CN1246993A - 接收方法和接收机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于TDMA无线系统中的一种接收方法和一种接收机。该接收机接收置于时隙中的可使接收机建立连接的信号。接收机接收置于时隙中的强度不同的信号。这种接收机包括以特定大小的放大系数来放大所接收信号的放大装置(132、136)。该接收机用来接收来自时隙中的连接建立信号并根据这些时隙构成至少两组时隙,而放大装置(132、136)以不同大小的放大系数来放大不同时隙组中的信号。放大装置(132、136)以相同大小的放大系数来放大同一时隙组中的信号。该接收机包括用于测量接收机所接收信号强度的测量装置(150),和置放装置(160),用于根据对接收信号所进行的强度测量将连接建立信号置于时隙组中。

Description

接收方法和接收机

本发明涉及一种采用TDMA多址接入方法的接收方法，该接收方法接收置于时隙中的连接建立信号，并从时隙中接收强度不同的发送信号再以特定大小的放大系数来放大所接收信号。

在无线系统中，如移动电话那样的用户终端处于离基站不同距离的地方。路径衰减使得所发送的信号变弱，这样，以相同发射功率发送的信号在到达接收机时，其功率将会不同。因信号反射而产生的各种干扰信号可能与信息信号反相相加，此时衰减更大。接收机与发射机相距越远，各种障碍物对信号衰减会更大。如果信号衰减相当大，那么用户终端与基站之间的连接会被中断或者连接根本不会建立。

在无线系统中，采用不同频率的信号来建立连接。也可通过适当地将这些信号插入时隙来发送。在现有技术的解决方案中，呼叫期间的频率分配这样来进行，即规定远离基站的用户终端使用一种特定频率。通过无线路径传播很远的信号，在接收机中通常要求大大提高其强度。规定离基站近的用户终端使用某一别的频率，该频率偏离远离基站的用户终端所使用的信号频率。如果信号从发射机到接收机的距离短，那么在接收机中通常只略为提高信号强度。

在这种无线系统的基站接收机中，普遍采用数字调谐器。通常，一个接收机包括多个调谐器，这些调谐器可使接收机的动态范围划分为一些较小的部分。每个调谐器构成接收机整个动态范围的一个特定部分。实际上，这些接收机涉及了不同的频率范围，而且这些接收机可以一起接收某一预定频带上的信号。因此大大提高了基站的动态范围。

此外，基站采用宽带多载波无线设备，这可使基站的体积更小、重量更轻，并可使造价更合理。多载波无线设备可使不同的基站功能得到改善，并且基站的操作因此也更灵活。如果基站接收的信号的功率不定，那么在接收机中无法使用自动增益控制(AGC)，这是因为，实际上仅根据强信号无法降低增益。据此，在所述情况下，根本无法接收弱信号。同样，根据弱信号，实际上无法提高增益，这是因为，强信号此时将放大太大而失真。

自动增益控制的缺点是要求接收机有一个很宽的动态范围。例如，在GSM系统中，基站接收机的动态范围应为约100dB。利用现有技术无法实现这一动态范围。具体地说，实现接收机的A/D转换的部件限制了动态范围的提高。

本发明的目的是，提供一种接收方法和一种接收机，以便解决上述问题。用引言中所提出的那种接收方法可以达到这一目的，该方法其特征在于，构成至少两组时隙，它们由采用不同大小的放大系数的时隙组成，以同样大小放大系数对从同一时隙组的时隙中接收到的信号进行放大，并将连接建立信号置于该时隙组中，以便测量所接收信号的强度并根据对接收信号所进行的信号强度测量将该连接建立信号置于该时隙组中。

本发明还涉及一种用于TDMA无线系统中的接收机，这种接收机接收置于时隙中的可使接收机建立连接的信号，该接收机接收置于时隙中的强度不同的信号，并且包括以特定大小的放大系数来放大所接收信号的放大装置。

该接收机其特征在于，用来接收来自时隙中的连接建立信号并根据这些时隙构成至少两组时隙，接收机的放大装置以不同大小的放大系数来放大包含在不同时隙组中的信号，放大装置以相同大小的放大系数来放大包含在同一时隙组中的信号，该接收机包括用于测量接收机所接收信号强度的测量装置，和置放装置，用于根据对接收信号所进行的强度测量将连接建立信号置于一组时隙中。

本发明的优选实施方式在从属权利要求中所述。

本发明基于，根据对接收机接收的信号所进行的测量，确定在发射机与接收机之间的连接中所用的时隙。

本发明的接收方法和接收机具有一些优点。该方法可使接收机接收来自相同的、不同的或部分重叠的频率范围内的信号。因此，可以增加信道数。在这种方法中，时隙可以组合成时隙组。在放大装置中，以相同的放大系数来放大属于同一时隙组的时隙信号。因此，可使放大装置数最少。

下面，将结合优选实施方式并参照附图来详述本发明，其中

图1示出了现有技术的接收机，

图2示出了现有技术的接收机的使用，

图3示出了采用本发明的接收方法的无线系统，

图4示出了本发明的接收机，

图5示出了本发明的接收机中所用的不同的放大范围，

图6示出了为所要接收的信号构成的目标窗，和

图7示出了信道的分配。

图1示出了现有技术的接收机。该接收机包括一个天线130、信号分离装置131和放大装置132。另外，该接收机还包括调谐装置133、信道化装置134和信号处理装置135。接收机天线130例如通过电缆连接到分离装置131。如图所示的接收机包括若干个放大装置132，每个放大装置均与特定的调谐装置133通信。再者，每个调谐装置133还通过特定的信道化装置134与处理装置135通信。实际上，图中所示的接收机包括了三个独立的接收机，每个接收机均接收来自特定频带的信号。

接收机通过天线130接收射频信号。所接收信号从天线输入到分离装置131，该分离装置将信号分支到每个放大装置132。放大装置将信号放大。然后，放大后的信号输入到调谐装置。调谐装置133以宽带工作。信号再从调谐装置133输入到信道化装置134，该信道化装置将宽带信号分成若干窄带信号。信道化后的信号通常处于数字方式，并输入到处理装置135进行编码。

图2示出了现有技术的接收机的放大装置132的使用。该图示出了一条曲线10，该曲线描述了接收信号电平随接收机与发送该信号的发射机之间的距离而变化的情况。曲线20描述了路径衰减随接收机与发送该信号的发射机之间的距离而变化的情况。该图说明了不同功率的信号到达接收机。信号到接收机越远，接收机的放大装置132对信号放大越大。

假定，现有技术的接收机建立一个到发射机的连接。实际上，发射机是某个用户终端，例如移动电话。连接建立根据发射机所发送的随机接入脉冲串来进行。当接收机接收到接入脉冲串时，连接中所用的信号被设定在某个特定频率。接收机根据接收信号电平来选择连接中所用的频率。如果发射机离接收机相对较远，则连接建立信号设定为这样一种频率，以便信号传播到这样一个可将信号放大到相对较高程度的放大装置132。而如果发射机离接收机相对较近，则该信号设定为这样一种频率，以便当信号到达接收机时，信号传播到这样一个可将信号放大到相对较低程度的放大装置132。

图3示出了采用本发明的接收方法的无线系统。该无线系统包括多个用户终端201、202、203和基站101。另外，该无线系统通常还包括一个基站控制器300和一个与PSTN网通信的移动交换中心400。如图所示的基站101一般包括若干个接收机100。这一所示的无线系统例如是一种采用TDMA多址接入方法的GSM系统。在TDMA多址接入方法中，信号在时隙中被发送。在该图的解决方案中，基站101起接收机作用。而用户终端201-203起发射机作用。该基站和用户终端通过所发送的信号来建立相互之间的连接。

图4示出了本发明的接收机100。实际上，接收机在基站101中。该接收机包括一个天线130，信号分离装置131，放大装置132、136，调谐装置133、140，信道化装置134和信号处理装置135。天线130连接到信号分离装置131，该分离装置再连接到两个放大装置132、136。放大装置132通过调谐装置133连接到信道化装置134。而放大装置136通过调谐装置140直接连接到处理装置135。

接收机通过天线130接收射频信号。所接收信号从天线输入到信号分离装置131，该分离装置将信号分支到放大装置132、136。放大装置将信号放大，然后，两个经放大后的信号输入到特定的调谐装置133、140。调谐装置133以宽带工作，而调谐装置140以窄带工作。信号再从调谐装置133输入到信道化装置134。信道化装置信道化后的信号通常处于数字方式。信道化后的信号再输入到处理装置135，该处理装置例如对所接收信号进行编码。图中还示出了在接收机中采用增益控制。处理装置135产生一个连接到宽带放大装置132的增益控制信号。

在如图所示的解决方案中，分离装置131将天线所接收的信号分离到两个接收机支路中。第一支路包括至少一个动态范围大的窄带调谐装置140。该接收机用来产生一个自动增益控制信号(AGC)，该信号输入到窄带放大装置136，由于使用了该自动增益控制信号，因此该装置其动态范围大。

第二接收机支路包括至少一个动态范围小的宽带调谐装置133。在GSM系统接收机中，需要窄带调谐装置140，这是因为，激活连接建立的随机接入脉冲串可能发自基站101覆盖区中的任何地方。

随机接入脉冲串在预定时隙中以预定频率发送。通常，接入脉冲串在时隙零中发送。接入脉冲串电平根据情况变化很大。连接建立是可能的，这是因为有了自动增益控制，窄带接收机支路的动态范围大，以致接收机可以接收不同功率的信号例如接入脉冲串。具体地说，起发射机作用的用户终端与起接收机作用的基站之间的距离对所接收信号电平的大小有影响。此外，信号的反射也会造成信号功率电平的变化。

如图4所示的接收机还包括测量装置150和置放装置160。在本发明的接收机中，测量装置150和置放装置160与处理装置135通信。测量装置150还与放大装置136通信。测量装置150测量连接建立中所用的激活信号的强度。测量装置150还测量连接建立后连接建立信号的强度。测量的目的是为了确定信号的路径衰减的大小。在本发明的解决方案中，测量装置150测量发射机201-203所发送的接入脉冲串。根据测量装置150所进行的测量，放大装置136可以对要从在发射机与接收机之间建立连接的特定时隙中接收到的信号的放大系数进行预置。

根据实际连接建立之前所进行的激活信号的强度测量，置放装置160将连接建立信号置于一个时隙中。根据所进行的测量，置放装置160可将具有小信号强度的连接建立信号置于时隙中，其中的这些信号由放大装置132以相对较高的放大系数来放大。此外，置放装置160可将具有大信号强度的信号置于时隙中，其中的这些信号由放大装置132以相对较低的放大系数来放大。实际上，以上表明，放大装置132以相同大小的放大系数来放大实际上包含大小相等路径衰减的信号。

图5示出了本发明的接收机中所用的不同的放大范围。该图说明了接收机接收强度不同的信号。信号的强度差异主要是由发射机与接收机之间的不同距离造成的。该图还示出了一条直线54，该直线说明接收信号的平均电平随发射机与接收机之间的距离而变化的情况。本发明的接收机的放大范围被划分为三个构成时隙组的不同区间。置放装置160根据这些时隙构成至少两组时隙。每组时隙均采用特定的放大系数。这些时隙预先在不同的放大范围之间被划分。根据测量装置150所进行的测量，置放装置160将连接建立信号置于合适的时隙中。

构成时隙组可使接收机的动态范围被划分为至少这样两个部分，使得各部分之间略有重叠。当被测量的信号的强度落在动态范围的重叠部分时，置放装置160可将该信号置于被放大到相对较高程度或被放大到相对较低程度的时隙中。置放装置160最好将该信号置于具有更合适时隙的特定时隙组中。测量装置150例如可以根据所测量信号的电平分布、业务负载、所接收信号电平或所接收信号质量的统计变化，动态地改变重叠区间的大小。

动态范围在三组时隙之间这样来划分，使得每组均具有一个特定的放大系数。图中示出了在两组时隙之间的阈限51、52。假定，接收机接收图中第55步所示的用户终端所发送的信号，并且该信号以低放大系数放大。当用户终端离开接收机时，那么在某一点，所接收信号电平超出阈限51。

当信号超出界限51时，那么该信号所用的时隙更换到另一时隙，其中的信号被进一步放大。当用户终端接近接收机时，那么在接收机所接收信号的电平必须超出界限52之后，信号所用的时隙又更换到采用较低放大系数的原时隙组。如果接收机从用户终端接收图5中第53步所示的信号，那么用户终端所发送的信号可由具有低或高放大系数的接收机支路来接收。

因此，阈限51、52构成滞后范围的界限。当信号已被置于一个时隙中时，那么由于滞后现象，既便信号电平略有变化，信号也不是立刻被置于另一时隙中。另外，在接收机中可以采用定时器，以防止不断的时隙变化。当时隙被更换后，那么要在一段时间以后才进行新的更换。

图6示出了为所接收信号所构成的目标窗。由于低增益接收机与高增益时隙组的动态范围是不同的，因而低增益接收机不能接收弱信号。因此，功率控制目标窗必须在使用低增益的区间内。通常，无线系统目的在于使发射机所使用的发射功率最小，以便使连接建立信号保持高质量。当发射机的发射功率减小时，那么接收机所接收信号的功率也减小。该图说明了高增益接收机可以接收低功率信号，这样，该目标窗可处于相对较低的信号电平处。不过，目标窗可这样来设置，使得甚至较低信号电平也足以保持高信号质量。

蜂窝网使用各种发送不同控制数据的控制信道。GSM把一种发送BCCH信号的BCCH信道用作控制信道。窄带接收机以BCCH频率支持所有时隙。如果用户终端靠近基站，那么在接收机中可能完全不必放大用户终端发送的信号。在这种情况下，一个特定的其中信号被放大装置132只略加放大的时隙此时应分配给来自宽带接收机的所述用户终端信号。不过，假定接收机的低增益容量已被占满。还假定，在动态范围重叠的区间，不接收用户终端所发送的信号，这样信号也无法置于其信号被放大到高程度的时隙中。在所述情况下，发射机和接收机在BCCH频率的业务信道上建立相互连接。

实际上，在属于低增益组的信号转换到高增益组的越区切换情况下，也会出现上述情况。如果高增益组的所有信道被预定，那么在越区切换后的连接中使用BCCH频率的业务信道。如果时隙组中的所有信号以宽带放大，并且如果宽带的时隙组中的所有时隙被预定，那么置放装置把被测量的信号置于窄带接收机支路所接收的频率上。

图7示出了接收机中所用信道的分配。该图说明了宽带和窄带接收机接收包括不同频率信号的时隙。不过，宽带和窄带接收机接收来自不同时隙的信号。而窄带接收机接收来自每一时隙的信号。不过，窄带接收机所接收的信号具有相同频率。

尽管以上参照附图中所示的例子描述了本发明，显然，本发明并不局限于此，而可以在附属权利要求书中所阐述的本发明思想的范围内以多种方式变化。

Claims (28)

1.一种采用TDMA多址接入方法的接收方法，该接收方法接收置于时隙中的建立连接的信号，并从时隙中接收强度不同的发送信号再以特定大小的放大系数来放大所接收信号，其特征在于，

构成至少两组时隙，它们由采用不同大小的放大系数的时隙组成，

以同样大小放大系数对从同一时隙组的时隙中接收到的信号进行放大，和

将连接建立信号置于该时隙组中，以便

测量所接收信号的强度，以及

根据对接收信号所进行的信号强度测量，将该连接建立信号置于该时隙组中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据信号强度或诸如此类，将该信号置于该时隙组中，该信号强度或诸如此类可判断出当信号沿无线路径传播到接收机时信号衰减是否出现。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收被窄带接收机测量的信号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对启动连接建立的随机接入脉冲串进行测量，并根据所测量的信号强度，将连接建立信号置于时隙组中。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对含有信令数据的信号进行测量，并根据所测量的信号强度，将连接建立信号置于时隙组中。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对连接建立后的连接建立信号进行测量，并根据所测量的信号强度，将连接建立信号置于时隙组中。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将连接建立信号置于时隙组中，当所测量信号的信号强度小时，以相对较高的放大系数来放大其中的信号。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将连接建立信号置于时隙组中，当所接收信号的强度大时，以相对较低的放大系数来放大其中的信号。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用时隙组，将接收机的动态范围划分为至少两个部分重叠的部分，还在于当被测量的信号的强度落在动态范围的重叠部分时，将连接中所用信号置于部分重叠的两组时隙之一中。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用时隙组，将接收机的动态范围划分为至少两个部分重叠的部分，并且当被测量的信号的强度落在动态范围的重叠部分时，将连接建立信号置于具有更合适时隙的时隙组中。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果时隙组中的信号以宽带放大，并且如果所述时隙组中的所有时隙被预定，那么把被测量的信号置于窄带接收机支路所接收的频率上。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当根据时隙构成至少三个重叠的时隙组时，动态地改变非最远处时隙组的信号的放大。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用时隙组，将接收机的动态范围划分为部分重叠的部分，还在于构成至少两个越区切换阈限，对于每一重叠区间，可动态地改变其阈限的位置。

14.一种用于TDMA无线系统中的接收机，该接收机接收置于时隙中的可使接收机建立连接的信号，该接收机接收置于时隙中的强度不同的信号，并且包括以特定大小的放大系数来放大所接收信号的放大装置(132、136)，其特征在于，

用来接收来自时隙中的连接建立信号并根据这些时隙构成至少两组时隙，以及

接收机的放大装置(132、136)以不同大小的放大系数来放大包含在不同时隙组中的信号，放大装置(132、136)以相同大小的放大系数来放大包含在同一时隙组中的信号，该接收机包括

用于测量接收机所接收信号强度的测量装置(150)，和

置放装置(160)，用于根据对接收信号所进行的强度测量将连接建立信号置于一组时隙中。

15.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，测量装置(150)对接收机所接收信号的强度进行测量或采用类似的测量，据此，置放装置(160)将信号置于时隙组中。

16.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，包括窄带调谐装置(140)，该窄带调谐装置从放大装置(136)接收信号，该信号进一步输入到进行测量的测量装置(150)。

17.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，测量装置(150)对启动连接建立的随机接入脉冲串进行测量，并根据该随机接入脉冲串的强度，将实际连接建立信号置于时隙组中。

18.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，测量装置(150)对连接建立中所需的信号进行测量，该信号包括信令数据，并根据信号强度，将实际连接建立信号置于时隙组中。

19.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，测量装置(150)对连接建立后的连接建立信号进行测量，并根据信号强度，将连接建立信号置于时隙组中。

20.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，置放装置(160)将连接建立信号置于时隙组中，当测量装置(150)所测量信号的信号强度小时，放大装置以相对较高的放大系数来放大其中的信号。

21.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，置放装置(160)将连接建立信号置于时隙组中，当测量装置(150)所测量信号的信号强度大时，放大装置以相对较低的放大系数来放大其中的信号。

22.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，通过时隙组将接收机的动态范围划分为两个部分重叠的部分，还在于当测量装置(150)所测量的信号强度落在动态范围的重叠部分时，置放装置(160)将连接中所用信号置于部分重叠的两组时隙之一中。

23.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，通过时隙组将接收机的动态范围划分为至少两个部分重叠的部分，还在于当测量装置(150)所测量的信号强度落在动态范围的重叠部分时，置放装置(160)将连接建立信号最好置于含有最大合适时隙数的时隙组中。

24.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，将接收机的动态范围划分为一些部分重叠的部分，并且其重叠区间包括至少两个越区切换阈限，接收机可以动态地改变越区切换阈限的位置。

25.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，放大装置(132)是一个宽带放大器，其中放大系数的大小可根据从测量装置(150)的信号测量中得到的测量信息进行调整。

26.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，放大装置(136)是一个窄带放大器，它构成接收机的窄带支路的一部分。

27.如权利要求26所述的接收机，其特征在于，放大装置(132)是一个宽带的并构成接收机的宽带支路的一部分，当通过宽带支路到达的时隙组中的所有时隙被预定时，置放装置(160)把所测量信号置于窄带接收机支路所接收的频率上。

28.如权利要求14所述的接收机，其特征在于，当接收机根据时隙构成至少三个重叠的时隙组时，动态地改变非最远处时隙组的信号的放大。

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