中央無線電臺的同步的製作方法
2023-05-29 01:40:16
專利名稱：中央無線電臺的同步的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線電傳送系統，它包括至少一個第一中央無線電臺和至少一個另外的中央無線電臺。
本發明還涉及一個用於一個至少具有一個第一中央無線電臺和至少一個另外的中央無線電臺的無線電傳送系統的中央無線電臺，以及對具有至少一個第一中央無線電臺和至少一個另外的中央無線電臺的無線電傳送系統進行同步的方法。
現代的移動無線電系統通常包括一組獨立的無線電單元，每個單元由例如一個也稱作基臺或固定臺的中央無線電臺來覆蓋。固定臺與移動用戶臺的傳送功率應適應於一個無線電單元的大小。對於在人口稠密地區中提供移動無線電，需要使用更複雜的網絡結構來將例如存在在蜂窩狀的移動無線電系統中的通常的頻道幹擾降到最小。然而一個無線單元並不是由一個中央無線是臺全方位覆蓋，如在通常的先前系統中那樣而是例如提供三個相互分隔空間-的中央無線電臺，它們都工作在同樣的無線電頻道上並且同時連接到它們的例如移動用戶臺上(＂同播＂方法)。作為一個所設置的用戶臺，例如作為一個移動無線電臺僅有一個有限的時間分解，例如在GSM系統中為16μs。這就需要將覆蓋每個單元的中央無線電臺同步，例如同步到最大1-4μs。
DE4141398C2公開了一種在開始部分定義的類型的無線傳送系統。在每個單元的邊界區域中配有至少一個帶有至少一個扇形天線的固定臺，同時直接與該單元相鄰的周圍單元的固定臺傳送到該臺，並且使用相同的頻道組作為被覆蓋的單元的固定臺，以便改進無線電單元的有效範圍。然後以一種沒有進一步描述的方法對固定臺共同同步。
本發明的目的是保證以一種簡單和有效利用成本的方法對第一和另外的中央無線電臺進行同步。
本目的是以第一中央無線電臺具有一個用於發送一個同步另外的中央無線電臺的時基的呼號發送器來實現的。
然後第一中央無線電臺作為主無線電臺對作為從屬無線電臺的其它中央無線電臺進行同步。使得主無線電臺通過呼號發送器向另外的中央無線電臺發送時基信號，同時另外的中央無線電臺接收呼號發送器的信號並能夠與第一中央無線電臺同步，即與它們的主無線電臺同步。對於第一中央無線電臺的硬體花銷僅僅是呼號發送器，而在另外的中央無線電臺中不需要額外的硬體。
如果提供相同的頻帶來傳送時基信號，其頻帶由另外的中心無線電臺提供來接收無線電信號，則可以使用現有的無線電臺來同步另外的中央無線是臺，其現有的無線電臺總是具有接收由用戶臺發送的無線電信號的裝置。
如果由呼號發送器發送的信號在相應的高調類型、位速、信號格式等方面具有相同的特性而作為由另外的中央無線電臺接收的無線電信號時，則可以使用已經存在在另外的無線電臺中的裝置來接收由呼號發送器發送的時基信號，使得不需要另外的硬體花銷來接收來自呼號發送器的信號，而僅需要很少的硬體花銷來同步其它的中央無線電臺。僅在第一中央無線電臺中需要呼號發送器，該發送器將通常由第一中央無線電臺產生的下連號(下連信號＝從中央無線電臺指向用戶臺)轉換成一個上連信號(上連＝從用戶臺指向中心無線電臺)，然後在下連另外予期的為無線電傳送系統的移動用戶發送。這種無線電傳送系統的優點實際上是另外的中央無線電臺能象往常一樣監控上連。由於在無線電傳送系統，例如GSM系統中已經存在規則系統，通過該規則系統一個用戶臺與一個接收到的下連信號同步，在這種系統中，對於呼號發送器，它能保證由該發送器在上連中發送的時基信號對在下連上的第一中央無線電臺的傳送信號具有一個固定的時基信號是可能的。在GSM無線電傳送系統中，已經具有一個控制規則系統(時間進程)，通過它中央無線電臺控制用戶臺來修改其時基信號，使得中央無線電臺優化接收該用戶臺。
用獲得了一個特殊的有效利用成本的實施例，用於第一中央無線電臺和由此用於整個無線電傳送系統，其中呼號發送器是一個第三無線電臺，特別是一個所必須的普通的無線電傳送系統的用戶或包括之一。
用於呼號發送器所需的硬體花費進一步降低，其中也可以使用一個檢測無線電傳送系統的檢測發送器作為一個呼號發送器。
為補償由於從呼號發送器發送時基信號與由另外的中央無線電臺接收時基信號的延遲而引起的信號延遲，所以在由另外的中央無線電臺接收的時基信號與提供用來發送傳送信號的時基信號之間具有一個可預定的時間補償。根據在一個特殊的單元中的傳播比，通過有目的地調整時間補償甚至可以獲得一個改進的普通頻道的狀況。
可以改進在第一和另外的無線電臺之間的同步操作的質量和速度，其中第一中央無線電臺具有用於發送一個控制信號的裝置，該信號保證在呼號發送器發送的時間周期內沒有用戶臺傳送。這使得當來自另外用戶臺的傳送被同步時它們不影響其它的中央無線電臺。
呼號發送器可用第一中央無線電臺同步，其中第一和/或另外的中央無線電臺包括用於向用戶臺發送一個控制信號的裝置，所提供的控制信號用於將用戶臺的時基信號改成第一或另外的中央無線電臺的時基信號。另外，在呼號發送器中的內部延遲容限可最小化。
獲得了一種有利的時基信號的傳送，其中提供了一個無線電傳送系統的接收通道，用於呼號發送器發送時基信號。在一個根據GSM標準操作的無線電傳送系統中，可以使用接收脈衝，它總能為時隙檢測的目的而優化。
本發明的這些和其它方面通過下面參考實施例的描述將更加清楚。
在附圖中
圖1為一個用於無線電傳送系統的第一圖解實施例；圖2為一個用於無線電傳送系統的另一個圖解實施例；圖3a和圖3b是每個用於同步操作的流程圖。
在圖1所示的無線電傳送系統中具有一個第一中央無線電臺MTG1(主無線電收發機組MTG)以及兩個另外的中央無線電臺STG1、STG2(從屬無線電收發機組STG)。在中央無線電臺MTG1、STG1、STG2的服務區域內，附屬有一個移動用戶臺MS。第一中央無線電臺MTG1具有一個呼號發送器ST，用於發送一個用於同步另外的中央無線電臺STG1、STG2的時基信號S。為了發送時基信號S，所使用的頻帶與由另外的中央無線電臺STG1、STG2提供的相同，用於通過一個雙工無線通道接收在中央無線電臺MTG1、STG1、STG2之間傳送的無線電信號V。通過呼號發送器ST發送的信號與通過另外的中央無線電臺從移動臺MS接收無線電信號V具有相同特性。
圖1所示的無線電傳送系統的基本電路圖例如可以形成一個移動無線電系統單元的部分，它特別是可以用在人口稠密的地區。與目前常用的無線電單元相反，通常的是由一個中央布置的一個中央無線電臺全方位地覆蓋，而在圖1所示的無線電傳送系統中包括三個空間共分的無線電臺MTG1、STG1、STG2，同時中央無線電臺MTG1、STG1、STG2各通過120°的扇形天線向由這些中央無線電臺形成的中心單元發射信號。然後，所有這三個中央無線電臺MTG1、STG1、STG2在相同的無線通道上操作並且同時與移動臺MS連接(＂同播＂方法)。特別是在人口稠密的地區，這種扇形天線的設置提供了下面的優點以便在無線電傳送系統中的高質量的環路—在相鄰單元較少的幹擾，這在圖1中沒清楚地表示出來。
—改進了在陰影情況中的移動臺的接收和發送條件。
—對相同的單元幾何結構需要更少的發送功率。
第二個優點變成了相關的，特別是當移動臺MS和中央無線電臺MTG1、STG1、STG2之一之間的連接被臨時遮蔽時，由於在這種情況下兩個剩餘的無線電臺能夠不中斷(巨大差異)轉交連接，這是與通常的其它轉交的方法不同。在圖1中的單元結構的第三個優點是需要更少的傳送功率，這特別是在移動用戶臺中的一個主要優點，這是由於其更有限制了電池容量。
對於如圖1所示的無線電傳送系統的操作的一個先決條件，是移動臺MS能夠同時處理來自一組中央無線電臺MTG1、STG1、STG2的信號，而對於一個不能允許的範圍這些信號不同時於擾。另外，中央無線電臺MTG1、STG1、STG2嚴格地按共同同步地操作，這不僅涉及使用的發送和接收頻率，而且也涉及被發送的信息的時基信號。
在現代的移動無線電臺中，例如在用於按照GSM際準操作的移動無線電系統的移動臺中，前面的要求是自動完成的。對於一個按照GSM標準操作的移動無線電系統，它能夠允許無線電信號的多路傳播它具有可達16μS的延遲傳播一個幾百赫茲的頻率偏移和一個固定的傳送質量。這種特性是基於事實，即特別是在人口稠密地區不僅以一種視線(Line of Sight)方式直接影響無線電有效範圍，而且經常附加地在特殊位置上僅通過來自相當大的障礙物，例如多層建築的反射，使得移動臺的接收器不僅接收一個單獨信號，而且接收各種按路線以及頻率變換具有的共同差異延遲的信號(都卜勒效應)在一個用數字傳送技術的無線電傳送系統中，就象例如在一個照GSM標準操作的移動無線電系統的情況下，可以產生一個用於這些影響的補償，例如經過一個補償器。這種補償的選擇可直接在圖1所示的無線電傳送系統中使用，由於通過三個中央無線電臺MTG1、STG1、STG2沿三個不同的通路向移動臺MS傳送的信號V，由其本身與來自一個單一無線電臺的信號相同的移動臺MS接收並處理，例如由於多路傳播，該信號作為一組傳送信號的反射信號來接收。為了更好的理解圖1所示的無線電傳送系統，應進一步注意到，例如在一個按照GSM標準操作的無線電傳送系統中，第一中央無線電臺MTG1以及另外的中央無線電臺STG1、STG2一起形成了一個所謂的基臺、一個在GSM中的所謂主無線電收發機臺BTS。
所述的先決條件，即中央無線電臺的相互同步是基於用戶臺僅具有一個限時分辨力，例如所述的16μs。這樣一個用戶臺MS的有限時分辨力使得其對於位於一個單元中的任意位置的用戶臺，必須在它的時限內接收所有三個信號。由於到中央無線電臺MTG1、STG1、STG2的不同距離，和附加的由因反射引起的延遲擴散來給出的對於每個發送器的延遲擴散，中央無線電臺MTG1、STG1、STG2的同步將作用到nμs以內，根據位置，例如最大時間容限限1-4μs可從下面得到。
兩個另外的中央無線電臺STG1、STG2的同步可以一種簡單的方式在如圖1所示的移動無線電系統中實現，即第一中央無線電臺MTG1具有一個呼號發送器ST，它發出一個用於同步另外中央無線電臺的時基信號S。第一中央無線電臺MTG1(主無線電收發機組MTG)在同步另外的中央無線電臺STG1、STG2方面扮演了主角，即它發送的信號V不受另外的中央無線電臺STG1、STG2影響。相反，兩個另外的中央無線電臺將從屬於第一中央無線電臺MTG1並由此而作為＂從屬無線電收發機組＂STG1和STG2。
然後另外的中央無線電臺STG、STG2的同步通過所分配的特殊無線電服務並處於頻帶內的無線電信號來完成。結果，可以省去例如分開的無線電環路或分開鋪設的電纜的附加線路。具有了所採用的中央無線電臺之間地面上的傳送環路，該環路也用於一個無線電傳送系統，它並沒有完成所述能允許的時間容限方面的要求，這是因為這些環路的傳輸送是根據整體不同點普通地優化的。
一種可能性是另外的中央無線電臺STG1、STG2要直接監控由第一中央無線電臺MTG1向移動臺MS發送的信號V。為了接收這樣一個信號，另外的中央無線電臺STG1、STG2各需要一個附加接收器，這是由於第一中央無線臺MTG1僅以下環方向，即以移動臺MS方向從第一中央無線電臺MTG1向移動臺MS發送信號V，而另外中央無線電臺STG1、STG2僅以所述的上環方向、即從移動臺MS到中央無線電臺MTG1、STG1、STG2方向接收。為使另外的中央無線電臺STG1、STG2能夠接收到由第一中央無線電臺MTG1發送的同步信號，它們應各自具有一個分開的能適於接收一個下環信號的接收機。然而，這將花費附加的硬體。
在圖1所示的無線電傳送系統中克服了所述缺點，其中另外的中央無線電臺STG1、STG2不接收普通的第一中央無線電臺MTG1的下環信號，而是接收從這個下環信號派生的一個信號，它以一個上環信號發送並能被它們任意接收。這個上環信號包括用於同步另外的中央無線電臺STG1、STG2的時基信號S信息。這是呼號發送器ST的工作它僅設置在第一中央無線電臺MTG1中並且可設置為例如一個通常的移動臺。從第一中央無線電臺MTG1給這個呼號發送器ST提供下環信號V；當設置為一個通常的移動臺時，呼號發送器接收例如由第一中央無線電臺MTG1發送的下環信號V。在接收該下環信號後，呼號發送器ST以一種特殊的如所描述的方式，例如通過標準的無線電傳送系統用該信號進行同步，並且以這種方式按照傳送到第一中央無線電臺MTG1的呼號發送器的時基信號S調整其本身的時基信號。呼號發送器ST以上環發送時基信號S，如所需的與第一中央無線電臺MTG1同步。
在根據GSM標準操作的無線電傳送系統中，所謂的接收脈衝與正常信息相比具有一個改變的格式並帶有一個擴展的同步序列，它可用於判斷時基信號。通常，該信號特別是用於產生移動臺MS到移動無線系統的接收。對於用作一個位於這種情況中的呼號發送器ST的僅需的這樣一個移動臺功能的變化是，這樣一個移動臺(＝呼號發送器ST)例如以規則的間隔發送這樣一個接收脈衝。產生這種情況的一個可能性是，例如第一中央無線電臺MTG1以特定時間間隔阻斷了用於所有普通用戶臺MS的接收並僅對一個特殊級釋放該接收，即由時基S為呼號發送器ST發送。這樣一種通過呼號發送器ST的連續傳送可由一個作為一個呼號臺ST的現有移動臺來完成，其中僅需要很少的軟體花銷，同時完全不需要附加硬體。由於可以使用呼號發送器ST的功能，即大量產品的商業可用用戶臺的普通特性，它導致在體積和花費上的顯著增加。另外，這樣的一個呼號發送器的額外花費僅需一次製成在每個單元中來構成第一中央無線電臺MTG1，而不是象其它方法在每個另外的中央無線電臺STG1、STG2中。
使用置於實際中的作為一個呼號發送器ST的普通用戶臺的另一個優點是，這樣一個呼號發送器ST也可用於不同的目的。例如，目前的方法包括通過一個由一個通用的用戶臺構成的附加裝置來轉換測試環到所定的無線通道，來以這種方式測試中央無線電臺MTG1、STG1、STG2的工作能力。除了呼號發送器ST的發明提出的傳送功能，它還可以與一個現有的用戶臺一起實現一個測試迴路。
圖2表示了另一個無線電傳送系統的圖解實施例。如圖2所示的無線電傳送系統包括一個多重獨立的無線電單元，圖2僅表示了七個單元Z1、……Z7。單元Z1和Z2是根據圖1的基本原則構造的。例如單元Z1包括一個帶有一個呼號發送器ST的第一中央無線是臺MTG1以及另外的中央無線電臺STG1臺和STG2。第二無線電單元Z2包括除了一個帶有一個呼號發送器ST的第一中央無線電臺MTG2外，還有三個另外的中央無線電臺STG3、STG4、STG5。無線單元Z1和Z2例如覆蓋了一個人口稠密的大城市，而由一個中心布置的基臺BS以一個適當的方式全方位覆蓋無線單元Z5和Z6。為清楚起見，在圖2中沒有表示出覆蓋單元Z3、Z4和Z7的裝置。這些單元可按照圖1所示的同播方式(比較單元Z1、Z2)的原則來覆蓋，和/或按照相應於無線電單元Z5和Z6的全方位無線電的有效距離來覆蓋。在圖2所示的無線電傳送系統中，移動臺MS1、MS2和MS3是移動。
圖3a表示了一種以第一中央無線電臺MTG1所見的可能的同步過程。因此，第一中央無線電臺MTG1離開基本狀態1並以規則的時間間隔、例如每x秒在方框2中產生一個同步操作。由此，第一中央無線電臺MTG1暫時中斷了所有普通移動臺MS作為收發提供的通道的收發。只有呼號發送器ST獲得了收發權並在方框3中連續在該通道上向另外的中央無線電臺STG1、…發送時基信號S，例如這就是在一個按照GSM標準操作的無線電傳送系統中的所謂收發脈衝。通過在方框中的同步命令I，由分隔的路線、例如由在第一中央無線電臺MTG1和另外中央無線電臺STG1、…之間的任何有效地面線路，第一中央無線電臺MTG1導致另外的中央無線電臺STG1執行一個同步操作，同時該信號不是時限。隨後，在方框5中第一中央無線電臺MTG1繼續處於這種狀態為一個預定的時間周期Y，這樣使其能夠讓另外的中央無線電臺同步。然後在圖3a所示的流程圖的最後方框6中，中止對於呼號發送器ST的收發並且又對普通用戶臺釋放收發。
圖3b表示了從另外中央無線電臺STG1、…所見的同步操作。為此，另外的中央無線電臺STG1、…具有在特殊的時間間隔內測試是否它們本身用於發送和接收信號的時基信號是否仍然與第一中央無線電臺MTG1、…同步的工作，以便需要時校正它們自己的時基信號。在其基態7後，一旦另外的中央無線STG1從第一中央無線電臺MTG1接收到同步命令，則在方框8中開始同步操作。為此，在方框9中，它將一個通常的接收器轉換到先前確定的時基通道上，在該通道上第一中央無線電臺MTG1的呼號發送器ST發送並在方框10中以所接收的時基信號S測出在所接收的時基信號S和內部的用於另外的中央無線電臺STG發送和接收信號的時基信號之間的時間偏移。在下面的步驟11中，另外的中央無線電臺STG1、…通過測出的時間偏移T修正其本身的時基。如果另外的中央無線電臺STG1檢測到由呼號發送器ST發送的時基信號S到達的值T晚於所期望的，由該準確的時間偏移T它能延遲其本身的時基。在到達早的情況下，它相應地提前其內部時基。為了補償在第一中央無線電臺MTG1和另外的中央無線電臺STG1…之間的信號延遲，通過一個固定值來修改校正值是有用的，該值是根據第一中央無線電臺MTG1和另外的中央無線電臺STG1之間的距離而定的。最後，在方框12中另外的中央無線電臺STG1的接收機又釋放用於通常環路的接收，並且另外的中央無線電臺STG1回到它的基態。
通過另外的中央無線電臺STG1、…的通用接收機的＂租借＂可引起用於同步操作的短暫中斷，由於其短暫的持續時間其中斷是不重要的。另外，其相關的另一個改進是通過通道分配方法的優化來獲得的。
權利要求
1.無線電傳送系統，它包括至少一個中央無線電臺(MTG1…MTGn)和至少一個另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)，其特徵在於第一中央無線電臺(MTG1…MTGn)具有一個用於同步另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)的傳送一個時基信號(S)的時間呼號發送器(ST)。
2.如權利要求1的無線電傳送系統，其特徵在於為了傳送時基信號(S)提供了相同的頻帶，它由另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)提供來接收無線電信號(V)。
3.如權利要求1或2之一的無線電傳送系統，其特徵在於由呼號發送器(ST)發送的信號具有與由另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)從用戶臺(MS)接收的無線電信號(V)相同的特性。
4.如權利要求1至3之一的無線電傳送系統，其特徵在於呼號發送器(ST)包括一個第三無線電臺，特別是一個無線電傳送系統的基本的普通用戶臺(MS)。
5.如權利要求1至4之一的無線電臺傳送系統，其特徵在於在由另外的中央無線電臺(STG1、…STGm_接收的時基信號(S)與用於發送傳送信號的時基信號之間具有一個可預定的時間補償。
6.如權利要求1至5之一的無線電傳送系統，其特徵在於第一中央無線電臺(MTG1、…MTGn)具有用於發送一個第一控制信號的裝置，該信號保證了在呼號發送器(ST)發送信號的時間周期內沒有用戶臺(MS)發送。
7.如權利要求1至6之一的無線電傳送系統，其特徵在於第一中央無線電臺(MTG1、…MTGn)和/或另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)具有用於向用戶臺(MS)發送一個第二控制信號的裝置，同時所提供的第二控制信號用於將用戶臺(MS)的時基信號改變成第一中央無線電臺(MTG1、…MTGmn)或另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)的時基信號。
8.如權利要求1至7之一的無線電傳送系統，其特徵在於由呼號發送器(ST)提供一個用於傳送時基信號(S)的無線電傳送系統的收發通道。
9.中央無線電臺(MTG1、…MTGn、STG1、…STGm)，用於一個包括至少一個第一中央無線電臺(MTG1、…MTGn)和至少一個另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)的無線電傳送系統，其特徵在於第一中央無線電臺(MTG1、…MTGn)具有一個傳送一個時基信號(S)的呼號發送器(ST)，用於對另外的中央無線電臺(STG1…STGm)進行同步。
10.用於一個無線電傳送系統的無線電臺(ST)，該無線電傳送系統包括至少一個第一中央無線電臺(MTG1、…MTGn)和至少一個另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)，其特徵在於該無線電臺(ST)被設置為一個傳送一個時基信號(S)的呼號發送器，用於對另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)進行同步。
全文摘要
本發明涉及一種無線電傳送系統，它包括至少一個第一中央無線電臺(MTG1、…MTGn)和至少一個另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)。為了保證以簡單和有效花費的方法對第一和另外的中央無線電臺進行同步，所採用的第一中央無線電臺(MTG1、…MTGn)具有一個發送一個時基信號(S)的呼號發送器(ST)，用於對另外的中央無線電臺(STG1、…STGm)進行同步。
文檔編號H04Q7/30GK1128479SQ95118688
公開日1996年8月7日 申請日期1995年9月28日 優先權日1994年9月28日
發明者C·格勞埃爾 申請人:菲利浦電子有限公司