[发明专利]多模式通信系统及其通信方法

说明书

本发明涉及包括至少一个中心单元和多个远程单元的一个通信系统，这个通信系统利用一个共享的频带。

包括至少一个中心单元和多个远程单元的通信系统通常使用频谱或者频带中相互分开的部分来用于上行链路(远程单元发送到中心站)和下行链路(中心站发送到远程单元)的传送。这样一个系统的一个典型示例是全球移动通信系统(GSM)，其中上行链路和下行链路传送所使用的频带相距45MHz。

使用相互分开的频带的一个主要缺点是需要为上行链路和下行链路传送所需频谱进行一个固定的分配，而固定的频谱分配并不方便和灵活。

在许多系统中，在上行链路和下行链路之间的业务量分配随着时间发生很显著的改变。所以，在每一个方向上进行一个固定的频谱分配就需要分别考虑在上行链路和下行链路上的最坏的情形，尽管总的业务量可能会比两个方向上最坏情形的和少得多。如果在上行链路和下行链路上可以进行动态地频谱分配，就可以大大改善频谱使用的效率。

作为一个示例，正如所认识到的，在将来的通用移动通信系统(UMTS)中，在上行链路和下行链路上的业务量分布随时间的改变将非常的大。结果，正如所讨论的，如果UMTS空中接口能够在上行链路和下行链路方向上动态地共享频谱，那将是非常有利的。

在通信系统中区分不同的无线信号可以使用不同的时间，不同的频率，不同的码，或者及其组合来实现。但是，当在上行链路和下行链路方向上共享相同的频谱时，如果在所希望的信号和不希望的信号之间的功率变化很大时，其区分就变得异常的困难。一个典型的示例是一个远程单元位于覆盖区域的边缘的一个情形，由此这个远程单元从这个中心站所接收的信号很弱。同时，一个附近的远程单元可能会使用一个很高的功率电平向这个中心站进行发送，因为这个远程单元也位于覆盖区域的边缘，由此产生了一个很强的干扰信号。

如果信号在时间上是分开的，例如在一个时分多址(TDD)的方法中，干扰可以被限制到没有被当前远程单元所使用的时间间隔期间，所以信号的分隔是非常有效的。但是，因为在发送和接收之间需要一个保护时间，所以使对任何超过非常小的小区(典型地，小于1公里)来说，一个时分的方法是不实际的。频分复用需要对不希望出现的信号有一个很大的衰减，这是因为信号之间的功率变化很高，而这对滤波器提出了很高的要求，从而要求使用大的和昂贵的滤波器。类似地，因为信号之间的功率变化很大，码分复用也需要对不希望出现的信号有很大的衰减，而这导致需要非常长的码，而这使接收器的设计变得非常的复杂。

所以，需要一个新发明来实现在上行链路和下行链路方向上的频谱共享。

根据本发明，提供了包括一第一中心站，多个远程单元，和用于向多个远程单元提供通信服务的一个频谱的一个通信系统，这个通信系统包括：使用第一发送方法，在第一方向上，使用这个频谱的第一部分来在第一中心站和第一远程单元之间进行发送的装置；这个通信系统的特征是包括：使用第二发送方法，在第二方向上，使用这个频谱的第一部分在这个中心站和第二远程单元之间同时进行发送。

不同的发送方法的优选特征是：一个发送方法的信号能量优选在时间和频率域中是分散的，而另一个发送方法的信号能量在频率和时间域内是集中的。

根据本发明的一个特征，分布的能量信号的分布可以是不均匀的，由此可以以最小的交叉方向上的干扰将信号能量集中在某些频率上。根据本发明的另一个特征，可以向多个远程单元这样分配频谱，以使使用频谱的共享部分进行上行链路和下行链路发送的远程单元在地理上是分开的，由此增加远程单元之间的最小耦合损耗，这样来减小干扰。

根据本发明的第二个方面，提供了一个方法来在包括一第一中心站，多个远程单元，和用于向多个远程单元提供通信服务的一个频谱的一个通信系统中进行通信，这个方法包括步骤：使用第一发送方法，在第一方向上，使用这个频谱的第一部分来在第一中心站和第一远程单元之间进行发送；和这个方法的特征是包括步骤：使用第二发送方法，在第二方向上，使用这个频谱的第一部分在这个中心站和一第二远程单元之间同时进行发送。

图1是本发明是应用的一个典型的通信系统的一个示例。

图2是在一个优选实施方式中，用于上行链路和下行链路业务的频带分配的一个示例图。

图3是一个远程单元的一个优选实施方式的一个示例。

图4是根据本发明，信号能量是分散的或者是集中的一个示例。

图5是能量分散的信号中，信号能量分布不均匀的一个示例。

图6是将共享频带中的信道分配到多个远程单元的一个优选示例。