[发明专利]时分多址/频分多址/码分多址混合无线接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于同时双向语音通信的蜂窝无线电话系统的双工通信系统。本发明也关系到某些单工系统，例如能提供在无线网上多个通信者之间的“按下即通话”(“Press-to-talk”)通信工具的陆地移动无线系统。本发明还关系到带有便携式或移动的终端的卫星通信。

背景技术

现有技术包括使用频分多址(FDMA)的双工无线通信的若干实例，其中不同的无线电话各自具有独一无二的一对频率用于沿发射和接收方向的传送，例如，美国AMPS(AMPS：美国移动电话系统)蜂窝电话系统。现有技术也揭示了使用时分多址(TDMA)的双工无线通信系统，其中每个无线电话在第一共用频率上具有独一无二的时隙用于沿一个方向的通信，且在第二共用频率上具有第二个独一无二的时隙用于沿另一个方向的通信，例如，欧洲GSM(GSM：全球移动通信系统)数字系统或美国数字蜂窝标准IS-54。在这些系统中，沿各个方向的时隙进一步在时间上互相偏离，这样便携式无线电话不必同时发射和接收，这就消除了对发射/接收双工滤波器的需要，而此滤波器是为在FDMA系统中工作的无线电话所必须的。替代地，所谓“时间双工”电话，正如在现有的欧洲蜂窝系统GSM中所预想的，使用更简单的发射/接收开关把天线交替地连接到接收机或发射机。

在某些应用中，提供最佳解决方法的既不TDMA也不是FDMA。TDMA要求更高的峰值发射机功率，以便为把传输压缩在只是总时间的一部分的时隙内作出补偿，因为决定通信的范围和质量的是平均功率。毫无疑义，在任何情况下，基台必须有足够的发射功率，以支持所有的移动站，且对于FDMA和TDMA的解决方法，其总功率是相同的。TDMA系统具有一个高功率发射机和使用时分复用(TDM)的全部基站/移动台链路之间被分时共用的一个天线，这是更简单和更便宜的。然而，对于TDMA移动台产生高的峰值功率常常是不方便的。另一方面，对于FDMA移动台，使用天线双工滤波器也是不方便的。因此本发明寻求能提供一种方法，在基站到移动台的链路(下行链路)上使用TDMA，和在移动台到基站的链路(上行链路)上使用FDMA的相结合的方法，而避免了对双工器的需要。

现有技术揭示了混合的TDM/FDMA系统的实例，例如，英国陆军PTARMIGAN单信道无线接入系统(SCRA)。事实上，SCRA系统是军用无线电话系统，它在下行链路上使用了在第一频段的TDM，而在上行链路上藉助于把第二频段中分开的频率分配给每个移动台上行链路的方法使用了FDMA。然而SCRA系统或者对于上行链路和下行链路分别需要分开的天线、或者需要双工滤波器以允许通过一个天线同时进行发射和接收。

图1显示了在美国数字蜂窝标准IS-54中描述的现有技术的传输格式。基站以20ms长的数据帧形式连续发送信息。所涉及的数据包括由数字语音压缩算法产生的、分散地具有同步，信令和控制信号的数字化的语音信息。每个20ms数据帧被划分成三个时隙，每个时隙包含被指定用于三个移动台中的一个移动台的信息。这样，特定的移动台只需要在三分之一的时间内打开接收机，因为特定的移动台的数据被限制在构成时间帧的三个时隙中的一个时隙。在相反方向上，20ms的时间帧同样地被划分成三个时隙。每个移动台发射机只使用不进行接收的两个时隙中的一个时隙，它留下另外三分之一时间可被用来扫视其它的基站频率以发现是否能接收到信号更强的另外的基站。这些信号强度测量结果可通过上行链路报告给正在使用的基站，此基站决定是否把与移动台的通信切换到信号更强的基站。在进行越区切换判决中利用由移动台所完成的信号强度测量被称为“移动台辅助的越区切换”(MAHO)。

在该现有技术的系统中，可以看到，移动台只在可供使用的时间的三分之一时间内发射，因此如果使用连续发射时必须使用三倍功率才足够。如果使用连续发射，所有三个移动台的发射在时间上将会重叠，而因此必须给予不同的频道，如在英国陆军PTARMIGAN SCRA系统中那样。而且就需要有发射/接收双工滤波器，以便允许移动台同时进行发射和接收。

发明概要