專利名稱：無線通信系統(tǒng)和用戶站的信道進入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，特別是室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的信道進入方法，包括多個用戶站，每個用戶站具有發(fā)射機和接收機，從而，可在使用各自發(fā)射機和接收機的用戶站與適于在無線通信系統(tǒng)中通信的多個信道之間獨立地交換信息。本發(fā)明還涉及無線通信系統(tǒng)的用戶站。
對于私人住宅，局域網(wǎng)(LAN)的發(fā)展已經(jīng)把諸如TV、個人計算機、立體聲系統(tǒng)、電話機等設(shè)備連接在一起。例如，在同一單元住宅或同一建筑物內(nèi)，位于一個區(qū)域并屬于專門用戶的幾個設(shè)備可以被認(rèn)為是所謂群集器的部分。這也包括各個建筑物外的鄰近站。群集器內(nèi)各設(shè)備之間的信息交換，以及選擇群集器設(shè)備與其它鄰近群集器的站之間的信息交換均可以無線RF通信為基礎(chǔ)。但是，也提出過無線和有線RF通信的組合。
對于設(shè)備和/或外部站之間的RF通信，存在限制可用RF信道的數(shù)量問題。群集器的設(shè)備和/或選擇相互之間通信的不同群集器通過共用多個時間和/或多個頻率時隙使用一個(可選擇超過一個)信道。通常不引起干擾問題。設(shè)備和各種群集器的站可以在某些條件下(距離、干擾電平等)使用/重新使用通信可用的RF信道。因此，在多數(shù)情況下，來自其它群集器設(shè)備的通信信號對所考慮的群集器的設(shè)備產(chǎn)生干擾問題。在較高的通信阻塞情況下，干擾妨礙了相同信道的使用，如果沒有多余信道可用，它阻塞了所需設(shè)備的使用。
為了避免沖突的情況，在進入和使用通信的優(yōu)選信道之前，對每一個設(shè)備分別進行信道測試程序。在信道測試程序中，根據(jù)通信參數(shù)，測試優(yōu)選的信道是否能夠進行無線通信，最好在優(yōu)選信道上進行最佳通信。
本發(fā)明的目的是公開一種無線通信系統(tǒng)的信道進入方法，以提高通信信道的效率。
按照本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)，如室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的信道進入方法，包括多個用戶站，每個用戶站具有發(fā)射機和接收機，從而，可在使用各自發(fā)射機和接收機的用戶站與多個適于在所述無線通信系統(tǒng)中通信的信道之間獨立地交換信息，所述的方法包括步驟1．無線通信系統(tǒng)，特別是室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的信道進入方法，包括多個用戶站(S1到Sn,n≥2)，每個用戶站(S1到Sn)具有發(fā)射機和接收機，從而，可在使用各自發(fā)射機和接收機的用戶站(S1到Sn)與適于在無線通信系統(tǒng)中通信的多個信道之間獨立地交換信息，所述的方法包括步驟a)使用第一組通信參考參數(shù)(I1、M1)測試適于所述多個用戶站(S1到Sn)的第一與第二用戶站(sx、sy；1≤x≤n、1≤y≤n)間的多個通信信道的一組信道(C1到Cm,m≥2)；b)如果該組信道的一個信道(Cx,1≤x≤m)滿足所述的第一組通信參數(shù)(I1、M1)，則這個信道用于在所述第一和第二用戶站(sx、sy)之間無線通信；c)借助方向性天線用第二組通信參數(shù)測試所選擇的信道(Cx)；d)如果所述信道滿足第二組通信參考參數(shù)(I1、M1)，則接受所選擇的信道(Cx)，用于所述第一和第二用戶站之間和盡可能多的站的無線通信。
所揭示的方法提高了應(yīng)用或信道效率，并避免因經(jīng)常使用/重復(fù)使用無線通信系統(tǒng)的信道產(chǎn)生的消極結(jié)果。利用方向性天線，根據(jù)信道測試獲得的信息，給出第二通信參考參數(shù)，同時，使用該參數(shù)決定所選擇的信道是否可以用于進一步的通信。在信道進入方法中，用于信道測試的方向性天線能夠區(qū)別不同于尋找通信方向的一個方向中的干擾功率較高的信道和所有方向中干擾功率較高的信道。至少連接到位于一個方向的站面對主干擾的方向，可接受某些其它通信參考參數(shù)，這些參數(shù)很少要求。如果考慮方向性天線檢測接受的結(jié)果，進入信道的可能性將增加，該結(jié)果滿足了在無線通信系統(tǒng)中用戶站間進行正確通信所要求的通信參數(shù)。因此，所揭示的方法提高了系統(tǒng)中無線通信的效率，減少了無線通信系統(tǒng)的總體故障率。
優(yōu)選的實施例可從從屬權(quán)利要求中看出。
本發(fā)明也涉及權(quán)利要求11和12所要求的無線通信系統(tǒng)的用戶站。
本發(fā)明的實施例示于附圖中，并在下面進行詳細(xì)的描述，其中

圖1表示無線通信系統(tǒng)的示意圖；圖2表示說明不同通信參考參數(shù)的圖表；圖3本發(fā)明所用方向性天線的舉例。
EP-A-0853400中描述了混頻和時分多路通信系統(tǒng)的基本概念。因此，就本發(fā)明的公開而言將參考此文件，特別是對信道進入方法的公開。
圖1顯示了具有多用戶站S1…S4的RF通信系統(tǒng)。三個用戶站S1、S2、S3位于像單元住宅或建筑物的區(qū)域或群集器中。一個用戶站S4位于群集器1的外部。用戶站S4是一個發(fā)射RF信息的收發(fā)站，所述RF信息原則上可為用戶站S1和/或S2和/或S3所接收。此外，RF信息可以獨立地在群集器用戶站S1、S2、S3之間交換?？赡苓€有某些其它用戶站(未示出)，這些用戶站不能由用戶站S1、S2、S3可靠地接收，但它們可在用戶站S1、S2、S3的位置產(chǎn)生干擾電平。例如，用戶站S1、S2、S3可能是包括TES、個人計算機、立體聲系統(tǒng)、電話機等的部分局域網(wǎng)(LAN)。
對于用戶站S1、S2、S3之間的通信、用戶站S4和其它站(未示出)之間的通信、用戶站S1、S2、S3、S4之間的選擇性通信，只存在有限數(shù)目的信道是可適用的。通過共用信道的時間量和/或頻率時隙，而且如果合適(例如，不同的群集器)，使用不同的信道，則各用戶站S1、S2、S3、S4使用適于通信的各RF信道。
在將一個信道用于兩個或多個用戶站間，比如用戶站S1和S2之間通信之前，測試該信道，以檢查該信道是否滿足在信道上進行無線通信的要求。使用一組通信參考參數(shù)檢驗信道的可用性。一般說來，使用通信參考參數(shù)監(jiān)視信道的傳輸質(zhì)量。根據(jù)測試可用信道是否空閑或被占用，開始信道的獲得或進入過程。
圖2示出幾個可用于信道測試的通信參考參數(shù)的例子。在信道測試過程中，為了在可用于通信的信道之間的分開，以及在用戶站S1和S2與被占信道之間的分開，可以使用干擾功率參考值I1或I2和/或余量M1或M2。干擾功率參考值I1和I2表示由無線通信所產(chǎn)生的不同程度的干擾功率，而不是測試條件下的通信。測試過程可能包含較為復(fù)雜的方法，例如，用已知的(假設(shè))圖形或序列進行接收信道信號的校正，以便能夠檢測相對弱的信號，并在系統(tǒng)相容信號/干擾和其它信號之間進行區(qū)別(它們的影響可能不同，并可能暗示不同參數(shù)組的應(yīng)用)。
此外，信道測試過程要考慮最壞情況(如移動的用戶站，和/或接通另一個被考慮群集器的用戶站，和/或?qū)儆诋?dāng)前(正在工作)但干擾群集器的站)的余量M1、M2，這種余量影響用戶站S1和S2之間的通信，并可能進一步導(dǎo)致信道效率或通信質(zhì)量的降低。在任何情況下，各個干擾功率參考值I1或I2和各個余量M1或M2的和(I1+M1；I2+M2)必須低于可接受的干擾功率Pa(見圖2)，干擾功率Pa也是特有的信道參數(shù)。用于通信的可接受的干擾功率Pa是系統(tǒng)的固定參數(shù)，因此，被認(rèn)為是一個常數(shù)。由于其它通信系統(tǒng)中參數(shù)的緣故，如最大傳輸功率、適用天線的類型、頻率范圍、誤差校正方法等，這個參數(shù)是固定的。
于是，從安全因素考慮，必須在信道測試中應(yīng)用較大的余量M1或M2。這大概會導(dǎo)致信道的利用或效率遠大于理論值，或者如果設(shè)備的位置是已知的，則遠大于得到的這個值。如果未使用適當(dāng)?shù)挠嗔?，而且不進行其它測量，則可能使通信被部分中斷，或在不同的群集器中損壞通信系統(tǒng)。為避免在通信中出現(xiàn)這樣的混亂，使用較寬的余量，用于信道測試。所以，余量被視為通信的安全范圍。甚至在通信期間局域條件將改變的情況下(例如，在鄰近群集器中有較多的通信阻塞，通信期間將改變條件)，由于這個余量，通信將不會被中斷。
有時將最小輸入功率Pm(見圖2)和干擾功率參考值I1或I2之間的差稱為干擾距離。在圖2中也示出發(fā)射功率Pt和額定輸入功率Pn。
在下述進入RF信道的方法中，描述了用戶站S1和S2之間所用的無線通信。首先，用戶站S1用一組要求的通信參數(shù)I1’或M1’進行信道測試。在這個測試中，使用全向天線。在所描述的例子中，該組通信參考參數(shù)包括干擾功率參考值I1’和余量M1’(見圖2)。但是，這種新的信道進入方法與用于信道測試的通信參考參數(shù)的數(shù)量和性質(zhì)無關(guān)。因為這些參數(shù)是極為必須的，如可接受的干擾功率Pa中需要30db余量，所以，有時在信道測試中存在負(fù)的結(jié)果，特別是在大城市中，許多單元住宅集中在較小的區(qū)域內(nèi)。因此，如圖2所示，如果沒有測試信道滿足這些參數(shù)，用戶站S1將用較少的通信參數(shù)組I1、M1測試信道。同樣，在這個階段，測試使用全向天線。
接下去，如果至少一個被測試的信道滿足該組用戶站S1和S2之間通信的通信參考參數(shù)I1、M1，則選擇至少一個信道，并為用戶站S1和S2間的第一無線通信進入信道。該用戶站恰想開始通信，這種通信選擇信道，以建立服務(wù)。
最好將余量M1選在理論的最佳值之下(該最佳值將用在不應(yīng)用方向性天線的情況)。這允許更多的信道被包括在下面的測試步驟中。
然后，在另一個測試階段，使用方向性天線檢查至少一個信道的選擇。借助于方向性天線，檢測第一和第二用戶站S1、S2之間發(fā)射的通信信號的信號到達角。例如，當(dāng)用戶站S1發(fā)射如“通信請求信號”時，由用戶站S2進行檢查。此外，由方向性天線檢測無線通信系統(tǒng)中其它通信產(chǎn)生的主干擾信號的信號到達角。如果S2進行測試，這個測試部分要求沒有其它(對應(yīng))如S1的用戶站發(fā)射信號(只部分使用信道，在某個時間周期斷開信號)。接下去，比較被檢測的通信信號峰值信號的信號到達角與被檢測的干擾信號峰值信號的信號到達角。
圖3示出本發(fā)明所用方向性天線的橫截面圖。該方向性由三個獨立的天線棒R1、R2、R3組成，這些天線棒可以單獨或組合用于數(shù)據(jù)通信中。每個天線處于具有120°開口的V-型反射器的適當(dāng)位置。反射器用于相對輻射方向而不是落在開口角的方向屏蔽天線棒。這種方向性天線比較簡單，并可以用在便攜式裝置中。尚有其它種類型的可被用于本發(fā)明中的方向性天線。對于第一信道測試，所有不同的天線棒可以組合使用。為確定信號的方向，在接收期間將單獨使用天線棒。
根據(jù)信號到達角的比較結(jié)果，提供另一組通信參考參數(shù)I2、M2。對于用戶站S1和S2之間的第一通信，至少選擇一個信道被選擇/進入用戶站S1和S2之間的進一步無線通信，如果選擇的信道滿足另一組通信參考參數(shù)I2和M2，該組參數(shù)可大于或小于通信參考參數(shù)I1、M1，則可能在相同群集器的優(yōu)選站進行通信。因此，當(dāng)S1正在發(fā)射一個“通信請求信號”時，像以前假設(shè)的一樣，進行“檢查測試”的用戶站S2發(fā)射一個“信道接受”信號。
如果通信信號峰值信號的檢測信號到達角和干擾信號峰值信號的檢測到達角相同或近似相同，即通信信號和干擾信號從幾乎相同的方向到達，則提供與較低的干擾功率值I對應(yīng)的較高余量M的值，用于另一組通信參考參數(shù)I2、M2。如果通信信號峰值信號的檢測信號到達角和干擾信號峰值信號的檢測到達角相差180°，即通信信號和干擾信號從幾乎相反的方向到達，則提供較高的值I對應(yīng)的較低的M值，用于另一組通信參考參數(shù)I2、M2。
在后一種情況下，最好選擇M2的值低于M1的值，并對應(yīng)于高于I1的I2。另一方面，在有些情況下，測試結(jié)果可能在第一種情況中被忽略(類似的通信和干擾信號的信號到達角)。例如，如果用戶站S2進行單獨測試，可以假設(shè)根據(jù)I1、M1并且由用戶站S1所進行的前述測試覆蓋了第一種情況，在這種情況中，S1靠近干擾源(干擾源必須在線S1-S2外部)。
如果通信信號峰值信號的檢測信號到達角和干擾信號峰值信號的檢測到達角之間的差位于上面確定的位置0°到180°之間，則提供中間值用于另一組通信參考參數(shù)I2、M2。
當(dāng)根據(jù)該組通信參數(shù)I1和M1在無線通信系統(tǒng)中進行可用通信信道的測試時，如果發(fā)現(xiàn)沒有信道滿足通信參數(shù)I1、M1，至少提供另一組通信參數(shù)I3和M3用于重新測試信道組。根據(jù)參數(shù)I1和M1的通信比較，至少選擇一組通信參數(shù)I3、M3用于足夠質(zhì)量的用戶站S1和S2信道之間的無線通信，以使信息可以在用戶站S1和S2之間發(fā)射。
按照本發(fā)明的另一方面，可將在用戶站S1和S2之間選擇和進入無線通信的至少一個信道看作是臨時選擇。這種臨時選擇的信道被用于用戶站S1和S2之間的第一調(diào)整通信。即使在兩端進行了足夠發(fā)射質(zhì)量的通信，臨時選擇的信道在后面將在“兩端”，即分別在用戶站S1端和用戶站S2端受到檢查，選擇用戶站S1和S2之間的進一步通信。在兩個方向的發(fā)射(S1→S2和S2→S1)提供了足夠低的長期誤差率。對于后面的檢查，可以使用方向性天線。
應(yīng)當(dāng)理解，所述信道進入方法基本上與第一信道選擇以及該組通信參數(shù)所用的方法無關(guān)。在任何情況中，在進入第一通信的信道之后，通過方向性天線進行第一選擇的檢查。如果它是強制性的，則每個用戶站應(yīng)裝備由方向性天線，可以忽略具有通信參考值I1’和M1’的第一測試階段，因為方向性天線確保了信道的校驗。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可由所有用戶站S1...S4運行所述信道進入方法，所以，在無線通信系統(tǒng)中改善了整體通信效率。
權(quán)利要求
1．一種無線通信系統(tǒng)，例如室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的信道進入方法，包括多個用戶站(S1到Sn,n≥2)，每個用戶站(S1到Sn)具有發(fā)射機和接收機，從而，信息可在使用各自發(fā)射機和接收機的用戶站(S1到Sn)與適于在無線通信系統(tǒng)中通信的多個信道之間獨立地交換，所述方法包括如下步驟a)使用第一組通信參考參數(shù)(I1、M1)測試適于所述多個用戶站(S1到Sn)的第一與第二用戶站(sx、sy；1≤x≤n、1≤y≤n)間的多個通信信道的一組信道(C1到Cm,m≥2)；b)如果該組信道的一個信道(Cx,1≤x≤m)滿足所述的第一組通信參數(shù)(I1、M1)，則這個信道用于在所述第一和第二用戶站(sx、sy)之間無線通信；c)借助方向性天線用第二組通信參數(shù)測試所選擇的信道(Cx)；d)如果所述信道滿足第二組通信參考參數(shù)(I1、M1)，則接受所選擇的信道(Cx)，用于所述第一和第二用戶站之間和盡可能多的站的無線通信。
2．按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一和第二組通信參考參數(shù)分別涉及到第一干擾值(I1)和/或第一余量(M1)，用于偏離第一干擾值(I1)；還涉及第二干擾值(I2)和/或第二余量(M2)，用于偏離第二干擾值。
3．按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于選擇第一余量(M1)小于理論最佳值，如果沒有使用方向性天線測試，則必須應(yīng)用第一余量(M1)。
4．按權(quán)利要求1到3任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在特殊情況下使用b)到d)的測試步驟，即M1’＞M1，即沒有信道提供較寬的余量(M1’)；其中，按照步驟a)具有較寬余量(M’)的前面的測試已經(jīng)產(chǎn)生沒有可接受的結(jié)果。
5．按權(quán)利要求1到3任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在一個以上的信道在測試步驟a)中滿足參考值(M1)和(I1)的情況下，選擇具有最低干擾值或測試余量的信道或選擇具有最好值的一個信道，按照步驟b,...,d)作進一步測試。
6．按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在步驟d)沒有成功，但至少一個信道滿足步驟a)的情況下，則至少這個信道按照步驟b)...d)進行附加的測試。
7．按權(quán)利要求1到6任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于由以下各步執(zhí)行所述的步驟c)-至少由用戶站之一檢測所述的第一和第二用戶站(Sx、Sy)之間發(fā)射的通信信號的信號到達角；-在無線通信系統(tǒng)中，檢測用戶站之間與其它通信產(chǎn)生的干擾信號的到達角；-把檢測的通信信號的峰值信號到達角與所述檢測的干擾信號的峰值信號的信號到達角進行比較。
8．按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于如果通信信號的峰值信號的檢測信號到達角和干擾信號峰值信號的檢測到達角相同或近似相同，提供較高的余量M值對應(yīng)較低的干擾功率I值，用于第二組通信參考參數(shù)(I2、M2)；如果通信信號峰值信號的檢測信號到達角和干擾信號峰值信號的檢測到達角相差180°，提供較低的余量M值對應(yīng)較高的干擾功率I值，用于第二組通信參考參數(shù)I2、M2。
9．按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于如果通信信號峰值信號的檢測信號到達角和干擾信號峰值信號的檢測到達角之間的差位于確定的位置0°到180°之間，則提供中間值I2I\M2I；其中，M2180＜M2i＜M1和I2180＞I2i＞I1，用于另一組通信參考參數(shù)I2、M2。
10．按照前述權(quán)利要求的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于將所述信道進入方法用于進入至少一個另一對用戶站(Sj和Sk；1≤j≤n,j≠x,1≤k≤n,k≠y)之間的通信信道。
11．一種無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的用戶站，所述系統(tǒng)包括方向性天線和執(zhí)行權(quán)利要求1到10任一項權(quán)利要求的裝置。
12．一種無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的用戶站，使用權(quán)利要求1到10的任一權(quán)利要求的方法。
全文摘要
本發(fā)明包括多個用戶站(S1到Sn,n≥2),每一個用戶站(S1到Sn)具有發(fā)射機和接收機,因此,信息可在使用各自發(fā)射機和接收機的用戶站(S1到Sn)與適于無線通信系統(tǒng)中通信的多個信道之間獨立地交換。用方向性天線檢查第一信道(Cx)的選擇,從多個可用信道的第一組信道(C1到Cm,m≥2)選擇所述的第一信道(Cx),用于多個用戶站(S1到Sn)的第一和第二用戶站(Sx和Sy;1≤x≤n,1≤y≤n)之間的通信。
文檔編號H04B17/00GK1324203SQ0111583
公開日2001年11月28日 申請日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
發(fā)明者奧托·克蘭克 申請人:德國湯姆森-布蘭特有限公司