專利名稱：無線電通信系統(tǒng)中的干擾預(yù)防的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線電通信單元，并特別涉及一種這樣類型的單元，在一個網(wǎng)絡(luò)上與衛(wèi)星或蜂窩系統(tǒng)通信，在一個短路離無線電鏈路上與諸如便攜式手機(jī)那樣的遠(yuǎn)距離單元通信。尤其是，本發(fā)明涉及這樣類型的單元，在其中該單元與網(wǎng)絡(luò)通信所在的信道上，由在短距離無線電鏈路上傳輸引起的干擾可被避免。
利用這樣的單元的一個潛在的問題是，如果位于靠近該單元，或靠近遠(yuǎn)距離手機(jī)的第三方發(fā)射機(jī)在鄰近頻段上運(yùn)行，它可能與在短距離鏈路上的發(fā)射機(jī)一起產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，這可能干擾在長途通信鏈路上信號的接收。典型情況下，短距離無線電鏈路使用頻率跳動系統(tǒng)，在其中，將通信信號在大量的順序使用的信道上發(fā)送?？赡苓@些信道中只有一個將與第三方信號一起，在由長途無線電鏈路使用的信道上產(chǎn)生干擾信號。
用于避免干擾的各種系統(tǒng)是已知的。例如，EP-0781066描述了一種方案，在其中監(jiān)測在許多信道上的干擾信號，不使用具有不可接受的高干擾水平的信道。WO 95/08246公開了一種頻率跳動系統(tǒng)，其中在可用的信道上監(jiān)測干擾水平，如果確定在一個信道上的干擾水平是高的，可將該信道從所用的頻率跳動序列中除去。
因此，這些系統(tǒng)包含對一個特定信道干擾的檢測，當(dāng)干擾被檢測到時，避免使用該信道。
依據(jù)本發(fā)明，在一個信道上檢測干擾，例如，由長途無線電通信鏈路所用的信道，如果檢測到干擾，則將在出現(xiàn)干擾信號的短距離無線電鏈路上的另一個信道的使用中止。
這使該單元能夠繼續(xù)在已被分配的信道上與網(wǎng)絡(luò)通信，改變的只是在短距離無線電鏈路上通信的型式。
圖2示出由該單元所用的頻段，和其中出現(xiàn)的信號。最佳實(shí)施方案詳述

圖1示出依據(jù)本發(fā)明的一個系統(tǒng)。無線電通信單元2包括第一天線4，被連到發(fā)送接收機(jī)電路6，用于在無線電通信網(wǎng)上通信。
在此本發(fā)明所示的實(shí)施方案中，發(fā)送接收機(jī)電路6，和天線14被適配成供在衛(wèi)星網(wǎng)上通信，發(fā)送信號到低軌道衛(wèi)星和從其接收信號，接收到的無線電頻率信號在2480MHz到2500MHz的范圍內(nèi)。
然而，將認(rèn)識到，本發(fā)明適用于在其他無線電通信網(wǎng)，例如，蜂窩網(wǎng)上工作的系統(tǒng)。
發(fā)送接收機(jī)模塊6被連到基帶和控制模塊7，將接收到的數(shù)據(jù)信號傳送到此模塊，并從此模塊接收數(shù)據(jù)信號用于傳送和調(diào)諧以及功率控制數(shù)據(jù)。
單元2還包括第二天線8，和發(fā)送接收機(jī)電路10，用于在短距離無線電鏈路上通信。發(fā)送接收機(jī)模塊10被連到基帶和控制模塊11，將接收到的數(shù)據(jù)信號傳送到此模塊，并從此模塊接收數(shù)據(jù)信號用于傳送和調(diào)諧以及功率控制數(shù)據(jù)。基帶模塊7,11被連接在一起，用于傳送在一條RF鏈路上接收到的話音或其他信號供在其他RF鏈路上傳輸。
圖1也示出一種便攜式手機(jī)12，具有用于在短距離鏈路上與單元2通信的天線14。
雖然在此所示的實(shí)施方案中，單元12被描述為一種便攜式手機(jī)，將認(rèn)識到這種單元可以是位于遠(yuǎn)離主單元2，或至少可相對它移動的任何設(shè)備。
系統(tǒng)2還包括一種控制和接口單元6，控制設(shè)備的整個操作，特別是，發(fā)送和接收信號到和來自基帶和控制模塊7,11。更準(zhǔn)確地說，控制單元16從衛(wèi)星的基帶和控制模塊7接收與衛(wèi)星鏈路有關(guān)的數(shù)據(jù)，如鏈路的質(zhì)量和在用的信道?？刂茊卧?6包括如以下要討論的用于檢測干擾的有關(guān)電路，并發(fā)出控制信號，特別是用于控制短距離鏈路，基帶模塊7,11和控制單元10可只在軟件領(lǐng)域內(nèi)分開，而不是分離的物理設(shè)備。
短距離無線電鏈路，在主單元2和遠(yuǎn)距離單元12之間，在無線電頻譜的工業(yè)科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段，從2400MHz到2480MHz(見文件IEEE802.11)中工作。這個頻段的優(yōu)點(diǎn)是，在許多國家中，用戶不需要許可證。然而，這樣的結(jié)果是信號可能需要在存在大量的在相同頻段中的干擾信號的情況下發(fā)送。例如，可能有其他鄰近的通信用戶，而甚至微波爐也可在這個頻段中發(fā)送相當(dāng)大的信號。
圖1示出這樣一種干擾信號源18。
為了使短距離無線電鏈路能夠成功地在存在這樣的潛在干擾信號下工作，使用一種頻率跳動的擴(kuò)頻(FH-CDMA)系統(tǒng)。這意味著有大量的信道(可能50或100或更多)被分配用于在鏈路上傳輸，利用預(yù)先規(guī)定的偽隨機(jī)序列，接連地在這些信道的每一個上進(jìn)行傳輸。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，使用80個這樣的信道。雖然可能在少數(shù)所用的信道上有干擾，總的數(shù)據(jù)中只有少部分將丟失。然而，數(shù)據(jù)插入，和誤差校正，可用于保證，誤差作為干擾的結(jié)果，不一起出現(xiàn)在接收到的信號內(nèi)的脈沖串中，并可被補(bǔ)償。
然而，這并不適用于發(fā)送到衛(wèi)星網(wǎng)的傳輸信號，采用的是直接序列擴(kuò)頻(DS-CDMA)，一次工作在單一信道上。
圖2是用作說明有關(guān)信號的頻譜的有關(guān)部分的表示形式。如以上提到過的那樣，短距離無線電鏈路發(fā)送的ISM頻段是從2400MHz到2480MHz。發(fā)送接收機(jī)6在頻率范圍從2480MHz到2500MHz的信道上從衛(wèi)星接收信號。
也正如以上提到過的那樣，短距離無線電鏈路按頻率跳動原理工作，這意味著，在有關(guān)的頻段內(nèi)利用大量的信道，按預(yù)先規(guī)定的順序，每個只在一個短時間內(nèi)工作。圖2示出在ISM頻段中在一個這樣的頻率上出現(xiàn)的信號30。在圖2中也示出在ISM頻段中不同頻率上出現(xiàn)的信號32。正如以上提到過的那樣，該信號可由另一個未被許可的通信用戶發(fā)送，或者甚至可以由非通信源發(fā)射，如微波爐。
正如已知的那樣，當(dāng)信號30、32被組合時，在接收機(jī)的RF部件中的非線性將引起互調(diào)產(chǎn)物的產(chǎn)生三階的互調(diào)產(chǎn)物，在圖2中用參考數(shù)字34,36指明，將出現(xiàn)在兩個原先的信號30,32的任一側(cè)。
因此，正如圖2中所示，互調(diào)產(chǎn)物36出現(xiàn)在發(fā)送接收機(jī)6的接收頻段中。因此，假定信號32是在恒定的頻率上，那末，當(dāng)信號30的頻率從一個信道到另一信道跳躍時，互調(diào)產(chǎn)物信號36將出現(xiàn)在相同序列中的不同信道上。
當(dāng)互調(diào)產(chǎn)物信號36出現(xiàn)在發(fā)送接收機(jī)6試圖接收信號的信道上時，將對這些信號產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。而且，因?yàn)榘l(fā)送接收機(jī)6正在恒定的頻率上接收，這將引起數(shù)據(jù)丟失。
因此，依據(jù)本發(fā)明，采取步驟防止在ISM頻段中的有關(guān)信道上傳輸，避免互調(diào)產(chǎn)物出現(xiàn)在由衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)6在用的信道上。
第一階段是識別使干擾出現(xiàn)在用衛(wèi)星信道上的ISM頻段中的有關(guān)信道、有許多方法可以做到這點(diǎn)。
例如，可在控制單元16中監(jiān)測由發(fā)送接收機(jī)6接收到的信號的信號強(qiáng)度或質(zhì)量，這些測量結(jié)果隨時間的變化可與在短距離無線電鏈路上傳輸?shù)囊阎l率跳動序列作比較。可通過指明當(dāng)在衛(wèi)星鏈路上接收質(zhì)量差或接收到的信號強(qiáng)度低時，此時在用的短距離鏈路信道，檢測出正對衛(wèi)星鏈路引起干擾的信道或若干信道。
作為第二種可能性，在控制單元16中可測量在發(fā)送接收機(jī)6上接收到的信號，或信號強(qiáng)度的平均信號質(zhì)量。然后，控制單元16可以發(fā)送控制信號到發(fā)送接收機(jī)10，依次中止在每個可用信道上的傳輸。除了一個導(dǎo)致出現(xiàn)互調(diào)產(chǎn)物干擾的信道外，所有可用信道被使用期間，平均接收到的信號強(qiáng)度和信號質(zhì)量將高于這樣一個信道被使用期間的結(jié)果。因此可以在控制單元16中確定，在短距離無線電鏈路上哪個信道對在衛(wèi)星鏈路上的干擾負(fù)責(zé)。
作為第三種可能性，控制單元16可以控制來自發(fā)送接收機(jī)10的傳輸，以便在由此發(fā)送的信號功率中作小的變化。同時，如果控制單元16監(jiān)測在衛(wèi)星發(fā)送接收機(jī)單元6中接收到的信號的功率水平，可以推斷出有關(guān)的相互作用的機(jī)制。因而，發(fā)送電平可在每個頻率跳動序列的完整周期上稍作變動，在序列的每個周期內(nèi)干擾可稍稍移上移下。例如，我們可保持所有的頻率跳動信道在電平上恒定，而每次我們?nèi)⌒诺?2(比如說)，我們可上下交替改變電平1dB。然后，如果干擾由該信道引起，則干擾將移上移下按等于頻率跳動周期的重復(fù)率的速率進(jìn)行。這樣我們可順序地有效地探查每個信道。
另一種方案是，為了避免必須等待每個完整的頻率跳動序列結(jié)束，我們每次在該信道上發(fā)送時，交替地接通在給定信道上發(fā)送電平稍微向上和向下變動。然后校正利用該信道時干擾水平的變化。
還有一種可能性是對在短距離無線電鏈路上發(fā)送的信號采用編碼調(diào)制。例如，一種低頻AM信號可施加到發(fā)送接收機(jī)。這樣一種調(diào)制對在遠(yuǎn)距離單元12上信號接收的影響是微不足道的，但可能被轉(zhuǎn)變?yōu)榕c第三方信號組合引起的互調(diào)產(chǎn)物。因此，如果控制單元16在發(fā)送接收機(jī)6上接收到的信號中查找這樣一種碼，這樣一種碼的存在將指明存在互調(diào)產(chǎn)物干擾，該碼可用于識別導(dǎo)致出現(xiàn)該信號的短距離鏈路的信道。另一種方案是，施加到短距離鏈路上信號的編碼方式可以是一種較少的頻率或相位調(diào)制。進(jìn)一步，可以將短距離鏈路的調(diào)制型式與干擾相位調(diào)制相關(guān)。如果存在任何的相關(guān)，這就可用來確定在短距離鏈路中干擾的來源。
一旦已經(jīng)在控制單元16中確定，在短距離無線電鏈路上哪個信道或幾個信道對于產(chǎn)生干擾在衛(wèi)星鏈路上傳輸?shù)幕フ{(diào)產(chǎn)物負(fù)責(zé)，可采取行動防止進(jìn)一步在該頻率上傳輸。
一種最佳的可能性是直接從控制單元16發(fā)送控制信號到發(fā)送接收機(jī)10，防止進(jìn)一步在該信道上傳輸。這將使預(yù)定在該信道上要發(fā)送的數(shù)據(jù)丟失。但，如果數(shù)據(jù)被適當(dāng)?shù)夭迦?，這將沒有問題，如果在頻率跳動序列本身中的信道之一有干擾，采用同樣的插入和糾錯的方法可以避免大量丟失數(shù)據(jù)。而且，這還有這樣的優(yōu)點(diǎn)，遠(yuǎn)距離接收機(jī)12可按通常的方式工作。
一種可選的方案是從控制單元16，通過發(fā)送接收機(jī)10發(fā)送信號到遠(yuǎn)距離單元12，指明通信被中止的信道，并商議在發(fā)送接收機(jī)10,12之間，避免有關(guān)信道或若干信道的一種新的跳動序列。
結(jié)果是引起在用衛(wèi)星接收機(jī)信道上出現(xiàn)互調(diào)產(chǎn)物的信道或若干信道上不再傳輸，這樣將改善，在該鏈路上傳輸?shù)目偟男盘栙|(zhì)量。
以上所描述的監(jiān)測步驟可按所要求的頻繁程度，例如每隔30秒，在均勻間隔上重復(fù)，以便檢測互調(diào)產(chǎn)物干擾。另一種方案是，總的信號質(zhì)量或信號強(qiáng)度可被連續(xù)地監(jiān)測，只有當(dāng)確定總的信號質(zhì)量或信號強(qiáng)度已降到特定的閾值以下時，才采取步驟檢測互調(diào)產(chǎn)物干擾。
因此在此描述了一種存在干擾信號的情況下改進(jìn)與衛(wèi)星網(wǎng)通信的系統(tǒng)，并不要求該單元改變與衛(wèi)星網(wǎng)通信的信道。
權(quán)利要求
1．一種無線電通信單元，包括第一發(fā)送接收機(jī)，用于在第一無線電頻段中的多個信道的一個所選的信道上通信；第二發(fā)送接收機(jī)，用于在第二無線電頻段中的信道上通信，在多個信道上順序地進(jìn)行通信；用于檢測在第一無線電頻段中所選信道上的干擾的裝置，該干擾是由第二無線電頻段中一個被識別的信道上的傳輸引起的；和用于防止在被識別的信道上傳輸?shù)难b置。
2．如權(quán)利要求1的無線電通信單元，其中用于檢測在所選信道上干擾的裝置包括用于監(jiān)測在所選信道上信號參數(shù)的裝置，和用于將這些測量結(jié)果隨時間的變化與第二無線電頻段中已知的傳輸序列作比較的裝置。
3．如權(quán)利要求1的無線電通信單元，其中用于檢測在所選信道上干擾的裝置包括用于監(jiān)測在所選信道上接收到的信號的信號參數(shù)的平均值的裝置，和用于依次臨時中止在第二無線電頻段中每個可用信道上的傳輸?shù)难b置。
4．如權(quán)利要求1的無線電通信單元，其中用于檢測在所選信道上干擾的裝置包括用于改變在第二無線電頻段中所發(fā)送的信號的裝置，和用于檢測在所選信道上檢測到的信號中所得到的變化的裝置。
全文摘要
一種利用幾個發(fā)送接收機(jī)在不同頻段中通信的無線電通信單元中,監(jiān)測所選信道的信號參數(shù),以便檢測由互調(diào)產(chǎn)物引起的干擾。所選信道被,例如,用于長途無線電通信鏈路,干擾信道是在短距離無線電鏈路上。一旦識別了引起干擾的信道,在其上的傳輸就被阻止。
文檔編號H04B1/713GK1309848SQ99808643
公開日2001年8月22日 申請日期1999年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月15日
發(fā)明者R·O·布里斯托夫, S·馬蒂松 申請人:艾利森電話股份有限公司