CN1305666A - 用于码分多址全双工无线传输系统的方法和装置 - Google Patents

用于码分多址全双工无线传输系统的方法和装置 Download PDF

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克劳斯·杰克尔
马赛厄斯·赖比
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Abstract

本发明涉及用于码分多址全双工无线传输系统(1)的一种方法和一种装置,系统包含一个中心无线基站(2)和多个相互独立的用户站(3),它们至少具有一付发射天线和一付接收天线(16),其中无线基站(2)的接收天线(16)在其水平无线特性中细分为多个接收区段,接收区段与一个判别单元(13)相连接,利用此判别单元可按用户求出具有最佳接收质量的接收区段,并且可选择此区段用于后续数据处理。

Description

用于码分多址全双工无线传输系统的方法和装置
本发明涉及用于码分多址全双工无线传输系统的一种方法和一种装置，系统具有一个中心无线基站和多个相互独立的用户站。
在具有一个中心无线基站和多个相互独立的外部站或用户站，并且在两个方向上进行全双工信息传输的无线信息系统领域，对各个用户规定的信息在下行线路中经常被复用在一个电信信道中，并且在上行线路组织为存取系统进行传输。这种系统的例子是移动通信系统，公共集群移动无线系统，点对多点的微波无线系统和无线局域环路系统。对于复用及多址存取应用了不同的正交信号域，例如
-频分复用和存取系统FDMA(频分多址)
-时分复用和存取系统TDMA(时分多址)
-码分复用和存取系统CDMA(码分多址)及SSMA(扩频多址)。
-空分复用和存取系统
这些系统的区别在于，从各个用户出发和到各个用户的信息传输在分开的频率段，时间段，编码或空间段中进行。在一个系统中插入的，连接的或不同的复用和多址技术，所谓的混合方法也已被公开。按照应用和实现，可用这些方法实现不同的传输参数和质量要求。
在CDMA系统中，用户信号通过与一个扩展函数的逻辑运算而被编码，其中对每个用户站选用一个合适的与其它扩展函数正交的扩展函数。上述逻辑运算例如借助于一个异或门实现。在接收侧可通过识别相应的扩展函数来解调被编码的信号，并且由于正交性，对于其它用户站的编码的有用数据在解调过程中变为零。CDMA系统的主要优点是所有用户可以工作在相同频带中，并且能容许相对高的带内干扰功率。此外在一定条件下相邻的无线网元可工作在相同频带上。缺点在于一般存在多用户干扰，它实际上由实现中的问题，例如带宽受限，各发射机间的电平差，多径传输等产生并导致正交性的丢失。在这样的无线系统中，原则上注意到由于各外部站与中心站的不同距离造成的不同的信号时延通常造成基站接收机中出现异步接收情况，这使得干扰变得更严重，以致于在上行线路中得不到编码正交性。在此情况下在一个频带内在一个DS-CDMA系统的上行线路中最大的同时发送数M按下式进行估计：
M=PG/(Eb/No)其中PG为处理增益或扩展因子，Eb/No是在解调器处的，为得到要求的误比特率所需的比特能量与干扰功率之比。扩展因子是tbit与tchip之比，其典型值在101至104之间。
例如假设Eb/No为3，这对应于5dB，在同样带宽时上行线路中的传输容量相对于下行线路或相对于TDMA系统或FDMA系统只有它们的约1/3可供使用，这时假设后者使用的是正交信号。
已公开了各种方法，它们减小了上述不同步的CDMA方法的缺点，例如外部站如此被同步：它们的发送在基站接收机中可片同步地(chip-synchronously)被处理。此外还建议实现干扰抵消，通过数学算法附带消除了基于不同先验或后验概率知识产生的并行传输的干扰成份。此外也建议了利用多用户检测。所有这些公开的方法的缺点是实现起来非常昂贵。
本发明的目的在于给出用于DS-CDMA多址的全双工无线传输系统的一种方法和一种装置，使得上行线路相对于下行线路的传输容量得到优化。
上述任务的解决由权利要求1和5所述的特征实现。通过在其水平天线特性中细分接收天线为多个接收区段，其每一个与一个判断单元相连接，借助于这些单元可按用户求出具有最佳接收质量的接收区段，并且此区段可被选出进行进一步的数据处理，这样，由其它同时发送的用户站来的干扰影响明显被降低了，因为可以假设所有用户近似均匀地分布在基站接收天线区段的作用区内，并且在用户位置与并行的发送之间没有显著的相关性。因此区分各个接收流的质量主要决定于由天线的具体特性而产生的过耦合，由多径传输产生的干扰有多少落到其它天线窗口的范围以及在天线的空间区段中有多少用户系统地和瞬间地同时发送。本发明的其它优化方案给出在其它权利要求中。
下面借助于优选实施例详细说明本发明。附图中：
图1是具有一个中心站的无线系统的简明方框图(现有技术)，
图2是无线基站在发送工作状态时的方框图，
图3是一个扩展函数，一个有用信号和一个编码信号的信号波形示意，
图4是一个水平天线特性的细分情况，
图5是无线基站接收工作状态下的方框图，
图6是无线基站的一个整体发送-接收天线的方框图，以及
图7a-b是具有测试序列的信号波形示意。
图1简要示出无线系统1，它包含一个中心基站2和多个独立的用户站3。无线系统1被设计为全双工的，即每个用户站3能像基站2那样同时发送和接收有用数据。其中从无线基站2到一个用户站3的发送方向4称为下行线路，而从用户站3到无线基站2的发送方向5称为上行线路。在下行线路中给每个用户3的有用数据必须专门被编码，使得用户站3能识别规定给他的数据并取出它们。在DS-CDMA调制器6中实现编码，并且在无线基站2中对每个用户站3至少配置一个DS-CDMA调制器6。这样编码的信号被送到一个相加器7并且通过带有相应发射天线9的发射机8发射出去。
图3示出一个扩展函数SP的例子，它是半周期持续期为tchip的脉冲序列，原来的半周期持续期为tbit的有用信号D与扩展函数SP结合得到编码的有用信号CD。可以看出编码的有用信号CD是两个输入信号Sp和D经一个异或门的输出信号。
图4a举例示出具有辐射角X·Y°的发射天线9的水平天线特性，其中X是下行线路对上行线路传输容量之比。无线基站2的接收天线合计具有相同的辐射角X·Y°，然而它以比值X被分段或划分开，在图4b中示出了X=3的情况。
图5示出了无线基站2的接收支路。它包含DS-CDMA解调器10，一个切换矩阵11，一个控制器12，一个判别单元13，一个数字接收总线14，接收机15和接收天线16。接收天线16总共有和发送天线9相同的水平天线特性。例如在三副接收天线16的情况下每个接收天线16具有120°的辐射角，使得无线基站2水平完全覆盖。每个接收天线16与一个接收机15连接。每个接收机15包含一个输入放大器，一个下变频器和一个数字化装置。每个接收机15在输出侧通过一根数字总线14与判别单元13和切换矩阵11连接。切换矩阵11由控制器12控制并在输出侧与DS-CDMA解调器10连接。DS-CDMA解调器10的数目对应于同时激活的用户站3的数目。在上行线路的工作中每个接收天线16接收来自在其接收特性范围内发射的用户站3，并且来自一个用户站3的信号可以被多副接收天线16接收。由接收机15提供的信号被送到判别单元13。判别单元13逐次对每个用户站3求出用哪副接收天线16能最佳地接收此用户站3的信号。然后结果被从判别单元13传送给控制器12，它然后根据判别结果控制切换矩阵11，使得每个DS-CDMA解调器10被配置给对它最佳的接收天线16。
因为通过选择最佳接收支路不可以丢失有用数据，接收的开始被并行工作，直至做出选择。然而有优点的做法是在接收有用数据之前已经进行了选择。为此在开始发送有用数据之前每个用户站3发送一个有意义的测试频率，它可以被评判。
分段方式划分接收特性可以用不同措施实现。一种方法是利用分开的发送天线和接收天线，并且接收天线被设计为X个分开的天线。图6示出一个具有X个分开的天线的实施形式，它同时也被用作发送天线。在此实施例中在发送工作中所有X个天线16并行工作，并且借助于一个功率分配器17保证相等的功率馈送。发送和接收工作之间的切换借助于发送接收切换模块18实现，它被设置在功率分配器17和接收天线16之间。在示出的例子中发送接收切换模块18调整为发送工作，即接收天线16与功率分配器的输出连接。虚线所示状态对应于接收工作，这时接收天线16与图中未示出的接收机15连接。此外也可以利用射线受控天线或智能天线。这些天线可以改变辐射特性。其中方向信息的标记通过一个基带计权和合适地组合各个接收支路实现。最终天线的技术费用随着调节规定的天线方向图时同时提高的多样性和灵活性而优化。
如前所述，接收质量的判别最好借助于有用数据传输前的一个测试序列实现。测试序列以时分双工方式实现是尤为有效的。因为在许多并行发送时干扰电平会太高，为了获得可靠的相关信息，在发送和接收之间的静止时间被延长一些，此静止时间并且有利于一个要求建立连接(来或去)的用户站3首先发送一个测试序列。这个测试序列在所有X个接收支路被评判，例如借助于一个匹配滤波器。根据接收结果精确地选出用于接收的支路，它提供了最佳的结果。按照用户站3的数目和通信性能，必须采取适当措施，以避免由不同用户站3并行发送测试序列的冲突并减小其影响。这可以例如通过轮询法和发送用户专有的收据来实现。
图7a示出用于无线基站2的一个这样的循环。在时间段t1中基站2接收来自用户站3的数据D1。在时间段t2，即静止时间中由无线基站2发送一个测试序列19，并且最好每个循环发送一个对某一个用户站3的或者对一组用户站3有意义的测试序列19。接着在时间段t3进行数据D2至用户站3的有用数据传输。在开始新的循环之前，在结束时间段t4中无线基站2接收来自一个或几个用户站3的一个测试序列20。图7b示出用于用户站3的一个这样的循环。在时间段t5中用户站3发送数据D1到无线基站2。在静止时间t6接收无线基站2的测试序列19，并在接着的时间段t7中接收由无线基站2发送的有用数据D2。在结束的静止时间段t8中发送测试序列20至无线基站2，并且接着发送数据D1。测试序列20的主要功能是对某个用户站3的发送求出无线基站2中的最佳接收支路。借助于测试序列19,20也可以同步用户站3，补偿各个用户站3之间的时延差。
本发明方法和装置能很好地适用于无线局域环路系统，因为其中用户站3是静止的并且存在的业务信道可有效地被采用，业务信道控制无线信道上的用户寻址。
符号表1)无线传输系统2)无线基站3)用户站4)发送方向(下行线路)5)发送方向(上行线路)6)DS-CDMA-调制器7)混合器8)发射机9)发射天线10)DS-CDMA-解调器11)切换矩阵12)控制器13)判别单元14)数字总线15)接收机16)接收天线17)功率分配器18)发送-接收-切换-模块19)测试序列20)测试序列

Claims (9)

1．用于DS-CDMA全双工无线传输系统的装置，该系统包含一个中心无线基站和多个相互独立的用户站，它们都具有至少一个发射和接收天线，其特征在于，无线基站(2)的接收天线(16)在其水平天线特性中被分为多个接收区段，接收区段与一个判别单元(13)相连接，借助此单元可以按用户求出具有最佳接收质量的接收区段，并可选择此区段用于后续数据处理。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，水平天线特性以下行线路与上行线路传输容量之比X被划分。
3．如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，接收天线(16)由多个分开的天线构成。
4．如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，接收天线(16)被设计为辐射受控的天线。
5．用于DS-CDMA全双工无线传输系统(1)的方法，它借助于以上权利要求中任一项所述的装置并包含以下方法步骤：
a)通过一个业务信道并行地对无线基站(2)的所有接收区段建立连接，
b)传送接收数据到判别单元(13)，
c)比较在哪个接收区段相应的某个用户站(3)的数据被最佳地接收，
d)将对相应某个用户站(3)求出的接收区段传送给无线基站(2)的控制器(12)，并且
e)通过控制器(12)对相应用户站(3)选择最佳的接收区段。
6．如权利要求5所述的方法，其特征在于，在真正的有用数据传输之前用户站(3)发送一个用户专用的测试信号给无线基站(2)，由它求出最佳接收区段。
7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，无线系统(1)以时分复用方式工作，并且测试信号在真正的消息传输的发送和接收循环之间的静止时间中被发送。
8．如权利要求7所述的方法，其特征在于，在静止时间中无线基站(2)发送测试序列给某用户站(3)。
9．如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，用户站(3)的或用于它们的各个测试序列循环有序地发送。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030185289A1 (en) * 2001-12-07 2003-10-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Cordless modem for portable computers
US7406295B1 (en) 2003-09-10 2008-07-29 Sprint Spectrum L.P. Method for dynamically directing a wireless repeater
US7480486B1 (en) 2003-09-10 2009-01-20 Sprint Spectrum L.P. Wireless repeater and method for managing air interface communications
US7457545B2 (en) * 2004-02-12 2008-11-25 Northrop Grumman Corporation Process for controlling a Hartmann wavefront sensor (WFS) in an adaptive optic (AO) system
WO2007050694A2 (en) * 2005-10-25 2007-05-03 Manis William J Wireless router
FR2896067B1 (fr) 2006-01-10 2009-12-11 Lyonnaise Eaux France Dispositif de tele-releve bi-directionnel de compteur d'eau par radio pour facturation selon les horaires de consommation.
US20090149173A1 (en) * 2006-05-09 2009-06-11 Sunrise Telecom Incorporated Wireless network profiling system
US20080172322A1 (en) 2007-01-17 2008-07-17 Steidlmayer Pete Method for scheduling future orders on an electronic commodity trading system

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5095535A (en) * 1988-07-28 1992-03-10 Motorola, Inc. High bit rate communication system for overcoming multipath
US5119501A (en) * 1990-04-19 1992-06-02 Ericsson Ge Mobile Communications, Inc. Adaptive diversity equipment arrangement for cellular mobile telephone systems
US5504936A (en) * 1991-04-02 1996-04-02 Airtouch Communications Of California Microcells for digital cellular telephone systems
US5515378A (en) * 1991-12-12 1996-05-07 Arraycomm, Inc. Spatial division multiple access wireless communication systems
MY112371A (en) * 1993-07-20 2001-05-31 Qualcomm Inc System and method for orthogonal spread spectrum sequence generation in variable data rate systems
US5434578A (en) * 1993-10-22 1995-07-18 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for automatic antenna beam positioning
ZA95797B (en) * 1994-02-14 1996-06-20 Qualcomm Inc Dynamic sectorization in a spread spectrum communication system
JP2876517B2 (ja) * 1994-02-16 1999-03-31 松下電器産業株式会社 Ｃｄｍａ／ｔｄｄ方式基地局装置およびｃｄｍａ／ｔｄｄ方式移動局装置およびｃｄｍａ／ｔｄｄ方式無線通信システムおよびｃｄｍａ／ｔｄｄ方式無線通信方法
US5614914A (en) * 1994-09-06 1997-03-25 Interdigital Technology Corporation Wireless telephone distribution system with time and space diversity transmission for determining receiver location
FI956060A (fi) 1995-12-15 1997-06-16 Nokia Telecommunications Oy Sektoroitu tukiasema
CN1113485C (zh) * 1997-03-25 2003-07-02 西门子公司 从经无线信道传输的接收信号中实现信道估计的方法
US6104930A (en) * 1997-05-02 2000-08-15 Nortel Networks Corporation Floating transceiver assignment for cellular radio
US6104935A (en) * 1997-05-05 2000-08-15 Nortel Networks Corporation Down link beam forming architecture for heavily overlapped beam configuration
GB9709285D0 (en) * 1997-05-08 1997-06-25 Philips Electronics Nv Flexible two-way telecommunications system
US6094165A (en) * 1997-07-31 2000-07-25 Nortel Networks Corporation Combined multi-beam and sector coverage antenna array
US6108565A (en) * 1997-09-15 2000-08-22 Adaptive Telecom, Inc. Practical space-time radio method for CDMA communication capacity enhancement

Also Published As

Publication number Publication date
CA2334658A1 (en) 1999-12-16
ZA200007178B (en) 2001-03-14
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DE19825536B4 (de) 2005-05-19
DE19825536A1 (de) 1999-12-16
EP1086537A1 (de) 2001-03-28
AR023315A1 (es) 2002-09-04
ES2180309T3 (es) 2003-02-01
DE59901308D1 (de) 2002-05-29
WO1999065159A1 (de) 1999-12-16
AU4604699A (en) 1999-12-30
US6834198B1 (en) 2004-12-21

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