[发明专利]用于无线通信系统中的跳频的一种方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信的领域，具体的是涉及在移动电信系统中跳频及在时分复用信道间跳跃。本发明包括一种方法，对不同的连接建立用于信道间跳跃的跳跃序列，因而提高了信道的利用率。信道干扰用于构造跳跃序列。本发明还涉及到实现该方法的一个具体方案。

无线通信系统中的跳频在技术界是广为人知的，并且已经被用在例如军事领域中躲避传输中被窃听。在这方面，在不同的频率间以规则的时间间隔跳跃实现通信。跳跃序列由只有发射机和接收机知道的伪衰落序列形成。

除了在不同的频率间跳跃，跳频也指在TDMA系统中不同的频率/时隙组合间跳跃。后一种实际上应该称为频率/时隙组合跳跃，但实际上为了方便下面将使用统一术语信道跳跃。

为了降低干扰，信道跳跃已经被用在无线通信系统中了。这方面带来的好处是系统中的能量被分散到不同的信道中。在这方面，给同一条连接分配多个信道。随着通信的进行，系统让各连接按照给定的跳跃规则如通过预先确定的伪衰落序列做媒介在一些信道间跳跃。当使用纯粹的跳频程序时，干扰被扩散到系统中，因为传输使用的中心频率每秒要改变多次。然而，当使用这种类型的跳频而不使用纯粹的频率时间表时，无线通信中的干扰电平变得更高。这是因为跳频的时候，不是以相关的方式选择频率，而是随机地选择。

美国专利4716573讲授了一个跳频系统，其中跳频是由随机数发生器协助决定的。不同的频率具有不同的测量状态值，它决定跳跃序列中是否应该包括一个伪随机选择的频率。

德国出版的说明书DE3415032A1讲授了一个跳频系统，其中跳频是伪随机实现的。监视所使用的频率，并且当它们不再具有可接受的干扰电平时，将不再让其使用。

美国专利4998290描述了一个使用跳频的无线通信系统。该系统包括一个中央控制站，用来为该站与几个本地无线台的通信分配频率。控制站有一个干扰矩阵，它表示各种无线站的容量要求及所有连接上的干扰。

英国专利应用GB2261141A讲授了一种在无线通信系统中采用跳频的方法。该方法涉及到监视跳跃序列中包括的信道并以新信道代替那些不满足质量标准的信道。

关于移动电信系统的一个一般性问题是基站和移动台间无需选择足够的信道就能实现双向连接的分配。仅注意一些参数，如当决定该连接是否满足时仅注意C/I值。这导致系统分配一个质量特性好的信道给一条连接。在整个通信期间，该连接继续使用分配的信道，而不用考虑分配的后果，例如它对其它连接或不同基站间的无线资源的不均匀分布的影响。这已经中止了对移动电信系统的优化，例如对无线资源和对其它连接的干扰影响。产生上述问题的无线通信系统的例子是使用频分复用(FDMA)、时分复用(TDMA)、码分复用(CDMA)及所谓的DECT系统的移动通信系统。

本发明概要

本发明涉及改善无线通信系统的性能，该系统使用信道跳跃及解决选择无线信道的问题，连接在这些无线信道间以相关的方式跳跃。

本发明的一个目标是提供一个无线通信系统，它使用信道跳跃，这样对一条给定的连接，具有高信道质量的那些信道比对相同的连接具有低信道质量的信道使用得更多一些。干扰是信道质量的一个量度指标。根据本发明，也可以使用其它的信道质量量度指标如误比特率BER，或有用信号强度与干扰信号强度的商，所谓的C/I值。

本发明的另一个目标是优化使用跳频的无线通信系统的信道利用率。

本发明还有一个目标是使具有很高的信道质量的无线信道被几条连接使用。再一个目标是使具有很低的信道质量的无线信道在连接中仅偶尔使用一下。  

本发明的再一个目标是给无线通信系统的基站提供正交性。这意味着同一个基站中的两条或多条不同的连接将不同时使用同一个无线信道。

本发明的另一个目标是在通信的过程中容许一条连接可以使用新的无线信道，从而改善上述连接质量，并且使其它的质量太低的无线信道不被使用。

按照诸信道各自的测量的信道质量，给不同的无线信道分配不同的权重值，用该方法达到这些目标。按照分配的权重值对不同的连接生成不同的跳跃序列。权重值用作决定哪个信道应该包括在跳跃序列中，以及它们出现的频度如何。按照各自生成的跳跃序列，连接在信道间跳跃。本发明也涉及到执行该方法的一种方案。