CN1234154A - 确定无线电媒介中第一个传送相对于另一个传送的发送时间点的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定异步信息(语音/数据)传送相对于同步信息传送的时间发送点的方法以便异步发送不与同步接收相互碰撞。异步及同步接收发生于短距离(< 200m)之内,以及终端安排的彼此相互靠近,因此导致了彼此相互干扰。一个终端的频带也接近于另一个终端的频带。本方法包括:在异步终端之内存储关于同步终端的发送及接收的相对时间;存储程序于异步终端之内,每个异步发送之前的预定时间间隔期间,该程序检测来自同步终端的发送是否和何时出现以及检测到的信号功率是否超过了预定门限值;并且如果在前面步骤之内的电平超过了预定门限值,那么调整来自异步终端的发送时间以便通过不与同步终端处的接收不相碰撞避免了干扰同步终端的通信。公布了一种在异步终端之内用于避免干扰附近同步终端的装置。

Description

确定无线电媒介中第一个传送相对于另一个传送的 发送时间点的方法及装置

本发明普遍而言涉及一种用于确定在无线媒介之中根据第一个原则的第一个信息传送相对于根据第二个原则的第二个传送的发送时间点的方法。

更具体而言，本发明涉及一种用于确定异步发射机的发送时间点的方法，上述异步发射机在应用同步无线传送原则的第二个频带之内附近的一个频带之内发送。同步无线系统可以是DECT类型的无线系统，即具有相对短范围的无绳个人通信系统，而异步系统，例如可以是所谓的分组交换数据传送系统。

在数字无线通信系统之中，可以区分为同步与异步传送的区别。在下面，将讨论异步及同步系统，特别是当进行短距离传送时(最大约为200m)之内，例如在一个写字楼内，这两种传送类型的装置都有应用在办公室内。

传统上，给同步无线终端在空间接口提供了数字无线通信，上述同步无线终端诸如具有语音通信和ISDN业务的移动电话和数字无绳电话。对于这些类型系统的共同点在于在给定的无线频率之上的时分系统之中某个确定的时间点之内发送信息到某个接收机。上述时分系统的实例是此处称作的TDMA(时分多址)系统，在上述TDMA系统之内的某个载波频率之上每个信道在预定的周期间隔处的时隙之内发送信息。

在此种情况之下，两个通信方向(经常称作上行链路及下行链路)能够使用在不同频带之内的载波频率，正如在蜂窝移动电话系统之内的情况，其中在上行链路及下行链路频率之间的间隔通常是45MHz。也有一种称作多载波时分多址/时分双工(MCTDMA/TDD)的变型TDMA，在下述称作TDD。在此种变型TDMA之中，同一个载波频率用于上行链路及下行链路，而且一个载波频率用于几个双工信道，正如例如上面提到的DECT系统情形，该DECT系统在上行链路之内有12个时隙以及在下行链路之内有12个时隙，其在同一载波频率上总共具有24个时隙。

异步传送的无线系统通常使用所谓的在某个无线频率之上的分组传送，而且这些分组时间上随机地从一个收发信机到另一个收发信机被发送和接收。

异步系统的实例是所谓的“局域数据网络”，该局域数据网络使用在无线链路之上直接交换的分组。某个频谱(例如，由美国USA联邦委员会FCC所指配的1910-1920MHz)已经予留作为异步无线传送。藉此方式可以使用于发送异步分组的短暂接入时间更短。在此种情况之下的几个用户共享用于异步传送的相同频谱以便不需要频率规划。在偶尔，冲突及由此导致的阻塞出现于网络之内的两个用户之间，并且重发上述分组。在异步数据分组发送之后的某个时间点的进行重发早已是公知的，例如可见于在SE-A-9302067-5文献中。

同步的或者周期的传送意味着在预定周期的重现时间点处发送及接收信息，正如上面提到的TDMA系统。在正如上面根据美国标准所提到的实例中经由短距离的无线传送的情况下，指配在1910与1920MHz之间的频带作为异步传送以及指配在1920与1930MHz之间的频带作为同步传送。因此，分开地使用这两个频带。

当两个收发信机位置彼此非常接近时，例如在同一个桌子之上，并且如果它们使用了邻近的频带，那么它们可能彼此地干扰。这是正确的，例如在同一个桌子上分别由同步及异步终端使用在20MHz之内的两个10MHz频带。这也不利于使用在不同频带之内的载波频率，因为当频率间隔低于10MHz时，发送信号比接收信号是如此地强得多以致于在接收滤波器之内的选择性不足以把噪声和负荷信号相分隔。

瑞典专利申请9403036-8描述了用于此处所描述的同样类型的异步及同步发送的原则。然而，该先前的专利申请不是意图在于解决位于彼此靠近的终端之间干扰的问题而是描述了一种用于提高同步系统的频率可接入性的方法。专利申请9403036-8描述了一种用于同步无线传送的方法，在此专利中已经使同步传送适应于异步发送的原则以便同步传送也能够于异步频带之内进行，例如在USA的1910-1920MHz频带之内。该已知的解决方法允许同步系统也能够使用异步频带，而且没有提供对附近异步终端的保护。因此，本现有的技术方法只适合于使用同步系统的情况，例如在一个建筑大厦之内，此时已经知道在建筑大厦之内没有异步系统。

另一个现有技术方法公布于1995年1月19日发布(Release)1.1的“蜂窝数字分组数据系统规范”之内，该规范可以从“CDPD论坛”(一个众所周知的在USA的公司协会)得到。CDPD使用了在蜂窝TDMA移动电话系统之内用于分组数据传送的可用频率，即仅有的全部载波频率用于此目的，并且在上行链路与下行链路之间的间隔为45MHz。

                         发明综述

如果一个异步终端和一个同步终端放置于同一个桌子之上相隔例如40cm的距离，并且如果在两个终端的载波之间的频率间隔是不足够的，例如小于10MHz，那么一个异步终端(例如DECT类型的异步终端)可能受到同步终端(例如连接分组无线电的个人计算机PC)的干扰，因为收到的信号受到了来自位于其附近发射机的强得多信号的淹没。

因此，本发明的一个目的是公布一种使在同一个桌子之上的使用邻近的载波频率的(小于10MHz的频率间隔)，至少一个同步及一个异步的无线终端能够共处的方法，术语“共处”意味着两个终端之一能够发送及接收信息而不会受到另一个终端的严重干扰。

本发明的另一个目的是在异步终端之内提供一个装置，该装置通过添加异步协议的原则来消除从异步终端到位于其附近的同步终端的干扰。

按照如下步骤实现上面提到的目的：

-在异步终端中存储有关附近发现的发送和接收的相对时间；

-存储一个程序于异步终端之内，该程序在异步通信的每种情况之前的预定时间间隔期间检测是否和何时执行了来自其附近同步终端的发送并且检测所检测到的信号功率是否超过了预定门限值，以及

-如果根据前面步骤的电平超过了有关的相对时间及检测到的信号功率的预定门限值，那么允许上述程序所关联终端的异步发送进行以便通过不与在同步终端之内的接收时间相碰撞而不干扰同步终端的通信。

为实现上述目的，而采用了一个作为在异步终端之内的附加设备执行了本发明的方法的装置。

本发明特征在记载于随后专利权利要求书之内。

将参照附图更加详尽地描述本发明，其中：

图1分别是在同一个地理区域之内用于同步及异步无线传送的两个现有技术的无线系统的方框图；

图2示意性地说明了频带，每个频带指配给根据图1的两个无线系统；

图3按照时间图说明了一个现有技术的同步无线发送及接收的实例以及如何进行没有本发明方法及具有本发明方法的异步发送；

图4说明了由根据本发明方法的异步收发信机所执行扫描的及发射机单元激活的时间图；

图5是一个应用根据本发明方法的异步收发信单元的方框图；

图6是一个在图5之内所示方框图之一的更详尽方框图；

图7在一个包括在图6的方框图中的存储器单元中存储的时间图。

                      实施方案详述

图1说明了用于同步及异步无线传送的两个系统的简化方框图。在此种情况之下的每个无线系统包括基站BS1和BS2，它们之一与便携式电话PT进行通信而另一个与移动数据终端DT进行通信。这两个终端PT和DT物理上位于彼此临近的位置，以及因此可能彼此相互干扰，正如由点划线表示的无线信号Ⅰ所图示说明的。

例如，两个终端PT和DT可以安装于同一个地方的办公大厦之内的较小相互距离(0.4m)处。两个终端也处于离基站BS1和BS2的较短距离处。就短距离而言，这意味着10-200m，即比在蜂窝系统之内移动用户距离基站的最大距离(高达30km)要短得多的距离。

第一个传送Tr1是同步的并且由便携式电话PT所使用，第一个传送Tr1发送到同步工作的基站BS1以及在一定的频带之内和具有根据TDD的时分原理接收来自该基站的无线信号。这意味着除了某个频率予留作同步传送之外还有在每个帧之内的某个时隙也予留给来自终端PT的发送并且一个时隙作为在同一个帧之内发送之后某个时间间隔的接收(见图3)。

基站BS1能够在其它的频率之上及其它的时隙之内同步地与其它便携式电话(未示出)进行通信。基站BS1就帧及时隙而言同步到在同步系统之内的其它基站(未示出)。

第二个传送Tr2是由数据终端DT所使用的异步传送。该装置发送到按照异步方式工作的基站BS2以及在某个频带之内接收来自该基站的无线信号，但是对于终端PT而言发送不是周期的而是随机。对于基站BS1而言，由基站BS2在某个频带之内的频率之上发送及接收无线信号。例如，传送Tr2是一个分组交换的数据传送。

基站BS1和BS2可以安排于建筑物之内或者之外以及具有到专用或者公共网络(未示出)的永久连接。

图2示意性地说明了用于同步传送及异步传送Tr1及Tr2的两个频带。在由边界B1及B2所分界的频带之内，只有异步传送Tr2出现，以及在在由边解B2及B3所分界的频带之内，只有同步传送Tr1出现。在USA，已经分别地规范了频谱为1910-1920MHz和1920-1930MHz。

图3的上部分图说明了用于无线信号的TDD传送的已知原理，该原理是周期性的或者是同步传送的。在此种情况下，说明了在用于个人无线通信的DECT(由ETSI所标准化的)系统之内的TDD传送。根据该标准，发送出现于属于长度为10ms帧的一半(5ms)的时隙期间，以及接收出现于属于同一帧的随后一半(5ms)的时隙期间。发送及接收随后再次地出现于属于后续帧的对应时隙期间。根据标准，时隙数在每个半帧之内应该是12个，然而在图3之内为了简化的目的，在发送及接收方向说明了只有四个时隙。对于根据本发明的方法极为重要的是同步电话PT根据所标准化的以及还有对于异步终端DT所已知的此种模式按照同步方式发送及接收。

在异步终端DT之内发送请求(箭头S)的情况下，该终端已经监视及存储了在对应于同步传送之内一帧的时间W(=19ms)期间的场强。在此时间期间，异步终端据此能够检测邻近的同步终端是否正在发送(在图顶部的脉冲TX)。如果终端DT检测到同步发送，即如果检测到TX，那么终端DT知道电话PT将在何时接收，这将在5ms之后(在图顶部的脉冲RX)。就异步终端DT的发送而言，当同步电话PT正在接收时，它在此期间可以不发送，因为收到的脉冲RX对来自异步发送的干扰最敏感。(不允许TY1,TY2；在W之后TY3,TY4是可能的)。

终端准备监视以便找到任何同步的发送是否正在进行的10ms间隔(“窗口W”)对于异步终端DT已经是已知的，因为当异步终端不是正在发送时，它总是激活了接收机以便能够接收在任何时刻可能到达该终端的异步消息。

因此，终端DT寄存在对应于一帧的时间窗W(10ms)期间同步发送的历史。第一个异步分组的发送可以只在达到后续帧之内接收的时间间隔之内继续。新的监视是没有必要的，因为终端DT知道下次允许的间隔将何时出现。藉此方式，异步发送会继续直到结束为止。

图4更详尽地按照时间图说明了用于发送的异步终端DT的监视及激活。

在监视出现期间的窗口W能够相对于在同步电话PT之内的发送/接收脉冲占据不同的位置。在一种情况下，窗口W=W1具有这样的位置，即检测到发送脉冲，因为其场强相对于监视所定义的门限Th足够地高。在另一种情况下，窗口W=W2具有这样的位置，即接收脉冲出现于发送脉冲之前，但是没有检测到接收脉冲，因为其场强相对于门限Th不是足够地高。在两种情况下，异步终端检测到只有发送脉冲以及据此得到同步终端PT发送的时间点的明确检测，藉此能够决定接收的时间。

在第一种情况下(窗口W1)，在紧接着发送请求S1之后，发送一个激活脉冲P1到异步终端的发送电路，因为已经找到同步终端的发送已经位于窗口W1的起始处。

激活脉冲P1启动在异步发射机之内的第一个数据分组TY5的发送。由于异步终端知道了接收脉冲RX何时到达同步终端的接收，所以例如在紧接着接收脉冲RX之后能够给出第二个数据分组TY6的起始时间。

在第二种情况下(窗口W2)，在等待出现于同步接收RX的发送请求S2以及之后的某个时间只发送激活脉冲P2到终端的发送电路，并且在同步接收RX之后第一个数据分组TY7的发送会出现。正如在前一种情况(窗口W1)之下，异步终端知道接收脉冲RX何时到达同步终端以及能够据此决定何时将发送数据分组。在此种情况下，在紧接着第一个分组TY7发送之后能够发送分组TY8。

然而，正如图4中所示出的，避免来自同步及异步终端的同时发送以便避免在基站BS1、BS2之内接收的任何干扰也是可能的，此时发射机的频率间隔较小，例如当使用在图2中靠近边界B2的频率时。

也可能出现的是当基站BS1非常接近于终端DT时，收到的脉冲超过了门限值Th，这会导致终端DT不知道是RX还是TX处于同步传送之内。在此种情况下，也可能的是避免在同步传送之内的既有RX又有TX期间的发送。

当建立根据本发明的方法时，还有一种必须考虑的情况。如果不止一个同步传送出现于异步终端DT附近，那么可能有不止一个脉冲TX超过了门限值Th。对于所有的这些情况，一个共同的原则是禁止在前一个10ms监视时间段期间已经找到的TX及RX脉冲超过了Th的时间间隔期间来自DT的异步发送。

图5说明了一个用于异步发送及接收的发射机/接收机，例如正如图1所示的移动数据终端DT，它采用了根据本发明的方法。

该终端具有一个收发信机天线A，该天线A连接到一个用于倒换到无线发射机TY和无线接收机RY的开关SW。这些单元对本技术领域的人员而言是众所周知的，因此不更详尽地描述。该终端具有一个控制在发射机及接收机电路处理的中央处理器CP(微处理器)。一个缓冲区单元BF按照技术上众所周知的技术安置于发送单元TY之前：使发送单元能够存储通过天线A的无线电发送前至发送进行时的发送数据。

方框图B代表根据本发明所需要的检测及决定用于异步传送的起始及停止时间的单元。

接收机RY周期地采样在异步终端环境周围的电磁场并且发送一个数值到单元B以便使终端之内的中央处理器CP能够决定对于位于根据图1的异步终端DT的附近周围(例如，0.4m)之处的任何同步发射机PT的起始时间。

只要在同步终端周围的电磁场的检测值RSSI小于门限值Th，就不激活方框图B。

如果RSSI之值超过了根据图4的门限值Th，那么对于此门限的时间寄存于方框图B之内，以及同时寄存场强RSSI高于门限值Th的时间长度。因此，方框图B能够既检测到输入脉冲的时间又决定该脉冲是否已经是来自同步发射机的发送脉冲，因为已经检测到了其宽度。如果满足了同步发送脉冲的先决条件，那么发送一个激活脉冲到中央处理器CP。在中央处理器CP之内存储对于同步传送(5ms)已知为有效的发送及接收之间的时间间隔，以及藉此方式处理器CP能够计算同步接收没有出现的时间间隔以及据此还有异步发送能够出现的时间间隔。

中央处理器CP现在能够根据图4在两个图示的异步发送的每种情况下发送激活脉冲P1及P2到缓冲区单元BF以及无线发射机TY。

图6详细地说明了图示于图5之内的方框图B的实施方案。它包括一个积分器IT、一个门限单元TH、一个采样单元S以及一个存储器单元M。门限单元TH检测来自积分器IT的输出信号以及如果输出信号的值超过了某个门限值，那么它发送一个对应的信号。

采样单元S在每个等于积分器IT的积分间隔(=30us)的时间间隔期间采样一次来自门限单元所发送的信号以及它数字化所得到的信号以便形成二进制的“1”和“0”。如果输入到门限单元TH的信号已经处于门限值之上，那么发送二进制的“1”到存储器单元M，在相反的情况下，发送“0”到存储器单元M。该单元此处称作FIFO单元，它存储在某个时间期间之内二进制值的次数以及随后根据“先入先出”的原理发送最先存储的这些值。来自存储器单元M的输出信号馈送到中央处理器CP。

一旦输入到积分器IT的信号出现，那么该信号的值表示由其它终端的发送及接收所引起的异步终端DT周围的已测到场强RSSI。在对应于执行监视时间的某个较短时间期间(30us)之内积分该值。该积分值发送到单元TH，根据上述内容，如果来自积分器的信号足够地高，即如果检测到相对高的场强，那么该单元TH会发送高信号电平。在相反的情况下，来自单元TH的信号电平是零。采样单元S按照对应于积分时间(即30us)的速率采样输入信号，以及根据上述内容，如果依然没有检测到足够高的场强，那么得到一个包括“0”的脉冲训练到存储器单元，以及如果已经检测到足够高的场强，那么得到一个包括“1”的脉冲训练到存储器单元。因此，在比特流之内的每个比特具有等于30us的长度。图7是比特如何存储于存储器单元M的时间图以及据此对于窗口W的时间T历史。

存储器单元具有等于窗口的时间间隔的长度，即T=10ms。存储器长度随后对于图4之内的窗口W1或者W2变成为10/0.03=333个比特位置。因此，存储器单元对就终端DT而言的每个10ms一次存储333个比特。如果在图7之内的某个时间间隔t0-t1出现的期间等于来自同步终端PT的发送TX的已知时间值，那么发送控制信号至寄存了既有第一个脉冲到存储器单元M的时间点又有余下的时间直到预期的同步接收脉冲RX出现位置。

因为存储器单元M是FIFO存储器，所以为在规定时间t0-t1期间超过门限值中的第一个值存储时间t0。在处理器CP之内的逻辑及计算电路据此能够计算同步发送的起始点以及发送一个发送起始信号到在终端之内的缓冲区单元BF及发送单元TY。在处理器CP之内的逻辑也能够计算时间或者时间间隔，在此间隔期间同步发送能够出现以及因此根据图4的时间图发送停止信号到缓冲区单元BF以及发射机单元TY。

对于本技术领域的技术人员，包括于处理器CP之内的逻辑及计算电路及用于计算同步发送时间间隔和同步接收起始时间的设计是显而易见的，因此，在此不详细地说明。

Claims (11)

1．一种用于确定在一无线媒介上根据某个第一原则第一个信息传送的发送时间的方法，在该无线媒介上也根据某个第二原则传送第二传送，而第二个传送周期地出现于某个激活的时间间隔(TX，RX)之内，其特征在于下列步骤：

a)存储关于相对于发送(TX)出现和该发送再次出现时的与第二个传送相关联的接收(RX)出现时间的信息，藉此得到一个上述第二个传送事件按时间的序列；

b)在启动第一个传送之前，监视在某个时间间隔(W)期间的第二个传送的状态，以及存储上述状态；

c)栓测第二个传送检测发送的时间点(t0)；以及

d)基于根据(a)所已知事件的序列以及根据(c)所检测到的发送时间点，计算第二个传送没有出现期间的时间间隔，而第一个传送(TY)的发送时间被设置成使不与第二个传送的接收时间相互冲突。

2．据权利要求1的方法，其特征在于，上述时间间隔(W)至少等于在第二个传送出现期间的周期(T)。

3．根据权利要求1的方法，其特征在于，检测在根据(b)的监视期间在上述时间间隔(W)期间根据(c)的发送时间点。

4．一种在用于在异步传送的频带(B1-B3)之内的异步发送的方法，在上述频带之内也采用了同步传送的原则，异步传送出现于同步接收的较短距离之内，同步传送周期地出现于某个激活的时间间隔(TX,RX)之内，其特征在于下列步骤：

a)存储关于与同步传送相关联的接收(RX)相对于发送出现时间及该发送根据同步接收所规定的原则再次出现时间的信息，藉此得到一个上述同步传送事件的序列；

b)在启动同步发送(TY)之前，监视在时间间隔(W)至少等于同步(Tr1)传送出现的时间段(T)期间的异步接收(TX)的状态，以及在上述时间间隔(W)期间存储上述状态；

c)在监视期间的上述时间间隔(W)期间检测对于同步传送(Tr1)的发送时间点(t0)；以及

d)基于根据(a)所已知事件的序列以及根据(c)所检测到的发送时间点(t0)，计算同步传送没有出现期间的时间间隔，以及决定异步传送的发送时间以便使该发送时间不与同步接收的时间相互冲突。

5．根据权利要求4的方法，其特征在于，根据(d)所执行的计算也涉及同步传送的发送间隔(TX)以便在同步传送的接收间隔和发送间隔期间禁止异步发送(TY)。

6．根据权利要求4的方法，其特征在于，根据(b)所监视的状态包括在异步传送(Tr2)时所考虑时间和电场强度(RSSI)的测量，寄存上述场强度的变化以便决定根据(d)没有同步接收正在进行。

7．根据权利要求6的方法，其特征在于，把所测得的场强分隔为某个门限值(Th)之上和之下，已经如此地选择上述门限值以便能够寄存异步接收时的同步发送(TX)干扰以及据此能够决定对应同步接收何时出现的时间点。

8．根据权利要求7的方法，其特征在于，把从单独场强所得到信号的时间长度与在同步传送之内的发送信号的时间长度的已知值相比较，藉此通过决定上述信号的起始时间检测发送的时间点(t0)。

9．一种装置，该装置包括于包含发射机及接收机单元(分别为TY，RY)的异步无线终端(DT)之内，其特征在于，该装置包括：

a)监视装置(RY)，该装置监视在异步终端处的电场强度，藉此如果上述场强度超过了某个值(Th)，那么产生第一个激活信号，上述激活信号的时间长度等于电场强度超过上述值期间的时间；

b)寄存装置(B)，该装置用于寄存何时发送上述第一个激活信号的时间点以及根据其时间长度用于决定是否由同步传送已经导致了收到的第一个激活信号，如果是此种情况，那么寄存本传送的时间点，并且据此导致发送第二个激活信号；

c)处理器装置(CP)，该装置存储同步传送的特性以便基于该同步传送的特性计算在来自异步终端的发送即将出现期间的时间间隔以便上述时间间隔不与同步接收相互碰撞。

10．根据权利要求9的装置，其特征在于，使上述处理器装置适应由来自异步终端的发送请求信号激活，上述发送请求与所计算的时间间隔一起共同激活来自异步终端的发送。

11．一个包括无线基站(BS1,BS2)的无线通信系统、一个包括发射机/接收机的同步无线终端(PT)以及一个包括发射机和接收机的异步无线终端(DT)，上述两个终端安置于彼此靠近的短距离之内以及两者经由无线媒介与上述无线基站(BS1,BS2)进行通信，其特征在于，上述异步终端(DT)包括：

a)存储器装置，该装置用于存储关于在同步终端(PT)接收(RX)出现时间相对于发送(TX)出现时间及来自同步终端(PT)的发送再次出现时间的信息；

b)监视装置，在启动来自同步单元(DT)的传送之前，监视在某个时间间隔(W)期间的同步单元(PT)的状态以便构成上述状态的指示；

c)检测装置，该装置用于检测同步单元的时间点(t0)与根据(b)所构成状态的相互依赖关系；以及

d)计算装置(CP)，该装置用于基于根据(a)所已知的时间间隔以及根据(c)所检测到的时间点，计算同步终端的传送不是正在出现期间的时间间隔以及决定异步单元(DT)的发送时间间隔以便上述发送时间间隔不与同步接收相互碰撞。

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