[发明专利]无线传输系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传输(radio-transmission)系统及其运行方法。

背景技术

现代无线网络概念，例如网络中心战概念，无论是在哪里需要信息，都以一种合适的形式并且没有时间延迟地提供该信息。适于这种用途的通信系统已经成为深入开展工作的课题。已经对这样的系统提出了严格的要求，例如包括良好的移动性、最大可能的互操作性(例如，还利用民用机构(BOS))、网络(有线/无线、PSTN、ISDN、LAN、WAN/无线/定向无线网络、军用/民用)的透明度、普适可用性、连同侦察/引导/实施的信息传输、位置报告、位置显示、敌我识别、传感器数据、来自数字照相机的图像、GPS跟踪、电子邮件、短信、其它IP业务、ad-hoc移动组网(MANET)和相对基础设施的独立性。

来自诸如战术分队之类的高度机动的网络参与者的通信类型是在不断变动的。“安全语音连接”的应用，也就是说，被编码且抵抗可能干扰源的语音在之前具有几乎独占的优先级。

现在，在对电话技术的要求之外，还越来越需要对不同的具有个人可用性的通信参与者进行组网。这一类型的组网要求通信技术的互操作性以及把网络整合形成组合系统。

由于互操作性的原因，要求使用Internet协议，例如TCP/IP，来连接不同网络上的数据通信。例如，根据标准1.5 MIL-STD-188-220 B，可以在窄带中实现无线技术。该标准规定了战术无线设备的互操作性的较低协议级别。

当前，战术无线电基于具有25千赫兹带宽的信道，通过这一信道，通常能够以高达9.6千比特/秒的FEC来传输总共16千比特/秒。在军事无线通信中使用标准互联网协议来实现ad hoc移动组网(MANET)将提供快速和成本有利的方案。然而，这要求在兆比特/秒范围(range)内的数据率，相应地，要求在兆赫兹范围内的带宽。因此，它们不能在带宽被限制为仅有25千赫兹的无线信道内使用。到目前为止，在战术领域中，高到连队级别，也没有使用具有该带宽的无线设备。

具有高数据率因此也具有大信号带宽的无线设备受到下列关于无线信号沿地球表面传播的限制(也就是说，没有空中传播平台下的自由空间传播)：对有效使用来说，相对较高的频率范围(225兆赫兹到400兆赫兹，但是高达2G赫兹或较高也是可行的)。然而，无线信号的范围随频率增大而减小。增大传输功率只是适度增大了这一范围。8倍的传输功率只能使该范围加倍。

所需带宽与想要的数据率成比例。然而，带宽增加，范围减小。结果，数据率从16千比特/秒增加到1.6兆比特/秒，范围下降大约为5倍。由于大带宽通常必需使用相对较高的传输频率，例如，因为范围从30兆赫兹到88兆赫兹的战术频率因大带宽和占用密度而不再能使用，因此必需考虑关于范围的进一步牺牲。

较高值的调制类型需要相对较高的信噪比，因此，与使用相对简单的调制方法相比，利用相同的传输功率获得的范围减小。

提供无线覆盖所必需的无线设备的数量严重依赖于该范围。而这又依赖于频率范围、必需的信噪比、数据率或者相应地依赖于信号带宽和传输功率。

文献DE 196 51 593 A1和DE 198 07 931 A1涉及这些参数的优化。

高数据率的宽带无线设备当然是组网通信的理想解决方案。但是，它们的无线范围受限。具有25千赫信道的无线设备的特征是中等数据率、大范围和健壮的调制方法。由于这一原因，它们是战术使用所不可缺少的。另外，对于安全的无线电话技术，能够把它们并入采用诸如MIL-STD-188-220 B之类的支持IP的协议的当前和将来的数据网络。

可以用MIL-STD-188-220 B标准实现能够支持基于互联网协议IP的应用的、具有自动路由的自组织网络。因此，如图1中所示，传统的战术无线设备能够被扩展用于数字战场网络。

组合的硬件/软件系统1确保通过不同的传输媒体进行现代互联网/内联网通信。信号管理和控制系统2使船上无线通信自动化，而信号管理和控制系统3则组织陆地基础单元的无线通信。系统1到3都被并入MANET ad-hoc网络4。

有线网络和诸如定向无线网络之类的具有高数据率的(准稳态)无线网络的性质与移动战术无线网络有相当大的不同。传统使用的战术无线设备现在提供高达16千比特/秒的数据率。最近上市的一代无线设备支持高达72千比特/秒。