專利名稱：利用碼分多址、頻分多址及時分多址的多址接入分量進行無線通信的通信系統(tǒng)的制作方法
在帶有信息傳輸鏈路的通信系統(tǒng)中，信息源與信息匯之間是利用發(fā)送及接收設(shè)備(發(fā)信機與收信機)來處理和傳輸信息的，其中，1)信息處理及信息傳輸可以在一個優(yōu)選的傳輸方向上(單工方式)或在兩個方向上(雙工方式)進行，2)信息處理為模擬或數(shù)字方式，3)在通過遠距離傳輸線路進行信息傳輸時，可以為有線連接方式，也可根據(jù)各種不同的信息傳輸方法進行無線連接(如無線傳輸)，這些方法如FDMA(頻分多址)，TDMA(時分多址)及/或CDMA(碼分多址)—譬如根據(jù)諸如DECT，GSM，WACS或PACS，IS-54，IS-95，PHS，PDC的無線標(biāo)準(zhǔn)等等[參看IEEE通信雜志，1995年1月，第50-57頁；D.D.Falconer等人“用于無線個人通信的時分多址方法”]。
“信息”是一個非常復(fù)雜的概念，它既代表了內(nèi)容(消息)，又代表了物理表象(信號)。盡管信息具有相同的內(nèi)容—也就是說消息相同一但可以產(chǎn)生不同的信號形式。因此，比如一個對象的有關(guān)信息可按如下方式進行傳輸，1)以圖形的形式，2)作為話音3)作為文字4)作為編碼字或圖形。在此，按照(1)...(3)的傳輸方式其通常特征為連續(xù)(模擬)信號，而按照(4)的傳輸方式常常產(chǎn)生的是非連續(xù)信號(如脈沖，數(shù)字信號等)。
從通信系統(tǒng)的這種一般定義出發(fā)，根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種利用CDMA-、FDMA-及TDMA-多址接入分量進行無線通信的通信系統(tǒng)。
對于下述印刷品描繪和講述的帶有無線通信的通信系統(tǒng)，它們展望了全球移動通信系統(tǒng)(UMTS)，并被稱為將來的第三代無線通信腳本，這些印刷品為(1)通信工程電子學(xué)，柏林45，1995年，第1本第10至14頁，以及第2本第24至27頁；P.Jung，B.Steiner“用于移動無線第三代的帶公共檢測的CDMA移動無線系統(tǒng)方案”；(2)通信工程電子學(xué)，柏林41，1991年，第6本第223至227頁以及第234頁；P.W.Baier，P.Jung，A.Klein“CDMA-一種用于頻選時變移動無線信道的有利多址接入法”；(3)有關(guān)電子學(xué)基本理論的IEICE事項，通信與計算機科學(xué)，卷E79-A，第12號，1996年12月，第1930至1937頁；P.W.Baier，P.jung“再探CDMA的神秘與現(xiàn)實”；(4)IEEE個人通信，1995年2月，第38至47頁；A.Urie，M.Streeton，C.Mourot“一種用于UMTS的先進TDMA移動接入系統(tǒng)”；(5)電信實踐，1995年5月，第9至14頁；P.W.Baier“擴展頻譜技術(shù)及CDMA-一種原來的軍用技術(shù)用在了民用區(qū)”；(6)IEEE個人通信，1995年2月，第48至53頁；P.G.Andermo，L.M.Ewerbring“一種基于CDMA的UMTS無線接入設(shè)計”；(7)ITG專業(yè)報告124(1993)，柏林，OffenbachVDE出版ISBN 3-8007-1965-7，第67至75頁；西門子股份公司，Dr.T.Zimmermann“CDMA在移動通信中的應(yīng)用”；(8)電信報告16，(1993)，第1本，第38至41頁；西門子股份公司，Dr.T.Ketseoglou及西門子股份公司Dr.T.Zimmermann“用于第三代移動通信的有效用戶聯(lián)接-CDMA多址接入法使空氣接口更加靈活”。
目前，在微觀或宏觀單元區(qū)內(nèi)，第二代無線通信腳本是由基于FDMA/TDMA/FDD傳輸原理(頻分雙工)的GSM特有無線通信系統(tǒng)[集群移動通信或全球移動通信系統(tǒng)；參看(1)信息譜14(1991)6月，第3號，柏林，德國；A.Mann“GSM標(biāo)準(zhǔn)-歐洲數(shù)字移動無線網(wǎng)的基礎(chǔ)”，第137至152頁；(2)R.Steel移動無線通信，Pentech出版，1992年(1994年再印)，第8章以GSM著稱的泛歐洲數(shù)字蜂窩式移動無線系統(tǒng)，第667及其后頁；(3)電信實踐4/1993，P.Smolka“GSM無線接口-元件及功能”，第17與24頁]來確立的，而在皮氏單元區(qū)內(nèi)，第二代無線通信腳本則由基于FDMA/TDMA/FDD傳輸原理(時分雙工)的DECT通信系統(tǒng)[數(shù)字放大無線通信(早期為數(shù)字歐洲無線通信)；參看(1)通信工程電子學(xué)42(1992)1月/2月第1號，柏林，德國；U.Pilger“DECT-標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)”，第23至29頁，聯(lián)系參考ETSI出版物ETS 300175-1...9，1992年10月；電信報告16(1993)，第1號，J.H.Koch“無繩通信的數(shù)字舒適設(shè)備-DECT標(biāo)準(zhǔn)開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域”，第26及27頁；(3)tec 2/93-阿斯科姆(Ascom)工程雜志“通往全球移動通信之路”，第35至42頁；(4)菲利浦通信回顧，第49卷，第3號，1991年9月，R.H.Mulder“DECT，一種全球無線接入系統(tǒng)”；(5)WO 93/21719(附

圖1至3及其相關(guān)敘述)]來確立。
附圖1示出了GSM移動無線系統(tǒng)方案的TCH復(fù)幀結(jié)構(gòu)、TDMA幀結(jié)構(gòu)以及TDMA時隙結(jié)構(gòu)，它們可利用通信信道(業(yè)務(wù)信道TCH)進行有效數(shù)據(jù)傳輸，且在如下印刷品中曾公布過，即“(1)信息譜14(1991)6月，第3號，柏林，德國；A.Mann“GSM標(biāo)準(zhǔn)-歐洲數(shù)字移動無線網(wǎng)的基礎(chǔ)”，第137至152頁；(2)R.Steel移動無線通信，Pentech出版，1992年(1994年再印)，第8章泛歐洲數(shù)字蜂窩式移動無線系統(tǒng)-GSM，第667及其后頁；(3)電信實踐4/1993，P.Smolka“GSM無線接口-元件及功能”，第17與24頁”，在此，根據(jù)FDD原理，圖示結(jié)構(gòu)中所嵌入的數(shù)據(jù)在頻帶890MHz-915Hz內(nèi)在上行鏈路或上行方向上傳輸(上行鏈路；“移動臺→基站”的傳輸)，并在頻帶935MHz-960Hz內(nèi)在下行鏈路或下行方向上傳輸(下行鏈路；“基站→移動臺”的傳輸)。
附圖2示出了印刷品“通信工程電子學(xué)42(1992)1月/2月第1號，柏林，德國；U.Pilger“DECT-標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)”，第23至29頁”所公布的DECT移動無線方案的復(fù)幀結(jié)構(gòu)、TDMA幀結(jié)構(gòu)以及TDMA時隙結(jié)構(gòu)，對此，根據(jù)TDD原理，圖示結(jié)構(gòu)中所嵌入的數(shù)據(jù)以時隙0...11而被傳輸?shù)较滦墟溌坊蛳滦蟹较蛏?下行鏈路；“基站→移動臺”的傳輸)，并以時隙12...23而被傳輸?shù)缴闲墟溌坊蛏闲蟹较蛏?上行鏈路；“移動臺→基站”的傳輸)。
附圖3示出了印刷品“通信工程電子學(xué)，柏林45，1995年，第1本第10至14頁，以及第2本第24至27頁；P.Jung，B.Steiner‘用于移動無線第三代的帶公共檢測的CDMA移動無線系統(tǒng)方案’”的一種FDMA/TDMA/CDMA多址接入方法，該方法用來連接帶有CDMA-、FDMA-及TDMA-多址接入分量的通信系統(tǒng)的上行鏈路(上行鏈路；“移動臺→基站”的傳輸)及下行鏈路(下行鏈路；“基站→移動臺”的傳輸)，例如，連接一種聯(lián)合檢測CDMA移動無線方案的上行及下行鏈路等，在此-同GSM系統(tǒng)的情形一樣(參看附圖1)-根據(jù)FDD原理，數(shù)據(jù)在不同的頻帶內(nèi)在上行鏈路或上行方向(上行鏈路；“移動臺→基站”的傳輸)以及下行鏈路或下行方向上(下行鏈路；“基站→移動臺”的傳輸)傳輸。
譬如，在一個時隙內(nèi)同時作用的用戶數(shù)目為K＝8。
根據(jù)附圖3的多址接入法，附圖4示出了一種印刷品“通信工程電子學(xué)，柏林45，1995年，第1本第10至14頁，以及第2本第24至27頁；P.Jung，B.Steiner‘用于移動無線第三代的帶公共檢測的CDMA移動無線系統(tǒng)方案’”公布過的聯(lián)合檢測CDMA移動無線方案的上行鏈路(上行鏈路；“移動臺→基站”的傳輸)時隙結(jié)構(gòu)(突發(fā)脈沖序列)，它在該印刷品的圖5中被具體地畫了出來。
對于附圖4給出的有效數(shù)據(jù)塊，其24個數(shù)據(jù)信號以一個擴展因數(shù)Q＝14的用戶擴展碼被擴展，這樣，每個數(shù)據(jù)信號都包含有14個“碼片”形式的數(shù)據(jù)單元。
典型地，有一種GSM無線腳本，它帶有兩個無線小區(qū)，且在兩無線小區(qū)內(nèi)排列有基站(基本收發(fā)站)，第一個基站BTS1(發(fā)信機/收信機)全方向“照射”出第一個無線小區(qū)FZ1，第二個基站BTS2(發(fā)信機/收信機)則全方向“照射”出第二個無線小區(qū)FZ2，附圖5以這種無線腳本為基礎(chǔ)，示出了一種FDMA/TDMA/CDMA無線腳本，在此，利用一種為FDMA/TDMA/CDMA無線腳本而設(shè)計的空氣接口，基站BTS1、BTS2可以通過相應(yīng)傳輸信道TRC(TransmissionChannel)內(nèi)的無線單向或雙向-上行方向UL(Up Link)及/或下行方向DL(Down Link)-通信而同無線小區(qū)FZ1、FZ2中的多個移動站MS1...MS5(發(fā)信機/收信機)連接起來。基站BTS1，BTS2以大家熟知的方法(參看GSM通信系統(tǒng))同基站控制器BSC(BaseStationController)連接起來，在基站的控制范圍內(nèi)，基站控制器起到頻率管理及中繼轉(zhuǎn)換的作用?；究刂破鰾SC的一側(cè)在通過移動交換中心MSC(Mobile Switching Center)后接在上一級通信網(wǎng)上，例如，這種通信網(wǎng)為PSTN(公用交換通信網(wǎng))。移動交換中心MSC為圖中通信系統(tǒng)的管理中心。它負責(zé)完全的呼叫管理，并與附屬的寄存器(沒有示出)一起對通信用戶進行鑒別，而且還負責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的位置監(jiān)控。
移動臺進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾士梢愿鶕?jù)印刷品“通信工程電子學(xué)，柏林45，1995年，第1本第10至14頁，以及第2本第24至27頁；尤其參看第2本第26頁，左欄4至8行；P.Jung，B.Steiner‘用于移動無線第三代的帶公共檢測的CDMA移動無線系統(tǒng)方案’”按如下方法進行變更，即給該用戶分配多個時隙(“多時隙”選擇)及/或多個CDMA碼(“多碼”選擇)。
從移動臺的角度出發(fā)，“多時隙”選擇與“多碼”選擇具有如下特性“多時隙”選擇(給用戶分配時，每個時隙都最多只有一個CDMA碼)移動臺作為發(fā)信機-由于發(fā)送信號具有一種幾乎恒定的包絡(luò)，所以對HF部分的線性要求比較低。
-隨著分配時隙數(shù)目的增多，人們就可以更接近連續(xù)發(fā)送工作方式。譬如，假使一個TDMA幀的八個時隙都被分配給移動臺，那么人們就可以有與連續(xù)發(fā)送工作方式完全相同的情況。從EMV來看，該情況是比較有利的。
移動臺作為收信機-對于移動臺在其中被分配有CDMA碼的時隙，它們必須全部得到檢測。由此便有一個缺點，即會產(chǎn)生下述過量的信號處理即便移動臺只從八個“有效”CDMA碼中分配了一個CDMA碼，也要進行八個檢測，譬如，在“聯(lián)合檢測”過程中就是如此。該未分配的七個碼數(shù)據(jù)不作進一步處理。
“多碼”選擇(給用戶分配時，每個時隙有多于一個的CDMA碼)移動臺作為發(fā)信機-由于發(fā)送信號沒有恒定的包絡(luò)，所以對HF部分的要求比較高。
移動臺作為收信機-收信機內(nèi)附加的信號處理較少。當(dāng)移動臺被分配了時隙的所有有效CDMA碼時，根本就不產(chǎn)生過量的處理工作。
本發(fā)明的任務(wù)在于，在利用CDMA-、FDMA-及TDMA-多址接入分量進行無線通信的通信系統(tǒng)中，通過改變移動臺的數(shù)據(jù)傳輸率來避免上文所討論的缺點。
從權(quán)利要求1前序部分所定義的通信系統(tǒng)出發(fā)，該任務(wù)可由權(quán)利要求1其特征部分給出的特征來實現(xiàn)。
發(fā)明的思想在于，在下行鏈路(傳輸方向“基站→移動臺”)中引入一種“多碼”選擇，以及在上行鏈路(傳輸方向“移動臺→基站”)中引入一種“多時隙”選擇。
如權(quán)利要求2所述，如果在下行鏈路中每個時隙可分配多于一個的CDMA碼，以及在上行鏈路中每個時隙均最多只可分配一個CDMA碼，那么采用本發(fā)明是比較有利的。
發(fā)明的擴展方案由附屬權(quán)利要求給出。
下面，借助附圖6來闡述本發(fā)明的一個實施范例。
從附圖5出發(fā)，附圖6示出了一種修改過的FDMA/TDMA/CDMA-無線腳本，其中，在傳輸信道TRC的下行鏈路(下行鏈路)“基站BTS1，BTS2→移動臺MT1...MT5”中，移動臺MT1...MT5的每個時隙被典型地分配了多于一個的CDMA碼，而在傳輸信道TRC的上行鏈路(上行鏈路)“移動臺MT1...MT5→基站BTS1，BTS2”中，移動臺MT1...MT5被分配了多個時隙，例如，每個時隙均最多只分配一個CDMA碼。
權(quán)利要求
1.一種利用CDMA-、FDMA-及TDMA-多址接入分量進行無線通信的通信系統(tǒng)，其中，(a)通信系統(tǒng)所規(guī)定的頻帶頻率均被再分為多個時隙(ZS1...ZS8)，這些時隙都有一個預(yù)定的時隙時間(ZSD)，(b)在通信系統(tǒng)的頻帶內(nèi)，總是與一預(yù)定數(shù)目的通信用戶(TKT1...TKT8)同時建立起通信連接，其中，在一上行鏈路及/或下行鏈路方向上，所傳輸?shù)挠脩粜盘柨偸欠謩e由此與一專用分配碼單向或雙向連接起來。(c)每個通信用戶(TKT1...TKT8)可被分配有多個時隙(ZS1...ZS8)及/或多個碼，其特征在于，(d)通信用戶(TKT1...TKT8)在下行鏈路時可被分配有多個碼，(e)通信用戶(TKT1...TKT8)在上行鏈路時可被分配有多個時隙(ZS1...ZS8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于，(a)通信用戶(TKT1...TKT8)在上行鏈路時每個時隙(ZS1...ZS8)均最多只被分配一個CDMA碼，(b)通信用戶(TKT1...TKT8)在下行鏈路時每個時隙(ZS1...ZS8)被分配多于一個的CDMA碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的通信系統(tǒng)，其特征在于，頻帶頻率均被再分為8個時隙(ZS1...ZS8)，這些時隙(ZSD)的預(yù)定時隙時間約為577μs。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的通信系統(tǒng)，其特征在于，在通信系統(tǒng)的頻帶內(nèi)，基本上是與8個通信用戶(TKT1...TKT8)同時建立通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的通信系統(tǒng)，其特征在于，通信系統(tǒng)為一種JD-CDMA通信系統(tǒng)。
全文摘要
在通信系統(tǒng)中,在下行鏈路(傳輸方向:“基站→移動臺”)中引入一種大家熟知的“多碼”選擇,以及在上行鏈路(傳輸方向:“移動臺→基站”)中引入一種大家熟知的“多時隙”選擇。
文檔編號H04J13/00GK1278381SQ98810623
公開日2000年12月27日 申請日期1998年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月27日
發(fā)明者A·克萊恩, M·納桑 申請人:西門子公司