CN1243404A

CN1243404A - 无线网络

Info

Publication number: CN1243404A
Application number: CN 99109519
Authority: CN
Inventors: 杜永刚; C·赫尔曼
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2019-06-21
Also published as: CN100385966C; DE19828226A1

Abstract

本发明涉及一种无线网络,该网络包括用于交换有用数据和控制数据的至少一个基站(1至3)和多个相关终端(4至14)。根据本发明,基站(1至3)被安排向至少一个终端(4至14)发射信令序列的开始瞬间。为了估计由终端发射的信令序列,基站(1至3)包括用于相关接收信令序列和用于检测由接收和相关的信令序列产生的脉冲的装置(21,22)。

Description

无线网络

本发明涉及一种无线网络，该网络具有用于有用数据和控制数据交换的至少一个基站和多个相关终端。

文献“1997年12月1-5日在爱尔兰Cork市召开的ETSI SMG2第24次会议，Tdoc SMG2 359/97，概念组Alpha-宽带直接序列CDMA(WCDMA)，评价文件(3.0)，第一部分：系统说明、性能评价”提出了一种在CDMA(CDMA＝Code Division Multiplex Access)的基础上运行的无线网络。无线网络由多个无线网孔组成，网孔具有各自的基站和终端或其中所出现的移动站。在终端登记并同步之后，例如在信道请求的情况下，终端通过随机访问信道(RACH)发射随机访问脉冲串。该随机访问脉冲串由前置部分和数据部分组成。前置部分包括16个码元(前置序列)，其通过正交金色码(前置码)扩频。正交金色码包括256个片间隔。数据部分包括一个具有终端识别符的字段，一个表征被请求服务(短分组传输、指定信道建立等)的字段，一个用于数据分组(可选用户分组)的可选字段和一个用于误码检测的CRC字段。通过匹配滤波器、前置码相关器和峰值检测器，由基站接收的随机访问脉冲串被加到一个电路部分，该电路部分估计数据部分的时间特点并控制用于估计数据部分的瑞克(RAKE)电路。因此，在这种情况中根据相关使用峰值检测并继之以信息解码。对于与一个基站相关的终端有80个随机访问信道可用。这些信道由16个不同的前置码和5个不同的发送瞬间确定。如果两个或多个终端通过同一随机访问信道发射，即选择同一前置码和同一发送瞬间，出现冲突并且由终端发射的信息不能由基站正确估计。这种冲突在高话务量的情况中可能很明显。

本发明的一个目的是提供一种无线网络，其中一个终端以不同的方式与相关基站交换信令信息。

这个目的利用所描述的该种无线网络实现，其特征在于；基站被安排发射至少一个终端的至少一个信令序列的开始瞬间，并且基站包括用于相关接收信号和用于检测由接收和相关信令序列所引起的脉冲的装置。

在本申请的上下文中根据本发明的无线网络被理解为有多个无线网孔的网络，其中一个相应基站和多个终端以无线方式发射控制数据和有用数据。无线传输意味着通过诸如无线、超声波或红外线信道发射信息。

在登记和同步之后，终端必须从相关基站请求一个给定的有用信道以发射有用数据。这种有用信道例如可以是基站和终端之间或者两个终端之间的专用信道(例如用于语音传输)。该信道由基站分配。根据本发明，终端通过由基站分配的信令信道例如发射一个专用信道的请求。基站应当向基站至少提供一个预先可知的信令序列的开始瞬间。除了开始瞬间外终端还指定有多个信令序列之一也是可能的。这种信令序列是具有合适自相关和互相关属性的Gold和Kasami序列。基站包括一个装置(例如匹配滤波器)，其中所接收的信令序列被相关。相关的结果脉冲被检测并指定给终端。因为在根据本发明的网络中避免了冲突，这是因为信令序列的不同开始瞬间，并因为在根据相关的峰值检测之后不执行信息解码，而替之以信令序列的结果脉冲的出现被认为一个信令请求，与现有技术的信令检测相比可以以更加可靠和快速的方式执行，尤其在高话务量的情况中。

为了检测信令序列，根据信令序列的开始瞬间和信道属性选择给定的时间间隔用于峰值检测。这个时间间隔被称为检测窗。检测窗的长度或持续时间和开始瞬间必须以这样的方式选择使得可以进行峰值检测。从现有技术所知检测窗必须小于随机访问脉冲串的持续时间。因此使用根据本发明的信令，许多终端可以在一个时间的短周期内发射一个信令序列。

为了发射信令序列，在登记和同步之后，无线网孔内的终端始终具有相对于参考帧相同的开始瞬间，只要基站没有明确地改变开始瞬间。这样一个信令信道固定为一个终端所有。因为许多这样的开始瞬间可以在短期(例如10ms)的参考帧内出现，并且因为无线网孔的所有终端使用相同的信令序列，终端的开始瞬间和信令序列的固定分配只需要很少的网络资源。

在无线网孔内所有终端的信令序列具有不同的开始瞬间。在最简单的情况中同一信令序列由每个终端所用。因此信令序列可能部分重叠，因为序列的长度通常大于两个连续开始瞬间的间隔。

根据本发明的网络的另一个优点在于识别信号请求的可靠性。在信令序列的发送之后实际上始终产生一个可检测的脉冲。这是因为干扰信号和信道噪声可以在匹配滤波器的输出端导致“人工”脉冲。它们不可能在接收实际发射的信令序列时降低在匹配滤波器输出端的脉冲幅度。在最坏的情况中(例如，在故障的情况下)，如果在信令序列没有被发射的情况下噪声或干扰信号的幅度超过检测阈值，则触发一个故障警告。

本发明描述利用匹配滤波器的信令序列的相关和利用峰值检测器的脉冲检测的特征。本发明描述信令序列和被用作信令的信令序列通过控制信道的传输时间及其开始瞬间。应当注意信令序列或被用作信令的序列只与一个基站相关而与其相邻基站无关。Kasami或Gold序列可以被用作信令序列。然而，不排除使用其它的正交方波信号。

相同信令序列的开始瞬间可以位于彼此之间相同固定的时间距离上或者单独确定的距离上。在前一种情况中固定距离例如根据最差信道属性，但在第二种情况中它根据基站和相关终端之间各自的信道属性。

本发明分别描述1比特信令信息和n比特信令信息(n＞1并为整数)传输的特征。而且当话务量很高并且不能再分配信令序列的开始瞬间时，可以在无线网孔中发射不同的信令序列。

本发明涉及基站和终端的实施例。

根据本发明的无线网络的其它优点在于信令序列的幅度可以始终适应于某种网络要求。如果信令序列的幅度太低，它可增加。这还可以通过本发明的逐步适应过程执行。如果由指定基站在预定的时间期间内给出确认或者如果信令序列具有最大幅度，这个处理结束。这样一个确认例如是向终端分配用户信道。

本发明还涉及在无线网络中在至少一个基站和多个相关终端之间交换有用数据和控制数据的方法，涉及在无线网络中用于与多个相关终端交换有用数据和控制数据的基站，并涉及在无线网络中用于与至少一个基站交换有用数据和控制数据的终端。

下文将通过参见附图详细描述本发明的实施例。其中；

图1表示有多个基站和终端的无线网络，

图2和3表示有关参考窗在基站中使用的匹配滤波器的检测窗序列，

图4用例子表示由两个终端发射的信令序列和相应的检测窗，

图5表示对于n比特信令信息传输由信令序列检测形成的脉冲位置，

图6表示基站的接收机，

图7表示基站的发射机，

图8表示终端的接收机，和

图9表示终端的发射机。

图1表示一个无线网络，例如一个射频网络，有多个基站1-3和多个终端4-14。给定终端4至14与基站1至3相关。在图1所示的例子中，终端4至7与基站1相关，终端8至10与基站2相联系而终端11至14与基站3相关。至少在基站和终端之间进行控制数据的交换。有用数据的交换可以在基站与终端之间以及直接在终端之间进行。在这两种情况下由基站建立有用数据传输的链路。终端4至14通常是由固定基站1至3控制的移动站。但是，基站1至3也可以是移动的。

在无线网络中，例如射频信号依据FDMA、TDMA或CDMA方法(FDMA＝frequency division multiplex access、TDMA＝time division multiplexaccess、CDMA＝code division multiplex access)或依据这些方法之组合发射。

根据做为一种特殊编码扩频方法的CDMA方法，每次用不同的码序列调制由用户始发的二进制信息(数据信号)。这样的码序列由伪随机方波信号(伪噪声码)组成，其速率也称为片速率(chip rate)，一般明显高于二进制信息的速率。伪随机方波信号的方波脉冲宽度称为片间隔T_c。1/T_c是片速率。用伪随机方波信号进行数据信号的相乘或调制产生根据扩频因数N_c＝T/T_c的频谱扩展，其中T是数据信号的方波脉冲宽度。

基站与具体的无线网孔相关，在该网孔与在该无线网孔中存在的相应终端进行数据通信。当终端从一个无线网孔移动到另一个无线网孔中时，根据给定的规范从一个基站向另一个基站传送该终端的分配。然后该终端在从一个无线网孔切换到另一个网孔时可以同时与两个无线网孔的基站交换数据。这被称为软切换。在图1中用点划圆表示无线网孔。

利用由基站指定的信道在至少一个终端和一个基站之间传输有用数据和控制数据。从基站到终端的无线链路被称作下行链路而从终端到基站的无线链路被称作上行链路。因而，通过下行链路信道将数据从基站发送给终端，而通过上行链路信道将数据从终端发送给基站。例如，可以提供一个下行链路控制信道，用于在链路建立之前从基站向所有终端分配控制数据。这种信道被称为下行链路分配控制信道或广播控制信道。为了在从终端到基站的链路建立之前发送控制数据，例如可以使用由基站分配但也可以由其它终端接入的上行链路控制信道。可以由若干或所有终端使用的上行链路信道被称为共用上行链路信道。在链路建立之后，例如在终端和基站之间，有用数据通过下行链路信道和上行链路信道发送。对于两个终端之间有用数据的直接传输使用称为对等有用信道的信道。只在一个发射机和一个接收机之间建立的信道称为专用信道。一般来说，有用信道是可以伴随有用于链路专用控制数据传输的专用控制信道的专用信道。

信道由频率范围、时间间隔和例如在CDMA方法情况下用扩频编码定义。为了能够在基站和终端之间交换有用数据必需使终端和基站同步。例如，从GSM系统(GSM＝Global System for Mobile communication)使用FDMA和TDMA方法之组合，众所周知在根据指定参数确定合适的频率范围之后，确定帧的时间位置(帧同步)以确定数据发送的序列。在TDMA、FDMA和CDMA方法情况下，始终需要这样的帧用于终端和基站的数据同步。这种帧可以包括几个子帧或与多个其它连续的帧共同组成一个超帧。为了简便起见，下述说明以假定一个帧为基础，该帧称为参考帧。

为了使帧同步，所有终端必须利用由基站发射的脉冲与基站同步。如果非编码扩展方法(例如CDMA方法)被使用(例如使用TDMA方法)，脉冲宽度正好相应于发送一个比特所需的时间间隔。当使用码扩展方法时，脉冲宽度相应于一个片间隔。于是一个比特间隔相应于多个片间隔。帧同步要求由基站发送专用脉冲序列。脉冲序列的开始瞬间相应于帧的开始瞬间。

以下将假设终端已经与基站同步并在其中登记。在一个终端(例如，图1中终端4至7之一)可以发送和接收有用数据之前，必须由相关基站(如图1中的基站1)分配一个有用信道用于下行链路和上行链路连接或对等有用信道。为此，基站(如图1中的基站1)在一个可以被随机选择的帧的时间内通过下行链路广播控制信道向相关终端(如终端4至7)提供控制数据。这个控制数据通知终端相对于该帧的瞬间(序列开始瞬间)，在该瞬间终端可以发送特别信令序列。由终端发射的该信令序列是一个伪随机方波信号并表示相关终端请求一个有用信道。因此，为了发射一个信令序列，基站分配每个终端一个上行链路信令信道，通过此信道发射信令序列。为了限制控制数据的传输，基站只为每个终端执行一次信令序列和序列开始瞬间的分配。这可以在诸如终端在相关基站上登记期间进行。然而，序列开始瞬间分配的进行还可以根据基站和终端之间链路的不同信道属性(如下文中的详细描述)。根据本发明的信令信道由给定信令序列及其开始瞬间实现。

与基站相关的所有终端即使在不同的时间(序列开始瞬间)发射相同的信令序列。因而，不同的基站给它们相关或登记的终端分配不同的信令序列。在这一方面它足够了，可是仅当相邻基站有各自不同的信令序列时。当一个终端在两个基站登记时，例如在从一个无线网孔向另一个无线网孔切换时，它发射由从其请求一个有用信道的基站所指定的信令序列。

基站包括单个匹配滤波器和紧接着的、用于检测由终端发射的信令序列峰值检测器。该匹配滤波器被定时在一个时钟频率，该时钟频率当使用编码扩频时至少等于最大片速率，如果不使用编码扩频至少等于最大比特率。终端发射有合适自相关特性的信令序列。这意味着在匹配滤波器输出端出现的和来自不同终端的相连信令序列的脉冲可以由峰值检测器在检测窗内清楚地检测到。根据最大片速率或比特率的时钟频率的选择和具有合适自相关特性的信令序列使连续信令序列的开始瞬间之间的时间距离最小。而且，信令序列也应当有合适的互相关性，即应当与网络中其它被发送的信号几乎不相关。因而，一方面在网络中发射并由匹配滤波器接收的其它信号被峰值检测器认为是可以忽略的噪声信号，而另一方面该信令序列被处理网络中所发射其它信号的基站中的其它电路元件认为是可以忽略的噪声或干扰信号。这种具有合适自相关性和互相关性的信令序列例如是金色和Kasami序列，该序列从《J.G.Proakis：数字通信，第三版，McGraw-Hill国际出版，1995年，724至729页》的书中得知。

在匹配滤波器输出端出现的脉冲是信令序列能量的测量。信令序列的长度和幅度相对于被发射的其它信号是低的，因而在匹配滤波器的输出端决定脉冲电平。

信令序列的开始瞬间应当由基站以这样的方式确定，即基站中的匹配滤波器在预定检测窗内检测到来自与之相关的终端的信令序列之后产生一个脉冲。这个检测窗有持续时间或长度δ。

信令序列原则上可以在任意序列开始瞬间发射。序列开始瞬间与匹配滤波器输出端的脉冲的出现相联系。在信令序列传输和由至少一个终端和一个基站之间链路的信道属性强加的一个延时之后开始检测。信道属性被理解为信道的物理特点。信道属性例如源于终端和基站之间的距离。结果，可能是峰值检测器为各种终端使用不同宽度的检测窗。然而为了简便，这里选用统一宽度的检测窗。图2表示与长度FR的参考帧有关的持续时间δ的任意出现的的检测窗序列。根据接收信令序列，匹配滤波器通常产生有一个主脉冲和几个子脉冲的脉冲序列，子脉冲通常对称分布于主脉冲两侧。子脉冲幅度有规律地低于主脉冲的幅度。

由匹配滤波器产生的不同主脉冲必须有足够的保护时间以确保来自不同终端在匹配滤波器的输出端出现并经过信道失真的脉冲序列不互相重叠，以致于不能进行清楚的检测。在给定重叠的情况中，基站不能清楚的分辨到终端脉冲的属性。因而检测窗的宽度或持续时间δ必须至少等于主脉冲的宽度加上一个附加的信道独立安全间隔，因为它在不受信道影响的情况下出现。这还提供连续相等信令序列之间的距离。然而，并不需要考虑来自不同基站的两个不同信令序列的时间距离，因为弱相关性确保在匹配滤波器之后的峰值检测器检测来自其它基站或无线小区的信令序列做为非干扰噪声。

为了在预定的时间间隔内能够尽可能多地传送信令序列，根据本发明序列开始瞬间的间隔可以被优化。这意味着检测窗的宽度始终根据终端和基站之间的信道属性确定。根据本发明可以以更简单的方式实现的另一可能性在于以固定的间隔连续发送信令序列。固定间隔的确定应当考虑最差信道属性。图3表示有关长度FR的参考帧的相连的检测窗，做为用预定固定间隔发射的信令序列的结果出现。

图4用例子表示分别有序列持续时间或序列长度L₁和L₂的两个信令序列S₁和S₂。在由信道属性强加的一个延时时间p₁和p₂之后，开始检测操作或长度δ的检测窗。与信令序列相关的主脉冲和子脉冲出现在该检测窗内。

检测窗的长度δ明显由三个因数(信道属性)确定。首先，必须考虑从终端到基站传输数据的传播延时的估计精确度，第二，根据多径的延时扩展特性，第三，终端信令序列的自相关性。

无线网孔内的终端通常处于离基站不同的距离上。这导致由终端发射的信令序列的不同的传播延时。终端MTi和基站B之间的传播延时应当等于p_i并且信令序列的长度应当等于L。当基站预计终端MTi的脉冲在时间t_i在匹配滤波器的输出端时，它指示终端MTi在时间t_i-p_i-L开始信令序列的传输。然而因为传播延时p_i估计的有限精确度，匹配滤波器输出端的脉冲固有地有误差。这个在传播延时p_i估计中的误差必须由足够长的检测窗δ补偿。当对于所有终端估计的最大误差等于j时，检测窗必须大于j。

终端和基站之间的数据通常不只通过一条无线电链路而是通过多条链路(多径)发射。因为反射和偏转效应，从终端到基站发射的信号通过不同的路径传播，由此得到的和沿着不同路径传播的信号由基站在不同的时间接收。结果，在匹配滤波器的输出端并不出现关于信令序列的单个主脉冲，而是更多的主脉冲。因为由多径传输生成的信号，这些更多的主脉冲在匹配滤波器的输出端出现并在实际主脉冲附近成组。在匹配滤波器输出端出现实际主脉冲由实际的接收信令序列产生。因此，检测窗的长度δ必须大于包含实际主脉冲和更多主脉冲的窗口宽度w。应当注意即使不出现多径，不仅实际主脉冲出现在匹配滤波器的输出端而且还有子脉冲。然而，因为上述的合适自相关性，子脉冲的幅度比主脉冲的幅度低得多。

信令序列的自相关性是匹配滤波器输出端上主脉冲的宽度和子脉冲的最大与最小值的测量(不考虑信道属性)。就金色或Kasami序列来说，如上所述，匹配滤波器输出端的主脉冲近似等于信令序列的能量。因而主脉冲的幅度比子脉冲的幅度高得多。因此信令序列的能量由其幅度和持续时间或长度确定。为了减少与其它信号的干扰，信令序列(例如金色或Kasami序列)的幅度必须明显高于其它信号的幅度。然而，为了能够利用匹配滤波器检测信令序列，信令序列必须足够长。信令序列的检测持续时间因而被延长，并因此由基站向已经发射一个信令序列的终端进行有用信道的分配(信号时间的延长)。因而信令序列的长度影响信令序列的自相关性以及信令时间。当对于给定信令序列的自相关函数在时间间隔q内足够大时，δ必须大于q。

应当注意检测窗的长度或持续时间δ必须选择等于j、w和q的值之和：

δ＝j+w+q

至此，已经说明了一种情况，其中检测窗的持续时间δ以这样的方式成比例因而只能检测到单个的信令序列。这意味着基站接收一个二进制信息或一比特信息。这个二进制信息表示已经发射一个信令序列的终端是请求一个新的有用信号(在检测窗持续时间内匹配滤波器输出端上出现脉冲)或未请求有用信道(在检测窗持续时间内匹配滤波器输出端上未出现脉冲)。以下将描述从一位到n比特信息(n＞1并为整数)的扩展。然后终端在每个参考帧内不止一次而是数次连续发射相同的信令序列以使基站可以得到n比特信息。这种从一位到n比特信息的扩展通过检测窗的延长实现，其中以每个相关终端的因数n增加检测窗的持续时间或长度。在n倍扩展的检测窗出现的时间内，来自一个终端的n个信令序列因而可以被检测到。发射n比特信息(信令数据)的终端使用相同的信令序列，该信令序列的开始瞬间每次用值δ移位。则一个被发射的信令序列表示例如“1”，而一个未发射的信令序列表示“0”。

图5表示从同一信令序列检测到的脉冲位置的例子。第一组脉冲G1与第一终端的信令序列相关而第二组脉冲G2与第二终端的信令序列相关。7比特信息“1100111”是组G1的结果而信息“0100101”是第二组G2的结果。

由终端进行n比特信息的发送允许各种信令应用。例如，相应于三个连续信令序列未传输的信息“000”可能意味着终端并未请求一个有用信道。信息“001”可能意味着终端请求一个8Kb/s的有用信道。两个未传输的信令序列和一个传输的信令序列产生信息“001”。终端可以用信息“010”表示64Kb/s的有用信道的请求，并用信息“011”表示144Kb/s的有用信号请求。

然后基站中的匹配滤波器被安排接收1位以及n比特信息，因为相同的信令序列在两种情况中接收。在这两种情况中唯一的不同在于由匹配滤波器检测脉冲的后处理。在前一种情况中信息处理发生在用于信令序列检测的周期δ之后，而在第二种情况中在用于n个信令序列检测的周期nδ之后。

本发明的另一方面涉及信令信道数的增加。当使用单一信令序列i时，基站的信令信道数限制为值FR/δ；其中，FR表示参考帧的长度而δ表示检测窗的长度。在这个方面假设只有一比特信息被发送并且每个检测窗具有相同的长度δ。假设基站希望分配比由值FR/δ给出的更多的信道数，它可以给终端分配不同的信令序列而不是只有一个信令序列。例如，在一个参考帧期间，由匹配滤波器可以检测到100个相同的信令序列。然而，如果希望发送信令序列的120个终端在无线网孔内出现，对于所有的所述120个终端不可能使用同一信令序列。因此，例如60个终端可以发射第一信令序列而其它60个终端可以发射第二信令序列；然后这些序列可以由基站中的两个不同匹配滤波器检测。还应当注意到，不同信令序列的序列开始瞬间是相互独立的，所以它们不需要协调。而只需要使相同信令序列的开始瞬间相互适应。

当一个信令序列发射给基站时，应当注意这样一个事实，即信令序列的幅度(比较图4)不太高也不太低，因为使用具体的方法(如CDMA方法)被发射信令序列的幅度适应于到指定基站的距离。例如在CDMA系统中太高的幅度意味着可能出现对其它信号的干扰。结果，整个系统的容量被降低。太低的幅度意味着信令序列不能被正确接收，因为由于受其它信号和/或噪声信号的干扰在基站中不能被正确检测。

为了解决这个问题，终端可以发射一个低幅度的信令序列，在正常环境下足以由基站良好地接收。当这个信令序列已经由指定基站检测到时，基站向终端分配一个请求的信道。在接收消息之后，终端不再发射信令序列。

当在发射信令序列之后，在一个预定的时间周期之后终端未接收到来自指定基站的确认，它发射一个新的具有更高幅度的信令序列。当终端在预定的时间周期内未接收到来自基站的分配时，具有更高幅度的又一个信令序列被发射。重复该过程直到已经到达幅度的预定最大值，或直到终端已经接收到来自基站的信道分配。

在这种情况下，其中对于具有最大可允许幅度的信令序列在预定的时间周期之后，终端未接收到确认，在某个随机的时间周期之后重复这整个过程，或者该信令被终止。

当信令序列的幅度是可能的最低值时，在某种环境下可能出现另一个问题。这个问题涉及误报警率(FAR)。误报警率等于连接匹配滤波器输出的脉冲检测器检测到一个脉冲但并没有发射信令序列的概率。

这个误报警率增长的问题可以被解决，其中基站在检测信令序列之后并不立即分配一个信道，而是由基站等待它的分配直到在所提供的检测窗内已经检测到g个(g＞1)连续帧内的多个信令序列(h个信令序列，h＞1)。如果基站中检测脉冲的误报警率等于p，对于h个连续的检测脉冲的误报警率被降低到ph。

本发明可以在任一现有的移动无线系统中使用，或者被借鉴做为附加电路部分，例如以WB-CDMA或CD/CDMA为基础的GSM或UMTS(UMTS＝Universal Mobile Telecommunication System)。图6至9表示基站的接收机(图6)和发射机(图7)以及终端的接收机(图8)和发射机(图9)。

图6所示的基站接收机的方框图包括已知单元(例如从GSM移动无线系统或CDMA系统所知)，例如天线15、高频块16、中频块17、模数转换器18、解调器19以及块20，块20执行诸如信道多路分解、去交错、信道解码以及当使用CDMA系统时还有解扩频的交换功能。在基带中出现的控制和有用信号被加到信道接入控制块23，该块引导各种信号到相应单元用于进一步处理，例如到交换机。根据本发明，基站的接收机装有检测接收信号中信令序列出现的匹配滤波器21。如果在预期的时间间隔(检测窗)期间内检测到信令序列，即如果至少产生一个脉冲，它由后面的峰值检测器22检测并发信号给信道接入控制块23，该块例如可以是一个处理器。信道接入控制块23将这个消息加到后面其它的控制单元(这里未表示)，然后该控制单元通过基站的发射机向终端分配一个有用信道，例如利用所产生的控制数据。

检测窗的持续时间或长度δ可以被固定和限定，例如通过网络的正常操作之前的测量。检测窗的持续时间δ还可以在操作过程中为每个终端单独确定。在这种情况下，在测量结果的估计之后用于给定信令序列和终端的检测窗的持续时间δ由控制单元(未表示)加给峰值检测器。在GSM移动无线系统的情况下，例如基站和终端之间的距离在基站中根据从终端接收的信号估计。

由峰值检测器22确定并由匹配滤波器产生的脉冲的处理在信道接入控制块23中进行。一个给定的检测窗被指定给一个终端。当在这个检测窗内检测到至少一个主脉冲时，信道接入控制块23确定包含来自终端的、用于有用信道的请求。根据这个请求和来自其它终端的请求，并考虑现有链路或已经分配的有用信道，在接收来自信道接入控制块23的请求之后，一个控制单元(未表示)确定是否可以向请求的终端分配一个有用信道。当有用信道可以被分配时，在基站的发射机(图7)中处理之后通过下行链路广播控制信道确定并加给终端。

图7所示的基站的发射机也包括一个接收来自各种信号源25数据的信道接入控制块24。一个这样的信号源可以是例如提供有用数据的交换机或者提供控制数据的控制单元。例如，这个控制数据可以包含关于一个有用信道被用于先前已经利用信令序列请求一个有用信道的终端的信息。控制块24接着块26，该块诸如执行信道编码、交错、信道多路复用的交换功能，当使用CDMA系统时还有扩频。块26的输出信号通过调制器27、数模转换器28、中频块29和高频块30被加给天线31。所有的单元25至31可以是现有移动无线系统已知的单元。

图8表示终端接收机的方框图。这个接收机包括从例如GSM移动无线系统或CDMA系统已知的单元，即天线32、高频块33、中频块34、模数转换器35、解调器36、具有各种功能的块37和将控制和有用数据加给各种信漏电路(drain)(例如，用于将有用数据变换为语音数据的低频电路)的信道接入控制块38。块37例如负责信道多路复用、去交错、信道解码以及当使用CDMA系统的解扩频的交换功能。信道接入控制块38估计与终端相关的给定信道，例如有用信道或下行链路分配控制信道。这个信息被送给终端中给定的其它交换单元(这里未表示)。从下行链路分配控制信号，信道访问块38得出例如关于哪个开始瞬间至少可以发送一个信令序列的信息。这个信息被加给在这里未表示的至少一个电路单元。

图9表示终端发射机的方框图，它也包括控制一个信道访问的信道接入控制块39。该信道接入控制块39服务一个块42，其执行诸如信道编码、交错、信道多路复用以及当使用CDMA系统时还有扩频的交换功能。信道接入控制块39还向定时器单元40指示信令序列的开始瞬间。信道接入控制块39接收来自各种信号源的有用和控制数据。一个这样的信号源例如可以是提供语音数据做为有用数据的低频电路或者提供控制数据的控制单元。例如，这个控制数据可以是关于信令序列开始瞬间的信息。定时器单元40将时间标记加给发生器41以产生一个信令序列。该时间标记例如可以是信令序列方波脉冲的开始和结束时间。发生器包括用于存储各种信令序列的存储器。将被发射的信令序列由信道接入控制块选择。如果需要，信令序列可以被写入发生器41的存储器。在接收关于将被使用的信令序列和信令序列开始瞬间的信息之后，发生器41和定时器单元40被初始化。如果相关基站并没有指示任何信令序列和/或开始瞬间的改变，将不需要进一步的初始化发生器41和定时器单元40。

在块42中处理的有用和控制数据被加给叠加电路43，该电路43也接收发生器41的输出信号。叠加电路43的输出信号通过调制器44、数模转换器45、中频块46加给高频块47，该块通过天线48发射在高频块中产生的信号。

Claims

1.一种包括至少一个基站(1至3)和多个相关终端(4至14)用于交换有用数据和控制数据的的无线网络，其特征在于：

基站(1至3)被安排用于发射至少一个终端(4至14)的至少一个信令序列的开始瞬间，和

基站(1至3)包括用于相关接收的信令序列和用于检测由接收和相关的信令序列产生的脉冲的设备(21，22)。

2.如权利要求1中所述的无线网络，其特征在于基站(1至3)包括在接收一个信令序列之后产生至少一个脉冲的一个匹配滤波器(21)和一个峰值检测器(22)，并且该峰值滤波器(22)被安排在给定检测窗的时间内检测至少一个与一个终端(4至14)相关的脉冲，该检测窗的开始瞬间和持续时间由信道属性和信令序列的开始瞬间确定。

3.如权利要求1中所述的无线网络，其特征在于：基站(1至3)被安排在终端登记和同步之后通过一个控制信道向相关终端(4至14)发射信令序列或者用于信令的信令序列并且也发射其开始瞬间，并且该信令序列或用于信令的信令序列只与所述的基站(1至3)相关而与其相邻基站无关。

4.如权利要求1中所述的无线网络，其特征在于在信令请求的情况下，一个终端(4至14)被安排在由相关基站(1至3)规定的瞬时发射一个Kasami或Gold序列作为信令序列。

5.如权利要求1中所述的无线网络，其特征在于由基站(1至3)加到相关终端(4至14)的相同信令序列的开始瞬间始终位于彼此相距相同的最小距离上。

6.如权利要求1中所述的网络，其特征在于基站(1至3)加到相关终端(4至14)的相同信令序列的开始瞬间始终位于彼此相距根据相应终端(4至14)和基站(1至3)之间所确定的相应信道属性确定的距离。

7.如权利要求1所述的无线网络，其特征在于基站(1至3)被安排发射1位的信令信息，以便通过控制信道向终端(4至14)发射被使用的信令序列及其开始瞬间。

8.如权利要求1中所述的无线网络，其特征在于基站(1至3)被安排通过控制信道向终端(4至14)发射将被使用的信令序列和它的n个开始瞬间，其中n＞1并为整数，以便发射n比特信令信息。

9.如权利要求1中所述的无线网络，其特征在于基站(1至3)被安排向多个不同组的终端(4至10)发射多个将被使用的不同信令序列。

10.如权利要求1中所述的无线网络，其特征在于基站(1至3)包括第一信道接入控制块(23)，该块被安排：

—提取包含在信道中的数据，

—将所提取的数据送给各个另外的电路单元；并且

—确定来自终端(4至14)的信令序列的出现，

并且还包括一个第二信道接入控制块(24)，该块被安排将来自各个电路单元的数据插入到预定的信道。

11.如权利要求1中所述的无线网络，其特征在于终端(4至14)包括第一信道接入控制块(38)，用于提取包含在预定信道中数据并将所提取的数据送给各个另外的电路单元，和第二信道接入控制块(39)，它被安排将来自各个电路单元的数据插入到预定的信道并根据定时器单元发射至少一个信令序列。

12.如权利要求11中所述的无线网络，其特征在于终端(4至14)包括一个发生器(41)，该发生器有一个用于存储信令序列的写存储器，和第二信道接入控制块(39)被安排选择一个信令序列。

13.如权利要求1所述的无线网络，其特征在于如果在预定的时间周期之后没有出现由指定基站(1至3)的先前发射信令序列的确认，则提供终端(4至14)以一个增加幅度发射信令序列。

14.如权利要求13所述的无线网络，其特征在于终端(4至14)以逐步的方式增加已经增加的信令序列的幅度并且发射信令序列，直到在预定的时间周期内已经出现指定基站(1至3)的确认，或者信令序列具有最大幅度。

15.如权利要求13所述的无线网络，其特征在于终端(4至14)多次发射信令序列，如果基站(1至3)在指定给终端(4至14)的检测窗内的多种帧上已经接收到信令序列，提供基站向终端(4至14)发射一个确认。

16.一种在无线网络中用于与多个相关终端(4至14)交换有用数据和控制数据的基站，其特征在于基站(1至3)被安排用于发射至少一个终端(4至14)的至少一个信令序列的开始瞬间，并且基站(1至3)包括用于相关接收信号和用于检测由接收和相关信令序列所产生的脉冲的设备(21，22)。

17.一种在无线网络中用于交换有用数据和控制数据的终端，该网络包括至少一个基站(1至3)和其它终端(4至14)，其特征在于在接收到来自基站(1至3)的信令序列的开始瞬间之后，终端被安排在所述开始瞬间发射信令序列。

18.一种在无线网络中的至少一个基站(1至3)和多个相关终端(4至14)之间交换有用数据和控制数据的方法，其特征在于：

由基站(1至3)向至少一个终端(4至14)发射一个信令序列的开始瞬间，

由终端(4至14)在发射的开始瞬间发射一个信令序列，并

所接收的信令序列在基站(1至3)中被相关并由此产生的脉冲被检测。