[发明专利]分集法、无线电接收机和无线电系统

说明书

本发明涉及一种衰落时间一般在秒数量级的无线电系统中的分集法、准备用在这样一种无线电系统中的无线电接收机和一种无线电系统。

在无线电收发系统中，衰落是一个共同的问题。为了减轻这个问题造成的影向，研制了许多不同的方法，而各种分集方法又最为重要。在数字无线电系统中，通道编码、(频率)交错和频率跳变也是减轻衰落影响的常用方法。上述方法一般用于数字移动通信系统，例如欧洲的GSM系统。

本发明还涉及切换位置分集接收法，其中，将几根不同的天线，一般两根天线放在不同位置，与发射波长相比彼此相隔足够的和适当的距离，将可以任选的天线之一连接到接收机上。在选择天线上有几种不同的算法。最简单而又通用的方法是，只要从第一根天线接收的信号变弱，就切换到第二根天线，并开始接收它的信号。天线的位置是这样设置的使得第二根天线的信号质量肯定比较好。在一种搜索切换方法中，在几根天线之间快速连接，直至其中一根天线的信号质量超过规定的质量限度为止，然后开始接收所述信号。在作为切换分集方法的替代方案的选择性分集方法中，总是选择最佳的信号。这个方法的缺点是需要几个接收电路，以便同时检验接收信号的质量。因此，这个方法容易变得昂贵。

图1提出一种以切换分集方法为基础的解决方案。这个方法适宜于衰落快速而接连发生的无线电接收机。例如，在一个正在移动的移动通信终端上，这样的情况是经常发生的。在图1的解决方案中，无线电接收机可用的信号来自天线1和2两根不同的天线。用来选择从这根天线还是从那根天线接收信号的开关3由分集法装置控制。方框18测量信号质量，在方框5中计算信号的短期平均质量、此外，在方框6中计算长期平均质量，而在方框7中乘以选定的加权系数。短期平均表示瞬间的信号质量，而加权长期平均则表示信号质量限度，后者在方框8中与瞬间信号质量值进行比较。若短期平均低于加权长期平均，则比较方框8产生控制动作，使开关3选择另一根天线。在时分数字系统中，信号是隔某个时间间隔以短脉冲串的形式接收的，使用从每个脉冲串测得的信号质量作为短期平均是有利的。长期平均信号质量要在一个足够长的周期内计算，以保证它确实代表所述无线电通道的平均质量。描述信号质量的参数可以是，例如，信号强度、信噪比、位差错率或均方误差。

在往往被称为WLL(无线电局部环路)并且其中固定的电话网络是用无线电连接装置或蜂窝网络来实现的固定无线电系统中，终端是处于特定的位置的，在这里它是完全固定不动的，或者它的移动是非常有限的，就像普通的公用电话网络一样。在这样的系统中，接收机看到的衰落首先是反射无线电波的移动物体引起的，衰落发展得慢而且持续时间长。衰落持续时间一般在秒的数量级，而且在反射物体移动到足够远之前是不会消失的。在这样的情况下，通道编码在数字传输中会是很起作用的。(频率)交错和通道编码在容易受到这种类型的衰落影响的通道中不能保证适当的性能。在这方面，应所述指出，用户把WLL系统等同于固定有线电话网络，对它提出同样的质量要求，因而对他们来说，衰落现象是不能接受的。因此，分集接收很可能是固定无线电网络终端所要求的。最简单和成本最低的分集接收是图1所述的位置分集法，尽管它并非WLL系统最可行的方法。

本发明的目的是产生一种适用于固定无线电系统终端的经过改进的简单的分集法。

按本发明的无线电系统的分集法，其中，衰落时间一般在秒数量级，并且通过从几根天线中选择一根连接到接收机上来选择无线电接收机的信号，而所述选择是根据测量到的信号质量来进行的，其特征在于：除了根据测量到的信号质量外，还对未来规定周期的信号质量进行预测，并根据预测的信号质量进行选择。

在这样的无线电系统中，即，其信号是数字时分信号，而它们由在被分割成时间间隔的依次出现的帧的若干个时间间隔内的脉冲串组成，信号质量最好从一个脉冲串测量，并根据所述脉冲串或所述脉冲串之前的一个或多个脉冲串的测量信号质量对以后几帧进行预测。

信号质量最好用外推法从测量结果进行预测。

信号质量可通过测量或估计信号强度、位差错率、信噪比、均方误差中的一个进行测量。

在按本发明方法的实施例中，通过计算加权长期平均给信号质量规定一个限度，并在预测的信号质量变得低于规定的限度时选择另一个信号。

按照本发明的准备工作在衰落时间在秒数量级并利用切换位置分集接收法的无线电系统中的无线电接收机，其特征在于它包括用来进行信号质量预测并且根据预测的信号质量控制位置分集接收的装置。