專利名稱：實現(xiàn)跳頻的方法和基站設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在數(shù)字蜂窩無線系統(tǒng)的一個基站中實施跳頻的一種方法，在該系統(tǒng)的基站中，一個由基帶數(shù)據(jù)信號調(diào)制的第一信號在一特定波頻率發(fā)送，信號在時域中被分成若干時隙，其中一個時隙用來發(fā)送該基站的公共控制信道，而其它時隙用來發(fā)送有關(guān)不同連接的信息。
在蜂窩無線系統(tǒng)中，無線電信道的質(zhì)量隨著時間和地點的不同而變化。在許多場合，由于在視線范圍因地形或建筑物形成的障礙，發(fā)射天線和接收天線彼此看不見，因此，在接收機(jī)中檢測到的信號是沿著不同路徑傳播并經(jīng)障礙物反射進(jìn)而以不同相位傳播的波束的總和。具有不同相位的若干信號的總和在隨機(jī)分布相位情況下遵守雷利分布。
此外，信號衰落取決于該信號的頻率。因此，如果兩個信號之間的頻差足夠大，則它們的衰落互不相關(guān)。例如，1MHZ頻差大到足以使兩個信號衰落彼此無關(guān)。
上述的一個信號的頻率選擇性衰落的一個原因是由于在數(shù)字蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中跳頻技術(shù)的引入。所謂跳頻就是在某一連接中的傳輸頻率按預(yù)定的時間間隔發(fā)生變化。由于采用跳頻技術(shù)，可改進(jìn)傳輸質(zhì)量，特別是在終端設(shè)備移動非常緩慢或根本不移動，例如使用手持式電話的情況下。
除了通過跳頻可以獲得頻率分集之外，該方法還有一個優(yōu)點，就是將無線電連接所產(chǎn)生的干擾分配到若干個頻率上，在這種情況下，對任一頻率的瞬時干擾仍然是小的。
在現(xiàn)有技術(shù)的解決辦法中，如果在基站所服務(wù)的網(wǎng)孔需要跳頻，則該基站設(shè)備必須提供至少兩個完備的無線電收發(fā)兩用機(jī)單元，它包括基帶部分和射頻部分。每一個這樣的單元可以形成一個獨立基站，但為了實現(xiàn)跳頻，在同一網(wǎng)孔可能需要若干個這樣的裝置。這樣就導(dǎo)致，與所需的能力相比，能夠跳頻的基站設(shè)備在這些小網(wǎng)孔中數(shù)量很大，從而實施跳頻需要大量的投資。
因此，本發(fā)明的一個目的就是在一個基站設(shè)備中較經(jīng)濟(jì)地實施跳頻而又是會產(chǎn)生過大的容量。
這一目的可以通過在介紹中所陳述的這種方法來實現(xiàn)，該方法的特征在于，該基站還以一特定的頻率發(fā)送由相同的基帶數(shù)據(jù)信號所調(diào)制的第二信號，第二信號在時域中被分成若干個時隙，除了發(fā)送該基站設(shè)備的公共信道的時隙外，這些時隙中的每一個時隙發(fā)送與第一信號相同的信息，并且載頻在特定的時隙內(nèi)是這樣變化的，即該頻率與該載頻相同或與載頻不同。
本發(fā)明還涉及一數(shù)字蜂窩無線系統(tǒng)中的一個基站設(shè)備，所述的設(shè)備包括用來產(chǎn)生基帶數(shù)據(jù)信號的裝置，一個用來發(fā)送由某一載頻調(diào)制的信號的第一裝置，并且所述的信號在時域中被分為若干個時隙，其中一個時隙發(fā)送該基站設(shè)備的公共控制信道(BCCH)，而其它時隙將發(fā)送有關(guān)不同連接的信息，以及一個天線，其特征在于，該設(shè)備進(jìn)一步包括一個用來發(fā)送由載頻調(diào)制的信號的第二裝置，用來按特定的時隙改變在第二裝置中使用的載頻的單元，以及用來將基帶信號分配給第一和第二發(fā)送裝置，以致使由第二裝置所發(fā)送的信號在時域中被分成若干個時隙，除發(fā)送該基站設(shè)備的公共控制信道(BCCH)的時隙之外，其中每個時隙將發(fā)送與通過第一裝置所發(fā)送的信號相同的信息。
本發(fā)明的方法可以適用于在包括收發(fā)兩用機(jī)裝置的網(wǎng)孔中實施跳頻。根據(jù)本發(fā)明，該基站可以與普通的非跳頻基站類似，只需要在該發(fā)射機(jī)的RF(射頻)部分進(jìn)行改進(jìn)。只需一個基帶部分(段)。如果不需要跳頻，本發(fā)明的基站可以在從該基站到該移動站的方向上很容易地實施空間分集。這些頻率可以被優(yōu)化，使得跳頻只在弱連接上使用。
下面，按照附圖參考這些實例將對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。其中，

圖1說明特定時隙的跳頻，圖2表示一個根據(jù)本發(fā)明的一個基站設(shè)備結(jié)構(gòu)的實例，圖3表示一個根據(jù)本發(fā)明的一個基站設(shè)備結(jié)構(gòu)的另一實例，以及圖4a—4b說明該發(fā)送裝置的輸出信號的時隙結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明可適用于數(shù)字蜂窩狀無線電系統(tǒng)的基站設(shè)備中，例如GSM系統(tǒng)。下面，將說明本發(fā)明適用于GSM系統(tǒng)中的這類時隙結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不局限如此。
圖1說明特定時隙跳頻的實施。該圖的水平軸表示時間，而垂直軸表示頻率。該圖表示與時隙相應(yīng)的一個信道的頻率變化。該基站在每一個時隙開頭改變載頻，但在該時隙內(nèi)該頻率不變。該頻率是按照一個預(yù)定的順序變化，在這種情況下，該接收機(jī)可以監(jiān)控跳頻并可在校正頻率接收包含在每一時隙中的信息。在基站，每一連接具有它自己的跳頻順序，在這種情況下，在這些時隙中所使用的頻率不會重疊。
圖2是一個應(yīng)用本發(fā)明方法的一個基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖。該設(shè)備包括用來產(chǎn)生基帶信號的裝置15。所述的裝置15的輸出通過基帶信號分頻器與兩個發(fā)射機(jī)單元10，18相連接。第一發(fā)射機(jī)單元10包含一個載頻發(fā)生器12，其輸出26與一個調(diào)制裝置13相連接，該調(diào)制裝置13的第二輸入是來自該基帶信號分頻器17的一個基帶數(shù)據(jù)信號。通過一個基帶信號所調(diào)制的時分載頻信號23經(jīng)過輸出放大器14饋給天線11。該發(fā)射機(jī)單元的第一信號包含由某一基站服務(wù)的網(wǎng)孔的公共控制信道BCCH。若有必要，通過收聽這個信號，移動站獲得該基站的信息，這些移動站就可與該基站通信。在G1SM系統(tǒng)中，在BCCH信道上的話務(wù)量是在標(biāo)號0所示的一幀的第一時隙內(nèi)被發(fā)送。在該G1SM系統(tǒng)中，其余的七個時隙發(fā)送一個或者屬于一個連接的數(shù)據(jù)或者若該時隙未被使用，它就是一個偽脈沖(dummy burst)。圖4a說一個G1SM幀的結(jié)構(gòu)，在這一幀中，第一時隙0包含BCCH信道，第二時隙1包含啞脈沖，時隙2，3，4和6是數(shù)據(jù)信息，而時隙5和7是啞脈沖串。該發(fā)射機(jī)10的載頻為f1，并且f1為一常量。
相應(yīng)地第二發(fā)射機(jī)單元18包含一個載頻發(fā)生器20，其輸出27與調(diào)制裝置21相連接，該裝置21的第二輸入是來自基帶信號分頻器17的基帶數(shù)據(jù)信號，即與第一發(fā)射機(jī)單元的輸入信號相同的信號。在該圖的例子中，由該基帶信號所調(diào)制的時分載頻信號24經(jīng)過輸出放大器14提供給天線19。第二發(fā)射機(jī)單元的信號不包含公共控制信道BCCH，并且所述的時隙不發(fā)送。在其余的時隙1—7中，屬于某些連接的數(shù)據(jù)被發(fā)送，或者若該時隙不被使用，該發(fā)射機(jī)就被關(guān)閉。
由第二發(fā)射機(jī)單元所使用的載頻在裝置25的控制下按特定的時隙進(jìn)行跳頻，使得對每個連接(即時隙)按照一個預(yù)定順序改變該頻率。根據(jù)圖2基站中，兩個天線被使用，第二發(fā)射機(jī)單元的載頻可能在一瞬間與第一發(fā)射機(jī)單元所使用的頻率f1相同。
根據(jù)第二實施例，當(dāng)兩個發(fā)射機(jī)裝置處在相同頻率時，該第二發(fā)射機(jī)裝置將關(guān)閉以避免同時發(fā)送。
第二發(fā)射機(jī)單元可以按特定時隙進(jìn)行控制。這樣使得跳頻在某些時隙才執(zhí)行。如果連接中使用的兩個天線不應(yīng)用跳頻，則兩個發(fā)射機(jī)在相同的頻率發(fā)射相同的信號，并獲得空間分集。
頻率使用可以被優(yōu)化，使得跳頻只適用于質(zhì)量差的連接。為鑒定通信質(zhì)量，可使用信號強(qiáng)度以及誤碼和信—噪比作標(biāo)準(zhǔn)。
圖3是一個方框圖，該圖表示一個實施本發(fā)明方法的一個基站設(shè)備的替換結(jié)構(gòu)。該設(shè)備包括用來將來自兩個發(fā)射機(jī)單元10，18的信號進(jìn)行合并以便經(jīng)天線11發(fā)送的裝置30。除非在使用一個天線時，圖3所示的基站的操作與上述類似，當(dāng)載頻與第一發(fā)射機(jī)單元的頻率相同時，第二發(fā)射機(jī)裝置被關(guān)閉之。
除以上所說明的部件外，典型的基站還包括與以上所說明的部件不同的部件，如濾波器和分頻器放大器，但為了清楚起見，它們被從圖中省略，因為對于本發(fā)明它們并不重要。
如上所述，圖4a說明由第一發(fā)射機(jī)單元發(fā)射的幀結(jié)構(gòu)，第一時隙0包含BCCH信道，時隙2，3，4和6包含數(shù)據(jù)信息(C1—C4)，而時隙1，5和7包含一個偽脈沖(B1—B3)。第一發(fā)射機(jī)的載頻用f1表示，f為一常量。
圖4b說明由第二發(fā)射機(jī)單元發(fā)送的幀結(jié)構(gòu)。在該圖所說明的實例中，在跳頻中該發(fā)射機(jī)單元使用三種不同的頻率f2，f3和f4。當(dāng)然，實際上這些頻率的個數(shù)可能是其它的個數(shù)。讓我們假設(shè)使用時隙2，3和6的連接C1，C2和C4進(jìn)行跳頻，但使用時隙4的連接C3不跳頻。在這種情況下，第二發(fā)射機(jī)單元在每一時刻使用所述的載頻f2—f4之一，在如該圖所示的時隙2，3和6中發(fā)射一個信號。依據(jù)這個應(yīng)用，第二發(fā)射機(jī)單元也可以使用第一發(fā)射機(jī)單元的頻率f1。在每一個連接和每一個時刻所使用的頻率取決特定用于每個連接的跳頻順序的選擇。
例如，第二發(fā)射機(jī)單元根據(jù)圖4b可以發(fā)送一個幀的信息，使得時隙2使用頻率f2，時隙3使用頻率f3，而時隙6使用頻率f4。在下一幀中，時隙被改變，使得時隙2使用頻率f3，時隙3使用頻率f4，而時隙6使用頻率f3。時隙頻率彼此獨立，因而它們也可能是相同的。
當(dāng)使用兩個分離的天線時，第二發(fā)射機(jī)單元能在非跳頻連接上以與第一發(fā)射機(jī)單元相同的頻率發(fā)送所述的時隙，在這種情況下，空間分集是在發(fā)射端實現(xiàn)的。因此，在以上例子中，第二發(fā)射機(jī)單元可以在頻率f1上的時隙4中發(fā)射連接C4的信號。
即使使用兩個分離的天線，如果該發(fā)射機(jī)單元的頻率相同，第二發(fā)射機(jī)單元可以關(guān)閉；這樣做是為了避免同時發(fā)送。
雖然本發(fā)明按照附圖參照這些例子在上面作了說明，顯然本發(fā)明并不局限于上述實例，而在附加的權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明精神范圍內(nèi)采用各種方式進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.在數(shù)字蜂窩無線系統(tǒng)中的基站設(shè)備包括用來產(chǎn)生一個基帶數(shù)據(jù)信號(20)的裝置(15)，一個用來發(fā)射由一特定載頻所調(diào)制的信號(23)的第一裝置(10)，并且所述信號在時域中分成若干時隙，其中一個時隙發(fā)送該基站設(shè)備的公共控制信道(BCCH)，而其余的時隙發(fā)送有關(guān)不同連接的信息，以及一個天線(11)，該設(shè)備的特征在于，該設(shè)備還包括一個用來發(fā)送由一個載頻所調(diào)制的信號(24)的第二裝置(18)，用來在第二裝置中按特定時隙改變所使用的載頻的單元，以及裝置(17)，該裝置用來將基帶信號(20)分配給第一和第二發(fā)射裝置(10，18)，這樣使得由第二裝置(18)所發(fā)射的信號在時域中被分成若干時隙，除了發(fā)射該基站設(shè)備的公共控制信道(BCCH)的時隙之外，其中每一個時隙發(fā)射與第一裝置所發(fā)送的信號相同的信息。
2.如權(quán)利要求1中所要求的設(shè)備，其特征在于第一和第二裝置(10，18)包括用來產(chǎn)生一個載波的裝置(12，20)，用來通過一個基帶信號調(diào)制該載波的裝置(13，21)，以及用來放大該調(diào)制信號的裝置(14，22)。
3.如權(quán)利要求1中所要求的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括與放大器裝置(22)相連接的一個第二天線(19)。
4.如權(quán)利要求1中所要求的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括用來將來自兩個發(fā)射機(jī)(10，18)的信號合并以便經(jīng)過天線(11)進(jìn)行發(fā)送的裝置(30)。
5.如權(quán)利要求1中所要求的設(shè)備，其特征在于單元(25)根據(jù)預(yù)定順序改變第二裝置(18)所采用的載頻。
6.如權(quán)利要求4和5中所要求的設(shè)備，其特征在于當(dāng)由該順序所指示的頻率與裝置(10)所使用的頻率相同時，單元(25)將關(guān)閉第二裝置(18)。
7.一種用來在數(shù)字蜂窩無線系統(tǒng)的基站中實現(xiàn)跳頻的方法，在該系統(tǒng)的基站中。由一個基帶數(shù)據(jù)信號(16)所調(diào)制的第一信號(23)在某一載頻(26)上發(fā)送，該信號在時域中被分成若干時隙，其中一個時隙發(fā)送該基站設(shè)備的公共控制信道(BCCH)，而其余的時隙發(fā)送有關(guān)不同連接的信息，該方法的特征在于，該基站還在某一載頻(27)發(fā)送由相同的基帶數(shù)據(jù)信號(16)所調(diào)制的第二信號(24)，該第二信號(24)在該時域中被分成若干時隙，除了發(fā)送該基站設(shè)備的公共控制信道的時隙外，每一個時隙發(fā)送與第一信號(23)相同的信息，并且，載頻(27)可以按特定的時隙改變，使得該頻率與該載頻(26)相同或是與該載頻不同。
8.如權(quán)利要求7所要求的方法，其特征在于該載頻(27)是根據(jù)一個預(yù)定順序按照特定的時隙進(jìn)行改變的。
9.如權(quán)利要求7所要求的方法，其特征在于，第一和第二信號都是經(jīng)過各自的天線發(fā)送的。
10.如權(quán)利要求7中的方法，其特征在于，第一和第二信號都是經(jīng)過相同的天線發(fā)射的。
11.如權(quán)利要求7和10所要求的方法，其特征在于，如果由該順序所指示并由第二信號所使用的載頻(27)與第一信號(26)所使用的載頻在每一個時隙上都相同，則第二信號不發(fā)送。
12.如權(quán)利要求7所要求的方法，其特征在于，當(dāng)在該時隙所發(fā)射的信號質(zhì)量在接收端比一個預(yù)定的閾值低時，該第二信號(24)就按特定的時隙發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基站設(shè)備和在基站實施跳頻的方法，在該基站中，由基帶數(shù)據(jù)信號所調(diào)制的第一信號在某一載頻上發(fā)送，該信號被分成若干個時隙，一個進(jìn)隙用來發(fā)送公共控制信道，其余的時隙發(fā)送有關(guān)不同連接的信息。為了經(jīng)濟(jì)地實施跳頻，該基站還發(fā)送在某一載頻由相同的基帶數(shù)據(jù)信號所調(diào)制的第二信號，該信號被分成若干個時隙，除了公共控制信道時隙外，其余的每個時隙發(fā)送與第一信號所發(fā)送的信息相同，并且，該載頻按特定的時隙變化，以便使該頻率與載頻相同或不同。
文檔編號H04B1/713GK1127575SQ95190259
公開日1996年7月24日 申請日期1995年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月18日
發(fā)明者?？四稀ひ寥?申請人:諾基亞電信公司