專利名稱：無線通信系統(tǒng)的運行方法和這種無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到無線通信系統(tǒng)的運行方法和這種無線通信系統(tǒng)，特別是具有TDD-用戶分離的移動無線系統(tǒng)，在其中確定無線信道的傳輸特性。
無線通信系統(tǒng)借助于電磁波將信息(例如語言、圖象信息或者其他數(shù)據(jù))經(jīng)過基站和移動站之間的無線接口進行傳輸。其中電磁波的傳輸是用載波頻率進行的，載波頻率位于安排在各個系統(tǒng)中的頻帶上。對于未來具有TD/CDMA-傳輸方法的移動無線系統(tǒng)，例如UMTS(通用移動通信系統(tǒng))或者其他第三代系統(tǒng)，經(jīng)過無線接口將頻率安排在大約為2000MHz上。
對于第三代移動無線系統(tǒng)如已經(jīng)敘述過的UMTS中選定了寬帶1D-CDMA，即在時間-、頻率-和編碼復(fù)用-方案基礎(chǔ)上的多次存取方案，作為方案的TDD-組成的傳輸方法。TDD-傳輸方法(時分多址)在UMTS時包括持續(xù)時間為10ms的TDMA-幀，將這個幀分成持續(xù)時間為625μs的16個時隙，則將每個幀的16個時隙提供使用。將時隙分成為上行鏈接和下行鏈接的時隙。可以移動TDD-幀上的上行鏈接和下行鏈接之間的轉(zhuǎn)換點，以支持非對稱通信。被推薦的UMTS-系統(tǒng)的TDD-組成的準(zhǔn)確定義可以在建議“UTRA TDD組成的ITU系統(tǒng)草案描述”中找到。
在長度為625μs的每個時隙內(nèi)將用戶信號通過分離編碼附加地分開。這意味著，在一個時隙內(nèi)可以傳輸多于一個相應(yīng)長度的無線數(shù)據(jù)塊。這些多個無線數(shù)據(jù)塊在同樣的時隙內(nèi)不僅可以分配給不同用戶而且可以部分地分配給或者整個分配給唯一用戶。對于在同樣的時隙內(nèi)的多倍的無線數(shù)據(jù)塊使用不同的分離編碼，以便有可能在不同無線數(shù)據(jù)塊之間進行區(qū)別。第三代移動無線系統(tǒng)的以下問題還沒有滿意地得到解釋-對現(xiàn)實的和相鄰的基站進行快速測量，-將移動站快速傳遞給其他基站，-降低干擾信號，和
-通過無線站(移動站)的位置確定。
因此此任務(wù)是以本發(fā)明為基礎(chǔ)的，創(chuàng)建一種方法和一種裝置，用這些有可能快速和容易地測量現(xiàn)實的和相鄰的基站。
此任務(wù)是通過權(quán)利要求1和12的特征解決的。本發(fā)明有利的實施形式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
在按照本發(fā)明測量具有多個基站和至少一個其他無線站的無線通信系統(tǒng)的無線信道傳輸特性的方法中，為了傳輸在無線通信系統(tǒng)中使用具有時隙結(jié)構(gòu)的時幀和在每個時隙中傳輸無線數(shù)據(jù)塊。此時與數(shù)據(jù)傳輸無關(guān)地發(fā)送信道測量順序，與一般的過程方法相反在TDMA(時分多址)傳輸系統(tǒng)中降低干擾不是最重要的，而用與此有關(guān)措施快速的信道測量，如位置確定和傳遞是最重要的。
有益的是參與的基站相互是同步的。此外將信道測量順序連續(xù)用恒定功率發(fā)送。如果將多個基站同時發(fā)送，則立即在多個信道上出現(xiàn)說明。有益的是在無線數(shù)據(jù)塊的中間發(fā)送信道測量順序，此時為了信道測量使用了循環(huán)相關(guān)。
與連續(xù)發(fā)送信道測量順序無關(guān)得到特殊的優(yōu)點，如果單個基站使用同樣的信道測量順序。如果將單個基站使用的同樣的具有不同編碼-相位的信道測量順序從不同的基站發(fā)送出去，則在相關(guān)結(jié)果單個測量窗上得出信道測量時間分開的結(jié)果。從測量中可以確定不同基站的信道特性及其距離。
此外時幀預(yù)先規(guī)定的時隙的信道測量順序可以有特殊的標(biāo)志。其中有益的是使用與其他時隙同樣的信道測量順序，此時使用預(yù)先規(guī)定時隙的信道測量順序的相位調(diào)制。有益的是從時幀到時幀使用預(yù)先規(guī)定時隙的信道測量順序的180°相位調(diào)制。因此可以明確標(biāo)志時幀預(yù)先規(guī)定的時隙，此時第0個時隙(幀的第一個時隙)是這樣標(biāo)志的。
此外本發(fā)明涉及到具有多個基站(BS)和至少一個無線站(MS)的無線通信系統(tǒng)，基站和無線站使用上述方法。
按照本發(fā)明的方法不僅可以使用在TDD-系統(tǒng)而且可以使用在FDD-系統(tǒng)中。
本發(fā)明的特殊優(yōu)點在于，與數(shù)據(jù)段的內(nèi)容或者功率無關(guān)將信道測量順序連續(xù)地用恒定功率發(fā)送。通過引入時隙同步化和使用測量順序在基站上由于循環(huán)相關(guān)避免了相鄰小區(qū)干擾的降低。無線系統(tǒng)的單編碼運行和多編碼運行是可能的。
下面參考附圖詳細敘述本發(fā)明有利的實施形式。
附

圖1表示具有信道測量順序和數(shù)據(jù)段的時隙中的無線數(shù)據(jù)塊的簡圖，附圖2表示具有恒定功率信道測量順序的不同的無線數(shù)據(jù)塊，附圖3表示具有典型的重復(fù)使用編碼-相位的相鄰基站的小區(qū)，和附圖4表示具有7段移動站的測量窗。
在下面敘述的本發(fā)明有利實施形式中是從具有時隙結(jié)構(gòu)的無線系統(tǒng)出發(fā)的和為了比較好地理解從相鄰基站的時間同步化出發(fā)的。對于實現(xiàn)時間同步化已知各種方法。當(dāng)然同步化不是本方法功能能力的先決條件。如果在基站和移動站之間的運行時間小于時隙的持續(xù)時間，于是時隙在移動站上也同步化?；镜睦硐胪交南葲Q條件是，由各個移動站和不同基站之間的距離差中只得出移位。這樣的移位隨著基站的距離而增加。
附圖1表示了在時隙ZS上的無線數(shù)據(jù)塊B的簡圖。在每個這樣的時隙ZS上將無線數(shù)據(jù)塊B進行傳輸，無線數(shù)據(jù)塊在時間上略短于時隙ZS本身。從中得出的保護時間應(yīng)該能夠避免由于不同運行時間以及由于同步化誤差的干擾。對于測量無線信道的傳輸特性在無線數(shù)據(jù)決B期間發(fā)送一個信道測量順序。這有利地是在每個無線數(shù)據(jù)塊的中間(黑色表示所謂的中間部分MA)進行的。作為數(shù)字的例子假設(shè)時幀持續(xù)時間為10ms。將這個時幀分成為每個625μs的16個時隙。例如無線數(shù)據(jù)塊是由每個持續(xù)時間為200μs的兩個數(shù)據(jù)塊D1和D2和在兩個數(shù)據(jù)塊D1、D2之間持續(xù)時間為200μs的信道測量順序MA(中間部分)組成的。這樣得出整個無線數(shù)據(jù)塊的持續(xù)時間為600μs，將每個時隙中余下的25μs使用作為保護時間?？梢詫⑿畔⒃跀?shù)據(jù)塊D1、D2中傳輸給一個或者多個無線站MS。其中除了一個傳輸信道之外也可以多個傳輸信道同時工作，將這些通過不同的編碼相互分開。不同編碼有利的實施形式是建立在Walsh-Hadamard-變換基礎(chǔ)上的。
人們繼續(xù)假設(shè)，為了信道測量使用循環(huán)相關(guān)，于是單個基站可以使用同樣的信道測量順序，然而具有不同編碼-相位的這個信道測量順序是由不同的基站發(fā)送的。在移動站MS接收機上的循環(huán)相關(guān)于是在不同的基站在相關(guān)結(jié)果的單個測量窗基礎(chǔ)上產(chǎn)生的結(jié)果是時間分開的信道測量。例如用上述數(shù)字值得出在7個不同的等距編碼相位測量窗各自為25μs。一旦由于延遲傳播，同步化不可靠性和與各個基站不同的距離的和數(shù)小于25μs時，得出從不同的基站接收的信道測量順序沒有相互干擾。即信道測量方法是建立在相鄰基站正交基礎(chǔ)上的，雖然測量順序是同時發(fā)送的和在移動站上也是同時接收的。用上述的數(shù)字例子對于測量的延遲傳播(信號傳播)例如提供15μs和對于同步化不可靠性和不同的距離提供10μs或者對于測量的延遲傳播(信號傳播)例如提供5μs和對于同步化不可靠性和運行時間差提供20μs，在信道測量時不會出現(xiàn)相互干擾。
如已經(jīng)敘述的，基站的距離不是很大時由于同步化，信道測量順序在循環(huán)相關(guān)基礎(chǔ)上是正交的。因此所有的基站可以將信道測量順序連續(xù)地和用恒定功率發(fā)送。數(shù)據(jù)塊D1、D2本身可以用其他的功率發(fā)送，或者根本不存在，如附圖2所示垂直方向表示數(shù)據(jù)塊D1、D2的功率和對于不同功率數(shù)據(jù)塊D1、D2的中間部分MA的功率。在中間部分MA上的信道測量順序的功率始終是恒定的。這適用于各個基站在時隙上目前沒有與無線站的連接。用時隙同步化和不同的編碼相位通過移動站信道測量順序提供傳輸特性的測量值和到各個基站衰減的測量值，此時測量不被數(shù)據(jù)傳輸干擾。
用上述數(shù)字例子相鄰基站使用編碼相位為25μs的階梯式連接。編碼相位的重復(fù)在上述例子中是按照7個基站進行的。因此人們對于信道測量通過移動站創(chuàng)建了由7個同樣編碼相位重復(fù)使用的“重復(fù)應(yīng)用群”，這表示在附圖3中。移動站可以用上述數(shù)字例子通過計算被接收單個時隙的信道測量順序一直測量到7個基站的傳輸特性，這通過附圖4測量窗的簡圖表示。原則上也可以使用其他的“重復(fù)應(yīng)用群”代替7個，例如3、4、6、7、9等。選擇的“重復(fù)應(yīng)用群”愈大由于超過有效距離的同樣編碼相位的其他的基站的可能的干擾變得愈小。
除了基站的快速測量之外，作為其他的優(yōu)點是，如果時隙是同步的有可能由基站將無線站快速傳遞給其他的基站。無線站可以在一個時隙上同時測量比較大數(shù)目的相鄰基站(在上述例子中通過信道測量處理在唯一的時隙ZS上可以測量到六個相鄰基站)。將無線站由基站傳遞到其他的基站上因此也可以從時幀到其他的時幀。固定的基站和固定網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)能力是先決條件。因此不中斷地傳遞給其他的基站是可能的。本方法允許對無線環(huán)境改變有非常高的反應(yīng)速度，例如由于無線站的速度(“單看”MAHO)。
在被建議的無線系統(tǒng)中連續(xù)發(fā)送信道測量順序有可能使無線站在每個“中間部分”測量各個基站的傳輸特性期間處于(被動的)接收運行，和此外從運行時間差可以確定到各個基站的距離差。這允許將被動的運行方式用于無線站的位置確定，不需要發(fā)送信號本身通過無線站的傳播和因此不會使無線系統(tǒng)傳輸容量承受負荷。為了位置確定原則上3個基站的距離差足夠了。用同時測量直到7個基站的方法一般來說由于距離差測量值出現(xiàn)的兀余有可能提高測量精度。在附圖4上的例如附圖3中間的群直到7個基站的距離差是可能的。從超過有效距離接收的信道測量順序不會影響位置確定的測量精度，因為這種信號在時間上比對于距離差測量重要的那些被測量基站的信道脈沖響應(yīng)的前緣到來的晚。位置確定的精度依賴于基站的同步精度和信道測量的分辨率和因此依賴于無線系統(tǒng)的帶寬。經(jīng)過“廣播頻道”可以循環(huán)地發(fā)射用于位置確定所要求的信息，例如基站和相鄰基站的位置。因為位置確定只要求處理被接收的信號，任意多個無線站可以確定其現(xiàn)實的位置。這種特性對于遙測技術(shù)應(yīng)用是重要的。
在有利的擴展結(jié)構(gòu)中將時幀的時隙0進行特殊標(biāo)志。然而有益的是應(yīng)該使用與其他時隙同樣的信道測量順序。因此在時隙0上提供了信道測量順序的相位調(diào)制。在最簡單情況下從時幀到時幀可以使用相位調(diào)制為180°。則在穩(wěn)定的移動站上得出這個時隙在符號上交替變化的結(jié)果，這個結(jié)果可以與其他的時間保護的結(jié)果有區(qū)別。當(dāng)無線站移動時由于出現(xiàn)多普勒效應(yīng)產(chǎn)生移位，然而時隙0相對于其他的時隙是可以明顯鑒別的。
上述方法不僅限于TDD-無線系統(tǒng)，而且也可以應(yīng)用在FDD-系統(tǒng)上，在其中同樣安排了時隙(時隙)。此外按照本發(fā)明的系統(tǒng)可以用不同的頻率重復(fù)系數(shù)(頻率重新使用群)運行。有利的實施形式的頻率重復(fù)系數(shù)是1、3和4。
權(quán)利要求
1.具有多個基站(BS)和至少一個其他無線站(MS)的無線通信系統(tǒng)的無線信道傳輸特性的測量方法，其中無線通信系統(tǒng)具有時幀的時隙結(jié)構(gòu)，其特征為，在時隙(ZS)上發(fā)送信道測量順序，即使沒有數(shù)據(jù)傳輸時。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，將信道測量順序用恒定功率和/或由多個基站(BS)同時發(fā)送。
3.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征為，將信道測量順序在無線數(shù)據(jù)塊(B)的中間發(fā)送。
4.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征為，基站(1，…，7)是同步的。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征為，將循環(huán)相關(guān)使用在信道測量中。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征為，單個基站(1，…，7)使用同樣的信道測量順序。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其特征為，將信道測量順序用不同的編碼相位由不同的基站(1，…，7)發(fā)送。
8.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征為，時幀預(yù)先規(guī)定的時隙(ZS)的信道測量順序有特殊的標(biāo)志。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征為，使用與其他時隙(ZS)同樣的信道測量順序，在其中使用預(yù)先規(guī)定時隙(ZS)的信道測量順序的相位調(diào)制。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其特征為，從時幀到時幀使用預(yù)先規(guī)定時隙(ZS)的信道測量順序的180°相位調(diào)制。
11.按照權(quán)利要求8-10之一的方法，其特征為，預(yù)先規(guī)定的時隙(ZS)是第0個時隙。
12.具有多個基站(BS)和至少一個無線站(MS)的無線通信系統(tǒng)，使用按照權(quán)利要求1至11之一的方法。
13.按照權(quán)利要求12的裝置，在其中涉及到TDD-無線通信系統(tǒng)。
14.按照權(quán)利要求12的裝置，在其中涉及到FDD-無線通信系統(tǒng)。
全文摘要
在運行無線通信系統(tǒng)的方法中,特別是為了測量具有多個基站和至少一個其他無線站的無線通信系統(tǒng)的無線信道的傳輸特性的方法,其中無線通信系統(tǒng)有時幀的時隙結(jié)構(gòu)和在每個時隙中傳輸脈沖,還與數(shù)據(jù)傳輸無關(guān)發(fā)送信道測量順序。將信道測量順序用恒定功率發(fā)送,此時有益的是將信道測量順序在脈沖的中間發(fā)送。為了信道測量人們使用循環(huán)相關(guān),這樣單個基站可以使用同樣的信道測量順序,此外信道測量順序用不同的編碼相位可以由不同的基站發(fā)送。
文檔編號H04B7/26GK1332912SQ99813041
公開日2002年1月23日 申請日期1999年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月4日
發(fā)明者G·里特 申請人:西門子公司