CN1332912A - 无线通信系统的运行方法和这种无线通信系统 - Google Patents

Abstract

在运行无线通信系统的方法中,特别是为了测量具有多个基站和至少一个其他无线站的无线通信系统的无线信道的传输特性的方法,其中无线通信系统有时帧的时隙结构和在每个时隙中传输脉冲,还与数据传输无关发送信道测量顺序。将信道测量顺序用恒定功率发送,此时有益的是将信道测量顺序在脉冲的中间发送。为了信道测量人们使用循环相关,这样单个基站可以使用同样的信道测量顺序,此外信道测量顺序用不同的编码相位可以由不同的基站发送。

Description

无线通信系统的运行方法 和这种无线通信系统

本发明涉及到无线通信系统的运行方法和这种无线通信系统，特别是具有TDD-用户分离的移动无线系统，在其中确定无线信道的传输特性。

无线通信系统借助于电磁波将信息(例如语言、图象信息或者其他数据)经过基站和移动站之间的无线接口进行传输。其中电磁波的传输是用载波频率进行的，载波频率位于安排在各个系统中的频带上。对于未来具有TD/CDMA-传输方法的移动无线系统，例如UMTS(通用移动通信系统)或者其他第三代系统，经过无线接口将频率安排在大约为2000MHz上。

对于第三代移动无线系统如已经叙述过的UMTS中选定了宽带1D-CDMA，即在时间-、频率-和编码复用-方案基础上的多次存取方案，作为方案的TDD-组成的传输方法。TDD-传输方法(时分多址)在UMTS时包括持续时间为10ms的TDMA-帧，将这个帧分成持续时间为625μs的16个时隙，则将每个帧的16个时隙提供使用。将时隙分成为上行链接和下行链接的时隙。可以移动TDD-帧上的上行链接和下行链接之间的转换点，以支持非对称通信。被推荐的UMTS-系统的TDD-组成的准确定义可以在建议“UTRA TDD组成的ITU系统草案描述”中找到。

在长度为625μs的每个时隙内将用户信号通过分离编码附加地分开。这意味着，在一个时隙内可以传输多于一个相应长度的无线数据块。这些多个无线数据块在同样的时隙内不仅可以分配给不同用户而且可以部分地分配给或者整个分配给唯一用户。对于在同样的时隙内的多倍的无线数据块使用不同的分离编码，以便有可能在不同无线数据块之间进行区别。第三代移动无线系统的以下问题还没有满意地得到解释：

-对现实的和相邻的基站进行快速测量，

-将移动站快速传递给其他基站，

-降低干扰信号，和

-通过无线站(移动站)的位置确定。

因此此任务是以本发明为基础的，创建一种方法和一种装置，用这些有可能快速和容易地测量现实的和相邻的基站。

此任务是通过权利要求1和12的特征解决的。本发明有利的实施形式是从属权利要求的内容。

在按照本发明测量具有多个基站和至少一个其他无线站的无线通信系统的无线信道传输特性的方法中，为了传输在无线通信系统中使用具有时隙结构的时帧和在每个时隙中传输无线数据块。此时与数据传输无关地发送信道测量顺序，与一般的过程方法相反在TDMA(时分多址)传输系统中降低干扰不是最重要的，而用与此有关措施快速的信道测量，如位置确定和传递是最重要的。

有益的是参与的基站相互是同步的。此外将信道测量顺序连续用恒定功率发送。如果将多个基站同时发送，则立即在多个信道上出现说明。有益的是在无线数据块的中间发送信道测量顺序，此时为了信道测量使用了循环相关。

与连续发送信道测量顺序无关得到特殊的优点，如果单个基站使用同样的信道测量顺序。如果将单个基站使用的同样的具有不同编码-相位的信道测量顺序从不同的基站发送出去，则在相关结果单个测量窗上得出信道测量时间分开的结果。从测量中可以确定不同基站的信道特性及其距离。

此外时帧预先规定的时隙的信道测量顺序可以有特殊的标志。其中有益的是使用与其他时隙同样的信道测量顺序，此时使用预先规定时隙的信道测量顺序的相位调制。有益的是从时帧到时帧使用预先规定时隙的信道测量顺序的180°相位调制。因此可以明确标志时帧预先规定的时隙，此时第0个时隙(帧的第一个时隙)是这样标志的。

此外本发明涉及到具有多个基站(BS)和至少一个无线站(MS)的无线通信系统，基站和无线站使用上述方法。

按照本发明的方法不仅可以使用在TDD-系统而且可以使用在FDD-系统中。

本发明的特殊优点在于，与数据段的内容或者功率无关将信道测量顺序连续地用恒定功率发送。通过引入时隙同步化和使用测量顺序在基站上由于循环相关避免了相邻小区干扰的降低。无线系统的单编码运行和多编码运行是可能的。

下面参考附图详细叙述本发明有利的实施形式。

附图1表示具有信道测量顺序和数据段的时隙中的无线数据块的简图，

附图2表示具有恒定功率信道测量顺序的不同的无线数据块，

附图3表示具有典型的重复使用编码-相位的相邻基站的小区，和

附图4表示具有7段移动站的测量窗。

在下面叙述的本发明有利实施形式中是从具有时隙结构的无线系统出发的和为了比较好地理解从相邻基站的时间同步化出发的。对于实现时间同步化已知各种方法。当然同步化不是本方法功能能力的先决条件。如果在基站和移动站之间的运行时间小于时隙的持续时间，于是时隙在移动站上也同步化。基站的理想同步化的先决条件是，由各个移动站和不同基站之间的距离差中只得出移位。这样的移位随着基站的距离而增加。

附图1表示了在时隙ZS上的无线数据块B的简图。在每个这样的时隙ZS上将无线数据块B进行传输，无线数据块在时间上略短于时隙ZS本身。从中得出的保护时间应该能够避免由于不同运行时间以及由于同步化误差的干扰。对于测量无线信道的传输特性在无线数据决B期间发送一个信道测量顺序。这有利地是在每个无线数据块的中间(黑色表示所谓的中间部分MA)进行的。作为数字的例子假设时帧持续时间为10ms。将这个时帧分成为每个625μs的16个时隙。例如无线数据块是由每个持续时间为200μs的两个数据块D1和D2和在两个数据块D1、D2之间持续时间为200μs的信道测量顺序MA(中间部分)组成的。这样得出整个无线数据块的持续时间为600μs，将每个时隙中余下的25μs使用作为保护时间。可以将信息在数据块D1、D2中传输给一个或者多个无线站MS。其中除了一个传输信道之外也可以多个传输信道同时工作，将这些通过不同的编码相互分开。不同编码有利的实施形式是建立在Walsh-Hadamard-变换基础上的。

人们继续假设，为了信道测量使用循环相关，于是单个基站可以使用同样的信道测量顺序，然而具有不同编码-相位的这个信道测量顺序是由不同的基站发送的。在移动站MS接收机上的循环相关于是在不同的基站在相关结果的单个测量窗基础上产生的结果是时间分开的信道测量。例如用上述数字值得出在7个不同的等距编码相位测量窗各自为25μs。一旦由于延迟传播，同步化不可靠性和与各个基站不同的距离的和数小于25μs时，得出从不同的基站接收的信道测量顺序没有相互干扰。即信道测量方法是建立在相邻基站正交基础上的，虽然测量顺序是同时发送的和在移动站上也是同时接收的。用上述的数字例子对于测量的延迟传播(信号传播)例如提供15μs和对于同步化不可靠性和不同的距离提供10μs或者对于测量的延迟传播(信号传播)例如提供5μs和对于同步化不可靠性和运行时间差提供20μs，在信道测量时不会出现相互干扰。

如已经叙述的，基站的距离不是很大时由于同步化，信道测量顺序在循环相关基础上是正交的。因此所有的基站可以将信道测量顺序连续地和用恒定功率发送。数据块D1、D2本身可以用其他的功率发送，或者根本不存在，如附图2所示垂直方向表示数据块D1、D2的功率和对于不同功率数据块D1、D2的中间部分MA的功率。在中间部分MA上的信道测量顺序的功率始终是恒定的。这适用于各个基站在时隙上目前没有与无线站的连接。用时隙同步化和不同的编码相位通过移动站信道测量顺序提供传输特性的测量值和到各个基站衰减的测量值，此时测量不被数据传输干扰。

用上述数字例子相邻基站使用编码相位为25μs的阶梯式连接。编码相位的重复在上述例子中是按照7个基站进行的。因此人们对于信道测量通过移动站创建了由7个同样编码相位重复使用的“重复应用群”，这表示在附图3中。移动站可以用上述数字例子通过计算被接收单个时隙的信道测量顺序一直测量到7个基站的传输特性，这通过附图4测量窗的简图表示。原则上也可以使用其他的“重复应用群”代替7个，例如3、4、6、7、9等。选择的“重复应用群”愈大由于超过有效距离的同样编码相位的其他的基站的可能的干扰变得愈小。

除了基站的快速测量之外，作为其他的优点是，如果时隙是同步的有可能由基站将无线站快速传递给其他的基站。无线站可以在一个时隙上同时测量比较大数目的相邻基站(在上述例子中通过信道测量处理在唯一的时隙ZS上可以测量到六个相邻基站)。将无线站由基站传递到其他的基站上因此也可以从时帧到其他的时帧。固定的基站和固定网络的相应能力是先决条件。因此不中断地传递给其他的基站是可能的。本方法允许对无线环境改变有非常高的反应速度，例如由于无线站的速度(“单看”MAHO)。

在被建议的无线系统中连续发送信道测量顺序有可能使无线站在每个“中间部分”测量各个基站的传输特性期间处于(被动的)接收运行，和此外从运行时间差可以确定到各个基站的距离差。这允许将被动的运行方式用于无线站的位置确定，不需要发送信号本身通过无线站的传播和因此不会使无线系统传输容量承受负荷。为了位置确定原则上3个基站的距离差足够了。用同时测量直到7个基站的方法一般来说由于距离差测量值出现的兀余有可能提高测量精度。在附图4上的例如附图3中间的群直到7个基站的距离差是可能的。从超过有效距离接收的信道测量顺序不会影响位置确定的测量精度，因为这种信号在时间上比对于距离差测量重要的那些被测量基站的信道脉冲响应的前缘到来的晚。位置确定的精度依赖于基站的同步精度和信道测量的分辨率和因此依赖于无线系统的带宽。经过“广播频道”可以循环地发射用于位置确定所要求的信息，例如基站和相邻基站的位置。因为位置确定只要求处理被接收的信号，任意多个无线站可以确定其现实的位置。这种特性对于遥测技术应用是重要的。

在有利的扩展结构中将时帧的时隙0进行特殊标志。然而有益的是应该使用与其他时隙同样的信道测量顺序。因此在时隙0上提供了信道测量顺序的相位调制。在最简单情况下从时帧到时帧可以使用相位调制为180°。则在稳定的移动站上得出这个时隙在符号上交替变化的结果，这个结果可以与其他的时间保护的结果有区别。当无线站移动时由于出现多普勒效应产生移位，然而时隙0相对于其他的时隙是可以明显鉴别的。

上述方法不仅限于TDD-无线系统，而且也可以应用在FDD-系统上，在其中同样安排了时隙(时隙)。此外按照本发明的系统可以用不同的频率重复系数(频率重新使用群)运行。有利的实施形式的频率重复系数是1、3和4。

Claims (14)

1.具有多个基站(BS)和至少一个其他无线站(MS)的无线通信系统的无线信道传输特性的测量方法，其中无线通信系统具有时帧的时隙结构，其特征为，

在时隙(ZS)上发送信道测量顺序，即使没有数据传输时。

2.按照权利要求1的方法，其特征为，

将信道测量顺序用恒定功率和/或由多个基站(BS)同时发送。

3.按照上述权利要求之一的方法，其特征为，

将信道测量顺序在无线数据块(B)的中间发送。

4.按照上述权利要求之一的方法，其特征为，

基站(1，…，7)是同步的。

5.按照权利要求4的方法，其特征为，

将循环相关使用在信道测量中。

6.按照权利要求5的方法，其特征为，

单个基站(1，…，7)使用同样的信道测量顺序。

7.按照权利要求6的方法，其特征为，

将信道测量顺序用不同的编码相位由不同的基站(1，…，7)发送。

8.按照上述权利要求之一的方法，其特征为，

时帧预先规定的时隙(ZS)的信道测量顺序有特殊的标志。

9.按照权利要求8的方法，其特征为，

使用与其他时隙(ZS)同样的信道测量顺序，在其中使用预先规定时隙(ZS)的信道测量顺序的相位调制。

10.按照权利要求9的方法，其特征为，

从时帧到时帧使用预先规定时隙(ZS)的信道测量顺序的180°相位调制。

11.按照权利要求8-10之一的方法，其特征为，

预先规定的时隙(ZS)是第0个时隙。

12.具有多个基站(BS)和至少一个无线站(MS)的无线通信系统，使用按照权利要求1至11之一的方法。

13.按照权利要求12的装置，在其中涉及到TDD-无线通信系统。

14.按照权利要求12的装置，在其中涉及到FDD-无线通信系统。

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