CN1306701A - 无线通信系统中用于收集器阵列的方法和装置 - Google Patents

无线通信系统中用于收集器阵列的方法和装置 Download PDF

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凯文·D·拉克
约翰·A·瓦斯塔诺
约翰·W·沃勒尤斯
布鲁斯·D·史密斯
戴维·A·霍华德
卡伦·E·科茨
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Abstract

本发明是一种在地区中用于与蜂窝用户进行通信的具有多个前向信道通信和多个对应的反向信道通信的通信系统。每个地区包括多个地带管理器。每个地带管理器包括具有广播器发送机的广播器,用于使用宽带广播器信号来广播多个前向信道通信以形成多个广播器前向信道。每个地带管理器包括聚合器,用于处理反向信道通信。每个地带管理器与收集器组进行通信,用于从用户接收反向信道通信并且将反向信道通信转发到聚合器。每个用户包括用户接收机,用于从所述广播器接收不同的前向信道,并且包括用户发送机装置,用于在不同的用户反向信道上广播用户反向信道通信。每个地带管理器的收集器组由宏分集收集器形成,其中某些位于其他地带管理器。通过使收集器在地带管理器地址上共址,能够进行宏分集收集器操作,同时减小收集器的安装成本。

Description

无线通信系统中 用于收集器阵列的方法和装置 对有关申请的交叉参考
本申请是下述申请的部分继续申请：申请SC/顺序号No.08/866,700,1997年5月30日提交，题为“METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESSCOMMUNICATION EMPLOYING CONFIDENCE METRIC PROCESSINGFOR BANDWIDTH REDUCTION(用于带宽压缩的采用置信度量度处理的无线通信方法和装置)”，转让给与本申请相同的受让人。
本申请是下述申请的部分继续申请：申请SC/顺序号No.08/801,711,1997年2月14日提交，题为“METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESSCOMMUNICATION EMPLOYING AGGREGATION FOR DIGITALSIGNALS(用于数字信号的采用聚合的无线通信方法和装置)”，转让给与本申请相同的受让人。
本申请是下述申请的部分继续申请：申请SC/顺序号No.08/544,913,1995年10月18日提交，题为“METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESSCOMMUNICATION EMPLOYING COLLECTOR ARRAYS(采用收集器阵列的无线通信方法和装置)”，转让给与本申请相同的受让人。
本申请是下述申请的部分继续申请：申请SC/顺序号No.08/634,141,1996年4月19日提交，题为“METHOD AND APPARATUS FOR TDMA WIRELESSCOMMUNICATION EMPLOYING COLLECTOR ARRAYS FOR RANGEEXTENSION(用于距离延伸的采用收集器阵列的TDMA无线通信方法和装置)”，转让给与本申请相同的受让人。
本申请是下述申请的部分继续申请：申请SC/顺序号No.08/889,881,1997年7月3日提交，题为“METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESSCOMMUNICATION EMPLOYING CONTROL FOR CONFIDENCE METRICBANDWIDTH REDUCTION(采用置信度量度带宽压缩控制的无线通信方法和装置)”，转让给与本申请相同的受让人。
发明背景
本发明涉及双向无线通信系统领域，特别涉及在蜂窝系统中使用收集器阵列的方法和装置。
蜂窝系统
当今蜂窝移动电话系统的发展是由于对移动服务的巨大需求不能用早先的系统来满足。蜂窝系统在一组小区内“重用(reuse)”频率和其他射频(RF)资源以向大量用户提供无线双向通信。每个小区覆盖小的地理区域，而一组相邻小区整体覆盖更大的地理区域。每个小区具有可用于支持蜂窝用户的RF频谱或其他资源的总量的一小部分。小区的大小不同(例如，宏小区或微小区)，并且容量通常是固定的。小区的实际形状和大小是地形、人为环境、通信质量以及所需用户容量的复合函数。小区经陆线或微波链路彼此连接，并且通过适用于移动通信的电话交换机而连接到公共交换电话网(PSTN)。当移动用户在小区之间移动时，交换机用于将用户从一个小区越区切换(hand-off)到另一个小区。
在现有蜂窝系统中，每个小区具有一个基站，该基站具有共址(co-sited)的RF发送机和RF接收机，用于发送和接收来自和至小区中的蜂窝用户的通信。基站发送前向信道通信给用户，而从小区中的用户接收反向信道通信。
前向和反向信道通信使用分离的信道资源、例如频带或扩频码，以便能够在两个方向上进行同时发送。采用分离的频带，此操作被称为频分双工(FDD)信令。在时分双工(TDD)信令中，前向和反向信道轮流使用同一频带。在码分双工(CDD)中，信令被扩展到很宽的频谱上，并且信号是通过不同的代码来区别的。
基站除了提供至用户的RF连通性以外，还提供至移动电话交换局(Mobile Telephone Switching Office,MTSO)或移动交换中心(Mobile SwitchingCenter,MSC)的连通性。在典型的蜂窝系统中，在整个覆盖地区内使用一个或多个MTSO(MSC)。每个MTSO(MSC)能够服务蜂窝系统中的多个基站(亦称为基地收发信台(Base Transceiver Stations,BTS))和关联小区，并且支持在其他系统(例如PSTN)和蜂窝系统之间对呼叫进行选路(routing)、或在蜂窝系统内对呼叫进行选路的交换操作。
基站典型地通过基站控制器(Base Station Contoller,BSC)而受控于MTSO。BSC指配RF载波或其他资源以支持呼叫，协调移动用户在基站之间的越区切换，并且监视和报告基站的状态。单个MSTO控制的基站的数目依赖于每个基站的业务量、MTSO和基站的互连成本、服务区的拓扑结构以及其他类似因素。
越区切换是特定用户从一个小区中的一个基站向另一个小区中的另一个基站的通信转移。基站之间的越区切换发生在例如移动用户从第一小区行进到相邻的第二小区时。越区切换还发生在用于减轻业务承载容量耗尽、或通信劣质的基站的负担时。在现有蜂窝系统中的越区切换期间，可能有一个转移时段，在此期间，至移动用户的前向和反向通信与第一小区的基站切断，但还没有与第二小区建立。
蜂窝架构
在无线系统中，既存在物理信道，也存在逻辑信道，其中逻辑信道承载映射到物理信道的信令数据或用户数据。在蜂窝系统中，业务信道是用于用户数据的逻辑信道，并且区别于控制信道，该控制信道是逻辑信道，用于网络管理消息、维护、操作任务和其他用于在系统中可靠地和有效地移动业务数据的控制信息。通常，除非上下文另外指出，术语信道指的是逻辑信道，并且应该理解，这些逻辑信道被映射到物理信道。控制信道处理移动用户的接入请求。
现有蜂窝实现采用几种技术之一在整个蜂窝域上逐个小区地分配RF资源。由于随着发送机和接收机之间的距离增加，无线信号在接收机中的功率也衰落，依赖功率衰落，能够在蜂窝系统中进行RF资源重用。在蜂窝系统中，足够远离特定接收机、并且以可接受的发送参数进行发送的潜在干扰发送机不会不可接受地干扰该特定接收机中的接收。
在频分多址(FDMA)系统中，通信信道由指配的频率和带宽(载波)构成。如果一个载波在给定小区中使用，则它只能在充分离开该给定小区的其他小区中被重用，以便该其他小区信号不显著干扰该给定小区中的载波。确定重用小区必须离多远、以及什么构成显著干扰，是与实现有关的细节。
在时分多址(TDMA)系统中，时间被分割为指定持续时间的时隙。时隙组成帧，每个帧中同系(homologous)的时隙被指配给同一信道。常规做法是将所有帧上的同系时隙的集合称为一个时隙。典型地，每个逻辑信道在公共载波频帝被指配一个或多个时隙。这样，在每个逻辑信道上承载通信的无线电发送在时间上是不连续的。无线电发送机在分配给其的时隙期间接通(on)，而在未分配给其的时隙期间关闭(off)。占据单个时隙的每个分离的无线电发送被称为一个突发(burst)。每个TDMA实现定义一种或多种突发结构。典型地，至少有两种突发结构，即，第一种用于用户对系统的接入请求，第二种用于用户被登录后的例行通信。在TDMA系统中必须维持严格的定时，以防止包括一个逻辑信道的突发干扰包括相邻时隙中的其他逻辑信道的突发。
TDMA系统的一个例子是GSM系统。在GSM系统中，除了业务信道以外，还有4类不同的控制信道，即，广播信道、公共控制信道、专用控制信道、以及随路(associated)控制信道，结合接入处理和用户登录来使用。
在码分多址(CDMA)系统中，RF发送是用独特的扩频码扩展到很宽频谱(扩频)上的前向信道通信和反向信道通信。这种系统中的RF接收通过以仔细的时间重合(coincidence)来处理整个被占据的频谱，将特定发送机的发射与许多其他发送机的发射区别开来。发射中的所需信号通过在接收相关器中用扩频码的复本对信号进行解扩来恢复，而所有其他信号仍旧是完全扩展的，并且不经过解调。
在蜂窝基站(cell site)中从基站发送的CDMA前向物理信道是包括多个个别逻辑信道的前向波形，该多个个别逻辑信道通过它们的扩频码来彼此区别(并且不像GSM的情况那样在频率或时间上分离)。前向波形包括导频信道、同步信道以及业务信道。
定时对于CDMA信号的正确解扩和解调是关键的，并且移动用户采用导频信道与基站进行同步，以便用户能够识别任何其他信道。同步信道包含CDMA系统中的移动用户所需的信息，包括系统识别号(SID)、接入过程和精确的日期时间信息。
扩频通信协议包括但不限于CDMA以及跳频和跳时技术。跳频涉及将频率带宽划分为更小的频率分量，然后信道以大体随机的方式通过从一个频率分量跳到另一个频率分量来使用该频率分量。信道间失真在每个信道的时间上大体作为高斯(Gaussian)白噪声。跳时涉及时分方案，其中每个信道以大体随机的方式在不同时隙上开始或停止。这里，信道间失真在每个信道的时间上也大体作为高斯白噪声。
本专利可应用的通信协议包括但不限于FDMA、TDMA和扩频技术、以及采用FDMA、TDMA和扩频技术中多于一项技术的协议。
许多蜂窝系统固有地是空分多址(SDMA)系统，因为每个小区占据一个较大的地区(region)内的一个地带(zone)并且在其中进行操作。此外，微小区和窄波束天线都采用对优化RF资源重用很有用的空分。空间分集
在多个间隔的天线上接收到的来自单个源的信号的组合被称为空间分集。微分集(micro-diversity)是一种形式的空间分集，存在于两个或多个接收天线彼此靠近(例如在几米的距离内)并且每个天线从单个源接收信号的情况。在微分集系统中，从公共源接收到的信号被处理并且被组合以形成该单个源的质量改善了的信号。微分集对瑞利(Rayleigh)或莱斯(Rician)衰落或类似扰动是有效的。因此，术语微分集位置(micro-diverse locations)是指彼此接近、并且只是分离得足以有效抵抗瑞利或莱斯衰落或类似扰动的天线位置。用于微分集位置的信号处理可以发生在单个物理位置上，因此微分集不一定对反向信道带宽要求产生不良影响。
宏分集(macro-diversity)是另一种形式的空间分集，存在于两个或多个接收天线彼此位置远离(距离远大于几米，例如几千米)并且每个天线从单个源接收信号的情况。在宏分集系统中，从单个源接收到的信号被处理并且被组合以形成该单个源的质量改善了的信号。因此，术语宏分集是指天线足够远离，以在来自单个源的信号的平均信号电平之间具有去相关(de-correlation)。因此，术语宏分集位置是指足够远离以实现该去相关的天线位置。宏分集处理涉及将信号转发到公共处理位置，因此消耗通信带宽。
宏分集系统中的平均信号电平被去相关，因为每个分离的信号路径具有减小信号强度的独特的传播特性。每个路径中的传播特性与每个其他信号路径中的传播特性不同。这些独特的传播特性随着瑞利或莱斯衰落距离以上的距离而变化，并且受地形效应、建筑物或植被造成的信号阻塞以及其他类似的环境因素影响。这些因素引起的衰落被称为阴影衰落(shadow fading)。阴影衰落的去相关距离可能刚大于瑞利衰落距离，也可能大至几千米。蜂窝系统中的用户位置
在蜂窝系统中，设备和功能被分布在整个地带、小区、和其他覆盖区域上。为了有效地控制和操作蜂窝系统，关于激活用户(active user)在系统中的位置的信息越来越重要。
在现有蜂窝系统中，使用的用户位置信息包括用户位于的小区、或小区的扇区。用户在蜂窝系统中的位置重要是因为信号衰落是接收机离发送机的距离的函数。尽管在广播机和接收机之间距离更大时可以使用增加广播功率的方法，但是这种增加容易对其他接收机造成接收干扰，因此容易减小系统的用户容量。从而，蜂窝系统对RF资源进行平衡以优化有效建立良好系统性能的参数。
与增加蜂窝系统容量关联的问题要求改进的方法和装置以用于无线移动通信系统。
发明概述
本发明是一种在地区中用于与蜂窝用户进行通信的具有多个前向信道通信和多个对应的反向信道通信的通信系统。每个地区包括多个地带管理器。每个地带管理器包括具有广播器发送机的广播器，用于使用宽带广播器信号来广播多个前向信道通信以形成多个广播器前向信道。每个地带管理器包括聚合器，用于处理反向信道通信。每个地带管理器与收集器组进行通信，用于从用户接收反向信道通信并且将反向信道通信转发到聚合器。每个用户包括用户接收机，用于从所述广播器接收不同的前向信道，并且包括用户发送机装置，用于在不同的用户反向信道上广播用户反向信道通信。
每个地带管理器的收集器组由宏分集收集器形成，其中某些位于其他地带管理器。通过使收集器在地带管理器地址上共址，能够进行宏分集收集器操作，同时减小收集器的安装成本。通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚。
附图的简单说明
图1示出用于采用宏分集收集器的无线用户的通信系统，用于接收用户接入请求以进行处理或转发到聚合器(aggregator)进行组合。
图2示出在蜂窝系统中形成六角形地带的图1类型的多个地带的表示。
图3示出图2类型的单个六角形地带的表示。
图4示出用户、用于图1通信系统的多个收集器和聚合器的进一步细节。
图5示出与地带管理器共址的收集器的地区的方框图表示。
图6示出用于图5地区的地带管理器通信布局的方框图表示。
图7示出典型地带管理器的方框图表示。
图8示出地区管理器和构成其的地带管理器以及它们的主要资源。
发明的详细说明
蜂窝系统-图1
在图1中，示出蜂窝系统具有地帝管理器20，该地带管理器20包括广播器(B)16、聚合器(A)17以及地带控制器(ZC)18。广播器16从广播器16向多个用户15广播前向信道(FC)通信，该多个用户15包括位于虚线三角形表示的广播器地带5内的用户U1、U2、…、UU。用户15可以位于固定位置，也可以是移动的。多个用户15中的每个向多个收集器45中的一个或多个发送反向信道(RC)通信，该多个收集器包括收集器C1、C2、C3、C4、C5、…、CNc，在激活时，依次将反向信道通信转发到地带管理器20中的聚合器17。广播器16、聚合器17以及地带控制器18可以共址或位于不同位置。确定哪个收集器45对于任何特定用户15是激活的由地带控制器18来控制。地带控制器18根据带宽可用性、信号质量以及其他系统参数进行操作以选择激活收集器。在本申请中为了说明起见，假设收集器C1、C2和C3被选择给用户U1。
每个用户15具有接收机，用于在前向信道上从广播器16接收广播。此外，每个用户15具有发送机，在反向信道上向收集器45进行发送。收集器45彼此相对处于宏分集位置，通常在广播器地带5内。因此，在用于每个用户15的聚合器17中接收宏分集反向信道通信的多个复本。
在图1的系统中，当任何用户15在地带5从关闭转到接通时，遵循接入协议，以便用户被识别并且被登录以在系统中进行操作。首先，用户15遵循定向过程以将用户定向到地带管理器20和任何连接的网络、例如公共交换电话网(PSTN)。用户从广播器16接收接入同步信号。
当用户15在广播器地带5从关闭转到接通、并且遵循了定向协议时，用户15在接入反向信道上发送接入请求突发。每个突发包括预定的接入请求比特序列。
分布在宏分集位置上的收集器45在时间上被同步，并且从用户15接收带有接入请求突发的反向信道信号。宏分集收集器45从用户接收到的接入请求被处理并且被转发到聚合器17以进行最终用户登录处理。
在图1中，U1用户15是典型的，并且从广播器16接收包括接入同步信息的前向信道(FC)通信。用户15还将包括用户接入请求的用户至收集器反向信道通信(u/cRC)转发到每个收集器45，特别是转发到激活收集器C1、C2和C3。用于U1的每个激活收集器将收集器至聚合器反向信道通信(c/aRCU1)转发到聚合器17。来自U1用户15的反向信道通信包括用户至收集器通信u/cRC1U1和收集器至聚合器通信c/aRC1、用户至收集器通信u/cRC2和收集器至聚合器通信c/aRC2以及用户至收集器通信u/cRC3U1和收集器至聚合器通信c/aRC3。图1中每个其他用户U2、…、UU具有类似的包括接入同步信号的前向信道通信和包括用户接入请求的反向信道通信。
在图1中，U1用户15-11、…、15-1u1都位于收集器C1和弧线51围绕的子地区，因此接近收集器C1。因为接近，所以从U1用户15-11、…、15-1u1到收集器C1的反向信道发送的信号强度通常很高。类似地，U2用户15-21、…、15-2u2都位于收集器C2和弧线52围绕的子地区，因此接近收集器C2。因为接近，所以从U2用户15-21、…、15-2u2到收集器C2的反向信道发送的信号强度通常很高。U3用户15-31、…、15-3u3都位于收集器C3和弧线53围绕的子地区，因此接近收集器C3。从U3用户15-31、…、15-3u3到收集器C2的反向信道发送的信号强度通常很高。
在图1中，总的由弧线51、52和53围绕的中央子地区5c相对远离收集器C1、C2和C3，所以从此地区中的所有UU用户15-U1、…、15-UuU到每个收集器C1、C2和C3的反向信道信号强度通常比更接近子地区51、52和53中的收集器的用户的弱。
本发明中的图1的前向和反向信道通信适用于任何数字无线电信号系统，例如包括TDMA、CDMA、SDMA和FDMA系统。如果任何特定系统的数字无线电信号不是固有地构造为突发，则可以将时间用某种方式任意划分为时间间隔以根据本发明进行处理。多地带配置-图2和图3
在图2中，包括地带5-1、5-2、…、5-6的地带5类似于图1的地带5，并且每个地带5包括与地带5-1的用户类似的用户15。例如，地带5-2邻接地带5-1，并且包括C4收集器45，该C4收集器45与至少收集器C1和C3一起操作，其中收集器C1和C3也与地带5-1进行操作。
在图2中，示出蜂窝系统具有地带管理器20-1、…、20-6，其中地带管理器20-1是典型的。这些地带管理器具有广播器16-1、…、16-6，其中广播器16-1是典型的，将前向信道(FC)通信广播到地带5-1、…、5-6中的一个或多个中的多个用户15。每个用户15将反向信道(RC)通信发送到包括收集器C1、C2、C3和C4的多个收集器45中的一个或多个，它们依次将反向信道通信转发到聚合器17-1、…、17-6，其中聚合器17-1是典型的。地带管理器20可以位于基站，该基站以多种不同方式来配置。在一种配置中，每个广播器在与地带5-1、5-2、…、5-6对应的6个不同的频率范围中的6个扇区中不同的一个中广播前向信道。不同地带中的用户将对应的频率范围上的反向信道发送到在其广播范围内操作的各种收集器，并且这些收集器依次将反向信道通信转发到对应的一个聚合器17。在另一个配置中，所有地带使用同一频率范围，并且不采用扇区化，而在这种实施例中，可以采用一个或多个地带管理器。通常，不管配置如何，某些收集器地址与几个地带的收集器关联。例如，C3服务两个地带5-1和5-2中的用户。从C3到聚合器17-1的回程(back-haul)链路由来自地带5-1和5-2的用户共享。
在一个实施例中，为了节省带宽，一个地带的置信度量度带宽有时被减小，以便能够增加另一个地带的带宽，其中这些地带共享来自公共关联收集器的反向信道通信带宽，像上述例子中的收集器C1和C3。在每个收集器中存储并执行带宽控制算法。此外，当要求调节例如带宽平衡时，图1的地带管理器20与图4的处理器42通过远程接口进行通信。
在图2中，地区管理器12控制相连地区5-1、…、5-6和与地区5-1、…、5-6可能相连也可能不相连的地区5-1、…、5-6的地带管理器20-1、…、20-6的带宽分配。
在图3中，地带51、52…、57各类似于图2的地带2，形成七地带群集(cluster)。类似地，在图3中，地带61、62、…、67各类似于图2的地带5，形成第二个七地带群集。可以提供所需的任何数量的附加地带群集以覆盖任何特定地区。图3的地带管理器12用于控制收集器反向信道的带宽值，以便在图3的各种地区中沿公共回程信道来平衡负载。例如，如果业务量在每个时间期间(例如在通勤期间)容易从一个特定地带移动到另一个地带，则动态分配公共回程信道的带宽，以便向具有较高业务量的地带分配较多的带宽。多收集器配置-图4
在图4中，类似于图1中的收集器45，多个收集器45-1、…、45-Nc各从用户15-1、…、15-U接收反向信道通信。对于每个用户15，收集器45-1、…、45-Nc各处理都代表来自用户15的同一通信的接收信号。这些通信具有宏分集，因为宏距离将图1的收集器45分离开来。这些通信包括空间宏分集数据突发1Bp、…、NcBp、和对应的处理过的置信度量度矢量1CMp、…、NcCMp，该对应的处理过的置信度量度矢量1CMp、…、NcCMp以表示为1Bp/1CMp/1M/1CC、…、NcBp/NcCMp/NcM/NcCC的格式被转发到聚合器17。聚合器17组合空间分集数据突发1Bp、…、NcBp、和对应的置信度量度矢量1CMp、…、NcCMp，以形成最终的单个数据突发表示Bf和对应的最终置信度量度矢量CMf。聚合器17可以使用测量信号1M、…、NcM和控制信号1CC、…、NcCC来选择或处理数据突发1Bp、…、NcBp、和/或对应的置信度量度矢量1CMp、…、NcCMp。例如，如果特定突发与劣质信号关联，则该特定突发可以被从聚合中排除出去。信号的质量在一个例子中根据信道模型衰减估计来测量。
在图4中，收集器45-1、…、45-Nc包括具有两个或多个微分集接收天线48-1、…、48-Na的RF子系统43-1、…、43-Nc。天线48-1、…、48-Na各从多个用户15-1、…、15-U中的每个接收发送信号。RF子系统43-1、…、43-Nc从单个用户接收到的接收信号的每个表示以数据突发的形式连接到信号处理器42-1、…、42-Nc中对应的一个。从天线48-1、…、48-Nc接收到的数据突发被表示为1Br、…、NaBr。信号处理器42-1、…、42-Nc处理单个用户的多个接收突发以形成单个处理过的突发1Bp、…、NcBp，表示来自单个用户的信号。处理过的突发1Bp、…、NcBp具有对应的置信度量度矢量1CMp、2CMp、…、NcCMp，表示数据突发的每个比特的置信度。每个处理过的突发具有比特βp1、βp2、…、βpB和处理过的置信度量度矢量CMp具有对应的处理过的置信度量度cmp1、cmp2、…、cmpB。形成测量信号的功率或其他特性的测量信号1M、…、NcM。处理过的突发、置信度量度矢量、以及测量连接到接口单元46-1、…、46-Nc，该接口单元46-1、…、46-Nc对这些信号进行格式化，并且将它们发送或以其他方式作为反向信道信号连接到聚合器17。
在图4中，信号处理器42-1、…、42-Nc接收定时信息，该定时信息使得来自每个收集器的收集器信号能够与来自每个其他收集器的信号在时间上同步。例如，每个收集器可以具有全球定位系统(GPS)接收机(未图示)以接收时间同步信号。或者，或此外，图1的地带管理器20可以广播或者以其他方式发送时间同步信息。信号处理器42-1、…、42-Nc在作为反向信道信号的一部分而从接口单元46-1、…、46-Nc转发到聚合器17的收集器控制信号1CC、…、NcCC中提供时戳。
在图4中，示出聚合器17的方框图表示。聚合器17包括接收/格式化组66，用于对收集器45发送的信号进行接收和格式化。接收信号1Bp/1CMp/1M/1CC、2Bp/2CMp/2M/2CC、…、NcBp/NcCMp/NcM/NcCC在格式化之后被连接到信号处理器67，该信号处理器67处理接收信号以进行宏分集组合。格式化组66使用时戳和其他控制码(CC)信息来对齐来自同一用户的不同收集器的信号。具体地说，用于每一个或多个突发的单元66比较并且对齐来自控制字段1CC、2CC、…、NcCC的时戳，以便对于来自用户的同一公共突发，来自不同收集器的对应的数据、置信度量度以及测量信号被对齐。
聚合器17的信号处理器67处理来自每个用户的突发信号和用户通过Nc个激活收集器45接收到的Nc个反向信道信号表示。单个用户的Nc个数据、量度和测量值包括数据和处理过的置信度量度对(pairs)[1Bb,1CM]、[2Bb,2CMp]、…、[NcBb,NcCMp]和测量值1M、2M、…、NcM。处理过的置信度量度1CMp、2CMp、…、NcCMp被处理，以形成聚合器处理过的置信度量度1CMpp、2CMpp、…、NcCMpp。共址的收集器-图5
图5示出一个实施例，其中收集器45与图2的广播器16和聚合器17共址。在图5中，6个地带管理器ZM1、ZM2、ZM3、ZM4、ZM5和ZM6被分布在整个社区中，其中移动用户容易沿道路22(由粗线表示)集中。地带管理器ZM1和ZM5是全向的，而地带管理器ZM2、ZM3、ZM4和ZM6是扇区化的。地带管理器ZM2具有扇区2-1和2-2，地带管理器ZM3具有扇区3-1和3-2，地带管理器ZM4具有扇区4-1和4-2，而地带管理器ZM6具有扇区6-1和6-2。每个扇区具有广播器16(未图示)和一对微分集收集器45(未图示)，用于在整个扇区地帝上进行广播和接收。例如，地带管理器ZM2的扇区2-1的扇区地带21、和地带管理器ZM4的扇区4-1的扇区地带41示例性地示于图5。此外，地带11部分地示于图5，表示地带管理器ZM1的全向地带。用户15例如从地帝管理器ZM1、ZM2或ZM4中的任一个接收广播。选择地带管理器ZM1、ZM2或ZM4中特定的一个作为用于用户15的激活地带管理器，并且该激活地带管理器在独特的前向广播信道上进行广播。进而用户15在对应的反向信道上进行广播。地带管理器ZM1、ZM2和ZM4各包括微分集收集器，用于接收用户广播，而不管来自地带管理器ZM1、ZM2或ZM4的哪一个广播器对于特定用户是激活的。
当用户15移动到15′所示的新位置时，地带管理器ZM1、ZM2和ZM4可以将广播频率从一个地带管理器越区切换到另一个，也可以不这样，例如在从用户15位置移动到用户15′位置时，如果地带管理器ZM4的广播器是激活的，则即使用户15移动，广播器也可以保持激活。如果广播器前向信道保持不变，则用户15反向信道也保持不变。然而，接收反向信道的收集器组可能改变。例如，在用户15位置上，激活收集器可以是ZM2的扇区2-1、ZM4的扇区4-1以及ZM1的收集器。在用户15′位置上，激活收集器可以来自ZM2的扇区2-2、ZM3的扇区3-1以及ZM4的扇区4-1。
在另一个例子中，在从用户15位置移动到用户15′位置时，如果地带管理器ZM2扇区2-1的广播器是激活的，则作为用户15移动的结果，一个地带管理器的广播器可以通过越区切换而变为另一个地带管理器的广播器。如果广播器前向信道改变，则收集器反向信道相应地改变，而接收用户反向信道的收集器组改变频率。例如，在用户15位置上，激活收集器可以是一个反向信道频率上的ZM2的扇区2-1、ZM4的扇区4-1的收集器以及ZM1的收集器。在用户15′位置上，激活收集器可以来自与用户15位置上的用户处于不同的反向信道频率上的ZM2的扇区2-2、ZM3的扇区3-1以及ZM4的扇区4-1。图5地区的通信布局-图6
在图6中，示出图5地区的通信布局。每个地带管理器包括带有处理器和T1通信装置的XTS单元和带有信息包(information packet,IP)选路设备的X单元。在所示的实施例中，该地区的通信在地区管理器和地带管理器ZM4之间进行，该地区管理器和地带管理器ZM4依次中继其他地带管理器的信息。典型地带管理器-图7
在图7中，示出图5和图6的典型地带管理器的进一步的细节。每个地带管理器包括广播器Bj、聚合器Aj以及收集器组Cj。地带管理器ZM4的收集器组包括用于扇区4-1的地带管理器ZM4中的微分集收集器对、用于扇区2-1的ZM2中的微分集收集器对、以及ZM1上的微分集收集器对。组中的收集器是宏分集的，因为它们位于不同地带管理器的宏分集位置。图5地区的地带管理器-图8
在图8中，示出地带管理器ZM1、…、ZM6各带有广播器、聚合器和收集器组，其中每个收集器组由宏分集收集器形成，包括地带管理器中的其他收集器组中的收集器。地帝管理器ZM6、…、ZM1的收集器组具有下述表1所示的地带管理器收集器聚合。
    地带管理器收集器组     地带管理器聚合
    6     6,5
    5     6,5,3
    4     4,2,1
    3     5,3,2
    2     4,2,1
    1     4,2,1
尽管本发明是参照其优选实施例而具体示出和说明的，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以对其进行各种形式和细节上的修改。

Claims (6)

1、一种具有多个前向信道通信和多个对应的反向信道通信的通信系统，包括：
地区管理器装置，用于在一个地区中进行所述多个前向信道通信和多个对应的反向信道通信的通信；
所述地区中的多个地带管理器装置，各包括：
广播器装置，用于使用宽带广播器信号来广播所述多个前向信道
通信以形成多个广播器前向信道，
聚合器装置，用于处理反向信道通信，
收集器装置，用于接收反向信道通信并且将反向信道通信转发到
所述聚合器装置；
多个用户，
每个所述用户包括用户接收机装置，用于从所述广播器装置接收
不同的前向信道，并且包括用户发送机装置，用于在不同的用户反向信
道上广播用户反向信道通信；
其改进的特征在于：
所述广播器装置在广播器地带中广播所述多个广播器前向信道；
所述多个用户位于所述广播器地带，用于提供多个不同的用户反向信道总的作为宽带复合信号；
多个所述收集器装置分布在所述广播器地带中的宏分集位置上，以便所述多个收集器装置中的每个是激活的，以在至少一部分所述广播器地带上接收所述复合信号，并且以便所述多个用户中的某些用户的用户反向信道由两个或多个所述收集器装置接收，
每个所述收集器装置包括宽带收集器接收机装置，用于接收带有来自所述多个用户中的各一个用户的反向信道通信的所述宽带复合信号，
每个所述收集器装置包括收集器转发装置，用于向所述聚合器装置转发来自所述多个用户中的各一个用户的所述用户反向信道通信作为收集器反向信道通信；
所述聚合器装置用于从所述收集器装置接收所述收集器反向信道通信，以向所述多个用户中的所述各一个用户中的每一个提供所述对应的反向信道通信作为来自所述两个或多个收集器装置的收集器反向信道通信的组合。
2、如权利要求1所述的通信系统，包括地带管理器装置，用于用多个从网络到所述广播器装置的网络前向信道通信、和多个从所述聚合器装置到网络的对应的网络反向信道通信在网络和地区之间进行通信。
3、如权利要求1所述的通信系统，其中特定用户是所述用户之一，并且从第一个所述广播器地帝行进到第二个所述广播器地带，并且其中所述地区管理器装置包括控制器装置，用于为所述第一地带的所述特定一个所述用户指配第一广播器前向信道和第一用户反向信道、以及为所述第二地带的所述特定一个所述用户指配第二广播器前向信道和第二用户反向信道。
4、如权利要求1所述的通信系统，其中对于一个所述地带管理器，收集器装置与所述一个所述地带管理器装置的所述广播器装置位于一起，并且其中其他收集器装置位于离开所述一个所述地带管理器装置的宏分集位置。
5、如权利要求4所述的通信系统，其中所述其他收集器装置与其他所述地带管理器装置的广播器装置位于一起。
6、如权利要求1所述的通信系统，其中各一个所述收集器装置使用方向性天线装置。
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