具有碼分,頻分和時分多址組成部分的無線通信系統,尤其是具有混合多址技術的「聯合...的製作方法

2023-10-07 21:28:44 2

專利名稱：：具有碼分,頻分和時分多址組成部分的無線通信系統,尤其是具有混合多址技術的「聯合...的製作方法在具有通信源和通信匯點之間通信傳輸路徑的通信系統內發送設備和接收設備用於通信處理、傳輸，其中1)可以在一個優選的傳輸方向(單工運行)或在兩個傳輸方向(雙工運行)實現，2)通信處理是模擬的或數字的，3)經遠距離傳輸路徑的通信傳輸是用導線連接或根據不同的通信傳輸方法FDMA(頻分多址)，TDMA(時分多址)，和/或CDMA(碼分多址)—例如根據無線電標準如DECT，GSM，WACS或PACS，IS-54，IS-95，PHS，PDC等[參照IEEECommunicationMagazine，January，1995，50-57頁；D.D.Falconer等，「TimeDivisionMultipleAccessMethodsforWirelessPersonalCommunication」(個人無線通信用的時分多址法)]無線(例如通過無線電傳輸)實現。「Nachricht」是一個上層的概念，既是代表含意(信息)也是代表物理表現(信號)。儘管一個信息的相同的含意—即相同的信息—但可以出現不同的信號形式。所以例如涉及一個對象的信息可以1)以圖像形式，2)作為說的字，3)作為寫的字，4)作為編碼的字或圖像進行傳輸。這時根據(1)…(3)的傳輸方式一般以連續的(模擬)信號為特徵，而根據(4)的傳輸方式一般形成不連續的信號(例如脈衝，數位訊號)。從通信系統的這個一般定義出發，本發明涉及具有CDMA，FDMA，TDMA多址成分的無線通信系統，尤其是具有混合多址技術的「JD-CDMA」通信系統。具有CDMA，FDMA，和TDMA多址組成部分的無線通信系統，尤其是具有多址技術的混合「JD-CDMA」通信系統根據文獻(1)NachrichtentechnikElektronik(通信技術電子學)Berlin45，1995，第1期，P10-14和第2期，P24-27；P.Jung，B.Steiner「KonzepteinesCDMA-MobilfunksystemsmitgemeinsamerDetektionfürdiedritteMobilfunkgeneration(具有用於第3代移動無線電的共同檢測的CDMA移動無線電系統的方案」)；(2)NachrichtentechnikElektronik，Berlin41，1991，第6期，P223-227，和P234；P.W.Baier，P.Jung，A.Klein「CDMA-eingünstigesVielfachzugriffsverfahrenfürfrequenzselektiveundzeitvarianteMobilfunkkanle(CDMA—一種用於頻率選擇和時變的移動無線電信道的有利的多址法)」；(3)IEICETransactionsonFundamentalsofElectonics，CommunicationsandComputerSciences(電子學、通信和計算機科學基礎的IEICE彙刊)，vol.E79-A，No.12，12月1996，P1930-1937；P.W.Baier，P.Jung「CDMAMythsandRealitiesRevisited(訂正的CDMA神話和現實)」；(4)IEEEPersonalCommunications(IEEE個人通信)，2月1995，P38-47；A.Urie，M.Streeton，C.Mourot「AnAdvancedTDMAMobileAccessSystemforUMTS(UMTS用先進的TDMA移動多址系統)」；(5)telekompraxis(通信實踐)，5/1995，P9-14；P.W.Baier「Spread-Spectrum-TechnikundCDMA-eineursprünglichmilitrischeTechnikerobertdenzivilenBereich擴展譜技術和CDMA-原始的軍事技術佔領民眾用區」；(6)IEEEPersonalCommunications(IEEE個人通信)，2月1995，P48-53；P.G.Andermo，L.M.Ewerbring「AnCDMA-BasedRadioAccessDesignforUMTS(用於UMTS的、根據CDMA的無線電多址設計)」；(7)ITGFachberichte124(1993)，Berlin，OffenbachVDEVerlagISBN3-8007-1965-7，P67-75；Dr.T.Zimmermann，SiemensAG「AnwendungvonCDMAinderMobilkommunikationCDMA在移動通信內的應用」；展望稱為第3代未來無線通信方案的通用移動通信系統(UMTS)。第2代無線電通信方案現在在GSM專用無線通信系統的微蜂窩區或宏蜂窩範圍內，[特殊移動組或全球移動通信系統參照(1)InformatikSpektrum(信息學頻譜)14(1991)6月，Nr.3，Berlin，DEA.Mann「DerGSM-Standard-GrundlagefürdigitaleeuropischeMobilfunknetze(GSM標準—歐洲數字移動無線電網絡的基礎)」，P137-152；(2)R.SteeleMobileRadioCommunications(移動無線電通信)，PentechPress，1992(1994重印)，第8章ThePan-EuropeanDigitalCellularMobileRadioSystem-knownasGSM(泛歐數字蜂窩狀移動無線電系統稱為GSM，P677ff.)]和DECT通信系統的皮小區[數字增強型(以前稱為泛歐)無繩通信；參照(1)NachrichtentechnikElektronik(通信技術電子學)42(1992)1月/2月.Nr.1，Berlin，DE；U.Pilger「StrukturdesDECT-Standards(DECT標準結構)」，P23-29與ETSI出版物ETS300175-1…9，相結合，10月1992；(2)TelcomReport(通信報導)16(1993)，Nr.1，J.H.Koch「DigitalerKomfortfürschnurloseTelekommunikation-DECT-StandarderffnetneueNutzungsgebiete(無繩通信用的數字式舒適設備-DECT標準開闢新應用領域)」，P26-P27；(3)tec2/93-DastechnischeMagazinvonAscom「WegezuruniversellenmobilenTelekommunikationAscom美國標準通信技術雜誌，(通向通用移動通信之路)」，P35-42；(4)PhilipsTelecommunicationReview菲利普通信評論vol.49，No.3，9月.1991，R.J.Mulder「DECT，auniversalcordlessaccesssystem(DECT，通用無繩多址系統)」；(5)WO93/21719(圖1到3及其附屬的說明)]是清楚的。圖1示出從文獻(1)InformatikSpektrum(信息學頻譜)14(1991)6月，Nr.3，Berlin，DE；A.Mann「DerGSM-Standard-GrundlagefürdigitaleeuropischeMobilfunknentze(GSM標準—歐洲數字移動無線電網絡的基礎)」，P137-152；(2)R.SteeleMobileRadioCommunications(移動無線電通信)，PentechPress，1992(1994重印)，第8章ThePan-europeanDigitalCellularMobileRadiosystem-knownasGSM(泛歐數字蜂窩式移動無線電系統—稱為GSM)，P677ff.獲悉的GSM—移動無線電方案TDMA—幀和TDMA時隙結構。圖2示出從文獻NachrichtentechnikElektronik(通信電子學)，Berlin45，1995，第1期，P10-14und第2期P24-27；P.Jung，B.Steiner「KonzepteinesCDMA-MobilfunksystemsmitgemeinsamerDetektionfürdiedritteMobilfunkgeneration具有共同檢測的第3代移動無線電系統的CDMA移動無線電系統的方案」獲悉，尤其在該文獻圖4中描繪的上行方向的多址(上行傳輸方向移動單元→基站)，—代表大量具有CDMA，FDMA和TDMA多址成分的無線通信系統—聯合檢測CDMA移動無線電的方案。在一個時隙內同時啟動的用戶數例如為K＝8。圖3從圖2描繪的多址圖出發示出從文獻「NachrichtentechnikElektronik(通信電子學)」Berlin45，1995，第1期，P10-14和第2期，P24-27，P.Jung，B.Steiner「KonzepteinesCDMA-MobilfunksystemmitgemeinsamerDetektionfürdiedritteMobilfunkgeneration(具有共同檢測第3代移動無線電系統的CDMA移動無線電系統的概念)」獲悉，尤其是在文獻的圖5內描繪的、聯合檢測CDMA移動無線電方案的上行方向(上行方向傳輸方向「移動單元→基站)的時隙結構(脈衝串結構)。在圖3中示出的用戶數據塊的24個數據符用具有擴展係數Q＝14的用戶專用的擴展碼擴展，所以每個數據符包含14個形成「chip碼片」的數據元。本發明的任務是使具有CDMA，FDMA和TDMA多址成分的無線通信系統，尤其是具有混合多址技術的「JD-CDMA」的通信系統對GSM專用/DECT專用(微，宏和/或皮小區專用的)通信系統有關空氣接口的兼容匹配。因此有可能，一方面至今在第2代移動無線電/無繩通信系統的GSM-產品/DECT-產品(宏，微和/或皮小區專用產品)內成功地使用，也在第3代移動無線電/無繩通信系統的GSM，FDMA和TDMA多址成分的未來的無線通信系統內不作較大改變予以採納，另一方面網絡運營商採納第2代移動無線電/無繩通信用於第3代移動無線電/無繩通信這種構想的方案越來越盛行，其方式是網絡運營商從其由第2代移動無線電/無繩通信中積累的經驗中獲利並且在平滑過渡到通用的移動通信系統時可以利用這些經驗。首先基於本發明的構思根據權利要求1在於用於區分有效信道和信令信道的、構成「竊取標誌」的信令信息是這樣在預定的時隙結構中安排的，使得對時隙結構的訓練數據塊(中信號midamble)產生時隙數據的非對稱分布。因此如果為了防止時間變化，信令信息可以直接置於訓練數據塊前和/或後，則根據權利要求13，14和15具有特別的優點。其次，基於本發明的構思根據權利要求2在於對於預定的時隙結構，構成「chip碼片」在時隙結構內多次包含的數據元傳輸的持續時間是這樣安排的，使得傳輸的持續時間是—例如GSM/DECT專用的—預定時鐘頻率(例如13MHzGSM—時鐘頻率)的倒數的復蓋從5到7數字範圍的偶數倍(U＝5，U＝6，U＝7)。與13MHzGSM時鐘頻率有關，對於各傳輸持續時間產生以下在兩表內(表1，2)示出的估算方案。表1表2根據權利要求3的本發明的擴展，具有CDMA，FDMA和TDMA多址組成部分的無線通信系統(也)在時隙持續時間方面對GSM通信系統匹配。根據權利要求4的本發明的擴展由根據權利要求3的擴展看來是有利的，因為通過權利要求3和4的組合可以建立「8×8的棋盤測試圖」，其中應傳輸的信息(例如GSM信息)—完全等值地—可以或者包入一個CDMA代碼或包在一個時隙內。此外，這樣一種組合在經具有CDMA，FDMA和TDMA多址組成部分的無線通信系統的無線電接口進行ISDN信息傳輸時有好處。本發明另一些有利的擴展在其餘的權利要求內給出。本發明的一個實施例依靠圖4說明，即圖4示出具有CDMA，FDMA和TDMA多址組成部分的無線電通信系統的時隙結構，尤其是具有多址技術的混合「JD-CDMA」通信系統的時隙結構。圖4從圖2和圖3出發示出具有CDMA，FDMA和TDMA多址組成部分的無線通信系統的時隙結構，尤其是具有多址技術混合「JD-CDMA」通信系統的時隙結構，該系統在時隙時間ZSD(約577μs)方面以及在時隙結構內包含的構成「chip」的數據元DE1，DE2的傳輸時間方面，兼容地對於具有約577μs的時隙時間和具有13MHz的GSM時鐘頻率的GSM通信系統(參照圖1)匹配。如果全部應用下面的依賴GSM特徵的參量，則可兼容的匹配還可以擴展。GSM—幀持續時間4.615ms………………………………TfrGSM—脈衝串持續時間577μs………………………………TbGSM—時鐘13MHz…………………………………………ftGSM—信令信道全部13幀………………………………PsigGSM—有效位速率13千位/秒………………………………D卷積代碼具有代碼速率0.5………………………………R約束長度(返回存取深度)5………………………………LC交織深度(嵌套深度)4……………………………………ID每個符號的總位(例如4PSK—調製)2…………………m每個脈衝串的用戶8…………………………………………K擴展係數；14……………………………………………………Q每位用戶的脈衝應答持續時間＞12μs…………………Timp保護時區的持續時間約30μs………………………………Tg每個交錯幀的位計算Bi＝D*ID*Tb*Psig/(R*(Psig-1))＝2601.每個脈衝串的符號數的計算每個交織幀(GSM)的出發點260有效位考慮卷積代碼的尾位Bit＝Bi+(Lc-1)＝264每個交織幀的總位Bibr＝Bit/R＝528每個脈衝串的符號(具有竊取標誌)Sb＝Bibr/(m*ID)+1＝672.擴展係數—每個脈衝串的用戶數在文獻內推薦的值Q≥1.5*K＝12→選擇Q＝14。3.碼片持續時間Tc碼片持續時間必定可以從GSM時鐘導出Tc＝U/ft＝(U/13)μs現在U是這樣決定的，即保持Tg和Timp，並且不浪費如此多的資源。U＝5「中信號」的長度為Tm＝Tb-Tg-Sb*Q*Tc＝186.23μs＝484碼片＝LmLm≥K*W+W-1→W＝53碼片(在碼片內脈衝應答長度)或20.38μs在W＝53時，Lm＝476碼片因此保護時區的持續時間Tg＝Tb-(Lm+Sb*Q)*Tc＝33.15μsU＝6「中信號」的長度為Tm＝Tb-Tg-Sb*Q*Tc＝114.08μs＝247碼片＝LmLm≥K*W+W-1→W＝27碼片(在碼片內脈衝應答長度)或12.46μs在W＝27時，Lm＝242碼片→選擇Lm＝243碼片因此保護時區的持續時間Tg＝Tb-(Lm+Sb*Q)Tc＝32.92μsU＝7「中信號」的長度為Tm＝Tb-Tg-Sb*Q*Tc＝41.92μs＝77碼片＝LmLm≥K*W+W-1→W＝8碼片(在碼片內脈衝應答長度)或4.61μs在W＝8，Lm＝71碼片，因此保護時區的持續時間Tg＝Tb-(Lm+Sb*Q)*Tc＝33.69μs權利要求1.具有CDMA，FDMA和TDMA多址組成部分的無線通信系統，尤其是一種涉及多址技術的混合「JD-CDMA」通信系統，具有以下標誌(a)規定用於無線通信系統頻帶的頻率各分為具有各預定的時隙持續時間(ZSD)的多個時隙(ZS1…ZS8)，(b)在無線通信系統的頻帶內，可同時各產生預定數目通信用戶(TKT1…TKT8)的通信連接，(c)時隙(ZS1…ZS8)各包含一種時隙結構，該時隙結構具有2個有效數據塊-第1有效數據塊(NDB1)和第2有效數據塊(NDB2)，一個在有效數據塊(NDB1，NDB2)之間安排的、構成「中信號」的訓練數據塊(TDB)以及一個被安排在訓練數據塊(TDB)和有效數據塊(NDB1，NDB2)之一的後面的保護時區(SZZ)，(d)在有效數據塊(NDB1，NDB2)和訓練數據塊(TDB)內各包含多個被構成為「碼片chip」的第1數據元(DE1)，(e)在至少有效數據塊(NDB1，NDB2)之一和訓練數據塊(TDB)之間，為信令化目的被構成為「竊取標誌stealingflag」的第2數據元(DE2)是這樣安排的，使得在訓練數據塊(TDB)之前安排的數據元(DE1，DE2)的數目對在訓練數據塊之後安排的數據元數目(DE1，DE2)之比不等於1。2.具有CDMA，FDMA和TDMA多址部件的無線通信系統，尤其是具有多址技術的混合「JD-CDMA」通信系統，它具有以下標誌(a)規定用於無線通信系統頻帶的頻率各分為具有各預定的時隙持續時間(ZSD)的多個時隙(ZS1…ZS8)，(b)在無線通信系統的頻帶內，可同時各產生預定數目通信用戶(TKT1…TKT8)的通信連接，(c)時隙(ZS1…ZS8)各包含一種時隙結構，該時隙結構具有2個有效數據塊-第1有效數據塊(NDB1)和第2有效數據塊(NDB2)，一個在有效數據塊(NDB1，NDB2)之間安排的、構成「中信號midambel」的訓練數據塊(TDB)，構成「竊取標誌stealingflag」的信令數據(SD)以及安排在訓練數據塊(TDB)、信令化數據(SD)和有效數據塊(NDB1，NDB2)之一後面的保護時區(SZZ)，(d)在有效數據塊(NDB1，NDB2)和訓練數據塊(TDB)內各包含多個構成為「碼片chip」的第1數據元(DE1)，(e)信令數據(SD)包含多個第2數據元(DE2)(f)數據元(DE1，DE2)的傳輸持續時間為一個(尤其是GSM專用的)預定時鐘頻率倒數的復蓋從5到7數字範圍的偶倍數。3.根據權利要求1或2的無線通信系統，其特徵為頻帶的頻率各分為8個時隙(ZS1…ZS8)，各時隙具有約577μs的預定時隙持續時間(ZSD)。4.根據權利要求1到3之一的無線通信系統，其特徵為在無線通信系統的頻帶內主要有8個通信用戶(TKT1…TKT8)的通信連接是可以同時建立的。5.根據權利要求1到4之一的無線通信系統，其特徵為第1數據元(DE1)包含在用具有主要為14的擴展係數的通信用戶專用的擴展碼擴展的第1數據符(DSY1)內。6.根據權利要求1到4之一的無線通信系統，其特徵為第2數據元(DE2)包含在用具有主要為14的擴展係數的通信用戶專用的擴展碼擴展的第2數據符(DSY2)內。7.根據權利要求2和6的無線通信系統，其特徵為第2數據符(DSY2)構成信令數據(SD)。8.根據權利要求5的無線通信系統，其特徵為在用戶數據塊(NDB1，NDB2)內各包含主要為33個第1數據符(DSY1)。9.根據權利要求5到8之一的無線通信系統，其特徵為數據符(DSY1，DSY2)各包含2個總位。10.根據權利要求3，4，5，8和9之一的無線通信系統，其特徵為在具有嵌套深度(交織深度)「4」和具有代碼速率「0.5」的卷積代碼和退回存取深度(約束長度)「5」的情況下有效數據傳輸率基本上為13千位/秒。11.根據權利要求1到10之一的無線通信系統，其特徵為在訓練數據塊(TDB)內包含基本上為「243」個第1數據元(DE1)。12.根據權利要求1到11之一的無線通信系統，其特徵為保護時區(SZZ)至少具有30μs的持續時間。13.根據權利要求1或7的無線通信系統，其特徵為在訓練數據塊(TDB)之前安排第2數據元(DE2)。14.根據權利要求1或7的無線通信系統，其特徵為在訓練數據塊(TDB)之後安排第2數據元(DE2)。15.根據權利要求1或7的無線通信系統，其特徵為在訓練數據塊(TDB)前和後以相同部分安排第2數據元。全文摘要為了兼容地把具有CDMA、FDMA和TDMA多址組成部分的無線通信系統,尤其是具有混合多址技術的「JD－CDMA」通信系統與GSM－專用/DECT－專用(微、宏和/或皮小區專用)的通信系統在無線電接口方面匹配,一方面在預定的時隙結構內以下述方式對構成「竊取標誌」的、用於區分有效信道和信令信道的信令信息進行安排,使得時隙數據對時隙結構的訓練數據塊(中信號)產生非對稱分布,和另一方面對於規定的時隙結構一個在時隙結構內包含多個構成為「碼片」的數據元的傳輸持續時間以下述方式進行測量,使得該傳輸持續時間為覆蓋5到7數值範圍的預定的時鐘頻率—例如GSM/DECT專用的時鐘頻率倒數的偶數倍。文檔編號H04J13/04GK1276112SQ97182378公開日2000年12月6日申請日期1997年10月1日優先權日1997年7月15日發明者S·巴倫布格,C·奧伊謝爾,P·W·貝爾,J·邁爾,J·施萊,T·韋伯申請人:西門子公司