[发明专利]网络容量的改善利用

说明书

技术领域

本发明涉及用于改善通信网络中的可用容量的利用的方法和装置，具体地，涉及改善超宽带网络中的可用容量的利用。

背景技术

超宽带(ultra-wideband，UWB)是传输跨越3.1至10.6GHz的非常宽的频率范围的数字数据的无线电技术。通过跨越大带宽扩展RF能量，所传输的信号实际上不会被传统的频率选择RF技术检测到。然而，低传输功率将通信距离限制为通常小于10至15米。

对于UWB具有两种方法：时域方法，其利用UWB特性根据脉冲波形来构造信号；以及频域调制方法，在多(频)带上使用传统的基于FFT的正交频分复用(OFDM)，给出MB-OFDM。这两种UWB方法都导致谱分量覆盖频谱中非常宽的带宽，由此称为超宽带，从而带宽占用了中心频率的百分之二十以上，通常至少为500MHz。

与非常宽的带宽结合的超宽带的这些特性意味着UWB是用于在家庭或办公环境中提供高速无线通信的理想技术，从而通信设备在另一个通信设备的10至15m的范围内。

图1示出了用于超宽带通信的多带正交频分复用(MB-OFDM)系统中的频带的配置。MB-OFDM系统包括每个都为528MHz的14个子带，并在子带之间使用每312.5ns的跳频作为访问方法。在每个子带中，采用OFDM和QPSK或DCM编码来传输数据。注意，约为5GHz(通常为5.1至5.8GHz)的子带被保留为空白，以避免与现有的窄带系统(例如，802.11aWLAN系统、安全代理通信系统或航空工业)发生干扰。

将14个子带组织成为5个频带组，其中，4个频带组具有3个528MHz的子带，而1个频带组具有2个528MHz的子带。如图1所示，第一频带组包括子带1、子带2和子带3。示例性UWB系统将在频带组的子带之间采用跳频，使得第一数据符号在频带组的第一频率子带中的第一个312.5ns持续时间间隔中被传输，第二数据符号在频带组的第二频率子带中的第二个312.5ns持续时间间隔中被传输，以及第三据符号在频带组的第三频率子带中的第三个312.5ns持续时间间隔中被传输。因此，在每个时间间隔期间，数据符号在具有528MHz带宽的各个子带(例如，具有以3960MHz为中心的528MHz基带信号的子带2)中被传输。

传输每个数据符号的三个频率的序列表示时频码(Time FrequencyCode，TFC)信道。第一TFC信道可以遵循序列1，2，3，1，2，3，其中，1是第一子带，2是第二子带，以及3是第三子带。第二和第三TFC信道可以分别遵循序列1，3，2，1，3，2和1，1，2，2，3，3。根据ECMA-368规范，为前4个频带组的每一个都定义7个TFC信道，为第五个频带组定义2个TFC信道。在图2(a)至图2(e)中示出了5个频带组中的每一个TFC信道的序列。

超宽带的技术特性是指其被配置用于数据通信领域的应用。例如，存在多种应用集中于下列环境中的电缆置换：

-PC和外围设备，即，诸如硬盘驱动器、CD刻录机、打印机、扫描仪等之间的通信。

-家庭娱乐，诸如电视机和通过无线装置、无线扬声器等连接的设备。

-手持设备与PC之间的通信，例如移动电话和PDA、数码相机和MP3播放器等。

在诸如UWB网络的无线网络中，一个或多个设备在信标周期期间周期性地传输信标帧。信标帧的主要目的在于提供关于媒体的定时结构，即，将时间划分为所谓的超帧，并使网络设备与它们的相邻设备同步。

UWB系统的基本定时结构为图3所示的超帧。根据欧洲计算机制造协会标准(ECMA)、ECMA-368第二版的超帧由256个媒体访问时隙(MediumAccess Slot，MAS)组成，其中，每个MAS都具有限定的持续时间(例如256μs)。每个超帧都以信标周期开始，其持续一个或多个连续的MAS，其间设备可以传输它们的信标帧。信标周期中的第一个MAS的开始已知为信标周期开始时间(Beacon Period Start Time，BPST)。用于特定设备的信标组被定义为具有与特定设备共享的信标周期开始时间(±1μs)并在特定设备的传输范围内的设备组。