[发明专利]时间压缩转发器

说明书

                      发明领域

本发明涉及利用轨道卫星或中继站的移动无线通信系统，更具体地，涉及用于支持通过卫星中继站的移动台到移动台的呼叫的方法和设备。

                      发明背景

现有技术包含通过使用频分多址(FDMA)的双工无线通信的几个例子，其中每个不同的无线电话具有用于在发射和接收方向上传输的独特的频率对，例如，美国AMPS蜂窝电话系统。现有技术也公开了通过使用时分多址(TDMA)的双工无线通信系统，其中每个不同的无线电话具有用于在一个方向上通信的第一共用频率上的一个独特的时隙，和具有用于在另一个方向上通信的第二共用频率上的另一个独特的时隙，例如，欧洲GSM数字系统或美国数字蜂窝标准IS-54。在这些系统中，在各个方向上的时隙进一步地在时间上互相有偏移，这样，使得便携式无线电话不需要同时发射和接收。这取消了对发送/接收双工滤波器的需要，而该双工器是工作在FDMA系统中的无线电话所需要的。替代地，如在现有欧洲蜂窝系统GSM中所提供的，所谓的“时间双工”电话使用较简单的收发开关，把天线交替地耦合到接收机或发射机。

在某些应用中，TDMA和FDMA都没有提供最佳解决办法。TDMA系统需要较高的峰值发射功率，以便为把传输压缩到只是总时间的一部分的一个时隙内而进行补偿，因为制约通信范围和质量的是平均功率。毫无疑问地，在任何情况下，基站必须具有足够的发射机功率，以支持所有移动台，而对于FDMA和TDMA解决方案，总功率是相同的。TDMA基站具有一个高功率发射机和一个天线，是较简单和较便宜的，它们通过时分复用(TDM)可在所有基站/移动台链路之间在时间上共享。然而，TDMA移动台产生高的峰值功率，通常是不方便的。另一方面，FDMA移动台使用天线双工滤波器是不方便的。所以，本发明寻求提供一种将使用在基站到移动台的链路(下行链路)上的TDM与在移动台到基站的链路(上行链路)上的FDMA结合起来、同时避免需要双工器的方法。

现有技术公开了混合的TDM/FDMA系统，例如，英国陆军PTARMIGAN单信道无线接入系统(SCRA)。SCRA系统实际上是军用无线电话系统，它在下行链路上在第一频段上使用TDM，而在上行链路上通过分配在第二频段中的分开的频率给每个移动台上行链路来使用FDMA。然而，SCRA系统需要分别用于上行链路和下行链路的分开的天线，或者需要双工滤波器以允许通过同一个天线同时发送和接收。

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长的数据帧连续地发送信息。所涉及的数据由通过数字语音压缩算法而产生的数字化的语音信息组成，其间插入同步、信令和控制符号。每个20ms的数据帧被分成三个时隙，每个时隙包括预定送到三个移动台之一的信息。这样，特定的移动台只需要在三分之一的时间内接通其接收机，因为给该特定移动台的数据被限制在组成该帧的三个时隙中的一个时隙。在相反方向，20ms的帧同样被分成三个时隙。每个移动发射机只使用不在进行接收的两个时隙中的一个时隙，它留下另外的三分之一的时间，这可被用来扫描其它基站频率，以便确定是否更强地接收到另外的基站。在上行链路信道上，把这些信号强度测量值报告给当前的基站，由该基站作出决定：是否把同该移动台的通信越区切换到更强的基站。利用由移动台进行的信号强度测量来进行越区切换判决，被称为“移动台辅助越区切换”(MAHO)。

在这个现有技术系统中，可以看到，移动台只在三分之一的可用时间内发送，所以必须使用在如果采取连续发送时应该足够的峰值功率的三倍。如果利用连续发送，则所有三个移动台会在时间上重迭，因此必须被给予不同的频道，如英国陆军的PTARMIGANSCRA系统那样。而且，移动台中需要发射/接收双工滤波器，以便允许同时发射和接收。