专利名称：数字半双工传输的方法
技术领域：
本发明涉及在无线系统中在用户站与一个基站之间数字半双工传输的方法。
本发明与半双工FDMA移动无线电系统有关，该系统包括移动交换机、基站和移动无线电设备，并且具有蜂窝配置，每个网孔具有一个或多个无线信道。
在半双工FDMA移动无线系统中，在无线电设备发送允许期间通常不可能中断一个移动无线电设备并将信令发送到该移动无线电设备，因为移动无线电设备在其传输期间不能接收信令。这个问题在相同申请人的并行申请“数字半双工传输的方法”(FI934230)中，是通过在预定间隔中断移动无线电设备的传输并侦听由基站发送的反向信令来解决的。在接收之前从发送到接收以及在发信令之后再从接收到发送，使半双工移动无线电设备的无线部分的方向反向在反向信令的两侧需要一定的保护期间。由于被发送的信息规则帧结构使这样保护期间经常重复地使用，甚至没有收发信机发送话音或数据，即甚至在没有反向信息被发送的时候。实际上，这就意味着帧结构总是包含空闲时间。
本发明的目的是免除了不像全双工FDMA和TDMA移动无线系统那样产生的问题，半双工FDMA移动无线系统不允许移动无线电设备在其传输期间接收。允许接收的一个无线电站，例如一个基站不能发送任何类型的信息到已允许发送的用户站。已允许接收的基站不能中断已允许发送的用户站发送。
本发明的目的是解决上述的问题，即如何中断具有发送许可的半双工移动无线电设备的传输和如何发送反向的信令至这个用户站，而不干扰和中断具有发送许可的用户站的话音和数据的发送。本发明的另一个目的是解决与基站信令容量的浪费有关的问题，其信令容量是为了解决上面的问题需要一个保护期间而产生的。因为具有发送许可的用户站在该保护期间不能发送或接收。
在收发信机之间数字半双工传输的这种新方法是利用本发明的方法实现了，其特征在于，它包括以下步骤在一个时间期间内发送选择的话音或数据组数，该时间期间短于从具有许可的一个用户站到具有许可接收的基站发送话音或数据组的原始的总持续期；该具有接收许可的基站利用由数据组的实际传输期间和由用于发送反向信息和时间同步信息到具有发送许可的用户站的第一和第二保护期间而降低的数据组的原始的总持续期；和具有接收许可的基站在至少一个所述保护期间发送信息到至少一个用户站，该用户站没有发送许可。
可按如下方式说明本发明的思想。因为被发送的话音或数据信息由固定持续期间的数据组构成，选择的连续数据组数被收集在一起并在短于其原始持续期的一个时间期间经无线电通路发送。相应于在数据组的原始持续期与发送期间之差的一个期间、可用于从具有接收许可的收发信机到具有发送许可的收发信机传送反向的信息和定时同步信息。当具有发送许可的无线电基站将其收发信机从发送转换到接收时，以便接收反向的信道信息，和相应地，当它将其收发信机从接收转换到发送时，转换收发信机需要的时间是一个保护期间，在该期间该用户站不能发送或接收。本发明是基于这样的思想，具有允许接收的基站在保护期间被允许发送信息到用户而不是到具有许可发送的用户站。
这个发明的方法的一个优点是本发明允许反向信息从具有接收许可的基站发送到具有发送许可的一个用户站，不使中断出现在从具有许可发送的用户站的发送的信息中。在话音信息的传送和在具有低的抗误码的长持续期数据传输中这是特别重要的特征。
本发明的另一个优点是根据本发明，在反向信令信道建立中使用的规则的帧结构在保证的最大的周期内保证反向信令的成功传输。在反向信令中使用相对长的帧降低了由短持续期无线电信道干扰所产生的翻译码误码的可能性。
在收发信机之间用于数字半双工传输方法的再一个优点是具有接收许可的基站能够利用保护期间，在此期间发送信息到除了具有发送许可的用户站以外的用户站。
下面将参见附图更全面地描述本发明，这里
图1示出本发明的话音或数据信息速率变化的帧结构；图2示出本发明的多帧结构；图3示出本发明传输帧的帧结构；图4示出在第一和第二保护期间形成分离的实体的情况下根据本发明的传输帧的帧结构；图5示出在第一和第二保护时间形成几个分离的实体的情况下根据本发明的传输帧的帧结构；
图6a至6c示出利用根据本发明的方法的无线电系统的频分和时分图。
图1示出本发明的话音或数据信息速率变化的帧结构。该图表示一定的时间期间t，在t期间出现信息信号。这个信号可能是一种数据信号，该信号已经是数字形式，或者是一种话音信号，因此它需要取样和/或数字化编码该音频信号。该时间期间t被分为N－1个传输帧或时隙，一个时隙用标号100表示。预定数量的数字信息被插入到每个时隙中。根据本发明，在每个时隙100内被传送的信息传输速率被改变，以便它能被插入在较短的时隙101内。原始时隙的长度可用T表示，和例如利用方程式((N－1)/N)*T通过改变传输速率形成的新时隙的长度表示，如果原始时间期间或多帧的持续期被降低单个帧。当然，速率变化可能是比较大，因此，方程式中的1将用更大的数替代。以这种方式，可能获得更大数目的空闲帧。在描述的解决方案中，传输速率这样选择，以便具有持续期T的话音信息组具有((N－1)/N)*T的帧内被转移，这里每个第(N－1)话音信息组将具有((N－1)/N)*T的时间期间，该期间对于传输话音信息是不需要的。因此这样的超帧102在每个时间单元(N－1)T中是可用的，而且它能被用于信令。
图2表示根据本发明的多帧t的结构。在这个图中，帧102是左边空闲的，即可用于反向信息的传输。在这种情况下，帧102被安置在多帧的第18时隙或帧中。在每个正常的，即前向时隙1至17期间，前向信息和信令数据205被发送。这是用时隙5来表示，更详细地表示在帧206中。在信道传输中使用的，根据本发明的反向信令信道，即时隙18或帧102现在更全面地描述。它首先包括一个保护期间201，以便具有发送许可的用户站具有足够关闭其发射机和开启其接收机的时间。然后反向帧包括同步信息202，它可能是时间同步信息或频率同步信息。然后，该帧包括留作反向信息的间隔，即用于反向信令信道203。最后，该帧还包括一个保护期间204，在该期间具有发送许可的收发信机将具有足够时间转换其收发信机返回到发送方式。期间t的帧，即多帧之一帧(这里是102)用于发送移动无线电设备的信令的反向传输。该保护期间对于相关移动无线电设备和移动无线电系统二者都是空闲时间。这些期间是需要的，以便移动无线电设备将有足够时间转换其收发信机从发送方式到接收方式，反之亦然。具有接收许可和发送反向信息的基站不需要任何保护期间，而且甚至在保护期间它也能发送信令。
图3示出根据本发明的传输帧的帧结构。在图中，相应于单个帧300的期间被划分为更短的期间，即划分为第一保护期间301，第二保护期间302和期间303，在该期间303基站发送反向信令到具有发送许可的用户站。在保护期间301，302该基站发送信令到其覆盖区域内的其它用户站。这个信令可能是广播型传输，用于大量的或所有移动无线电设备。此外，该信令可能寻址到一个特定的用户站或一组用户站。
图4示出在第一和第二保护期间形成两个分离的实体的情况下根据本发明传输帧的帧结构。在所示的情况中，第一保护期间301和第二保护期间302可形成一个公共信令实体，用于相同接收者。另一方面，保护期间301，302二者可形成分离的信令实体S1，S2，用于不同接收者，或产生每个接收者的不同响应。
图5示出在第一和第二保护期间301和302的情况下根据本发明传输帧的帧结构，保护期间301和302分别构成几个分离的实体S3，S4，S5，S6，S7。这些实体可预定用于相同的接收者或不同的接收者。在几个连续反向信令组中转移的信令实体也可形成更大的信息实体，该实体被转移到希望的接收者。本发明的范围包括两种情况，即保护期间形成一个公共信令实体的情况和保护期间被用于分离信令事件或者它们是被划分为更小部分的情况。
图6a至6c示出利用本发明方法的无线系统中频分和时分图。图中所示的事件同时地发生。
图6a表示这样一种情况，在该情况下一个用户站MSA发送601、602上行信息并间断地调谐其收发信机TX/RX从发射频率F1到接收频率F2，以使从一个基站收听反向传输603。该图还表示在从基站的反向传输603的两侧上的保护期间604。
图6b表示一个用户站MSB如何在保护期间604中从该基站接收传输信息。因此用户站MSB连续地调谐侦听接收的频率F2。因此，用户站MSB在一个期间之外总是从基站接收传输，在该期间基站BS发送编址到用户站A的反向信息。因此，在该保护期间内该基站发送信令消息到用户站MSB。
图6c表示这样一种情况，在该情况下，该基站BS接收由用户站BSA发送的605、606F1上行链路的信息。同时，用户站B以频率F2从该基站接收607、608传输。当保护期间604开始时，用户站MSA开始转换其收发信机到收听方式，而且用户站MSB收听从该基站的传输。在用户站MSA转换其收发信机到接收之后，它从基站接收信道传输。在保护期间609期间，用户站MSB又允许接收来自该基站的信息。在该保护期间过去之后，用户站MSA再开始发送上行链路信息到该基站，而且该基站发送前向信息到用户站MSB。
有关它们的的附图和描述仅仅打算说明本发明的思想。更详细的，在一个无线电系统中用户站和一个基站之间数字的半双工传输的本发明的方法可在权利要求的范围内变化。虽然上面主要参见半双工FDMA无线系统描述了本发明，而本发明也可用于其它的无线电系统。
权利要求
1.一种用于在无线电系统中用户站与基站之间数字半双工传输的方法，其特征在于，它包括如下步骤在一个时间期间内发送选择数量(N—1)的话音或数据组，该时间期间短于从具有许可发送的一个用户站(MSA)到具有许可接收的一个基站(BS)的话音或数据组的原始的总持续期；具有接收许可的基站利用由数据组的实际传输期间和由用于发送反向信息(203)和时间同步信息(202)到具有发送许可的用户站的第一和第二保护期间(分别为301，302)降低的数据组的原始的总持续期(t)；具有接收许可的基站(BS)在至少一个所述保护期间(301，302)发送信息到至少一个用户站(MSB)，该用户站没有发送许可。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，具有接收许可的基站(BS)在所述保护期间(604)发送寻址到大数用户站(MSB)或所有用户站的信息。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述保护期间(301，302；604)被划分为许多部分(S3至S7)，在此期间，在所述各部分的每一个部分期间，具有接收许可的基站(BS)发送信息到不同的用户站(MSB)。
全文摘要
数字半双工传输的方法在用户之一的发送许可期间为了允许把信息传送到用户，在一个时间期间内发送选择数量(N-1)的数据组，该时间期间短于从具有许可发送的一个用户站(MSA)发送到具有许可接收的一个基站(BS)的数据组的原始的总持续期；具有接收许可的基站利用由数据组的实际传输期间和由用于把反向信息(203)和时间同步信息(202)发送到具有发送许可的用户站的第一和第二保护期间(301，302)而降低的数据组的原始的总持续期(t)；和具有接收许可的基站(BS)在至少一个所述保护期间(301，302)把信息发送到至少一个没有发送许可的用户站(MSB)。
文档编号H04B7/26GK1114850SQ94190721
公开日1996年1月10日 申请日期1994年9月26日 优先权日1993年9月27日
发明者基莫·马克莱恩, 米卡·莱玛斯托, 米卡·海斯卡里 申请人:诺基亚电信公司