採用擴大範圍的收集器群的碼分多址無線通信方法與設備的製作方法

2023-07-19 17:02:41

專利名稱：採用擴大範圍的收集器群的碼分多址無線通信方法與設備的製作方法
交叉參考本專利申請是1995年10月18提出的題目為「採用收集器陣列的無線通信方法和設備(METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESSCOMMUNIATION EMPLOYING COLLECTOR ARRAYS)」的Sc/Serial第08/544913號專利申請部分的續篇，那篇專利申請也屬於本專利申請受讓人。本發明的背景本發明涉及雙向無線通信系統領域，更準確地說，本發明涉及與行動電話用戶(蜂窩和個人通信系統)、基本交換電信無線電、無線數據通信設備、雙向尋呼系統及其它無線系統通信的方法與裝置。
本專利文獻的公開部分包括須經版權保護的內容。版權所有者不反對以專利文獻或專利公開形式的傳真複製，只要它出現在專利和商標事務專利文件或資料中，但是保留在別的方面的全部版權。傳統的蜂窩系統當前的蜂窩行動電話系統是因早期的系統不能滿足大量移動通信業務的需要而開發的。該蜂窩系統通過「重用」小區系統範圍內的頻率來向大量用戶提供無線雙向射頻(RF)通信。每個小區覆蓋一個小的地域，一系列鄰近的小區共同覆蓋一個較大的地域。每個小區都有用於支持本小區範圍內的蜂窩用戶的專用頻譜部分。小區有不同的尺寸(例如，宏小區或微小區)，其容量通常是固定的。小區的實際形狀和尺寸是地形、人工環境、通信質量和要求的用戶容量的複雜函數。小區之間通過陸路或微波鏈路相互連接並通過適合於移動通信的電話交換機連接到公用電話交換網(PSTN)上。隨著移動用戶在小區之間的移動，交換機為用戶提供從小區到小區，也就是從一個頻率到另一個頻率的越區切換。
在傳統蜂窩系統中，每個小區都有帶RF發射機和RF接收機的基站。RF發射機和RF接收機處在一起，用於與小區內的蜂窩用戶進行發射與接收通信。基站利用前向RF頻帶(載波)向小區內的用戶發射前向信道信號，利用反向RF載波接收來自小區內用戶的反向信道信號。由於採用功率與頻率固定的方式，因此傳統的前向信道通信是靜態的，如果採用扇形天線，那麼這種前向信道通信就具有固定的扇區。
前向和反向通信信道採用獨立的頻帶，以便能在兩個方向上同時發射。這種操作被稱為頻域雙工(FDD)信令。儘管可以採用時域雙工(TDD)信令，即前向和反向信道輪流使用同一個頻帶，但這種操作不是目前蜂窩設備所普遍使用的。
另外，提供與用戶另外的RF連接的基站還提供與行動電話交換局(MTSO)的連接。在典型的蜂窩系統中，用一個或多個MTSO來覆蓋整個區域。每個MTSO可以為蜂窩系統中的若干個基站和相關小區服務，並支持其它系統(如PSTN)與蜂窩系統之間的路由呼叫交換操作和蜂窩系統內部的路由呼叫交換操作。
基站通常是由MTSO上的基站控制器(BSC)控制的。BSC分配RF載波去支持呼叫、在基站之間協調移動用戶的越區切換，以及監視並報告基站的狀態。單個MTSO所能控制的基站的數量取決於每個基站的通信量、MTSO與基站之間的互連成本、服務區域的拓撲和其它類似的因素。
例如，當移動用戶從第一小區運動到鄰近的第二小區時，便會發生基站間的越區切換。當基站已排放完自身的信息載流量或通信質量不好時也會發生越區切換以便釋放基站的負載。越區切換是特定用戶從第一小區基站到第二小區基站的通信轉換。在傳統蜂窩系統的越區切換過程中有一段轉換時間，在該轉換時間內，移動用戶與第一小區基站的前向和反向通信被切斷，與第二小區基站的通信還沒有建立。典型的傳統蜂窩系統的轉換時間小於100毫秒。
傳統蜂窩裝置採用某種技術來重用蜂窩區域內從小區到小區的RF頻帶寬度。被接收到的無線電信號的強度隨著發射機與接收機之間距離的增大而減弱。已往所有的傳統頻率重用技術都是靠功率衰落來實現重用方案的。在頻分多址(FDMA)系統中，通信信道由指定的用於連續發射的特定頻率和帶寬(載波)所組成。如果一個載波正在某個小區使用，那麼這個載波就只能在與該小區完全隔離的小區內重用，以便重用的站信號不會對該小區的載波產生嚴重幹擾。重用的站信號必須相隔多遠？什麼東西構成嚴重幹擾？對這些問題的確定屬於具體實施細節問題。目前美國使用的蜂窩式高級行動電話系統(AMPS)在基站與移動蜂窩電話之間採用FDMA通信。
在時分多址(TDMA)系統中，用同一個載波限定若干條信道。每個單獨的信道以突發(burst)的方式進行間斷髮射，以便不幹擾同一載波上的其它信道。TDMA裝置一般也採用FDMA技術。在小區之間以FDMA方式重用載波，在每個載波上用TDMA方法限定若干條信道。
在碼分多址(CDMA)系統中，若干條信道用同一個載波來限定並同時播送。採用編碼方式進行發射，這樣，對給定載波的給定信道來說，來自給定載波上的其它所有信道的功率可視為均勻分布在整個載波頻帶上的噪聲。一個載波可以支持多個信道，在每個小區內可以重用載波。
在空分多址(SDMA)系統中，利用地面或空間發射機的自適應或點波束生成(spot beam-forming)天線使一個載波在蜂窩區域內被重用若干次。TDMA傳統蜂窩系統的結構在TDMA系統中，時間被分割成具有規定持續時間的時隙。時隙被組合成幀，各幀中的同種時隙被分配給同一個信道。通常的做法是把所有幀中的同種時隙集稱作時隙。給每個邏輯信道分配一個或多個公共載波頻帶上的時隙。因而，每個邏輯信道上的載有通信信息的無線電發射是間斷進行的。無線電發射機在不屬於自己的時隙期間停止工作。
每個佔居一個時隙的單獨的無線電發射被稱之為突發。每個TDMA裝置限定了一個或多個突髮結構。一般至少有兩個突髮結構，即，用於起始訪問並使用戶與系統同步的第一突發和用於在用戶與系統同步以後進行通信的第二突發。圖2和3給出了這種結構的例子。為避免包括一個邏輯信道的突發與包括相鄰時隙內的其它邏輯信道的突發發生幹擾，必須在TDMA系統中保持嚴格的時序。當突發之間不發生幹擾時，它們便被認為是隔離的。突發之間的隔離可以用許多種方法來確定。一種度量值是某個時隙的突發與該時隙前面和後面時隙的突發之間的最小信噪比，所述最小信噪比是在所述突發的整個信息傳送期間獲取的。如果該信噪比總是大於裝置特定值，那麼便認為該突發與鄰近突發隔離。在超出這個安全容限的情況下，另一種隔離度量值便是安全容限被超出的所有突發的百分數。如果數據的重要性或數據的編碼保護等級在整個突發期間是變化的，那麼這個度量值便可以是加權度量值。在突發期間數據發生變化是TDMA系統特有的。
一個突發與其前面和後面的突發隔離是TDMA系統的關鍵。所規定的突髮結構有助於隔離處理。從理論上講，一個突發不可能完全佔用被分配給它的整個時隙，因無線電發射機既不可能使發射瞬間開始也不可能使發射瞬間停止。因此，TDMA裝置允許每個規定的突髮結構中的無線電信號強度逐漸增強和逐漸減弱。在與同步用戶正常通信期間，每個突發沒有完全佔用其規定的整個時隙。考慮到時序失配、多信道延時和系統誤差這些因素，在每個正常突發的前面或後面插入了一段保護周期TG。用於對系統進行訪問的初始同步突發所佔用的時隙要比正常突發所佔用的時隙少得多。同步突發的長保護周期TLG用於克服由用戶與基站之間的未知分離造成的時序失配。
在小區內部，基站保持了用戶初始訪問期間的同步時基。用戶與特定基站之間的同步是利用該基站定期發送到特定載波上的同步突發和用戶發出的應答同步突發實現的。那些因答發射信息會因無線電信號在用戶與給定基站之間間隔內傳播的傳播時間而滯後到達給定的基站。由於用戶處於移動狀態，因此所述間隔一般是未知的。不僅突發被延遲，而且在蜂窩多路環境中，還會在某個與多通道接收相對應的延遲傳播期間在不同長度的反射通路上接收到該突發的多個拷貝。在RF通信中，通常用一種被稱之為均衡的數位訊號處理技術來校正多路徑延遲擴大和衰落。經過均衡之後，基站便可以測量用戶同步突發的單個偏斜失真延遲時間(skewing delay time)，然後再命令用戶通過使用戶突發提前相同時間間隔的方法來校正這個延遲時間，這樣，每個單獨用戶便具備了由基站設置的時基，從而可以保證所有用戶發回的信息到達基站的時刻與基站的時基同步。
詳細列舉了兩種典型的傳統蜂窩TDMA裝置的突髮結構。在歐洲規定的「全球移動通信系統」(GSM)標準中，每個RF載波佔用200kHz帶寬，其中所述標準基本上被複製到美國的PCS 1900標準中。每個載波被分割成持續時間為577μs的時隙，8個時隙構成持續時間為4.615ms的幀。每個物理信道每幀接收一個時隙，在一個物理信道上可以構成各種各樣的邏輯信道。GSM中所用的數字編碼方式具有3.69μs的位長。正常的語音突發由148個信息位和之後的8.25個位長的保護周期所組成。這樣，對GSM標準來說TG=8.25個位長=30.44μs。反向信道同步(在GSM技術中指隨機訪問)突發具有88個信令信息位和之後的68.25個位長的長保護周期。這樣對GSM來說，TLG=68.25個位長=252μs。
IS 136 TDMA標準中，每個RF載波佔用30kHz帶寬。每個載波被分割成持續時間為6.67ms的時隙，6個時隙構成持續時間為40ms的幀。每個邏輯信道每幀接收兩個時隙。IS 136的位長為20.58μs。正常的反向信道突發由6個保護位、6個傾斜位和312個控制信令與數據混合位所組成。因此對於IS 136,TG=6個位長=123.48μs。反向信道同步突發具有更長的38個位長的長保護周期，因而對IS136來說，TLG=38個位長=782.0μs。
TG和TLG主要用來抵消傳播通道的傳輸時間和延遲傳播的影響。這些影響被共同稱之為用戶時間偏斜失真。已知光速約為3×108m/s，由此可以求出保護周期能補償用戶時間偏斜失真的最大通道長度DG和DLG。對GSM來說，TG=34.44μs，因而DG=9.13km。類似地，由於TLG=252μs，因而DLG=75.6km。對IS 136來說，TG=123.48μs,DG=37.5km，TLG=782.0μs和DLG=234.6km。作為GSM的附加限制，可以供用戶自由使用的最大時序提前量為64位=236.2μs，這相當於70.85km。GSM和IS 136 TDMA蜂窩裝置都用均衡和卷積編碼來校正突發的多路延遲傳播。然而，如果延遲後的突發的晚到時間大於TG，那麼它們可能會干擾將在下個時隙到達的另一個信源的突發。在通路上比最短通路(直線通路)上的信號晚許多微秒到達的信號一般是用比早期信號低得多的強度接收的，因此突發之間的幹擾是容許的。
總的來說，目前所有的TDMA裝置都有一個不能與用戶同步的最大小區半徑。由於初始同步突發的時延等於從基站到用戶的往返傳播時間，因將DLG除以2便可求得最大同步半徑Rsynch-max。對較長的傳播時間來說，在初始同步突發接收的時隙結束之前初始同步突發不會結束，系統不會把通信作為同步請求。這樣GSM裝置的Rsynch-max=35.4km,IS 136裝置的Rsynch-max=117.3km。這些距離決定了小區的尺寸。如果要求大的小區，便可以採用使所有時隙對之間的空閒時隙都被使用的信道分配方案，但這種操作方案是以容量為代價的。
根據以上背景技術，由用戶信號偏斜失真所引起的小區尺寸和容量問題產生了對能克服傳統蜂窩系統的固有容量、小區尺寸和其它限制問題的改進的無線通信系統的要求。
本發明的概述本發明是一種具有介於多個移動用戶與一個區域管理器之間的多個前向通信信道和多個相應的反向通信信道、用於由作為區域管理器一部分的廣播裝置建立的任意大的廣播區內的通信系統。移動用戶位於廣播區內。多個收集器相隔一定距離分布在接近廣播區的位置上，它們接收來自用戶的反向信道信號並把反向信道信號轉送到作為區域管理器一部分的集結器(aggregator)上。區域管理器用於控制對組成用戶群的用戶的選擇並用於選擇組成收集器群的收集器。
用戶和收集器是這樣選擇的，使各個從廣播裝置到用戶再到處於與相同收集器一起工作的用戶中的收集器的傳播時間之間的差值不超過同步誤差，以便使收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
在一個實施例中是這樣選擇用戶的，使用戶群中的每個用戶相互間的距離不超過URmax。在用TDMA協議操作的時隙之間具有保護周期TG的通信系統中，其中保護周期確定了保護周期距離DG，例如，URmax大約為保護周期距離DG的一半。位於半徑為DG/4範圍內的用戶群中的用戶滿足該條件。
在另一個實施例中，通信系統這樣選擇收集器，使得收集器群中的每個收集器相互間的距離不超過CRmax，此處，CRmax是使收集器上的用戶反向信道信號能夠隔離的值。例如，CRmax大約等於保護周期距離DG。位於半徑為DG/2範圍內的收集器滿足該條件。
在另一個實施例中，集結器將從多個收集器上接收到的每個用戶的用戶反向信道信號集結起來產生複合信號，此處，不管收集器上的用戶反向信道信號是否相互隔離，每個用戶的複合信號總是與其它各個用戶的複合信號相隔離的。
在還有一個實施例中，通信系統中在用TDMA協議操作的時隙之間具有長的保護周期TLG，此處，長保護周期規定了長保護周期距離DLG，其中，不管非同步用戶離廣播裝置的距離如何，當異步用戶處於任何收集器的DLG範圍時便可被識別。待被初次同步的新用戶可以在離廣播裝置任意遠處被識別，因此，通信系統的範圍可以任意大。
從以下參照附圖的詳細說明中，可清楚地看出本發明的前述和其它目的、特徵和優點。
附圖的簡要說明

圖1描繪了供廣播區內的無線用戶使用的多收集器系統；圖2示出了用於GSM系統的八時隙TDMA幀的格式；
圖3示出了用於IS 136系統的六時隙TDMA幀的格式；圖4示出了供兩個用戶使用的兩個順序TDMA時隙的格式；圖5示出了圖1系統中的一個用戶群，其中，每個用戶信號被發射到收集器陣列中的多個收集器上；圖6示出了圖1系統中的一個帶兩個收集器和兩個用戶的用戶群；圖7示出了圖1系統的實施例，其中，收集器陣列中的收集器相互間的距離小於CRmax；圖8示出了圖7實施例的信號通路距離的模型；圖9示出了圖1系統的實施例，其中，相互間距離小於URmax的用戶構成了用戶群；圖10示出了圖9實施例的信號通路距離的模型；圖11示出了圖1系統中的一個用戶群，其中，每個單個用戶信號被發送到收集器整列中的多個收集器上；和圖12示出了圖11系統的實施例的時隙時序，其中，若干個用戶中的每個用戶的信號被發送到不同的收集器上，併集結起來形成供每個用戶用的複合用戶信號。
詳細說明帶多個收集器的區域-圖1圖1中，一個區域管理器(ZM)20-1包括廣播裝置(B)16-1，它建立了用於向由範圍BR1限定的第一區域中的多個用戶播送前向信道發射信息的廣播範圍BR1。類似地，象區域管理器(ZM)20-2之類的一個或多個其它區域管理器也包括廣播裝置(B)，如廣播裝置16-2，建立了用於向由範圍BR2限定的第二區域中的多個用戶播送前向信道發送信息的廣播範圍BR2。圖1中的區域管理器20-1和20-2受局域管理器12控制。前面所述的交叉參考專利申請詳細描述了局域管理器的有關結構和操作。
在圖1中，區域管理器(ZM)20-1和廣播裝置(B)16-1建立了用於向廣播區內的用戶群18-1、…,18-c、…,18-U播送前向信道發射信息的廣播範圍BR1。用戶群18-1包括U(1；1)、U(1；2)…，U(1；U1)等指定用戶，用戶群18-c包括u(C；1)、u(C；2)…、U(C；Uc)等指定用戶，用戶群18-U包括U(U；1)…、U(U；u)、…U(U；Uu)等指定用戶。用戶群18-1、…18-c、…18-n(此後有時稱之為用戶18)中的每個用戶都有接收天線，它用於接收從區域管理器20-1中的廣播裝置16-1上發出的前向信道上的廣播。每個用戶18還具有在反向信道上發送的用於對每個用戶建立用戶範圍(UR)的發射機，用戶範圍(UR)覆蓋的區域一般要比由廣播範圍BR覆蓋的區域小得多。在圖1中示出了用戶U(C；1)的用戶範圍URu(C；1)。
在一個實施例中，用戶群18-1中的用戶離C1收集器19-l很近，用戶群18-c中的用戶離Cc收集器19-c很近，用戶群18-U中的用戶離CU收集器19-U很近。收集器19-l,…19-c,…19-U(一般被稱為收集器19)都具有用於接收來自用戶18的發送信息的接收天線。每個收集器19除了從用戶18上接收反向信道通信信息以外還帶有諸如發射機之類的轉送裝置，它用於向區域管理器20-1中的集結器(A)17-1轉送反向信道通信信息。儘管圖1中的每個收集器19被描述成位於單個位置上的單個器件(收集器)，但是，它們也可以是被放置在不同位置上的多個器件(收集器)。收集器19的工作場所可以位於範圍BR1之內也可以位於範圍BR1之外，但必須位於範圍BR1內的用戶18的範圍之內。在這兩種情況下，收集器19都接近於由BR1規定的廣播區。
廣播裝置16-1與集結器17-1離收集器19的距離可以任意大。因此，一般可以假定離特定Cc收集器19比較近的用戶群中的任何一個特定用戶U(c；u)可以離廣播裝置16-1足夠遠，以便在缺少本發明的情況下與現有的特定TDMA裝置規定的同步基站-用戶通信範圍限制相違背。傳統的TDMA時序的例子示於圖2和圖3。在本發明方面，廣播裝置16-l與集結器17-l可以放在一起，也可以不放在一起。GSM和PCS 1900幀時序-圖2在圖2中，通過舉例示出了GSM系統的TDMA幀時序。該GSM幀包括不同類型的時隙，一種時隙具有68.25個位長的長保護周期TLG，另一種時隙具有8.25個位長的正常保護周期TG。在同步發送期間採用長保護周期時隙，在正常信息發送期間採用正常保護周期時隙。IS136幀時序-圖3圖3示出了IS 136系統的TDMA幀時序的例子。該IS 136幀包括不同類型的時隙，一種時隙具有由6個保護(G)位和6個R位構成的正常保護周期TG，另一種時隙具有由6個G位、12個R位和38個附加保護(AG)位構成的長「保護周期」TLG。帶有長保護周期的時隙在同步期間使用，帶有正常保護周期的時隙用於正常信息發送。發射時間-圖1在圖1中，從區域管理器20-1中的廣播裝置16-1到任何用戶18以及從該用戶18返回到區域管理器20-1中的集結器17-1的發射時間T被定義為前向信道無線電波傳播時間Tf與反向信道傳播時間Tr的總和。象典型用戶U(c；u)之類的每個用戶的發射時間是廣播裝置16-1與U(c；u)用戶18之間的距離D[B∶U(c；u)]、U(c；u)用戶18到收集器19-c的距離D[B∶U(c；u),Cc]和Cc收集器19-c到集結器17-1的距離D[Cc∶A]的函數。
在圖1中，從區域管理器到典型U(c；u)用戶18的距離D[B∶U(c；u)]是隨著用戶的移動而變化的。類似地，從U(c；u)用戶18到收集器19-c的距離D[U(c；u)；Cc]也是隨用戶的移動而變化的。由於收集器通常是固定的，因此從Cc收集器19到集結器17-l的距離D[Cc；A]通常是已知的。
為便於在以下說明中解釋，把傳播時間看作為可能的最小值，也就是說，把傳播時間看成是由發射機與接收機之間的直線傳播引起的，即使在無直視線路的情況下也是如此。實際上，多路信號是存在的也是必須考慮的。最小時延信號首先到達接收點。具有大時延的信號在先期抵達的信號之後到達並且在某些時延擴展範圍內繼續到達。
在前向信道中，每個用戶18(如用戶群18-c中的特定U(c；u)用戶18)的前向信道傳播時間Tf由下式決定Tf(B∶U(c；u))=(D[B∶U(c；u)])/v(1)此處，(D[B∶U(c；u)])=從B廣播裝置16到U(c；u)用戶18的距離；v=光在大氣中的傳播速度。
在反向信道中，U(c；u)用戶18的用戶範圍內的特定Cc收集器19的反向信道傳播時間Tr為Tr=Tr(U(c；u)∶Cc)+Tr(Cc∶A)(2)此處，Tr(U(c；u)∶Cc)=D[U(c；u),Cc]/v；Tr(Cc∶A)=D[Cc∶A]/v；並且，D[U(c；u),Cc]=從特定U(c；u)用戶18到特定Cc收集器19的可變距離；
D[Cc∶A]=從Cc收集器19到A集結器17的固定距離；v=光在大氣中的傳播速度。
區域管理器20-1確定(B)廣播裝置16-1的時基TBB和(A)集結器17-l的時基TBA。時基TBB一般作為參考時基。所有其它系統部件的時基都以該參考時基為基準。對TDMA系統中的任何部件來說，時基表示周期性重複時刻，該部件的時隙從該時刻開始。
假定區域管理器廣播裝置時基TBB為參考時基，那麼收集器Cc的時基TBCc便由下式給出TBCc=TBB+△Cc(3)此處，△Cc=特定Cc收集器19的時基修正量。
每個特定U(c；u)用戶18具有時基TBU(c；u)，在保持系統同步的持續連接期間，TBU(c；u)至少要被修正一次。(B)廣播裝置16-l周期性地發送用於此目的的控制數據突發。當特定U(c；u)用戶18接收到這個控制突發時，它便用突發的到達時刻建立相對於廣播裝置16-1的初始時基TBU(c；u)。該時基滯後於廣播裝置時基TBB的時間等於從廣播裝置16到用戶18的前向信道傳播時間Tf(B∶U(c；u))。比較用戶18和收集器19的時基，對任何特定Cc收集器19-c的用戶群中的任何特定U(c；u)用戶18來說，這個條件可以被表示為TBU(c；u)0=TBB+Tf(B∶U(c；u))(4)U(c；u)用戶18發送一個應答同步突發，該突發經過用戶-收集器傳播時間Tr(c；u)∶Cc)的延遲之後到達Cc收集器19-c上。為避免與載波上的其它時隙發生幹擾，相對於Cc收集器的時基TBCc來說，用戶發出的這些突發應當在小於使用的特定TDMA裝置的長保護周期TLG的時間內到達。這個關係式可以被概括為Tf(B∶U(c；u))+Tr(U(c；u)∶Cc)-△Cc＜TLG(5)一旦Cc收集器19接收到U(c；u)用戶18發出的同步突發信號，該信號便被返回到集結器17-l上。
在本發明的一個實施例中，Cc收集器19推遲返回信號，以便該信號到達(A)集結器17-1的時刻和集結器時基TBA之間的偏移與到達每個Cc收集器19時的偏移相同。換句話說，集結器17-1將各個收集器Cc的返回時間調節每個收集器-集結器延遲。區域管理器20-l處理同步消息，並確定每個特定U(c；u)用戶18的位置和預期的傳播時間Tf(B∶U(c；u))與Tr(U(c；u)∶Cc)。採用該信息，區域管理器20-l設置時間提前量△U(c；u)，以使特定U(c；u)用戶18與特定Cc收集器19-c同步，△U(c；u)用下式表示△U(c；u)=△Cc-Tf(B∶U(c；u))-Tr(U(c；u)∶Cc)(6)在等式(6)中，△U(c；u)的正值表示時間提前量，而負值則意味著用戶的時延。於是，U(c；u)用戶18的修改時基為TBU(c；u)=TBB+Tf(B∶U(c；u)-△U(c；u)=TBB+Tr(U(c；u)∶Cc)-△(7)等式(5)和(7)表明，本發明的容量可以任意擴大到TDMA蜂窩系統的範圍。傳統的蜂窩結構不能夠使具有大於長保護周期(TLG)的往返發送時間的用戶同步(在不損失容量的情況下)。通過在離廣播裝置很遠的區域內設置帶獨立時基的收集器，本發明可以用來覆蓋以廣播裝置為起點的任意範圍並且不損失容量。
圖1是用戶群與單個收集器同步的實施例。當多於一個的收集器用於一個用戶群時，如果多於一個的收集器位於用戶範圍內，那麼用戶時間提前量或時延的最佳選擇就更加複雜，這將在下面加以說明。還有，用戶一般是移動的，因而用戶位置以及系統部件之間的各種無線電傳播時間是隨時間變化的。因此，當需要時，要根據由區域管理器20-1或局域管理12確定的規範重複執行同步處理，或者可以按照預期的用戶速度在由系統操作人員設置的時刻例行進行同步處理。
圖1中的用戶群用TDMA協議操作，其中，給用戶18分配了公共頻帶範圍內的時隙(TS)。稱作幀的時隙群是循環的，但在幀的循環過程中，每個用戶的時隙是保持不變的。每個用戶以突發模式工作，它的發射機只在其每一幀的指定時隙內發射，在幀的剩餘時隙內發射機關閉。任意遠的用戶同步-圖1已經表明現有TDMA應用系統的範圍限制取決於離基站任意近的用戶與離基站很遠的用戶之間的傳播時間的最大差值。這個最大同步半徑Rsynch- max被表明為等於DLG/2。
在本發明的一個實施例中，遠端收集器，如圖1中的Cc收集器19-c，被調整至從廣播裝置16-1到Cc收集器的單程傳播時間。於是，位於Cc收集器的DLG距離範圍內的用戶U(c；1),…U(c；u)…U(c；Uc)發出的同步突發將在允許的保護周期時間內到達Cc收集器19-c上。一旦收集器經過已知的固定距離之後，即經過Cc收集器19-c與(A)集結器17-1之間的時延之後向(A)集結器17-1發回這些信號，區域管理器和局域管理器的控制軟體代碼便開始識別來自用戶的同步請求。本發明的這個實施例允許用戶位於規定的廣播範圍內離廣播裝置任意遠的位置。例如，在廣播區外面移動的相隔距離比DLG大得多的用戶U(x；x)不會被識別。當用戶移動到任何收集器的DLG範圍內時，例如，移動到收集器C1的範圍內時，該U(x；x)用戶就會被識別。用戶被識別出之後，區域管理器20-1或局域管理器12便把該用戶分配到用戶群18-1中並設置用戶時基。多用戶，單收集器時序-圖1和4圖4描繪了在為多個用戶建立同步之後從廣播裝置到用戶再到收集器的正常通信量的通信鏈路，其中，多個用戶由一單個收集器在相同載波上接收。在圖4中，時隙TSn與TS(n+1)是圖1中的B廣播裝置16-l發送的載波幀結構的一部分，所述載波幀結構用於與圖1中的Cc收集器19-c的相關用戶群進行正常通信量的前向信道通信。為便於說明可參考圖1，時隙TSn及其在幀結構中的同種時隙用於與用戶U(c；1)進行通信，時隙TS(n+1)及其在幀結構中的同種時隙用於與用戶U(c；2)進行通信。
數字TDMA標準的前向信道通信與反向信道通信之間存在執行時間偏差。該時間偏差用於使用戶通信設備對輸入通信和輸出通信進行順序處理而不是同時處理。對GSM系統來說，這個偏差等於3個時隙周期。對IS 136系統來說，該偏差等於一個時隙周期與88個位長之和。為便於說明，圖4中沒有明顯表示出這個偏差。時間線T1是指圖4中時間線T1以上部分的前向信道通信。時間線T2是指在與T1時間線相差幾個相關執行時間偏差的時刻的反向信道通信，它適合於圖4中時間線T1與時間線T2之間的部分，它大致描述了前向通信與反向通信之間的時序偏差為時隙周期整數倍的TDMA裝置。這樣便說明了時基TBu1；0與TBu2,0、校正的時基TBu1與TBu2和用戶同步時序偏差△U1與△U2。
用戶U(c；1)與U(c；2)在相對於廣播裝置的時基TBB偏移傳播時間Tf(B∶U(c；1))和Tf(B∶U(c；2))的時刻接收來自廣播裝置16-1的前向信道發射信息。由於用戶通常處於移動狀態，並且與廣播裝置之間的距離通常是變化的，因此，時間偏移或偏斜失真通常是不一樣的。
每個用戶在其各自的時隙內通過成對的反向通信載波頻率向Cc收集器發射反向信道發射信息。這些發射信息在相對於時基TBU(c；1)與TBU(c；2)偏移傳播時間Tr(U(c；1)∶Cc)和Tr(U(c；2)∶Cc)的時刻被接收，Tr(U(c；1)∶Cc)與Tr(U(c；2)∶Cc)一般是不相等的。為了使用戶U(c；1)發射的突發與用戶U(c；2)發射的突發不發生幹擾，每個用戶的時基分別被前移了△U(c；1)和△U(c；2)，即△U1和△U2。如圖4所示，這種調整可以保證每個突發在其所屬的時隙的起點到達Cc收集器19的合適位置上。圖4中示出了對應於公式(6)和(7)的兩個用戶的所有相關定時變量。
規定的保護周期TG可以區分廣播裝置上的用戶突發，並可以作為收集器上誤差容限。如果發生時序失配、故障、或超延時傳播，那麼保護周期將保證通信不會混亂。
U(c；u)用戶18一般是移動的，因此必須定期修正同步過程以便反映位置變化，從而反映U(c；u)用戶18到B廣播裝置16-l和Cc收集器的傳播時間變化。單個用戶對多個收集器-圖5任何用戶(例如用戶U1)一旦建立起與C1收集器之間的同步，那麼該用戶U1便可以與其它收集器(如圖5所示的收集器C2和C3)同步。如果任意選擇的C1收集器19的時基為TBc1，則上述操作便確定用戶時基修正量△U1。
用戶的發射功率決定用戶範圍UR1，如圖5所示，收集器在此範圍內接收到的信號的功率電平足以超過可用的環境本底噪聲，該環境本底噪聲的要求與裝置有關。相對於用戶範圍UR1內每個其它Cc收集器19(如C2和C3)的時基來說，從U1用戶18發出的發射信號一般將在不同時刻到達。為保證發射信號在各收集器所屬時隙的起始時刻到達，其它Cc收集器19的時基必須被調整到能反映從U1用戶18到每個收集器的各個傳播時間Tr(U1∶Cc)。
如果其它Cc收集器已預先與其它通過特定的通信載波向U1用戶發射的用戶(例如，U2和UU)同步，那麼便可以通過改變其它任何向其它任何Cc收集器發射信號的用戶18的時基來修正這種同步。如果其它任何用戶18本身不處在C2收集器的範圍內，那麼整體同步過程就變得很複雜，為此，下面說明操作過程的幾個實施例。
如果沒有有效完成整體同步，那麼整個系統的容量就會減小。通常只有在跳越過每個載波上的TDMA幀結構範圍內的時隙以避免來自不同移動用戶的信號之間的突發乾擾時才可能進行異步通信。以下所述的操作過程既保持了蜂窩系統的理論上的全部容量又不需要跳越時隙。多個用戶對多個收集器-圖6式(6)和(7)中概括的單個用戶對單個收集器的時序要求在多個用戶對一個收集器和一個用戶對多個收集器等特定情況下也能得到滿足。通常在多個用戶對多個收集器的情況下不能滿足這些要求。就兩個用戶用相同載波向兩個收集器19發射信號的情況而論，其難點示於圖6。由於對所有用戶和收集器來說TBB相的，因此可以用式(6)來設定兩個用戶定時提前量△U(1；1)和△U(2；1)ΔU(1；1)=ΔC1-Tf(B∶U(1；1))-Tr(U(1；1)C1)8(a)(8)ΔU(2；1)=ΔC2-Tf(B∶U(2；1))-(Tr(U(2；1)C2)8(b)這是因為可以將每個用戶看成是其最接近的收集器的單個用戶。這些等式是獨立的、可解的。不過，對交叉同步來說，公式(6)還可以作如下應用ΔU(1；1)=ΔC2-Tf(B∶U(1；1))-Tr(U(1；1)C2)9(a)(9)ΔU(2；1)=ΔC2-Tf(B∶U(2；1))-(Tr(U(2；1)C1)9(b)儘管等式9(a)和9(b)也是相互獨立的，但式(8)與式(9)的方程組卻不是獨立的。將式8(a)的右邊(RHS)與式9(a)的右邊(RHS)進行比較以及將式8(b)的右邊(RHS)與式9(b)的右邊(RHS)進行比較後聯立方程可以簡化為ΔC1-Tr(U(1；1)C1)=ΔC2-Tr(U(1；1)C2)10(a)(10)ΔC2-Tr(U(2；1)C2)=ΔC1-Tr(U(2；1)C1)10(b)這個方程組只有當式(11)成立時才是可解的Tr(U(1；1)∶C2)-Tr(U(2；1)∶C2)=Tr(U(1；1)∶C1)-Tr(U(2；1)∶C1)(11)式(11)表示只有當從每個用戶到第一收集器的傳播時間的差值等於從每個用戶到第二收集器的傳播時間的差值時才能實現兩個用戶對兩個收集器的完全同步。儘管可以用各個用戶對收集器反向發射時間Tr的特定值使式(11)可解，但式(11)一般是不可解的。由於用戶可以移動並且Tr值將會變化，因此，兩個用戶不可能總是在兩個收集器上保持完全同步。
保護周期TG用於補償不完全同步。在不失一般性的情況下考慮將保護周期指定到突發末尾的TDMA系統。如果保護周期被設置在每個突發的開頭或以某種方式分布在開頭與末尾之間，那麼也會類似地得出上述結論。任何U(c；u)用戶18與任何Cc收集器19的同步誤差SE(U(c；u)∶Cc)等於用戶突發到達收集器的時刻與收集器時基TBCc之間的差值，其中，時基TBCc是收集器期望突發到達的時刻。突發晚到的時間可以長達保護周期TG，並且仍能在其被分配的時隙內完成。也就是說，當滿足下列表達式時可以實現突發隔離SE(U(c；u)∶Cc)＜TG(12)因而同步誤差受保護周期TG的限制。時序失配最大值可以用以TG為的時間單位來表示，或以DG為距離單位來表示。
現在重新考慮圖6所示的以及式(8-11)所描述的兩個用戶對兩個收集器的情況。如式(8)所描述的那樣，每個用戶可以與距離最近的收集器完全同步。這意味著SE(U(1；1)∶C1)=SE(U(2；1)∶C2)=0。代入式(8-11)進行驗算可得到同步條件SE(U(1；1)C2)=Tr(U(1；1)C2)-Tr(U(1；1)∶C1)＜TG13(a)(13)SE(U(2；1)C1)=Tr(U(2；1)C1)-Tr(U(2；1)∶C2)＜TG13(b)如果滿足式13(a)和13(b)，那麼兩個用戶對兩個收集器的發射將被控制在它們的指定時隙範圍內。在一般的多用戶對多收集器的場合，可以產生類似於式(13)的同步條件矩陣。收集器群的操作-圖7和8一種滿足多個用戶與多個收集器同步要求的方法是將通過特定載波接收用戶發射信號的收集器組合起來。收集器的這種組合示於圖7。如果用戶(如U1)與收集器群中的一個收集器(如C1)同步，那麼它與收集器群中的其它收集器(如C2或C3)之間的同步誤差就很小。通常用戶可以處在收集器群周圍的任何方向上。用戶與收集器群之間的距離、用戶分布以及收集器在群內的分布是任意的，不失一般性，可以用圖7中的簡單例子來描述。
在圖7中，假設收集器群中的所有Cc收集器C1、C2和C3共享公共時基TBCG。這個時基用於使被分配給被由圖7中的收集器群接收的載波時隙的所有用戶U(1,1)、U(1,2)…、U(1,u)…U(1,U)同步。同步是這樣應用的使諸如用戶U1之類的任何特定用戶與收集器群中的離該特定用戶最近的那個特定收集器C1完全同步。
這種同步示於圖8中，其中離U1用戶最近的收集器是收集器C1。然後，根據收集器群中所有其它收集器Cc的傳播時間Tr(U∶Cc)的差值計算任何用戶U(例如，對應於圖7中的U1)與收集器群中的所有其它收集器Cc(在圖7中為C2和C3)的同步誤差。在圖8中，收集器C2被選為收集器群中其它收集器中的某個典型收集器。如果收集器群中某些其它收集器離特定收集器太遠，那麼特定用戶就不滿足其它收集器的同步要求。
在圖8中，距離D(U∶C1)和D(U∶C2)被簡化為D1和D2，收集器C1和C2之間的距離被簡化為Dc。用代數方法可以將同步要求表示如下SE(U∶C2)=Tr(U∶C2)-Tr(U∶C1)=(1/v)[D2-D1]＜TG(14)或D2-D1＜v·TG=DG(15)此處，v是光速。參照圖8，距離Dc可以用D1和D2表示為DC=D2cos-D12-D22sin2---(16)]]>當θ=0時它達到最大值D2-D1。因此，基於收集器群的同步的同步要求是收集器群中任何兩個收集器之間的距離都不能大於距離CRmax，此處，CRmax等於距離v·TG，即等於保護距離DG。如果收集器群中的所有收集器對都滿足這個對偶條件，那麼便可以實現本發明的任意範圍(原理上只受廣播裝置的廣播範圍限制)內的滿容量同步TDMA通信。在本發明的一個實施例中，通過要求所有收集器位於半徑為DG/2的圓周範圍內來滿足這個收集器位置要求。用戶群操作-圖9和10在圖9中，通過將用戶U(1,1)、U(1,2)…U(1,u)…U(1∶U)組合在一起實現了滿足同步要求的第二技術，其中，上述用戶將被分配給特定載波的時隙。對所有被指定用來接收該載波的收集器(例如，圖9中的收集器C1)的時基進行調整，以便以完全同步的方式接收來自用戶群中任何特定用戶的突發，這樣，從用戶群中其它用戶上接收到的突發便會接近同步。這種用戶組合是動態的，因為用戶一般是移動的。在前面參照圖7和8所述的收集器群的場合，收集器的位置通常是固定的，因此，收集器群一旦被指定以後便保持固定不變。與此相反，用戶群只有當用戶移動到相互靠得很近以至於能夠進行同步通信時才能形成。用戶群操作圖1中的區域管理器(ZM)利用表1的區域資料庫執行用戶群的實時同步與控制。
表1區域資料庫DSynch用戶離用戶群中心的最大允許距離NColl2Use分配給每個用戶群的收集器數量LightSpeed大氣中的光速NRegUsers區域內登記的用戶的數量NColls區域內收集器的數量NGroups當前分配給區域的群的數量UserStatus(NRegUsers,8)用於每個登記的用戶，8個欄位(field)(1)0/1停止/工作(2)I如果工作，分配給第I群(3)J如果工作，分配給第J群(4)-1,X如果已知，X位置(5)-1,Y如果已知，Y位置(6)-1,DG離群中心的距離(7)-1,DB離廣播裝置的距離(8)T定時提前量BroadLoc(2)(1)廣播裝置的X位置(2)廣播裝置的Y位置CollLoc(NColls,2)用於每個收集器，2個欄位(1) X位置(2) Y位置CollStatus(NColls,NGroups)(1)0/1如果收集器被分配給組群，則為1GroupStatus(NGroups,7)用於目前被分配給區域的每個群，7個欄位(1)F載波頻率(2)0/1脫機或聯機(沒有使用/正在使用)(3)N群的最大可用時隙數量(4)O/M佔滿/空閒(所有時隙都被佔用/M個時隙空閒)(5)X群中心的X位置(6)Y群中心的Y位置(7)n被分配給群的收集器的數量GroupSlots(NGroups,MAXSlots,3)用於每個群，用於每個可用邏輯時隙，3個欄位(1)k載波上的第k個物理時隙(2)0/1空閒/佔滿(3)O,I如果佔用，分配給第Ⅰ個登記的用戶GroupColls(NGroups,MAXColls,2)用於每個群，用於每個被分配給群的收集器，2個欄位(1)L收集器標識符(2)D第L個收集器與群中心之間的距離下面對表1中的資料庫的應用加以說明。
在圖9中，例如，對指定的用戶群對(用戶群(1,4)，用戶群(1,5))來說，DSynch是所有用戶U1、U2、…UU的中心位置，所有用戶都位於半徑URmax=DSynch的圓周18-1的範圍內。
在圖9中，被分配給用戶群18-1的收集器的數量NColl2Use為3個，即收集器C1、C2和C3。
在圖9中，登記的用戶數量NRegUsers為UU，包括用戶U1、U2、….UU，其中，數量UU可以是任何整數，如10、100或更大的數。
在圖9中，只示出了一個區域，收集器的總數NColls等於4，包括收集器C1、C2、C3和C4。
在圖9中，為便於說明，用戶群的數量NGroups為1。作為比較，圖1中區域1的用戶群數量為U，它們是用戶群18-1,….18-C,….18-U。
在表1中，每個登記用戶的UserStatus包含在8個欄位中。第一欄位，即停止/工作欄位用於確定用戶是否工作。第二欄位是用戶群序號。例如，第二欄位可以識別圖1所示的用戶群18-1,…18-C,….18-U中的一個用戶群。第三欄位確定用戶群的邏輯時隙。對於有8個時隙的TDMA系統來說，逐幀的邏輯時隙的順序是L1、L5、L2、L6、L3、L7、L4、L8。參照圖2，物理時隙的順序是TS0、TS1、TS2、TS3、TS4、TS5、TS6、TS7。在表1中，第四和第五欄位用於識別用戶所處的X位置和Y位置。第六欄位識別用戶離用戶群中心的距離，例如，圖9中用戶U2離用戶群中心的距離為DG2。第七欄位表示用戶離廣播裝置的距離，例如，圖9中用戶U2離廣播裝置的距離是DB2。第八欄位表示用戶向收集器進行反向信道廣播的定時提前量。
在表1中，BroadLoc登記項用於識別廣播裝置的位置。
在表1中，每個收集器的CollLoc登記項用於識別每個收集器的位置。
在表1中，CollStatus登記項表示每個NGoups中的每個收集器的狀態。
在表1中，GroupStatus登記項表示每個群的載波頻率、使用狀況、群中可用的最大時隙數量、是否所有時隙都被佔用、群中心的位置、和被分配給群的收集器數量。
在表1中，GroupsSolts登記項用於識別邏輯時隙的利用率和邏輯時隙與物理時隙之間的對應性。
在表1中，GroupColls登記項利用收集器的識別符和該特定收集器與群之間的距離來為每個群指示被分配給該群的收集器。在圖9中，用群中心到收集器C3的距離DC3指示收集器C3。
表2列出了用於控制本發明中的各種操作的控制代碼。例如，該控制代碼是在圖1的區域管理器20-l中的控制器14上執行的。區域管理器20-1代表所有區域管理器。包括控制器12在內的區域管理器20-1的進一步細節在前面所述的交叉參考專利申請中有所說明。
表2的控制代碼利用表1的資料庫來實現許多控制功能，這些功能包括向現有用戶群加進新用戶、從現有用戶群中刪除用戶、產生新用戶群和修正現有用戶群的同步。用這些操作及其它操作，區域管理器通過控制器14從許多用戶中選擇一些用戶(例如，圖7中的用戶U1、U2、Uu,…UU)構成用戶群，並從許多收集器中選擇一些收集器(例如，圖7中的收集器C1、C2和C3)構成收集器群。
表2的控制代碼利用表1的數據從許多用戶中選擇一些位於至少一個收集器距離範圍內的用戶，以便每個用戶的同步誤差小於預定值。例如在通信系統中在用TDMA協議工作的時隙之間具有長保護周期TLG時，長保護周期確定長保護周期距離DLG。當異步用戶位於任何收集器的距離DLG範圍內，這些異步用戶便在廣播區內同步，這樣，每個用戶的同步誤差便小於預定值。
表2的控制代碼按照圖7的說明工作，並選擇這樣一些收集器，使得收集器群中的每個收集器與收集器群中的其它各個收集器之間的距離不大於距離CRmax，此處，CRmax是使收集器上的用戶反向信道信號相隔離的值。
表2的控制代碼按照圖9的說明工作，在許多用戶中選擇這樣一些用戶，使得用戶群中的每個用戶與用戶群中的其它各個用戶之間的距離不大於距離URmax，此外，URmax是使收集器上的用戶反向信道信號相互隔離的值。
表2．用戶群操作控制代碼蜂窩通信公司版權1996(COPYRIGHT1996 Cellular Telecom,Ltd)
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在本發明的實施例中為便於說明，所有被指定用來接收被用戶群使用的特定載波的Cc收集器具有它們自己的時基TBCc集，以便接收來自特定用戶U1的突發，其中，所述特定用戶U1的總傳播時間Tf(B∶U1)+Tr(U1∶Cc)是最短的。對於代表任何收集器的Cc收集器C1來說，這種關係如圖9所示。在已經與用戶U1同步的任何任意定位的收集器Cc(圖9例子中的C1)上與用戶群中的任何其它特定用戶U2進行同步。這種同步示於圖10中，此處B廣播裝置到U1和U2用戶的距離被簡化為DB∶1和DB∶2,U1和U2用戶到C1收集器的距離被簡化為D1∶C1和D2∶C2，這兩個用戶之間的距離被簡化為D1∶2。於是，同步條件可以表示為DB∶1+D1∶Cc-(DB∶2+D2∶Cc)＜DG(17)或｜DB∶1-DB∶2+D1∶Cc-D2∶Cc｜＜DG(18)當φ=0,θ=-π時，式(1 8)的左項達到最大值2D1∶2。這樣，用戶群的同步條件可以表述為用戶群中任何兩個用戶之間的距離都不能超過距離URmax，此處，URmax例如等於DG/2。如果用戶群範圍內的每一對用戶都滿足這個對偶條件，那麼在擴展到任意範圍的本發明中就可以進行滿容量的同步TDMA通信。在本發明的一個實施例中，這種用戶位置條件是通過要求所有用戶都位於以群中的所有用戶中心為群中心、以DG/4為半徑的圓周範圍內而得到滿足的。
結合用戶群和收集器群來實現同步的這些更複雜的操作是可能的。這些操作在特定的幾何結構中特別有用，例如，交通幹線上的移動用戶所處環境的幾何結構。集結操作圖12示出了多用戶、多收集器實施例，其中，用戶離廣播裝置B的距離為任何任意範圍BR1。在圖11的系統中，收集器群Cc中的收集器C1、C2和C3將它們從用戶U1、U2…UU上接收到的無線電通信信號發回給集結器(A)17。從接收特定用戶發射信號的各個收集器C1、C2和C3上獨立返回的信號在集結器上組合起來，以產生具有比僅來自一個收集器的信號的質量(以誤碼率(BER)這樣的量度測量的)高的複合信號。從允許用戶發出的突發在收集器上相碰(相互幹擾)的意義上看，在本發明的一個實施例中並沒有嚴格遵循同步。集結器為每個用戶處理來自不同收集器的部分突發，除去每個突發中的不清晰部分(用BER或其它測量方法測定的)，將清晰部分組合起來產生一個複合信號。圖12示出了這種操作。
集結器是數位訊號處理器，它用於處理來自一些特定收集器的特定收集器反向信道信號，從而產生代表用戶反向信道信號的集結器反向信道信號。有關集結器的結構和操作的進一步細節在前面所述的交叉參考專利申請中有所描述。
正如在圖4中那樣，時間線T1和T2是指在前向信道通信與反向信道通信之間具有固定時序偏差的TDMA裝置範圍內的通信。時間線T3是指一個可以被定義在用於從用戶接收通信信息的收集器時基與用於將這些通信信息發回給集結器的時基之間的偏差。如果集結器時基TBA被設置為等於廣播裝置的時基TBB，那麼這個偏差就相當於收集器的時基偏差△C1與△C2加上任何供收集器進行信號處理用的附加時間。
例如，在圖12中，收集器C1和C2各自接收來自用戶U1和U2的反向信道信號。U1相對於C1的時序與在圖4中所述的用戶U(c；1)的時序相同。圖11和12中U2的時序與U2在離C1很近但離C2很遠的情況下的時序不同。因此，一部分U2突發與U1突發在收集器C1上相撞。此外，U2遠離C2，因而必然滯後到達C2，所以可能會與來自其它用戶(如用戶UU)的突發相衝撞。收集器C1和C2上都不可能有來自用戶U2的完全不相撞的突發，但每個都具有U2突發的有用部分。圖11中的集結器17取出來自捕捉C1的A1部分和來自收集器C2的A2部分，對來自收集器C1和C2的突發進行處理。A1部分和A2部分具有重疊部分A3,A3部分可以被收集器C1或C2使用，或者被它們同時使用。
儘管已經在圖12中說明了來自任意多個收集器中的兩個收集器的部分突發可以被組合起來，但還可以這樣來控制組合，使得來自每個用戶的整個突發全部被每個用戶UR的用戶範圍內的某個收集器毫無幹擾地接收。
權利要求
1．一種具有多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信的通信系統，它包括廣播區內的多個用戶，每個所述用戶包括用於接收不同的用戶前向信道信號的用戶接收機和用於在不同的用戶反向信道中播送用戶反向信道信號的用戶發射機，所述多個用戶提供多個共同產生複合信號的不同的用戶反向信道；彼此隔開一段距離分布在接近所述廣播區的位置上的多個收集器，每個所述收集器包括收集器接收機，用於接收來自一些所述用戶的含有反向信道信號的所述複合信號；和收集器轉送裝置，用於將來自所述多個用戶中的一些所述用戶的所述用戶反向信道信號作為收集器反向信道信號進行轉送，其中所述收集器能主動接收和轉送來自所述多個用戶中的一些所述用戶的用戶反向信道信號；區域管理器，它包括控制器，用於從所述多個用戶中選擇一些用戶以組成用戶群，和用於從所述多個收集器中選擇一些收集器以組成收集器群；廣播裝置，它包括用於在整個廣播範圍內向所述廣播區內的所述用戶群播送所述多個用戶前向信道信號的廣播發射機；集結器，用於接收來自所述收集器群中的所述一些收集器群的所述多個收集器反向信道信號。
2．根據權利要求1所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
3．根據權利要求1所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便對具有用在相同收集器上的用戶反向信道信號的用戶對來說，每個用戶的從廣播裝置到用戶的用戶前向信道信號的傳播時間和相應的從用戶到收集器的用戶反向信道信號的傳播時間的總和之間的差值不超過同步誤差，這樣，對所述用戶對來說，所述相同收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
4．根據權利要求3所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，以便所述用戶群中的每個所述用戶離所述用戶群中的每個所述其它用戶的距離不大於URmax，此處URmax是能使所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離的值。
5．根據權利要求4所述的通信系統在以TDMA協議操作的時隙之間具有保護周期TG，此處，保護周期確定了保護周期距離DG，其中，所述距離URmax大約等於保護周期距離DG的一半。
6根據權利要求5所述的通信系統，其中，所述用戶群中的所述用戶位於半徑為DG/4的圓周範圍內。
7．根據權利要求3所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個收集器中選擇一些收集器，以便所述收集器群中的每個所述收集器離所述收集器群中的每個所述其它收集器的距離不大於CRmax，此處，CRmax是能使所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離的值。
8．根據權利要求7所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有保護周期TG，此處，保護周期確定了保護周期距離DG，其中，所述距離CRmax大約等於保護周期距離DG。
9．根據權利要求8所述的通信系統，其中，所述收集器群中的所述收集器位於半徑為DG/2的圓周範圍內。
10．根據權利要求1所述的通信系統，其中，所述集結器將來自多個所述收集器的每個所述用戶的用戶反向信道信號組合起來構成複合信號，此處，無論由一些所述收集器接收到的用戶反向信道信號是否相互隔離，每個所述用戶的複合信號總是與每個其它用戶的複合信號相隔離的。
11．根據權利要求1所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有長保護周期TLG，此處，長保護周期確定了長保護周期距離DLG，其中，無論所述用戶中的異步用戶離所述廣播裝置多遠，當所述用戶中的所述異步用戶處於任何收集器的DLG距離範圍內時，所述用戶中的所述異步用戶在所述廣播區內同步。
12．一種具有多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信的通信系統，它包括廣播區內的多個用戶，每個所述用戶包括用於接收不同的用戶前向信道信號的用戶接收機和用於在不同的用戶反向信道中播送用戶反向信道信號的用戶發射機；所述多個用戶提供多個不同的用戶反向信道，每個所述用戶反向信道佔用不同的用戶反向信道帶寬；一個或多個各自位於接近所述廣播區的收集器位置上的收集器，每個所述收集器包括收集器接收機，用於接收來自所述多個用戶中的一些用戶的含有用戶反向信道信號的所述複合信號；和收集器轉送裝置，用於將來自所述多個用戶中的一些所述用戶的所述用戶反向信道信號作為收集器反向信道信號轉送；區域管理器，它包括控制器，用於從所述多個用戶中選擇那些位於至少一個所述收集器距離範圍內的用戶，以便所述多個用戶中的每個所述用戶的同步誤差小於預定值；具有廣播發射機的廣播裝置，所述廣播發射機用廣播信號向所述用戶群播送所述多個前向信道信號，從而在所述廣播區內形成多個廣播裝置前向信道；集結器，用於接收來自所述收集器的所述多個相應的反向信道信號。
13．根據權利要求12所述的通信系統，其中，所述通信是按照TDMA協議進行的，該TDMA協議具有由多個時隙組成的幀，規定每個時隙含有信息周期和保護周期，所述保護周期被作為信息周期所擁有的使所述信息周期與鄰近時隙的信息周期不發生衝突的緩衝區。
14．根據權利要求12所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
15．根據權利要求12所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便對具有用在相同收集器上的反向信道信號的兩個用戶來說，每個用戶的從廣播裝置到用戶的用戶前向信道信號的傳播時間和相應的從用戶到收集器的用戶反向信道信號的傳播時間的總和之間的差值不超過同步誤差，這樣，對所述兩個用戶來說，所述相同收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
16．根據權利要求15所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，以便所述用戶群中的每個所述用戶離所述用戶群中的每個所述其它用戶的距離不大於URmax，此處URmax是能使所述收集器上的用戶反向信道相互隔離的值。
17．根據權利要求16所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有保護周期TG，此處，保護周期確定了保護周期距離DG，其中，所述距離URmax大約等於保護周期距離DG的一半。
18．根據權利要求16所述的通信系統，其中，所述用戶群中的所述用戶位於半徑為DG/4的圓周範圍內。
19．根據權利要求15所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便所述收集器群中的每個所述收集器離所述收集器群中的每個所述其它收集器的距離不大於CRmax，此處，CRmax是能使所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離的值。
20．根據權利要求19所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有保護周期TG，此處，保護周期確定了保護周期距離DG，其中，所述距離CRmax大約等於保護周期距離DG。
21．根據權利要求20所述的通信系統，其中，所述用戶群中的所述用戶位於半徑為DG/2的圓周範圍內。
22．根據權利要求12所述的通信系統，其中，所述集結器將來自多個所述收集器的每個所述用戶的用戶反向信道信號複合起來構成複合信號，此處，即使一些所述收集器接收到的用戶反向信道信號未相互隔離，每個所述用戶的複合信號仍與每個其它用戶的複合信號相隔離。
23．根據權利要求12所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有長保護周期TLG，此處長保護周期確定了長保護周期距離DLG，其中，無論所述用戶中的異步用戶離所述廣播裝置多遠，當所述用戶中的所述異步用戶處於任何收集器的DLG距離範圍內時，所述用戶中的所述異步用戶在所述廣播區內同步。
24一種具有多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信的通信系統，反向信道通信在以TDMA協議操作的時隙之間具有長保護周期TLG，此處，長保護周期確定了長保護周期距離DLG，該通信系統包括廣播區內的多個用戶，每個所述用戶包括用於接收不同的用戶前向信道信號的用戶接收機和用於在不同的用戶反向信道中播送用戶反向信道信號的用戶發射機；所述多個用戶在廣播範圍內提供多個不同的用戶反向信道，每個所述用戶反向信道佔用不同的用戶反向信道帶寬；一個或多個各自位於接近所述廣播區的收集器位置上的收集器，每個所述收集器包括收集器接收機，用於接收來自所述多個用戶中的一些用戶的含有用戶反向信道信號的所述複合信號；和收集器轉送裝置，用於將來自所述多個用戶中的一些所述用戶的所述用戶反向信道信號作為收集器反向信道信號轉送；區域管理器，它包括位於所述廣播區內的廣播裝置位置上的廣播裝置；控制器，用於從所述多個用戶中選擇一些離所述廣播裝置的位置任意距離的並且位於任何一個所述收集器的DLG距離範圍內的用戶作為用戶群；具有廣播發射機的廣播裝置，所述廣播發射機用於在廣播範圍內向所述廣播區內的所述用戶群播送所述多個用戶前向信道信號；集結器，用於接收來自所述收集器群的所述多個相應的反向信道信號。
25．根據權利要求24所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
26．根據權利要求24所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便對具有用在相同收集器上的用戶反向信道信號的用戶對來說，每個用戶的從廣播裝置到用戶的用戶前向信道信號的傳播時間和相應的從用戶到收集器的用戶反向信道信號的傳播時間的總和之間的差值不超過同步誤差，這樣，對所述用戶對來說，所述相同收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
27．根據權利要求26所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，以便所述用戶群中的每個所述用戶離所述用戶群中的每個所述其它用戶的距離不大於URmax，此處URmax是能使所述收集器上的用戶反向信道相互隔離的值。
28．根據權利要求27所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有正常保護周期TG，此處，所述正常保護周期確定了保護周期距離DG，其中，所述距離URmax大約等於保護周期距離DG的一半。
29．根據權利要求28所述的通信系統，其中，所述用戶群中的所述用戶位於半徑為DG/4的圓周範圍內。
30．根據權利要求26所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便所述收集器群中的每個所述收集器離所述收集器群中的每個所述其它收集器的距離不大於CRmax，此處，CRmax是能使所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離的值。
31．根據權利要求30所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有正常保護周期TG，此處，所述正常保護周期確定了保護周期距離DG，其中，所述距離CRmax大約等於保護周期距離DG。
32．根據權利要求31所述的通信系統，其中，所述用戶群中的所述用戶位於半徑為DG/2的圓周範圍內。
33．根據權利要求26所述的通信系統，其中，集結器將來自多個所述收集器的每個所述用戶的用戶反向信道信號組合起來構成複合信號，此處，即使一些所述收集器接收到用戶反向信道信號未相互隔離，每個所述用戶的複合信號仍與每個其它用戶的複合信號相隔離。
34．一種用於在網絡與一個或多個區域之間通信的通信系統，其中，所述一個或多個局域與網絡之間具有多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信，所述系統包括一個或多個局域管理器，一個局域管理器針對一個所述局域，它用於控制相應的局域範圍內的通信，此處，每個特定局域包括多個廣播區；對每個廣播區來說，該系統包括多個用戶，每個所述用戶包括用於接收不同的用戶前向信道信號的用戶接收機和用於在不同的用戶反向信道上播送用戶反向信道信號的用戶發射機；所述多個用戶在廣播範圍內提供多個不同的用戶反向信道，每個所述用戶反向信道佔用不同的用戶反向信道帶寬；多個各自位於所述廣播區範圍內的收集器位置上的收集器，每個所述收集器包括收集器接收機，用於接收來自所述多個用戶中的一些用戶的含有用戶反向信道信號的所述複合信號，其中，每個所述用戶向兩個或多個所述收集器接收機轉送用戶反向信道信號；和收集器轉送器，用於將來自所述多個用戶中的一些所述用戶的所述反向信道信號作為收集器反向信道信號進行轉送；對每個廣播區來說，區域管理器包括位於所述廣播區內的廣播裝置位置上的廣播裝置；控制器，用於從所述多個用戶中選擇一些離所述廣播裝置的位置任意距離並且位於任何一個或多個所述收集器的預定距離範圍內的用戶作為用戶群，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器作為收集器群，從而所述收集器群中的兩個或多個收集器接收來自每個相同的特定用戶的反向信道信號；具有廣播發射機的廣播裝置，所述廣播發射機用於向所述廣播區內的所述用戶群播送廣播範圍內的所述多個用戶前向信道信號；集結器，用於接收來自所述收集器群的所述多個相應的反向信道信號，所述集結器從所述收集器群中的兩個或多個收集器上接收每個相同的特定用戶的用戶反向信道信號。
35．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
36．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便對具有用在相同收集器上的用戶反向信道信號的用戶對來說，每個用戶的從廣播裝置到用戶的用戶前向信道信號的傳播時間和相應的從用戶到收集器的用戶反向信道信號的傳播時間的總和之間的差值不超過同步誤差，這樣，對所述用戶對來說，所述相同收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。
37．根據權利要求36所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，以便所述用戶群中的每個所述用戶離所述用戶群中的每個所述其它用戶的距離不大於URmax，此處URmax是能使所述收集器上的用戶反向信道相互隔離的值。
38．根據權利要求37所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有正常保護周期TG，此處，所述正常保護周期確定了保護周期距離DG，其中，所述距離URmax大約等於保護周期距離DG的一半。
39．根據權利要求38所述的通信系統，其中，所述用戶群中的所述用戶位於半徑為DG/4的圓周範圍內。
40．根據權利要求36所述的通信系統，其中，所述控制器從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便所述收集器群中的每個所述收集器離所述收集器群中的每個所述其它收集器的距離不大於CRmax，此處，CRmax是能使所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離的值。
41．根據權利要求40所述的通信系統，在以TDMA協議操作的時隙之間具有正常保護周期TG，此處，所述正常保護周期確定了保護周期距離DG，其中，所述距離CRmax大約等於保護周期距離DG。
42．根據權利要求41所述的通信系統，其中，所述用戶群中的所述用戶位於半徑為DG/2的圓周範圍內。
43．根據權利要求36所述的通信系統，其中，集結器將來自多個所述收集器的每個所述用戶的用戶反向信道信號組合起來構成複合信號，此處，即使一些所述收集器接收到的用戶反向信道信號未相互隔離，每個所述用戶的複合信號仍與每個其它用戶的複合信號相隔離。
44．根據權利要求34所述的通信系統，其中，對特定廣播區來說，一些所述用戶發射機在明顯小於所述廣播區的用戶區內播送，其中多個所述收集器位於所述用戶區範圍內。
45．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述廣播發射機是可控的，它可以改變每個所述廣播裝置前向信道的發射功率，從而可以使每個廣播裝置前向信道的發射功率和廣播範圍得到單獨控制。
46．根據權利要求34所述的通信系統，其中，每個用戶的所述用戶發射機是可控的，它可以改變所述用戶反向信道的發射功率，從而可以控制每個用戶的用戶範圍，以便達到多個所述收集器。
47．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述收集器轉送裝置包括用於發射所述收集器反向信道信號的收集器發射機，所述收集器發射機具有使收集器反向信道信號與用戶反向信道信號隔離的發射特性。
48．根據權利要求34所述的通信系統，其中，特定用戶發射機發出的特定用戶反向信道信號被所述收集器中的一些特定收集器所接收，其中，所述收集器的所述特定收集器各自向所述集結器轉送與所述用戶反向信道信號相對應的特定收集器反向信道信號，其中，所述集結器包括集結器處理裝置，它用於對來自所述收集器中的所述特定收集器的所述特定收集器反向信道信號進行處理，從而產生代表所述用戶反向信道信號的所述集結器反向信道信號。
49．根據權利要求48所述的通信系統，其中，所述集結器處理裝置是數位訊號處理器，它用於對來自所述收集器中的所述特定收集器的所述特定收集器反向信道信號進行處理，從而產生代表所述用戶反向信道信號的所述集結器反向信道信號。
50．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述用戶中一個特定用戶是移動的並從第一位置移動到第二位置，所述用戶中的所述特定用戶的所述發射機播送特定的用戶反向信道信號，其中在所述第一位置上，所述特定用戶反向信道信號被所述收集器中的特定收集器的第一群接收，所述收集器中的特定收集器的所述第一群內的每個收集器向所述集結器轉送與所述特定用戶反向信道信號相對應的第一特定收集器反向信道信號；在所述第二位置上，所述特定用戶反向信道信號被所述收集器中的特定收集器的第二群接收，所述收集器中的特定收集器的所述第二群內的每個收集器向所述集結器轉送與所述特定用戶反向信道信號相對應的第二特定收集器反向信道信號；所述集結器接收所述第一與第二特定收集器反向信道信號，它包括集結器處理裝置，用於對所述第一與第二特定收集器反向信道信號進行處理，從而產生代表所述用戶反向信道信號的所述集結器反向信道信號。
51．根據權利要求50所述的通信系統，其中，所述第一群和所述第二群共用一個或多個所述收集器。
52．根據權利要求50所述的通信系統，其中，所述用戶中的所述特定用戶的所述用戶發射機在明顯小於所述廣播區的用戶區內播送，當所述特定用戶從所述第一位置向所述第二位置移動時，所述用戶區也移動，其中，在所述第一位置上，所述收集器中的特定收集器的所述第一群位於所述用戶區內；和其中，在所述第二位置上，所述收集器中的特定收集器的所述第二群位於所述用戶區內。
53．根據權利要求50所述的通信系統，其中，所述廣播發射機是可控的，它可以改變每個所述廣播裝置前向信道的發射功率，從而可以使每個廣播裝置前向信道的發射功率和廣播範圍得到單獨控制，其中，當所述特定用戶位於所述第一位置上時，特定廣播裝置前向信道便具有第一功率電平，以便所述廣播範圍延伸到所述第一位置，和其中，當所述特定用戶位於所述第二位置上時，所述特定的廣播裝置前向信道便具有第二功率電平，以便所述廣播範圍延伸到所述第二位置。
54．根據權利要求50所述的通信系統，其中，所述特定用戶的所述用戶發射機是可控的，它可以改變所述特定用戶的特定用戶反向信道的發射功率，從而使所述特定用戶的用戶範圍可以控制，其中，當所述特定用戶位於所述第一位置上時，所述特定用戶反向信道具有第一功率電平，以便所述用戶範圍延伸到所述收集器中的特定收集器的所述第一群中，和其中，當所述特定用戶位於所述第二位置上時，所述特定用戶反向信道便具有第二功率電平，以便所述用戶範圍延伸到所述收集器中的特定收集器的所述第二群中。
55．根據權利要求50所述的通信系統，其中，所述收集器發射機是用於發射所述收集器反向信道信號的發射機，它具有使收集器反向信道信號與用戶反向信道信號隔離的發射特性。
56．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述區域管理器包括用於在所述局域管理器的控制下指定廣播裝置前向信道和用戶反向信道的控制器。
57．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述局域管理器包括用於以重用模式指定前向信道和反向信道的裝置。
58．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述局域管理器儲存了固定重用模式，所述區域管理器包括用於在所述局域管理器的控制下按照所述固定重用模式為特定用戶指定廣播裝置前向信道和用戶反向信道的控制器。
59．根據權利要求34所述的通信系統，其中，所述局域管理器包括用於動態信道分配的動態控制器，所述區域管理器包括用於在所述局域管理器的控制下按照所述動態信道分配為特定用戶指定廣播裝置前向信道和用戶反向信道的控制器。
60．一種具有多個前向信道信號和多個相應的反向信道信號用於以同步傳送時隙之間具有長保護周期TLG的TDMA協議操作的和以正常傳送時隙之間具有正常保護周期TG的TDMA協議操作的通信系統，其中，所述具有長保護周期TLG的時隙用於確定長保護周期距離DLG，所述具有正常保護周期TG的時隙用於確定正常保護周期距離DG，該通信系統包括廣播區內的多個用戶，每個所述用戶包括用於接收不同的用戶前向信道的用戶接收機和用於在不同的用戶反向信道上播送用戶反向信道的用戶發射機；所述多個用戶提供多個不同的用戶反向信道，每個所述用戶反向信道佔用不同的用戶反向信道帶寬，所述用戶反向信道共同產生複合信號；一個或多個各自位於收集器位置上的用於接收來自所述多個用戶中的一個或多個用戶的用戶反向信道信號的收集器，每個所述收集器包括收集器接收機，用於接收來自所述多個用戶中的一些用戶的含有用戶反向信道信號的所述複合信號；和收集器轉送裝置，用於將來自所述多個用戶中的一些所述用戶的所述用戶反向信道信號作為收集器反向信道信號進行轉送；區域管理器，它包括位於所述廣播區內的廣播裝置位置上的廣播裝置；控制器，用於從所述多個用戶中選擇一些用戶組成用戶群，並從所述多個收集器中選擇一些收集器組成收集器群；所述控制器從所述多個用戶中選擇一些離所述廣播裝置的位置任意距離並且位於任何一個所述收集器的DLG距離範圍內的用戶作為所述用戶群的用戶，所述控制器從所述多個收集器中選擇一些收集器組成一個所述收集器群，從而所述收集器群中的兩個或多個收集器接收來自每一個相同特定用戶的反向信道信號，所述控制器利用供同步傳送用的長保護周期和供正常傳送用的正常保護周期來控制向所述用戶群中的一個所述用戶群內的所述用戶的傳送；所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便對具有用在相同收集器上的反向信道信號的用戶對來說，各個用戶的從廣播裝置到用戶的用戶前向信道信號傳播時間和從用戶到收集器的相應的用戶反向信道信號傳播時間的總和之間的差值不超過同步誤差，這樣，對所述用戶對來說，所述相同收集器上的用戶反向信道信號便相互隔離；所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，以便所述用戶群中的一個所述用戶群內的每一個所述用戶離所述用戶群中的一個所述用戶群內的每一個所述其它用戶的距離不大於距離URmax，此處，URmax是能使所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離的值，和其中，所述距離URmax大約等於保護周期距離DG的一半；包括廣播發射機的廣播裝置，它用於在廣播範圍內向所述廣播區內的所述用戶群播送所述多個用戶前向信道信號；集結器，用於接收來自所述收集器的所述多個相應的反向信道信號，所述集結器從所述收集器群中的兩個或多個收集器上接收每個特定用戶的用戶反向信道信號，從而產生兩個或多個用於每個特定用戶的集結器接收信號，所述集結器將所述兩個或多個集結器接收信號組合起來產生單個用於每個特定用戶的複合信號。
61．一種具有多個前向信道信號和多個相應的反向信道信號用於以同步傳送時隙之間具有長保護周期TLG的TDMA協議操作的和以正常傳送時隙之間具有正常保護周期TG的TDMA協議操作的通信系統，其中，所述具有長保護周期TLG的時隙用於確定長保護周期距離DLG，所述具有正常保護周期TG的時隙用於確定正常保護周期距離DG，該通信系統包括廣播區內的多個用戶，每個所述用戶包括用於接收不同的用戶前向信道的用戶接收機和用於在不同的用戶反向信道上播送用戶反向信道的用戶發射機；所述多個用戶提供多個不同的用戶反向信道，每個所述用戶反向信道佔用不同的用戶反向信道帶寬，所述用戶反向信道共同產生複合信號；一個或多個各自位於收集器位置上的用於接收來自所述多個用戶中的一個或多個用戶的用戶反向信道信號的收集器，每個所述收集器包括收集器接收機，用於接收來自所述多個用戶中的一些用戶的含有用戶反向信道信號的所述複合信號；和收集器轉送裝置，用於將來自所述多個用戶中的一些所述用戶的所述用戶反向信道信號作為收集器反向信道信號進行轉送；區域管理器，它包括位於所述廣播區內的廣播裝置位置上的廣播裝置；控制器，用於從所述多個用戶中選擇一些用戶組成用戶群，並從所述多個收集器中選擇一些收集器組成收集器群；所述控制器從所述多個用戶中選擇一些離所述廣播裝置的位置任意距離並且位於任何一個所述收集器的DLG距離範圍內的用戶作為所述用戶群的用戶，所述控制器從所述多個收集器中選擇一些收集器組成一個所述收集器群，從而所述收集器群中的兩個或多個收集器接收來自每一個相同特定用戶的反向信道信號，所述控制器利用供同步傳送用的長保護周期和供正常傳送用的正常保護周期來控制向所述用戶群中的一個所述用戶群內的所述用戶的傳送；所述控制器從所述多個用戶中選擇一些所述用戶，並從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便對具有用在相同收集器上的反向信道信號的用戶對來說，各個用戶的從廣播裝置到用戶的用戶前向信道信號傳播時間和從用戶到收集器的相應的用戶反向信道信號傳播時間的總和之間的差值不超過同步誤差，這樣，對所述用戶對來說，所述相同收集器上的用戶反向信道信號便相互隔離；所述控制器從所述多個收集器中選擇一些所述收集器，以便所述收集器群中的一個所述收集器群內的每一個所述收集器離所述收集器群中的一個所述收集器群內的每一個所述其它收集器的距離不大於距離CRmax，此處，URmax是能使所述收集器上的用戶反向信道信號相互隔離的值，和其中，所述距離CRmax大約等於保護周期距離DG；包括廣播發射機的廣播裝置，它用於在廣播範圍內向所述廣播區內的所述用戶群播送所述多個用戶前向信道信號；集結器，用於接收來自所述收集器的所述多個相應的反向信道信號，所述集結器從所述收集器群中的兩個或多個收集器上接收每個特定用戶的用戶反向信道信號，從而產生兩個或多個用於每個特定用戶的集結器接收信號，所述集結器將所述兩個或多個集結器接收信號組合起來產生單個用於每個特定用戶的複合信號。
62．一種通信系統的操作方法，此處，該通信系統包括多個前向信道信號和多個相應的反向信道信號；廣播區內的多個用戶，每個所述用戶包括用於接收不同的用戶前向信道信號的用戶接收機和用於在不同的用戶反向信道上播送用戶反向信道信號的用戶發射機；所述多個用戶提供多個共同作為複合信號的不同的用戶反向信道；彼此隔開一段距離分布在接近所述廣播區的位置上的多個收集器，每個所述收集器包括收集器接收機，用於接收來自一些所述用戶的含有反向信道信號的所述複合信號；和收集器轉送裝置，用於將來自所述多個用戶中的一些所述用戶的所述用戶反向信道信號作為收集器反向信道信號進行轉送；區域管理器，它包括控制器、廣播裝置和集結器，其中廣播裝置具有廣播發射機和集結器，所述方法包括用所述控制器從所述多個用戶中選擇一些用戶組成用戶群；用控制器從所述多個收集器中選擇一些收集器組成收集器群；用所述廣播發射機在廣播範圍內向所述廣播區內的所述用戶群播送所述多個用戶前向信道信號；在所述集結器上接收來自所述一個或多個收集器的所述多個相應的反向信道信號。
全文摘要
具有介於移動用戶與區域管理器之間的前向信道通信和相應的反向信道信道、用於由廣播裝置建立的任意大的廣播區的TDMA通信系統。用戶位於廣播區內,收集器分布在靠近廣播區的地方。區域管理器用於控制對組成用戶群的用戶的選擇並用於選擇組成收集器群的收集器、以便使各個從廣播裝置到用戶再到處於與相同收集器一起工作的用戶中的收集器的傳播時間之間的差值不超過同步誤差,從而使收集器上的用戶反向信道信號相互隔離。這樣選擇用戶,使用戶群中的每個用戶離用戶群中每個其它用戶的距離不大於UR
文檔編號H04W56/00GK1222288SQ97195654
公開日1999年7月7日 申請日期1997年4月16日 優先權日1997年4月16日
發明者威廉·S·沃利, 戴維·A·霍華德, 卡倫·E·科茨, 約翰·A·瓦斯塔諾 申請人:蜂窩電信有限公司