专利名称：移动无线电通信系统的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及移动式无线电通信系统如汽车电话系统、便携电话系统、无绳电话系统或无线局域网(LAN)系统，具体来说是涉及采用扩频通信方法的移动无线电通信系统。
最近以来，扩频通信方法作为一种适宜于移动无线电通信系统的通信方法受到了关注，其在防止干扰或人为干扰方面的优点突出。
采用扩频通信方法可实现码分多址联接(CDMA)系统。例如，发射端装置中，数字化的声音数据和图像数据(基带信号)用数字调制方法如相移键控(PSK)或频移键控(FSK)调制法调制。然后，用扩展码如伪噪声码将调制的发送数据扩频，并将其转换成宽带信号。宽带信号再被转换成射频信号发射出去。另一方面，在接收端装置中，将接收的射频信号变频成中频信号或基带频率信号。接下来，将变频后的信号被用与发射端装置所用扩展码相同的代码去扩展。然后，用数字解调方法如PSK或FSK解调方法进行数字解调。这样，接收数据就得以再现。通过变化扩展码，可以相同的频率同时使用多个发射/接收装置。
在这种CDMA系统中，会出现由基站与移动站间的距离引起的所谓“远近问题”。具体说是，当多个移动站同时以相同频率通信时就会出现这个问题。在这种情况下，距离基站较近的移动站发出的电波功率就大于距离基站较远的移动站发出的电波的功率。结果，基站就会由于较近的移动站的大功率无线电波的作用而不能接收远处移动站的无线电波。因此，基站和远处移动站问的无线电接续控制就无法进行，或通信质量下降。
在已有技术中，提出了下列方法以解决这个问题。即，在移动站或基站测量接收的电场的强度。根据测量结果，用开环控制方法或闭环控制方法控制移动站的发射功率。不管基站与移动站间的距离如何，基站在任何时候都以恒定接收功率接收移动站的电波。
在开环发射功率控制方法中，在移动站测量基站发出的恒定功率射频信号的电场强度(接收电场强度)。根据测量值，移动站确定自己的发射功率。具体地说，当所接收的来自基站的射频信号的电场强度低时，就判定基站和移动站间的距离远，发射功率被设置为大值。相反，当接收的来自基站的射频信号的电场强度高时，就判定基站和移动站间的距离近，发射功率被设置为小值。
另一方面，在闭环发射功率控制方法中，在基站测量移动站发出的恒定功率射频信号的电场强度(接收电场强度)。根据测量值，基站产生控制移动站发射功率的命令信息并将该信息通过前向线路发给有关移动站。移动站根据该命令信息控制自己的发射功率。
然而这些控制方法却存在下列问题。在移动无线电通信系统如汽车电话系统和便携电话系统中，在从基站到移动站的前向线路和从移动站到基站的反向线路中一般采用不同的射频。于是，在开环发射功率控制方法中，移动站测量接收电场强度的无线电信号的频率不同于实际发射的无线电信号的频率。这样，就不能准确测量基站和移动站间的距离。发射功率就会由于频率选择性衰落等影响而不能得到适当的控制。
从另一方面来说，在闭环发射功率控制方法中，由频率选择性衰落等引起的影响可被消除。因此，可实现比开环控制方法更准确的控制。然而，由于闭环发射功率控制方法很费时，通常在基站和移动站由话音信道连接时才采用该方法。这样，在由话音信道形成无线电线路前即，当基站和移动站间的无线电接续控制通过采用存取信道进行时，必须依赖开环控制。结果就不能避免频率选择性衰落等影响。此外，在这种方法中，需要将命令信息包含在由基站发射给移动站的同步信号中，同步信号的信息量就会相应下降。
如上所述，在常规CDMA无线通信系统中不能避免频率选择性衰落等影响，而且除通话期间外不能适当控制发射功率。因而“远近”问题并没有解决，结果是通话质量下降或无线接续控制不精确。
因而，本发明的目的是提供一种能够有效解决“远近”问题而不用精确控制移动站发射功率的移动无线通信系统，从而提高通话质量和无线接续控制的可靠性。
根据本发明所述，提供一种采用扩频方法进行基站和多个移动站间的无线通信的移动无线电通信系统，其中给由基站到移动站的前向线路和由移动站到基站的反向线路分配一共用频率，用共用频率发射的信号具有的通信格式是多个前向线路时隙和多个反向线路时隙被时分多路复用，至少基站和移动站中的一个包括用于检测移动站和基站间距离的装置；和用来根据距离检测装置的检测结果从前向线路时隙和反向线路时隙中选择预定的前向线路时隙和预定的反向线路时隙，并将所选时隙分配给基站和移动站间的无线通信的装置。
距离检测装置在移动站中提供，包括用来测量基站发射的同步信息的接收电场强度的装置，和用来将接收电场强度的测量结果发射给基站的装置。时隙分配装置提供在基站中，包括用来根据所接收的移动站发射电场强度的测量结果给无线电通信分配预定前向线路时隙和预定反向线路时隙的装置，所分配时隙在与接收电场强度相关的时隙中。
基站用不同于前向线路和反向线路射频的同步射频至少发射同步信息给移动站，移动站根据基站发射的同步信息通过前向线路和反向线路进行无线电通信。
基站包括用来控制每个前向线路时隙的无线电通信发射功率的装置。
根据本发明所述，预定时隙根据基站和移动站间的距离分配给移动站。具体地说，移动站进行无线电通信采用的时隙与离基站同样距离的移动站所用时隙相同。于是，距离基站远的移动站和距离基站近的移动站不同时发射电波。即使离基站近的移动站发出的电波的接收电场强度大于远离基站的移动站发出的电波的接收电场强度，基站也肯定能接收到远处移动站的无线电通信信号。即，即使不精确控制每个移动的发射功率也不会出现“远近”问题。因此，不管通话和无线电接续的时期如何，都可实现高质量通话和精确的无线电接续控制。
基站和移动站间的双全工无线通信通过设置在共用射频上的前向线路时隙和反向线路时隙进行。于是，即使采用开环发射功率控制方法，移动站也能适当地控制发射功率而不受频率选择性衰落等影响。
此外，同步射频被设置得独立于无线电通信射频，同步信息用该同步射频由基站发射给移动站。根据基站发射的同步信息在移动站获得时分多址通信的同步。于是，可实现稳定的无线电通信，同时在基站和移动站间保持同步。
另外，使用同步射频时，采用该同步射频的同步信号的接收电场强度可在移动站测量，所测得信息可发送给基站，而基站根据发来的接收电场强度的测量信息选择和分配前向线路时隙和反向线路时隙。这种情况下，可进行时隙分配控制，例如，不加改变地使用闭环发射功率控制。因而，控制系统可被简化。
除此之外，如果基站的发射功率被控制在每个前向线路的预置范围内，可用大发射功率从基站向(例如距基站较远的)移动站发射，可用小发射功率从基站向距基站较近的移动站发射。因而，与不管移动站位置如何都以大发射功率发射无线电信号的情况相比，基站的能量效率得到提高，诸如其它无线电区域干扰的不利因素可被减小。
图1简略给出根据本发明实施例所述的蜂窝移动通信系统的结构；图2给出根据本发明实施例所述的系统的无线电发射格式；图3A和3B说明给根据本发明实施例所述系统中每个移动站分配时隙的时隙分配方法；图4给出本实施例基站中每个时隙的发射功率电平；图5给出根据本发明所述的基站主要部分结构的电路框图；图6是给出RAKE接收机结构的例子的电路框图7给出示于图6的匹配滤波器的输出脉冲波形；图8是给出根据本实施例所述的移动站主要部分结构的电路框图；图9给出该实施例基站中每个时隙的接收电场强度；图10是说明当扩展码速率设为8Mbps时发生多径衰落的特性曲线图；图11是说明扩展码速率设为1.2Mbps时发生多径衰落的特性曲线图。
现在将参照附图详细描述本发明。
图1简略地给出根据本发明所述的蜂窝移动通信系统或移动无线电通信系统实施例的结构。
蜂窝移动通信系统包括控制站CS，多个基站BS1，BS2…，和多个移动站MS1，MS2，…。控制站CS通过有线线路CL与有线通信网NW相连。基站BS1，BS2通过有线线路CL1，CL2…与控制站CS相连。基站BS1，BS2，…分别构成叫做单元的无线电区域E1，E2…。射频被分配给基站BS1，BS2，…，至少使相邻无线电区域间分配的射频不同。
基站BS1，BS2用分配的射频以CDMA—TDMA—TDD方法实现与位于基站BS1，BS2形成的无线电区域E1，E2…内的移动站的无线电通信，CDMA—TDMA—TDD方法是扩频中的码分多址联接(CDMA)方法，与时分多址联接/时分双路复用(TMDM—TDD)方法的结合。
具体地说，当进行无线电通信时，用于同步的第一射频f1和用于通信的第二射频f2(如图2示)被设置在基站BS1，BS2，…和移动站MS1，MS2…之间。
第一射频f1用来从基站BS1，BS2向移动站MS1，MS2…发射有利于移动站MS1，MS2，…的代码同步的导频信号和同步信号。同步信号包括时间信息和帧及时隙的定时信号。另一方面，第二射频f2用于发射基站和移动站间的话音数据。图2给出第二射频f2的发射格式。在第二射频f2的发射格式中，一帧被分成前向线路周期(前半部分)和反向线路周期(反半部分)。前向线路周期和反向线路周期分别被分成T1到T4四个时隙和R1到R4四个时隙。具体地说，根据本实施例所述的系统与前向线路和反向线路被设为同样射频f2的常规CDMA系统不同。
第一和第二射频f1和f2的频带被设为宽带以在RAKE接收机中有效地进行多种合成。这样，用于扩频的码扩展速率(Chiprate)被设置为8.13Mbps。
基站BS1，BS2用第一射频f1发射导频信号和同步信号给移动站MS1，MS2。在通信时，移动站MS1，MS2…用第一射频f1接收来自基站BS1，BS2，…的导频信号和同步信号并抽取所接收信号的定时信息。根据定时信息，实现对采用第二射频f2发射的无线电通信信号的帧同步和时隙同步。
当进行基站BS1，BS2，…和移动站MS1，MS2…间的通信时，第二射频的四对前向线路时隙和反向线路时隙T1/R1到T4/R4中(对应于距离测量结果)的一对根据距离和时隙间的预定对应关系来选择。时隙对被分配给移动站MS1，MS2，…。距离的测量是移动站MS1，MS2，…测量基站BS1，BS2，…用第一射频.f1以预定功率发射的用于同步的无线电载波信号的接收电场强度。移动站MS1，MS2…测得的有关接收电场强度的信息被送到基站BS1，BS2，…。在基站BS1，BS2，…事先与发送信息有关的时隙对被确定并通知移动站MS1，MS2，…。这样，就分配了时隙。
图3A和3B给出接收电场强度的测量结果与时隙对应关系的例子。如图3A所示，根据在移动站MS接收的基站BS发射是电波的电场强度，即，根据基站BS和移动站MS间的距离，基站BS形成的无线电区域被分成4个区A1到A4。使区A1到A4与四对时隙T1/R1到T4/R4对应如图3B示。将对应关系存放在基站BS的控制电路内的存储表中。
在本实施例的系统中，将基站BS1，BS2…的发射功率控制在前向线路时隙T1到T4中的每一个的预定电平。在图3A的情况下，当由基站BS向位于最远A4区中的移动站发射无线电通信信号时，需要大发射功率。当向位于较近的A1到A3区的移动站发射无线电通信信号时，小于向A4发射的发射功率就足够了。因此，如图4所示，在与距基站BS最远的区A4对应的时隙T4发射功率被设为最大值。在与区A3、A2和A1对应的时隙T3、T2和T1中，发射功率随基站BS和区域间距离的增加以阶跃式下降。于是，就不需要进行精细控制(与基站连续控制发射功率的情况相比)，基站可以较低成本建成。并且，移动站的动态范围可以很窄。
现在将详细讨论用于以上系统的基站和移动站的结构。
图5是说明基站主要部分结构的电路框图。同步信号发生电路10产生的导频信息和同步信息分别被输入到导频扩展调制器11和同步扩展调制器12。扩展调制器11和12各包括用根据控制电路24的控制信号产生预定扩展码的扩展码发生器13产生的扩展码扩展输入信号频谱的乘法器。扩展码的扩展率被设为127以使扩展码速率可设置在8.13Mbps。经过扩展调制的导频信息和同步信息被合成器15合成并输入到发射机/接收机16。发射机/接收机16将合成器15来的信号变频为具有第一射频f1的信号。变频信号通过天线17发射给移动站。在任何时候都可实现用第一射频f1发射导频信息和同步信息。
另一方面，编码译码器(未给出)输出的四个信道的话音数据单元被输入到发射多址联接控制器18。发射多址连接控制器18将每个话音数据单元按控制电路24的时隙分配命令STD插入四个时隙的任一个。为插入时隙，话音数据单元被压缩至1/8，如以1.075-Kbps到8Kbps。发射多址联接控制器18输出的四个时隙的话音数据被输入到扩展调制器201到204。扩展调制器201到204用扩展码发生器13产生的固有扩展码对话音时隙数据单元进行扩展调制。扩展码发生器13为各自的地移动站产生不同代码。扩展码的扩展率被设为127以使扩展码速率可设为8.13Mbps，就象用第一射频f1发射的导频信号和同步信号一样。
扩展调制的话音时隙数据单元被合成器15合成并输入到发射机/接收机16。发射机/接收机16将合成器15来的信号变频成第二射频f2的信号，变频的信号被内置的发射功率放大器(未给出)放大至为每个时隙T1到T4设置的预定电平，放大的信号通过天线17发射给移动站MS。T1到T4每个时隙的发射功率电平根据控制电路24的发射功率控制信息PAS来设置，如图4示。换句话说，发射功率控制信息PAS是设置每个时隙发射功率的控制信号，如图4所示。
另一方面，移动站MS发射的第二射频f2无线电载波信号由发射机/接收机16通过天线17接收。在接收机16中，接收的无线电载波信号被变频成中频信号并输入到接收多址连接控制器21。接收多址联接器21将接收的中频信号根据控制电路24的时隙分配命令RTD分离成各时隙R1到R4的中频信号，并将分离的信号馈送至去扩展解调器231到234。去扩展解调器231到23将接收的中频信号用扩展码发生器13产生的与发射端移动站相应的固有扩展码进行去扩展然后再解调。这样，就得到基带的接收数据。得到的接收信号被馈送至编码译码器(未给出)并由其解码以再现语音信号。
RAKE接收机用作发射机/接收机16的接收电路。图6是说明RAKE接收机结构的例子的电路框图。匹配滤波器81装配在RAKE接收机82的前一级。如果无线电载波信号被输入到匹配滤滤器81，匹配滤波器81根据入站时间和信号强度输出具有多个峰值的脉冲序列，如图7所示。RAKE接收机82包括以与扩展码速率(Chip rate)的倒数相应的时间间隔排列的分支(tap)横向滤波器。具体地说，匹配滤波器81输出的脉冲序列被延迟线83延迟，以具有与扩展码速率的倒数相应的时间间隔，并被输入到分支840到84n。在分支840到84n中，延迟脉冲序列用分支系数a0到an加权，由加法器85相加。
控制电路24包括(例如)作为主控单元的微计算机，也包括用来进行CDMA—TDMA—TDD系统的通信控制的时隙分配控制装置和发射功率控制装置。
当用于无线电接续控制和通话的通信链路形成在基站和移动站之间时，时隙分配控制装置根据移动站发出的有关接收电场强度的测量信息和表示预存在存储表中的接收电场强度与分配时隙对应关系的信息(图3B)确定要分配给移动站的时隙。此外，时隙分配控制装置分别传递时隙分配命令信息STD/RTD给发射多址连接控制器18和接收多址连接控制器21。
发射功率控制装置根据表示预存在存储表中的发射功率电平与时隙间的对应关系的信息(图4)确定与时隙分配控制装置所分配时隙相应的发射功率电平。然后发射功率控制装置再传递确定发射功率电平的命令信息PAS给发射机/接收机16。所给出的发射功率不是作为固定值，而是作为定义预定范围的上限和下限值。
上述对基站发射功率的逐时隙控制是闭环控制。然而，发射机/接收机16可为每个时隙R1到R4配备一检测电路用来检测来自移动站的第二射频f2无线电载波信号的接收电场强度，然后根据检测电路检测到的接收电场强度值进行开环控制。
图8是说明移动站主要部分结构的电路框图。
图8中，基站发射的无线电载波由天线31接收并通过天线双工器(DUP)32输入到第一和第二接收滤波器33和34。
第一接收滤波器33的频带特性是使得第一射频f1通过。第一射频f1的无线电载波信号(其已通过第一接收滤波器33)被输入到混频器35。混频器35接收由将本机振荡器36产生的对应于第一射频f1的接收本机振荡信号与导频/同步扩展码发生器37产生的扩展码相混合的混频器38产生的信号。混频器35将第一射频f1的无线电载波信号与接收本机振荡信号混频并将输入信号变频成中频信号。中频信号与扩展码相乘，并被去扩展。不必要的电波成分由中频滤波器41从去扩展后的接收中频信号中滤出。滤波后的信号输入到解调器42，被解调成导频信息和同步信息。解调后的导频信息和同步信息被提供给TDMA电路43作为TDMA—TDD控制的定时信息。
导频/同步扩展码发生器37的功能是产生用于导频信息的扩展码和用于同步信息的扩展码。选择信号发生器39确定应产生哪个扩展码。电路配置可通过用简单电路产生导频信息用的扩展码和同步信息用扩展码来简化。
另一方面，第二接收滤波器34的频带特性使得第二射频f2通过。第二射频f2的无线电载波信号(已通过第二接收滤波器34)被输入到混频器44。混频器44还接收混频器46得到的信号，混频器46将与由本机振荡器36产生的第二射频f2相应的接收本机振荡信号与扩展码发生器45产生的扩展码相混频。在混频器44中，第二射频f2的无线电载波信号与接收本机振荡信号混频，被变频成中频信号，然后再与扩展码相乘并被去扩展。中频滤波器47从去扩展的接收中频信号中除去不必要的电波成分。中频滤波器47输出的信号被输入给解调器48。解调器48将输入信号解调成接收数据。解调后的接收信号被输入到TDMA电路43。在TDMA电路43中，将分配给该移动站的时隙的接收数据，并根据控制电路63传递的时隙分配信息TDS从接收信号中分离并提取出来。提取的接收数据被提供给编码译码器(未给出)以再现语音数据。
编码译码器(未给出)输出的发射数据在TDMA电路43中被压缩至8Kbps到64Kbps，并被插入分配给当前移动站的时隙。发射时隙数据被输入到扩展调制器51。在调制器51中，将发射时隙数据根据适合于当前移动站的发射扩展码进行扩展调制，发射扩展码由发射扩展码发生器52产生。调制器52输出扩展调制的信号。扩展码的扩展率设为127以使扩展码速率可设为8.13Mbps。
在混频器53中，调制器51输出的扩展调制信号与本机振荡器54产生的发射本机振荡信号混合，并被变频成第二射频f2的无线电载波信号。无线电载波信号的频带受发射滤波器55的限制并由发射功率放大器56进行功率放大。放大的信号通过天线双工器提供给天线31。放大的信号从天线31被发射给基站。
控制电路63包括作为主要控制单元的微计算机。控制电路63有基于CDMA—TDMA—TDD系统的无线电通信控制装置(作为功能装置)。控制装置接收来自接收电场强度检测电路61的、由基站以第一射频f1发射的无线电载波信号的接收电场强度的检测信息。控制装置用第二射频f2的一预定时隙向基站发送接收电场强度的检测信息。此外，控制装置根据基站响应所发送检测信息发射的时隙分配命令指定要用于TDMA电路43的时隙。另外，控制装置还从接收电场强度检测电路62接收基站用第二射频f2发射的无线电载波的接收电场强度。根据接收的检测信息，控制装置以开环方式控制发射功率。
现在描述具有上述结构的系统的工作。
(i)假定移动站MS1到MS14如图3A所示分布，并且在移动站MS1到MS14中已进行通话操作或移动站MS1到MS14已收到入站信号。这时，移动站MS1到MS14接收基站BS1以第一射频f1发射的无线电载波，并检测无线电载波的接收电场强度。
(ii)移动站MS1到MS14用控制射频或第二射频f2的预定时隙向基站BS1发送接收电场强度的检测信息。由于射频f1的信号在任何时候都以恒定强度发射，基站和移动站间的距离就可通过测量接收电场强度来测量。
(iii)当基站BS1收到移动站MS1到MS14的接收电场强度检测信息时，基站BS1确定要分配给移动站MS1到MS14的时隙，这是根据接收电场强度的检测信息和预存在存储表中代表接收电场强度(距离)和分配时隙间对应关系的信息(如图3B所示)进行的。
例如，移动站MS1位于离基站BS1最远的A4区。于是，来自基站BS1的无线电载波的接收电场强度最低。因而，基站BS1根据移动站MS1发出的接收电场强度的检测信息将时隙T4/R4分配给移动站MS1。由于移动站MS2也位于A4区，所以其接收电场强度最低。因此，基站BS1将时隙T4/R4分配给移动站MS2，与移动站MS1的情形相似。
与此相反，移动站MS3位于离基站BS1最近的A1区。于是，在移动站MS3接收电场强度最大。因此，基站BS1将时隙T1/R1分配给移动站MS3。
相似的，时隙T1/R1被分配给移动站MS9，就像移动站MS3一样。时隙T2/R2被分配给移动站MS4，MS10和MS13。时隙T3/R3被分配给移动站MS6，MS8，MS12和MS14。时隙T4/R4被分配给移动站MS5，MS7和MS11。
(iv)如果这样确定了时隙分配，就可将时隙分配命令信息项STD/RTD在基站分别传给发射多址连接控制器18和接收多址连接控制器21。此外，基站BS1用控制射频的一预定时隙或第二射频f2向移动站发送时隙分配命令信息。
(v)这样就在基站BS1和移动站MS1到MS14间根据每个移动站检测的接收电场强度构成存取信道或语音信道，即通过使用根据基站BS1与每个移动站间的距离分配的时隙来形成存取信道或话音信道。随着这些信道的形成，无线电接续控制或无线电话音通信就可在CDMA—TDMA—TDD系统的基站BS1和移动站MS1到MS14间进行。这时，在基站BS1对时隙T1至T4中的发射功率电平进行控制(如图4所示)，以使对应于最远的A4区的时隙T4中发射功率电平最高，而在时隙T3、T2和T1中逐渐按顺序下降。因此，图3A中，对位于距基站BS1最远的A4区中的移动站MS5，MS7和MS11用最高发射功率电平进行发射，而对位于距基站BS1最近的A1区中的移动站MS3和MS9用最低发射功率电平进行发射。
在上述对前向线路的每个时隙T1到T4进行的发射功率电平的控制中，基站BS1可检测移动站以第二射频f2发来的每个反向线路R1到R4的接收电场强度，并可根据检测结果精细地调节前向线路时隙T1到T4的发射功率电平。具体地说，在基站BS1，发射功率电平可用第二射频f2进行开环控制。
(vi)现在将描述移动站在无线电通信过程中移动及移动站所属区域发生变化的情形。在通信过程中，移动站测量由基站BS1，BS2，…用第一射频f1以恒定发射功率周期性发出的同步用无线电载波信号的接收电场强度，从而测量移动站和基站间的距离。如果检测到移动站所处区域的变化，就根据区域重新分配时隙。具体地说，如果移动站接近基站，从A2区进入A1区，分配给A2区中移动站的时隙T2/R2就变到T1/R1。如果当前移动站的分配时隙发生变化，并且当前移动站所用的扩展码已被另一移动站所用，当前移动站的扩展码就需要改变。然而，可能存在所有扩展码均已被使用的情况。这时，不改变时隙或将时隙变成其它时隙而不管时隙和区域间的对应。
如上所述，在本实施例的系统中，前向线路时隙T1到T4和反向线路时隙R1到R4在一射频f2上被时分多路复用。来自基站BS1的导频/同步信号的接收电场强度由移动站MS1到MS14检测。检测的信息被发送给基站BS1，基站BS1从时隙T1到T4/R1到R4中选择与所发送接收电场强度的检测值相应的时隙，并将所选择时隙分配给移动站。因此，移动站MS1到MS14与基站BS1进行无线电通信时，与基站距离相同的移动站所用时隙相同。于是，远离基站BS1的移动站和离基站较近的移动站不同时发射电波。即使距离基站BS1较近移动站(如MS3)发出的电波的接收电场强度大于离基站BS1较远移动站(如MS1)发出的电波的接收电场强度，基站BS1也能无误地接收来自远处移动站MS1的无线电通信。由于确定地解决了移动站间的“远近”问题，所以不需要精确控制每个移动站的发射功率。因此，发射功率的控制系统可得到简化，移动站的生产成本能够降低。
如果夸大点就可以说，本实施例的系统中对移动站的发射功率控制是不必要的，任何移动站都可以恒定发射功率进行发射。图9给出这种情况下基站每个时隙中的接收电场强度。在常规系统中，为解“远近”问题，必须控制移动站的发射功率电平以便基站能以恒定接收电场强度收到移动站发射的电波，不管移动站在单元中的位置如何。因而，在这种情况，精确的发射功率控制是不可缺少的。
在本实施例中，为进行TDMA—TDD通信，发射数据被压缩至如8Kbps到64Kbps，压缩的发射数据被以扩展率127扩频。这样，扩展码速率(Chip rate)就为8.13Mbps，频带被展宽。于是，多径衰落的影响就被减小，依赖扩展码速率的时间分辨率减至约120nsec。因而，当等RAKE接收机用作接收电路时，可进行有效的分集合并和高质量的无线电通信。
图10和11是实际的测量曲线图，其给出扩展码速率分别设为8Mbps和1.2Mbps的情况下出现多径衰落的情况形(引自DonaldL.Schilling等人，PIMRC’93“BROADBAND CDMA FOR IN-DOOR AND OUTDOOR PERSONAL COMMUNICATION，LectureN0.D1.2)。在图10和11中，竖坐标说明接收信号的相关器输出，横坐标说明扩展码在其中一段一段被移动的相关器的时间。如从图中显然看到的那样，通过增加扩展码速率和加宽频带可减小多径衰落的影响。
此外，在本实施例中，远离基站BS1的移动站进行通信时，靠近基站BS1的移动站根本不进行通信。因此，远离基站的移动站可以比已有技术低的功率进行发射。结果就可减小对相邻单元的干扰。类似地，当靠近基站BS1的进行通信时，远离基站的BS1的移动站根本不进行通信。于是，基站BS1可从靠近基站的移动站接收无线电载波而不受远离基站的移动站的无线电干扰。因此，靠近基站BS1的移动站不需要精确控制发射功率，从而可以比已有技术高的发射功率进行发射。
本发明不限于上述实施例。例如，在上述实施例中，第一射频f1被设为发射导频/同步信号的频率。然而，如果从以第二射频f2发射的信号提取定时信息来同步帧和时隙，就可能使采用第一射频f1发射导频/同步信号不必要。这样，第一射频f1就可用作发射通信数据的频率。从而可加倍通信信道(如存取信道和话音信道)的数目。
另外，在上述实施例中，为实现对移动站的开环发射功率控制TDMA—TDD，系统被采用。当没有进行开环发射功率控制的特殊要求时，即，当不控制移动站的发射功率或可进行闭环控制时，可以将不同频率用于前向线路和反向线路。
不脱离本发明的精神，还可对测量基站和移动站间距离的装置、分配时隙的方法、基站和移动站的类型和结构、系统的类型、扩展码速率的值等进行各种变化。
如上面详细描述的那样，在本发明中，将一公用射频分配给由基站到移动站的前向线路和由移动站到基站到基站的反向线路，将用公用射频发射的无线电通信信号的发射格式构造成多个前向线路时隙和多个反向线路时隙被时分多路复用的形式。在基站和移动站中，与两站间距离有关的信息在通信时被检测。根据检测到的距离信息，从多个前向线路时隙和反向线路时隙中选择预定的前向线路时隙和预定的反向线路时隙。所选择的前向线路时隙和反向线路时隙被分配移动站和基站间的无线电通信。
因此，本发明可提供一能够有效解决”远近“问题而不需精确控制移动站发射功率、从而提高通话质量和无线电接续控制可靠性的移动无线电通信系统。
权利要求
1.一种用扩频方法在基站和多个移动站间进行无线电通信的移动无线电通信系统，其中公用频率被分配给从基站到移动站的前向线路和从移动站到基站的反向线路，用公共频率发射的信号的通信格式是多个前向线路时隙和多个反向线路时隙被时分多路复用，所述基站和移动站中至少一个包括检测移动站和基站站距离的装置；和根据所述距离检测装置的检测结果从前向线路时隙和反向线路时隙中选择预定前向线路时隙和反向线路时隙，并将所选择时隙分配用于基站和移动站间的无线电通信的装置。
2.根据权利要求1所述的移动无线电通信系统，其中所述基站用不同于所述前向线路和反向线路射频的同步射频向移动站至少发射同步信息，所述移动站根据基站发射的同步信息通过前向线路和反向线路进行无线电通信。
3.根据权利要求2所述的移动无线电通信系统，其中所述距离检测装置装在所述移动站中，包括用于测量基站发射的所述同步信息的接收电场强度的装置和用来向基站发射接收电场强度测量结果的装置，所述时隙分配装置装备在基站中，包括用来根据移动站发射的接收电场强度的测量结果从所述与接收电场强度有关时隙中给无线电通信分配预定前向线路时隙和预定反向线路时隙的装置。
4.根据权利要求3所述的移动无线电通信系统，其中所述基站包括用来控制每个前向线路时隙的无线电通信发射功率的装置。
5.一种用扩频方法在基站和多个移动站间进行无线电通信的移动无线电通信系统，其中不同的频率被分配给由基站到移动站的前向线路和由移动站到基站的反向线路，前向线路和反向线路发射的信号的通信格式为多个前向线路时隙和多个反向线路时隙被时分多路复用，所述基站和所述移动站中至少一个包括检测移动站和基站间距离的装置；和根据所述距离检测装置的检测结果从前向线路时隙和反向线路时隙选择预定前向线路时隙和预定反向线路时隙并将所选时隙分配用于基站和移动站间的无线电通信的装置。
6.根据权利要求5所述的移动无线电通信系统，其中所述基站用不同于所述前向线路和反向线路射频的同步信号频率向移动站至少发射同步信息，所述移动站根据基站发射的同步信息用前向线路和反向线路进行无线电通信。
7.根据权利要求6所述的移动无线电通信系统，其中所述距离检测装置装备在所述移动站中，包括测量基站发射的所述同步信息的接收电场强度的装置和向基站发射接收电场强度测量结果的装置，所述时隙分配装置装在基站中，包括根据移动站发射的接收电场强度的测量结果从所述与接收电场度强度有关时隙中给无线电通信分配一预定前向线路时隙和预定反向线路时隙的装置。
8.根据权利要求7所述的移动无线电通信系统，其中所述基站包括控制每个前向线路时隙的无线电发射功率的装置。
9.一种进行基站和多个移动站间无线电通信的无线电通信系统，所述系统包括时分多路复用装置，其将基站和移动站间的话音信道分成多个时隙并根据移动站和基站间的距离给移动站分配一预定时隙；码分多址连接装置，其给所述分配了时隙的多个移动站指定不同代码。
10.根据权利要求9所述的无线电通信系统，其中所述多个时隙与基站和移动站间的距离相关，所述时分多路装置包括检测基站和移动站间距离的装置和给移动站分配与检测距离相关的时隙的装置。
11.根据权利要求10所述的无线电通信系统，其中所述距离检测装置装在移动站中，包括通过测量基站以恒定强度发射的同步无线电载波信号的接收电场强度检测距离的装置。
12.根据权利要求9所述的无线电通信系统，其中所述时分多路复用装置包括用于检测到通话过程中移动站和基站间的距离变化时重新分配时隙的装置。
13.根据权利要求12所述的无线电通信系统，其中所述时隙再分配装置可禁止时隙的再分配，这时不可能进行再分配时隙的码分多路复用。
14.根据权利要求9所述的无线电通信系统，其中用于由基站到移动站的话音信号发射的前向线路和用于由移动站到基站的话音信号发射的反向线路在话音信道具有不同的频率。
15.根据权利要求9所述的无线电通信系统，其中用于由基站到移动站的话音信号发射的前向线路和用于由移动站到基站的话音信号发射的反向线路在话音信道有相同的频率。
16.根据权利要求9所述的无线电通信系统，其中所述码分多址连接装置包括用预定扩展码扩展调制通信信号的装置和给各移动站指定不同扩展码的装置。
17.根据权利要求9所述的无线电通信系统，其中所述多个时隙与基站和移动站间距离相关，所述基站包括以随基站和移动站间距离的增加而增加、随距离的下降而下降的功率发射信号的装置。
18.根据权利要求9所述的无线电通信系统，其中所述基站包括RAKE接收机。
19.根据权利要求9所述的无线电通信系统，其中所述移动站包括根据移动站和基站间的距离控制发射功率的装置。
全文摘要
在用码分多址连接方法在基站和多个移动站进行无线电通信的移动无线电通信系统中，由前向线路的多个时隙和反向线路的多个时隙以时分多路复用方式设置在第二射频上。在与基站和移动站间短距离相关的时隙中发射功率低，反之则发射功率高。移动站检测基站用第一射频发射的导频/同步信号的接收电场强度。根据移动站接收电场强度的检测值，基站确定基站和移动站间的距离，从而给该移动站分配所选择的时隙。
文档编号H04J13/00GK1126540SQ9519026
公开日1996年7月10日 申请日期1995年4月5日 优先权日1994年4月5日
发明者齐藤成利 申请人:株式会社东芝