專利名稱：用在超寬帶無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中的多路接入數(shù)字通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用在超寬帶(以下稱為"UWB")無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中的多路 接入數(shù)字通信方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及這樣的多路接入技術(shù)，通過(guò)該 多路接入技術(shù)，可以更有效地使用UWB通信信道，并且在信道經(jīng)歷很大路 徑衰落的環(huán)境下可以更有效地控制多路接入用戶節(jié)點(diǎn)之間的沖突。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)UWB通信系統(tǒng)中的多路接入方案包括用于由管理節(jié)點(diǎn)給呼叫分配 時(shí)隙或時(shí)間資源的時(shí)分多址接入(Time Division Multiple Access, TDMA)、 用于在發(fā)現(xiàn)共享信道可用之后嘗試進(jìn)行接入的載波感測(cè)多址接入/防沖突 (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance, CSMA/CA)、時(shí)間跳3夭多 址接入(Time Hopping Multiple Access, THMA)、碼分多址接入(Code Division Multiple Access, CDMA)等。然而，由于這些技術(shù)在開發(fā)出UWB通信技術(shù)之 前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，所以應(yīng)該依據(jù)最新的物理層技術(shù)適當(dāng)改進(jìn)或改良這些 技術(shù)。TDMA是允許多址接入的技術(shù)，在該技術(shù)中，管理節(jié)點(diǎn)查詢每一個(gè)節(jié)點(diǎn) 是否向請(qǐng)求數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)傳送了數(shù)據(jù)并分配了特定的正交時(shí)隙(orthogonal time slot )。即使TDMA對(duì)于有效地管理每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)質(zhì)量有用，管理節(jié) 點(diǎn)每隔一個(gè)地(every second)管理所有節(jié)點(diǎn)以便于網(wǎng)絡(luò)操作也是很困難并且 非常復(fù)雜的。而且4艮不幸的是，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，這種復(fù)雜性急劇增加。CSMA/CS是共享這樣的信道的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，在該信道中載波感測(cè)方案 被用來(lái)發(fā)現(xiàn)另一節(jié)點(diǎn)是否在試圖傳送數(shù)據(jù)之前使用該信道。當(dāng)沒(méi)有接收到確 認(rèn)應(yīng)答(acknowledgement, ACK)或當(dāng)多余一個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)使用該共享信道時(shí)， 通告沖突并在特定時(shí)間量之后再次嘗試通信。即使CSMA/CS可以具有^l簡(jiǎn) 單的實(shí)施方式，其對(duì)感測(cè)該共享信道是否正在使用也有困難，特別在UWB 信號(hào)功率非常低并且多徑衰落的影響很大時(shí)尤其如此。當(dāng)降低關(guān)于信道使用的檢測(cè)概率的可靠性時(shí)，會(huì)實(shí)質(zhì)性地惡化CSMA/CA的性能。為了獲得高可 靠性，需要進(jìn)行延長(zhǎng)的時(shí)間量的感測(cè)，而這預(yù)示著效率變低。而且，在CSMA/CA的情況下，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多于一定級(jí)別時(shí)，多址接入的成功概率顯 著降低。最新開發(fā)的多址接入方案包括THMA和CDMA。這些方案通過(guò)平均多用 戶干擾而對(duì)干擾保持健壯，并且對(duì)UWB信號(hào)有極好的頻域特性。不過(guò)，當(dāng) 從管理節(jié)點(diǎn)到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離不同時(shí)，它們產(chǎn)生"near-far (近-遠(yuǎn))"效應(yīng)， 并且當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多于給定級(jí)別時(shí)干擾量增加，以至于所有節(jié)點(diǎn)都可能不能相 互通信。出現(xiàn)這種問(wèn)題的原因是接入管理節(jié)點(diǎn)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)不是相互正 交的。在傳統(tǒng)多址接入方案的情況下，不可能使用正交碼，原因是節(jié)點(diǎn)信號(hào) 關(guān)于管理節(jié)點(diǎn)的接收時(shí)間不同步。圖1圖示了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的異步上行鏈路的操作當(dāng)從管理節(jié)點(diǎn)305到各節(jié) 點(diǎn)的距離不同時(shí)，從這些節(jié)點(diǎn)到管理節(jié)點(diǎn)的傳輸時(shí)間310、 315和320也不同。 此外，雖然這些節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳送數(shù)據(jù)，但管理節(jié)點(diǎn)在不同的時(shí)間接收數(shù)據(jù)。在 這種情況下嘗試?yán)谜粫r(shí)間資源進(jìn)行通信只會(huì)導(dǎo)致對(duì)通信區(qū)域中的其他節(jié) 點(diǎn)的干擾。因此，取代正交時(shí)間資源，可以使用作為低度相關(guān)的資源的偽噪 聲(pseudo noise, PN) (DS-CDMA或THMA)，或可以檢查和使用共享信道 (CSMA-CA),或可以4吏用隨才幾信道(ALOHA)。然而，即使無(wú)論多低度相關(guān)地使用PN碼，在通信中仍然存在干擾。這 樣的干擾對(duì)不使用功率控制的系統(tǒng)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的問(wèn)題。在其中節(jié)點(diǎn)在共享 信道上進(jìn)行傳送之前查驗(yàn)其他通信量不存在的CSMA的情況下，除非該共享 信道絕對(duì)空曠(clear)或者不出現(xiàn)其他通信量，否則不能進(jìn)行通信。這相當(dāng) 于多徑衰落變壞的情況或具有"隱藏節(jié)點(diǎn)/暴露節(jié)點(diǎn)(Hidden node/Exposed node)，，的問(wèn)題的情況。最后，由于隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加而通信的成功概率顯著 降低，所以在諸如ALOHA中使用隨機(jī)信道不是很有效。同時(shí)，用于傳統(tǒng)UWB通信系統(tǒng)中的接入方案的幀結(jié)構(gòu)是由有功時(shí)期 (active period )和非有功時(shí)期(inactive period )組成的超幀。在其中對(duì)通信 而激活節(jié)點(diǎn)的有功時(shí)期由信標(biāo)時(shí)期、爭(zhēng)用接入時(shí)期和免爭(zhēng)用時(shí)期(contention free period)組成。另一方面，在非有功時(shí)期中，去激活包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的網(wǎng) 絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)。在免爭(zhēng)用時(shí)期中，基于TDMA的技術(shù)被用于管理節(jié)點(diǎn)操作網(wǎng) 絡(luò)，因此管理節(jié)點(diǎn)每隔一個(gè)地管理所有節(jié)點(diǎn)是很困難且很復(fù)雜的。然而，在 爭(zhēng)用接入時(shí)期中，使用基于CSMA/CA的技術(shù)，因此，當(dāng)UWB信號(hào)的功率
很低并且多徑衰落的效應(yīng)很大時(shí)，很難感測(cè)共享信道上的通信量。特別地，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，免爭(zhēng)用時(shí)期中的TDMA方案的復(fù)雜度迅速增加，而爭(zhēng) 用接入時(shí)期中的CSMA/CA方案的多址接入的成功概率顯著降低。結(jié)果，整 個(gè)通信系統(tǒng)的性能被惡化。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)、低功耗和高效率的超寬帶(ultra-wideband, UWB)通信系統(tǒng)的、非常 有效的幀結(jié)構(gòu)，來(lái)提供用在UWB無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中的多址接入數(shù)字通信方法。根據(jù)本發(fā)明的多址接入數(shù)據(jù)通信方法是這樣的無(wú)線接入方案，其充分利 用在用于多徑效應(yīng)很大的UWB通信系統(tǒng)的傳統(tǒng)系統(tǒng)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的上行鏈路 中的統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用效應(yīng)(effect of statistical multiplexing )。根據(jù)本發(fā)明，在特 定管理節(jié)點(diǎn)以低信道活動(dòng)度管理各節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)嘗試?yán)?在一定時(shí)間預(yù)分配的正交時(shí)間跳躍模式進(jìn)行通信，并且該管理節(jié)點(diǎn)通過(guò)各個(gè) 節(jié)點(diǎn)的跳躍模式來(lái)區(qū)分各個(gè)節(jié)點(diǎn)。按照這種方式，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用效應(yīng)， 并且由于不需要管理通信信道的復(fù)雜控制信號(hào)系統(tǒng)而達(dá)到簡(jiǎn)化操作的目的。 本發(fā)明解決在利用傳統(tǒng)接入技術(shù)的UWB通信系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，即，多徑效 應(yīng)引起的感測(cè)可用信道方面的困難以及當(dāng)特定管理節(jié)點(diǎn)管理多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)時(shí) 增加的系統(tǒng)操作的復(fù)雜度。而且，該發(fā)明的無(wú)線接入方案以很有效的、以低 功耗和高效率為特征的自適應(yīng)幀結(jié)構(gòu)(adaptive frame structure)進(jìn)行操作， 其中通過(guò)該幀結(jié)構(gòu)，在考慮到它們的電池功耗的情況下向用戶分配省功時(shí)期， 在非省功時(shí)期的有功時(shí)期中使用將正交時(shí)間跳躍系統(tǒng)和正交時(shí)分系統(tǒng)的混合 模式進(jìn)行通信，并且到不同多址接入方法的轉(zhuǎn)換成為可能。通過(guò)允許用戶節(jié)點(diǎn)與該管理節(jié)點(diǎn)的接收時(shí)間同步并且嘗試通過(guò)正交跳躍 時(shí)間進(jìn)行接入，本發(fā)明利用了上行鏈路的正交時(shí)間資源的特性，并通過(guò)正交 時(shí)間跳躍多路復(fù)用方案、以低活動(dòng)度或可變的傳輸數(shù)據(jù)率來(lái)統(tǒng)計(jì)地多路復(fù)用 通信量。因此，用過(guò)使管理節(jié)點(diǎn)適應(yīng)更多節(jié)點(diǎn)到其信道中、增加受限資源的 使用率、降低分配和返回不必要的信道的控制信號(hào)通信量、減輕上行鏈路的 傳輸調(diào)度復(fù)雜性、減少幾點(diǎn)所需要的緩沖容量、減少數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間，等 等，來(lái)達(dá)到UWB通信系統(tǒng)的性能改善的目的。本發(fā)明的額外的優(yōu)勢(shì)、目的和特征將部分地在下面的描述中闡明，并且對(duì)于本領(lǐng)欲技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，將部分地在考查下列描述后變明白，或可以從本 發(fā)明的實(shí)踐中習(xí)得。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，UWB通信系統(tǒng)的上行鏈路中的數(shù)字通信方 法包括從各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)保持與管理節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步；以及根據(jù)該管理節(jié)點(diǎn) 所分配的正交時(shí)間跳躍模式，來(lái)跳躍用于通信的可用時(shí)隙。該時(shí)間同步步驟 包括子步驟計(jì)算該管理節(jié)點(diǎn)中的時(shí)間同步信號(hào)的產(chǎn)生與該用戶節(jié)點(diǎn)中的同 步信號(hào)的到達(dá)之間的時(shí)間差；根據(jù)該時(shí)間差調(diào)整到該管理節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí) 間。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，UWB通信系統(tǒng)的上行鏈路中的數(shù)字通信方 法包括總和在通過(guò)正交時(shí)間跳躍模式分配給各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙中的所接 收信號(hào)的能量；將該總和的能量與預(yù)定閾值比較；以及該總和的能量大于該 閾值時(shí)，判定該用戶節(jié)點(diǎn)已經(jīng)傳送了數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，UWB通信系統(tǒng)的上行鏈路中的數(shù)字通信方 法包括將用戶節(jié)點(diǎn)分類為至少兩組；以及以有功時(shí)期互不重疊的方式、按 組設(shè)置有功時(shí)期。
根據(jù)本發(fā)明的 一種實(shí)施方式，UWB通信系統(tǒng)的上行^4路中的數(shù)字通信方 法包括從在其中數(shù)據(jù)碼元根據(jù)相應(yīng)正交時(shí)間跳躍模式進(jìn)行傳送的各個(gè)節(jié)點(diǎn) 接收數(shù)據(jù)碼元；檢查是否存在正交時(shí)間跳躍模式的沖突；以及依賴于涉及正 交時(shí)間跳躍模式的沖突的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)碼元是否相同來(lái)解碼該數(shù)據(jù)碼元。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，用于UWB通信系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)能夠有效地 適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)上具有各種服務(wù)要求的用戶和對(duì)各個(gè)用戶保證良好的服務(wù)質(zhì)量，并 且降低用戶節(jié)點(diǎn)的功耗。本發(fā)明引進(jìn)一種自適應(yīng)通信方法，通過(guò)該方法，在 考慮到用戶節(jié)點(diǎn)的電池功耗的情況下向用戶分配省功時(shí)期，在非省功時(shí)期的 有功時(shí)期中使用將正交時(shí)間跳躍系統(tǒng)和正交時(shí)分系統(tǒng)的混合模式進(jìn)行通信， 并且到不同多址接入方法的轉(zhuǎn)換成為可能。本發(fā)明還提出了兩種額外的通信 方法，在這兩種方法中，用戶被分類為至少兩組并在各個(gè)組中合并和使用正 交時(shí)間跳躍方法和正交時(shí)分方法，并且在將正交時(shí)分方法用在全部組(entire group)的同時(shí)，將正交時(shí)間跳躍方法用在各個(gè)組中。


圖1是圖解傳統(tǒng)系統(tǒng)中的未同步的上行鏈路的圖表。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基于管理節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 圖3是圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的、從節(jié)點(diǎn)到管理節(jié)點(diǎn)的上行鏈路的 同步過(guò)程的圖表。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的、從節(jié)點(diǎn)到管理節(jié)點(diǎn)的上行鏈路中的
節(jié)點(diǎn)的傳送器的結(jié)構(gòu)。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的、從節(jié)點(diǎn)到管理節(jié)點(diǎn)的上行鏈路中的 管理節(jié)點(diǎn)的接收器的結(jié)構(gòu)。
圖6示出用于分配和搡作各個(gè)節(jié)點(diǎn)的跳躍模式的系統(tǒng)的配置。
圖7是圖解用于在所有沖突碼元都相同的情況下控制用BPPM調(diào)制的各 個(gè)節(jié)點(diǎn)中的跳躍模式的沖突的方法的圖表。
圖8是圖解用于在所有沖突碼元都不相同的情況下控制用BPPM調(diào)制的 各個(gè)節(jié)點(diǎn)中的跳躍模式的沖突的方法的圖表。
圖9是圖解用于在各個(gè)節(jié)點(diǎn)使用BPSK調(diào)制方法的情況下控制沖突的方 法的圖表。
圖10是示出建立根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的通信時(shí)的節(jié)點(diǎn)服務(wù)的分 類的概念性圖表。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的混合模式多址接入方法的幀結(jié) 構(gòu)，其中靈活地分配時(shí)間資源而不用區(qū)分上行鏈路和下行鏈路時(shí)期。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的混合模式多址接入方法的幀結(jié) 構(gòu)，其中通過(guò)區(qū)分上行鏈路和下行鏈路時(shí)期來(lái)分配時(shí)間資源。
圖13示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的混合模式多址接入方法的幀結(jié) 構(gòu)，其中在正交時(shí)分接入時(shí)期中將上行和下行鏈路數(shù)據(jù)一起供應(yīng)給各個(gè)用戶。
圖14示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于組的混合模式多址接入方 法的幀結(jié)構(gòu)，其中將用戶節(jié)點(diǎn)分類為至少 一個(gè)組并將時(shí)間資源靈活地分配給 各個(gè)組，而不用區(qū)分上行和下行鏈路時(shí)期。
圖15示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于組的混合模式多址接入方 法的幀結(jié)構(gòu)，其中通過(guò)區(qū)分上行鏈路(upward )和下行鏈路時(shí)期(downward period)來(lái)將用戶節(jié)點(diǎn)分類為至少一個(gè)組并將時(shí)間資源分配給各個(gè)組。
圖16示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于組的混合模式多址接入方 法的幀結(jié)構(gòu)，其中在正交時(shí)分接入時(shí)期中將上行和下行鏈路數(shù)據(jù)一起供應(yīng)給 各個(gè)用戶。
圖17示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于組的混合模式多址接入方 法的幀結(jié)構(gòu)，其中在已知將正交時(shí)間跳躍方法應(yīng)用到各個(gè)組，而將正交時(shí)分
方法應(yīng)用到全部組(entire group )的情況下，將時(shí)間資源靈活地分配給各個(gè) 組，而不用區(qū)分上行和下行鏈^各時(shí)期。
圖18示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于組的混合模式多址接入方 法的幀結(jié)構(gòu)，其中在已知將正交時(shí)間跳躍方法應(yīng)用到各個(gè)組，而將正交時(shí)分 方法應(yīng)用到全部組的情況下，通過(guò)區(qū)分上4亍《連;洛和下4亍《連^^時(shí)期來(lái)分配時(shí)間 資源。
圖19示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于組的混合模式多址接入方 法的幀結(jié)構(gòu)，其中在已知將正交時(shí)間跳躍方法應(yīng)用到各個(gè)組，而將正交時(shí)分 方法應(yīng)用到全部組的情況下，將上行和下行鏈路數(shù)據(jù)一起供應(yīng)給各個(gè)用戶。
圖20是圖解依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的、在多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向管理節(jié)點(diǎn) 請(qǐng)求通信建立的情況下該多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)分布式爭(zhēng)用模式的通信建立過(guò)程的圖 表。
具體實(shí)施方式
將參考附圖解釋本發(fā)明。
正交時(shí)間跳躍多址接入(Orthogonal Time Hopping Multiple Access, OTHMA)的配置和功能
OTHMA是用在UWB通信系統(tǒng)的上行鏈路環(huán)境中的多址接入方案，其 中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)調(diào)整其信號(hào)傳輸時(shí)間以便管理節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)從各個(gè)節(jié)點(diǎn)接收信
號(hào)，并且所述節(jié)點(diǎn)根據(jù)由管理節(jié)點(diǎn)分配的正交時(shí)間跳躍模式跳躍用于通信的 時(shí)隙。也就是說(shuō)，OTHMA是能夠處理由管理節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到的各個(gè)節(jié)點(diǎn)信 號(hào)并且能夠處理信號(hào)之間的可能的沖突的多址接入方法。
圖2示出本發(fā)明應(yīng)用到的基于管理節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)105、 110 和115用管理節(jié)點(diǎn)120傳送和接收數(shù)據(jù)。由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)與管理節(jié)點(diǎn)之間的 距離不同，因此，雖然所述節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，但管理節(jié)點(diǎn)一不同的時(shí) 間接收這些數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的OTHMA,管理節(jié)點(diǎn)必須從所有節(jié)點(diǎn)并 發(fā)地接收數(shù)據(jù)。為此，各個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算在管理節(jié)點(diǎn)的周期測(cè)距(同步)信號(hào) (periodic ranging (synchronization) signal)產(chǎn)生與該同步"ff號(hào)到達(dá)之間的時(shí)間 差，并且調(diào)整傳輸時(shí)間，以使得它們的信號(hào)與管理節(jié)點(diǎn)的基準(zhǔn)信號(hào)同步地到 達(dá)該管理節(jié)點(diǎn)。通過(guò)該過(guò)程，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)同時(shí)發(fā)送到管理節(jié)點(diǎn)。圖3圖解該同步過(guò)程。如圖3所示，節(jié)點(diǎn)a205在時(shí)間量A210之后從管 理節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)，而節(jié)點(diǎn)b 215和節(jié)點(diǎn)c 220分別在時(shí)間量B 225和C 230之 后從管理節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)該時(shí)間，并在比基準(zhǔn)時(shí)間早這些時(shí)間 量就將數(shù)據(jù)235、 240和245傳送到上行鏈路。這樣，正如在圖3中所圖解的 那樣，來(lái)自節(jié)點(diǎn)的信號(hào)由管理節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到。這樣的上行鏈路稱為經(jīng)同步 上行鏈路。圖4示出用在本發(fā)明中的節(jié)點(diǎn)的傳送器的結(jié)構(gòu)。每個(gè)發(fā)送器405、 410和 415包括代碼產(chǎn)生器425、時(shí)間跳躍器430、 MAC層435、數(shù)據(jù)編碼器440 和數(shù)據(jù)調(diào)制器445。如參考圖3所述，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)同步要被發(fā)送到管理節(jié)點(diǎn) 的數(shù)據(jù)碼元的傳輸時(shí)間。在同步之后，當(dāng)存在要發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，MAC層435 產(chǎn)生傳送幀、檢查所分配的正交時(shí)間跳躍模式并且如果必要還加密要發(fā)送的 數(shù)據(jù)碼元。而且MAC層435傳輸關(guān)于要使用的正交時(shí)間跳躍模式周期的信 息和其產(chǎn)生到代碼產(chǎn)生器425。然后，代碼產(chǎn)生器425利用MAC層435提 供的信息和時(shí)間跳躍代碼時(shí)鐘信號(hào)(Time Hopping Code Clock Signal) 420產(chǎn) 生各個(gè)節(jié)點(diǎn)的正交時(shí)間跳躍模式。由數(shù)據(jù)編碼器440編碼在MAC層中產(chǎn)生 的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)調(diào)制器445通過(guò)BPPM (Binary Pulse Position Modulation, 二進(jìn)制脈沖位置調(diào)制)、BPSK (Binary Phase Shift Keying, 二進(jìn) 制相移鍵控)等進(jìn)行調(diào)制。經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)碼元由時(shí)間跳躍器430根據(jù)代碼產(chǎn)生 器425所產(chǎn)生的正交時(shí)間跳躍模式分配給相應(yīng)時(shí)隙。被分配給特定時(shí)隙的數(shù) 據(jù)碼元通過(guò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)線信道450、 455和460進(jìn)行傳送。 圖5示出用在本發(fā)明中的管理節(jié)點(diǎn)的接收器的結(jié)構(gòu)。如上所述，這些節(jié)點(diǎn)調(diào) 整它們的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間以幫助管理節(jié)點(diǎn)并發(fā)地接收數(shù)據(jù)。換句話說(shuō)，管理節(jié) 點(diǎn)同步地接收來(lái)自每一個(gè)節(jié)點(diǎn)505、 510和515的數(shù)據(jù)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)在正交時(shí)隙中被多路復(fù)用并由管理節(jié)點(diǎn)來(lái)接收。MAC層 545向代碼產(chǎn)生器520傳送關(guān)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的正交時(shí)間跳躍模式的信息。代碼 產(chǎn)生器520利用MAC層545提供的信息產(chǎn)生各個(gè)節(jié)點(diǎn)的正交時(shí)間跳躍模式。 時(shí)間去跳器(time dehopper) 525在對(duì)應(yīng)于代碼產(chǎn)生器520所產(chǎn)生的正交時(shí)間 跳躍模式的時(shí)隙中接收數(shù)據(jù)。因此，所接收到的信號(hào)之后由數(shù)據(jù)解調(diào)器530 解調(diào)。MAC層545可以發(fā)現(xiàn)哪些節(jié)點(diǎn)在哪個(gè)時(shí)隙中引起沖突。管理節(jié)點(diǎn)具有各
個(gè)節(jié)點(diǎn)的正交時(shí)間跳躍模式。因此，通過(guò)知道每一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否都發(fā)送數(shù)據(jù)， 管理節(jié)點(diǎn)能夠發(fā)現(xiàn)哪些節(jié)點(diǎn)在哪個(gè)正交時(shí)間中一起引起沖突。存在兩種方式 用于管理節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)是否發(fā)送數(shù)據(jù)。一種方法是各個(gè)節(jié)點(diǎn)首先在數(shù)據(jù)傳輸之前利用控制信號(hào)、關(guān)于它們的數(shù) 據(jù)傳輸通知管理節(jié)點(diǎn)。根據(jù)另一方法，當(dāng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)而不用特定控制 信號(hào)時(shí)，管理節(jié)點(diǎn)總和在通過(guò)這些節(jié)點(diǎn)的正交時(shí)間跳躍模式分配給這些節(jié)點(diǎn) 的各時(shí)隙中所接收到的信號(hào)的能量，將該總和的能量與預(yù)定閾值進(jìn)行比較以 決定節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)傳送了數(shù)據(jù)。后面將聯(lián)系幀結(jié)構(gòu)更詳細(xì)地解釋發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)是 否已經(jīng)傳送了數(shù)據(jù)的該方法。沖突控制器535從MAC層545接收關(guān)于發(fā)生沖突的時(shí)隙的信息，并基 于這個(gè)信息對(duì)該沖突之后接收到的信號(hào)執(zhí)行沖突控制。該信號(hào)在通過(guò)沖突控 制器535之后，由數(shù)據(jù)解碼器540解碼。圖6圖解節(jié)點(diǎn)如何跳躍正交時(shí)隙。對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸，在一個(gè)碼元時(shí)間605 期間節(jié)點(diǎn)跳躍以 一 時(shí)基(time base )分隔的m個(gè)正交時(shí)隙610 - 640 。如附圖 中所示，在節(jié)點(diǎn)弁a645的情況下，其使用第n碼元中的正交時(shí)隙弁3傳送數(shù)據(jù)， 并使用第(n+l )碼元中的正交時(shí)隙#5傳送數(shù)據(jù)。類似地，其他節(jié)點(diǎn)通過(guò)跳 躍與每一個(gè)碼元正交的時(shí)隙來(lái)傳送數(shù)據(jù)。這里，由于這些節(jié)點(diǎn)的跳躍模式是 隨機(jī)和獨(dú)立的，因此可能發(fā)生與其他節(jié)點(diǎn)的沖突。例如，在圖6中，節(jié)點(diǎn)Z/b 和節(jié)點(diǎn)弁c使用第n碼元時(shí)期中的相同正交時(shí)隙弁2。這是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)660之間的 沖突。正交時(shí)間跳躍模式之間的這種沖突應(yīng)該在接收方^皮適當(dāng)?shù)乜刂?。其?是固定不變和特定的正交時(shí)隙，但根據(jù)正交時(shí)間跳躍模式分配給每個(gè)節(jié)點(diǎn)的 正交時(shí)隙用于通信。該管理節(jié)點(diǎn)通過(guò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的所分配的跳躍模式，解碼來(lái) 自各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。各節(jié)點(diǎn)之間的正交時(shí)間跳躍模式的沖突概率表達(dá)如下[公式1]這里，NOT指示正交時(shí)隙的總數(shù)量，K指示具有用以打開通信會(huì)話的、 所分配的正交時(shí)間跳躍模式的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，而^指示各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)活動(dòng)度 (channel activities)的平均值?；诿恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)^^用總正交時(shí)間中的一個(gè)正
交時(shí)間來(lái)嘗試通信的假設(shè)獲得公式1。正如從該公式所知道的，沖突概率隨 著節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信道活動(dòng)度增加而增加。圖6示出各個(gè)節(jié)點(diǎn)全部這些節(jié)點(diǎn)不被激活時(shí)，它們也不相互干擾?？紤]到實(shí)質(zhì)上很低的信道活動(dòng)度的數(shù)據(jù)通信量特性(data traffic property),該沖突概率不是很高。當(dāng)這種正交 時(shí)間跳躍接入方法用于通信時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)每當(dāng)它們具有沒(méi)有特定控制信號(hào)的 數(shù)據(jù)時(shí)可以嘗試通信，并且管理節(jié)點(diǎn)可以僅僅利用各節(jié)點(diǎn)的正交時(shí)間跳躍模 式來(lái)解碼來(lái)自這些節(jié)點(diǎn)的信號(hào)。此時(shí)，可以添加表明節(jié)點(diǎn)是否已傳送數(shù)據(jù)的 1位控制信息，以便減少在管理節(jié)點(diǎn)上接收數(shù)據(jù)的復(fù)雜度。當(dāng)正交時(shí)間跳躍模式?jīng)_突時(shí)，管理節(jié)點(diǎn)可以推斷它沒(méi)有接收到在發(fā)生這 樣的沖突的時(shí)隙中傳送的信號(hào)。然而，可以檢查沖突數(shù)據(jù)碼元是否相同，如 果相同，則使用該數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行信息的獲取。當(dāng)其判定為引起正交時(shí)間跳躍模式的沖突的各節(jié)點(diǎn)具有相同的碼元時(shí)， 將所接收到的數(shù)據(jù)碼元照原樣施加到用于解碼每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的碼元的解碼器。 這是因?yàn)殡m然已經(jīng)存在跳躍模式的沖突，但其對(duì)解碼表現(xiàn)出積極的影響。然 而，當(dāng)沖突節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)以上的數(shù)據(jù)碼元不相同時(shí)，不將所接收到的數(shù)據(jù)碼 元施加到用于解碼來(lái)自各個(gè)節(jié)點(diǎn)的碼元的解碼器。為了在任何節(jié)點(diǎn)上既不給 出積極的影響也不給出消極的影響，在引起沖突的所有節(jié)點(diǎn)的碼元時(shí)期中強(qiáng) 制通告中性信號(hào)(neutral signal),以便在發(fā)生沖突的時(shí)隙中接收到的信號(hào)不 被看作是正在被接收的。特別在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的正交時(shí)間跳躍模式?jīng)_突時(shí)用于解碼的沖突控制方法可 以根據(jù)調(diào)制方法而不同。圖7示出用于在所有沖突碼元的數(shù)據(jù)都相同的情況下控制用BPPM調(diào)制 的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中的跳躍模式的沖突的方法。在圖7,節(jié)點(diǎn)a705、 b710和c715利用相同時(shí)隙傳送數(shù)據(jù)碼元。由于管 理節(jié)點(diǎn)知道各個(gè)節(jié)點(diǎn)的跳躍模式，并且知道哪些節(jié)點(diǎn)已經(jīng)傳送了數(shù)據(jù)碼元， 因此，它明白哪些節(jié)點(diǎn)占用了特定正交時(shí)隙。在圖7中，例如，各個(gè)節(jié)點(diǎn)a、 b和c在相同脈沖位置(即對(duì)應(yīng)于-1的脈沖位置)傳送數(shù)據(jù)。在這種情況下， 管理節(jié)點(diǎn)的解調(diào)器720、 725和730在發(fā)生沖突的時(shí)隙內(nèi)的各個(gè)脈沖位置處度 量脈沖能量。換句話說(shuō)，解調(diào)器度量對(duì)應(yīng)于-1的左邊脈沖位置上的脈沖能量 以及對(duì)應(yīng)于+1的右邊脈沖位置上的脈沖能量。假設(shè)大脈沖能量值是A,而小 脈沖能量值是B。由于A/B大于預(yù)定閾值，所以管理節(jié)點(diǎn)判定數(shù)據(jù)碼元存在 于僅僅一個(gè)位置735、 740和745處，并假定占用特定正交時(shí)間的各節(jié)點(diǎn)的信 息相同。這里，該預(yù)定閾值依賴于引起沖突的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量以及節(jié)點(diǎn)和管理節(jié) 點(diǎn)之間的距離變化。在圖7中，左邊脈沖能量大，而右邊脈沖能量和噪聲電 平一樣小，因此管理節(jié)點(diǎn)假定所有數(shù)據(jù)碼元具有-1,而不管正交時(shí)間跳躍才莫 式的沖突。由于這是？ 1起正交時(shí)間跳躍模式的沖突的所有節(jié)點(diǎn)具有相同碼元 的情況，所以照原樣將所接收到的數(shù)據(jù)碼元輸入用于解碼各個(gè)節(jié)點(diǎn)的碼元的 解碼器。即，值"-l，，被施加到解碼器750、 755和760。圖8圖解用于在所有沖突碼元都不相同的情況下控制用BPPM調(diào)制的各 個(gè)節(jié)點(diǎn)中的跳躍模式的沖突的方法。在圖8，節(jié)點(diǎn)a 805、 b810和c815利用相同時(shí)隙傳送數(shù)據(jù)碼元。由于管 理節(jié)點(diǎn)知道各個(gè)節(jié)點(diǎn)的跳躍模式，并且知道哪些節(jié)點(diǎn)已經(jīng)傳送了數(shù)據(jù)碼元， 因此，它明白哪些節(jié)點(diǎn)占用了特定正交時(shí)隙。在圖8中，例如，節(jié)點(diǎn)a 805 傳送-1、節(jié)點(diǎn)b810傳送+l和節(jié)點(diǎn)c815傳送-l。在這種情況下，管理節(jié)點(diǎn)的 解調(diào)器820、825和830在發(fā)生沖突的時(shí)隙內(nèi)的各個(gè)脈沖位置處度量脈沖能量。 換句話說(shuō)，解調(diào)器度量對(duì)應(yīng)于-1的左邊脈沖位置上的脈沖能量以及對(duì)應(yīng)于+1 的右邊脈沖位置上的脈沖能量。假設(shè)大脈沖能量值是A，而小脈沖能量值是 B。由于A/B小于預(yù)定閾值，所以管理節(jié)點(diǎn)判定數(shù)據(jù)碼元存在于兩個(gè)位置835、 840和845處，并假定占用特定正交時(shí)間的各節(jié)點(diǎn)的信息不相同。圖8示出 了管理節(jié)點(diǎn)接收兩個(gè)左邊脈沖和一個(gè)右邊脈沖的混合信號(hào)。這意^K著與左邊 脈沖能量相比，右邊脈沖能量不是可以忽略不計(jì)的值。由于這是引起正交時(shí) 間跳躍模式的沖突的各節(jié)點(diǎn)的碼元相互不同的情況，所以將既不是+1也不是 -1的中性化值施加到用于解碼各個(gè)節(jié)點(diǎn)850、 855和860的數(shù)據(jù)碼元的解碼器。雖然圖7和圖8圖解了利用各個(gè)脈沖位置的脈沖能量比率控制沖突數(shù)據(jù) 碼元的方法，但可以利用各個(gè)脈沖位置的脈沖能量的絕對(duì)值來(lái)控制沖突數(shù)據(jù) 碼元。在一個(gè)脈沖位置的脈沖能量的絕對(duì)值大于預(yù)定閾值而另一個(gè)脈沖位置 的脈沖能量的絕對(duì)值小于該預(yù)定閣值的情況下，管理節(jié)點(diǎn)判定引起正交時(shí)間 跳躍模式的沖突的所有節(jié)點(diǎn)的碼元相同。因此，將所接收到的數(shù)據(jù)碼元施加 到解碼各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)碼元的解調(diào)器。另一方面，在各個(gè)脈沖位置的脈沖能量的絕對(duì)值都大于預(yù)定閾值的情況下，管理節(jié)點(diǎn)判定引起正交時(shí)間跳躍模式 的沖突的所有節(jié)點(diǎn)的碼元相互不相同。因此，將既不是+1也不是-1的中性化
值施加到用于解碼各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)碼元的解碼器。圖9圖解在各個(gè)節(jié)點(diǎn)使用BPSK調(diào)制方法的情況下控制沖突的方法。當(dāng) 使用BPSK調(diào)制方法并且兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)利用相同正交時(shí)隙傳送數(shù)據(jù)碼元 時(shí)，如果結(jié)果是這些節(jié)點(diǎn)已經(jīng)傳送了相同數(shù)據(jù)，則所接收到的信號(hào)的能量相 應(yīng)于引起沖突的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量的增加而增加。例如，假設(shè)三個(gè)節(jié)點(diǎn)從相同距離 傳送+1。那么，所接收到的信號(hào)的能量將是在節(jié)點(diǎn)之間不出現(xiàn)任何沖突的情 況下所接收到的信號(hào)的能量的三倍。因此，管理節(jié)點(diǎn)利用沖突節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和 各個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離信息來(lái)設(shè)置特定閾值，并且當(dāng)它接收到具有大于該閾值的能 量的信號(hào)時(shí)，它判定所有節(jié)點(diǎn)必定已經(jīng)發(fā)送了相同的數(shù)據(jù)，然后將所接收到 的信號(hào)輸入到在其中沒(méi)有任何特殊控制的解碼器。同時(shí)，當(dāng)所接收到的信號(hào) 具有小于該閾值的能量時(shí)，管理節(jié)點(diǎn)判定在沖突節(jié)點(diǎn)中存在一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其具 有與其他節(jié)點(diǎn)相比不同的數(shù)據(jù)碼元，因此它向解碼器輸入中性化值。圖9示出節(jié)點(diǎn)a905傳送+1、節(jié)點(diǎn)b910傳送-l而節(jié)點(diǎn)c915傳送+1的情 況。由于解調(diào)器920、 925和930從節(jié)點(diǎn)a、 b和c接收信息的總和信號(hào)，因 此，當(dāng)忽略按距離的無(wú)線電波的衰減時(shí)，對(duì)引起沖突935 、 940和945的時(shí)隙， 接收到具有大約為2的值的信號(hào)。假設(shè)該閾值是2.5,由于所接收到的信號(hào)之 和小于該閾值，因此，將中性化值，即O,施加到用于解碼各個(gè)節(jié)點(diǎn)950、 955 和960的數(shù)據(jù)碼元的解碼器。在從管理節(jié)點(diǎn)到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離不同并且不存 在功率控制的情況下，來(lái)自那些節(jié)點(diǎn)的信號(hào)可能具有不同的強(qiáng)度。因此，需 要很小心地設(shè)置用來(lái)區(qū)分特定節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)碼元是否相同的閾值。到目前為止，已經(jīng)解釋了本發(fā)明的沖突控制方案可以用于廣泛用在UWB 通信系統(tǒng)中的BPSK和BPPM調(diào)制方法，然而，本發(fā)明的沖突控制方案也可 以應(yīng)用于諸如正交幅度調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)、頻移 鍵控(Frequency Shift Keying, FSK)之類的其他調(diào)制方法。節(jié)點(diǎn)服務(wù)的分類圖10示出當(dāng)建立根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的通信時(shí)節(jié)點(diǎn)服務(wù)的分類。 首先，在系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)開始移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)的情況下，建立通信并啟動(dòng) (1000)。當(dāng)呼叫或會(huì)話第一次建立時(shí)，管理節(jié)點(diǎn)關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸率分類由用戶節(jié) 點(diǎn)請(qǐng)求的服務(wù)(1005和1010)，并依賴于被分類的服務(wù)分配時(shí)間資源管理方法 之一(1015和1020)。詳細(xì)地說(shuō)，管理節(jié)點(diǎn)通過(guò)信標(biāo)時(shí)期將各節(jié)點(diǎn)所分配的時(shí) 間資源管理方法通知各節(jié)點(diǎn)，并傳送通信需要的信息，例如，正交時(shí)間跳躍
模式。要小心和知道的一件事是所請(qǐng)求的傳輸率即使在通信期間也可以改變， 并且時(shí)間資源管理方法也相應(yīng)地改變(1025)。此外，可以考慮用于用戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)的分類的、依賴用戶節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)之間的距離的SINR值。 一旦建立 并啟動(dòng)了通信(1030)，管理節(jié)點(diǎn)就關(guān)于依賴管理節(jié)點(diǎn)和用戶節(jié)點(diǎn)之間的距離的 SINR值來(lái)分類用戶節(jié)點(diǎn)所請(qǐng)求的服務(wù)(1035和1040)。依賴于所分類的服務(wù)來(lái) 分配時(shí)間資源管理方法之一(1045和1050)并完成通信。時(shí)間資源管理方法可 以相應(yīng)于管理節(jié)點(diǎn)和用戶節(jié)點(diǎn)之間的距離的改變引起的SINR值的改變而改 變(1055)。時(shí)間資源管理方法的改變每幀或每'n，(n〉l)帕完成。 幀結(jié)構(gòu)建議本發(fā)明建議的幀結(jié)構(gòu)是OTHMA和OTDMA方法的混合^^莫式多址接 入。利用i象為同步測(cè)距(ranging for synchronization )和通過(guò)跳躍正交時(shí)間嘗 試接入那樣的技術(shù)，OTHMA方法利用正交時(shí)間資源的特性來(lái)獲得統(tǒng)計(jì)多路 復(fù)用特性。另一方面，在OTDMA方法中，管理節(jié)點(diǎn)利用信標(biāo)時(shí)期調(diào)度用戶 節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間并向用戶各個(gè)節(jié)點(diǎn)分配特定時(shí)間。圖11示出用在本發(fā)明建議的混合模式多址接入方法中的幀IOO的結(jié)構(gòu)。 在將各個(gè)用戶的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)和中/低速服務(wù)之后，每 一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都被映射在圖11的幀1100中。幀1100大體上分割成有 功時(shí)期1105和省功時(shí)期1110。有功時(shí)期1105細(xì)分為時(shí)標(biāo)時(shí)期1115、爭(zhēng)用才姿 入時(shí)期1120、正交時(shí)間跳躍接入時(shí)期1125以及正交時(shí)分接入時(shí)期1130。特 別在本發(fā)明中，分配省功時(shí)期1110來(lái)減少用戶節(jié)點(diǎn)的電池功耗。用戶要使用 移動(dòng)因特網(wǎng)以及語(yǔ)音服務(wù)的情況下，可以對(duì)那些服務(wù)去除或減少省功時(shí)期 1110。在爭(zhēng)用接入時(shí)期1120中，各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)加入通信，并且#1行通信建立 和通信啟動(dòng)和測(cè)距。用在爭(zhēng)用接入時(shí)期中的協(xié)議的示例包括作為基于爭(zhēng)用的 多址接入的CSMA/CA方案、分隙(slotted ) ALOHA方案或通過(guò)預(yù)定模式或 時(shí)隙引起爭(zhēng)用的多址接入方案。對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信建立，請(qǐng)求中/低速 服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)根據(jù)利用信標(biāo)時(shí)期1115的 一部分給定的時(shí)間跳躍模式 來(lái)在正交時(shí)間跳躍接入時(shí)期1125中跳躍時(shí)間資源，并嘗試通信。此時(shí)，靈活的用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)調(diào)度在正交時(shí)分接入時(shí)期1130,并在之后進(jìn)行映射。用戶 節(jié)點(diǎn)的多址接入方法可以在正交時(shí)間跳躍1125和基于調(diào)度的正交時(shí)分1130 之間轉(zhuǎn)換。圖11中的虛線1135區(qū)分用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源
和用于通過(guò)基于調(diào)度的正交時(shí)分嘗試通信的時(shí)間資源。幀結(jié)構(gòu)的特征是信標(biāo)時(shí)期1115、爭(zhēng)用接入時(shí)期1120、正交時(shí)間跳躍接入時(shí)期1125和正交時(shí)分接 入時(shí)期1130之間的邊界對(duì)每幀可用。這可以根據(jù)之前描述的高速用戶節(jié)點(diǎn)與 中/低速用戶節(jié)點(diǎn)的比例改變。例如，當(dāng)中/低速服務(wù)用戶的數(shù)量增加時(shí)，正交 時(shí)間跳躍接入時(shí)期1125增加，而信標(biāo)時(shí)期1115中的信息量減少。這是因?yàn)?管理節(jié)點(diǎn)不需要給中/低速服務(wù)用戶節(jié)點(diǎn)提供關(guān)于各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)可用的時(shí)間 資源的調(diào)度相關(guān)信息。當(dāng)信標(biāo)時(shí)期1115中的信息量減少時(shí)，幀效率得以改善。圖12示出用于本發(fā)明所建議的混合模式多址接入方法的幀1200的結(jié)構(gòu)。 在各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)或中/低速服務(wù)之后， 每一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)映射在圖12的幀1200中。幀1200大體上分割為有功 時(shí)期1205和省功時(shí)期1210。有功時(shí)期1205細(xì)分為信標(biāo)時(shí)期1215、爭(zhēng)用接入 時(shí)期1220、正交時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期1225、正交時(shí)間跳躍接入上行鏈 路時(shí)期1230、正交時(shí)分接入下行鏈路時(shí)期1235以及正交時(shí)分接入上行鏈路 時(shí)期1240。對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信建立，請(qǐng)求中/低速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)利用 由正交時(shí)間跳躍接入上行鏈路/下行鏈路時(shí)期1230/1225中的信標(biāo)時(shí)期1215的 一部分所分配的時(shí)間資源傳送它們的數(shù)據(jù)。同時(shí)，請(qǐng)求高速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn) 的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)分別調(diào)度在正交時(shí)分接入下行鏈路時(shí)期1235和 正交時(shí)分接入上行鏈路時(shí)期1240中，并在之后進(jìn)行映射。圖12中的虛線1245 區(qū)分用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源和用于通過(guò)基于調(diào)度的正交時(shí)分 嘗試通信的時(shí)間資源，但這可以自適應(yīng)地進(jìn)行改變。圖13示出用于本發(fā)明所建議的混合模式多址接入方法的幀1300的結(jié)構(gòu)。 在各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)或中/低速服務(wù)之后， 每一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)映射在圖13的幀1300中。幀1300大體上分割為有功 時(shí)期1305和省功時(shí)期1310。有功時(shí)期1305細(xì)分為信標(biāo)時(shí)期1315、爭(zhēng)用接入 時(shí)期1320、正交時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期1325、正交時(shí)間跳躍接入上行鏈 路時(shí)期1330和正交時(shí)分接入時(shí)期1335。對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信建立，請(qǐng) 求中/低速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)根據(jù)利用由信標(biāo)時(shí)期 1315的一部分所給定的時(shí)間跳躍模式、在正交時(shí)間跳躍接入上行鏈路時(shí)期 1330中和在正交時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期1325中跳躍時(shí)間資源，并嘗試 通信。同時(shí)，請(qǐng)求高速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)在正交時(shí) 分接入時(shí)期1335中嘗試通信。此時(shí)，為了減少用戶節(jié)點(diǎn)的電池功耗，將上行鏈路數(shù)據(jù)和下行鏈路數(shù)據(jù)一起供應(yīng)各個(gè)用戶1340、 1345和1350。圖13中的 虛線1355區(qū)分用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源和用于通過(guò)基于調(diào)度 的正交時(shí)分嘗試通信的時(shí)間資源，但這可以自適應(yīng)地進(jìn)行改變。 跳躍^^莫式管理和維護(hù)情形在本發(fā)明的混合模式多址接入方法中，用于正交時(shí)間跳躍接入時(shí)期的時(shí) 間跳躍^t式的分配周期如下a) 在時(shí)間跳躍模式的分配周期與幀相符的情況下用于正交時(shí)間跳躍接 入的時(shí)間跳躍模式可以利用分配給每一幀的ID號(hào)和用戶節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)符 按幀進(jìn)行產(chǎn)生。時(shí)間跳躍模式也可以通過(guò)以表管理時(shí)間跳躍^t式來(lái)按幀分配 給用戶。b) 在時(shí)間跳躍模式的分配周期是在n幀單元(n-frame unit)中的情況下 (n> 1):用在正交時(shí)間跳躍接入中的時(shí)間跳躍模式的分配周期可以是在大于幀 的n幀單元(rP4)。c) 在時(shí)間跳躍模式的分配周期覆蓋用戶節(jié)點(diǎn)的通信建立、通信的啟動(dòng)和 結(jié)束點(diǎn)的情況下用在正交時(shí)間跳躍接入中的時(shí)間跳躍模式在用戶節(jié)點(diǎn)通過(guò) 爭(zhēng)用接入時(shí)期、為通信建立和啟動(dòng)而與管理節(jié)點(diǎn)結(jié)合時(shí)的點(diǎn)上進(jìn)行分配，并 且當(dāng)用戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)結(jié)束時(shí)釋放所分配的時(shí)間跳躍模式。由于時(shí)間跳躍模式是獨(dú)立的，而且對(duì)各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)隨機(jī)地產(chǎn)生，因此， 當(dāng)同時(shí)加載不同用戶節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，可能發(fā)生時(shí)間跳躍模式的沖突。這樣的沖 突可以依賴于所使用的調(diào)制方法進(jìn)行適當(dāng)控制。由于正交時(shí)間跳躍接入時(shí)期的長(zhǎng)度隨著用戶節(jié)點(diǎn)總量中的中/低速服務(wù) 請(qǐng)求用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)量變化，因此通過(guò)正交時(shí)間跳躍接入時(shí)期中的跳躍的可通 信時(shí)間資源的數(shù)量可以改變。這里，時(shí)間跳躍模式的分配周期越短，則用于 跳躍的時(shí)間資源的數(shù)量的改變?cè)酱?。雖然這使得可以更有效地管理時(shí)間資源， 但復(fù)雜度卻增加那么多。因?yàn)橥ㄐ牌陂g的連續(xù)服務(wù)時(shí)間增加，設(shè)置長(zhǎng)時(shí)間跳 躍模式的分配周期是有效果的。在分組通信服務(wù)期間的活動(dòng)度低或傳輸數(shù)據(jù) 率可變或通信期間的連續(xù)服務(wù)時(shí)間不長(zhǎng)的情況下，設(shè)置短時(shí)間跳躍模式的分 配周期是有效果的。通知是否存在要發(fā)送的數(shù)據(jù)(Y/N)的方法——使用特定跳躍模式(上行鏈路)本發(fā)明包括一種通信方法，其中具有除了特定時(shí)間跳躍模式之外的、要
發(fā)送的信息的節(jié)點(diǎn)將關(guān)于要利用特定時(shí)間跳躍模式進(jìn)行發(fā)送的數(shù)據(jù)的出現(xiàn)的 筒短信息通知給管理節(jié)點(diǎn)。圖7和圖8和圖9圖解了管理節(jié)點(diǎn)能夠和不能夠 在自節(jié)點(diǎn)的信息占用相同正交時(shí)間時(shí)區(qū)分該信息的情況。管理節(jié)點(diǎn)需要關(guān)于 所有節(jié)點(diǎn)是否在特定時(shí)間嘗試通信或者是否不存在最初從這些節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信 好的控制信息很重要。當(dāng)然，通信可以沒(méi)有這種控制信息。然而，當(dāng)不存在 這種控制信息時(shí)，管理節(jié)點(diǎn)必須始終分析和解碼各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間跳躍模式。 因此，在本發(fā)明中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)具有除了特定時(shí)間跳躍模式之外的信息時(shí)，該節(jié) 點(diǎn)向管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)并提供關(guān)于要利用特定時(shí)間跳躍模式進(jìn)行發(fā)送的數(shù)據(jù) 的出現(xiàn)的簡(jiǎn)短信息。當(dāng)需要構(gòu)建這樣的跳躍模式時(shí)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該具有唯 一并且不可沖突的跳躍模式。這是因?yàn)楫?dāng)加載有控制信息的跳躍模式被沖突， 由此而被不確定地傳送時(shí)，該系統(tǒng)可能運(yùn)行不穩(wěn)定。雖然可以通過(guò)這種過(guò)程 產(chǎn)生控制信號(hào)，但該方法在實(shí)質(zhì)性降低用于解碼每一個(gè)接收時(shí)刻的全部時(shí)間 跳躍模式的復(fù)雜度方面對(duì)管理節(jié)點(diǎn)仍然是有益。通知是否存在要發(fā)送的數(shù)據(jù)(Y/N)的方法——使用信標(biāo)時(shí)期中的用戶ID 信息(下行鏈路)根據(jù)本發(fā)明所建議的幀結(jié)構(gòu)，對(duì)于正交時(shí)間跳躍多址接入方法中的下行 鏈路，管理節(jié)點(diǎn)能夠通知用戶節(jié)點(diǎn)是否存在要利用信標(biāo)時(shí)期中的用戶ID發(fā)送 的信息。具體地說(shuō)，需要關(guān)于其發(fā)送信息的用戶ID包括在信標(biāo)信息中。類似 地，對(duì)于正交時(shí)分多址接入方法中的下行鏈路，管理節(jié)點(diǎn)能夠通知用戶節(jié)點(diǎn) 是否存在要利用信標(biāo)時(shí)期中的用戶ID發(fā)送的信息。即，需要關(guān)于其發(fā)送信息 的用戶ID包括在信標(biāo)信息中。這里，用戶ID在用戶節(jié)點(diǎn)加入與想要通過(guò)爭(zhēng) 用接入時(shí)期建立和啟動(dòng)通信的管理節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)從管理節(jié)點(diǎn)分配并通告給該 用戶節(jié)點(diǎn)。通知是否存在要發(fā)送的數(shù)據(jù)(Y/N)的方法——使用信標(biāo)時(shí)期中的位圖信 息(下行鏈路)根據(jù)本發(fā)明所建議的幀結(jié)構(gòu)，對(duì)于正交時(shí)間跳躍多址接入方法中的下行 鏈路，管理節(jié)點(diǎn)能夠通知用戶節(jié)點(diǎn)是否存在要利用信標(biāo)時(shí)期中每位用戶的1 位信息發(fā)送的信息。具體地說(shuō)，位圖利用用戶的l位信息來(lái)建造并包括在信 標(biāo)信息中。類似地，對(duì)于正交時(shí)分多址接入方法中的下行鏈路，管理節(jié)點(diǎn)能 夠通知用戶節(jié)點(diǎn)是否存在要利用信標(biāo)時(shí)期中每位用戶的1位信息發(fā)送的信 息。即，位圖利用用戶的1位信息來(lái)建造并包括在信標(biāo)信息中。每一個(gè)用戶
節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)時(shí)期的位圖信息中每一位之間的映射可以利用想要通過(guò)爭(zhēng)用接入 時(shí)期建立和啟動(dòng)通信的管理節(jié)點(diǎn)在用戶節(jié)點(diǎn)加入與管理節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)通知用 戶節(jié)點(diǎn)該位圖中的分配位的位置的方法。通知是否存在要發(fā)送的數(shù)據(jù)(Y/N)的方法——使用能量級(jí)別(上行鏈路)根據(jù)該方法，管理節(jié)點(diǎn)(更具體地說(shuō)，管理節(jié)點(diǎn)的接收端)通過(guò)檢測(cè)指 示特定用戶節(jié)點(diǎn)是否通過(guò)從用戶節(jié)點(diǎn)傳送的數(shù)據(jù)的能量級(jí)別傳送了數(shù)據(jù)的信 息，本能地知道是否已經(jīng)存在各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的用戶節(jié)點(diǎn)信息，或者在這種信 息存在時(shí)是否已經(jīng)存在錯(cuò)誤，而不用任何控制信息。首先，管理節(jié)點(diǎn)的接收 器由于不知道通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的用戶節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)傳送了數(shù)據(jù)，因而 關(guān)于各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)進(jìn)行解調(diào)。在解調(diào)之后，管理節(jié)點(diǎn)檢查對(duì)各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)分 類和解調(diào)的數(shù)據(jù)的能量級(jí)別。當(dāng)存在確實(shí)沒(méi)有被傳送的確定數(shù)據(jù)時(shí)，該數(shù)據(jù) 將不會(huì)超過(guò)特定的基準(zhǔn)值。通過(guò)這種檢查過(guò)程，管理節(jié)點(diǎn)可以不在確實(shí)沒(méi)有 傳送信息的用戶節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行像解碼、沖突控制等的復(fù)雜過(guò)程。假定具有超過(guò) 該特定能量基準(zhǔn)值的能量級(jí)別的用戶節(jié)點(diǎn)已經(jīng)將信息傳送到管理節(jié)點(diǎn)，因此， 可以對(duì)它們執(zhí)行沖突檢查和沖突控制。此時(shí)，可以依賴于正在使用的調(diào)制方法，實(shí)現(xiàn)或不實(shí)現(xiàn)沖突控制。在對(duì)各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)解碼之后，管理節(jié)點(diǎn)通過(guò)CRC 檢查發(fā)現(xiàn)在所接收到的數(shù)據(jù)中是否存在錯(cuò)誤。即使數(shù)據(jù)接收結(jié)構(gòu)好像是很復(fù) 雜，但該方法在用戶節(jié)點(diǎn)不需要發(fā)送表明信息存在的控制信息方面是有益。 分組幀結(jié)構(gòu)I在網(wǎng)絡(luò)中的用戶節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加并且很多用戶節(jié)點(diǎn)嘗試通信的情況下，為 了以簡(jiǎn)單方法有效管理的目的，用戶節(jié)點(diǎn)被分類成一個(gè)以上的組，并對(duì)各個(gè) 組使用正交時(shí)分和正交時(shí)間跳躍的混合模式。圖14示出用于本發(fā)明所建議的關(guān)于組的混合模式多址接入方法的幀 1400的結(jié)構(gòu)。在將各個(gè)用戶的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)和中/低速 服務(wù)之后，每一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都被映射在圖14的幀1400中。每個(gè)組中 的幀1400都大體上分割成有功時(shí)期1405和省功時(shí)期1410。每個(gè)組中的有功 時(shí)期1405都細(xì)分為時(shí)標(biāo)時(shí)期1415、爭(zhēng)用接入時(shí)期1420、正交時(shí)間跳躍接入 時(shí)期1425以及正交時(shí)分接入時(shí)期1430。這種幀結(jié)構(gòu)的特征是各個(gè)組的有功 時(shí)期被設(shè)置成相互不重疊。這可以用每個(gè)組都給管理節(jié)點(diǎn) 一個(gè)接入時(shí)間的 TDMA方案來(lái)進(jìn)行解釋。因此，即使由相同管理節(jié)點(diǎn)管理節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)也 不會(huì)導(dǎo)致與無(wú)限網(wǎng)絡(luò)中的不同組中的其他節(jié)點(diǎn)的任何沖突。當(dāng)不存在這樣的
組時(shí)，在相同管理節(jié)點(diǎn)下的節(jié)點(diǎn)可能由于它們都在相同幀的有功時(shí)期中嘗試傳送在非有功時(shí)期中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)幀而容易相互沖突。在爭(zhēng)用接入時(shí)期1420中，每個(gè)組中的各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)加入通信，并且iM亍通信建立和通信啟動(dòng)和測(cè)距。對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信建立，請(qǐng)求中/低速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)根據(jù)利用信標(biāo)時(shí)期1415的一部分給定的時(shí)間跳躍模式、在正交時(shí)間跳躍接入時(shí)期 中按組跳躍時(shí)間資源，并嘗試通信。此時(shí)，靈活地分配時(shí)間資源而不用區(qū)分 上行鏈路與下行鏈路時(shí)期。同時(shí)，請(qǐng)求高速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)按組調(diào)度 在正交時(shí)分接入時(shí)期1430中，并在之后進(jìn)行映射。圖14中的虛線1435區(qū)分 用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源和用于通過(guò)基于調(diào)度的正交時(shí)分嘗試 通信的時(shí)間資源，但這可以自適應(yīng)地改變。圖15示出用于本發(fā)明所建議的關(guān)于組的混合模式多址接入方法的幀 1500的結(jié)構(gòu)。在各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)或中/低 速服務(wù)之后，每一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)映射在圖15的幀1500中。每組中的幀 1500大體上分割為有功時(shí)期1505和省功時(shí)期1510。每組中的有功時(shí)期1505 細(xì)分為信標(biāo)時(shí)期1515、爭(zhēng)用接入時(shí)期1520、正交時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期 1525、正交時(shí)間跳躍接入上行鏈路時(shí)期1530、正交時(shí)分接入下行鏈路時(shí)期 1535以及正交時(shí)分接入上行鏈路時(shí)期1540。對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信建立， 請(qǐng)求中/低速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)根據(jù)利用信標(biāo)時(shí)期 的一部分所給定的時(shí)間跳躍模式，在正交時(shí)間跳躍接入上行鏈路1530和正交 時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期1525中按組跳躍時(shí)間資源，并嘗試通信。同時(shí)， 請(qǐng)求高速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)分別調(diào)度在正交時(shí)分接 入下行鏈路時(shí)期1535和正交時(shí)分接入上行《連路時(shí)期1540中，并在之后進(jìn)行 映射。圖15中的虛線1545區(qū)分用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源和用 于通過(guò)基于調(diào)度的正交時(shí)分嘗試通信的時(shí)間資源，但這可以自適應(yīng)地進(jìn)行改 變圖16示出用于本發(fā)明所建議的混合模式多址接入方法的幀1600的結(jié)構(gòu)。 在各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)或中/低速服務(wù)之后， 每一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)映射在圖16的幀1600中。每組中的幀1600大體上分 割為有功時(shí)期1605和省功時(shí)期1610。有功時(shí)期1605細(xì)分為信標(biāo)時(shí)期1615、 爭(zhēng)用接入時(shí)期1620、正交時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期1625、正交時(shí)間跳躍接 入上行鏈路時(shí)期1630和正交時(shí)分接入時(shí)期1635。對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信
建立，請(qǐng)求中/低速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)根據(jù)利用由信 標(biāo)時(shí)期的一部分所給定的時(shí)間跳躍模式、在正交時(shí)間跳躍接入上行鏈路時(shí)期1630中和在正交時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期1625中按組來(lái)跳躍時(shí)間資源， 并嘗試通信。同時(shí)，請(qǐng)求高速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)在 正交時(shí)分接入時(shí)期1635中按組嘗試通信。此時(shí)，為了減少用戶節(jié)點(diǎn)的電池功 耗，將上行鏈路數(shù)據(jù)和下行鏈路數(shù)據(jù)一起供應(yīng)各個(gè)用戶1640、 1645和1650。 圖16中的虛線1655區(qū)分用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源和用于通過(guò) 基于調(diào)度的正交時(shí)分嘗試通信的時(shí)間資源，但這可以自適應(yīng)地進(jìn)行改變。 分組幀結(jié)構(gòu)II在網(wǎng)絡(luò)中的用戶節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加并且很多用戶節(jié)點(diǎn)嘗試通信的情況下，用 戶節(jié)點(diǎn)被分類成一個(gè)以上的組，并在將正交時(shí)分全部組(entire group)的同 時(shí)將正交時(shí)間跳躍用于各個(gè)組。當(dāng)將正交時(shí)分用于全部組而不用于各個(gè)組時(shí)， 一次調(diào)度就足夠了。即，不需要對(duì)各個(gè)組中的每一幀進(jìn)行調(diào)度。特別地，在 像廣播服務(wù)那樣的廣播的情況下，可以同時(shí)(at once)傳送信息，而不用傳 輸組的數(shù)量那么多次。圖17示出用于本發(fā)明所建議的關(guān)于組的混合模式多址接入方法的幀 1700的結(jié)構(gòu)。在將各個(gè)用戶的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)和中/低速 服務(wù)之后，每一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都被映射在圖17的幀1700中。幀1700大 體上按組分割成有功時(shí)期1705和省功時(shí)期1710，以及全部組的正交時(shí)分接 入時(shí)期1715。每個(gè)組中的有功時(shí)期1705都細(xì)分為時(shí)標(biāo)時(shí)期1720、爭(zhēng)用接入 時(shí)期1725和正交時(shí)間跳躍接入時(shí)期1730。全部組的正交時(shí)分接入時(shí)期1715 細(xì)分為正交時(shí)分接入時(shí)標(biāo)時(shí)期1735和正交時(shí)分接入時(shí)期1740。在爭(zhēng)用接入 時(shí)期1725中，每個(gè)組中的各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)加入通信，并且^L行通信建立和通信 啟動(dòng)和測(cè)距。對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信建立，請(qǐng)求中/低速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的 數(shù)據(jù)根據(jù)利用信標(biāo)時(shí)期1720的一部分給定的時(shí)間跳躍模式、在正交時(shí)間跳躍 接入時(shí)期1730中按組跳躍時(shí)間資源，并嘗試通信。同時(shí)，請(qǐng)求高速服務(wù)的用 戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)按組調(diào)度在全部組的正交時(shí)分接入時(shí)期1715中，并在之后進(jìn)行17中的虛線1745區(qū)分用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源和用于通過(guò)基 于調(diào)度的正交時(shí)分嘗試通信的時(shí)間資源，但這可以自適應(yīng)地改變。圖18示出用于本發(fā)明所建議的關(guān)于組的混合模式多址接入方法的幀 1800的結(jié)構(gòu)。在各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)或中/低速服務(wù)之后，每一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)映射在圖18的幀1800中。每組中的幀 1800大體上按組分割為有功時(shí)期1805和省功時(shí)期1810，以及全部組的正交 時(shí)分接入時(shí)期1815。每組中的有功時(shí)期1805細(xì)分為信標(biāo)時(shí)期1820、爭(zhēng)用接 入時(shí)期1825、正交時(shí)間跳躍接入下行鏈^各時(shí)期1830和正交時(shí)間跳i 夭接入上 行鏈路時(shí)期1835。對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信建立，請(qǐng)求中/低速服務(wù)的用戶節(jié) 點(diǎn)的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)根據(jù)利用信標(biāo)時(shí)期1820的一部分所給定的時(shí) 間跳躍模式，在正交時(shí)間跳躍接入上行鏈路1835和正交時(shí)間跳躍接入下行鏈 路時(shí)期1830中按組跳躍時(shí)間資源，并嘗試通信。同時(shí)，全部組的正交時(shí)分接 入時(shí)期1815細(xì)分為正交時(shí)分接入時(shí)標(biāo)時(shí)期1840、正交時(shí)分接入下行鏈3各時(shí) 期1845和正交時(shí)分接入上行鏈路時(shí)期1850。請(qǐng)求高速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上1845和正交時(shí)分接入上行鏈^各時(shí)期1850中，并在之后進(jìn)行映射。圖18中的 虛線1855區(qū)分用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源和用于通過(guò)基于調(diào)度 的正交時(shí)分嘗試通信的時(shí)間資源，但這可以自適應(yīng)地進(jìn)行改變。圖19示出本發(fā)明所建議的針對(duì)組的混合模式多址接入方法的幀1900的 結(jié)構(gòu)。在各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)如圖10所示地分類為高速服務(wù)或中M氐速服務(wù) 之后，每一個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)映射在圖19的幀1900中。幀1900大體上分割 為針對(duì)各個(gè)組的有功時(shí)期1905和省功時(shí)期1910,以及全部組的正交時(shí)分接 入時(shí)期1915。有功時(shí)期l卯5細(xì)分為信標(biāo)時(shí)期1920、爭(zhēng)用接入時(shí)期1925、正 交時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期1930和正交時(shí)間跳躍接入上行鏈路時(shí)期1935。 對(duì)于沒(méi)有控制信息的通信建立，請(qǐng)求中/低速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路和下 行鏈路數(shù)據(jù)根據(jù)利用信標(biāo)時(shí)期1920的一部分所給定的時(shí)間跳躍模式、在正交 時(shí)間跳躍接入上行鏈路時(shí)期1935中和在正交時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期 1930中按組來(lái)跳躍時(shí)間資源，并嘗試通信。同時(shí)，請(qǐng)求高速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn) 的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)在正交時(shí)間跳躍接入上行鏈路時(shí)期1935和正交 時(shí)間跳躍接入下行鏈路時(shí)期1930中按組嘗試通信。同時(shí)，全部組的正交時(shí)分 接入時(shí)期1915細(xì)分為正交時(shí)分接入時(shí)標(biāo)時(shí)期1940和正交時(shí)分接入時(shí)期1945。 請(qǐng)求高速服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)在全部組的正交時(shí)分接 入時(shí)期1945中嘗試通信。此時(shí)，為了減少用戶節(jié)點(diǎn)的電池功耗，將上行鏈路 數(shù)據(jù)和下行鏈路數(shù)據(jù)一起供應(yīng)各個(gè)用戶1950、 1955和1960。圖19中的虛線 1965區(qū)分用于通過(guò)時(shí)間跳躍嘗試通信的時(shí)間資源和用于通過(guò)基于調(diào)度的正交時(shí)分嘗試通信的時(shí)間資源，但這可以自適應(yīng)地進(jìn)行改變。 組分類方法在網(wǎng)絡(luò)中的用戶節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加并且很多用戶節(jié)點(diǎn)嘗試通信的情況下，為 了以簡(jiǎn)單方法有效管理的目的，用戶節(jié)點(diǎn)被分類成一個(gè)以上的組。詳細(xì)地說(shuō)，根據(jù)下列將用戶節(jié)點(diǎn)分類成不同的組a) 用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)傳輸率；b) 用戶節(jié)點(diǎn)與管理節(jié)點(diǎn)之間的距離；c) 用戶節(jié)點(diǎn)或管理節(jié)點(diǎn)中的SINR值；以及d) 用戶節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)。在將用戶節(jié)點(diǎn)分類成多于一個(gè)組之后，那些用戶節(jié)點(diǎn)還可以再周期性或 按照需要進(jìn)行分類。詳細(xì)地說(shuō)，用戶節(jié)點(diǎn)可以如下再分類a) 按每幀再分類用戶節(jié)點(diǎn)組；b) 以'n，(n〉l)幀單元再分類用戶節(jié)點(diǎn)組；以及c) 每當(dāng)用戶節(jié)點(diǎn)通過(guò)用于通信建立和啟動(dòng)的爭(zhēng)用接入時(shí)期與管理節(jié)點(diǎn) 結(jié)合時(shí)再分類用戶節(jié)點(diǎn)組。爭(zhēng)用接入時(shí)期的性能改善方法圖20圖解了圖解依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的、在多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向管理 節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求通信建立的情況下該多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)站模式分布的通信建立過(guò)程。當(dāng)在首先收集了關(guān)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的特定事件的數(shù)據(jù)之后、初始化網(wǎng)絡(luò)和管 理節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求各個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信建立或執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，即，大量節(jié)點(diǎn)同時(shí)建立 與管理節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在爭(zhēng)用接入時(shí)期2005中訪問(wèn)介質(zhì)。在這 種情況下，CSMA/CA的性能實(shí)質(zhì)性惡化。為了解決這個(gè)問(wèn)題，將爭(zhēng)用接入 時(shí)期分割為具有適當(dāng)大小的時(shí)隙2010,并且每個(gè)時(shí)隙又細(xì)分用于請(qǐng)求通信建 立的上行鏈路微時(shí)隙(mini-slot) 2015和用于給出ACK的下行鏈路微時(shí)隙 2020。當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇了具有適當(dāng)大小的上行鏈路微時(shí)隙之一并且來(lái)自 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)在不會(huì)引起任何沖突的情況下傳送管理節(jié)點(diǎn)時(shí)，立即通過(guò)下一下 行鏈路微時(shí)隙向該節(jié)點(diǎn)給出ACK信號(hào)。通過(guò)這種分布式接入結(jié)構(gòu)，雖然多個(gè) 節(jié)點(diǎn)同時(shí)請(qǐng)求通信建立，但可以更有效地執(zhí)行通信建立。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，各 個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)它們所請(qǐng)求的服務(wù)確定通信類型，并相應(yīng)地給出唯一的跳躍模式。雖然本發(fā)明容許各種更改和替換形式，但已經(jīng)在附圖中借助示例展示并
在這里詳細(xì)描述了特定實(shí)施方式。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的 特殊形式。相反，本發(fā)明覆蓋落入所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和 范圍的所有更改、等效物和替換物。工業(yè)實(shí)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多址接入數(shù)字通信方法可以用于超寬帶(ultra-band)通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用在UWB通信系統(tǒng)的上行鏈路中的數(shù)字通信方法，包括與管理節(jié)點(diǎn)同步來(lái)自各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的信號(hào)；以及根據(jù)該管理節(jié)點(diǎn)所分配的正交時(shí)間跳躍模式，跳躍通信可用時(shí)隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該同步步驟包括 計(jì)算該管理節(jié)點(diǎn)中的同步信號(hào)的產(chǎn)生與該用戶節(jié)點(diǎn)中的同步信號(hào)的到達(dá)之間的時(shí)間差；以及根據(jù)該時(shí)間差調(diào)整到該管理節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。
3. —種用在UWB通信系統(tǒng)的上行鏈路中的數(shù)字通信方法，包括 總和在通過(guò)正交時(shí)間跳躍模式分配給各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙中的所接收信號(hào)的能量；將該總和能量與預(yù)定臨界值比較；以及當(dāng)該總和能量大于該臨界值時(shí)，判定該用戶節(jié)點(diǎn)已經(jīng)傳送了數(shù)據(jù)。
4. 一種用在UWB通信系統(tǒng)的上行鏈路中的數(shù)字通信方法，包括步驟 將用戶節(jié)點(diǎn)分類為至少兩組；以及以有功時(shí)期互不重疊的方式按組設(shè)置有功時(shí)期。
5. —種數(shù)字通信方法，包括步驟允許用戶節(jié)點(diǎn)根據(jù)各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)所請(qǐng)求的服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸率，通過(guò)基于 調(diào)度的正交時(shí)分方法，嘗試多址接入；允許用戶節(jié)點(diǎn)通過(guò)使用正交時(shí)間跳躍模式的正交時(shí)間跳躍方法嘗試多址 接入；以及將所述用戶節(jié)點(diǎn)分類到至少 一個(gè)組，并以正交時(shí)分方法與正交時(shí)間跳躍 方法的混合才莫式纟姿組嘗試通信。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在考慮到各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的電池功 耗的情況下分配省功時(shí)期，并且在不是省功時(shí)期的有功時(shí)期中使用該正交時(shí) 分方法與該正交時(shí)間跳躍方法的該混合模式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，請(qǐng)求高速數(shù)據(jù)服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)適 應(yīng)基于調(diào)度的多址接入，而請(qǐng)求中/低速數(shù)據(jù)服務(wù)的用戶節(jié)點(diǎn)適應(yīng)該正交時(shí)間 浪匕3夭方法。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在通信期間，多址接入方法的相互轉(zhuǎn)換是可能的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，特征在于使用下列方案之一:區(qū)分上行鏈路與下行鏈路時(shí)期，將用戶節(jié)點(diǎn)的上行鏈路與下行鏈路數(shù)據(jù) 調(diào)度和映射在正交時(shí)分接入上行鏈路和下行鏈路時(shí)期，在通信的正交時(shí)間跳 躍接入上行鏈路和下行鏈路時(shí)期中跳躍時(shí)間資源；以及少各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的電池功耗。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述用戶節(jié)點(diǎn)分類到至少一組， 并且該正交時(shí)間跳躍接入方法用于各個(gè)組，而該正交時(shí)分方法用于全部組。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5或IO所述的方法，其中，將所述用戶節(jié)點(diǎn)分類到至 少一組的分類按下列條件之一確定用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)傳輸率；各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)與管理節(jié)點(diǎn)之間的距離； 各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)或管理節(jié)點(diǎn)中所接收到的SINR值；以及 用戶節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5或IO所述的方法，其中，在所述用戶節(jié)點(diǎn)分類到至 少 一組之后，所述用戶節(jié)點(diǎn)組周期性地或按照需要進(jìn)行再分類。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，使用如下方法之一進(jìn)行再分類 按每幀再分類用戶節(jié)點(diǎn)組； 以'n，(n〉l)幀單元再分類用戶節(jié)點(diǎn)組；以及每當(dāng)用戶節(jié)點(diǎn)通過(guò)用于通信建立和通信啟動(dòng)的爭(zhēng)用接入時(shí)期與管理節(jié)點(diǎn) 結(jié)合時(shí)再分類用戶節(jié)點(diǎn)組。
14. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，該正交時(shí)間跳躍多址接入方法 中的時(shí)間跳躍模式由下列方法之一進(jìn)行管理利用分配給每幀的固有ID和分配給用戶節(jié)點(diǎn)的固有標(biāo)識(shí)符按幀產(chǎn)生時(shí) 間跳躍才莫式；通過(guò)以表管理該正交時(shí)間跳躍多址接入方法中的時(shí)間跳躍模式來(lái)按幀向 用戶分配時(shí)間跳躍模式；以'n， (n>l)幀單元分配在該正交時(shí)間跳躍多址接入方法中的時(shí)間跳躍模 式；以及在用戶節(jié)點(diǎn)通過(guò)用于通信建立和通信啟動(dòng)的爭(zhēng)用接入時(shí)期與管理節(jié)點(diǎn)結(jié) 合時(shí)的點(diǎn)上分配在該正交時(shí)間跳躍多址接入方法中的時(shí)間跳躍模式，并當(dāng)用 戶節(jié)點(diǎn)的服務(wù)結(jié)束時(shí)恢復(fù)所分配的時(shí)間跳躍模式。
15. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，具有除了該正交時(shí)間跳躍多址接入方法中的特定時(shí)間跳躍模式之外要發(fā)送的信息的節(jié)點(diǎn)利用特定時(shí)間跳躍 模式向管理節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)和關(guān)于該數(shù)據(jù)存在的簡(jiǎn)短信息。
16. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，該管理節(jié)點(diǎn)不限定用于該正交 時(shí)間跳躍多址接入方法中的下行鏈路的、關(guān)于各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)是否具有要發(fā)送 的信息的控制信號(hào)信道，但使用信標(biāo)時(shí)期中的位圖信息按用戶建造1位信息 的位圖并包括該位圖在信標(biāo)信息中以便通知用戶。
17. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，該管理節(jié)點(diǎn)不限定用于該正交 時(shí)分多址接入方法中的下行鏈路的、關(guān)于各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)是否具有要發(fā)送的信 息的控制信號(hào)信道，但使用信標(biāo)時(shí)期中的位圖信息按用戶建造1位信息的位 圖并包括該位圖在信標(biāo)信息中以便通知用戶。
18. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，不限定指示各個(gè)節(jié)點(diǎn)是否具有 要發(fā)送的信息的控制信號(hào)信道，但所接收到管理節(jié)點(diǎn)的能量級(jí)別被用于檢查 在幀中是否存在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，該管理節(jié)點(diǎn)不限定用于該正交 時(shí)間跳躍多址接入方法中的下行鏈路的、關(guān)于各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)是否具有要發(fā)送 的信息的控制信號(hào)信道，但僅僅包括具有要使用信標(biāo)時(shí)期中的用戶ID發(fā)送的 信息的該用戶ID以j更通知用戶。
20. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，該管理節(jié)點(diǎn)不限定用于該正交 時(shí)分多址接入方法中的下行鏈路的、關(guān)于各個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)是否具有要發(fā)送的信 息的控制信號(hào)信道，但僅僅包括具有要使用信標(biāo)時(shí)期中的用戶ID發(fā)送的信息 的該用戶ID以^更通知用戶。
21. —種用于在多個(gè)節(jié)點(diǎn)以已經(jīng)處于初始化狀態(tài)的通信網(wǎng)絡(luò)并發(fā)地建立 通信的情況下的爭(zhēng)用接入時(shí)期中的數(shù)字通信方法，該方法包括步驟將整個(gè)爭(zhēng)用接入時(shí)期分割為小時(shí)隙；將各個(gè)時(shí)隙分割為用于請(qǐng)求通信建立的上行鏈路微時(shí)隙和用于向其發(fā)出 ACK的下行鏈路微時(shí)隙；以及在需要通信建立的節(jié)點(diǎn)中，隨機(jī)地利用多個(gè)上行鏈路微時(shí)隙之一來(lái)請(qǐng)求
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的上行鏈路通信建立請(qǐng) 求傳輸?shù)焦芾砉?jié)點(diǎn)而不引起錯(cuò)誤或沖突時(shí)，立即通過(guò)下一個(gè)下行鏈路微時(shí)隙 發(fā)送ACK。
23. —種用在UWB通信系統(tǒng)的上行鏈路中的數(shù)字通信方法，該方法包 括步驟從根據(jù)各個(gè)正交時(shí)間跳躍模式傳送數(shù)據(jù)碼元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中接收該數(shù)據(jù)碼元；檢查是否存在正交時(shí)間跳躍模式的沖突；以及 依賴于牽涉到正交時(shí)間跳躍模式的沖突的各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)碼元是否相同， 來(lái)解碼該數(shù)據(jù)碼元。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，當(dāng)牽涉到正交時(shí)間跳躍模式的沖突的各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)碼元相互不同時(shí)，將該數(shù)據(jù)碼元看作不是正在接收的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，通過(guò)解碼具有中性化值數(shù)據(jù)碼 元，將該數(shù)據(jù)碼元看作不是正在接收的。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，當(dāng)牽涉到正交時(shí)間跳躍模式的 沖突的各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)碼元相同時(shí)，直接解碼所接收到的數(shù)據(jù)碼元。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，當(dāng)使用BPPM調(diào)制方法時(shí)，利 用各個(gè)脈沖位置處的脈沖能量值來(lái)確定該數(shù)據(jù)碼元是否相同。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，利用各個(gè)脈沖位置處的脈沖能 量比率來(lái)確定該數(shù)據(jù)碼元是否相同。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，利用各個(gè)脈沖位置處的脈沖能 量的絕對(duì)值來(lái)確定該數(shù)據(jù)碼元是否相同。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，當(dāng)使用BPSK調(diào)制方法并且所 接收到的數(shù)據(jù)碼元的能量值大于預(yù)定閾值時(shí)，將牽涉到正交時(shí)間跳躍模式的 沖突的各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)碼元看作是相同的。
全文摘要
提供用在超寬帶(ultra-wideband，UWB)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中的多路接入數(shù)字通信(multipleaccessdigitalcommunication)方法。更具體地說(shuō)，提供這樣的用在UWB通信信道中的多路接入技術(shù)，在其中UWB通信信道可以被更有效地使用，并且當(dāng)信道具有很大的路徑衰落時(shí)可以更有效地避免多路接入用戶節(jié)點(diǎn)之間的沖突。用在UWB通信系統(tǒng)的上行連路中的數(shù)字通信方法包括步驟從根據(jù)相應(yīng)正交時(shí)間跳躍模式(正交時(shí)間跳躍模式)傳送數(shù)據(jù)碼元的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)碼元；檢查是否存在正交時(shí)間跳躍模式的沖突；以及依賴于涉及正交時(shí)間跳躍模式的沖突的節(jié)點(diǎn)的碼元是否相同來(lái)解碼該數(shù)據(jù)碼元。
文檔編號(hào)H04B7/26GK101151821SQ200680010227
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者丁放哲, 成檀根, 洪永駿, 鄭助云, 鄭昌溶, 黃鎬英 申請(qǐng)人:株式會(huì)社泛泰