專利名稱：本地多點式分布系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的背景和簡要說明對于傳送至以及來自住宅以及商業(yè)的使用者更大的信息與數(shù)據(jù)傳輸量的需求是持續(xù)地比所能跟上的供應更快速地成長。這種信息的需求是由各式各樣包括有各種型式的電話系統(tǒng)、電纜系統(tǒng)、混合的光纖/電纜系統(tǒng)以及無線系統(tǒng)的型式來滿足的。本發(fā)明涉及一種欲提供這種象廣播視頻、隨選視頻、多媒體能力、互動式視頻、高速數(shù)據(jù)、電話以及電腦數(shù)據(jù)鏈路為例子的服務的本地多點式分布系統(tǒng)(LMDS)。該系統(tǒng)可以提供一種例如為來自本地的TELCO的中央局(CO)或電纜的頭端局，而在所有的情形中是為來自系統(tǒng)中的設備被定義為“頭端”的設備的無線的介面。

圖1說明了這種系統(tǒng)。請注意此系統(tǒng)是包含有三種基本的組件，亦即頭端的設備、基地臺的系統(tǒng)以及多個系統(tǒng)服務的用戶。此整個系統(tǒng)是由一種具有非重疊單元的地面結構所構成，其中每個地面結構是由數(shù)百個用戶所組成，這些用戶全部是由一個基地臺所支援。某個數(shù)量的基地臺是全部界接至單一的頭端。
如圖1中所示，該頭端收集所有將被分布至整個系統(tǒng)的信號，因而形成了一種星形的結構。該頭端位于該星形的中心處，這些基地臺是圍繞著該頭端并且這些用戶是圍繞著這些基地臺。作為所收集的信號的例子，數(shù)字視頻可經(jīng)由衛(wèi)星鏈路而被收集，電話系統(tǒng)的介面可通過等級5的開關而被提供，并且高速率的數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)路可通過一種高速率的數(shù)據(jù)開關而加以界接。送至以及來自該頭端的數(shù)據(jù)是被分布至此具有本地的基地臺的系統(tǒng)，每個基地臺是被指定來服務其地面單元的用戶。
雖然在此所提出的說明是大致為有關于一種“微蜂巢式”的系統(tǒng)，其被定義為一種具有5公里半徑或更小的單元系統(tǒng)，本發(fā)明同樣可應用至一種“巨集蜂巢式”的系統(tǒng)，在此其被定義為一種具有半徑大于5公里的單元系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術方案在于提供一種本地多點式分布系統(tǒng)，其特征在于，包含一耦接至多個基地臺的頭端，每個基地臺均構成一個單元，每個基地臺均具有多個區(qū)段波束天線，每個區(qū)段波束天線是用RF通訊信號來照射該單元的一個預定的區(qū)段；單元每個區(qū)段的多個RF用戶臺，每個用戶臺均具有一個窄波束寬度的高增益的天線朝向該區(qū)段波束天線，該區(qū)段波束天線是朝向其所指定的區(qū)段，在每個用戶臺的分時多重存取控制裝置是運作使得在一給定的區(qū)段中的用戶并不彼此相互干擾其傳輸；用以控制所傳輸?shù)墓β孰娖绞沟盟械挠脩粜盘柧诖蠹s相同的功率電平下分別到達其基地臺的裝置；用以控制傳輸信號的時序使得所有的用戶信號均在專用指定的時間下分別到達其基地臺，因而將相互干擾的可能性降至最低的裝置；以及用以控制傳輸信號的頻率使得所有的用戶信號均運作在其適當指定的頻率下，并且與基地臺所接收的所有其它的載波頻率均為正交的裝置。
上述的本地多點式分布系統(tǒng)，其特征在于這些單元是呈六角形，并且這些區(qū)段是被配置使得這些用戶并不直接射向緊鄰的單元的基地臺的3db波束寬度中。
上述的本地多點式分布系統(tǒng)，其特征在于這些單元是呈矩形，并且這些單元的區(qū)段是被配置使得這些用戶并不直接射向緊鄰的單元的基地臺的3db波束寬度中。提供一種本地多點式分布系統(tǒng)，其是包含一耦接至復數(shù)個基地臺的頭端，每個基地臺均構成一個單元，每個基地臺均具有復數(shù)個區(qū)段波束天線，每個區(qū)段波束天線是用RF通訊信號來照射該單元的一個預定的區(qū)段、對于一單元的每個區(qū)段的復數(shù)個RF用戶臺，每個用戶臺均具有一個窄波束寬度的高增益的天線朝向該區(qū)段波束天線，該區(qū)段波束天線是朝向其所指定的區(qū)段，在每個用戶臺的分時多重存取控制裝置是運作使得在一給定的區(qū)段中的用戶并不彼此相互干擾其傳輸，一裝置用以控制所傳輸?shù)墓β孰娖绞沟盟械挠脩粜盘柧诖蠹s相同的功率電平下分別到達其基地臺，一裝置用以控制傳輸信號的時序使得所有的用戶信號均在專用指定的時間下分別到達其基地臺，因而將相互干擾的可能性降至最低，以及一裝置用以控制傳輸信號的頻率使得所有的用戶信號均運作在其適當指定的頻率下，并且與基地臺所接收的所有其它的載波頻率均為正交的。
在此所說明的本發(fā)明中所體現(xiàn)的獨特特點包含以下幾點1)信號分布的微蜂巢式的系統(tǒng)可應用于本地多點式分布系統(tǒng)(LMDS)。
2)信號分布的微蜂巢式的系統(tǒng)具有1的100％的頻率重用，具有四區(qū)段矩形陣列單元以及具有六區(qū)段矩形陣列單元。
3)信號分布的微蜂巢式的系統(tǒng)具有1的100％的頻率重用的具有四區(qū)段矩形陣列單元以及具有六區(qū)段矩形陣列單元，在運作于相同的頻率下的相鄰單元的區(qū)段間采用交互極化隔離。
4)信號分布的微蜂巢式的系統(tǒng)具有1的200％的頻率重用的具有四區(qū)段矩形陣列單元以及具有六區(qū)段矩形陣列單元，在運作于相同的頻率下的相鄰單元的區(qū)段間采用交互極化隔離，并以增加這些單元的區(qū)段化的方式運作。
5)信號分布的微蜂巢式的系統(tǒng)具有1的100％的頻率重用的具有四區(qū)段矩形陣列單元以及具有六區(qū)段矩形陣列單元，在運作于相同的頻率下的相鄰單元的區(qū)段間采用智慧型頻率管理。
6)能夠提供例如模擬的視頻廣播、廣播或是隨選模式下的數(shù)字視頻、互動式多媒體服務、高速率的數(shù)字數(shù)據(jù)服務、電話、以及家中的監(jiān)視系統(tǒng)，例如可能是用于電表的讀取或是居家安全警報系統(tǒng)。
7)頻率參考技術使得用戶的設備同步于基地臺的高穩(wěn)定性的來源，從而將a)設備的制造成本，b)信號的擷取時間，以及c)信號頻寬冗余(overhead)的需求降至最低，以包容硬件頻率的不穩(wěn)定特性。
8)閉回路的用戶傳送功率控制技術使得這些用戶在基地臺所接收的功率電平均接收在相同的電平，因而將任何介于用戶信號間的相互干擾降至最低，并且在該基地臺的RF接收設備中并不需要任何明顯的AGC。
9)閉回路的用戶傳送時序控制技術使得這些用戶在基地臺所接收的信號時序是被該基地臺以漸增的方式所調(diào)整，該增量是等于該傳送信號的符號周期，以確保所有信號均接收在一個最小的來自其它用戶的信號的相互干擾下。
10)選擇性的使用天線極化分集(diversity)作為將相鄰的單元的干擾信號最小化以及增加整體可取得的系統(tǒng)容量的裝置。
11)TDMA產(chǎn)生信號的結構，將傳送的信號格式的效率最大化。
12)產(chǎn)生信號的系統(tǒng)是運作在ATM系統(tǒng)的規(guī)格下，該規(guī)格可有效率地利用系統(tǒng)產(chǎn)生信號的容量、以及高彈性與適應性的信號格式，其容許當用戶的數(shù)據(jù)需求改變時，即時且有效率的系統(tǒng)頻寬的重分布。
13)預定線路通道的能力以及信號格式可以在用戶的需求與用戶的數(shù)量改變時，即時地使用戶容易且有效率地進出。
14)預定線路通道的能力以及信號格式簡易且有效率地包容即時的用戶對于所要求的服務的改變、所要求的服務的追加以及對于所提供的服務(例如像是“VCR”對于所觀看的視頻的控制)的控制功能(例如“暫?！钡墓δ?的執(zhí)行的控制需求。
15)頻率計劃在下游之上提供正交的OC-1個間隔在F頻率階級的頻道，其中F是該下游頻道的傳輸數(shù)據(jù)速率，并且在上游之上提供1/2OC-1個間隔在F′的頻道，其中2F＇=F。
16)選擇性地使用雙向的衛(wèi)星鏈路介面，使頭端面對一個地理上距離中央單元系統(tǒng)為遙遠的單元的基地臺。
17)最高效率的數(shù)據(jù)串(burst)數(shù)據(jù)機技術的采用使得多個相互為非同步的時間多工的信號由單一的接收器所接收成為可能，該信號是個別從不同的傳輸來源發(fā)射出，因而簡化了傳送與接收設備的設計與成本。
18)在一個無線的媒體上非同步的傳輸模式的利用，其用于高速的數(shù)據(jù)傳遞，結合了高度有效率的傳輸數(shù)據(jù)幀的格式的實現(xiàn)，該格式是將該幀區(qū)分成五種不同的數(shù)據(jù)類型，并且包含以下的特點以及屬性a)一種媒體存取控制方法，其是在下游上采用時分多工而在上游上采用時分多重存取，并且其中該上游幀的時序是同步于該下游幀的時序；b)在上游之上利用一個幀起始的ATM單元作為用于該上游幀的時序的同步化的裝置；c)利用由一群連續(xù)的網(wǎng)的入口時隙所組成的一區(qū)域的上游幀，其用于被電源打開后新進入網(wǎng)路的用戶做非同步的存??；d)利用由一群連續(xù)的時隙所組成的一區(qū)域的上游幀，其用于用戶服務請求的隨機存取的傳送；e)為了收集電表數(shù)據(jù)、居家安全警報的監(jiān)視以及在操作系統(tǒng)的硬件上正常與狀態(tài)的數(shù)據(jù)，利用一部分的上游幀用于用戶的詢問；f)利用該幀的剩余部份用于在該ATM模式下數(shù)據(jù)的通訊。
以下結合附圖進一步說明本發(fā)明的結構特征及目的。
附圖概述圖1是結合本發(fā)明的本地多點式分布系統(tǒng)(LMDS)的概要方塊圖；圖2是結合本發(fā)明的一種六角形、三區(qū)段的單元樣態(tài)的圖形表示；圖3(a)的表1為一般參數(shù)，圖3(b)的表2是一般基線通訊鏈路的參數(shù)；圖4(a)是一般六角形、單一、三區(qū)段的單元樣態(tài)，圖4(b)是一般六角形的七單元、三區(qū)段的樣態(tài)；
圖5是結合本發(fā)明的一般六角形、七單元、六區(qū)段蜂巢式系統(tǒng)結構；圖6(a)是一般矩形、單一、八區(qū)段的蜂巢式系統(tǒng)結構的說明，圖6(b)是結合本發(fā)明的一般矩形、九單元、八區(qū)段的蜂巢式系統(tǒng)結構的說明；圖7說明了具有100％頻率重用的最佳的六角形、三區(qū)段的蜂巢式系統(tǒng)的實施例；圖8是一種具有100％頻率重用的最佳的矩形、四區(qū)段的蜂巢式系統(tǒng)結構的實施例；圖9說明了一種具有200％容量的最佳的矩形、八區(qū)段的蜂巢式系統(tǒng)結構的實施例；圖10說明了一種具有200％頻率重用的最佳的六角形、六個區(qū)段的蜂巢式系統(tǒng)結構的實施例；圖11是一種具有衛(wèi)星鏈路至地理上為遙遠的用戶的本地多點式分布系統(tǒng)；圖12(a)是典型的下游頻率配置的LMDS頻率計劃、1in4頻率重用、每區(qū)段6個頻率頻道，圖12(b)是典型的LMDS頻率配置、每區(qū)段2個頻道；圖13(a)是用于下游幀的典型的信號幀結構，圖13(b)是用于上游幀的典型的信號幀結構；圖14是典型的上游幀的格式；圖15的表3為一般控制與數(shù)據(jù)訊息的表格；圖16(a)至(d)是說明一般被用于上游與下游通訊中的訊息格式；圖17是說明在基地臺的上產(chǎn)生用戶頻率調(diào)整命令的方塊圖；圖18是說明在基地臺的上產(chǎn)生用戶功率電平調(diào)整命令的方塊圖；圖19是說明在基地臺的上產(chǎn)生用戶時序信號調(diào)整命令的方塊圖；圖20是說明在用戶點上用戶頻率跟蹤與校正的方塊圖；以及圖21是說明在用戶點上用戶傳輸功率電平的調(diào)整動作的方塊圖。
本發(fā)明的實施方式圖1示出了典型的LMDS系統(tǒng)結構，其中頭端設備HEF在此案中是顯示從三個舉例的來源收集信號與數(shù)據(jù)。這些舉例的來源一個是來自于衛(wèi)星下鏈路輸入10，另一個是來自于雙向的公用電話系統(tǒng)網(wǎng)路介面11，再一個是來自于雙向的數(shù)據(jù)網(wǎng)路介面12。該系統(tǒng)形成一種星形的網(wǎng)路，其將信號傳輸至該頭端，從該頭端傳輸至一系統(tǒng)的基地臺BS-1…BS-N，每個基地臺是服務地面單元的用戶s1-1、s1-2…s1-n、sn-1、sn-2…sn-n，這些用戶傳送與接收許多的服務，其可能包含有象是數(shù)據(jù)為1)模擬的視頻廣播信號。
2)具有運作于廣播或是隨選的模式下的分布的數(shù)字視頻，當運作在隨選的模式下例如控制一VCR的視頻播放時其具有遙控的能力。
3)由有線電視節(jié)目或是傳送在隨選的基礎下來自一視頻伺服器的節(jié)目以MPEG-2編碼的數(shù)字視頻的傳送。
4)包含互動式多媒體服務、全球信息網(wǎng)的存取、檔案傳送的協(xié)定、以及電子郵件的高速率的數(shù)字數(shù)據(jù)的服務。
5)桌上型以及全螢幕的視頻會議。
6)包含簡單且舊型的電話服務(POTS)的雙向的電話，其具有單一或是多條線的能力、T1存取以及基本速率與主要速率的ISDN服務。
7)互動式多媒體以及利用電腦與例如為Sega或是Nintendo的游戲機的游戲。
8)遠端的家中監(jiān)視服務，象是被用于電表數(shù)據(jù)的讀取、居家安全警報的服務、以及操作系統(tǒng)的硬件上正常與狀態(tài)的監(jiān)視蜂巢式系統(tǒng)的結構多種不同的蜂巢式系統(tǒng)結構均可與本發(fā)明的系統(tǒng)一起被利用。在此所討論的兩種結構是為矩形的單元陣列以及六角形的單元陣列。一種100％頻率重用的系統(tǒng)將加以顯示為可以用該兩種形式的陣列以多種方式被達成。亦將顯示的是系統(tǒng)的容量可輕易地藉由在該陣列中頻率指定計劃的適當?shù)倪x擇，結合該陣列的單元增多的區(qū)段化而被加倍。此外，亦將顯示的是在某些不利的單元陣列中，100％頻率重用的系統(tǒng)仍然可藉由結合極化的分集于相鄰的單元所傳送的信號中而被達成。
圖2說明了一種典型的蜂巢式系統(tǒng)結構。一個簡單的六角形單元是以粗的輪廓線被顯示出。該單元具有三個120度被標示為A、B與C的區(qū)段。該單元基地臺位于該單元的中心。在此例中，該基地臺被提供有三個120度的區(qū)段波束天線AA、AB以及AC，每個區(qū)段波束天線是在箭頭所指的方向上照射這些區(qū)段的其中之一，這些箭頭是從這些基地臺的中心指入?yún)^(qū)段A、B與C。應注意的是區(qū)段A的天線AA并不照射區(qū)段B或C。同樣地，區(qū)段B的天線AB并不照射區(qū)段A或C，并且區(qū)段C的天線AC并不照射區(qū)段A或B。每個基地臺是支援一系統(tǒng)所有的一般均位于其服務區(qū)段中的用戶。兩個區(qū)段A的此類用戶是顯示為X1與X2。用戶通常都設置具有窄波束寬度、相當高增益的天線。(圖3a)1示出了一組典型的整體系統(tǒng)參數(shù)。表2(圖3b)示出了一組基線通訊鏈路的參數(shù)。該用戶的窄波束天線是如這些從X1與X2發(fā)出且瞄向該基地臺所在的單元的中心的箭頭所指地、直接指向該基地臺。該窄波束天線提供幾乎消除多路徑干擾的可能性的效果。
從該基地臺到這些用戶的傳輸方向在此是被稱做為“下游”，然而從這些用戶到該基地臺的傳輸方向在此是被稱做為“上游”。從表1(圖3)可知，如聯(lián)邦通訊委員會所定義，有850MHz被配置用于下游的傳輸，而有150MHz被配置用于上游的傳輸。此整個被配置的頻寬將被等分在各個區(qū)段間，視所選的特殊單元結構有多少個區(qū)段而定，在此例子為三個。因此，區(qū)段A、B與C利用不同但相等的部份(每個為1/3)、該整體所配置的系統(tǒng)頻寬的非重疊的部份來運作。
圖4顯示具有七個單元的系統(tǒng)。如圖2中所示的單一單元的樣態(tài)是在圖4(a)中被重復。此七個單元的樣態(tài)是等樣地重復該單一單元的樣態(tài)于每個單元中。這些單元在此只由被置放到其上的數(shù)字標簽所區(qū)別，其中在單元1內(nèi)所有的區(qū)段均藉由附加置其標簽的1所識別。
同樣地，一個2是被附加至其標簽，若其位于單元2中，一個3是被附加至其標簽，若其位于單元3中，依此類推至所有的單元。然而應注意的是，所有被標上A的區(qū)段是運作在相同被指定的頻帶上，所有被標上B的區(qū)段是運作在其相同被指定的頻帶上，而所有被標上C的區(qū)段是運作在其相同被指定的頻帶上。此暗示了相互的干擾可能會發(fā)生在運作于相同的頻帶的相鄰的單元區(qū)段中基地臺與用戶間。此問題是如下所述地被消除。用戶傳輸功率的控制與相鄰的單元干擾信號在一實施例中，所有的傳輸將會以一種TDMA格式來通訊。對于所有來自該基地臺的信號的下游傳輸?shù)墓β孰娖綄徽{(diào)整以提供最大范圍的適當?shù)慕邮招盘栯娖浇o這些用戶。上游傳輸?shù)墓β孰娖绞窃醋杂谠谠搯卧兴斜姸嗟挠脩?。這些用戶將在不同的指定時間傳輸以不與其它的傳輸相互干擾。來自所有的用戶的傳輸?shù)墓β孰娖綄⒈痪S持在一個電平使得所有的用戶信號在大約相同的操作電平下到達其個別的基地臺。此進一步地降低了在相同單元中的用戶間相互干擾的可能性。
在一個單元內(nèi)的用戶與基地臺將在相同的頻帶內(nèi)，并在被指定來使用這些相同的頻率與時隙的相鄰單元的區(qū)段的用戶與基地臺的相同的被指定的時隙的下產(chǎn)生信號。因此，在此系統(tǒng)中有兩個主要的可能干擾源。一個單元的用戶可能傳送干擾信號進入運作在相同頻率下的相鄰單元的基地臺中，或者是一個基地臺可能傳送干擾進入運作在相同頻帶下的相鄰單元的用戶中。例如，在單元2中的區(qū)段A2的用戶可能照射到單元1或是單元7中的區(qū)段A的基地臺。在單元1中的區(qū)段A的基地臺可能照射到單元2以及3的區(qū)段A中的用戶。
考慮第一種情形。單元2的區(qū)段A2中的用戶均使其窄波束天線指向單元2的區(qū)段A2的基地臺。此為該例子，并且考慮該用戶天線的3dB波束寬度僅為3.8度的事實，其天線并不能夠射進單元1或7的A區(qū)段基地臺中，除非該用戶是位于中心為沿著通過區(qū)段A2與A7以及通過區(qū)段A2與A1的兩條線的3.8度的片段內(nèi)。此外，單元2的用戶的3.8度的片段也射進區(qū)段A6。在區(qū)段A2中的用戶是離區(qū)段A7與A1的基地臺有三個單元半徑遠，而離區(qū)段A6的基地臺有四個單元半徑遠，使得他們的干擾信號將會因到達這些區(qū)段A1、A7或是A6的時間而大為地衰減。再者，在這些增大的運作范圍下，可預期的是傳送距離的損失以不在是20log(距離)的函數(shù)，而是40log(距離)或是50log(距離)的函數(shù)，因而整體的衰減是非常顯著并且所接收到的干擾電平為可忽略的。
現(xiàn)考慮從基地臺照射進入用戶的天線。再次回想起用戶均使其天線直接指向其個別的基地臺。此為該例子，同樣地只有少量接收到干擾信號，換言之在區(qū)段A2中的3.8度的片段，將會從A1、A7與A6中的基地臺收到干擾。此片段是其天線樣態(tài)涵括了區(qū)段A2中的基地臺以及區(qū)段A1、A7與A6中的基地臺的用戶的片段。再一次地，此干擾信號顯著地被衰減，首先是因為它是三或四倍的距離其基地臺地遠，其次是因為在此種距離下傳送的損失是如同以解釋過般相當快速地增加，因而所接收到的干擾信號電平將會是不顯著的。改良式的六角形樣態(tài)即使在大多數(shù)的例子中，該干擾信號電平可充分地被衰減，但仍想要能夠具有若需要的話，為了改良的相鄰單元的隔離的改良式蜂巢式系統(tǒng)設計。此可藉由利用圖5中所說明的單元配置而被完成。
圖5再次說明一種六角形的七個單元、看起來是三個區(qū)段的樣態(tài)。在此例中，每個原先的三個區(qū)段都已被分成一半，如區(qū)段A所示使得現(xiàn)在實質(zhì)上共有六個區(qū)段。這些半個區(qū)段對于區(qū)段A是顯示成Ai與Aj。應注意的是，Ai與Aj的置放對于所有沿著該依循在該蜂巢式態(tài)樣上顯示的箭頭的對角線的單元而言都是相同的。此相同的態(tài)樣是被依循于該第三對角線列，亦即在第一列底下兩列處。然而，在第二列中，A的順序是相反的。藉由此種技術，現(xiàn)在此系統(tǒng)事實上是一種六個區(qū)段的態(tài)樣，其消除了任何的干擾發(fā)射從任何的Ai或是Aj單元進入另一Ai或是Aj。當任何的發(fā)射真的從先前入侵的相鄰區(qū)段抵達時，其是以一個明顯地在該接收天線的3dB束寬度外的角度抵達。矩形的蜂巢式結構圖6(a)舉出了單一矩形的蜂巢式系統(tǒng)結構的例子。圖6(b)示出了擴展至一個九單元的結構?；叵雸D2中所示的六角形單元的結構所作的說明，可以說其描述為相同的，亦即單元的中心是為基地臺所在處。該基地臺從其中心傳輸向外。在一給定的區(qū)段中的用戶，例如區(qū)段A1，將他們的天線直接瞄向基地臺所在處。該八個區(qū)段的每一個均運作在該FCC配置的頻帶的不同的部份上。然而，應注意的是，每個字母的命名各有兩個。此原因是顯示于圖6(b)中。應注意的是，兩個A的順序是在其位置相鄰的單元上與圖5中六角形的單元結構相反。這些單元是藉由在該單元的中心下方的一個數(shù)字所指明。應注意的是，水平地從單元2移到3、移至4，兩個A的順序每次均反轉(zhuǎn)。同樣地，垂直地從單元2移到9、移至8，兩個A的順序亦反轉(zhuǎn)。此原因是為提供相同于該六角形樣態(tài)的條件，亦即這些用戶并不直接發(fā)射至緊鄰的單元的基地臺的3dB束寬度中。同樣地，基地臺并不直接射向位于緊鄰的單元的用戶的天線。直到該距離至少大于正常運作于一單元中的距離三倍，此才將相鄰的單元干擾的可能性降至最低。單元間的極化的分集相鄰的單元間的隔離是十分重要，因而為了一組用戶的傳輸并不被另一組用戶所接收。如前述所論及的，不論該單元結構是六角形或者是矩形，一個顯著的隔離程度均可藉由適當?shù)膯卧Y構設計而被提供。天線極化分集的利用可有助于增進相鄰的單元間的隔離，并且此還可能增進整個系統(tǒng)的有效容量?？紤]圖4(a)與4(b)中的蜂巢式樣態(tài)，若極化的分集被利用在相鄰的對角線列的單元間，則1的頻率重用在整個六角形系統(tǒng)上均可達成。同樣地，考慮圖6(b)中的蜂巢式樣態(tài)并且甚至假設是一種四區(qū)段的樣態(tài)而非八區(qū)段的樣態(tài)時，若極化分集被利用在相鄰的對角線列的單元間，則1的頻率重用同樣是可被達成，在此例中為整個矩形的系統(tǒng)。
限制極化分集的有用性的因素為，1)一天線所能達到的交互極化的隔離量，2)下雨可能去極化信號的程度，或者是由于下雨的效應所產(chǎn)生的交互極化的成份程度，以及3)多通路可能存在該系統(tǒng)以及減低該交互極化的隔離的程度。例如，具有大約為該系統(tǒng)用戶所需求的增益的號角式天線可提供至少25dB的交互極化的隔離。在此種考慮下，相信對于此系統(tǒng)而言經(jīng)濟劃算的設計是可被達成的。亦可顯示的是在系統(tǒng)的運作頻率下，將不至有足夠的信號的去極化來明顯地降低系統(tǒng)效能，亦即例如，在美國最會下雨的區(qū)域內(nèi)99.9％的時間所得到的信號對干擾比將不會惡化至大約25dB以下。最后，該多通路的問題是藉由用戶的天線具有非常窄的束寬度并且可被預期接收到以多通路信號的形式的不明顯的干擾的事實而被避免。同樣地，此種用戶窄的束傳輸亦將產(chǎn)生最小的多通路信號至基地臺。增加的單元區(qū)段化以及極化分集的利用達成1的100％頻率重用基線的系統(tǒng)是假設一個用戶數(shù)目的密度為每1公里半徑的單元有1000個用戶。當此數(shù)目的密度增加時，該系統(tǒng)必須被設計為能夠容納該成長。其是顯示，例如對于矩形的單元從4至8，而對于六角形的單元從3至6的增加的單元區(qū)段化是改善了相鄰單元干擾的狀況。類似地，其是顯示藉由極化分集的利用，1的頻率重用對于六角形與矩形的單元結構均可達成。最后，其是顯示藉由適當?shù)牟僮黝l帶的選擇與分派，例如在圖5與圖6(b)中被標示為Ai與Aj的A區(qū)段的兩頻帶的利用所示，相鄰單元的干擾再度被降低。所有這三種技術均可被采用于數(shù)目密度的增加事項上，以獲得在頻率重用上的增加，因而對于這些陣列結構在整體有效的系統(tǒng)容量上獲得增加。
上述的技術達到了該陣列結構所假設的最大容量。此種結構是可能必須因為地形或是某些其它的考慮下被使用。所述的陣列結構并非是用于此系統(tǒng)的最好的結構。最好的結構是容許至少200％的系統(tǒng)容量的達成，并且描述如下。最佳的六角形陣列圖7示出了一種改良的六角形陣列結構。其在此是被稱做為“最佳的”陣列是因為其提供了1的頻率重用而不需要極化分集。此優(yōu)點是因為系統(tǒng)容量可只藉由單元的區(qū)段化就被達成。
應注意在圖7中，運作于相同的頻帶下，但在相鄰的單元中的區(qū)段是被彼此相鄰地置放。再次地在此，如前所述，這些箭頭是指示來自基地臺的RF傳輸方向。此將不會有相鄰的A區(qū)段間相互的干擾，因為用戶的天線是分別指向其基地臺，而遠離相鄰的單元的基地臺的方向。檢查相對于A1單元的信號傳輸方向，并沒有干擾物直到抵達區(qū)段A9為止。此為四個單元半徑遠，而保證了所接收到的信號強度將遠低于任何在A1的明顯的干擾電平。最佳的矩形陣列一種類似的“最佳”矩形陣列是顯示于圖8中。再次地，該在此所定義的最佳是表示1的100％頻率重用的達成是不需要訴諸極化的分集的利用。應注意的是，傳輸箭頭為了清楚起見是被省略，并且每個單元的中心，亦即這些基地臺所在處是由一個黑圈所指明。在此例中，區(qū)段A的第一個干擾源并不會遇到直到區(qū)段A10為止，其是五個單元半徑遠，而再次保證了所接收到的信號強度將會低于任何在A1的明顯的干擾電平。200％容量的最佳的矩形陣列如先前所指地，期待的是此系統(tǒng)能夠支持假設數(shù)量密度的增加的成長，以及在一給定的單元中被服務的用戶數(shù)目超過容量的成長。增加的容量可藉由最佳的陣列態(tài)樣的修改以及增加的區(qū)段化而來達成。圖9是說明一種達到200％的系統(tǒng)容量的八區(qū)段的矩形陣列態(tài)樣。應注意到仍然只有由A、B、C、D標簽所指明的四個頻帶，但他們在每個單元中各被用兩次。此是增加容量兩倍。也應注意的是相鄰的單元間的干擾是最小的，例如下方的A9照射下方的A3。亦應注意到系統(tǒng)的容量可藉由進一步的區(qū)段化以及極化分集的利用而進一步加倍。200％容量的六角形陣列一類似的最佳陣列可為六角形陣列發(fā)展，并且被顯示于圖10中。如同對于該矩形陣列，其容量被加倍是因為該三個頻帶在每個單元中被利用兩次。對于所顯示的陣列，到第一個干擾區(qū)段的距離是三個單元半徑遠，例如區(qū)段C2照射區(qū)段C1在相鄰的單元的遠側。此是足夠遠使得不會有明顯的干擾。即使有任何的干擾，此問題是藉由利用極化分集于連續(xù)的單元中來解決。再次地，容量上的進一步增加可以藉由額外的區(qū)段化來達成，而若發(fā)現(xiàn)必要的話，可以藉由極化分集的利用來維持干擾在可接受的電平或是以下。以衛(wèi)星鏈路信號分布至遠端基地臺的動作有些情形是某些單元的位置可能在地理上距離其它良好建立的LMDS單元分布站的區(qū)域為遙遠的。當為此種情形時，有可能無法經(jīng)濟地藉由光纖、同軸電纜或者是直線的通訊鏈路來連接至這些遠端的單元，因而通過衛(wèi)星來提供遠端連接可能較為經(jīng)濟。在此情形下，計劃來提供從頭端至遠端基地臺的衛(wèi)星鏈路。此衛(wèi)星鏈路將扮演完全相同于該頭端至基地臺的光纖鏈路在圖1中所示的系統(tǒng)結構中所扮演的角色。對于此種選擇的一種系統(tǒng)結構是被說明于圖11中。此種衛(wèi)星鏈路執(zhí)行所有由光纖鏈路所執(zhí)行的功能至系統(tǒng)中的其它單元。其可能的例子為該衛(wèi)星鏈路將會依據(jù)經(jīng)濟上的考慮以及遠端單元站臺的需求而具有降低的容量。典型的系統(tǒng)頻率計劃圖典型的系統(tǒng)頻率計劃圖是顯示于圖12(a)與12(b)中。圖12(a)顯示對于下游信號的頻率計劃圖，而圖12(b)顯示對于上游信號的頻率計劃圖?；叵胗?50MHz被配置給下游信號。如所示共有24個、間隔在33.65MHz居間的下游的67.3Mbps的QPSK載波?；叵牖镜挠行ж撦d(payload)數(shù)據(jù)速率為51.84Mbps，具有比率為7/8卷積(convolutional)編碼連結著(60,54)的Reed Solomon編碼。在此例中，因為所有的信號均源自于基地臺并且相互為同步的，故其可被分隔在等于1/T的直交的頻率步階，其中T是所傳輸?shù)姆栔芷凇?br> 上游的QPSK信號被分隔在18.75MHz的頻率步階上。此載送了一個28.8Mbps被傳輸?shù)挠行ж撦d數(shù)據(jù)速率。這些信號不能夠被假設為相互同步的，并且將因此不為重疊的。在此例中，如圖12(b)所示相鄰的頻帶將彼此位于其旁邊。用戶頻率穩(wěn)定性的考慮以及頻率控制其目的是做出最經(jīng)濟的硬件結構，而同時能完全地滿足所有的系統(tǒng)效能的要求。作為此一部分，該系統(tǒng)必須能夠被簡單且快速地配置，并且所傳送的信號必須被快速地取得、與假設暫時發(fā)生失去信號下被再取得。為了讓此成為可能，系統(tǒng)信號的頻率不確定性必須受到控制?；嘏_將提供高穩(wěn)定度、精確度的振蕩器，其頻率將可知在一個至少1E-9的準確度下，使得載波的頻率不確定性不超過幾個赫茲。此種振蕩器是相當?shù)馁F，因而不能被提供給用戶終端使用。能提供在用戶終端使用的將是具有穩(wěn)定度在1E-5到1E-6級數(shù)的振蕩器，其是提供頻率不確定性的范圍在29,000Hz至290,000Hz。在這樣大的頻率不確定性下運作并不容許快速的信號取得動作。
為了避開此問題，用戶的設備將只有在接收模式下才啟始動作。此將取出該精確且非常穩(wěn)定的下游信號，用相鎖回路來跟蹤該信號，并且使所有信號與其同步。此用戶的設備然后將測量其所感知存在于所接收的頭端信號中的錯誤，并且假設該錯誤事實上位于其本身的硬件頻率參考部分中。所傳送的用戶信號頻率將藉由在該所接收的頭端信號中所測量到的量來加以校正。用戶然后將用一個傳送信號來開始傳送動作，該信號可能會有一個小的頻率誤差，但其將會與該所接收的頭端載波一樣穩(wěn)定。若是任何明顯的誤差仍然存在，其將由頭端所測量出，并且一個校正信號在網(wǎng)路進入的動作期間被傳送至該用戶，此將于以下被說明。因此，用戶帶著大的頻率誤差而進入通訊的可能性將是不可能的。下游TDMA信號幀結構在下游上的每個時隙將等于一個ATM單元。每個下游頻道或者是載波將具有一總數(shù)為52.2Mbps的有效負載數(shù)據(jù)速率。再加上FEC編碼的冗余，此變?yōu)?6.29Mbps。數(shù)據(jù)傳輸信號將具有一個幀結構，其每個單元(或者是幀時隙)是具有一個容量等于64Kbps的聲音或是一個DS-0頻道。此轉(zhuǎn)換為53.2Mbps/(64Kbps+冗余)=每個幀736個單元。由于每個單元包含53個位元組(或是424個位元)的64Kbps信號，該幀的長度將會是6.625ms。在每個幀中的第一個單元將會是幀的指示器，或是幀的同步單元。用于下游信號的幀結構顯示于圖13(a)中。由于所有的下游數(shù)據(jù)將被處理成ATM信號，來自一給定的來源的ATM單元將被連續(xù)地傳送，然而，其也可以彼此分開地出現(xiàn)在滲雜有來自其它的來源的數(shù)據(jù)的傳輸位元流中。上游TDMA信號幀結構每個上游頻道將會具有一半的OC-1頻道的產(chǎn)出率。包括冗余位元下，傳輸率將會是28.8Mbps。數(shù)據(jù)傳輸信號將具有一個幀結構，其每個單元(或者是幀時隙)是具有一個容量等于64Kbps的聲音或是一個DS-0頻道。此轉(zhuǎn)換為28.8Mbps/(64Kbps+冗余)=每個幀368個單元。由于每個單元包含53個數(shù)據(jù)位元組(或是424個位元)，該幀的長度將會是6.625ms。在每個幀中的第一個單元將會是幀的指示器，或是幀的同步單元。所傳送的上游信號幀將會被同步于所接收的下游信號幀，使得所傳送的上游并不需要一個別的幀同步時隙。上游信號的幀結構是顯示于圖13(b)中。由用戶所傳送的數(shù)據(jù)將以一種將說明如下的格式出現(xiàn)在所指定的時隙中。上游數(shù)據(jù)幀格式如先前所指地，由每個用戶所傳送的上游信號將會被同步于由該用戶所接收的下游信號，因此將不需要一個別的幀同步時隙。將被使用在上游信號中的幀格式是顯示于圖14中。該圖顯示當其出現(xiàn)在一頻道上時的單一信號。所有的頻道將具有相同的格式，但將會與不同組的用戶做通訊。在一較佳實施例中，整個幀共有四個“區(qū)域”。這些區(qū)域是由包含該區(qū)域的單元所執(zhí)行的功能所指明。這些區(qū)域如下1)網(wǎng)路進入?yún)^(qū)域是由四個連續(xù)的單元所組成，并且出現(xiàn)在該上游幀的最開始處，為幀的識別號，或是幀的同步單元。
2)接著是頻道與服務指定區(qū)域，用戶在完成于該網(wǎng)路進入?yún)^(qū)域中的動作后被指定至該區(qū)域。
3)由十五個單元所組成的網(wǎng)路詢問區(qū)域，在此顯示為在該幀中連續(xù)地出現(xiàn)。
4)載送來自所有運作在此頻道上的用戶所需的單元所組成的被指定單元區(qū)域。
這些動作的細節(jié)描述于下。網(wǎng)路進入以及功率、時序與頻率的控制當一用戶第一次打開電源并且嘗試進入系統(tǒng)時，該用戶的頻率、時序與功率電平尚未被檢視與調(diào)整過。該用戶將量測所接收的基地臺信號的功率電平，并且知道其所預期接收的信號對于距離的關系，于是其調(diào)整自己的傳輸電平，因而其信號將會在適當?shù)墓β孰娖较碌竭_該基地臺。當用戶的信號接收于該基地臺時，其電平被測量，并且如需要的話將做修正。此是如下地由基地臺所完成。該基地臺對于每個用戶均具有一個儲存于存儲器中的參考接收的功率電平。當其接收用戶的信號時，其比較所接收的信號與儲存于存儲器中的電平。其差值最初是以一個在該幀的網(wǎng)路進入?yún)^(qū)域中的校正因子被傳送至該用戶，并且之后如下所述地在該幀的詢問區(qū)域中被傳送。
用戶的頻率必須被校正。此大部分是由用戶的設備所完成，該設備鎖定所接收的基地臺信號，用相鎖回路來跟蹤該信號，并且使系統(tǒng)的參考部分與其同步。對于用戶的頻率的校正是在該幀的網(wǎng)路進入與詢問兩個區(qū)域中被傳送至該用戶。
該傳送的信號的時序必須被設定使得其適當?shù)嘏c該TDMA格式同步地抵達被接收于該基地臺。假設用戶以與接收自該基地臺的幀識別號信號的理想的同步方式開始信號傳輸，則接近該基地臺的用戶將在返回信號上具有大致為零延遲。在最遠距離處的用戶，對于基線的微蜂巢式系統(tǒng)而言在此假設為至少2公里，但對于一巨蜂巢式系統(tǒng)而言可能將是10公里遠，其將分別具有大約13.44微秒至61.2微秒的延遲在其返回信號上，假設其類似地與來自該基地臺的幀識別號信號的理想的同步方式開始信號傳輸。在此上游幀中的每個單元是大約18毫秒長。因此，一個四單元長的網(wǎng)路進入?yún)^(qū)域提供一個72毫秒長的時隙，此長度是足夠長以容納當該用戶的傳輸時序并未被調(diào)整時可能的最大延遲。
當一個用戶的設備第一次被打開電源時，其在沒有對其時序做任何的調(diào)整下傳輸，亦即傳輸中的零延遲。一旦基地臺接收到新的用戶信號時，其測量相對幀中的第一、第二網(wǎng)路進入單元的時序偏差，其比較所接收的信號功率電平相對于一個所儲存的參考電平，并且若有的話，其測量其頻率偏差。對于所有三個參數(shù)，功率電平、頻率以及時序，該基地臺立刻傳送校正數(shù)據(jù)至該用戶，并且等待來接收下一個傳輸以驗證這些校正已被適當?shù)亟邮詹⑹┬小Ｒ坏┻@些校正被驗證后，該用戶是被指導來傳送動作至該頻道與服務指定區(qū)域，該區(qū)域的位置也被指明是到該用戶。所有的校正參數(shù)均由該用戶終端所儲存以作為將來的利用。頻道與服務指定區(qū)域的動作該頻道與服務指定區(qū)域的大小將是可變的。其將會由所有其它的區(qū)域所不需要的單元所組成、但并不被容許少于一個保證對于將藉由此頻道而被服務的全體用戶足夠的服務的大小。確切的最小的大小將會依用戶數(shù)目的大小而定。
當被指定到該頻道與服務指定區(qū)域時，用戶的信號參數(shù)均已經(jīng)被調(diào)整過，因而當接收于基地臺時，其信號將會與該基地臺的幀結構為時序上的同步，其頻率誤差(若有的話)已經(jīng)被校正，并且其功率電平將被適當?shù)卦O定。一旦這些動作被完成后，用戶是從網(wǎng)路進入?yún)^(qū)域中被移除而無進一步的動作，因此使網(wǎng)路進入?yún)^(qū)域可用于其它進入此系統(tǒng)的用戶，若必須的話。
在頻道與服務指定區(qū)域中的動作是由兩類型所組成1)用戶容量與服務需求的建立，以及在所指定的單元區(qū)域內(nèi)操作單元的指定。一旦在頻道與服務指定區(qū)域中的動作結束后，該用戶變成一個線上的用戶，其被提供以所請求的固定部分的頻道容量與系統(tǒng)服務。
2)由任何線上的用戶的額外服務請求的發(fā)出，若他們不能夠收到來自將描述如下的詢問動作的服務時。
在頻道與服務指定區(qū)域中的動作為一種槽狀的ALOHA形式。這些用戶進行存取在一個他們希望是空的槽中所要求的頻道。碰撞可能會發(fā)生在這些用戶以一種隨機長度的延遲來重復傳輸時。
由頻道與服務指定區(qū)域中的動作所完成的功能是為了讓該用戶去定義其所需要的基地臺的服務。該基地臺然后將檢視操作系統(tǒng)的狀況并且定義將占據(jù)哪些于該幀的被指定的單元區(qū)域中的槽，或是單元給該用戶，只要其繼續(xù)利用所請求的服務。一旦單元指定的指令發(fā)出被完成時，該用戶傳送動作至由該基地臺所指出的被指定的單元區(qū)域。此后，在頻道與服務指定區(qū)域中的動作將僅被在緊急，或是優(yōu)先的狀態(tài)中的用戶所利用，這些狀態(tài)是可能發(fā)生并且為不能夠被如下所述的詢問動作做足夠快速地服務時。被指定的單元區(qū)域被指定的單元區(qū)域是載有來自用戶至基地臺的線上服務數(shù)據(jù)的幀的一部分。該用戶將會被指定一個足夠的頻道容量，亦即一些單元，來容納將被及時地傳送的數(shù)據(jù)。將被占有的單元是明確地被定義，因而一個用戶具有在為其目的所保留的確實位置中所需的容量，只有直到該服務已不再需要為止，到時其將被釋放而用于其它的用戶。網(wǎng)路詢問區(qū)域此網(wǎng)路詢問區(qū)域充當兩個目的其提供一種接達離線的用戶并且請求為了低速的監(jiān)視與狀態(tài)檢查的目的的一個回應的裝置，以及其提供一種因而基地臺檢查以知道一個用戶在那特殊的時刻是否需要服務的裝置。
所預期的是一個單元將服務一個級數(shù)1000的用戶。此表示平均有167個用戶將由每個上游頻道所服務。在15個單元被指定來執(zhí)行不管是線上或是離線的所有的用戶循環(huán)式的詢問下，此換算為每個幀(6.625ms)15個用戶的檢查，或是每74ms每個用戶的檢查。此對于像是監(jiān)視設備電表、安全警報系統(tǒng)、以及硬件狀態(tài)檢查的動作的用途是已足夠。此也許不夠快來跟上一連串的服務請求，該請求將是由用戶所產(chǎn)生于利用一電腦連線或是控制被觀看的電視選擇的操作狀態(tài)的要求服務條件的改變。在此種情況下，將會利用頻道與服務指定區(qū)域用以傳送這些服務的請求?？刂婆c數(shù)據(jù)訊息包含MAC功能的所有功能將由一連串的控制訊息所控制，這些訊息是交換于頭端與用戶間。所有的控制訊息均流經(jīng)基地臺，但一般而言所有的決定將會是由頭端所做。相關于實際頻道的頻道容量詳細的分布是出現(xiàn)于基地臺。
某些將被利用的控制訊息是說明于圖15中。上游訊息的內(nèi)容上游訊息包含一些欄位。確切的內(nèi)容是依訊息的型式而變化。所有的訊息都必須包含某些標準的特征欄位如下-目標地址-一個指明頭端的唯一的N(例如48)位元地址-來源地址-一個指明用戶的唯一的N(例如48)位元地址-訊息型式-一個指明訊息型式的N(例如12)位元數(shù)。下游訊息的內(nèi)容類似地，下游訊息也包含一些欄位。確切的內(nèi)容是依訊息的型式而變化。所有的訊息都必須包含某些標準的特征欄位如下-目標地址-一個指明用戶的唯一的N(例如48)位元地址-來源地址-一個指明頭端的唯一的N(例如48)位元地址-用戶識別號碼-一個在目前所建立的服務期間被指定給用戶暫時的識別號碼。此識別號碼只有在該頭端容量預期是小于在任何時候由頭端所提供的用戶服務的總數(shù)時才需要被使用。若此永遠不會發(fā)生，則該目標地址對于所有的用途已足夠。
-訊息型式-一個指明訊息型式的N(例如12)位元數(shù)。
圖14說明了幾種典型完整的訊息結構。各個區(qū)段的大小是以位元組來顯示。
所顯示的最簡單的結構是圖16(a)，其說明對于一個上游訊息的基本要件。所顯示的結構是足夠來用作為一個啟始請求訊息或是一個終止請求訊息。其也可被用于執(zhí)行像是請求以執(zhí)行檔案傳送的功能，其是藉由加上要被傳送的詳細內(nèi)容于此訊息的這些連續(xù)且未定義的單元中。
其次最簡單的訊息格式為圖16(b)中所示的結構，其可被用于接著來自用戶的終止請求之后來自該頭端的終止命令。其也可被用于執(zhí)行像是一個預備接收一檔案傳送的命令的功能，其是藉由加上要被傳送的詳細內(nèi)容于此訊息的這些連續(xù)且未定義的單元中。
一種啟始回應的訊息變得更復雜，并且具有圖16(d)的格式。應注意的是，圖16(d)包含用戶識別號碼以及一個參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)。此類型的調(diào)整數(shù)據(jù)將會被供應至新的用戶，以提供正確的功率電平、載波頻率以及信號傳送時序的調(diào)整來確保適當?shù)南到y(tǒng)運作以及在頭端所接收的用戶信號間最小的干擾。此訊息格式也可被用于像是一個狀態(tài)請求以及一個參數(shù)調(diào)整命令的詢問動作。訊息型式將會被改變來指示兩個功能正在被執(zhí)行，亦即參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)正被提供而一狀態(tài)數(shù)據(jù)是請求自該用戶。此外，這種一般的格式是將被用作為一種服務請求回應，其是再次藉由改變訊息型式指定器來指示適當?shù)膬蓚€功能正在被執(zhí)行，并且藉由將正被配置給該用戶的服務的定義附加到該訊息。
圖16(c)顯示一種用于用戶服務請求訊息的典型格式。由于在任一時間下可能有多于一種的服務被請求，多重同時服務請求可如圖所示地在單一的訊息中被發(fā)出?？刂朴嵪琈AC功能的所有功能將由一連串的控制訊息所控制，這些訊息是交換于頭端與用戶間。所有的控制訊息均流經(jīng)基地臺，但一般而言所有的決定將會是由頭端所做。相關于實際頻道的頻道容量詳細的分布是出現(xiàn)于基地臺。
某些將被利用的控制訊息包含以下1)啟始請求2)啟始回應3)終止請求4)終止命令5)特殊命令圖18與圖21功率電平的調(diào)整用戶功率電平是以兩個步驟被調(diào)整。圖18與圖21是指出當該動作分別被執(zhí)行于用戶與基地臺時該動作的系統(tǒng)詳細內(nèi)容。
在網(wǎng)路進入動作期間，當運作于一個只有接收的模式時，該用戶是接收基地臺信號。該基地臺永遠運作在一個固定的傳送的功率電平下。依照圖18，該用戶接收器系統(tǒng)是接收并測量該基地的功率電平。根據(jù)此測量結果，并且知道該基地臺的傳送功率電平下，該用戶系統(tǒng)可預測到該基地臺的距離。知道至該基地臺的距離下，該用戶系統(tǒng)可預測其所應該運作的適當?shù)膫魉凸β孰娖健Ｔ撚脩粝到y(tǒng)設定其傳送功率電平至該預測的功率電平并開始傳輸?shù)膭幼鳌?br> 一旦該用戶開始網(wǎng)路進入傳輸?shù)膭幼?，依照圖21，該基地臺立刻在所接收的用戶信號上進行信號電平的計算。其然后將所接收的功率電平與一個儲存的參考電平在一比較器電路中做比較。該比較器提供一個功率電平誤差測量值，該值被提供至一供應校正信號給用戶的處理器電路(其可能具有微處理器或是查看表的形式)。該處理器電路組成一個功率電平調(diào)整命令并且將其傳達至該用戶。在所需要的詢問動作期間，該基地臺周期性地繼續(xù)進行功率電平的測量與校正，只要該用戶處于傳輸?shù)膭幼飨?。圖20與圖17用戶頻率調(diào)整動作用戶載波頻率是以兩個步驟被調(diào)整。圖20與圖17是指出當該動作分別被執(zhí)行于用戶與基地臺時該動作的系統(tǒng)詳細內(nèi)容。
在網(wǎng)路進入動作期間，當運作于一個只有接收的模式時，該用戶是接收基地臺信號。該用戶接收系統(tǒng)包含一個低價的振蕩器，其頻率準確度將會是在1E-5或是1E-6的等級。在此種穩(wěn)定度的振蕩器下，頻率誤差可能會相當大。該接收與傳送的可編程的相鎖回路(PLL)合成器最初都只有被鎖定至此晶體振蕩器。該基地臺永遠運作在一個固定且非常穩(wěn)定的載波頻率下，具有等級在1E-9的穩(wěn)定度。依照圖20，該用戶接收系統(tǒng)是以一個PLL接收并追蹤該基地臺的載波頻率，并且將其傳送系統(tǒng)頻率以及傳送可編程的PLL合成器與所接收的基地臺載波頻率同步化。在所接收如該用戶接收系統(tǒng)所見的頻率與所預期的頻率間做成比較。假設該用戶系統(tǒng)所見的全部誤差均是由于在用戶的晶體振蕩器頻率中的誤差所引起的。一個誤差信號是在此項假設為基礎下被產(chǎn)生，并且一校正信號施加至該傳送可程式的PLL合成器。此校正信號將傳送頻率置于該正確的傳送頻率，當校正該用戶系統(tǒng)的誤差時。傳送以及網(wǎng)路進入此時便可以被開始。
基地臺是接收由用戶系統(tǒng)所調(diào)整的用戶信號。仍然可能有誤差隨著時間因為溫度改變或是由于老化而在元件的值上的變化而發(fā)生。
所接收的用戶信號在一個PLL中被追蹤，并且一誤差信號是以該PLL追蹤動作為基礎下而被產(chǎn)生。所有接收的頻率均與為標準的基地臺頻率系統(tǒng)做比較。此測量過的頻率誤差是由基地臺所轉(zhuǎn)換成一校正信號，并且被傳送至用戶作為一個頻率調(diào)整命令。在所需要的詢問動作期間，該基地臺周期性地繼續(xù)進行載波頻率的測量與校正，只要該用戶處于傳輸?shù)膭幼飨?。圖19用戶時序調(diào)整動作用戶信號的時序是由基地臺所調(diào)整。圖19是指出當該動作由基地臺所執(zhí)行時，該動作的系統(tǒng)詳細內(nèi)容。
在網(wǎng)路進入動作期間，當運作于一個只有接收的模式時，該用戶是接收基地臺信號。該用戶取得基地臺信號，并且立即接著于收到基地臺幀的同步信號后傳送其回應。在基地臺所看到的信號延遲將會依從用戶至基地臺的距離而定。在網(wǎng)路進入的動作期間，基地臺接收用戶的信號，將到達的接收時間與到達的預期時間做比較，測量該延遲，并且導出一時序誤差測量值。根據(jù)此延遲，或是時序誤差測量值，基地臺計算出一個信號時序校正調(diào)整命令給用戶。此命令被傳到用戶，其系統(tǒng)時序?qū)⒏鶕?jù)此指令為基礎而被調(diào)整。如需要的話，額外的測量與校正是完成于該網(wǎng)路進入動作期間，直到該時序已充分地被調(diào)整以容許用戶去進行該頻道與服務指定區(qū)域。在所需要的詢問動作期間，該基地臺周期性地繼續(xù)進行用戶信號時序的測量與校正，只要該用戶處于傳輸?shù)膭幼飨?。應被注意的是，在網(wǎng)路進入完成后，在所有時間下的時序誤差測量值均根據(jù)單元時序的基礎而非幀的同步來做成的，因為用戶并不傳輸幀的同步信號而只傳送單元。在最初的調(diào)整做過后，基地臺可以計算所有的接收信號成單元時序，因為所有的傳輸均與單元時隙同步化之下而被完成。
雖然本發(fā)明的較佳實施例已經(jīng)被展現(xiàn)并且加以說明，但可認知的是各種進入本發(fā)明范疇中的其它實施例、調(diào)整與修改對于熟習此項技術者均為明顯的。
權利要求
1．一種本地多點式分布系統(tǒng)，其特征在于包含一耦接至多個基地臺的頭端，每個基地臺均構成一個單元，每個基地臺均具有多個區(qū)段波束天線，每個區(qū)段波束天線是用RF通訊信號來照射該單元的一個預定的區(qū)段；單元每個區(qū)段的多個RF用戶臺，每個用戶臺均具有一個窄波束寬度的高增益的天線朝向該區(qū)段波束天線，該區(qū)段波束天線是朝向其所指定的區(qū)段，在每個用戶臺的分時多重存取控制裝置是運作使得在一給定的區(qū)段中的用戶并不彼此相互干擾其傳輸；用以控制所傳輸?shù)墓β孰娖绞沟盟械挠脩粜盘柧诖蠹s相同的功率電平下分別到達其基地臺的裝置；用以控制傳輸信號的時序使得所有的用戶信號均在專用指定的時間下分別到達其基地臺，因而將相互干擾的可能性降至最低的裝置；以及用以控制傳輸信號的頻率使得所有的用戶信號均運作在其適當指定的頻率下，并且與基地臺所接收的所有其它的載波頻率均為正交的裝置。
2．一種本地多點式分布系統(tǒng)，其特征在于包含一耦接至復數(shù)個基地臺的頭端，每個基地臺均構成一個單元，每個基地臺均具有復數(shù)個區(qū)段波束天線，每個區(qū)段波束天線是用RF通訊信號來照射該單元的一個預定的區(qū)段；單元每個區(qū)段的多個RF用戶臺，每個用戶臺均具有一個窄波束寬度的高增益的天線朝向該區(qū)段波束天線，該區(qū)段波束天線是朝向其所指定的區(qū)段；每個用戶臺上的分時多重存取控制裝置，其運作使得在一給定的區(qū)段中的用戶并不彼此相互干擾其傳輸；以及用以控制所傳輸?shù)墓β孰娖绞沟盟械挠脩粜盘柧诖蠹s相同的功率電平下分別到達其基地臺的裝置。
3．根據(jù)權利要求2中所述的本地多點式分布系統(tǒng)，其特征在于這些單元是呈六角形，并且這些區(qū)段是被配置使得這些用戶并不直接射向緊鄰的單元的基地臺的3db波束寬度中。
4．根據(jù)權利要求2中所述的本地多點式分布系統(tǒng)，其特征在于這些單元是呈矩形，并且這些單元的區(qū)段是被配置使得這些用戶并不直接射向緊鄰的單元的基地臺的3db波束寬度中。
全文摘要
一種本地多點式分布系統(tǒng)是包含一耦接至多個基地臺的頭端,這些基地臺各構成一個單元,每個基地臺均具有多個區(qū)段波束天線,還包含單元的每個區(qū)段的多個Rf用戶臺,每個用戶臺均具有一個窄波束寬度的高增益的天線朝向該區(qū)段波束天線,該區(qū)段波束天線是朝向其所指定的區(qū)段,每個用戶臺是以TDMA控制,以及每個用戶臺傳輸?shù)墓β示谙嗤墓β孰娖降南路謩e到達其基地臺。
文檔編號H04W84/14GK1214815SQ96198902
公開日1999年4月21日 申請日期1996年12月4日 優(yōu)先權日1995年12月6日
發(fā)明者赫門·巴斯塔曼第, 陳河倫 申請人:史丹佛電信公司