适合于同步传输的方法 【技术领域】
本发明涉及有关同步无线传输的方法。更具体地，本发明涉及在应用异步传输规则的频带内进行同步传输的方法。同步无线系统可以是DECT(欧洲数字无绳电话)类型的系统，也就是相当短距离范围的无绳个人通信系统，它将适合于遵从用于异步传输的规则，例如，所谓的带有保留同步的信息包交换的数据传输。
技术背景描述
在无线通信技术中，通常分为异步传输和同步传输。
传统上，无线通信已被开发来用于电路交换同步业务，例如，用于语音通信和ISDN业务的移动电话和无绳电话。这类系统的共同特征是，信息在时分系统中的给定的特定时间点，或在频分系统中某个无线频率上被发送到给定的接收机。时分系统地一个例子是所谓的TDMA系统(时分多址)，其中信息是以对于每个信道所规定的周期性时间间隔中的时隙被发送的。
使用异步传输的无线系统通常利用在某个无线频率上的所谓信息包交换，虽然这些信息包从一个发射-接收机到另一个发射-接收机完全随机地被发送和被接收。
异步系统的一个例子可在所谓的局域数据网中见到，它通过无线媒体利用信息包-数据交换，而不是电路交换。
一定的频谱被保留来用于异步无线传输(例如，由美国的FCC，联邦委员会指派的1910-1920MHz的一段频谱)。这就使异步信息包传输能达到短的存取时间。
在异步传输中，几个用户共用同一个频谱，藉此避免了对频率规划的需要。冲突时常发生，导致了两个用户之间在网络上的拥塞，虽然想要的数据包可被重新发送。在发送异步数据信息包后在某个时间点上重新发送数据包在技术上是熟知的；例如参见在SE-A-9302067-5中所公开的内容。
同步的或周期性的传输包括在预定的时间点和/或在某些确定的频率上发送和接收信息，例如在前言中提到TDMA系统的情形。在来自美国标准的以上的实例的情况下，把1910和1920MHz之间的频带用于异步传输，那么1920和1930MHz之间的频带就为同步传输所用。这样，这两个频带就彼此分开来被使用。
发明概述
异步传输的一个缺点是它不适用于和在同步无线网中提供的那些业务相同的系统或相同的环境，因为可能会有由异步传输造成的干扰和扰乱。特别是，不适合于在综合业务数字网ISDN中简便的包容异步传输。已经确知，借助于所谓的ATM(异步转移模式)能支持在异步媒体中的同步业务。在这种应用中，异步地接收到的数据在一个时间间隔内被收集到接收机端的缓冲存储器中，此后该存储器所收集的数据在同步时钟的控制下被发送出去。这段时间间隔必须有足够的持续长度以便使由于冲突而必须作的重新发送能在重新构成的比特流同步发出之前进行。这就使异步传输能发送同步业务。
虽然已知的方法能很好地工作，但存储功能造成了延时。在语音传输的情况下，特别长的延时是不能容忍的。为了保持短的延时(大约10毫秒)，无线传输情况下就需要非常宽的带宽，当多个用户同时共用同一个频谱时，通常要大于40MHz。
另一方面，对于同步和异步业务使用同一个无线系统适宜的，一种业务利用指定频带的一半(1910-1920MHz)而另一种业务利用同一频带的另一半(1920-1930MHz)。然而，由于它只利用了分派给整个系统(作为一个整体)的频带的一半，这就有不必要的限制同步传输容量的缺点。这又意味着，在无线系统中基站密度必须更密，以使接入信道更紧凑地重新发送。
因此，希望能利用整个频带用于同步传输。
本发明提供一种使同步传输业务适合于用于异步无线传输规则的方法。该新颖的方法即使在分配频带很小(5-20MHz)时也不会造成过大的延时。
这样，本发明的目的是提供一种在短距离上用于异步无线传输的方法，它在分配的频带内符合异步传输规则。
同步无线传输具有用于信息传输的已知的周期性。例如，在DECT-类型寻呼系统的情况下，信息是以按照TDMA原则的帧被发送的，其中一已知帧包含多个用于从多个用户发送的时隙，以及同样多个用于在各个用户接收信息的时隙。其后接着是下一帧。在对于不同用户的帧中的两个互相相继的时隙之间包含标准化的保护时间。按照本发明，该保护时间被用来确定在接下来的时隙中是否按照异步规则进行发送。
本发明由以下的权利要求1中所述的特性为特征。
附图简述
现在将参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1是显示在同一个地理区域内包括同步和异步无线传输的已知的无线系统的方框图；
图2示意性地显示了分配给按照图1的无线系统的频谱；
图3显示了关于先前所熟知的同步无线传输，对于发送和接收的时序图的实例；
图4以同样方式显示了已知的异步无线传输，但仅仅是发送模式；
图5是类似于图2和3所显示的那些图的时序图，并用来说明本发明的方法；以及
图6是类似于图1的简化方框图，只是说明按照本发明所采用的同步传输。
实现本发明的最佳方式
图1是显示用于同步和异步无线传输的系统的简化方框图。在所显示的情况中，无线系统包括两个基站BS1和BS2，它们和两个移动用户通信，其中一个移动用户是手持式电话机PT而另一个移动用户是移动数据终端DT。两个终端PT和DT位于地理上互相邻近的地方，因而是易于互相干扰。例如，两个装置/终端可能被安装在办公楼的同一个地点。它们也可能被放置在同一个楼内的互相离得很短距离的地方。两个终端都位于离基站BS1和BS2很短距离的地点。“短距离”在此是指从10到200米的距离，即比蜂窝系统中移动用户可能位于的离基站的最大距离(可大到30公里)短得多。
一个传输Tr1是同步的，且是由手持式电话机PT所使用。该电话机在给定的频带内按照TDMA原则时分地发送无线信号给同步工作的基站和从所述基站接收无线信号。这样，除了被预定来用于同步传输的给定的频谱以外，在每帧中的一个给定时隙也被预定来从终端PT进行发送，以及一个时隙被预定来在同一帧中发送以后进行接收一定的时间间隔(见图3)。基站BS1能和其它手持式电话机同步进行通信，图上未示出。
另一个传输Tr2是异步传输，它所用数据终端DT。该终端在一定的频带内发送信号给异步工作的基站BS2和从所述基站接收无线信号，但是在时间上是随机的而不是像终端PT的情况下是周期性的。正如和基站BS1和一样，无线信号由基站BS2在给定的频带内被发送和接收。传输Tr2，例如，可以是信息包-交换的数据传输。
基站BS1和BS2可以位于楼内或楼外，并通过电话线物理地连接到专用或公共交换网(图上未示出)。
图2示意性地显示用于同步和异步传输Tr1，Tr2的两个频带。只有异步传输Tr2才出现在频带边界B1，B2之间，而只有同步传输Tr1才出现在频带边界B2-B3之间。在美国，这些频带边界已被分别规定为1910-1920MHz和1920-1930MHz。这种分割法的缺点是对于同步传输和异步传输只有总频带B1-B3的一半分别是可使用的，正如上面所提到的。
图3显示了按照TDMA技术发送无线信号的已知的原理，该传输是周期性的或同步的。在这种情况下，用于个人无线通信的DECT系统中的TDMA传输(由ETSI加以标准化的)作为实例被显示。按照此标准，在10毫秒长的一帧内进行发送，并在持续时间10毫秒的下一帧内进行接收。按照此标准，每一帧将包含12个时隙，虽然在图3中为了简便起见在发送和接收帧中只显示了4个时隙。本发明方法的基本特征是在按照标准的两个相继紧跟的时隙之间提供保护间隔，即包括一个30微秒的短暂的保护时间，以便防止由于特别是两个突发脉冲的互相不同的传播时间而使一个时隙的一个突发脉冲进到下一个时隙。
图4是关于在信息包数据系统中，例如图1的基站BS2和数据终端DF的异步传输的时序图。要被送到某个接收机的包含有信息的数据包P1、P2和P3在某个时间点被发送。按照异步传输规则，在每个数据包前，例如在数据包P1前，包括有一段进行监视的短时间间隔tm。在这段监视间隔期间，发射机测量在想用的信道上的信号强度以确定该信道是否未被其它发送占用，这可通过测量进到接收机中的功率来确定。如果发现功率低于给定电平，由上述的规则所规定，则就认为在测量间隔tm以后紧接着的给定有限时间长度(10ms)内此信道是空闲的。因而，在该间隔或部分的所述间隔期间在频带B1的想用的信道的频率上进行发送。
按照本发明，在同步传输Tr1的两个发送时隙之间的短暂保护时间G1被用来满足异步传输的基本规则，它规定在每次发送以前，在发送间隔期内发送一限时的信息包之前必须空一段短时间间隔。该短时间间隔通常比同步系统中的一个时隙短得多。
图5是说明本方法原理的时序图，和图6显示了单个同步传输终端PT，它虽然类似于图1的终端PT，但是它按照本发明方法适合于异步规则。
图5的上部显示了按照图3的同步传输，四个互相连续的发送时隙为同一发射机所用。这些时隙隔开相当于10ms的一段距离，在10ms内还放置其余的发送时隙以及容纳相等数目的接收时隙。对于给定的发射机/接收机，它在给定的发射时隙Tx期间，例如图3的T1，进行发送并在接着的下一个时隙Tx重新发送，在发送时隙T2-T4和接收时隙R1-R4以及图3的相应的保护时间G的期间内包括一静默时期。
在图5的说明中，假定同步传输是以在分配的时隙TX的发送在时间点to处开始。在此之前，在短暂的监视间隔期间已经利用相应的保护时间测量由某些其它系统造成的主要干扰所发出的功率，例如图6所示的同步终端PT的接收部分所接收到的功率。
如图5所示，假定异步发送在时间间隔TY内进行。该发送在时间间隔I1，I2和I3期间与同步发送TX相干扰。在给定的分配的发送时隙TX以前，例如在图3显示的时隙T1以前紧接着的保护时间G内对异步发送进行监视。这样，来自异步发送T1的功率在保护时间G1内被测量，就像它被图1所示的同步终端PT的接收部分所接收的那样。这样图1所示的终端PT通过在整个保护时间G1期间或部分保护时间期间测量来自数据终端IDT的无线信号功率而测量出从数据终端DT传递给它的干扰I。
在图5例子的情况下，当在保护时间G1内进行测量时，未观察到干扰，因此在从时间点t1开始的下一个发送时隙TX进行发送。
另一个测量是在从时间点t2起始的时隙以前的保护时间G2期间内进行的。在所显示的例子的情况下，此另一个测量表明异步发送正在进行，但是因为测量过程是在保护时间G2期间的短时间间隔内进行的，所以同步发送不能确定异步发送的长度。由于来自发送TY的干扰I2，(它也出现在保护时间G2内)同步发送被禁止。
还有一个测量是在从时间点t3起始的时隙以前的保护时间G3期间内进行的。在所显示的例子的情况下，确定了没有在进行异步发送。假定直到以后异步发送一直没有开始，虽然在保护时间G3期间进行测量时对于在从时间点t3起始的时隙部分期间内异步发送的开始当然不能确定。因此，进行同步发送，即使按照图5那样，它将会在一段短时间间隔内受到干扰。
在从时间点t4起始的时隙以前的保护时间G4期间内进行一个新的测量。在所显示的例子的情况下，确定了没有在进行异步发送，因此，以和时间点t1同样的方式进行发送。
在两个互相连续的发送时隙之间的静默间隔期间内不可能利用比保护时间G更长的时间间隔，因为在另一个时隙期间，例如按照图3的时隙T2，可以由另一个同步发射机来进行同步发射。这另一个同步发射机在图6中以虚线表示，并被注为ST。这样，对同步信道上的可能干扰发送的监视和测量只能在两个发送时隙之间的保护时间G期间进行。
如果保护时间G不够而不能满足具体的异步标准，那么另一个步骤被用于同步系统，以便在一定的时隙期间，例如每隔一个的时隙期间制止发送，因而保护时间G可被做得和一个时隙一样长。当异步规则要求在同一个发射机发送的两个突发脉冲之间的空隙有最小的时间间隔时，例如在50和400微秒之间的随机选取数时的情况下在一定的时隙期间避免发送是一种解决方法。
在同步接收机中测量来自异步发送的干扰无线信号以后，干扰无线信号的功率在接收机中和门限值相比较，此门限值和此功率有关，并被存储在接收机中，而且它已按照异步传输规则被确定，可参见以下的实例。如果测量的干扰信号功率是Pm，及门限功率(所谓的访问门限)是Pt，那么当Pm＞Pt时在下一个紧接的时隙中的发送被禁止，以及当Pm＜Pt时允许在下一个紧接的时隙内进行发送。
自适应的同步传输的结果示于图5的底部。在保护时间G0和G2期间测量干扰信号的功率以及在同步接收机中进行的比较表明条件Pm＞Pt，因而在相应的时隙不进行同步发送。只在从时间点t1，t3和t4起始的那些时隙中才进行发送。
以下的数值是作为以具有10MHz的分配带宽进行发送的例子被给出的：
发送带宽：小于10MHz
发送功率：小于100MHz
发送前的监测时间：至少30μs
对于允许发送的监测功率电平：小于-90dBm
发送突发脉冲最大长度：10ms
将会看到，本发明性方法并不限制于前面所描述的示例性实施例。例如，并不必须在例如按照图5的保护时间G1期间进行的监视和测量过程紧跟着的时隙TX中进行发送，即使测量结果确定允许进行发送。代替地，有可能跳过这一帧，并在下一帧或在后面的某一帧的相应的保护时间G1期间进行新的监测过程。这种替换将确保一个更积极的去干扰的同步发送。
也并不必要只是测量在同步信道中来自干扰发射的功率，因为有可能代之以测量，例如，所谓的C/I比值，其中C是同步信道中的信号值，I是来自同步信道中的异步发送的干扰信号值。当然，这假定了同步规则已规定了C/I测量以代替功率门限值的测量或作为功率门限值测量的代替品。
本发明性方法通过使用服从异步传输法则的频带解决发送同步业务的问题，例如具有短延时的语音。由于这些同步业务变得对来自在同一个频带内的纯异步系统的干扰非常敏感，因此应用本发明的主要范围是在办公室内或楼内，它由业主或所有人来控制。这就是说在每个楼内或楼内的每一层将只安装一种类型的系统。