返回到步骤S11。
如果在步骤S14确定允许发射，在下一步骤S15无线通信单元104A开始向发射目的地即无线通信单元104B发射信息数据，即数据传送。例如，从无线通信单元105发出的区分配通知包括数据传送开始时间t1，它已经分配给信息数据传送时间区201中的无线通信单元104A。根据该时间t1传送信息数据。该通知可以包括数据传送结束时间t1。
当信息数据传送结束时(步骤S16)，无线通信单元104A向无线通信单元105发出区释放通知以告知信息数据传送已经完成。该通知可以由事先指定的码构成。作为一种替换，不用发出专用码，表示信息数据传送已经完成的信息可以被作为该通知发出。接收到该通知，无线通信单元105释放用于传送的区。
图6是无线通信单元104B中的接收流程图，它与图5所示的发射流程图相对应。无线通信单元104B首先设置为空闲状态(步骤S20)，并且以一个常量间隔获得帧同步。当无线通信单元104B接收一个发自无线通信单元的接收命令时(步骤S21)，在步骤S22单元104B开始接收信息数据。接收命令包括用于表示将要发到无线通信单元104B的信息数据发送时间区的时间信息(例如，一个信息数据传送开始时间t1)。按该时间接收信息数据。
当完成信息数据接收时，过程返回到步骤S21。无线通信单元104B被设置到等待从无线通信单元105发出的接收命令的状态。例如，通过接收一个从发射源即无线通信单元104A发出的专用码确定与发射流程图相对应的接收结束。当停止信息数据传送时可以设置该接收结束。
图7是无线通信单元105中无线通信控制操作的流程图。该流程图主要由控制数据传送时间区200中进行的处理组成。单元105首先设置为空闲状态(步骤s30)，为获得同步以一帧的间隔发射M序列码。在下一步骤S31,单元105设置为等待从已经发射信息数据的无线通信单元发出的区释放通知的状态。例如，当无线通信单元105接收从无线通信单元104A发出的区释放通知时，处理进行到步骤S32。指定给无线通信单元104A的信息数据传送区被释放。
通过该区的释放，为无线通信单元104A的信息数据传送在信息数据传送时间区201保留的资源被返还。例如，进行发射和接收的无线通信单元的信息以及传送时间信息构成的资源信息储存在资源信息存储部件118中。在存储的资源信息中，删除相关的信息以释放该区。这样，资源被返还。
另一方面，如果在步骤S31没有接收到区释放通知，处理进展到步骤S33，并确定是否接收到无线通信单元104A,104B,…发出的发射请求。例如，根据当无线通信单元105对无线通信单元104A,104B,…进行轮询时返回的确认进行确定。传送信息数据的无线通信单元发射与信息数据有关的信息作为发射请求，例如所要传送的信息数据的数据速度，每一帧所传送的的比特数量，及传送所需要的时间。
根据该发射请求，在步骤S34检查剩余的资源。通过该检查，检查信息数据传送时间区201是否有传送发身请求所要求数据的充足时间周期。根据该检查结果，在下一步S35确定是否允许传送发射请求所要求的数据。
如果信息数据传送时间区201没有足够的时间周期用于传送发射请求所要求的数据并且确定不允许数据送，则将在步骤36发送给相应无线通信单元一个不允许通信的通知，以表示不允许信息数据的传送。
另一方面，当在步骤S35确定允许发射时，处理进展到步骤S37。存储在资源信息存储部分118的资源信息改变并且剩余资源被更新。在下一步S38，一个允许通信通知发送给相应无线通信单元，表示允许信息数据的传送。该通信允许通知包括信息数据传送时间区201中分配的传送时间信息。
在上面的情况中，相应于图5至7中流程图的处理是分开的。这些处理可以相互平行地进行。
下面将详细地说明无线通信单元104A,104B和105的配置。图8给出了无线通信控制终端102中的无线通信单元105的配置。在图8，给出了一个通信控制器11。通过该通信控制器11，使用数据终端传送数据。
由控制器11发出的将要发射的数据提供给差分编码正交相移键控(DQPSK)调制电路12。DQPSK调制电路12对DQPSK发射的数据进行调制。
DQPSK调制电路12的输出发送到一个串行/并行转换电路13。该串行/并行转换电路13将串行数据转换为并行数据。该串行/并行转换数据的输出发送到反快速傅立叶变换(IFFT)电路14。该IFFT电路14对从将要发射的数据到频域内的数据进行变换，并提供反傅立叶变换来转换到时间域中的数据。IFFT电路14的输出发送给并行/串行转换电路15。
串行/并行转换电路13，IFFT电路14和并行/串行转换电路15通过OFDM方法转换为多载波信号。在OFDM方法中，在一个频率区间f0利用正交构成的多个子载波以便不发生内码干扰，低比特率信号分配到每一个子载波以得到总体的高比特率。
图9所示为OFDM方法的传送波形的频谱。如图9所示，在OFDM方法中，在频率区间f0使用相互正交的子载波传送信号。
在OFDM中，通过将所发射的信号变换到频域并使用IFFT将它由频域转换到时间域来进行信号的产生。反过来，是在区间f0取得一个接收波形并使用FFT方法将时间域上的信号转换为频域上的信号来进行解调。
在上面的情况下，如图10所示，串行/并行转换电路13将DQPSK调制电路12的输出51个采样转换为并行数据，并变换到频域。通过IFFT电路14将串行/并行转换电路13的输出变换为时间域中的数据。IFFT电路14输出一个带有64个采样的有效码元。一个八个码元的保护间隔加到该带有64个采样的有效码元上。
因此，在这种情况下，如图11所示，具有72个采样的码元由具有64个采样的有效码元和具有8个采样的保护区组成。例如，一个码元周期Tsymbol是1.953毫秒，一个采样周期Tsample是27.127纳秒，而一个采样频率Fsample是36.864MHz。
在OFDM方法中，由于数据是通过多个子载波分开发射的，一个码元需要的时间变长。因为在时间轴上提供保护间隔，所以数据不太可能受不稳定和多通路的影响。保护间隔设定的长度大约为有效码元长度的10％到20％。
在OFDM方法中，要求从快速傅立叶变换解调连续接收的信号中取出有效码元并做快速傅立叶变换。即使由于取出有效码元中的不稳定而发生错误，由于提供了保护间隔，频率分量也不改变并且仅仅产生一个相位差。所以，通过将一个已知模式插入信号进行相位补偿，或者通过差分编码消除相位差使得解调是可能的。只有在一般的QPSK调制中，对每一比特调整定时。在OFDM方法中，即使有几比特的漂移灵敏度退化仅仅几分贝并且能够解调。
在图8中，并行/串行转换电路15的输出发送到切换电路16的终端16A。最长码(M序列)产生电路31的输出发送到切换电路16的终端16B。
切换电路16的输出发送到频率转换电路17。频率转换电路17从PLL合成器18接收一个本振信号。被发射信号在频率转换电路17中转换为具有指定频率的信号。例如，考虑将微波波段的低频部分2.4-GHz波段，5.7-GHz波段和5.7-GHz波段用作发射频率。
频率转换电路17的输出发送给功率放大器19。功率放大器19对发送信号作功率放大。功率放大器19的输出被发送给切换电路20的端子20A。切换电路20在发射和接收时切换。在数据发射时切换电路20切换到端子20A一边。切换电路20的输出发送给天线21。
天线21上的接收信号发送给切换电路20。在数据接收时切换电路20切换到端子203一边。切换电路20的输出通过低噪声放大器(LNA)22放大然后发送到频率转换电路23。
频率转换电路23从PLL合成器18接收一个本振信号，并将接收的信号转换为中频信号。频率转换电路23的输出发送到串行/并行转换电路24。串行/并行转换电路24的输出发送到快速傅立叶变换电路25。快速傅立叶变换电路25的输出发送到并行/串行转换电路26。
在OFDM方法中串行/并行转换电路24，快速傅立叶变换电路25，及并行/串行转换电路26进行解调。串行/并行转换电路24提取有效数据，在区间f0对接收的波形采样，并且转换为并行数据。串行/并行转换电路24的输出发送到快速傅立叶变换电路25。快速傅立叶变换电路25将时间域中的信号转换为频域中的信号。在OFDM方法中通过对在区间f0采用的波形进行快速傅立叶变换的方法进行解调。
并行/串行转换电路26的输出发送到DQPSK解调电路27。DQPSK解调电路27进行DQPSK解调处理。DQPSK解调电路27的输出发送到通信控制器11。通信控制器输出接收数据。
控制器28控制所有操作。根据控制器28的指令，通信控制器11控制数据发射和数据接收。
如上所述，在该系统中，通过TDMA方法以帧为单位发射数据。传送用于获得同步的M序列码作为在一帧最前面的一个码元。为实现这种控制，无线通信控制终端102的无线通信单元105具有M序列产生电路31，资源信息存储器30，和定时器29。在一帧最前面码元的定时，切换电路16切换到端子16B一边。通过该操作，在一帧最前面的定时发射一个一码元M序列。
当无线通信终端101A,101B,…中的无线通信单元104A,104B,…发出发射请求时，在天线21接收发射请求，在快速傅立叶变换电路25进行OFDM解调，在DQPSK解调电路27进行DQPSK解调，并且发送到通信控制器11。解调后接收的数据由通信控制器11传送到控制器28。
控制器28具有资源信息存储器30。该资源信息存储器30存储与在一帧内分配给每一个无线通信终端101A,101B,…的时间周期有关的资源信息。根据该接收的发射请求，控制器28确定分配给每一个无线通信终端101A,101B,…用以发射的时间周期并且保持通信资源。控制器28为分配给通信控制器11的发射发出控制信息。通信控制器11发出的数据在DQPSK调制电路12中进行DQPSK调制，在IFFT电路14进行OFDM转换，并且从天线21发射到无线通信终端101A,101B的无线通信单元104A,104B。
图12为无线通信终端101A,101B,…的无线通信单元104A,104B…的配置。在图12中，通过通信控制器51输入所要发射的数据。从通信控制器51发出的发射数据提供给DQPSK调制电路52。DQPSK调制电路52对所要发射的数据进行DQPSK调制。
DQPSK调制电路52的输出发送到串行/并行转换电路53。串行/并行转换电路53将串行数据转换为并行数据。串行/并行转换电路53的输出发送到IFFF电路54。IFFT电路54将所要发射的数据变换为频域数据，并进行反傅立叶变换，变换为时间域的数据。IFFT电路54的输出发送到并行/串行转换电路55。串行/并行转换电路53,IFFT电路54，以及并行/串行转换电路55通过OFDM方法转换为多载波信号。
并行/串行转换电路55的输出发送到频率转换电路57。频率转换电路57从PLL合成器58接收本振信号。在频率转换电路57中所要发射的信号转换为具有给定频率的信号。
频率转换电路57的输出发送到功率放大器59。功率放大器59功率放大所要发射的信号。功率放大器59的输出发送到切换电路60的端子60A。切换电路60在数据发射时切换到端子60A一边。切换电路60的输出发送到天线61。
天线61接收的信号发送到切换电路60。切换电路60在数据接收时切换到端子60B一边。切换电路60的输出通过LNA62进行放大然后发送到频率转换电路63。频率转换电路63从PLL合成器68接收本振信号，并将接收的信号转换为中频信号。频率转换电路63的输出发送到相关检测电路71以及串行/并行转换电路64。
串行/并行转换电路64的输出发送到快速傅立叶变换电路65。快速傅立叶变换电路65的输出发送到并行/串行转换电路66。串行/并行转换电路64，快速傅立叶变换电路65，以及并行/串行转换电路66用OFDM方法进行解调。
并行/串行转换电路66的输出发送到DQPSK解调电路67。DQPSK解调电路67执行解调处理。DQPSK解调电路67的输出送到通信控制器51。通信控制器51输出接收的数据。
控制器68控制全部操作。根据来自控制器68的指令，通信控制器51控制数据发送和数据接收。
如上所述，在该系统，在TDMA方法中以帧为单位发送数据。用于获得同步的M序列码作为在一帧最前面的一个码元从无线通信控制终端102的无线通信单元105送出。为实现这种控制，无线通信单元104A,104B,…具有相关检测电路71和定时器72。
在一帧最前面的定时，在天线61接收从无线通信控制终端102的无线通信单元105送出的M序列并将其送到相关检测电路71。相关检测电路71检测接收码与预先给定码之间的相关性。当确定到高的相关性时，输出一个相关检测信号。例如，相关检测电路71可以通过匹配滤波器实现。相关检测电路71的输出发给定时器72。根据相关检测电路71发出的相关检测信号设置定时器72的时间。
当要发射数据时，通信控制器51根据控制器68的命令发出发射请求。该发射请求在DQPSK调制电路52中进行DQPSK调制，在IFFT电路54进行OFDM转换，并且从天线61发射到无线通信控制终端102。无线通信控制终端102接收发射请求，并包括一个发送分配时间的返回控制信息。
在天线61接收该控制信息，在快速傅立叶变换电路65进行OFDM解调，在DQPSK解调电路67中进行DQPSK解调，并且发送到通信控制器51。解调的接收数据从通信控制器51发送到控制器68。
该控制信息包括与发送时间有关的信息。这些时间通过作为基准的定时器72的时间进行设置。根据相关检测电路71输出的从无线通信控制终端发出的M序列的定时设置定时器72。
当定时器72确定发送开始时间已经到来时，通信控制器51根据控制器68发出的命令输出所要发射的数据。所要发射的数据在DQPSK调制电路67中进行DQPSK调制，在IFFT电路54进行OFDM转换，并从天线21输出。当定时器72确定发送接收时间已经到来时，快速傅立叶变换电路65根据控制器68的指令对接收的数据进行解调处理。
在上面的情况中，无线通信控制终端102分别提供给无线通信终端101A,101B,…。配置并不局限于这种情况。如果提供足够的能力，任何无线通信终端101A,101B,…都可以具有无线通信控制终端102的功能。
在上面的情况中，信息数据的发射和接收是一对一通信的。配置并不局限于这种情况。例如，从无线通信单元104A发出的信息数据可以被诸如无线通信单元104B和未给出的无线通信单元104C,104D,…未示出等多个单元同时接收。在这种青况下，无线通信单元104A,104B,…中的接收结束可能会有差异。

Claims (24)

1．一种包括多个无线通信终端和一个用于控制无线通信的无线通信控制终端的无线通信系统，包括：
具有发射装置和接收装置的无线通信装置；及
用于控制所述无线通信装置进行通信的无线通信控制装置，该装置具有控制装置，发射装置和接收装置，
其中异步数据和/或同步数据通过一个用于在多个所述无线通信装置间进行通信的无线通信通道进行传送。
2．根据权利要求1所述的无线通信系统，其中无线通信通道具有一个由用于传送控制通信的数据的第一传送时间区和用于在所述多个无线通信装置间进行通信以及用于传送数据的第二传送时间区构成的帧结构，和
在第一传送时间区进行异步数据的数据传送并且在第二传送时间区进行异步数据和/或同步数据的数据传送。
3．根据权利要求2所述的无线通信系统，其中第一传送时间区通过时分多路复用方法被所述无线通信控制装置和多个所述无线通信装置共享并且
第二传送时间区通过时分多路复用方法被多个所述无线通信装置共享。
4．根据权利要求3所述的无线通信系统，所述无线通信控制装置在第一传送时间区至少发射分配信息，用于表示多个所述无线通信装置的每一个的信息数据的发送或接收定时，和多个所述无线通信装置用于检测信息数据发送或接收定时的同步信息，和
所述无线通信装置在第一传送时间区内发射发射请求。
5．根据权利要求4所述的无线通信系统，其中发射请求数据包括作为发射源的无线通信装置的地址信息和作为发射目的地的无线通信装置的地址信息。
6．根据权利要求5所述的无线通信系统，其中发送请求数据包括与所要发射的信息数据量有关的信息或通信速度信息。
7．根据权利要求6所述的无线通信系统，其中发射请求数据包括用于表示所要发射数据是异步时间还是同步数据的识别信息。
8．一种以帧为单位发射信息数据的发射装置，包括：
用于请求信息数据发射和用于发射与一帧的第一时间区内的信息数据有关的信息的装置；
用于接收表示根据请求是否允许通信的信息，并且如果允许通信，用于接收与一帧内允许通信的第二时间区信息有关的装置；和
根据信息发射第二时间区信息数据的装置。
9．根据权利要求8所述的发射装置，其中信息数据是异步数据。
10．根据权利要求8所述的发射装置，其中信息数据是同步数据。
11．根据权利要求8所述的发射装置，其中与信息数据有关的信息是信息数据的通信速度信息。
12．根据权利要求8所述的发射装置，其中与信息数据有关的信息是与信息数据量有关的信息。
13．一种用于控制在多个无线通信终端间以帧为单位进行的信息数据通信的无线通信控制装置，包括：
用于接收信息数据的发射请求并接收与一帧的第一时间区的信息数据有关的信息的装置；
用于根据接收到的发射请求确定一帧的第二时间区内是否允许信息数据发射的确定装置；和
根据所述确定装置的确定结果，如果允许发送则分配第二时间区给发射的装置，该装置还用于发射分配信息，并且如果不允许传送则发射该结果的信息。
14．根据权利要求13所述的通信控制装置，其中信息数据是异步数据。
15．根据权利要求13所述的通信控制装置，其中信息数据是同步数据。
16．根据权利要求13所述的通信控制装置，其中与信息数据的信息有关是信息数据的通信速度信息。
17．根据权利要求13所述的通信控制装置，其中与信息数据有关的信息是信息数据量的信息。
18．一种用于以帧为单位接收信息数据的接收装置，包括：
用于接收与在一帧的第一时间区发射信息数据的该帧内的第二时间区有关的信息的装置；和
用于根据与第二时间区有关的信息接收信息数据的装置。
19．根据权利要求18所述的接收装置，其中信息数据是异步数据。
20．根据权利要求18所述的接收装置，其中信息数据是同步数据。
21．一种用于多个无线通信终端和一个控制无线通信的无线通信控制终端之间的无线通信方法，其中，当通过无线通信通道在多个无线通信终端之间进行通信时，异步数据利或同步数据通过无线通信通道传送。
22．一种用于以帧为单位发射信息数据的发射方法，包括如下步骤：
请求信息数据发射和发射与一帧的第一时间区中的信息数据有关的信息；
根据同意请求接收表示是否通信的信息，并且如果允许通信，接收与该帧的允许发射的第二时间区有关的信息；和
根据该信息发射第二时间区中的信息数据。
23．一种用于控制在多个无线通信终端之间以帧为单位进行的信息数据通信的无线通信控制方法，包括步骤为：
接收信息数据发射请求和接收与一帧的第一时间区中的信息数据有关的信息；
根据所接收的发射请求确定在该帧第二时间区中是否允许信息数据的发射；和
如果根据所述确定步骤的确定结果允许发射就将第二时间区分配给发射并且发射分配信息，而如果不允许发射，则发射该结果的信息。
24．一种以帧为单位接收信息数据的接收方法，包括步骤为：
在一帧的第一时间区接收与其中发射信息数据的该帧的第二时间区有关的信息；和
根据与第二时间区有关的信息接收信息数据。
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Granted publication date: 20031224

Termination date: 20130827