專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)可以在設(shè)置有基站的地點有效地利用WiMAX模式(802.16.2004，802.16e)的格式。
背景技術(shù)：
在WiMAX(全球微波接入互操作性)模式中，蜂窩系統(tǒng)形成有小區(qū)半徑超過數(shù)千米的通信區(qū)域。在IEEE 802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制模式中，使用了按照正交頻分復(fù)用(OFDM)模式在數(shù)據(jù)通信中臨時劃分可用頻率的方法。
IEEE 802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)涉及移動寬帶系統(tǒng)，并且不僅能按照OFDM模式臨時劃分?jǐn)?shù)據(jù)，而且能按照正交頻分多址(OFDMA)模式通過子載波來劃分?jǐn)?shù)據(jù)?；竞徒K端設(shè)備為主/從結(jié)構(gòu)，并且基站進行線路分配等。
例如，已出版的PCT申請的日文翻譯No.2006-507753公開了一種應(yīng)用OFDM的系統(tǒng)，即一種移動通信系統(tǒng)，其在下行鏈路子幀中設(shè)置同步前導(dǎo)信號(preamble)和小區(qū)搜索前導(dǎo)信號，以使時間和頻率同步，從而更有效地進行小區(qū)搜索。
另一方面，以無線LAN和WAVE為代表的IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)形成小區(qū)半徑為幾百米的通信區(qū)域。其調(diào)制模式為OFDM模式。各個終端設(shè)備按照CSMA(載波監(jiān)聽多路訪問)模式來監(jiān)測頻率的使用狀態(tài)，等等，以在避免沖突的同時進行發(fā)送。在不進行發(fā)送時，終端設(shè)備始終處于接收狀態(tài)并搜索其它終端設(shè)備發(fā)送的信息的起始處的開始(前導(dǎo))信號，并且這些終端設(shè)備異步。
在WiMAX模式的情況下，由于初始設(shè)置、諸如呼叫請求的線路鏈接過程以及認(rèn)證，所以要多用幾秒鐘來建立鏈接。在小區(qū)半徑為幾百米的情況下，移動終端設(shè)備可能會在建立鏈接時離開通信區(qū)域。當(dāng)相鄰終端設(shè)備試圖相互通信時，由于基站接收數(shù)據(jù)以通過該基站進行通訊，所以線路的使用很浪費。
另一方面，在諸如IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的異步系統(tǒng)中，在期望進行通信時可能不能可靠地進行通信。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種新穎的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)結(jié)合了WiMAX模式和IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點，并進行以簡化方式進行WiMAX鏈接建立序列以減少建立時間并使得能夠在小區(qū)域內(nèi)進行通信。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種新穎的通信系統(tǒng)，其中基站僅進行線路分配，以使得相鄰終端設(shè)備能夠直接通信，并且所述終端設(shè)備能夠在沒有基站的區(qū)域內(nèi)相互通信。
為解決以上問題，本發(fā)明的第一方面提供了一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)按照正交頻分復(fù)用模式在多個基站和多個終端設(shè)備之間進行通信；該系統(tǒng)形成幀格式，以使得所述多個基站中的每一個均分配有進行了正交頻分的多個頻帶中的一個；所述多個基站按照所述幀格式，在下行鏈路幀周期中周期性地發(fā)送包括前導(dǎo)信號、廣播信號以及設(shè)置在所分配的頻帶內(nèi)的傳輸數(shù)據(jù)的幀信號，所述廣播信號使得所述多個終端設(shè)備能夠共同識別用于表示設(shè)置在所分配的頻帶內(nèi)的傳輸數(shù)據(jù)的存在區(qū)域；并且所述多個終端設(shè)備中的每一個從所接收到的幀信號中的所述前導(dǎo)信號檢測具有最高電平的路徑，以根據(jù)所檢測到的路徑建立與所述基站的同步，從而獲取頻帶中的根據(jù)所述廣播信號識別的傳輸數(shù)據(jù)。
由于這種特征，可以通過根據(jù)WiMAX模式重新調(diào)整MAC過程而高速發(fā)送和接收廣播通信。
在第一方面中，如果接收到多個前導(dǎo)信號，則所述多個終端設(shè)備中的每一個都獲取各個頻帶的傳輸數(shù)據(jù)，所述傳輸數(shù)據(jù)是基于來自多個基站的與所述多個接收到的前導(dǎo)信號相對應(yīng)的廣播信號來識別的。
在第一方面中，所述多個終端設(shè)備中的每一個都分配有上行鏈路請求信號和突發(fā)(burst)數(shù)據(jù)的發(fā)送區(qū)域；如果接收到多個前導(dǎo)信號，則所述多個終端設(shè)備中的每一個都與具有高相關(guān)值的前導(dǎo)信號的基站的定時同步地發(fā)送所述上行鏈路請求信號；接收所述上行鏈路請求信號的基站在預(yù)定數(shù)量的幀之后發(fā)送廣播信號，該廣播信號指示個體連接標(biāo)識符以及與該個體連接標(biāo)識符相對應(yīng)的上行鏈路區(qū)域；發(fā)送所述上行鏈路請求信號的終端設(shè)備利用與所述個體連接標(biāo)識符相對應(yīng)的上行鏈路區(qū)域，向?qū)?yīng)的基站發(fā)送待發(fā)送的信息。
通過如上所述添加上行鏈路，可以高速發(fā)送和接收廣播通信及個體通信。
在以上方面中，還在連續(xù)的下行鏈路幀周期之間設(shè)置用于所述多個終端設(shè)備的異步通信周期，并且在所述異步通信周期中，所述多個終端設(shè)備中的每一個都可以檢測到其他終端設(shè)備沒有進行發(fā)送，并隨后對其他終端設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。
由所述基站指示的用于所述上行鏈路請求信號的所述上行鏈路周期以及所述異步通信周期可以在與GPS同步的定時進行切換。
在所述異步通信周期期間，所述基站終止用于所述上行鏈路的處理。
與上述第二實施例相比，通過改變使用所述上行鏈路區(qū)域的方法，可以實現(xiàn)終端設(shè)備之間的通信。
在以上方面中，由所述基站指示的用于所述上行鏈路請求信號的所述上行鏈路周期以及所述異步通信周期可以設(shè)置在相同的下行鏈路幀周期內(nèi)。
結(jié)果，通過劃分所述上行鏈路區(qū)域以及所述終端設(shè)備之間的通信的區(qū)域，可容易地結(jié)合WiMAX基本原理和802.11基本原理。
在以上方面中，對多個頻帶中的每一個分配多個子信道；將所述多個子信道中的預(yù)定子信道分配成用于向所述多個終端設(shè)備傳輸所述上行鏈路信號以及所述突發(fā)數(shù)據(jù)的區(qū)域；如果接收到多個前導(dǎo)信號，則所述多個終端設(shè)備中的每一個都與具有高相關(guān)值的前導(dǎo)信號的基站的定時同步地發(fā)送所述上行鏈路請求信號；接收所述上行鏈路請求信號的基站在預(yù)定數(shù)量的幀之后發(fā)送廣播信號，該廣播信號指示個體連接標(biāo)識符以及與該個體連接標(biāo)識符相對應(yīng)的上行鏈路區(qū)域；發(fā)送所述上行鏈路請求信號的終端設(shè)備利用與所述個體連接標(biāo)識符相對應(yīng)的上行鏈路區(qū)域，向?qū)?yīng)的基站發(fā)送待發(fā)送信息；還在連續(xù)的下行鏈路幀周期之間設(shè)置用于所述多個終端設(shè)備的異步通信周期；在所述異步通信周期期間，所述多個終端設(shè)備中的每一個都檢測到其他終端設(shè)備沒有進行傳輸，并且隨后對其他終端設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。
通過如以上所述在子信道中劃分所述上行鏈路區(qū)域以及所述終端設(shè)備之間的通信區(qū)域，可以在所述基站的監(jiān)督下實現(xiàn)所述終端設(shè)備之間的通信。


圖1表示可應(yīng)用本發(fā)明的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的另一應(yīng)用結(jié)構(gòu)示例。
圖3表示基站#0、#1、……#n和終端設(shè)備#10、#11、……#1n的公共結(jié)構(gòu)概念圖。
圖4表示根據(jù)第一實施例的信號幀格式的示例。
圖5表示應(yīng)用于使用圖4所示的幀格式的第一實施例的基站結(jié)構(gòu)示例。
圖6表示應(yīng)用于使用圖4所示的幀格式的第一實施例的終端設(shè)備結(jié)構(gòu)示例。
圖7表示第一實施例的操作流程。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的與第二實施例相對應(yīng)的信號幀格式的示例。
圖9表示應(yīng)用于使用圖8所示的幀格式的第二實施例的基站結(jié)構(gòu)示例。
圖10表示應(yīng)用于使用圖8所示的幀格式的第二實施例的終端設(shè)備結(jié)構(gòu)示例。
圖11表示第二實施例的操作流程(第一部分)。
圖12表示第二實施例的操作流程(第二部分)。
圖13表示根據(jù)本發(fā)明的與第三實施例相對應(yīng)的信號幀的示例。
圖14是應(yīng)用于使用圖13所示的幀格式的第三實施例的基站結(jié)構(gòu)示例的方框圖。
圖15是應(yīng)用于使用圖13所示的幀格式的第三實施例的終端設(shè)備結(jié)構(gòu)示例的方框圖。
圖16表示第三實施例的操作流程。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的與第四實施例相對應(yīng)的信號幀格式的示例。
圖18表示第四實施例的操作流程。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的與第五實施例相對應(yīng)的信號幀格式的示例。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例。
圖21表示第五實施例的操作流程。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。這些實施例用于理解本發(fā)明，而不限制本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域。
圖1是可應(yīng)用本發(fā)明的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例。以幾百米的通信范圍的間隔設(shè)置多個基站#0、#1、…#n。在圖1所示的系統(tǒng)中，多個終端設(shè)備#10、#11、…#1n是針對該多個基站#0、#1、…#n的移動終端設(shè)備，并與基站平行地移動。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的另一應(yīng)用結(jié)構(gòu)示例。例如，三個基站#0、#1、#2設(shè)置有重疊的小區(qū)區(qū)域。多個終端設(shè)備#10、#11、……#1n在通信區(qū)域內(nèi)自由地改變方向并移動。在這種情況下，對于移動終端設(shè)備，認(rèn)為當(dāng)這些設(shè)備的運動切換了這些設(shè)備所屬的小區(qū)，則認(rèn)為這些設(shè)備離開該小區(qū)。
圖3是基站#0、#1、…#n和終端設(shè)備#10、#11、…#1n的公共結(jié)構(gòu)概念圖。
在圖3的基站的結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)接口單元1包括將網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)輸入到基站以將該數(shù)據(jù)傳輸給媒體訪問控制(MAC)處理單元2的接口功能。MAC處理單元2包括諸如對傳輸數(shù)據(jù)進行編碼以及校正錯誤的MAC層功能。
物理層(PHY物理)處理單元3包括傳輸功能和接收功能，并且傳輸功能包括產(chǎn)生信號幀前導(dǎo)信號、產(chǎn)生廣播/突發(fā)信號、以及對所產(chǎn)生的這些信號的調(diào)制和多路復(fù)用處理。
射頻發(fā)送/接收(RF)單元4包括對PHY處理單元3的基帶信號輸出進行RF(射頻)調(diào)制以及從RF解調(diào)成基帶的發(fā)送/接收功能。GPS(全球定位系統(tǒng))接收器單元5包括產(chǎn)生用于使基站和終端設(shè)備同步的基準(zhǔn)時鐘時間和內(nèi)部定時信號的功能。
將根據(jù)具有這種結(jié)構(gòu)的基站和終端設(shè)備對根據(jù)本發(fā)明的第一實施例進行描述。在第一實施例中，基站包括發(fā)送功能，并且不需要接收功能。
圖4是與第一實施例相對應(yīng)的信號幀格式的示例并符合WiMAX標(biāo)準(zhǔn)。與WiMAX相關(guān)的IEEE 802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)使用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)模式的調(diào)制模式，從而使用臨時劃分用于各條信息的頻帶的方法。
另一方面，與移動寬帶系統(tǒng)相關(guān)的IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)使用正交頻分多址(OFDMA)模式，從而不僅能按照OFDM模式臨時劃分用于各條數(shù)據(jù)的頻帶，而且能通過子載波進行劃分。
如圖4所示，在OFDMS物理層的幀格式中，將子信道的邏輯編號分配給垂直軸的頻率軸方向，將OFDM碼元的編號分配給水平軸的時間軸方向。
一個幀包括前導(dǎo)信號I、廣播消息II以及加載有傳輸數(shù)據(jù)的多個下行鏈路數(shù)據(jù)突發(fā)III，所述廣播信息II包括幀控制頭(FCH)、下行鏈路分配信息(DL_MAP)、以及上行鏈路分配信息(UL_MAP)。
前導(dǎo)信號I包括用于使頻率和時間與正在進行接收的終端設(shè)備中的下行鏈路子幀同步的同步(sync)數(shù)據(jù)，并通過所有信道并行地發(fā)送。準(zhǔn)備多個前導(dǎo)信號模式，并且該多個前導(dǎo)信號模式具有恒定長度。
廣播消息II中的幀控制頭(FCH)規(guī)定第一后繼突發(fā)的規(guī)范(編碼方法、長度等)。廣播消息II中的下行鏈路分配信息(DL_MAP)包括下行鏈路子幀中的數(shù)據(jù)突發(fā)的映射信息。廣播消息II中的上行鏈路分配信息(UL_MAP)包括上行鏈路子幀中的數(shù)據(jù)突發(fā)的映射信息。
各個數(shù)據(jù)突發(fā)包括整數(shù)數(shù)量的OFDM碼元，并根據(jù)由下行鏈路分配信息(DL_MAP)規(guī)定的突發(fā)規(guī)范指定有調(diào)制模式(QPSK、16QAM、64QAM等)、編碼模式以及編碼率。
通過BPSK(二進制相移鍵控)模式對前導(dǎo)信號I進行調(diào)制，BPSK模式向載波的相位賦予“0”，向載波的反相位(即，相移180度)賦予“1”。
通過QPSK(正交相移鍵控)模式對廣播消息II進行調(diào)制，QPSK模式總共使用四個波，即，基準(zhǔn)正弦波以及相移90度、180度、270度的波，以向這些波賦予不同的值。
圖5和圖6是表示應(yīng)用于使用圖4所示的幀格式的第一實施例的基站結(jié)構(gòu)示例和終端設(shè)備結(jié)構(gòu)示例的方框圖。圖7是第一實施例的操作流程。
圖5中所示的基站結(jié)構(gòu)與圖3中所示的結(jié)構(gòu)相同，并且僅包括發(fā)送功能。圖5示出了PHY處理單元3的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖6中所示的終端設(shè)備結(jié)構(gòu)是與基站的發(fā)送功能結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的僅包括接收功能的結(jié)構(gòu)，并且主要執(zhí)行基站結(jié)構(gòu)的相反信號處理。
在圖5中，物理層(PHY)處理單元3包括下行鏈路前導(dǎo)信號(DL-preamble)產(chǎn)生單元30、下行鏈路廣播(DL-broadcast)產(chǎn)生單元31、下行鏈路突發(fā)(DL-burst)產(chǎn)生單元32、調(diào)制處理單元33、多路處理單元34、以及快速傅立葉逆變換(IFFT)單元35。
下行鏈路前導(dǎo)信號產(chǎn)生單元30根據(jù)媒體訪問控制(MAC)處理單元2的指示產(chǎn)生前導(dǎo)碼元。下行鏈路廣播產(chǎn)生單元31和下行鏈路突發(fā)產(chǎn)生單元32根據(jù)來自MAC處理單元2的指令對來自MAC處理單元2的傳輸數(shù)據(jù)進行PHY層處理。即，以圖4所示的格式分配傳輸數(shù)據(jù)。
調(diào)制處理單元33根據(jù)QPSK、BPSK、多值調(diào)制等對來自各個產(chǎn)生單元30、31、32的信號進行調(diào)制。多路處理單元34根據(jù)來自MAC處理單元2的使用區(qū)域指令對來自各個產(chǎn)生單元30、31、32的信號進行多路復(fù)用。IFFT單元35使用通過MAC處理單元2指示的參數(shù)進行快速傅立葉逆變換。
射頻發(fā)送/接收(RF)單元4對PHY處理單元3的基帶信號進行射頻調(diào)制，以向天線ANT輸出信號。GPS接收器單元5包括基于從GPS系統(tǒng)(未示出)接收到的時鐘信號使基站同步的功能以及產(chǎn)生用于內(nèi)部定時的時鐘信號的功能。
具有這種結(jié)構(gòu)的基站以圖4中所示的幀形式廣播幀信號(圖7中的步驟S1)。
下行鏈路幀信號包括在前導(dǎo)信號之后的下行鏈路分配信息(DL_MAP)中的終端設(shè)備的公共連接ID(CID)，并且該信息后面是下行鏈路突發(fā)信號。
以一幀的間隔間歇地發(fā)送下行鏈路幀信號(步驟S1、1n)。
另一方面，圖6示出了終端設(shè)備結(jié)構(gòu)的接收功能的結(jié)構(gòu)示例(作為另一種選擇，在稍后描述的實施例中，如果基站包括接收功能，則使用相同的接收功能結(jié)構(gòu))。
圖6的RF單元4將通過天線ANT接收到的射頻信號解調(diào)成基帶信號。FFT(快速傅立葉變換)單元36進行快速傅立葉變換，等等。
下行鏈路前導(dǎo)信號接收處理單元37包括檢測由基站發(fā)送的前導(dǎo)信號以建立同步(圖7的步驟S2)的功能。向區(qū)域識別處理單元38發(fā)送定時以使得下行鏈路幀信號中的存儲區(qū)域能夠被識別(步驟S3)。
對突發(fā)接收處理單元39進行控制，從而在由區(qū)域識別處理單元38識別出的區(qū)域中接收下行鏈路突發(fā)(步驟S4)。
所接收的突發(fā)信號經(jīng)過MAC單元2，并且該信號通過網(wǎng)絡(luò)接口單元1輸出到外部。
在第一實施例中，終端設(shè)備可以按照一個幀的間隔接收從基站廣播的各個信號(S1、S1n)，而不用校驗基站和終端設(shè)備之間的鏈接格式。因此，可基于WiMAX高速進行廣播通信。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的與第二實施例相對應(yīng)的信號幀格式的示例。圖9和圖10是表示應(yīng)用于使用圖8所示的幀格式的第二實施例的基站結(jié)構(gòu)示例和終端設(shè)備結(jié)構(gòu)示例的方框圖。圖11和圖12是第二實施例的操作流程。
在第二實施例中，將上行鏈路添加到第一實施例。即，在圖8中，幀A是從基站發(fā)送到終端設(shè)備的下行鏈路幀格式。下行鏈路幀A與圖4中所示的相同。另一方面，作為特征，在下行鏈路幀A之后插入上行鏈路幀B。
上行鏈路幀B的格式符合WiMAX標(biāo)準(zhǔn)。由于存在上行鏈路幀B，所以與圖5相對應(yīng)的圖9示出的基站中包括接收功能單元，而與圖6相對應(yīng)的圖10示出的終端設(shè)備中包括發(fā)送功能單元。
參照圖11和圖12對處理操作進行描述。
多個基站#0、#1、#2中的每一個均發(fā)送前導(dǎo)信號(步驟S20a、20b、20c)。與在第一實施例中的情況相同，各個終端設(shè)備均建立同步并基于由下行鏈路分配信息(DL_MAP)(步驟S22#0至S22#n)表示的區(qū)域信息從下行鏈路突發(fā)信號(DL_Burst)接收傳輸數(shù)據(jù)。
如果可以從多個基站#0、#1、#2檢測到多個前導(dǎo)信號，則以具有最高相關(guān)值的前導(dǎo)信號的基站的定時(步驟S25)發(fā)送上行鏈路請求信號，即測距信號(步驟S26)。在圖11的示例中，基站#0的相關(guān)值最高。
測距信號包括測距碼和測距區(qū)域，并且是根據(jù)終端設(shè)備的序列號等固定地確定的。當(dāng)接收到測距信號(步驟S27)時，基站#0分配上行鏈路(步驟S28)，并在兩個幀之后使用廣播信號發(fā)送個體連接標(biāo)識符(CID)通知以及與該個體CID相對應(yīng)的區(qū)域指令，以指示該上行鏈路。
終端設(shè)備如上所述執(zhí)行接收處理，并根據(jù)所指示的個體CID在上行鏈路突發(fā)信號中發(fā)送待發(fā)送的信息(步驟S30)。終端設(shè)備根據(jù)個體CID對單獨發(fā)送的下行鏈路突發(fā)信號進行接收處理(步驟S31)。
在第二實施例中，通過添加上行鏈路，可高速地發(fā)送和接收廣播通信及個體通信。
圖13所示的格式是根據(jù)本發(fā)明的與第三實施例相對應(yīng)的信號幀格式的示例。圖14和圖15是表示應(yīng)用于使用圖13所示的幀格式的第三實施例的基站構(gòu)造示例和終端設(shè)備構(gòu)造示例的方框圖。圖16是第三實施例的操作流程。
第三實施例的特征在于，將第二實施例中的上行鏈路部分切換成WiMAX上行鏈路和基于IEEE 802.11的線路。WiMAX上行鏈路與第二實施例中所述的相同。基于IEEE 802.11的線路用于終端設(shè)備之間的無線LAN連接。
在圖13中，以分時的方式示出了WiMAX標(biāo)準(zhǔn)格式周期I以及IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)格式周期II。WiMAX標(biāo)準(zhǔn)格式周期I包括用于基站和終端設(shè)備的下行鏈路格式A及上行鏈路格式B，并與第二實施例的圖8所示的格式相同。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)格式周期II是異步的，并用于利用包括前導(dǎo)信號P和突發(fā)信號的格式在終端設(shè)備之間進行信號傳輸。
圖14是應(yīng)用于第三實施例的基站結(jié)構(gòu)示例，并且由于WiMAX標(biāo)準(zhǔn)格式A用于下行鏈路而基本上與圖9所示的第二實施例的基站結(jié)構(gòu)相同。
為了支持WiMAX標(biāo)準(zhǔn)格式A和IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)格式B，圖15所示的終端設(shè)備結(jié)構(gòu)包括下行鏈路前導(dǎo)信號接收處理單元，即，與WiMAX基本原理相對應(yīng)的前導(dǎo)信號接收處理單元37a以及與802.11基本原理相對應(yīng)的前導(dǎo)信號接收處理單元37b。類似地，該結(jié)構(gòu)包括下行突發(fā)接收處理單元，即，與WiMAX基本原理相對應(yīng)的突發(fā)接收處理單元39a以及與802.11基本原理相對應(yīng)的突發(fā)接收處理單元39b。
另一方面，終端設(shè)備的發(fā)送功能單元包括與WiMAX基本原理相對應(yīng)的測距產(chǎn)生單元40以及突發(fā)產(chǎn)生單元41a。該發(fā)送功能單元還包括與802.11基本原理相對應(yīng)的前導(dǎo)信號產(chǎn)生單元42以及突發(fā)產(chǎn)生單元41b。
由終端設(shè)備的發(fā)送功能單元的信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的信號被輸入到調(diào)制處理單元33中，以進行調(diào)制，例如QPSK、BPSK和多值調(diào)制。多路處理單元34對輸入到選擇處理單元43中的基于WiMAX的測距信號和突發(fā)信號進行多路復(fù)用。
與802.11基本原理相對應(yīng)的前導(dǎo)信號產(chǎn)生單元42和突發(fā)產(chǎn)生單元41b的輸出在不經(jīng)過多路處理單元34的情況下被輸入到選擇處理單元43中。
選擇處理單元43根據(jù)是對基站還是對終端設(shè)備進行發(fā)送而切換并選擇性地輸出基于WiMAX格式的信號或者基于802.11格式的信號。選擇處理單元43的輸出經(jīng)過IFFT單元35，并通過RF單元轉(zhuǎn)換成從天線ANT發(fā)送的射頻。
將參照圖16的處理流程來描述第三實施例的設(shè)備結(jié)構(gòu)的操作。
在基站和終端設(shè)備二者中，GPS接收器單元5獲取GPS同步時間信息(步驟S40a至S40c)，該GPS同步時間信息用作基于WiMAX的基準(zhǔn)時間(步驟S41a至S41c)。因此，可以在與GPS系統(tǒng)同步的定時對基于WiMAX的通信區(qū)域和基于802.11的通信區(qū)域進行切換。
在圖16中，如果對上行鏈路和下行鏈路兩者應(yīng)用WiMAX基本原理(圖16的周期I和III)，則該操作與第二實施例的相同。
另一方面，如果在下行鏈路方向上使用基于WiMAX的通信區(qū)域，而在上行鏈路方向上使用基于802.11的通信區(qū)域(圖16的周期II)，則基于GPS同步時間信息S40a使用基于802.11的基準(zhǔn)時間(步驟S42a至S42c)。
從基站到終端設(shè)備的下行鏈路信號與對上行鏈路和下行鏈路兩者應(yīng)用WiMAX基本原理的情況(圖16的周期I和III)相同，并且使用基于WiMAX的格式向終端設(shè)備發(fā)送前導(dǎo)信號、伴隨DL_MAP的公共及個體CID、以及伴隨下行鏈路(DL)突發(fā)的公共及個體信息(步驟S43)。然而，在基于802.11的通信中，基站終止上行鏈路處理并終止上行鏈路請求(測距)信號的接收以及上行鏈路突發(fā)信號的接收處理(步驟S43a)。
各個終端設(shè)備均建立同步以從基站接收公共及個體信息(步驟S44a、S44b)。
終端設(shè)備轉(zhuǎn)換到基于802.11的周期，持續(xù)進行接收處理并檢測前導(dǎo)信號(步驟S45a、S45b)。如果存在傳輸數(shù)據(jù)(步驟S46a、S48a)，則執(zhí)行CSMA(載波監(jiān)聽多路訪問)處理以確認(rèn)其他終端設(shè)備沒有進行終端設(shè)備之間的發(fā)送(步驟S46b、48b)，并且如果其他終端設(shè)備沒有進行發(fā)送，則該終端設(shè)備進行發(fā)送(步驟S46c、S48c)。
由于接收側(cè)的終端設(shè)備處于持續(xù)檢測前導(dǎo)信號的狀態(tài)(步驟S45a、S45b)，所以可以檢測到前導(dǎo)信號，并根據(jù)802.11進行接收處理(步驟S47、S49)。
如上所述，在基于802.11的部分(II)中，不需要基站的中介作用而在終端設(shè)備之間進行通信。
如果由于異步通信而不能在802.11部分內(nèi)終止傳輸，則強制終止該傳輸并將其改變到基于WiMAX的處理(周期III)。
如上所述，在第三實施例中，與第二實施例相比，可以通過改變使用上行鏈路區(qū)域的方法來實現(xiàn)終端設(shè)備之間的通信。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的與第四實施例相對應(yīng)的信號幀格式的示例。圖18是第四實施例的操作流程。
與第三實施例相比，第四實施例的特征在于以下方面在WiMAX上行鏈路部分中周期性地重復(fù)基于802.11的線路。因此，如圖17中所示，在應(yīng)用于第四實施例的格式中，臨時劃分WiMAX標(biāo)準(zhǔn)格式和802.11標(biāo)準(zhǔn)格式。
基站和終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例與圖14和圖15所示的第三實施例的結(jié)構(gòu)相同。
與圖16所示的第三實施例的操作流程相比，在圖18所示的操作流程中省略了從基站沿下行鏈路方向發(fā)送基于WiMAX的信號(步驟S43)，因此也省略了終端設(shè)備中的接收處理(步驟S44a、S44b)。
參照基于GPS同步時間信息(步驟S40a)的基于802.1 1的時間(步驟S42a、S42b、S42c)，終端設(shè)備開始進行802.11前導(dǎo)信號搜索(步驟S45a、S45b)。
如果存在傳輸數(shù)據(jù)(步驟S46a、S48a)，則執(zhí)行CSMA(載波監(jiān)聽多路訪問)處理以確認(rèn)其他終端設(shè)備沒有進行終端設(shè)備之間的發(fā)送(步驟S46b、S48b)，并且如果其他終端設(shè)備沒有進行發(fā)送，則該終端設(shè)備進行發(fā)送(步驟S46c、S48c)。
由于接收側(cè)的終端設(shè)備處于持續(xù)檢測前導(dǎo)信號的狀態(tài)(步驟S45a、S45b)，所以可以檢測到前導(dǎo)信號，并根據(jù)802.11進行接收處理(步驟S47、S49)。
另一方面，如果在終端設(shè)備之間進行基于802.11的通信，則基站終止基站處理(步驟S50)。
在第四實施例中，通過劃分上行鏈路區(qū)域以及終端設(shè)備之間的通信區(qū)域，可容易地結(jié)合WiMAX基本原理和802.11基本原理。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的與第五實施例相對應(yīng)的信號幀格式的示例。基站結(jié)構(gòu)示例與作為第二實施例的基站結(jié)構(gòu)示出的圖9的結(jié)構(gòu)相同。另一方面，必須按照第五實施例的特征構(gòu)造終端設(shè)備結(jié)構(gòu)，在圖20中示出了該結(jié)構(gòu)的示例。
圖21是第五實施例的操作流程。與第二實施例相比，第五實施例的特征在于，利用WiMAX上行鏈路進行終端設(shè)備之間的通信。因此，在圖19所示的格式中，下行鏈路與圖8所示的第二實施例的下行鏈路相同。上行鏈路被分成各個子信道。在20 MHz頻帶的情況下，可以實現(xiàn)多達(dá)60個子信道。如果對基站等分，則一個基站可獲得20個子信道。
在第五實施例中，例如在20個子信道當(dāng)中，將1個子信道分配用于測距(線路請求)；將9個子信道分配用于上行鏈路；將10個信道分配用于終端設(shè)備之間的通信。當(dāng)使用10個子信道時，首先發(fā)送測距信號以在基站中進行線路分配，使用上行鏈路也是如此。將符合802.16.2004的上行鏈路前導(dǎo)信號(P)和突發(fā)信號發(fā)送到基站認(rèn)可的線路區(qū)域。
另一終端設(shè)備確認(rèn)發(fā)送廣播信號和區(qū)域信息的終端設(shè)備的存在，并檢測對應(yīng)區(qū)域的前導(dǎo)信號以加載數(shù)據(jù)。
為了執(zhí)行上述功能，如圖20所示，與圖10所示的結(jié)構(gòu)相比，終端設(shè)備包括上行鏈路前導(dǎo)信號產(chǎn)生單元44。
在圖21所示的操作流程中，終端設(shè)備包括對利用上行鏈路作為傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送到基站的數(shù)據(jù)的產(chǎn)生進行檢測的功能(步驟S51)，以及對用于終端設(shè)備之間的通信的數(shù)據(jù)的產(chǎn)生進行檢測的功能(步驟S52)。
因此，終端設(shè)備將上行鏈路請求(測距)發(fā)送到基站(步驟S51a、S52a)?；咀R別該上行鏈路請求(步驟S53)并進行線路分配(步驟S54)。
與線路分配相對應(yīng)，包括下行鏈路區(qū)域信息(DL MAP)的數(shù)據(jù)基于WiMAX通過下行鏈路發(fā)送至對應(yīng)的終端設(shè)備(步驟S55)。
在終端設(shè)備側(cè)，請求用于基于WiMAX進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳闲墟溌返慕K端設(shè)備(在圖21的示例中為終端設(shè)備#0)識別線路區(qū)域信息(DL_MAP)的存儲區(qū)域(步驟S56a)，并向基站發(fā)送上行鏈路突發(fā)信號(步驟S56b)?；咀R別該上行鏈路突發(fā)信號并進行接收處理(步驟S57)。
另一方面，請求用于通信設(shè)備之間的通信的上行鏈路的終端設(shè)備(在圖2 1的示例中為終端設(shè)備#1)識別線路區(qū)域信息(DL MAP)(步驟S58a)并通過對應(yīng)的子信道發(fā)送數(shù)據(jù)給另一終端設(shè)備(步驟S58b)。
結(jié)果，另一對應(yīng)的終端設(shè)備可以從基于WiMAX的下行鏈路子信道接收終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)(步驟S59)。
通過如上所述在子信道中劃分上行鏈路區(qū)域和終端設(shè)備之間的通信區(qū)域，可以在基站的監(jiān)督下實現(xiàn)通信設(shè)備之間的通信。在第五實施例中，由于不臨時切換WiMAX模式和802.11模式，所有不需要GPS接收器單元和PHY處理單元的基于802.11的塊。
所述實施例的以上描述并不旨在將本發(fā)明限制于所示示例的具體細(xì)節(jié)。可在本發(fā)明的范圍內(nèi)進行任何合適的修改和等效替換。所附權(quán)利要求涵蓋了落入本發(fā)明范圍內(nèi)的本發(fā)明的所有特征和優(yōu)點。
本申請基于2006年6月20日提交的在先日本專利申請No.2006-169867并要求其優(yōu)先權(quán)，再次通過引用并入其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)按照正交頻分復(fù)用模式在多個基站和多個終端設(shè)備之間進行通信，所述系統(tǒng)形成幀格式，使得所述多個基站中的每一個都分配有被正交頻分的多個頻帶中的一個；所述多個基站按照所述幀格式，在下行鏈路幀周期中周期性地發(fā)送包括前導(dǎo)信號、廣播信號以及設(shè)置在所分配的頻帶內(nèi)的傳輸數(shù)據(jù)的幀信號，所述廣播信號使得所述多個終端設(shè)備能夠共同識別用于表示設(shè)置在所分配的頻帶內(nèi)的傳輸數(shù)據(jù)的存在區(qū)域的信息；所述多個終端設(shè)備中的每一個都從所接收到的幀信號中的所述前導(dǎo)信號檢測具有最高電平的路徑，以根據(jù)所檢測到的路徑建立與所述基站的同步，從而獲取所述頻帶中的基于所述廣播信號識別的傳輸數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中當(dāng)接收到多個前導(dǎo)信號時，所述多個終端設(shè)備中的每一個都獲取各個頻帶的傳輸數(shù)據(jù)，所述傳輸數(shù)據(jù)是基于來自多個基站的與所述多個接收到的前導(dǎo)信號相對應(yīng)的廣播信號來識別的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中所述多個終端設(shè)備中的每一個都分配有用于上行鏈路請求信號和突發(fā)數(shù)據(jù)的傳輸區(qū)域；在接收到多個前導(dǎo)信號時，所述多個終端設(shè)備中的每一個都與具有高相關(guān)值的前導(dǎo)信號的基站的定時同步地發(fā)送所述上行鏈路請求信號，其中接收所述上行鏈路請求信號的基站在預(yù)定數(shù)量的幀之后發(fā)送廣播信號，該廣播信號指示個體連接標(biāo)識符以及與該個體連接標(biāo)識符相對應(yīng)的上行鏈路區(qū)域，并且其中發(fā)送所述上行鏈路請求信號的終端設(shè)備利用與所述個體連接標(biāo)識符相對應(yīng)的上行鏈路區(qū)域，向?qū)?yīng)的基站發(fā)送待發(fā)送的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)，其中在連續(xù)的下行鏈路幀周期之間還設(shè)置有用于所述多個終端設(shè)備的異步通信周期，并且其中在所述異步通信周期期間，所述多個終端設(shè)備中的每一個都檢測到其他終端設(shè)備沒有進行發(fā)送，并隨后向其他終端設(shè)備進行數(shù)據(jù)發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)，其中由所述基站指示的用于所述上行鏈路請求信號的所述上行鏈路周期以及所述異步通信周期可以在與GPS同步的定時進行切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)，其中在所述異步通信周期期間，所述基站終止對所述上行鏈路的處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)，其中由所述基站指示的用于所述上行鏈路請求信號的所述上行鏈路周期以及所述異步通信周期設(shè)置在相同的下行鏈路幀周期內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中對多個頻帶中的每一個分配多個子信道，其中所述多個子信道中的預(yù)定子信道被分配為用于向所述多個終端設(shè)備傳輸所述上行鏈路請求信號以及所述突發(fā)數(shù)據(jù)的區(qū)域，其中在接收到多個所述前導(dǎo)信號的情況下，所述多個終端設(shè)備中的每一個都與具有高相關(guān)值的前導(dǎo)信號的基站的定時同步地發(fā)送所述上行鏈路請求信號，其中接收所述上行鏈路請求信號的基站在預(yù)定數(shù)量的幀之后，發(fā)送廣播信號，該廣播信號指示個體連接標(biāo)識符以及與該個體連接標(biāo)識符相對應(yīng)的上行鏈路區(qū)域，其中發(fā)送所述上行鏈路請求信號的終端設(shè)備利用與所述個體連接標(biāo)識符相對應(yīng)的上行鏈路區(qū)域，向?qū)?yīng)的基站發(fā)送待發(fā)送的信息，其中在連續(xù)的下行鏈路幀周期之間還設(shè)置有用于所述多個終端設(shè)備的異步通信周期，并且其中在所述異步通信周期期間，所述多個終端設(shè)備中的每一個都檢測到其他終端設(shè)備沒有進行發(fā)送，并隨后向其他終端設(shè)備進行數(shù)據(jù)發(fā)送。
9.一種通信系統(tǒng)中的基站，所述通信系統(tǒng)按照正交頻分復(fù)用模式在多個基站和多個終端設(shè)備之間進行通信，該基站包括接口，該接口將網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)輸入到所述基站；編碼單元，該編碼單元對傳輸數(shù)據(jù)進行編碼和錯誤校正處理；第一產(chǎn)生單元，該第一產(chǎn)生單元產(chǎn)生包括幀控制頭、下行鏈路分配信息以及上行鏈路分配信息的寬帶信號；設(shè)置單元，該設(shè)置單元以與WiMAX標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的格式設(shè)置前導(dǎo)信號、所述寬帶信號以及所述傳輸數(shù)據(jù)；第二產(chǎn)生單元，該第二產(chǎn)生單元根據(jù)以與WiMAX標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的格式設(shè)置的幀信號產(chǎn)生正交頻分多址信號；以及轉(zhuǎn)換單元，該轉(zhuǎn)換單元將所生成的正交頻分多址信號轉(zhuǎn)換成射頻信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基站，該基站還包括使用來自GPS系統(tǒng)的時鐘信號產(chǎn)生用于多個組件的操作的基準(zhǔn)信號。
11.一種通信系統(tǒng)中的終端設(shè)備，所述通信系統(tǒng)按照正交頻分復(fù)用模式在多個基站和多個終端設(shè)備之間進行通信，所述基站包括接口，該接口將網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)輸入到所述基站；編碼單元，該編碼單元對傳輸數(shù)據(jù)進行編碼和錯誤校正處理；第一產(chǎn)生單元，該第一產(chǎn)生單元產(chǎn)生包括幀控制頭、下行鏈路分配信息以及上行鏈路分配信息的寬帶信號；設(shè)置單元，該設(shè)置單元以與WiMAX標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的格式設(shè)置前導(dǎo)信號、所述寬帶信號以及所述傳輸數(shù)據(jù)；第二產(chǎn)生單元，該第二產(chǎn)生單元根據(jù)以與WiMAX標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的格式設(shè)置的幀信號產(chǎn)生正交頻分多址信號；以及轉(zhuǎn)換單元，該轉(zhuǎn)換單元將所生成的正交頻分多址信號轉(zhuǎn)換成射頻信號，并且所述終端設(shè)備接收從所述基站發(fā)送的數(shù)據(jù)，其中所述終端設(shè)備包括接收單元，該接收單元用于接收數(shù)據(jù)并對接收到的數(shù)據(jù)進行解調(diào)；變換單元，該變換單元以WiMAX標(biāo)準(zhǔn)進行快速傅立葉變換處理；第一檢測單元，該第一檢測單元用于從由進行快速傅立葉變換處理的所述變換單元進行了轉(zhuǎn)換的接收數(shù)據(jù)中檢測前導(dǎo)信號；第二檢測單元，該第二檢測單元用于在所述第一檢測單元中檢測超過一閾值的所有前導(dǎo)信號；接收單元，該接收單元用于基于所述前導(dǎo)信號的檢測信號接收包括所述幀控制頭、所述下行鏈路分配信息、以及所述上行鏈路分配信息的寬帶信號；識別單元，該識別單元用于從所接收的寬帶信號中識別必要的數(shù)據(jù)區(qū)域；通知單元，該通知單元向突發(fā)信號處理單元通知所識別到的區(qū)域；基于所識別到的區(qū)域進行突發(fā)信號的接收處理的單元；執(zhí)行包括對所接收到的突發(fā)信號的解碼和錯誤校正的處理的單元；以及輸出單元，該輸出單元將已進行了錯誤校正的信號輸出到外部設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)形成幀格式，使得多個基站中的每一個都分配有進行了正交頻分的多個頻帶中的一個；所述多個基站按照所述幀格式，在下行鏈路幀周期中周期性地發(fā)送包括前導(dǎo)信號、廣播信號以及設(shè)置在所分配的頻帶內(nèi)的傳輸數(shù)據(jù)的幀信號，所述廣播信號使得所述多個終端設(shè)備能夠共同識別用于表示設(shè)置在所分配的頻帶內(nèi)的傳輸數(shù)據(jù)的存在區(qū)域的信息；所述多個終端設(shè)備中的每一個都從所接收的幀信號中的前導(dǎo)信號檢測具有最高電平的路徑，以根據(jù)所檢測到的路徑建立與所述基站的同步，從而獲取所述頻帶中的根據(jù)所述廣播信號識別的傳輸數(shù)據(jù)。
文檔編號H04B7/26GK101094515SQ20061016900
公開日2007年12月26日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
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