[发明专利]无线通信系统中的信道跳跃

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信的领域，特别是但并不只是涉及在无线通信系统中的不同的信道间信道跳跃的方法。该发明也涉及实现该方法的无线通信系统。

背景技术描述

“信道跳跃”这个词用在本文中是对在不同的信息传输信道间跳跃的统一名称，如在无线通信系统中，仅在频率间跳跃，仅在时隙间跳跃，及同时在频率及时隙间都跳跃。

精于该技术的人很清楚，跳频可以用在无线通信系统中以提高无线系统的性能，或防止对无线通信的无权监听，及其它。不关心连接的瞬时质量，在该系统中以预先确定的次序进行跳频。因此，无线通信系统中的跳频不用被修改。

在无线通信系统的一台发射机和一台接收机之间建立一条无线连接，通过它可以进行无线通信。该连接是双向的，一条上行链路构成从系统中的基站到移动台方向的连接，一条下行链路构成从移动台到基站的相反方向的连接。在由FDMA系统中的某个频率或使用TDMA(时分多址)的系统中的某个频率和某个时隙的组合定义的信道上对不同的连接实现无线业务的发射和接收。在CDMA系统中，一个信道可以由一个码子定义。一般看来，无线通信系统中可用的信道易于受到其他无线业务不同程度的干扰，也受到用于其他连接的相同信道上的无线信号的干扰，系统中每个信道都具有某种干扰级别。因此，如果每条连接仅使用一个信道，连接将受到不同的干扰级别。某条连接中的干扰级别可能非常大以致于妨碍得到可接受的连接质量。可以通过在不同的信道间跳跃把连接质量上的这些差异拉平，各连接既使用低干扰级别的信道又使用高干扰级别的信道。把对高干扰信道的使用在各个连接间扩散，并且当把该系统作为一个整体来考虑时，在交织和纠错编码的协助下，可以给更多的连接以可接受的质量。可以给每条连接分配多个信道，其中随着通信的进行，系统通过使各连接按照一个给定的跳跃规则在各信道间跳跃去控制各连接。该规则例如可能是一个预先确定的伪随机序列，在该情况下，各连接似乎是在所有可用的信道间随机地跳跃；见，如欧洲专利申请EP93905701-4。然而，当使用这种类型的信道跳跃时，干扰电平可能变得很高，因为当采用伪随机序列时，各信道不总是以最优的方式分配给各连接的。

一个无线通信系统通常包括多个可以用作一个给定的基站和移动台间的连接的信道。在这种情况中，重要的一点是相同的信道不同时用到基站和移动台间的两条或多条连接。如果两台发射机在同一个信道上把不同的信号同时发射到它们各自的接收机，很有可能至少一台接收机要受到从发射机到其他接收机的信号的干扰。如果前述的情况不会发生，即当任何情况下某时刻某信道上仅发射一条基站连接，就可以得到所知的“基站中的正交性”或“基正交性”。

当无线通信系统中的一条连接过分糟糕，不能获得可接受的连接质量时，除了其他问题，这可能是由于信号强度和干扰之比太低。关于这一点，所指的信号是接收到的所需的信号的强度。干扰是所使用的信道上所有接收的不需要的信号的信号强度的和。这些不需要的信号主要来自无线通信中相邻的小区内使用相同信道的其他连接。接收到的不需要的信号也可能源于本小区内的连接，或叫本地小区，这些连接使用相邻的频率或时隙。

信号强度依赖于发射功率以及所需的信号从发射机到接收机的路径上被衰减的程度。其中，信号衰减由发射机和接收机间的距离、方向和拓扑结构决定。与衰减平行使用的其它术语是信道放大或通道增益(信道放大是负的)及通道损耗，它们都是精于此技术的人熟悉的术语。

处理不同频率的方法的几项建议是技术界熟悉的。下列已知技术的例子以不同的方式使用频率跳跃，以在不同类型的通信系统中达到具体的目标。

德国出版的说明书DE3415032-A1讲授了一种跳频系统，其中跳频以伪随机的方式实现。监视所使用的频率，当它们不再具有可接受的干扰电平时，就不再让其继续使用。

美国专利说明书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检查台，它给与几个本地无线台的通信分配频率。中央检查台保持一个干扰矩阵，它反映了不同无线台的容量要求和所有连接的干扰状态。

英国专利申请GB2261141A讲授了在无线通信系统中使用跳频的一种方法。该方法涉及到监视跳跃序列中所包括的信道以及以新信道替换那些不能满足质量要求的信道。

美国专利说明书4872205描述了一个跳频通信系统。该系统当另一个系统在它的覆盖范围内时自动检测并选择另一组频率跳跃序列，目的在于避免在覆盖范围相互重叠的系统间的相互干扰。