[发明专利]无线电通信系统中检测和处理碰撞的方法和装置

说明书

本发明涉及无线电通信系统，具体涉及具有在共享的通信信道上工作的通信装置的无线电通信系统。

支持在无线环境下工作的几个用户利用射频通信的无线电通信系统是已知的。这种系统所使用的频率是无线电频谱的一个子集，它们被组织成为一个或多个无线电通信信道例如频道。在一个这样的系统中，例如有一条通信链路建立在该无线电系统内的诸多通信装置组之间。该通信链路在整个通信持续时间内建立在一个或多个频道上。对于一个给定的无线电系统，可供应用的频谱通常是一种有限的通信资源，几个用户可能竞争该资源。为此，一个无线电通信系统通常使用一种频率管理方法，以最大限度地有效地使用可供应用的频率，并使用户之间的干扰最小化。凡在共享通信信道上须建立多条通信链路的场合，这种解决方案是很重要的。

许多种频率共享方法在本领域内是已知的。例如包括信道跳越、直接序列扩展频谱、时分复用和其它类似的方案。大多数先有技术的频率共享方法使用一个基础设施来管理无线电通信系统的运行状况。一个基础设施通常包括一个基站或某些其它类型的控制器，用以管理频率指配、用户接通、碰撞检测和分辨，以及无线电系统的其它运行状况。这些控制器的应用在建立一个无线电通信系统中往往代表明显的造价。

低造价的无线电通信系统正变为无线通信市场中日益增加的重要成分。这种低造价的系统尚须在诸多用户之间成功地管理频率的使用，以使效率和通过量最大化。涉及自组织单元的某些低造价的系统使用频率管理方法，无需使用中央控制器。然而，在无中央控制器的情况下，诸如碰撞检测和分辨之类的频率管理问题将变得较为困难。据此，现在希望有适合用于低造价的无线电通信系统频率共享管理方法。

图1示出按照本发明的一种无线电通信系统，它具有一组通信收发信机，其中包括两个始发的收发信机。

图2示出一个用于发送确认请求的通信帧结构。

图3示出按照本发明的一个用于碰撞处理的程序流程图。

图4示出按照本发明的一个收发信机用于建立一条通信链路的程序流程图。

图5示出按照本发明的在上述的无线电通信系统10中工作的一个收发信机的方框图。

参看图1，图中示出按照本发明的一种无线电通信系统10。该无线电通信系统10包括至少两对通信装置共享一个通信信道。在该优选实施例中，通信装置是便携式双向无线电收发信机，能够建立射频(RF)通信链路。其它类型的通信装置诸如移动无线电设备、基站等也可以使用。图示的无线电通信系统10具有两个始发的收发信机12、14，它们基本上同时尝试在一个共享的通信信道上与两个目标收发信机13、15建立通信链路。当两个始发的收发信机12、14尝试在同一个总体覆盖区内同时使用该通信信道时，信道碰撞就会发生，它可能有害地影响通信链路的完整性。在一个中央管理的无线电通信系统10中，这样的信道使用的冲突可以由一个控制器或基站等来解决。然而，优选实施例的无线电通信系统10工作并无基础设施支持，因而无控制器或基站来管理与中央管理的无线电系统10通常有关联的信道使用的分配或其它的系统管理功能。本发明提供了一种用于在尝试捕获共享通信信道期间检测和处理所发生的信道使用碰撞的协议。这个协议特别适合在非中央的无线电通信系统10中使用。

在优选实施例中，收发信机12、13、14、15、17在一个近范围的非中央通信系统10内在诸多通信信道上按照一种信道跳越协议来工作。内含本发明概念的其它的信道共享协议也可以使用。通信信道含有多个频率，可组织成为一个频率信道序列。通信信道可以含有一个或多个频道，例如一个发送和接收频率对或一个类似的组。如上所述，这里无基础设施来管理信道分配和使用。然而，每个收发信机12、13、14、15、17都能在系统10内建立通信链路，包括决定哪个通信信道被使用和在何时使用。在优选实施例中，通信链路是在一个捕获通信信道上异步地建立的，并且一旦建立，就在始发的收发信机12、14与目标收发信机13、15之间发生“握手”，以能进行进一步通信。本发明提供出一种允许始发的收发信机12、14与目标收发信机13、15在检测和分辨所尝试访问捕获通信信道时发生的碰撞的过程中合作的协议。