專利名稱：提供同步通信環(huán)境的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻(RF)通信系統(tǒng)，具體涉及提供同步通信環(huán)境的方法和裝置。
在無線通信系統(tǒng)中，業(yè)已為增加頻譜的利用作出了努力，以顧及給定頻帶的大量用戶。用以增加頻譜效率的一種技術(shù)的一個實例是頻分多址(FDMA)技術(shù)。在常規(guī)的FDMA系統(tǒng)中，一個給定的頻帶被劃分成為許多信道，每個信道由一個用戶占用。一個FDMA系統(tǒng)也可以是一個時分雙工(TDD)系統(tǒng)其中，一個給定的射頻信道可用于在時間上分隔開的正向和反向的通信。
其它的技術(shù)包括有數(shù)字多址通信系統(tǒng)。一種這樣的常規(guī)的用以增加頻譜利用效率的數(shù)字多址技術(shù)是時分多址(TDMA)技術(shù)。在TDMA系統(tǒng)中，用于發(fā)送信號的每個信道被劃分成為多個時隙，每個時隙可指配給一個不同的呼叫。TDMA系統(tǒng)也可采用TDD技術(shù)。據(jù)此，在一個信道或頻率上可以同時發(fā)送多個呼叫。
最后，增加頻譜效率可以用擴展頻譜技術(shù)以慢頻跳頻系統(tǒng)或直接序列CDMA碼分多址系統(tǒng)的形式來實現(xiàn)。在慢頻跳頻系統(tǒng)中，信號的載頻以接收機中預先知道的一種偽隨機序列在一個寬的可能頻率范圍內(nèi)按一種預定的速率來改變。通常，擴展頻譜技術(shù)可減小有意的或無意的干擾影響。直接序列CDMA系統(tǒng)允許多個用戶共享同一頻譜，其中每個用戶都被指配一個獨特的偽噪聲碼序列。信號由接收機預先知道的寬帶寬的偽噪聲序列來擴展。
在具有多個基站的數(shù)字多址通信系統(tǒng)中，在基站之間必須有某種協(xié)調(diào)，以保證基站能正確地同步。如果基站是公共系統(tǒng)的一部分且實際上被連接，則使基站同步是可以做到的。然而，如果基站是公共系統(tǒng)的一部分，則實際上未被連接的基站必須被同步，如果基站在公共頻率上獨立地工作，則基站必須通信以達到正確地同步。據(jù)此，現(xiàn)在需要一種能使工作在數(shù)字多址通信系統(tǒng)內(nèi)的基站同步的方法和裝置。


圖1示出一種具有耦合到公共系統(tǒng)電話網(wǎng)上的多個基站的無線通信系統(tǒng)的平面圖。
圖2示出一個無線基站或手機的電路方框圖。
圖3示出用以確定基站的主和從目的地并在圖1所示的無線通信系統(tǒng)中建立鏈的優(yōu)選步驟的流程圖。
圖4示出用以在慢頻跳頻系統(tǒng)中確定可應用的變址的優(yōu)選步驟的流程圖。
圖5示出無線通信系統(tǒng)中重疊基站的協(xié)調(diào)的網(wǎng)絡拓撲圖。
圖6示出圖5所示的鏈路反向期間基站協(xié)調(diào)的通用步驟的流程圖。
圖7示出用于協(xié)調(diào)基站的、具有多個同步時隙的空中接口協(xié)議的第一實施例。
圖8示出用以協(xié)調(diào)具有圖7所示的空中接口協(xié)議的基站的詳細流程圖。
圖9示出用于協(xié)調(diào)基站和手機的、具有一個同步時隙和一個空白時隙的空中接口協(xié)議的第二實施例。
圖10示出協(xié)調(diào)具有圖9所示空中接口協(xié)議的基站的詳細流程圖。
圖11示出用于具有同步源的基站的數(shù)字鎖相環(huán)工作流程圖。
在一個數(shù)字多址通信系統(tǒng)中，工作在另一個基站范圍內(nèi)的每個基站必須被同步，以防止干擾。本發(fā)明提供了在通信環(huán)境內(nèi)的同步通信，其中多個基站適合于工作在相同頻率上。具體地說，基站例如住宅基站必須被協(xié)調(diào)，以盡量減小與其它的基站的干擾，否則獨立地工作。按照本發(fā)明，在一個系統(tǒng)中工作的每個基站要判斷，工作在相同頻率上的另一個基站是否處在范圍之內(nèi)?；局械囊粋€基站將承擔作為主基站的作用，而其余的基站與該主基站同步。用以使基站同步的優(yōu)選方法也在本文中公開了，該方法包括信令協(xié)議、同步鏈路建立以及建立同步鏈路的避免碰撞技術(shù)。
首先，參看圖1，圖中示出一個無線通信系統(tǒng)102。該無線通信系統(tǒng)102具有多個基站104，每個基站都提供一個射頻覆蓋區(qū)108，并且都可以耦合到一個公共系統(tǒng)電話網(wǎng)(TELCO)106上。然而，可以理解，本發(fā)明的電路和方法也可以在具有不耦合到公共系統(tǒng)電話網(wǎng)上的基站的無線通信系統(tǒng)中實施?；究梢栽谝粋€獨立的電話網(wǎng)中耦合在一起，或可以是偶然工作在相同頻帶內(nèi)的獨立單元。每個基站也適合于與一個或多個手機110通信。最后，每個基站能與范圍內(nèi)的另一個基站來利用射頻信號來通信。
現(xiàn)在，參照圖2，該圖示出一個基站或手機的電路方框圖。在優(yōu)選實施例中，一個ASIC(專用集成電路)201和一個微處理器203相結(jié)合，以產(chǎn)生圖7和圖9所示的通信協(xié)議。其中ASIC201例如是MDA08技術(shù)中的一個CMOS ASIC或是從Motorola公司購得的H4C，微處理器203例如是從Motorla公司購得的微處理器68HC11。ASIC201最好包括一個獨立的檢索機構(gòu)(separatesearch engine)，按照本發(fā)明用以檢測一個第二同步源。這個獨立的搜索機構(gòu)可以是一個獨立的數(shù)字鎖相環(huán)路(DPLL)或是一個過取樣互相關(guān)器。數(shù)字鎖相環(huán)路在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是公知的，它的一個實例可以從Malek的題目為“數(shù)字鎖相環(huán)路”、1976年9月28日公布的美國專利3,983,498中找到。該專利的全部內(nèi)容在這里引以作為參考。過取樣互相關(guān)器的一個實例可以從Weigand的題目為“用一個非相干接收機實時解調(diào)GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)信號的方法和裝置”、1992年5月26日公布的美國專利5,117,411中找到。它由提出該專利的全部內(nèi)容在這里也引以作為參考。
微處理器203配合應用RAM205、EEPROM207和ROM209，在優(yōu)選實施例中歸并成組件211，用以執(zhí)行產(chǎn)生協(xié)議所需的步驟，并實現(xiàn)通信單元的其它功能，諸如寫入顯示器213，從鍵盤215上接收信息，以及控制頻率合成器225。ASIC201處理經(jīng)音頻電路219做過從話筒217到揚聲器221轉(zhuǎn)換的音頻信號。有些消息字段是由A-SIC201構(gòu)成的，并由音頻電路219，微處理器203和由ASIC201構(gòu)成的來聚集ASIC201產(chǎn)生消息幀，并將它傳送給發(fā)射機223。發(fā)射機223利用由頻率合成器225產(chǎn)生的載波頻率，按照由微處理器203為系統(tǒng)所選擇的和直接控制的跳頻方式、通過天線229進行發(fā)射。由通信單元的天線229所接收的信息進入接收機227，該接收機227利用來自頻率合成器225的載波頻率、并按照為該系統(tǒng)所選擇的跳頻方式對含有消息幀的符號進行解調(diào)。然后，ASIC203將接收的消息幀解析成為它的各組成部分。如果圖2的電路設(shè)在一個住宅基站內(nèi)，則該基站的音頻電路可以耦合到TELCO網(wǎng)233上。
參照圖3的流程圖，該圖示出用以判斷在具有工作在基站相互的范圍之內(nèi)多個基站的一個無線通信系統(tǒng)中一個具體的基站是否是一個主基站的優(yōu)選步驟。本發(fā)明的該方法最好用在一個個人無繩基站中，例如住宅基站或辦公室基站，還可以用在任一個使用無線基站的系統(tǒng)中。
在步驟302，該基站接通電源，并在步驟304，鎖定于頻率f0上。在步驟306，該基站判斷是否檢測到同步和循環(huán)冗余校驗(CRC)信號。如果該信號已被檢測到了，則在步驟308該基站跟隨跳頻序列。因跳頻系統(tǒng)在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，故對其應用不再贅述。在步驟310，基站判斷是否監(jiān)聽到一個信標。這個信號可能是由另一個信號源產(chǎn)生的信標消息，或是由另一個信號源例如一個手機或基站產(chǎn)生的通信話務。如果在步驟310未檢測到信標，則在步驟312該基站擔當主基站的作用，并在步驟314上承擔正常工作。作為一個主基站，該基站將在各種頻率之間進行跳頻，而其它基站將要維持與該主基站同步(亦即跟隨相同的頻率跳躍型式，但與主基站不同相，在不同的跳頻變址(different hop index)上)。
然而，如果在步驟310基站檢測到信標，則在步驟316該基站擔當起從屬基站的作用，并實施數(shù)字鎖相環(huán)路(DPLL)。在步驟318該基站承擔正常工作，并在步驟320判斷它是否與主基站失去同步。如果該基站已失去同步，則在步驟322它判斷它是否處在呼叫中。如果該基站不處在呼叫中，則在步驟304它被鎖定在頻率f0上。如果該基站是處在一個呼叫中，則在步驟324它監(jiān)聽一個可能的主基站。如果在步驟326該基站檢測到另一個主基站，則在步驟316它擔當起從屬基站的作用。優(yōu)選方法用于檢測基站的將參照圖7至圖10再詳細描述。如果未檢測到主基站，則在步驟312該基站擔當起主基站的作用。
參照圖4，該圖示出圖3中用于跟隨跳頻序列的優(yōu)選步驟308。在步驟402，將跳頻變址、亦即偏置到具有第一個信道開始的諸多信道的一個預定序列設(shè)定為等于零。在步驟404，基站掃描下一個變址(按序起始第二個信道的相同序列信道)，并在步驟406判斷所有信道的接收機信號強度指示(RSSI)是否都小于預定閥值。如果所有信道的RSSI都小于一個預定閾值，則在步驟408該基站存儲一個指示，該指示表明變址N具有零占用信道。如果在步驟406判斷所有信道的RSSI并非小于一個閾值，則在步驟410該基站指示已占用的信道的數(shù)目。
在步驟412，該基站判斷具有零占用信道的三個變址是否可應用。如果有三個變址可應用，則在步驟414該基站選擇第一個變址，并在步驟416承擔正常工作。如果三個變址都不能應用，則在步驟418該基站判斷所有變址是否都被掃描了。如果所有變址沒有全被掃描到，則在步驟404該基站掃描下一個變址。如果所有變址都掃描到了，則該基站根據(jù)具有RSSI值大于一個預定閥值的已占用信道的最小數(shù)目采用最佳的可應用的變址。三個變址可被應用來組成一個次最佳變址表。如果在一個呼叫期間變址出錯了，則可以發(fā)送一個請求，來改變變址。次最佳變址表可以周期性地更新，這取決于無線電波資源和其它限制因素。盡管上面對RSSI判斷作了說明，但用RSSI來評價信道質(zhì)量只是給出來作為例子用以判斷信號質(zhì)量的任何其它方法都可在本發(fā)明的范疇內(nèi)應用。
參照圖5，該圖示出按照本發(fā)明在相互范圍內(nèi)的基站同步的定時圖。圖中示出在時間t1，原來的主基站A1和B1互相不在范圍內(nèi)。其它基站(A2至A5)進入原來的主基站A1的范圍內(nèi)，并按照圖6所述步驟它們同步而組成一個同步鏈。類似地，基站B2和B3進入原來的主基站B1的范圍，以組成另一個同步鏈。
參照圖6，圖中示出同步基站的各別鏈的方法。鏈的增長可以發(fā)生在基站之間(即根據(jù)信標消息，每個基站脫離開對另一個基站的同步(參見圖7和圖8))，或是一個較動態(tài)的鏈，該鏈具有檢測出信標消息或與另一個基站關(guān)聯(lián)的手機話務的基站，以組成一個鏈(參見圖9和圖10)，雖然，圖6所示的建立鏈的一般概念可適用于形成一個同步鏈的任一種方法，但為了便于理解，下面將分別說明每種配置結(jié)構(gòu)的一般實施。
具體地說，在基站之間形成的同步鏈是在步驟602開始的，其中，根據(jù)如圖3所示的步驟，一個基站在接通電源時將同步到一個已有的基站上。一個基站也可以處在兩個同步源范圍內(nèi)并檢測兩個同步源。在步驟604，基站判斷是否檢測到了從一個非同步的基站來的第二信標消息。如果未檢測到這種信標消息，則在步驟606該基站繼續(xù)同步于已有的主基站。然而，如果檢測到從一個基站來的第二信標消息，則在步驟608該基站同步到該檢測到的非同步的基站上。該基站慢慢地遷移向其它的基站，以避免通信中的任何中斷。在步驟610該基站判斷同步是否完成了。如果同步未完成，則在步驟608該基站繼續(xù)慢慢地移向其它的基站。如果同步完成了，則在步驟612該基站將承擔正常工作。然后，在步驟614上該基站將判斷是否接收到了相同的同步分配。如果接收到了相同的同步分配，則在步驟612該基站承擔正常工作。否則，在步驟604上該基站將檢查第二信標信號或非同步的手機話務。移向另一個基站的一種方法下面參考圖11予以說明。
利用A1-A5鏈作為一個例子，在時間t1，基站A1作為一個原始的主基站而存在。然后，第二基站A2接通電源，檢測A1并同步到A1上。第三基站A3接通電源。按照本發(fā)明圖3所示，基站A3檢測到基站A2的同步源并同步到該同步源上。當其它基站A4、A5接通電源并同步到該鏈時，該鏈繼續(xù)建立下去?？傊斠粋€基站附加到該鏈的兩端之一時(即它被接通電源而搜尋一個主基站時)，該基站會同步到該鏈上。
在時間t2，兩個同步鏈相遇，將組成同步的基站C1-C9的一個鏈。使兩個基站鏈橋結(jié)起來的新基站(在時間t2時被指定為基站C4)將檢測到一個第一基站同步到該基站上。盡管C4處于C3或C5的范圍內(nèi)，并能檢測到C3或C5，但可以使用任一種避免碰撞技術(shù)，來確定C3將同步到哪一個基站上。下面要詳細說明，該基站不履行責任(olefault)而同步到兩個基站之一。不履行責任的方法將由同步協(xié)議來決定。本例子中假定C4首先同步到C5上，然后C3(它本已同步于C2)將檢測第二基站(C4)，C4現(xiàn)在不同步將來同步到那個基站上。然后，C2(它本已同步于C1)將檢測一個第二同步源，出自基站C3同步源的第二同步源不同步C3，C2將同步到C3上。最后，C1得到不同步于C2而將同步到C2上，完成同步鏈反向。這樣，C1放棄了主基站的地位。據(jù)此，本發(fā)明的方法能使同步鏈被組成，特別是當兩個同步鏈碰撞時，能使得單一的同步鏈被形成。
類似地，參看圖5和圖6，圖中示出根據(jù)對信標信號和手機話務的檢測來產(chǎn)生同步鏈。雖然，當有電源接通到基站上時，該基站將發(fā)射信標信號，但當一個基站處于呼叫中時，“接通電源“一詞是指手機話務的傳輸。在步驟604，基站判斷是否檢測到信標信號或非同步的手機話務。如果信標信號或非同步的手機話務都檢測不到，則在步驟606該基站保持于環(huán)路中。然而，如果檢測到了信標信號或是非同步的手機話務，則在步驟608該基站同步到該檢測到的基站上。該基站慢慢地移向檢測到的基站，以避免通信中有任何的中斷。然后，在步驟610該基站判斷同步是否完成了。如果同步?jīng)]有完成，則在步驟608該基站繼續(xù)慢慢地移向這個其它同步源。如果同步完成了，則在步驟612該基站承擔正常工作。然后，在步驟614該基站判斷是否接收到相同的同步配置。如果接收到相同的同步配置，則在步驟612該基站承擔正常工作。否則，在步驟604上該基站將檢查第二信標信號或非同步的手機話務。
再以A1-A5鏈為例，A1這個基站作為原始的主基站而存在。基站A2接通電源后，從A1上檢測到一個信標信號并同步到A1上。然后，另一個基站A3接通電源。按照本發(fā)明的操作，如果A2處在呼叫中，則A3檢測到A2的手機話務并同步到A2上。A3發(fā)射出一個信標。然后，基站A4接通電源并與基站A3同步。如果另一個基站(A5)接通電源，它將同步到基站A4的手機話務上?？傊?，基站對信標信號或是手機話務進行檢測，并同步到該信標信號或手機話務的同步源上并組成鏈。
在時間t2，兩個同步鏈將相遇，組成一個由同步的基站C1-C9的單個鏈。使兩個鏈橋結(jié)起來的基站(在時間t2時被指定為C4)將同步到兩個基站之一上。盡管基站C4處在C3和C5的范圍內(nèi)并能檢測到C3或C5，但可以使用任一種避免碰撞技術(shù)來確定C3將同步到哪一個基站上。在本例子中假定手機C4首先同步于C5，然后，C3檢測到C4的信標信號或手機話務，它們不同步，但將同步C4。C2隨后檢測出自C3同步源的第二同步源，它不同步于(C3)，但C2將同步到C3上。最后，C1將不同步于C2，但它將同步到C2上，以完成同步鏈反向。這樣，C1放棄了主基站的地位。
現(xiàn)在考慮用于同步通信單元的協(xié)議，參照圖7至圖10來詳細說明同步通信單元的優(yōu)選方法。首先看圖7，該圖示出同步基站的一個空中接口協(xié)議。如圖7中所示，在基站之間最好發(fā)射出基本幀和冗余幀的702和704。具有基本幀和冗余幀、用以維持頻率和比特同步的一種方法和裝置在Pickert等人1993年5月18日公布的題為“數(shù)字通信信令系統(tǒng)”的美國專利5,212,715中說明了。參看具體的時隙，幀702包括有一個供合成器鎖相時間用的時隙706。隨后的四個時隙用于傳輸正向基本和正向冗余數(shù)據(jù)字段及反向基本和反向冗余數(shù)據(jù)字段。具體地說，時隙708用作正向(基站到手機)基本數(shù)據(jù)時隙，時隙710用于正向冗余數(shù)據(jù)字段，時隙712用于反向(手機到基站)基本數(shù)據(jù)字段，而時隙714用于反向冗余數(shù)據(jù)字段。時隙716是合成器鎖相時間時隙。隨后的兩個時隙是信標時隙，即稱作時隙A的時隙718和稱作時隙B的時隙720。信標時隙用來發(fā)射一個基站同步字段，用它去同步諸多基站。一個信標消息可以含有在信標時隙上發(fā)射出的許多信標信號。信標時隙A和信標時隙B將參照圖8作出詳細說明。
如圖7所示，基本幀702中的正向基本時隙708也在冗余幀704中的正向冗余時隙726內(nèi)發(fā)射。也就是，冗余時隙內(nèi)含有與先行幀中基本時隙配對的信息。類似地，基本幀702的反向基本時隙712也在冗余幀704的反向冗余時隙730內(nèi)發(fā)射?；竞腿哂鄶?shù)據(jù)字段內(nèi)的傳輸運作在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，不再贅述。然而，可以理解，按照本發(fā)明，不需要使用發(fā)射冗余時隙的系統(tǒng)，可以只發(fā)射一個單獨幀。
圖7還示出用于正向或反向傳輸又或者用于兩個方向中一個基本時隙或冗余時隙的數(shù)據(jù)時隙的優(yōu)選時隙結(jié)構(gòu)。圖中示出的一個數(shù)字控制信道(DCCH)字段750的優(yōu)選字段。每一個DCCH數(shù)據(jù)時隙包含一個斜坡/防護(R/G)字段754、前置字段756、同步字段758、數(shù)據(jù)字段760、循環(huán)冗余校驗(CRC)字段762和R/G字段764、圖中還示出一個數(shù)字話務信道(DTC)752。前置字段代表一個用以標識基站的標志信號。在反向信道中，標志信號可標識手機。每個DTC數(shù)據(jù)時隙包含一個R/G字段766、同步字段768、慢關(guān)聯(lián)的控制信道(SACCH)770、CRC字段772、聲碼器有效負載字段74和R/G字段776。雖然，圖7表示了優(yōu)選的數(shù)據(jù)字段協(xié)議，但在本發(fā)明的范疇內(nèi)也可以發(fā)射附加的字段或少些的字段。
參看圖8，該圖示出使用圖7中空中協(xié)議用以同步基站的優(yōu)選步驟。具體地說，在步驟804基站判斷在時隙A或時隙B上是否收到一個信標消息。如果在時隙A或時隙B上都未收到信標，則在步驟806該基站成為一個同步主基站，并在時隙A內(nèi)發(fā)射一個信標消息。然后，在步驟808該基站監(jiān)測反相的同步源。如果檢測不到反相的同步源，則在步驟804該基站繼續(xù)判斷在時隙A或時隙B是否收到一個信標消息。如果在步驟808上檢測到一個反相的同步源，則在步驟810該基站同步到這一別的基站上而成為一個從基站。然后，在步驟812該基站判斷是否繼續(xù)接收到相同的同步配置(也就是，相同的、先前檢測到的同步源是所檢測到的唯一的同步源)。如果繼續(xù)接收到相同的同步配置，則在步驟810該基站同步到這一別的基站上而成為一個從基站。
然而，如果在步驟812接收到一個新的同步配置，則在步驟804該基站判斷在時隙A或時隙B上是否檢測到一個同步源。如果在步驟814判斷在時隙A上但不在時隙B上得到一個同步源，則在步驟816該基站作為一個從基站同步于時隙A內(nèi)，并在時隙B上再發(fā)射一個信標信息。如果在步驟818繼續(xù)接收到原來的同步配置，則該基站作為從基站繼續(xù)同步于時隙A，并在時隙B再發(fā)射。然而，如果不繼續(xù)接收到原來的同步配置，則在步驟808該基站檢測反相的同步源。
如果在步驟820該基站在時隙B上但不在時隙A上檢測到一個信標，則在步驟822該基站作為一個從基站同步于時隙B內(nèi)，并在時隙A再發(fā)射一個信標消息。如果在步驟824繼續(xù)接收到原來的同步配置，則該基站作為從基站繼續(xù)同步于時隙B，并在時隙A再發(fā)射。然而，如果不繼續(xù)到原來的同步配置，則在步驟808該基站檢測反相的同步源。
最后，如果在步驟825對時隙A和時隙B兩者都檢測到一個同步源，則該基站同步于兩個時隙之一上。作為例子，在步驟826可同步于一個預定(default)時隙(例如時隙A)內(nèi)。如果在步驟828繼續(xù)接收到原來的同步配置，則該基站作為從基站繼續(xù)同步于時隙A內(nèi)。否則，在步驟808該基站檢測反相的同步源。
總之，基站對兩個信標時隙進行監(jiān)測以檢測非同步的同步源。如果在兩個信標時隙中都檢測不到信標信號，則該基站起主基站的作用。如果該基站在兩個信標時隙之一中檢測到一個信標信號，則該基站同步到那個基站上，并在另一個信標時隙上再發(fā)射一個信標信號，以使另外的基站能同步到它上面。如果某個基站在時隙A和時隙B兩者上同時檢測到一個信標(也就是，一個信標來自兩個基站)，則該基站將同步到兩個基站之一上。這兩個基站的另一個則檢測到那個基站發(fā)出的同步而同步到該基站上。因此，各別的鏈路的全部基站得以同步。
參看圖9，該圖示出用以在一個鏈中同步諸基站的空中接口協(xié)議的另一種實施例。如圖9中所示，幀902包括一個用于合成器鎖相時間的時隙906。隨后的四個時隙是正向基本和正向冗余數(shù)據(jù)字段及反向基本和反向冗余數(shù)據(jù)字段。具體地說，時隙908是正向(基站到手機)基本數(shù)據(jù)時隙，時隙910用于正向冗余數(shù)據(jù)字段，時隙912用于反向(手機到基站)基本數(shù)據(jù)字段，時隙914用于反向冗余數(shù)據(jù)字段。還包括至少一個空白時隙916，以容許在另一種實施例中檢測手機話務。時隙918是合成器鎖相時間時隙，它后隨有稱為信標時隙的單一個時隙918。該信標時隙的作用將參照圖10作詳細說明。盡管如圖7所示最好在基站之間兼發(fā)射基本幀902和冗余幀904，但也可以只發(fā)射單一個時間幀。還有，圖7中示明的DCCH和DTC數(shù)據(jù)字段也可以使用于這另一種實施例中。
參看圖10，圖中示出使用圖9中帶有至少一個空白時隙和單個信標時隙的空中協(xié)議時，在另一種實施例中用以同步諸基站的優(yōu)選步驟。在步驟1004，如果在信標時隙中檢測不到信標，并在空白時隙中檢測不到非同步的手機話務，則在步驟1006該基站成為同步主基站，并在信標時隙上發(fā)射一個信標消息。然后，在步驟1008該基站在空白時隙上監(jiān)測反相的同步源。如果檢測不到反相的同步源，則在步驟1004該基站繼續(xù)判斷在信標時隙上是否得到一個信標消息，或是在空白時隙上是否檢測到非同步的手機話務。如果在步驟1008檢測到一個反相的手機同步源，則在步驟1010上該基站慢慢地移向這一別的同步源，并作為一個從基站同步到該手機上。然后，在步驟1012該基站判斷是否繼續(xù)接收到相同的同步配置。
然而，在步驟1012如果接收到一個新的同步配置，則在步驟1004上該基站判斷在信標時隙上是否得到一個信標消息，或是在空白時隙上是否檢測到非同步的手機話務。如果步驟1014在信標時隙上檢測到一個信標消息，而在空白時隙上檢測不到非同步的手機話務，則在步驟1016該基站作為一個從基站而同步到信標時隙上。如果在步驟1018繼續(xù)接收到原來的同步配置，則該基站作為一個從基站繼續(xù)同步在信標時隙上。然而，如果不繼續(xù)接收到原來的同步配置，則在步驟1008該基站監(jiān)測反相的同步源。
如果步驟1020該基站在空白時隙上檢測到非同步的手機話務而在信標時隙上檢測不到信標，則在步驟1022該基站作為一個從基站同步到空白時隙上。如果在步驟1024繼續(xù)接收到原來的同步配置，則該基站作為一個從基站繼續(xù)同步在空白時隙上，并在信標時隙上再發(fā)射。然而，如果接收不到原來的同步配置，則在步驟1008該基站監(jiān)測反相的同步源。
最后，如果步驟1025在信標時隙上檢測到一個信標消息，并在空白時隙上檢測到手機話務，則在步驟1026該基站作為一個從基站同步到信標時隙上。如果在步驟1028繼續(xù)，接收到原來的同步配置，則該基站作為一個從基站繼續(xù)同步在信標時隙上。否則，在步驟1008該基站監(jiān)測反相的同步源。
總之，另一個實施例公開了基站，該基站在信標時隙上監(jiān)測信標信號，在空白時隙上監(jiān)測手機話務，以檢測非同步的同步源。如果在信標時隙上檢測不到信標信號，在空白時隙上檢測不到手機話務，則該基站起主基站的作用。如果該基站在信標時隙上檢測到一個信標信號，或是在空白時隙上檢測到手機話務，則該基站同步到那個基站上。如果檢測到了手機話務，則該基站在信標時隙上又再發(fā)射一個信標信號，以使得另外的基站能同步到它上面。如果某基站在信標時隙上檢測到一個信標，并在空白時隙上檢測到手機話務，則該基站將同步到兩個基站之一上，最好同步到所檢測到的信標時隙上。這兩個基站的另一個則檢測到那個基站發(fā)出的同步而同步到該基站上。因此，單獨的鏈的全部基站得以同步。
參看圖11，該圖公開應用一個DPLL，用以達到或維持同步的優(yōu)選方法。具體地說，在步驟1104，建立一個時隙作為同步源。然后，在步驟1106該基站判斷是否接收到一個信標。如果接收到一個信標，則在步驟1108該基站將判斷早先是否接收到此信標。如果早先接收到此信標，則在步驟1110該基站將發(fā)射一個幀，它具有一個N-1比特的防護帶。然而，如果早先未接收到此信標，則在步驟1112該基站將發(fā)射一個具有N+1比特的防護帶。盡管圖11的方法是用以維持同步的一種方法，但應當知道，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的其它方法也可以使用來維持同步。
總之，對于其中多個基站適合于工作在相同頻率上的通信環(huán)境，本發(fā)明提供出同步通信的方法。具體地說，諸如住宅基站之類的基站，必須協(xié)調(diào)到與那些否則會獨立地工作的其它基站之間干擾最小。按照本發(fā)明，工作在一個系統(tǒng)中的每一個基站要判斷工作在相同頻率上的另一個基站是否處在覆蓋范圍之內(nèi)。諸多基站之一將承擔主基站的作用，而其余的基站則將同步到該主基站上。本文還公開了用以同步這些基站的優(yōu)選方法包括信令協(xié)議和避免碰撞技術(shù)。
雖然，上面的說明中通過實例表述了特定的實施例，但修改和別的實施例都落在本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)。本發(fā)明由下面的權(quán)利要求書加以限定。
權(quán)利要求
1.一種射頻數(shù)字多址通信通系統(tǒng)，它適合于工作在另一個射頻數(shù)字多址通信系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)，該種射頻數(shù)字多址通信系統(tǒng)其特征在于一個基站，它包括一個發(fā)射機用以發(fā)射通信信號，所述通信信號中含有一個信標信號；一個用接收機，用以接收其中包含有一個信標信號的通信信號，該通信信號是由工作在所述射頻數(shù)字多址通信系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的另一個基站發(fā)射的；至少一個便攜通信裝置，適合于與所述基站通信。
2.一種射頻數(shù)字多址通信系統(tǒng)，它具有多個適合于工作在相互覆蓋范圍內(nèi)的基站，其特征在于每個基站包括一個發(fā)射機用以發(fā)射通信信號，所述通信信號中含有一個信標信號；一個接收機，用以接收其中含有一個信標信號的通信信號，該通信信號是由工作在所述射頻數(shù)字多址通信系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的另一個基站發(fā)射的。
3.一種時分多址(TDMA)通信系統(tǒng)，它適合于工作在具有相同通信協(xié)議、運行于相同頻帶中的另一個TDMA通信系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)，該TDMA通信系統(tǒng)其特征在于一個個人無繩基站，它包括一個發(fā)射機，用以發(fā)射通信信號，所述通信信號中含有一個基站同步字段；一個接收機，用以接收其中含有一個基站同步字段的通信信號，該通信信號是由工作在TDMA通信系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的一個第二個人無繩基站發(fā)射的；至少一個便攜通信裝置，適合于與所述個人無繩基站通信。
4.一種用以發(fā)射通信信號的通信裝置，其特征在于用以產(chǎn)生一種具有時隙結(jié)構(gòu)的消息幀的電路，它包括(i)合成器鎖相時間時隙；(ii)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€時隙；(iii)用于使工作在一個通信系統(tǒng)中的基站同步的一個信標時隙；一個發(fā)射機，用以發(fā)射所述消息幀，一個接收機用以接收消息幀。
5.一種用以在一個無線基站中建立通信的方法，所述無線基站適合于與至少一個遠處的通信裝置進行通信，所述方法其特征在于包括以下步驟在所述無線基站加電后監(jiān)聽一個信標信號；如果接收不到一個信標信號，使所述無線基站建立為一個同步主基站。
6.一種用以在一個第一個人無繩基站中建立同步通信的方法，所述第一個人無繩基站適合于與至少一個遠處的通信裝置進行通信，所述方法其特征在于包括以下步驟在所述個人無繩基站接通電源后監(jiān)聽一個同步信號；在接收到一個第二個人無繩基站產(chǎn)生的所述同步信號后，使所述第一個人無繩基站建立為一個同步從基站；如果從一個第二個人無繩基站上接收不到同步信號，則使所述第一個人無繩基站建立為一個同步主基站；從所述第一個人無繩基站上發(fā)射一個同步信號。
7.一種用以在一個通信系統(tǒng)中建立同步通信的方法，該系統(tǒng)適合于與多個在相互覆蓋范圍內(nèi)的基站一起工作，所述方法其特征在于包括以下步驟從每個所述基站上發(fā)射一個信標信號；從每個所述基站上監(jiān)聽信標信號；如果接收不到信標信號，則使所述許多基站中的第一基站建立為一個主基站；從所述主基站上接收到信標信號后，使所述許多基站中的第二基站建立為一個從基站。
8.一種用以在一個通信系統(tǒng)中提供同步通信的方法，該系統(tǒng)具有多個適合于工作在相互覆蓋范圍內(nèi)的基站，所述方法其特征在于包括以下步驟在一個第三基站上檢測從一個第一基站和第二基站上來的信標信號；使所述第三基站同步到所述第一基站上；在所述第二基站上檢測來自第三基站的信標信號；使所述第二基站同步到所述第三基站上。
9.一種用以在一個通信系統(tǒng)中提供同步通信的方法，該系統(tǒng)具有多個適合于工作在相互覆蓋范圍內(nèi)的基站，所述方法其特征在于包括以下步驟在一個第三基站上對于從第一基站和第二基站之每一個來的信標信號進行檢測；使所述第三基站同步到所述第一基站上；在所述第三基站上產(chǎn)生一個信標信號；在所述第二基站對所述第三基站上產(chǎn)生的所述信標信號進行檢測；使所述第二基站同步到所述第三基站上。
10.一種用以在一個通信系統(tǒng)中提供同步通信的方法，該系統(tǒng)具有多個適合于工作在相互覆蓋范圍內(nèi)的基站，所述方法其特征在于包括以下步驟在一個第三基站上對于從第一基站和第二基站之每一個來的信標信號進行檢測；使所述第三基站同步到所述第一基站上；對于適合于與所述第三基站通信的一個手機，在所述第二基站上檢測來自該手機的手機話務；根據(jù)所述手機話務，使所述第二基站同步到所述第三基站上。
全文摘要
具有多個基站適合于工作在相同頻率上的一個通信系統(tǒng)(102)中提供同步通信的方法和裝置。在相互覆蓋范圍內(nèi)諸多基站協(xié)議到使得與其它基站間干擾最小。系統(tǒng)中的每個基站要判斷在其覆蓋范圍內(nèi)有否工作在相同頻率上的另一個基站。其中諸基站之一會擔當主基站的作用，其余基站則作為從基站同步到該主基站上。對于數(shù)字多址通信系統(tǒng)，用以同步諸基站的優(yōu)選方法包括信令協(xié)議(702，902)和同步鏈建立及避免碰撞技術(shù)。
文檔編號H04Q7/38GK1126931SQ9511655
公開日1996年7月17日 申請日期1995年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月23日
發(fā)明者戴維·L·韋甘德, 查爾斯·J·馬利克 申請人:摩托羅拉公司