[发明专利]时分多址系统的控制信道

说明书

本发明涉及无线系统的技术，具体说，是涉及固定无线环路，或称“无线本地环路”系统。

无线通信技术中的一个问题，是需要对每个远程终端，与正在为它服务的基站建立初始接入和同步化。这个问题在时分多址(TDMA)系统—如执行移动通信特别研究组(欧洲)(GSM)标准和北美TDMA标准IS-136的系统—中，现有技术的解决办法是采用一个或多个分离的专用控制信道，其频率与用户业务使用的分时信道不同。基于控制信道的特性，这一办法不允许用户业务信道具有调制解调功能。换言之，用户业务信道的特性不能由控制信道可靠地决定，这是因为影响控制信道频率的环境效应不会同样地影响用户业务信道。同样不利的是，在这种现有技术系统中，因为控制信道的数目是固定的，在任何一段时间内，只有有限数目的远程终端能够接入系统，例如，请求新的服务、增大带宽、或减小带宽。

现有技术的前述问题，即与正在为它服务的一个TDMA系统基站建立初始接入和同步化问题，可以借助一种多功能控制信道而缓解或消除，这种多功能控制信道，携带着实现用户信道接入功能的数据，并且还在远程终端实现调制解调功能。换言之，用户业务信道上准确接收数据所必须的信息，可以通过多功能控制信道的处理而获得。要成功地做到这一点，按照本发明的原理，可以把TDMA系统的信道，配置为有多个时隙的重复帧(repeating frame)，其中保留至少一个时隙用作为多功能控制信道，而在多功能控制信道上传送的数据，则用扩频格式编码。为此，多功能控制信道上携带的数据的编码方式是，在使用每个多功能控制信道的符号时，仿佛它是一个所谓扩频的“码片(chip)”。按照本发明的一个方面，该帧中至少一个剩下的时隙，所有剩下的时隙更好，不是扩频编码的，而通常的做法是，剩下的时隙，被安排作逻辑信道，用于携带用户业务。

虽然，对多功能信道数据，进行这种扩频编码的缺点是，这样做会降低能够达到的总位速率，但这一缺点不严重，因为多功能控制信道一般用得不多。此外，这一缺点被得到的巨大优点所弥补。例如，优点之一是，减少或消除一个基站与其邻近基站之间的干扰，因为每个基站用不同的扩展代码来扩展。还有，通过符号的扩展，降低了因多路径而引起的符号间干扰。

至于调制解调功能，远程终端利用接收的多功能控制信道，a)完成帧同步，即帧定时，b)完成频率偏移估算，c)获得信道脉冲响应的一个估算，和d)估算接收的信号强度，用于增益控制。具体说，多功能控制信道经扩频编码所得到的质量，被远程终端用来识别多功能控制信道的位置，它位于重复帧内一个或多个已知的固定时隙上。多功能控制信道的时隙位置一旦被识别，就可以确定帧的边界。之后，根据多功能控制信道的内容，可以估算频率偏移。这种频率偏移估算在质量上有改善，因为扩频编码减少了符号间干扰。从多功能控制信道导出的信道脉冲估算，可以送至发射机，它能够对多功能控制信道和用户业务信道两种信道完成适当的预矫正，以补偿信道效应，利于改善系统性能。每个远程终端接收的多功能控制信道功率电平，也被用来估算接收的信号强度。

在下行链路中，多功能控制信道被称为信标信道，因为如果采用了扇区化，它被广播至一个扇区内的远程终端，如果没有采用扇区化，则广播至所有远程终端。在上行链路中，每个多功能控制信道被称为接入信道，因为它被用于传送用户接入业务信道的请求。多功能控制信道在不同时间，可以含有不同的消息，如：输入呼叫信息、链路状态信息、接入请求、对控制消息的响应、和时隙分配信息。

附图中：

图1画出按照本发明原理配置的、示例性的可控波束TDMA无线通信系统100；

图2画出图1可控波束无线通信系统使用的一个示例性帧结构；

图3按照本发明的一个方面，画出一种进行帧定时估算的示例性装置；

图4按照本发明的一个方面，画出一种确定频率偏移的示例性装置；

图5按照本发明的一个方面，画出一种获得信道脉冲响应估算的示例性过程；

图6按照本发明的一个方面，画出一种特殊装置，用于确定接收的信号强度，并设定能充分利用模数变换器动态范围的增益电平，从而使量化噪声最小化。