[发明专利]无线电通信系统中有选择性地启动分集信令的方法和装置

说明书

本发明涉及无线电通信系统，具体涉及在有效地应用通信资源时改善通信资源上发送信号的感觉质量的方法和装置。

中继无线电系统是一种公知的无线电通信系统，诸如陆地移动业务使用的那种。这样的系统通常包括几个发射机和接收机，或所谓的收发信机，它们被实施作为中继转发器分布在该系统的整个地理覆盖区内。这样，通过使用位于整个覆盖区域内的中继转发器，可达成在诸如移动无线电设备、便携式无线电设备之类的无线电设备之间在整个覆盖区内的通信。

在当今的无线电通信系统中，通过一个中介空间发送的、在中继转发器和无线电设备之类的两个通信装置之间交换的信号，通常在它们被接收之前遭到质量上的损害。在某种设计范围内，系统可在可接受的参数内正常工作，使得质量劣化处在预定的设计界限以内。然而，当超出该设计范围时，发送信号的质量将降到可接受的质量等级之下，从而不能成功地维持满意的通信。

上述不利的状态，也即信号质量不能接受，可能是发射机与接收机之间的空间距离造成的，也就是实际的距离大于某个预定的设计范围。另一方面，低劣的质量可能来源于发射机与接收机之间信号通路上的障碍物，例如建筑物、小山等。再则，质量劣化可能是信号传播方向的改变造成的，例如信号在建筑物上反射和/或在建筑物周围绕射。

不论这种不利状态也即信号质量劣化的根源如何，利用各种已知的措施有可能改善信号质量。通常可应用分集技术，例如在通信资源中使用的频率分集、时间分集和空间分集，来改善信号的通信质量。然而，这些技术在理论上和实践上都有局限性，如下文所述。

一种在给定范围之外改善信号质量的方法是增加发射信号的信号功率，也即增加信号能量。同样，减低接收机检测到的噪声功率也即噪声能量也可以改善信号的最终质量。然而，发射功率受制造功率放大器可使用的技术的限制，还受从电源抽取的电流量的限制。再有，高功率放大器用于散热的所需散热器的尺寸使它体积较大。

再则，美国联邦通信委员会(FCC)在功率辐射上有严格限制，因为高功率电平在频率的重复利用方案中(也即将同一频率资源用在邻近的地理区域内)造成一些问题。在基站现场处，工业射频已接近由FCC所给定的射频功率界限，这也是技术上的限制。对远地的收发信机，电流抽取量和放大器体积限制了较大的功率。在接收机中在减少噪声指数上有可能作些小的改善，但正迅速地达到其理论的极限值。

利用通信资源中的频率、时间、空间、角度和极化等参数的分集技术，也能改善信号的通信质量，以克服上述的限制。然而，这些改善需要付出代价。例如，空间分集、角度分集和极化分集要求接收机有附加的硬件。至少，需要一个第二天线和同轴线，这表明增加了不希望的费用。还可能需要一个第二接收机和/或切换开关，由此又增加了费用并增添了其它的技术限制。至于时间分集和频率分集方案，相关的代价通常是用降低的频谱效率来度量的。也就是说，随时采用时间分集和频率分集方案即便其信号质量是可接受的，由此得到的频谱低效率也使人不敢问津。

据此，现在需要一种既能改善信号质量而又无现有技术的上述缺点的无线电通信系统，特别是，一种能提供改善信号质量、无附加硬件费用或不可接受的带宽效率降低的系统，这是对现有技术的一种改善。

图1示出有利于使用本发明的一种无线电通信系统；

图2示出按照本发明的通信装置的操作的流程图；

图3示出按照本发明的几个实施例的通信资源和在其上发送的一种信令序列。

本发明概括了一种在两个或多个通信装置之间交换信号的方法。一旦信号的质量变得不令人满意，本方法就把通信资源用于分集发送信号。按照这种方式，运用本发明提供基于质量来判定何时需要采用信号分集来有效地使用通信资源。

图1概略地示出无线电通信系统100，它包括一个服务于覆盖区104的中继转发器102。通信单元106-108例如移动式无线电设备和便携式无线电设备在覆盖区104内漫游，并利用中继转发器102建立相互通信。在通信单元106-108之间经由一个通信资源110例如时分多址(TDMA)时隙、射频(RF)信道或者任一种其它的合适的资源建立通信。在通信资源110上发送的信号可能被例如建筑物112损害，这时要考虑折衷。这类障碍或任何其它的干扰源通常使通信资源110的质量损害，已损害的通信资源如114所示。