专利名称：无线通信系统和通信方法
技术领域：
本发明涉及可应用于时隙分集(slot diversity)以便改善TDMA-TDD系统中的无线通信质量的无线通信系统和通信方法。
背景技术：
近来，在用于以无线方式通信语音信号的无线电话设备中，诸如DECT系统和PHS系统之类的TDMA-TDD(时分多址)型数字通信系统已经逐渐构成主流的无线电话系统来代替模拟通信系统。在该TDMA-TDD系统中，例如，当具有固定时间(constant time)的帧被等分为“N”个时隙(时隙)，在每个等分的时隙中复用发送信号的接收信号，然后在数字电话系统中的主设备(mother appliance)和子设备(child appliance)之间执行复用通信操作。
此外，在IMS频带，已经开发了TDMA-TDD型通信设备，并且当要使用的频率顺序改变时能够在该跳频系统中运行，用来执行通信操作。
防止在无线通信期间由于无线干扰引起通信质量下降可能是很重要的一个方面。通常讲，使用跳频系统的TDMA型通信设备采用能够抑制无线干扰引起的差错出现的所谓“信道交换方法”。在上述信道交换方法中，在通信操作中可用的信道部分设置为替代目的备用信道，然后，当以预定的顺序切换除了备用信道外的信道(频率)时，在较好的无线状态下执行无线通信。当正在使用的信道的无线质量降低时，对通信对方做出由备用信道代替质量降低的通信信道的通知，并且继续通信操作。
另一方面，日本专利公告No.Hei-7-28248公开了时分无线通信系统中的频率分集。即，在该频率分集系统中，关于采用多个频率，并且当在1帧内的每个时隙都切换频率时执行通信操作的通信系统(即，频率分集系统)，在1帧内的各个时隙的所有信号相互相等，并且通过在时间方面改变载波频率来发送相同信号。应当注意的是，在1帧内分段的时间之一称为“时隙”。此外，由于频率不仅改变，而且通过在1帧内采用多个时隙发送相同信号，所以该公开的技术也可以称为“时隙分集技术”。
另一方面，在由商用电源运行的主设备和以无线方式连接到该主设备并由电池驱动的子设备配置的无线通信系统中，当执行时隙分集控制操作时，由于需要大量电力消耗，所以存在由于通信时间降低而引起子设备的移动性降低的问题。在上述时隙分集控制操作中，为了改善无线通信质量，在相同帧内的两个或多个时隙中从一个通信设备发送由相同发送数据调制的无线信号，而其它通信设备接收这些多个时隙的无线信号，然后再现具有更好通信质量的这样的无线信号。此外，即使在较好的电磁波环境中，由于执行上述时隙分集控制操作，也会消耗不必要的电力。
发明内容
做出本发明来解决上述常规问题，因此本发明目的是提供能够通过采用时隙分集控制改善无线质量的无线通信系统。首先本发明特征在于，在将具有预定的固定时间的帧等分为多个时隙的时分多址(TDMA-TDD)型无线通信系统中，在这些时隙的每一个中复用发送信号和接收信号，然后在第一通信设备和第二通信设备之间执行通信操作，当从第一通信设备向第二通信设备发送数据时，通过使用两个时隙发送相同的发送数据；和当从第二通信设备向第一通信设备发送数据时，通过使用一个时隙发送相同的发送数据。此外，在其中一帧被分为“N”个时隙的TDMA-TDD系统中，通过使用“B”(大于或等于2)片时隙从第一通信设备向第二通信设备发送发送数据，而通过采用从剩下2到“P(N-B)”片时隙中选择的一个时隙从第二通信设备向第一通信设备发送发送数据。结果，由于在第二通信设备中使用的无线发送间隙的整体数量降低，可以降低占全部电力消耗很大比例的发送电力。
另外，由于通过采用在上述2到P(N-B)片时隙中的“Pa”(“Pa”小于“B”)个时隙从第二通信设备向第一通信设备发送发送数据，可以降低在该第二通信设备中的电力消耗。
图1是用于指示根据本发明实施模式1的构成无线通信系统的无线通信设备的方框图。
图2表示在图1的无线通信设备中采用的数据格式的格式图。
图3是用于解释用于无线通信设备中的时隙结构的说明图。
图4是用于在无线通信设备的通信操作期间建立两个无线链路的顺序图。
图5是在无线通信设备的通信操作期间建立两个无线链路的另一顺序图。
图6是用于解释在无线通信设备的通信操作期间允许/不允许在主设备和子设备之间的无线链路的通知的顺序图。
图7是用于解释在注册操作期间允许/不允许在主设备和子设备之间的无线链路的通知的顺序图。
图8是用于解释在注册操作期间允许/不允许在主设备和子设备之间的无线链路的通知的顺序图。
图9(a)是根据本发明实施方式2的时隙分集自适应无线通信系统的主设备的结构图，和图9(b)是根据本发明实施方式2的时隙分集自适应无线通信系统的子设备的结构图。
图10是用于指示时隙分集操作的示例的图。
图11是根据本发明实施方式3的无线通信设备的方框图。
图12是用于表示本发明的TDMA-TDD通信帧的图。
图13是用于指示关于在发送路径中的衰落现象的频率特性的示例的图。
图14是用于显示由直射波和反射波构成的显示衰落示例的图。
图15是用于指示构成其它电子设备发出的干扰的频谱示例的图。
图16(1)是用于指示由衰落效果对通信产生的负面影响的图，和图16(2)是用于表示由干扰对通信产生的负面影响的图。
图17(1)是用于显示由跳频获得的改进的图，图17(2)是用于指示由多个频率获得的改进的图，和图17(3)是用于显示通过组合的频率获得的改进的图。
具体实施例方式
(实施方式1)图1是用于指示如实施方式1的构成本发明无线通信系统的无线通信设备的配置的示意方框图。现在参照图1，将解释无线通信设备的操作。
如图1所示，该无线通信设备配有天线101、发送单元102、接收单元103、合成单元104和定时控制单元105。天线101发送和/或接收无线信号。发送单元102将输入的发送信号转换为无线信号。接收单元103解调所接收到的无线信号。合成单元104产生跳频系统的无线信号，并且还产生具有在解调操作中所要求的频率的正弦波。定时控制单元105为时分复用操作产生帧时隙的数据结构定时。
该定时控制单元105产生帧(已经按每预定时间进行分段)定时，和在一帧内分段的时间的时隙定时。然后，时间定时控制单元105在这些帧定时和时隙定时上执行时分复用操作。
此外，图1所示的无线通信设备还配有语音处理单元106、诸如10数字输入键之类的操作单元107、电铃108和用于控制无线通信设备的整个单元的控制单元109。语音处理单元106将输入的语音信号数字转换为数字语音数据，并且将接收到的信号模拟转换为模拟接收信号。电铃108通知电话呼叫接收等。
接下来，根据实施方式1描述无线通信系统的操作。由语音处理单元106将输入到无线通信系统中的语音信号转换为数字语音信号，然后，数字语音信号提供到定时控制单元105。在定时控制单元105中，将TDMA(时分多址)通信所需的同步信号和差错检测中所需的CRC(循环冗余校验)124码叠加到数字语音信号中，然后，在由TDMA通信的帧指定的定时输出结果语音信号。
将在下面对当由单一通信操作建立多个无线链路时，选择在更佳状态下获得的接收信号的无线链路的信号的系统情况做出解释。应该理解的是，将解释使用两个无线链路的示例。
在这种情况下，定时控制单元105将TDMA通信中所需的同步信号和差错检测中所需的CRC码叠加到数字处理的语音信号，然后输出TDMA系统的一帧中的两个时隙(时隙)。此时，可以在相同部分(在这种情况下，两个时隙的发送数据相互相等)内的语音数据的信号中产生在一帧内的各个(两个)时隙的语音数据，此外，作为选择，也可以从不同部分(例如，在响应于发送定时之间的差的部分)内的语音数据的信号中产生它们。在后一种情况下，两个时隙的发送数据不相互相等。
通过采用从合成单元104获得的正弦波，由发送单元102将从定时控制单元105输出的(语音)数据转换为无线信号，然后从天线101输出该无线信号。此时，关于从合成单元104输出的正弦波的频率，以预定的顺序产生频率以便执行跳频系统的通信操作。
另一方面，通过采用从合成单元104获得的正弦波由接收单元103解调天线101接收到的信号，然后将解调的信号提供到定时控制单元105。此时，关于从合成单元104输出的正弦波的频率，以预定的顺序产生频率以便执行跳频系统的通信操作。
此外，定时产生单元105从自接收单元103接收到的解调数据中提取语音信号的数据部分，然后将语音信号的提取的数据部分输出到语音处理单元106。在通过采用两个时隙执行通信操作的这种情况下，关于在各个时隙中接收到的数据，根据CRC 124差错判断选择高级接收数据，然后，将选择的接收数据输出到语音处理单元106。此时，在单一帧内发送相同语音部分的数据的情况下，在完成了所有数据的接收操作后，将这些数据中的任意之一输出到语音处理单元106。
此外，在发送采用两个时隙从不同部分(例如响应于发送定时中的差而从各部分的语音数据信号(在这种情况下，两个时隙的发送数据相互不相等))中产生的语音数据的情况下，没有CRC差错的接收数据顺序发送到语音处理单元106。此时，在产生该语音数据部分(其部分与先前接收时隙和首先描述的接收时隙的后一接收时隙部分重叠)的情况下，丢弃在先前接收时隙的语音数据中的重叠部分。在语音处理单元106中，发送给其的数字信号转换为模拟信号，然后输出该模拟信号。
在数据发送的情况下，发送信号直接进入定时控制单元105，并且从定时控制信号105输出所接收到的信号。应该注意，关于对应于上述本发明的无线通信设备的无线通信设备，例如，子设备的配置和操作与主设备的配置和操作相似。
接下来，作为本发明的无线通信系统的应用示例，对关于在由主设备和子设备构成的无线电话中的控制目的无线信号的发送/接收操作进行描述。例如，在无线通信设备运行为主设备的情况下，主设备通常以周期方式在TDMA系统的通信帧的预定时隙中输出控制目的数据。换句话说，控制单元109在预定的固定时间将控制目的数据输出到定时控制单元105。用于发送控制数据的这种时隙将在下面称为“控制时隙”。
定时控制单元105将通信操作中所需的同步信号和差错检测中所需的CRC码叠加到控制数据，然后在由TDMA系统的通信帧指定的这种定时处输出结果数据。在语音信号叠加到由主设备和子设备构成的无线电话中的控制时隙的情况下，从语音处理单元106发送的语音数据及其CRC码进一步叠加到上述控制数据，然后，在TDMA系统的发送帧中指定的定时处输出结果数据。
通过采用合成单元104获得的正弦波，在发送单元102中将从定时控制单元105输出的数据转换为无线信号，然后，从天线101输出该无线信号。此时，关于从合成单元104输出的正弦波的频率，以预定的顺序为控制时隙产生频率以便执行跳频系统的通信操作，而不考虑在控制时隙上叠加语音数据的事实。
在对应于本发明的应用示例的无线电话中，当图1所示的通信设备作为其子设备执行通信操作时，该子设备接收以周期方式从其主设备发送的控制信道以便建立TDMA系统的帧和时隙的同步，或者建立跳频系统的跳变周期的同步。控制单元109控制接收单元103、合成单元104和定时控制单元105，以便连续接收控制目的通信频率之一。控制单元109以下面的方式执行控制操作当接收到从主设备发送的控制信号时，在适用于来自主设备的控制信号的发送时隙的定时的这种定时上，从连续接收中接收控制目的通信频率之一。此时，控制单元109以下面方式执行接收频率的控制操作在用于控制目的时隙的跳频的频率的频率中顺序改变该接收频率。此外，在通过使用两个时隙(包含一个叠加了控制信息的时隙)执行通信操作的情况下，接收端通信设备的定时控制单元105将叠加了控制信息的时隙的数据分为控制信息和其它数据(即，如果执行语音通信，则该数据对应于将要处理的语音数据)。
图2表示数据格式。图2(A)指示由位同步部分121、帧同步部分122、控制数据部分123、CRC 124构成的控制时隙的数据格式。图2(B)显示由位同步部分、帧同步部分、控制数据部分、CRC1125、通信数据部分126和CRC2127构成的通信目的时隙的数据格式。在语音通信操作的情况下，通过使用通信数据部分126发送语音数据。此外，通过使用控制部分发送在通信操作期间所需的控制命令，例如中断请求和频率切换请求。图2(C)表示通信数据叠加到控制时隙上的情况下的控制时隙的数据格式。也由位同步部分、帧同步部分、控制数据部分、CRC1、通信数据部分和CRC2构成该数据格式。然后，在语音通信操作中，通过使用通信数据部分发送要叠加的语音数据。
图3指示时隙结构。图3表示分别在上行方向(子设备的发送)和在下行方向(主设备的发送)中在一帧复用4个时隙的时隙结构。图3(A)显示主设备在时隙1发送控制时隙的示例。图3(B)显示主设备在时隙1发送控制时隙，主设备在时隙2在一个无线链路中与子设备通信的示例。图3(C)显示主设备在时隙1发送控制时隙时，主设备在时隙2和时隙4以在两个无线链路与子设备通信的示例。此外，图3(D)显示主设备在时隙4发送控制时隙时，主设备在时隙4叠加数据，并且主设备通过采用时隙2以两个无线链路与子设备通信的示例。
在图3的示例中，首先开始主设备和子设备之间的通信操作；建立第一无线链路；建立第二无线链路；然后，控制时隙超前第二无线链路的时隙。上述流程操作由(A)→(B)→(C)→(D)指示。
表1
表1显示了关于跳频系统的跳频的示例。在该示例中，8种频率“f1”到“f8”顺序用作跳频，并且两种频率“f9”和“f10”准备用于信道交换操作。在该表1中，纵列显示在执行时分复用操作的情况下在相应四个时隙中使用的频率，而横列指示在相同帧内使用的频率。换句话说，当帧号是1时，在时隙1采用频率f1；在时隙2采用频率f3；在时隙3采用频率f5；在时隙4采用频率f7。类似地，当帧号是2时，在时隙1采用频率f2；在时隙2采用频率f4；在时隙3采用频率f6；在时隙4采用频率f8；此外当帧号超过8时，该帧号返回到确定频率的1。
在主设备发送上述控制信息的情况下，当从f1、f2---f8每一帧切换频率时，该主设备发送控制信息。由于子设备连续接收特定的一个频率(即，8个频率f1到f8中的任意一个)，子设备在当以相同频率发送主设备的控制信息时的定时上接收主设备的控制信息，使得子设备可以建立跳变周期的同步。此时，由于在该时隙主设备发送控制信息的信息被通知为控制信息的一部分，所以也可以建立时隙同步。
在除了主设备发送控制数据的时隙之外的时隙中，主设备在对应于表1的频率的接收频率上连续接收，以便接收从子设备发送的数据。换句话说，当主设备在时隙1发送控制信道时，在具有帧号1的帧中，主设备在时隙2以频率f3接收；在时隙3以频率f5接收；并在时隙4以频率f7接收。在子设备发送无线链路建立请求(将在后面描述)到其它设备以便建立无线链路时，在子设备通过接收控制时隙在时隙和频率之间建立同步后，子设备以适于主设备的接收频率的频率在除了控制时隙的任何时隙中执行发送。
此外，当主设备和子设备开始通信状态时，当在使用中的特定频率的无线状态降低的情况下，由备用频率交换该频率。此时，向通信对方通知在交换前的频率和交换后的频率，然后在接收到关于这些频率的响应之后执行频率切换操作。
应当理解的是，当在多个无线链路中执行通信时，在控制目的时隙中仅发送控制信息的情况下，和处理控制信息之外还叠加通信数据的情况下，不执行上述频率替代(信道交换)操作。
图4显示了在同心操作期间用于建立两个无线链路的顺序操作中当主设备与子设备通信时的控制顺序，在建立多个无线链路的情况下，在除了控制时隙之外的任何其他时隙中建立多个无线链路，并且控制时隙移至所建立的无线链路的时隙。
首先，由于子设备在除了控制时隙之外的时隙中发出链路建立请求并接受从主设备发出的链路分配，子设备建立无线链路，并且开始用于电话通信的激活控制顺序，即，图4的示例中的第一无线链路上的电话通信开始请求和电话通信开始响应。
此时，与在控制时隙中和在除了用于第一无线链路的时隙之外的时隙上建立无线链路的情况相似，子设备发出链路建立请求。然后由于子设备接收从主设备发出的链路分配，子设备建立第二无线链路。此时，在第二无线链路必须与控制时隙叠加的情况下，例如，如图4所示，在剩余通信容量变小的情况下，关于用于第二无线链路的频率，禁止信道交换。这是因为第二无线链路叠加到控制时隙上。
如图4所示，在子设备方的第二无线链路的情况下，接收状态降低，子设备在通信状态降低的无线链路中发出信道交换请求。然后，在主设备尝试将控制信息移至相关无线链路中的特定链路，或在主设备将控制信息移至特定时隙的情况下，主设备不允许关于该时隙(被安排来其上叠加控制信息)(否则，已经在其上叠加了控制信息)的信道交换请求。主设备返回关于从子设备发出的信道交换请求的信道交换不允许响应。结果，在该无线链路中，禁止频率交换。
在控制目的时隙移至迄今用于通信目的的时隙的情况下，在建立第二无线链路后，主设备开始控制时隙移至用在第二无线链路中的时隙，此时，由于另一子设备不能接收主设备的控制时隙，子设备再次搜索主设备的控制时隙以便重新与控制时隙同步。此外，此时，主设备在定时段内在旧控制时隙和旧控制时隙所移至的、复用的控制时隙中发送控制信息。结果，等待主设备的另一子设备可以临时在旧控制时隙和旧控制时隙所移至的时隙中接收控制信息，因此可以容易地跟随主设备的控制时隙的移动。在该时期期间可以执行这样一种方法。即，在旧控制时隙中，主设备移动控制并通知时隙移动目的地的时隙，而接收控制信道的另一子设备响应于该通知移动控制时隙。
此外，以后在第二无线链路中，可以仅停止上行方向和下行方向的任意一个中的发送操作，或者作为选择，可以停止发送和接收。换句话说，在第二无线链路中，由于建立第二无线链路以便执行同步控制，或者在与初始化第一链路相同的控制下，一次执行双方向的通信。然而，在建立了无线链路后，停止上行方向或下行方向的发送。否则，停止发送和接收操作。此时，在第二无线链路中，由于事先确定在无线链路建立后停止无线信道之一的状态，即使当在停止的链路侧上不能执行接收操作时，不需要初始化当接收差错发生时执行的处理操作。例如，不会无用地执行信道交换操作和/或时隙交换操作。
图5显示通信操作期间在用于建立两个无线链路的顺序操作中，其中在主设备建立第一无线链路的顺序操作的示例，主设备通过将该通信信号叠加到控制时隙上来将通信信号(语音信号或图像信号)发送到子设备。首先，由于子设备在除了控制时隙的时隙中发出链路建立请求并接受从主设备发出的链路分配，该子设备建立第一无线链路。
当主设备使用已经建立第一无线链路的时隙时，该主设备将该消息发送到子设备以便通知数据叠加在控制时隙。一旦接收到该通知，子设备开始接收控制时隙，并且开始接收叠加到控制时隙上的数据(即，语音数据或图像数据)。在这种情况下，当仅在下行方向(主设备→子设备)通过两个时隙建立无线链路时，通过在上行链路(子设备→主设备)仅保持一个无线链路，作为选择，可以保持通信。例如，如果执行该发送操作(即在下行方向(主设备→子设备))，则通过使用两个时隙分别发送相同语音数据，而在上行方向(子设备→主设备)，使用一个时隙发送语音数据，然后当差错可能性降低时，可以提高从主设备向子设备发送的语音数据的声音质量。此外，当语音数据从子设备发送到主设备时，可以节省电力。作为选择，当连续开始上行方向的数据发送时，在上行方向和下行方向上可以建立两个无线链路。
更具体地说，在由商用电源驱动的主设备和由电池驱动并以无线方式连接到该主设备的子设备构成的无线通信系统中，如果执行其中通过使用两个时隙从主设备向子设备发送相同语音数据的发送操作，而通过使用一个时隙从子设备向主设备发送语音数据，则可以抑制子设备的电池电力消耗，并且还可以延长电话通话时间。
图6显示在通信操作期间用于建立两个无线链路的顺序操作中，用于在子设备已经建立无线链路后的顺序操作的示例，子设备通过使用子设备的发送时隙发送通信信号，该时隙对应于子设备接收控制信息的时隙。首先，由于子设备在除了控制时隙的时隙中发出链路建立请求并接受从主设备发出的链路分配，该子设备建立第一无线链路。
当主设备采用建立第一无线链路的时隙时，该主设备通知用于允许将通信数据叠加到控制时隙上的消息。一旦接收该消息，子设备在子设备的发送时隙中开始数据发送操作，该时隙对应于主设备控制时隙的发送时隙，而主设备开始在对应于控制时隙的接收时隙中接收第二无线链路的数据。在这种情况下，可以仅在上行方向在两个时隙中建立两个无线链路，在下行方向中保持一个无线链路。作为选择，当通信数据随后叠加在控制目的时隙上时，可以开始在下行方向中的数据发送，并且在上行方向和下行方向中建立两个无线链路。
接下来，描述由控制时隙允许/不允许多个无线链路的操作。设备的配置与图1所示相似。当本发明的无线通信设备运行为主设备时，该无线通信设备以周期的方式在TDMA系统的通信帧的预定时隙中输出控制目的数据。换句话说，控制单元109在预定的定时将控制目的数据输出到定时控制单元105。定时控制单元105将通信操作中所需的同步信号和差错检测中所需的CRC码叠加到控制数据，然后在TDMA系统的通信帧指定的定时处输出结果数据。
此时，关于相关主设备是否允许关于单一通信操作的多个无线链路的信息叠加到从主设备发送的控制信息的一部分上。
应该理解的是，每次发送控制信息时或在预定的时间间隔可以另外发送该信息。作为选择，在主设备的状态从允许状态改变到不允许状态，或从不允许状态改变到允许状态的情况下至少发送一次该信息。此外，此时，在语音信号叠加到控制时隙上并发送结果语音信号的情况下，从语音处理单元106发送的语音数据和CRC 124码进一步叠加到上述数据，然后在TDMA系统的帧结果中在指定定时输出数据。通过采用从合成单元104获得的正弦波在发送单元102中将从定时控制单元105输出的数据转换为无线信号，并且从天线101输出无线信号。
此外，在本发明的无线通信设备运行为子设备的情况下，该子设备需要接收主设备以周期方式发送的控制信道。由于子设备接收以周期方式发送的控制信道，所以可以建立TDMA系统的帧同步或时隙同步。否则，可以建立跳频系统的跳变周期同步。此外，由于子设备接收控制信道，子设备可以获得关于主设备是否允许关于单一通信操作的多个无线链路的信息。
作为子设备运行的无线通信设备的控制单元109以连续接收控制目的通信频率之一的方式控制接收单元103、合成单元104和定时控制单元105。在当接收到从主设备发送的控制信号时，控制单元109根据从主设备发送的控制信号的发送时隙的定时以连续接收控制目的通信频率之一的方式从连续接收操作中执行控制操作。同时，该控制单元109根据控制目的时隙的跳频的顺序，来顺序改变接收操作的频率。
在关于是否允许关于一个通信操作的多个无线链路的信息包含在该控制信息的情况下，已经以这种方式接收了主设备的控制信号的子设备将该信息存储在控制单元109中，并且当执行通信操作时，该子设备根据存储信息确定是否建立多个无线链路。此外，在包含控制时隙的两个时隙中执行通信操作的情况下，当执行语音通信操作时，由定时控制单元105将控制时隙中的接收信号分为控制信息和另一数据，即处理的语音数据。如前所述，当自身无线资源(时隙)的空(empty)大于阈值时，主设备响应于从子设备发送的允许请求允许子设备建立多链路。
接下来，描述在通信操作期间是否允许多个无线链路的操作。图7指示从子设备到主设备执行的发送操作，即允许多个无线链路的示例。当在子设备方执行发送操作时，子设备发出链路分配请求，并且由于子设备从主设备接收链路分配，建立双方向的第一无线链路。因此，子设备发出电话通信开始请求。当主设备因此接收该电话通信开始请求时，该主设备操作电铃以便开始电话呼叫操作。此时，主设备向子设备返回电话通信开始接受。
在这种情况下，子设备发出用于查询是否允许建立多个无线链路的多链路允许请求。当自身无线资源的空大于关于多链路允许请求的阈值时，主设备向子设备返回多链路允许响应。在当用户在主设备方响应时，主设备向子设备方返回响应通知，因此运行主设备和子设备的语音路径以便开始通信操作。
为了建立第二无线链路，子设备随后在第一无线链路中未使用的时隙中发出链路建立请求，并且接受来自主设备的链路分配，使得子设备建立第二无线链路，并且发送/接收两个(第一和第二)无线链路中的语音数据。如上所述，一旦在一个无线链路开始语音通信操作，并且在其中间(half way)，开始用于建立第二无线链路的处理操作。
在该实施例中，在开始语音通信后建立第二无线链路。存在另外的情况。即，在从主设备接受多链路允许通知后，子设备可以开始用于建立第二无线链路的操作，而不需要应答通知。当子设备接受多链路允许通知时，子设备初始化第二无线链路的定时可以作为选择设置到在通信操作结束前的任何时刻。
由于自身资源没有空资源，在主设备关于多链路允许请求不允许建立多个无线链路，或者主设备不具有多链路功能的情况下，该主设备返回多链路不允许响应(而不是多链路允许响应)。此外，在主设备不允许多个无线线路的情况下，存在由于主设备不返回多链路允许响应，所以该主设备可能不允许关于子设备的多个无线链路的另一方法。在这种情况下，可以作为选择执行另一方法。即，在当主设备的无线资源变为空使得主设备可以允许多个无线链路时，主设备返回关于子设备的多链路允许响应。在该时刻后，子设备的当前操作可以超前建立第二无线链路的操作。
图8指示在主设备和子设备之间执行的顺序操作，其中在注册操作期间通知允许/不允许无线链路，该图特别表示允许多个无线链路的情况的示例。当子设备的电源导通，或者子设备移动到公共系统中的另一基站使得开始注册操作时，初始化注册操作。当初始化注册操作时，从子设备发出链路分配请求，并且从主设备接受链路分配。然后，子设备发出注册开始请求，然后当主设备接受注册开始请求时，主设备在其中存储包含在注册开始请求中并用于标识子设备的代码，例如在其中存储子设备ID，然后，返回给子设备注册接受。子设备发出用于查询关于子设备是否被允许建立多个无线链路的多链路允许请求。
在主设备允许关于多链路允许请求的多个无线链路的情况下，主设备向子设备返回多链路允许响应。此外，在主设备禁止关于多链路允许请求的多个无线链路的情况下，主设备向子设备返回多链路不允许响应。子设备在其中存储允许/不允许状态，然后，当该子设备开始与相关主设备通信时，根据存储的内容确定是否执行用于建立多个无线链路的操作。在该示例中，响应于多链路允许请求和来自子设备的响应做出关于主设备是否允许多个无线链路的通知。作为选择，如在用于向子设备通知允许/不允许状态(作为来自主设备的注册接受信息的一部分)的方法中所解释的那样，存在另一种方法。即，主设备可以通过在注册期间在主设备和子设备之间发送/接收的该信息的一部分通知允许/不允许状态，而不用接收从子设备发出的请求。
接下来，通过用户操作的方式解释其中允许/不允许多个无线链路的操作。该解释的无线通信设备的配置与图1的无线通信设备的配置相似。在图1中，在用户切换来选择允许/不允许多个无线链路的情况下，该用户通过使用操作单元107输入允许/不允许命令。控制单元存储所输入的命令。在随后的通信操作中，控制单元响应于所存储的信息，即允许/不允许状态来确定是否执行用于建立多个无线链路的操作。应该注意，可以在主设备和子设备中的任意一个中实现该功能。
在主设备设置到非允许状态的情况下，在该主设备和与该主设备通信的所有子设备之间建立的通信中，该设置状态变为有效，因此，可以将由多个无线链路进行的通信设置为不允许。此外，当子设备设置为不允许状态时，如果在允许状态下设置主设备，则禁止仅由该子设备通过使用多个无线链路进行的通信。可能使用该设置操作以便获得下面的目标。即，当相关子设备的电池电量降低时，通过使用多个无线连路的通信被临时禁止以便抑制该电池的消耗；和当主设备和相应子设备之间的无线状态根据安装条件相互不同时，在无线状态变差的情况下，例如，在特定子设备附近安装了可能构成主设备和该子设备之间的无线通信的干扰源的设备的情况下，仅仅允许该子设备，而不允许其它子设备。结果，可以有效利用无线资源，并且可以增加在主设备和子设备之间建立的同时电话通信的总数量。
作为选择，可以执行另一方法，其中关于设置允许/不允许状态，可以独立地设置从主设备向子设备的发送或从子设备向主设备的发送。例如，当不允许从子设备向主设备的发送时，在建立第一无线连路后的第二无线连路的情况下，仅仅在第二无线连路中执行来自主设备的发送。应当注意的是，即使在禁止状态下发送关于建立第二无线连路所需的发送，例如从子设备发出的无线链路建立请求。在建立双方向无线链路后，可以停止从子设备向主设备的发送。如上所述，当设置允许/不允许状态时，独立地设置从子设备向主设备的发送或从主设备向子设备的发送。结果，例如在该主设备附近安装了可能构成主设备和该子设备之间的无线通信的干扰源的设备的情况下，仅允许上行方向。结果，可以有效利用无线资源，并且可以改善主设备的接收质量。由于仅允许下行方向，可以抑制由该电池驱动的子设备的电池电力消耗。
在该示例中，在开始语音通信之后开始建立第二无线链路。存在另外一种情况。即，在从主设备接受多链路允许通知后，子设备可以开始用于建立第二无线链路的操作而不用等待响应通知。当子设备接受多链路允许通知时，子设备初始化第二无线链路的定时可以作为选择设置为通信操作之前的任意时刻。
在由于没有自身资源为空的原因导致主设备不允许建立关于多链路允许请求的多个无线链路，或者主设备不具有多链路功能的情况下，该主设备返回多链路不允许响应(而不是多链路允许响应)。此外，在主设备不允许多个无线链路的情况下，存在由于主设备不返回多链路允许响应，该主设备可能不允许关于子设备的多个无线链路的另一方法。在这种情况下，可以作为选择执行另一方法。即，在当主设备的无线资源变为空以便主设备可以允许多个无线链路的时刻，主设备可以返回关于子设备的多链路允许响应。在该时刻后，子设备的当前操作可以超前建立第二无线链路的操作。
此外，描述允许/不允许多个无线链路的另一操作示例。在无线通信设备中，执行诸如电话目录数据传送操作之类的语音通信和数据通信。与语音通信相比，在数据通信的情况下，临时的无线故障不会给用户带来不便。换句话说，即使当出现无线故障时，由于在重发控制操作下重新发送丢失的数据，也可以保证所有这些数据的发送。可以执行数据发送，同时用户不会注意到或多或少发生无线故障的事实。
因此，根据本发明，在具有语音通信功能和数据通信功能的无线通信设备中，可以根据语音操作或数据通信操作切换关于是否允许多个无线链路的状态。例如，可以另外执行下面的方法。即，在允许语音通信操作但不允许数据通信操作的情况下，或者在根据无线资源的空状态切换多个无线链路的允许/不允许状态的情况下，以使在语音通信操作情况下的用于不允许多个链路的阈值小于在数据通信操作情况下用于不允许多个链路的阈值的方式执行控制操作。然后，当执行语音通信时，可以容易地允许多个无线链路。显然，如上所述，可以用户操作类似地实现能够确定用于在语音通信操作和数据通信操作中允许/不允许多个无线链路的切换操作。
(实验方式2)图9(a)是根据本发明实施方式2的在无线通信系统中采用的通信设备(主设备)的结构图，和图9(b)是无线通信系统中构成上述一个通信设备(主设备)的另一通信方的其它通信设备(子设备)的结构图。应该注意，一个通信设备将称为“主设备”，而其它通信设备将称为“子设备”。
首先，将解释主设备的配置。在图9(a)中，附图标记1表示主设备；附图标记2显示主设备的线路控制单元，用于控制公共线路；附图标记3表示主设备控制单元，用于控制住设备的整个单元，例如，用于建立或释放无线连接，并且用于执行质量控制；附图标记4显示主设备无线单元，用于发送/接收无线部分中的数据；和附图标记5指示诸如10数字输入键之类的可以输入电话号码的输入装置。此外，附图标记6显示显示装置；附图标记7指示连接到麦克风或扬声器的语音处理装置，用于将语音信号A/D转换为数字语音信号；附图标记8表示时隙控制单元，用于控制无线通信中使用的时隙；附图标记9显示磁场强度测量单元，用于测量从主设备无线单元4接收到的(电)磁场强度，然后将测量的磁场强度通知到主设备控制单元3；和附图标记10指示差错感测单元，用于执行从主设备无线单元4接收到的时隙的数据的差错监视操作，然后将差错监视信息通知到主设备控制单元3。
然后，将解释子设备的配置。在图9(b)中，附图标记11显示子设备；附图标记12指示子设备11的电源单元；附图标记13表示子设备控制单元，用于控制子设备的整个单元，例如，用于建立并释放无线连接，并且用于执行质量控制；附图标记14显示子设备无线单元，用于发送/接收无线部分中的数据；和附图标记15指示诸如10数字输入键之类的可以输入电话号码的输入装置。此外，附图标记16显示显示装置；附图标记17指示连接到麦克风或扬声器的语音处理装置，用于将语音信号A/D转换为数字语音信号；附图标记18表示时隙控制单元，用于控制无线通信中使用的时隙；附图标记19显示磁场强度测量单元，用于测量从子设备无线单元14接收到的(电)磁场强度，然后将测量的磁场强度通知到子设备控制单元13；和附图标记20指示差错感测单元，用于执行从子设备无线单元14接收到的时隙的数据的差错监视操作，然后将差错监视信息通知到子设备控制单元13；此外，附图标记21指示电源剩余电量管理单元，用于管理电源单元12的剩余电量。
现在，根据该实施方式2描述图9的无线通信系统。即，在时分多址时分双工(TDMA-TDD)型无线通信系统中，主设备1经由无线单元4向子设备11发送由子设备11和主设备1之间确定的相同发送数据调制的无线信号，同时，从主设备控制单元3将相同帧中的“B”片时隙量和关于子设备11确定的时隙号设置到时隙控制单元8。符号“B”是大于等于2并且小于等于N(符号“N”表示大于或等于4的自然数)的自然数。在上述TDMA-TDD型无线通信系统中，当具有预定的固定时间的帧被等分为“N”片时隙时，在每个等分的时隙中复用发送信号和接收信号，然后，在主设备1和子设备11之间执行复用通信操作。
子设备11将从主设备1在相同帧内发送的“B”片时隙中的“Ba”片时隙量及其实际接收并已经由子设备控制单元13设置的时隙号设置到时隙控制单元，并且经由子设备控制单元13接收。此外，子设备11类似地经由子设备无线单元14发送由相同发送数据调制并关于主设备1确定的无线信号，同时“Pa”片时隙量及其时隙号设置到时隙控制单元18，它们由子设备控制单元13设置，并且是在相同帧内的“P”片时隙中实际发送的时隙。符号“P”表示大于等于2，并且小于等于(N-B)的自然数。
主设备1将在从子设备11发送的相同帧中的“P”片时隙量和在主设备1和子设备11之间确定的时隙号从主设备控制单元3设置到时隙控制单元8，并且经由主设备无线单元4接收。
在这种情况下，例如，当“P”不等于“Pa”时，主设备1执行等于“P”片时隙的多次接收操作。然而，由于子设备11仅发送“Pa”片时隙，主设备1不能在多个时隙中接收无线信号(所述时隙量等于Pa和P的差值)，因此，可以感测差错。
作为在该实施方式2中的时隙分集的一个示例，描述在图10的时隙分集操作示例中指示的内容。每一帧的总时隙量等于8，时隙号“0”到“3”分配到来自主设备1方的发送目的时隙，而时隙号“4”到“7”分配给来自子设备方的发送目的时隙。
在这些时隙号中，时隙号“0”用于从主设备1向子设备11通知包含了广播信息的控制信息和时隙号信息。主控制单元3关于时隙控制单元8将上述“B”设置为2并将上述“P”设置为2。在子设备11中，子控制单元13关于时隙控制单元18将上述“B”设置为2并将上述“P”设置为2，此外还将上述“Ba”设置为2并将上述“Pa”设置为1。在这样的设置条件下，通过使用在主设备1和子设备11之间设置的、具有时隙号“2”和“3”的两个时隙从主设备1向子设备11发送无线信号，而由于由子设备11中的子设备控制单元13将“Pa”设置为1，通过采用在子设备11和主设备1之间设置的时隙号“6”和“7”中的具有时隙号“6”的一个时隙来从子设备11发送无线信号。如果上述“Pa”设置为2，则即使在具有时隙号“7”的时隙中，也从子设备11向主设备1发送无线信号。
关于在接收多个时隙的设备方执行的信号处理操作，作为选择，可以选择各种方法，例如选择没有差错的时隙的数据；和虽然除非发生差错、否则都连续采用最新的时隙的数据，但还丢弃其中出现差错的时隙。
由于子设备的电源可用容量的时隙分集模式状态的过渡示例
接下来，描述关于由于子设备电源可用容量中的差别(如表2所示)的时隙分集模式状态的过渡的示例。在该表2中，子设备11可以具有上述四种模式，即可以得到下面四种模式1)时隙分集固定模式2)时隙分集发送可变模式3)时隙分集发送/接收可变模式；和4)时隙分集切断模式1)在时隙分集固定模式中，通过采用相同帧中的“B”片时隙量来发送由在主设备1和子设备11之间确定的相同发送数据调制的无线信号，并且当实际接收时隙量“Ba”相同时，通过其实际发送无线信号的时隙量“Pa”等于相同帧中的“P”片时隙中的时隙量“P”，其中由在子设备11和主设备1之间确定的相同发送数据调制无线信号。
2)在时隙分集发送可变模式中，通过采用大于或等于1并小于“P”的多个时隙量以时隙分集固定模式向主设备1发送无线信号。
3)在时隙分集发送/接收可变模式中，通过采用大于或等于1并小于“B”的多个时隙号以时隙分集发送可变模式从主设备1实际接收无线信号。
4)在时隙分集切断模式中，在时隙分集发送/接收可变模式中的时隙量“Pa”和“Ba”设置为1。还应该注意，在这四个模式中，根据需要的规范可以在子设备11上安装任意选择数量的模式。
在子设备11中，电源可用容量从用于管理电源单元12的电源可用容量的电源剩余电力管理单元21顺序通知到子设备控制单元13。结果，在子设备控制单元13判断必要的模式变化的情况下，子设备控制单元13请求时隙控制单元18来执行时隙改变处理操作。
表2的示例对应于这样的状态过渡在电源可用容量为大到中的情况下，虽然电力消耗最大但是仍选择固定模式，可以保证最大无线质量；在电源可用容量变小的情况下，选择发送可变模式；并且在电源可用容量为小的情况下，选择切断模式。结果，当电力消耗很小时，可以保证足够长的通信时间。在发送/接收可变模式安装在子设备11的情况下，可以由发送/接收可变模式代替发送可变模式。应该注意，在该表2的示例中，没有安装上述4个模式中的时隙分集发送/接收可变模式。
由于子设备的时隙分集模式状态的过渡示例
接下来，将描述表3所示的由于子设备11接收到的电磁场强度的关于时隙分集模式的过渡的示例。由子设备11的子设备无线单元14接收从主设备1发送的无线信号，由场强测量单元19测量所接收到的无线信号的电磁场强度，然后测量的场强发送的子设备控制单元13以便进行判断。作为该判断的结果，当需要改变模式时，子设备控制单元13要求时隙控制单元13来执行时隙改变处理操作。
在表3的示例中，在时隙控制单元18的场强处于高强度状态的情况下，子控制单元13判断主设备1和子设备11之间的距离短，因此，设置发送可变模式，而在时隙控制单元18的场强处于低强度状态的情况下，子控制单元13判断主设备1和子设备11之间的距离长，因此将发送可变模式切换为固定模式。
由于子设备接收到的信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡的示例
接下来，将描述如表4所示的由于子设备11接收到的信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡。由子设备11的子设备无线单元14接收从主设备1发送的无线信号，差错感测单元20判断所接收到的无线信号是否包含差错，然后，判断结果发送到子设备控制单元13。此时，在子设备控制单元13基于这样的判断原则(例如，连续差错的总数或单位时间差错总数)判断模式改变的情况下，子设备控制单元13请求时隙控制单元18来执行时隙改变处理操作。在表4的示例中，当由于某些干扰差错出现频率高或中时，子设备控制单元13设置固定模式。相反，在实际上没有干扰出现，并且差错出现频率小的情况下，子设备控制单元13将固定模式切换为发送可变模式[表5]
由于子设备的电源可使用电量核电磁场强度引起的时隙分集模式状态的过渡示例。
接下来，描述图5表示的关于由于电源可使用电量和子设备11接收到的电磁场强度引起的时隙分集模式状态的过渡的示例。这对应于具有表2和表3中解释的两个功能的子设备11，其中表2关于由于子设备的电源可使用电量中的差异引起的时隙分集模式状态的过渡，表3关于由于子设备11接收到的电磁场强度引起的时隙分集模式状态的过渡。
在该表5的示例中，在子设备控制单元13判断由场强测量单元19测量的无线信号的电磁场状态处于高状态的情况下，当电源可使用电量为大到中和少(从电源单元12的电源剩余电量管理单元21将该信息通知到子设备控制单元13)时，子设备11的子设备控制单元13设置发送可变模式。当可使用电量很少时，子设备11请求时隙控制单元18来将发送可变模式切换为切断模式以便当最小化电力消耗时，可以尽可能长地保证通信时间。
相反，在子设备控制单元13判断由场强测量单元19测量的无线信号的电磁场状态处于低状态的情况下；当电源可使用电量为大到中和少(从电源单元12的电源剩余电量管理单元21将该信息通知到子设备控制单元13)时，子设备11的子设备控制单元13设置发送固定模式。当可使用电量很少时，子设备11请求时隙控制单元18来将发送固定模式切换为切断模式以便当最小化电力消耗时，可以尽可能长地保证通信时间。
由于子设备的电源可使用电量和接收信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡示例。
接下来，描述表6中表示的关于由于子设备11的电源可使用电量和接收信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡示例。这对应于具有表2和表4中解释的两个功能的子设备11，其中表2关于由于子设备11的电源可使用电量中的差异引起的时隙分集模式状态的过渡，并且表4关于由于子设备11接收到的信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡。
在表6的示例中，当差错感测单元20判断无线信号是否包含差错时，在子设备判断差错出现频率处于高到中状态的情况下，当电源可使用电量为大到中和少(从电源单元12的电源剩余电量管理单元21将该信息通知到子设备控制单元13)时，子设备11的子设备控制单元13设置发送固定模式。当电源可使用电量很少时，子设备11请求时隙控制单元18来将发送固定模式切换为切断模式以便当最小化电力消耗时，可以尽可能长地保证通信时间。相反，在子设备判断差错出现频率处于低状态的情况下，当电源可使用电量为大到中和少(从电源单元12的电源剩余电量管理单元21将该信息通知到子设备控制单元13)时，子设备11的子设备控制单元13设置发送可变模式。当电源可使用电量很少时，子设备11请求时隙控制单元18来将发送可变模式切换为切断模式以便当最小化电力消耗时，可以尽可能长地保证通信时间。
由于子设备的电磁场强度和接收信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡示例。
接下来，描述表7中表示的由于子设备11接收到的电磁场强度和接收信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡示例。这对应于具有表3和表4中解释的两个功能的子设备11，其中表3关于由于子设备11接收到的电磁场强度引起的时隙分集模式状态的过渡，并且表4关于由于子设备11接收到的信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡。
在该表7的示例中，当差错感测单元20判断无线信号是否包含差错时，在子设备控制单元13判断差错出现频率处于高到中状态的情况下，即使当由场强测量单元19测量的无线信号的状态处于任何场强状态时，子设备控制单元13请求时隙控制单元18来设置固定模式。
相反，在子设备控制单元13判断差错出现频率处于低状态的情况下，当由场强测量单元19测量的无线信号的电磁场强度为高时，子设备控制单元设置切断模式，而当子设备控制单元13判断由场强测量单元19测量的无线信号的电磁场强度为低时，子设备控制单元13请求时隙控制单元18来将关状态切换到固定状态。
由于子设备的电源可使用电量、电磁场强度和接收信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡的示例。
接下来，描述表8中表示的由于电源可使用电量、子设备11接收到的电磁场强度和接收信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡示例。这对应于具有表5和表4中解释的两个功能的子设备11，其中表5关于由于子设备11的电场强度和电源可使用电量引起的时隙分集模式状态的过渡，表4关于由于子设备11接收到的信号的差错出现频率引起的时隙分集模式状态的过渡。
在该表8的示例中，在子设备控制单元13判断由场强测量单元19测量的无线信号的电磁场强度处于高状态，此外差错感测单元20判断无线信号是否包含差错，并因此子设备控制单元13判断差错出现频率处于高到中状态的情况下，当电源可使用电量为大到中和少(从电源单元12的电源剩余电量管理单元21将该信息通知到子设备控制单元13)时，子设备11的子设备控制单元13设置固定模式。当电源可使用电量很少时，子设备11请求时隙控制单元18来将发送固定模式切换为切断模式以便当最小化电力消耗时，可以尽可能长地保证通信时间。
此外，类似地，在子设备控制单元13判断电磁场强度处于高状态，并且还判断差错出现率处于低状态的情况下，当电源可使用电量为大到中和少(从电源单元12的电源剩余电量管理单元21将该信息通知到子设备控制单元13)时，子设备11的子设备控制单元13设置发送可变模式。当电源可使用电量很少时，子设备11请求时隙控制单元18来将发送可变模式切换为切断模式以便当最小化电力消耗时，可以尽可能长地保证通信时间。
然后，在子设备控制单元13判断电磁场强度处于低状态，此外差错感测单元20判断无线信号是否包含差错，并因此子设备控制单元13判断差错出现频率处于高到中状态的情况下，当电源可使用电量为大到中和少(从电源单元12的电源剩余电量管理单元21将该信息通知到子设备控制单元13)时，子设备11的子设备控制单元13设置固定模式。当电源可使用电量很少时，子设备11请求时隙控制单元18来将固定模式切换为切断模式以便当最小化电力消耗时，可以尽可能长地保证通信时间。
最后，类似地，在子设备控制单元13判断电磁场强度处于高状态，并且还判断差错出现率处于低状态的情况下，当电源可使用电量为大到中和少(从电源单元12的电源剩余电量管理单元21将该信息通知到子设备控制单元13)时，子设备11的子设备控制单元13设置固定模式。当电源可使用电量很少时，子设备11请求时隙控制单元18来将固定模式切换为切断模式以便当最小化电力消耗时，可以尽可能长地保证通信时间。
在上述实施例中，子设备控制单元13根据电源剩余电量、接收到的场强和子设备11的差错出现频率关于时隙控制单元18切换模式。另外，子设备11的用户可以根据用户结合上述判断条件的自身判断原则通过采用输入装置强制切换模式。
实施例2的上述无线通信系统的重点给出如下为了时隙分集的发送/接收时隙量持续保持在上述“B”和“P”而不管上述子设备11的“Pa”和“Ba”为多少，主设备1完全不注意子设备11安装何种模式或该子设备1当前在何种模式下操作的实际情况。结果，可以快速实现用于在各种模式下执行通信的、在主设备1和多个子设备11之间的连接。
如上所述，根据本发明的时隙分集自适应通信系统，当考虑子设备的电源剩余电量和电磁波环境时，选择具有更有效结果的时隙分集模式，并且可以改善无线通信质量。
(实施方式3)接下来，将描述本发明的另一实施例3。即，在相同帧内使用的多个频率相互组合，这几乎不受发送路径的衰落特性和电磁波干扰的负面影响。
图11是用于指示根据该实施方式3的跳频型、时分复用(TDMA-TDD)型通信设备的配置的方框图。在该图中，天线10发送/接收无线信号。接收单元20解调所接收到的无线信号。发送单元30发送从传输信号产生的无线信号。本地振荡器40产生需要用来发送/接收无线信号的本地振荡信号。跳频模式存储单元50中存储在每帧跳变的频率和每帧的多个时隙中使用的频率之间的组合。控制单元60在通信帧的预定时隙中输出用于发送/接收的控制信号，输出从跳频模式存储单元50读出的频率数据，并且管理每个信道的接收场强，此外还选择相互组合的频率。接收场强感测单元70检测由接收单元20接收到的无线信号的接收电平，并且响应于所检测到的接收电平输出信号。
图12表示该无线通信系统的频率帧。如该图所示，这样的TDMA-TDD系统构造为当采用在相同帧内的多个频率以便发送/接收无线信号，频率每帧跳变。从各个帧的传输信号产生的无线信号已经被分为多个频率，然后，细分的频率被叠加到相应频率的各个时隙上。由于从这些多个时隙中选择这些时隙之一(具有较好的接收状态)，所以可以获得频率分集效果。
当在相同帧内采用多个频率时，在由于选择处于更好接收状态的任意频率，执行频率分集的情况下，将用于确定在频率分集中使用的多个频率的几种方法作为示例。
(示例1)第一示例1是用于以下列方式确定频率的方法关于在跳频型时分复用(TDMA-TDD)无线系统中的相同帧内发送的多个时隙的频率组合构成关于无线传播路径的衰落特性具有低相关性的频率组合。图13指示该频率确定方法。即，关于根据无线传播路径的状态事先预测或实际测量的衰落特性，以场强的低相关性的顺序将在相同帧内采用的频率顺序确定为“f1”、“f2”和“f3”。由于衰落现象有多个波峰和波谷，也存在这些组合的多个组。例如，在该图中，f1、f22、f33可以相互组合。如果在相同帧内的多个频率相互组合，则在通过采用这些频率间隔作为基本原则可以类似地确定首先描述的帧后的帧中的频率的组合。换句话说，关于事先确定的跳频f1、f1’、f1”、---、这样的频率可以确定为f2-f1＝f2′-f1’＝＝f2”-f1”---、f3-f1＝f3′-f1’＝＝f3”-f1”---以便成为相同的频率间隔。结果，即使在后续帧中，关于衰落现象，也可以相互组合具有低相关性的频率，使得可以连续获得稳定的频率分集效果。
(示例2)用于确定频率的示例2是这样一种方法。即，在上述示例1中，当在相同帧内采用两个时隙时，采用f1和f2的组合，该组合具有在衰落特性中相应频率成为波峰和波谷的频率关系。如果确定在相同帧内的两个频率的组合，则通过采用该频率组合作为基本原则可以确定在该帧后的帧中的频率间隔。换句话说，关于事先确定的跳频f1、f1’、f1”、---、可以选择这样的频率以便成为相同的频率间隔，即f2-f1＝f2′-f1’＝＝f2”-f1”---。结果，即使在后续帧中，关于衰落现象可以组合具有低相关特性的频率，以使得可以获得稳定的频率分集效果。
(示例3)用于确定频率的示例3是这样一种方法。即，在上述示例1中，当在相同帧内采用两个时隙时，以每个频率的关系“(λ1-λ2)xd/λ1”可以成为最接近于“λ1/4xM”(符号“M”是奇数)的方式选择相应频率的组合。应该注意，符号“d”指示形成衰落现象的两个主要波形之间的路径差。这可以以要使用的两个频率可以建立衰落特性的波峰/波谷关系的方式从传播路径的事先预测的状态中计算出。图14指示该频率确定方法的具体示例。在该具体示例中，假设两个波形即直射波和反射波的传播路径差“d”等于7m的情况。在使用频率范围是2.4GHz、f1＝2.4GHz并且信道间隔＝1MHz的无线通信系统中，可以满足上述关系并可以构成最接近频率组合的频率“f2”等于2.411GHz(M＝1)(与f1分离11MHz)。由于符号“M”是奇数，当M＝3和5时，可以选择分离33MHz和55MHz的频率。如果确定在相同帧内两个频率之间的组合，则通过采用该值作为基本原则可以确定在首先描述的帧后的帧中的频率间隔。换句话说，关于事先确定的跳频f1、f1’、f1”、---、可以选择这样的频率以便成为相同的频率间隔，即f2-f1＝f2′-f1’＝＝f2”-f1”---。结果，即使在后续帧中，关于衰落现象可以相互组合具有低相关特性的频率，以使得可以获得稳定的频率分集效果。
(示例4)用于确定频率的示例4是上述示例3中的方法，用于组合频率的范围扩大到由“λ1/4xM±1/8”定义的范围。如果采用“±λ1/8”的范围，则关于衰落特性具有低相关关系的频率可以相互组合。结果，可以获得上述分集效果。
(实施方式4)
接下来，将解释根据实施方式4的无线通信设备。即，在等待操作期间从一个无线通信设备以周期方式发送控制目的信号，并且另一无线通信设备等待操作期间接收上述控制目的信号的无线通信设备中，根据在等待状态期间以周期方式接收到的每个信道的接收场强来确定在通信操作期间使用的频率。
在无线传播路径的特性复杂并很难获得衰落特性的情况下，根据已经实际测量的相应信道的电磁场强度来选择具有低相关关系的频率。在等待操作期间，接收场强感测单元70检测从通信对方的发送设备发送的、由接收单元20接收到的无线控制信号的接收电平，然后，将所检测到的接收电平通知到控制单元60。当控制单元60管理每个信道的、通知的接收电平时，该控制单元60根据高/低电平关系，例如最大值、最小值和中间值以与上述实施方式1相同的方式确定频率组合。如果确定了组合的频率之间的间隔，则后续的操作和效果与实施方式1完全相同。
作为选择，在等待操作期间从一个无线通信设备以周期方式发送控制目的信号，并且另一无线通信设备等待操作期间接收上述控制目的信号的无线通信设备中，无线通信设备可以根据在等待操作期间已经接收到的控制目的接收信号的接收场强，来选择具有最高接收场强的频率和具有最低接收场强的另一频率之间的组合。
(实施方式5)接下来将解释根据实施方式5的无线通信设备。即，在等待操作期间从一个无线通信设备以周期方式发送控制目的信号，并且另一无线通信设备等待操作期间接收上述控制目的信号的无线通信设备中，无线通信设备可以根据在操作期间接收到的控制目的接收信号的接收场强，从具有最高接收场强的频率中选择预定数量的第一频率组，并且从具有最低接收场强的频率中选择预定数量的第二频率组。然后无线通信设备可以分别从第一频率组和第二频率组选择一个频率。该实施方式5对应于在上述实施方式4中获得的最大值和最小值都被扩展的实施方式，可以扩大选择作为第一频率组和第二频率组的频率组合。可以构成该宽度的、这些频率的总量可以设置在可以有效获得频率分集的范围内，并可以预先存储在控制单元60中。
(实施方式6)接下来将解释根据实施方式6的无线通信设备。即，在等待操作期间从一个无线通信设备以周期方式发送控制目的信号，并且另一无线通信设备等待操作期间接收上述控制目的信号的无线通信设备中，无线通信设备可以根据在操作期间接收到的控制目的接收信号的接收场强从具有最高接收场强的频率中选择预定数量的第一频率组，并且从具有最低接收场强的频率中选择预定数量的第二频率组。然后，无线通信设备可以分别从第一频率组和第二频率组中作为选择选择其差值成为最大值的频率的组合。该频率选择方法以如下方式执行。即，在上述实施方式5中，以其频差变为最大的方式，从已经获得的第一频率组和第二频率组的每一个中选择一个频率。在其它电子设备位于使用中的频带并引起关于上述无线通信设备的电磁波干扰的情况下，该频率选择方法是有效的。更具体地说，关于使用扩频系统的无线电子设备，由于电子设备占用的频带扩展，这些无线电子设备不能接收无线信号的几率很高，并且如果频差变窄，则任何所选择的频率都可能引起相互干扰。结果，用于扩大所选择的频差的选择操作可以提供关于抗干扰特性的优点。
此外，在上述实施方式中，在根据接收场强确定频率的情况下，当出现接收差错时，无效在该时隙中接收场强的值。结果，可以避免混淆。即，在存在使用相同频带的另一电子设备的情况下，由衰落现象或该设备的相互干扰引起的接收差错，导致该混淆。换句话说，当出现接收差错时，假设另一电子设备的干扰负面地影响了使用的频率，则该时隙中的频率的场强为零(void)。
(实施方式7)本法明的实施方式7用于确定在相同帧内使用的、并具有大于或等于预定频率的频差的频率。如图15所示，在存在使用相同频带的另一电子设备的情况下，由于频率之间的差被扩展从而宽于该电子设备所占用的带宽，所以至少两个频率之一没有受到干扰的负面影响。将使用处于2.4GHz的频率的ISM(工业化学医药目的)频带的该无线通信系统作为典型示例进行描述。由于在该频带2.4GHz中使用诸如微波炉和无线LAN之类的各种电子设备，所以很容易在该频带产生电磁干扰。特别地，近来，由于无线LAN广泛流行，所以关于这些无线LAN引起的相互干扰的出现的无线电子设备中，必须引起特别关注。由于无线LAN的占用带宽是大约20MHz，如果设置了高于或大约等于21MHz的频差，则至少一个频率可以逃离该电磁波干扰，因此，可以保持通信质量。
另一方面，关于给予无线LAN的干扰，由于该无线通信系统对应于跳频系统，可以基本减轻该干扰。然而，如果要发送的时隙的总量和跳频的总数增加，则干扰的几率也增加。结果，最好不采用两个时隙发送无线信号。结果，对于该无线通信系统的一个无线设备，当跳频方法仅应用到接收方时，如果通过使用可能导致较好的接收状态的频率发送无线信号，则可以减轻给定的干扰，同时可以实际等效地保持关于给定干扰的频率分集效果。由于用于仅应用跳频到接收方的该方法可以将需要更大电力消耗的发送方的操作时间抑制到一半操作时间，在由电池驱动一个无线设备的情况下，该方法可以成为非常有效的途径。
作为选择，当在相同帧内使用的频率被确定为具有大于或等于预定频率的频差时，可以以可以满足关于衰落效果的电磁波干扰条件和本发明相应条件的方式选择两组频率。结果，可以避免关于使用相同频带的其他电子设备的干扰，同时可以获得关于衰落现象的频率分集效果。
应该注意，在上述实施方式中，根据在等待操作期间获得的电磁场强度选择要相互合并的频率。作为选择，当在操作期间该无线通信设备处于被运输状态时，如果根据在通信操作期间获得的电磁场强度选择了要相互自适应合并的频率，则可以实现具有更有效功能的自适应类型频率分集。
工业可用性如上所述，根据本发明，关于无线传播路径的衰落现象和使用相同频带的其它电子设备产生的电磁干扰，可以更有效地并更稳定地获得频率分集效果。
权利要求
1.一种将具有预定的固定时间的帧等分为多个时隙的时分多址型无线通信系统，在这些时隙中复用发送信号和接收信号，然后在第一通信设备和第二通信设备之间执行通信操作，其中当第一通信设备向第二通信设备发送数据时，通过B(符号“B”是大于或等于2的自然数)个时隙执行第一通信设备和第二通信设备之间的数据发送；和当第二通信设备向第一通信设备发送数据时，通过Q(符号“Q”是大于1并小于B的自然数)个时隙执行第一通信设备和第二通信设备之间的数据发送。
2.一种跳频型无线通信系统，在其中执行时分复用操作，并且执行时分复用的通信信号的通信操作，同时在一个通信对方和自身无线通信系统之间切换两个或更多频率，其中第一通信设备通过采用在预定的帧周期中的多个时隙内的至少一个时隙、发送以规则方式或不规则方式发送构成参考的控制目的信息；构成第一通信设备的通信对方的第二通信设备在等待操作期间接收所有控制目的信息的一部分或全部，将帧和时隙定时与关于第一通信设备的跳频操作的定时同步，并且当第二通信设备开始通信操作时建立多个无线链路；第一通信设备将通信目的信号和在第一和第二通信设备之间使用的控制目的信息叠加到一个时隙以便建立无线链路；和第二通信设备发送关于第一通信设备的通信目的信号，同时响应于环境状态仅使用从多个无线链路中选择的一个无线链路。
3.如权利要求2所述的无线通信系统，其中无线通信系统还包括控制器，用于以如下方式来控制无线通信系统当第一和第二无线通信设备相互通信时，在建立多个无线链路的情况下，在除了用于发送控制目的信息的控制时隙之外的多个时隙中建立无线链路，并且将控制目的信息叠加到所建立的无线链路的时隙上。
4.如权利要求2所述的无线通信系统，其中在已经在第一通信设备中建立了第一无线链路之后，在控制时隙上叠加到第二通信设备的通信信号。
5.一种跳频型无线通信系统，在其中通过每预定时间细分时间周期并每预定时间细分在帧中的时间周期来执行时分复用操作，并且以时分复用的方式执行通信操作，同时关于一个无线链路切换2个或更多频率；其中第一通信设备和构成第一通信设备的通信对方的第二通信设备能够通过将控制目的信息叠加到通信目的信号上来为第一和第二通信设备建立无线链路，并且在通信操作期间建立至少一个无线链路，并且能够选择在其通信质量较好的无线链路中的解调信号来执行通信操作；第一通信设备包括发送装置，用于发送包含用于通知是否可以以规则方式或不规则方式建立多个无线链路的控制信息的控制目的信息；构成第一通信设备的通信对方的第二通信设备包括接收装置，用于接收控制目的信息；第二通信设备通知是否能够关于从第一通信设备发送的控制目的信息建立多个无线链路；和第二通信设备响应于通知进行控制来确定在通信期间该第二通信设备是否建立多个无线链路以便执行通信操作，或确定该第二通信设备是否建立一个无线链路以便执行通信操作。
6.一种跳频型无线通信系统，在其中通过每预定时间细分时间周期并每预定时间细分在帧中的时间周期来执行时分复用操作，并且以时分复用的方式执行通信操作，同时关于一个无线链路切换2个或更多频率；其中第一通信设备和构成第一通信设备的通信对方的第二通信设备能够通过将控制目的信息叠加到通信目的信号上来为第一和第二通信设备建立无线链路，并且在通信操作期间建立至少一个无线链路，并且能够选择在其通信质量较好的无线链路中的解调信号来执行通信操作；第一通信设备包括通知装置，用于通过无线信号的方式通知第一通信设备是否允许建立多个无线链路；第二通信设备包括查询装置，用于通过无线信号的方式查询是否允许多个无线链路；在开始通信操作之前，第二通信设备从查询装置查询通信装置关于是否允许建立多个无线链路；在响应于通知结果允许建立多个无线链路的情况下，以建立多个无线链路的方式操作第二通信设备；并且在响应于通知结果不允许建立多个无线链路的情况下，以仅建立一个无线链路的方式操作第二通信设备。
7.一种时分多址(TDMA-TDD)型无线通信系统，在其中将具有预定的固定时间的帧等分为“N”(符号“N”为大于或等于4的自然数)片时隙，并且通过采用每个等分的时隙复用发送信号和接收信号，然后在第一通信设备和第二通信设备之间执行经复用的发送/接收信号的通信操作，其中第一通信设备能够通过使用关于第二通信设备的相同帧中的“B”(符号“B”是大于或等于2并小于或等于“N”的自然数)个时隙发送由相同发送数据调制的无线信号；第二通信设备能够采用关于第一通信设备的相同帧中的“P”(符号“P”是大于或等于2并小于或等于“N-B”的自然数)个时隙发送由相同发送数据调制的无线信号；和响应于第二通信设备的环境状态，第二通信设备的发送时隙数“P”小于第一通信设备的发送时隙数“B”。
8.如权利要求7所述的无线通信系统，其中第二通信设备以在能够发送无线信号的“P”片时隙中实际发送的总通信时隙量设置为1的方式执行关于第一通信设备的通信操作，其中相同发送数据调制在相同帧内的无线信号。
9.一种时分多址(TDMA-TDD)型无线通信系统，在其中将具有预定的固定时间的帧等分为“N”(符号“N”为大于或等于4的自然数)片时隙，并且通过采用每个等分的时隙复用发送信号和接收信号，然后在第一通信设备和第二通信设备之间执行经复用的发送/接收信号的通信操作，其中第一通信设备能够通过使用关于第二通信设备的相同帧中的“B”(符号“B”是大于或等于2并小于或等于“N”的自然数)个时隙发送由相同发送数据调制的无线信号；第二通信设备能够采用关于第一通信设备的相同帧中的“P”(符号“P”是大于或等于2并小于或等于“N-B”的自然数)个时隙发送由相同发送数据调制的无线信号；和在假设在第一通信设备通过其关于第二通信设备发送根据相同数据调制的无线信号的“B”片时隙中，由第二通信设备实际接收的时隙数为“Ba”的情况下，以及在假设在第二通信设备能够通过其关于第一通信设备在相同帧内发送根据发送数据调制的无线信号的“P”片时隙中，由第二通信设备实际发送的通信时隙数为“Pa”的情况下，第二通信设备具有任何一个或多个模式时隙分集固定模式，其中第一通信设备发送由在第一通信设备和第二通信设备之间确定的相同发送数据调制的、并通过采用相同帧中的“B”片时隙发送的无线信号和在第一通信设备和第二通信设备之间确定的相同数据调制的、通过采用实际接收到的“Ba”片时隙发送的另一无线信号，并且用于实际发送无线信号的时隙量“Pa”等于“P”；时隙分集发送可变模式，其中在时隙分集固定模式中要发送到第一通信设备的无线信号的时隙量“Pa”大于或等于1，并且小于“P”；和时隙分集切断模式，其中时隙量Pa和Ba固定为1。
10.如权利要求9所述的无线通信系统，其中第二通信设备还包括时隙分集发送/接收可变模式，其中在时隙分集发送可变模式中从第一通信设备实际接收到的无线信号的时隙量大于或等于1，并且小于“B”。
11.如权利要求9所述的无线通信系统，其中第二通信设备具有即使在第二通信设备和第一通信设备移至通信操作的状态下也能切换模式的功能。
12.如权利要求9或11所述的无线通信系统，其中第二通信设备根据通信设备的电源的可用电量专门确定通信状态。
13.如权利要求9或11所述的无线通信系统，其中第二通信设备测量由第一通信设备接收到的无线信号的电磁场强度，并且根据该测量结果专门确定通信状态。
14.如权利要求9或11所述的无线通信系统，其中第二通信设备根据从第一通信设备接收到的无线信号的差错出现频率的结果专门确定通信状态。
15.如权利要求9或11所述的无线通信系统，其中在第二通信设备中，由用户自己操作按键而不管电源可用电量之类的因素就能强制切换模式。
16.如权利要求9或11所述的无线通信系统，其中具有一个模式或多个不同模式的多个第二通信设备能够同时以与第一通信设备的模式不同的模式或相同的模式通信。
17.一种由通过公共电源驱动的主设备和由电池驱动并以无线方式连接到主设备的子设备构成的无线通信系统，它采用时分多址(TDMA-TDD)系统，在其中将具有预定的固定时间的帧等分为“N”(符号“N”为大于或等于4的自然数)片时隙，并且通过采用每个等分的时隙复用发送信号和接收信号，然后在第一通信设备和第二通信设备之间执行经复用的发送/接收信号的通信操作，其中主通信设备以在相同帧内相同发送信号叠加在“B”(符号“B”是大于或等于2并小于或等于“N”的自然数)个时隙上的方式发送由相同发送数据调制、并在自设备和子设备之间确定的无线信号；子设备从相同帧中的B个时隙中实际接收从相同发送信号产生的“Ba”片无线信号，其中从主设备发送该信号；子设备通过在相同帧内使用“P”(码元“P”是大于或等于2并小于或等于“N-B”的自然数)个时隙发送在主设备和子设备之间确定并由相同发送数据调制的无线信号；以及子设备通过使用从主设备发送的“B”片通信时隙接收信号；并且当子设备向主设备发送时，子设备以在“P”个通信时隙数中实际发送的通信时隙数设置为1的方式执行通信操作。
全文摘要
在时分多址(TDMA－TDD)型无线通信系统(其中在第一通信设备(注设备)和第二通信设备(子设备)之间执行通信操作)中，由于当考虑第二通信设备方的电力消耗时选择时隙分集模式，所以该无线通信系统执行具有更高无线质量的无线通信。根据第二通信设备方的电源剩余电量和当接收无线信号时的电磁波环境，选择时隙分集模式。例如，假设(1)帧对应于(8)时隙，通过采用两个或更多时隙从第一通信设备向第二通信设备发送无线信号，而通过采用在剩余2－6(8－2)个时隙中的一片从第二通信设备向第一通信设备发送无线信号。结果，由于在第二无线通信设备中使用的无线发送时隙的总数量减少，所以可以降低占整体电力消耗很大比例的发送电力。
文档编号H04W72/04GK1820470SQ20048001977
公开日2006年8月16日 申请日期2004年7月9日 优先权日2003年7月10日
发明者八木重树, 芦塚哲也, 杉谷俊幸, 伊藤贵绍, 福田真二, 武久吉博 申请人:松下电器产业株式会社