CN1324203A - 无线通信系统和用户站的信道进入方法 - Google Patents

Abstract

本发明包括多个用户站(S1到Sn,n≥2),每一个用户站(S1到Sn)具有发射机和接收机,因此,信息可在使用各自发射机和接收机的用户站(S1到Sn)与适于无线通信系统中通信的多个信道之间独立地交换。用方向性天线检查第一信道(Cx)的选择,从多个可用信道的第一组信道(C1到Cm,m≥2)选择所述的第一信道(Cx),用于多个用户站(S1到Sn)的第一和第二用户站(Sx和Sy;1≤x≤n,1≤y≤n)之间的通信。

Description

无线通信系统和用户站的信道进入方法

本发明涉及无线通信系统，特别是室内网络的信道进入方法，包括多个用户站，每个用户站具有发射机和接收机，从而，可在使用各自发射机和接收机的用户站与适于在无线通信系统中通信的多个信道之间独立地交换信息。本发明还涉及无线通信系统的用户站。

对于私人住宅，局域网(LAN)的发展已经把诸如TV、个人计算机、立体声系统、电话机等设备连接在一起。例如，在同一单元住宅或同一建筑物内，位于一个区域并属于专门用户的几个设备可以被认为是所谓群集器的部分。这也包括各个建筑物外的邻近站。群集器内各设备之间的信息交换，以及选择群集器设备与其它邻近群集器的站之间的信息交换均可以无线RF通信为基础。但是，也提出过无线和有线RF通信的组合。

对于设备和/或外部站之间的RF通信，存在限制可用RF信道的数量问题。群集器的设备和/或选择相互之间通信的不同群集器通过共用多个时间和/或多个频率时隙使用一个(可选择超过一个)信道。通常不引起干扰问题。设备和各种群集器的站可以在某些条件下(距离、干扰电平等)使用/重新使用通信可用的RF信道。因此，在多数情况下，来自其它群集器设备的通信信号对所考虑的群集器的设备产生干扰问题。在较高的通信阻塞情况下，干扰妨碍了相同信道的使用，如果没有多余信道可用，它阻塞了所需设备的使用。

为了避免冲突的情况，在进入和使用通信的优选信道之前，对每一个设备分别进行信道测试程序。在信道测试程序中，根据通信参数，测试优选的信道是否能够进行无线通信，最好在优选信道上进行最佳通信。

本发明的目的是公开一种无线通信系统的信道进入方法，以提高通信信道的效率。

按照本发明的无线通信系统，如室内网络的信道进入方法，包括多个用户站，每个用户站具有发射机和接收机，从而，可在使用各自发射机和接收机的用户站与多个适于在所述无线通信系统中通信的信道之间独立地交换信息，所述的方法包括步骤：1．无线通信系统，特别是室内网络的信道进入方法，包括多个用户站(S1到Sn,n≥2)，每个用户站(S1到Sn)具有发射机和接收机，从而，可在使用各自发射机和接收机的用户站(S1到Sn)与适于在无线通信系统中通信的多个信道之间独立地交换信息，所述的方法包括步骤：

a)使用第一组通信参考参数(I1、M1)测试适于所述多个用户站(S1到Sn)的第一与第二用户站(sx、sy；1≤x≤n、1≤y≤n)间的多个通信信道的一组信道(C1到Cm,m≥2)；

b)如果该组信道的一个信道(Cx,1≤x≤m)满足所述的第一组通信参数(I1、M1)，则这个信道用于在所述第一和第二用户站(sx、sy)之间无线通信；

c)借助方向性天线用第二组通信参数测试所选择的信道(Cx)；

d)如果所述信道满足第二组通信参考参数(I1、M1)，则接受所选择的信道(Cx)，用于所述第一和第二用户站之间和尽可能多的站的无线通信。

所揭示的方法提高了应用或信道效率，并避免因经常使用/重复使用无线通信系统的信道产生的消极结果。利用方向性天线，根据信道测试获得的信息，给出第二通信参考参数，同时，使用该参数决定所选择的信道是否可以用于进一步的通信。在信道进入方法中，用于信道测试的方向性天线能够区别不同于寻找通信方向的一个方向中的干扰功率较高的信道和所有方向中干扰功率较高的信道。至少连接到位于一个方向的站面对主干扰的方向，可接受某些其它通信参考参数，这些参数很少要求。如果考虑方向性天线检测接受的结果，进入信道的可能性将增加，该结果满足了在无线通信系统中用户站间进行正确通信所要求的通信参数。因此，所揭示的方法提高了系统中无线通信的效率，减少了无线通信系统的总体故障率。

优选的实施例可从从属权利要求中看出。

本发明也涉及权利要求11和12所要求的无线通信系统的用户站。

本发明的实施例示于附图中，并在下面进行详细的描述，其中：

图1表示无线通信系统的示意图；

图2表示说明不同通信参考参数的图表；

图3本发明所用方向性天线的举例。

EP-A-0853400中描述了混频和时分多路通信系统的基本概念。因此，就本发明的公开而言将参考此文件，特别是对信道进入方法的公开。

图1显示了具有多用户站S1…S4的RF通信系统。三个用户站S1、S2、S3位于像单元住宅或建筑物的区域或群集器中。一个用户站S4位于群集器1的外部。用户站S4是一个发射RF信息的收发站，所述RF信息原则上可为用户站S1和/或S2和/或S3所接收。此外，RF信息可以独立地在群集器用户站S1、S2、S3之间交换。可能还有某些其它用户站(未示出)，这些用户站不能由用户站S1、S2、S3可靠地接收，但它们可在用户站S1、S2、S3的位置产生干扰电平。例如，用户站S1、S2、S3可能是包括TES、个人计算机、立体声系统、电话机等的部分局域网(LAN)。

对于用户站S1、S2、S3之间的通信、用户站S4和其它站(未示出)之间的通信、用户站S1、S2、S3、S4之间的选择性通信，只存在有限数目的信道是可适用的。通过共用信道的时间量和/或频率时隙，而且如果合适(例如，不同的群集器)，使用不同的信道，则各用户站S1、S2、S3、S4使用适于通信的各RF信道。

在将一个信道用于两个或多个用户站间，比如用户站S1和S2之间通信之前，测试该信道，以检查该信道是否满足在信道上进行无线通信的要求。使用一组通信参考参数检验信道的可用性。一般说来，使用通信参考参数监视信道的传输质量。根据测试可用信道是否空闲或被占用，开始信道的获得或进入过程。

图2示出几个可用于信道测试的通信参考参数的例子。在信道测试过程中，为了在可用于通信的信道之间的分开，以及在用户站S1和S2与被占信道之间的分开，可以使用干扰功率参考值I1或I2和/或余量M1或M2。干扰功率参考值I1和I2表示由无线通信所产生的不同程度的干扰功率，而不是测试条件下的通信。测试过程可能包含较为复杂的方法，例如，用已知的(假设)图形或序列进行接收信道信号的校正，以便能够检测相对弱的信号，并在系统相容信号/干扰和其它信号之间进行区别(它们的影响可能不同，并可能暗示不同参数组的应用)。

此外，信道测试过程要考虑最坏情况(如移动的用户站，和/或接通另一个被考虑群集器的用户站，和/或属于当前(正在工作)但干扰群集器的站)的余量M1、M2，这种余量影响用户站S1和S2之间的通信，并可能进一步导致信道效率或通信质量的降低。在任何情况下，各个干扰功率参考值I1或I2和各个余量M1或M2的和(I1+M1；I2+M2)必须低于可接受的干扰功率P_a(见图2)，干扰功率P_a也是特有的信道参数。用于通信的可接受的干扰功率P_a是系统的固定参数，因此，被认为是一个常数。由于其它通信系统中参数的缘故，如最大传输功率、适用天线的类型、频率范围、误差校正方法等，这个参数是固定的。

于是，从安全因素考虑，必须在信道测试中应用较大的余量M1或M2。这大概会导致信道的利用或效率远大于理论值，或者如果设备的位置是已知的，则远大于得到的这个值。如果未使用适当的余量，而且不进行其它测量，则可能使通信被部分中断，或在不同的群集器中损坏通信系统。为避免在通信中出现这样的混乱，使用较宽的余量，用于信道测试。所以，余量被视为通信的安全范围。甚至在通信期间局域条件将改变的情况下(例如，在邻近群集器中有较多的通信阻塞，通信期间将改变条件)，由于这个余量，通信将不会被中断。

有时将最小输入功率Pm(见图2)和干扰功率参考值I1或I2之间的差称为干扰距离。在图2中也示出发射功率Pt和额定输入功率Pn。

在下述进入RF信道的方法中，描述了用户站S1和S2之间所用的无线通信。首先，用户站S1用一组要求的通信参数I1’或M1’进行信道测试。在这个测试中，使用全向天线。在所描述的例子中，该组通信参考参数包括干扰功率参考值I1’和余量M1’(见图2)。但是，这种新的信道进入方法与用于信道测试的通信参考参数的数量和性质无关。因为这些参数是极为必须的，如可接受的干扰功率Pa中需要30db余量，所以，有时在信道测试中存在负的结果，特别是在大城市中，许多单元住宅集中在较小的区域内。因此，如图2所示，如果没有测试信道满足这些参数，用户站S1将用较少的通信参数组I1、M1测试信道。同样，在这个阶段，测试使用全向天线。

接下去，如果至少一个被测试的信道满足该组用户站S1和S2之间通信的通信参考参数I1、M1，则选择至少一个信道，并为用户站S1和S2间的第一无线通信进入信道。该用户站恰想开始通信，这种通信选择信道，以建立服务。

最好将余量M1选在理论的最佳值之下(该最佳值将用在不应用方向性天线的情况)。这允许更多的信道被包括在下面的测试步骤中。

然后，在另一个测试阶段，使用方向性天线检查至少一个信道的选择。借助于方向性天线，检测第一和第二用户站S1、S2之间发射的通信信号的信号到达角。例如，当用户站S1发射如“通信请求信号”时，由用户站S2进行检查。此外，由方向性天线检测无线通信系统中其它通信产生的主干扰信号的信号到达角。如果S2进行测试，这个测试部分要求没有其它(对应)如S1的用户站发射信号(只部分使用信道，在某个时间周期断开信号)。接下去，比较被检测的通信信号峰值信号的信号到达角与被检测的干扰信号峰值信号的信号到达角。

图3示出本发明所用方向性天线的横截面图。该方向性由三个独立的天线棒R1、R2、R3组成，这些天线棒可以单独或组合用于数据通信中。每个天线处于具有120°开口的V-型反射器的适当位置。反射器用于相对辐射方向而不是落在开口角的方向屏蔽天线棒。这种方向性天线比较简单，并可以用在便携式装置中。尚有其它种类型的可被用于本发明中的方向性天线。对于第一信道测试，所有不同的天线棒可以组合使用。为确定信号的方向，在接收期间将单独使用天线棒。

根据信号到达角的比较结果，提供另一组通信参考参数I2、M2。对于用户站S1和S2之间的第一通信，至少选择一个信道被选择/进入用户站S1和S2之间的进一步无线通信，如果选择的信道满足另一组通信参考参数I2和M2，该组参数可大于或小于通信参考参数I1、M1，则可能在相同群集器的优选站进行通信。因此，当S1正在发射一个“通信请求信号”时，像以前假设的一样，进行“检查测试”的用户站S2发射一个“信道接受”信号。

如果通信信号峰值信号的检测信号到达角和干扰信号峰值信号的检测到达角相同或近似相同，即通信信号和干扰信号从几乎相同的方向到达，则提供与较低的干扰功率值I对应的较高余量M的值，用于另一组通信参考参数I2、M2。如果通信信号峰值信号的检测信号到达角和干扰信号峰值信号的检测到达角相差180°，即通信信号和干扰信号从几乎相反的方向到达，则提供较高的值I对应的较低的M值，用于另一组通信参考参数I2、M2。

在后一种情况下，最好选择M2的值低于M1的值，并对应于高于I1的I2。另一方面，在有些情况下，测试结果可能在第一种情况中被忽略(类似的通信和干扰信号的信号到达角)。例如，如果用户站S2进行单独测试，可以假设根据I1、M1并且由用户站S1所进行的前述测试覆盖了第一种情况，在这种情况中，S1靠近干扰源(干扰源必须在线S1-S2外部)。

如果通信信号峰值信号的检测信号到达角和干扰信号峰值信号的检测到达角之间的差位于上面确定的位置0°到180°之间，则提供中间值用于另一组通信参考参数I2、M2。

当根据该组通信参数I1和M1在无线通信系统中进行可用通信信道的测试时，如果发现没有信道满足通信参数I1、M1，至少提供另一组通信参数I3和M3用于重新测试信道组。根据参数I1和M1的通信比较，至少选择一组通信参数I3、M3用于足够质量的用户站S1和S2信道之间的无线通信，以使信息可以在用户站S1和S2之间发射。

按照本发明的另一方面，可将在用户站S1和S2之间选择和进入无线通信的至少一个信道看作是临时选择。这种临时选择的信道被用于用户站S1和S2之间的第一调整通信。即使在两端进行了足够发射质量的通信，临时选择的信道在后面将在“两端”，即分别在用户站S1端和用户站S2端受到检查，选择用户站S1和S2之间的进一步通信。在两个方向的发射(S1→S2和S2→S1)提供了足够低的长期误差率。对于后面的检查，可以使用方向性天线。

应当理解，所述信道进入方法基本上与第一信道选择以及该组通信参数所用的方法无关。在任何情况中，在进入第一通信的信道之后，通过方向性天线进行第一选择的检查。如果它是强制性的，则每个用户站应装备由方向性天线，可以忽略具有通信参考值I1’和M1’的第一测试阶段，因为方向性天线确保了信道的校验。

本领域的技术人员应当理解，可由所有用户站S1...S4运行所述信道进入方法，所以，在无线通信系统中改善了整体通信效率。

Claims (12)

1．一种无线通信系统，例如室内网络的信道进入方法，包括多个用户站(S1到Sn,n≥2)，每个用户站(S1到Sn)具有发射机和接收机，从而，信息可在使用各自发射机和接收机的用户站(S1到Sn)与适于在无线通信系统中通信的多个信道之间独立地交换，所述方法包括如下步骤：

a)使用第一组通信参考参数(I1、M1)测试适于所述多个用户站(S1到Sn)的第一与第二用户站(sx、sy；1≤x≤n、1≤y≤n)间的多个通信信道的一组信道(C1到Cm,m≥2)；

b)如果该组信道的一个信道(Cx,1≤x≤m)满足所述的第一组通信参数(I1、M1)，则这个信道用于在所述第一和第二用户站(sx、sy)之间无线通信；

c)借助方向性天线用第二组通信参数测试所选择的信道(Cx)；

d)如果所述信道满足第二组通信参考参数(I1、M1)，则接受所选择的信道(Cx)，用于所述第一和第二用户站之间和尽可能多的站的无线通信。

2．按权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一和第二组通信参考参数分别涉及到第一干扰值(I1)和/或第一余量(M1)，用于偏离第一干扰值(I1)；还涉及第二干扰值(I2)和/或第二余量(M2)，用于偏离第二干扰值。

3．按权利要求2所述的方法，其特征在于选择第一余量(M1)小于理论最佳值，如果没有使用方向性天线测试，则必须应用第一余量(M1)。

4．按权利要求1到3任一权利要求所述的方法，其特征在于在特殊情况下使用b)到d)的测试步骤，即M1’＞M1，即没有信道提供较宽的余量(M1’)；其中，按照步骤a)具有较宽余量(M’)的前面的测试已经产生没有可接受的结果。

5．按权利要求1到3任一权利要求所述的方法，其特征在于在一个以上的信道在测试步骤a)中满足参考值(M1)和(I1)的情况下，选择具有最低干扰值或测试余量的信道或选择具有最好值的一个信道，按照步骤b,...,d)作进一步测试。

6．按权利要求5所述的方法，其特征在于在步骤d)没有成功，但至少一个信道满足步骤a)的情况下，则至少这个信道按照步骤b)...d)进行附加的测试。

7．按权利要求1到6任一权利要求所述的方法，其特征在于由以下各步执行所述的步骤c)：

-至少由用户站之一检测所述的第一和第二用户站(Sx、Sy)之间

 发射的通信信号的信号到达角；

-在无线通信系统中，检测用户站之间与其它通信产生的干扰信号

 的到达角；

-把检测的通信信号的峰值信号到达角与所述检测的干扰信号的峰

 值信号的信号到达角进行比较。

8．按权利要求7所述的方法，其特征在于如果通信信号的峰值信号的检测信号到达角和干扰信号峰值信号的检测到达角相同或近似相同，提供较高的余量M值对应较低的干扰功率I值，用于第二组通信参考参数(I2、M2)；如果通信信号峰值信号的检测信号到达角和干扰信号峰值信号的检测到达角相差180°，提供较低的余量M值对应较高的干扰功率I值，用于第二组通信参考参数I2、M2。

9．按权利要求8所述的方法，其特征在于如果通信信号峰值信号的检测信号到达角和干扰信号峰值信号的检测到达角之间的差位于确定的位置0°到180°之间，则提供中间值I2I\M2I；其中，M2₁₈₀＜M2i＜M1和I2₁₈₀＞I2i＞I1，用于另一组通信参考参数I2、M2。

10．按照前述权利要求的任一权利要求所述的方法，其特征在于将所述信道进入方法用于进入至少一个另一对用户站(Sj和Sk；1≤j≤n,j≠x,1≤k≤n,k≠y)之间的通信信道。

11．一种无线数据通信系统的用户站，所述系统包括方向性天线和执行权利要求1到10任一项权利要求的装置。

12．一种无线数据通信系统的用户站，使用权利要求1到10的任一权利要求的方法。

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