[发明专利]用于抖动的信标发射的无线通信系统和方法

说明书

                            技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地，涉及用于信标信道发射的未协调的专用无线通信系统和方法。

                            背景技术

在过去几十年中，用于无绳和移动电话的蜂窝无线通信的商业应用已显示了巨大的增长。典型地，这些广域蜂窝网可被分为两部分：即包括无线基站的互联网络的固定部分，和包括可接入网络的移动终端的移动或便携部分，例如无线电话。每个基站在控制信道上发送控制信息，移动终端可利用它来接入网络。网络中的每个无线基站覆盖一个有限的区域，被称为蜂窝小区。网络中的不同基站通过基站控制器(BSC)来协调。频率复用模式(固定的或自适应的)被应用来避免传输时受不同基站的干扰。这些蜂窝系统的例子包括AMPS、D-AMPS、和GSM。

在专用宏小区系统中，网络部分不同于等价的广域蜂窝网。专用系统通常必须便宜得多(因为系统花费是在较少用户之间共同负担的)。另外，专用系统典型地覆盖室内环境，它比起室外环境更难预计(例如，墙、门的打开以及关闭、起着波导的作用的走廊等)。所以，通常，室内系统中的无线基站以更自主的方式运行，以便决定哪些信道用于业务和控制(或信标)信息。

在商业的或办公室无绳电话系统中，例如DECT系统中，在单独的室内网的基站之间仍旧可以有一定程度的交互性。虽然在商业系统(如DECT)中的无线基站是尽可能地自主的，但它们在网络内仍要在时间上松散地同步，以便允许从一个基站越区切换到另一个基站。网络功能是在基站控制器中执行的。为了越区切换的目的，重要的是来自不同基站的信标要在有限时间窗口内到达移动终端，以便在通信的空闲帧期间被扫描。在专用的住宅系统中，例如无绳电话系统中，无绳电话的无线基站仅仅形成一个被连接到PSTN的单独的专用网，典型地不与其它的私人住宅基站(如邻居的基站)进行通信或同步。在室内无线电系统中，无线基站本身寻找用于运行的信道。这些信道优选地应当不和其它的靠近的无线基站相干扰。所以，无线基站在其开始发射以前寻找最低干扰量的信道(最安静的信道)。可以进行周期性的测量来确保基站保持在最小干扰的信道上。

传统的模拟无线电话系统通常采用被称为频分多址(FDMA)的系统来产生通信信道。事实上，如本领域技术人员所熟知的，无线电话通信信号(是被调制的波形)典型地是在载频频谱中的预定频带上被传送的。这些分立的频带被用作为蜂窝无线电话(移动终端)通过服务于小区的基站或卫星而与小区进行通信的信道。在美国，例如，联邦政府已把一段UHF频谱分配给蜂窝通信，这段UHF频谱又被划分为成对的窄频带，称为EIA-553或IS-19B的系统。信道成对是由于频率双工安排所要求的，其中在每对信道中发射和接收频率相差45MHz。在美国，现在有832个30kHz宽的射频信道分配给蜂窝移动通信。

当用户数目增加时，可供使用的频带数目上的限制提出了几种挑战。蜂窝无线电话系统中增加用户数目需要更有效地利用有限的可利用的频谱，以便在保持通信质量的同时能提供更多的总的信道。这个挑战因为用户不一定均匀地分布在系统的小区中间而被加强了。在任何给定的时间，对于特定的小区可能需要更多的信道来处理潜在地更高的本地用户密度。例如，在城市地区的小区在任何一个时间可以想象地要包含成百上千的用户，这很容易耗尽小区内可提供的频带数。

为此，传统的蜂窝系统采用频率复用来增加每个小区内的潜在的信道容量，以及增加频谱效率。频率复用涉及分配频带给每个小区，采用相同频率的小区在地理上是分开的，以便允许在不同小区内的无线电话同时使用相同的频率而不会互相干扰。通过这种做法，好几千用户可以由只有几百个频带的系统提供服务。

可以进一步提高信道容量和频谱效率的另一种技术是时分多址(TDMA)。TDMA系统可以通过把在传统的FDMA系统中采用的频带划分为顺序的时隙来实现。虽然在各个频带上的通信典型地发生在包括多个时隙的共同的TDMA帧上，但是，在每个频带上的通信可以按照独特的TDMA帧发生，其时隙是该频带独有的。采用TDMA的系统的例子是在美国采用的双模拟/数字IS-54B标准，其中EIA-553的每个原先的频带被划分为3个时隙，以及另外的例子是欧洲GSM标准，它把每个频带划分为8个时隙。在这些TDMA系统中，每个用户通过使用分配给用户的在时隙期间发射的数字数据突发来和基站通信。