[发明专利]在时分多址无线系统中用于远端带内转换器的时隙恢复

说明书

发明领域

本发明通常涉及无线通信系统，特别是涉及在外围小区所采用的带内转换器的时间同步校正，用以扩大基站收发信机系统(BTS)的覆盖范围。

背景技术

例如蜂窝移动电话(CMT)、个人通信业务(PCS)等等的无线通信业务通常需要这些系统的操作员来为日益增长的用户服务。因此，已经开发了某些特定类型的多信道宽带基站收发信机系统(BTS)，用来为每个小区中相对较多数目的工作移动台提供服务。这种宽带BTS设备通常可以同时为96个工作移动台提供服务，每条信道的成本低于$2000到$4000。

虽然当每个小区期望有相对较多数目的工作移动台时，这种设备是划算的，但是在大多数其它的情况下，这种设备就非常不划算。例如，在最初的系统扩建阶段，业务提供商并不真正需要使用大量的无线信道。结果，无法证明在宽带多信道无线设备的投资是正确的，直到用户数目增加到信道大多数时间都繁忙的程度。

已有人提出了用于扩大主小区的服务区域的多种技术。例如，加利福尼亚州Camarillo的3dbm公司生产的HPT小区扩展器包括一基站转换器，用于抽样下行链路业务信号和将其转换为一选定的偏移频率。该偏移载波经定向天线被发送到一扩展小区位置。在该扩展小区位置，该载波被转换回最初的蜂窝信道并例如经全向型天线发送到整个扩展小区的覆盖区域内。在上行链路方向，对由该扩展小区从移动单元收到的蜂窝信号进行转换，然后发回到基站转换器，在该基站转换器再将该信号转换回到其最初的载频。

但是，这种装置被设计成仅用于模拟型的蜂窝系统。当尝试扩展使用时分多址(TDMA)信令的基站的服务区域时会遇到特定的问题。这种系统利用这样一种技术，即通过将对每个无线载频的接入分成精确同步的时隙来提供多个话音或数据信道。为了在基站正确解调一TDMA信号，必须为从移动台收到的每个无线脉冲考虑一定时超前。该定时超前用来补偿由于每个移动台到基站的距离不同而产生的信号传播时间的差值。

因此沿上行链路方向传送的TDMA信号必须以正确的时间校准到达该基站收发信机系统。否则，来自不同移动台的信号脉冲会碰撞，基站收发信机系统也就无法正确解调这些信号。因此，在大多数情况下必须限制TDMA小区的标称半径，以便可以保持正确的时间校准。

在颁发给Goedecker且转让给Alcatel N.V.的美国专利US5,544,171中公开了一种扩大TDMA小区半径的方案。此技术利用包括标准的TDMA无线接收机和附加的辅助TDMA接收机。该辅助的TDMA接收机接受并补偿位于标称小区半径外的移动台的TDMA无线脉冲。通过这种方式，避免了从位于标称小区半径外的移动台和位于标称半径内的移动台收到的TDMA信号之间的干扰。

遗憾的是，Goedecker的技术希望两个无线收发信机都完全地位于基站内。这允许辅助TDMA接收机的定时信号直接连接到标准TDMA接收机的定时信号。因此，不可能将Goedecker的技术直接用于远端中继器或转换器设备，其中辅助TDMA接收机必须位于距离基站几十英里的地方，这种定时信号连接是不可能的。

而且，虽然HPT和Goedecker设计可用于扩展单个小区的半径，但它们都没有建议如何同步同时从位于多个小区的多个移动台收到的TDMA信号。

发明内容

本发明的目的在于扩展蜂窝通信系统的可用范围，使其超出通常可使用时分多址(TDMA)空中接口的范围。

另一个目的在于提供TDMA系统中的时延补偿而不必利用多个辅助接收机。

再一个目的在于补偿远端外围小区所采用的转换接收机和主基站之间相关的延时。

还一个目的在于通过测量在下行链路方向观察到的时延提供上行链路方向上远端接收机的时延补偿。

简言之，本发明是用于无线通信系统的结构，其中的小区被分成若干区群。在每个区群中标识一个主小区，一多信道基站收发信机系统(BTS)位于该主小区位置处或附近。

转换无线收发信机不是在该区群的每个其余小区采用完整的一套基站设备，而是位于远端小区中。这些转换无线收发信机在带内工作，即在分配给服务提供商的频率内工作。

这些带内转换器在上行链路和下行链路方向上工作。也就是说，在带内转换器触接收由位于远端小区内的移动台发送的信号，并将其转换成不同的载频，然后发送给主BTS。同样，由主BTS发送的信号首先被带内转换器所接收，转换成不同的载频，然后转发到移动台。