用于双工通信的方法、设备和系统。以正交方式对上行链路和下行链路进行分配，从而在一个时刻某个载波频率被用于上行链路(下行链路)发送而在某个另一时刻用于下行链路(上行链路)发送。相应地，在所述一个时刻第二载波频率用于下行链路(上行链路)发送而在某个另一时刻可选地用于上行链路(下行链路)发送。
1.一种双工通信的方法，其包括为包括第一实体和第二实体的两个实体间的信息传输分配两个或多个频带的步骤，以及由第一实体沿第一传输方向、在属于所述两个或多个频带中的第一频带上发送信息并且由第一实体沿第二传输方向、在属于所述两个或多个频带但不同于第一频带的第二频带上接收信息的步骤，所述方法还包括以下步骤：由所述第二实体在某个时刻沿该第二传输方向、在所述第一频带上发送信息以及基于由所述第二实体沿第一传输方向、在所述第一频带上接收到的信息的下面步骤中的至少一项：由所述第二实体调整一个或多个发送参数，以便在所述某个时刻沿所述第二传输方向、在所述第一频带上发送所述信息，以及由所述第二实体在所述某个时刻沿该第一传输方向、在所述第二频带上接收信息，其中在所述方法中，用于所述第一传输方向和所述第二传输方向的所述第一频带和用于所述第一传输方向和所述第二传输方向的所述第二频带的总体时间分配的至少一部分是基于预定序列的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的时刻是指一个或多个时隙。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中基于接收到的信息建立描述传输信道的一个或多个参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述接收到的信息包括旨在用于信道估计的数据。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中基于接收到的信息对与接收频率相等的频率上的信息传输进行优化。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述接收到的信息包含训练序列。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个发送参数涉及下面参数中的至少一个：传输功率，波束系数，速率控制，调度。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中将其它未被使用的时间周期用于传输信道信息或信道分析的测试数据。
9.根据权利要求1所述的方法，其中向作为两个实体之一并且参与信息传输的设备提供指示下面至少一项的信息：所述设备的一个或多个频率分配、用于所述设备的一个或多个时间周期分配。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在两个小区，作为两个实体中的一个实体的无线通信设备和作为所述两个实体中的另一个实体并且与所述无线通信设备通信的基站位于所述两个小区中的一个小区中的情况下，在所述两个实体之间的信息传输发生前，将所述两个小区中的一个小区内的信息传输与所述两个小区中的另一个小区内的信息传输进行同步。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述两个小区的基站或所述两个小区的无线通信设备轮流分配相同的共同可用的频率或时间资源。
12.根据权利要求1所述的方法，其中进一步检查作为所述两个实体中的一个实体的通信设备和作为所述两个实体中的另一个实体的与所述通信设备通话的网元之间的距离是否超过某个预定限度，并且如果超过，则强制该通信设备对所述第一和第二传输方向使用分隔的频率。
13.根据权利要求10或12所述的方法，其中多个载波或子载波被进一步分配给参与所述两个实体之间信息传输的标准的频分双工(FDD)通信。
14.根据权利要求12所述的方法，其中对该网元和该通信设备之间的距离的确定是基于下面的至少一项：路径损耗，信道状态，所需的发送功率。
15.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一和第二传输方向之间的传输资源的分配是动态地发生。
16.根据权利要求1或15所述的方法，其中传输容量在参与信息传输的所述第一实体和所述第二实体之间不相等地分配。
17.根据权利要求1所述的方法，其中在该信息传输中所用到的频带是基于可用的信道信息从至少两个选择中选取的。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述双工通信是无线通信。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在无线通信系统中，所述第一或第二传输方向是上行链路方向或下行链路方向。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述无线通信系统与CDMA2000、全球移动通信系统(GSM)、增强数据速率的GSM演进(EDGE)、通用移动通信系统(UMTS)或宽带码分多址接入(WCDMA)技术相兼容。
21.一种用于在第一和第二实体之间进行双工通信的方法，所述方法包括下面的步骤：-由该第一实体沿所述第一和第二实体之间第一传输方向以第一载波频率在第一时间周期内接收信息，-由该第一实体沿所述第一和第二实体之间第二传输方向、以第二载波频率在所述第一时间周期内发送信息，以及-由该第一实体沿所述第一和第二实体之间所述第二传输方向、以所述第一载波频率在第二时间周期内发送信息，其中基于在所述第一时间周期内接收到的所述信息对一个或多个发送参数进行调整以便用于在第二时间周期内发送所述信息。
22.一种包括用于无线双工通信的收发器的通信设备，进一步包括处理和存储装置，该处理和存储装置用于处理和存储指令以及数据，所述通信设备被配置成：-沿第一传输方向、以第一载波频率在第一时间周期内接收信息，以及-沿第二传输方向、以第二载波频率在所述第一时间周期内发送信息，所述通信设备进一步被配置成：-沿所述第二传输方向以所述第一载波频率在第二时间周期内发送信息，以及基于沿所述第一传输方向、在所述第一载波频率上接收到的信息，进一步被配置成执行下面动作中的至少一项：基于在该第一时间周期内接收到的所述信息调整一个或多个发送参数以便在所述第二时间周期内发送所述信息，以及沿该第一传输方向、以所述第二载波频率在所述第二时间周期内接收信息，其中用于所述第一传输方向和所述第二传输方向的所述第一载波频率和用于所述第一传输方向和所述第二传输方向的所述第二载波频率的总体时间分配的至少一部分是基于预定序列的。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述第一和第二时间周期的每个指一个或多个时隙。
24.根据权利要求22所述的设备，其被配置成基于在所述第一时间周期内接收到的信息建立描述传输信道的一个或多个参数。
25.根据权利要求22所述的设备，其被配置成基于在所述第一时间周期内接收到的信息调整一个或多个接收参数。
26.根据权利要求22所述的设备，其中所述一个或多个发送参数涉及以下至少一项：传输功率、波束系数、速率控制、调度。
27.根据权利要求22所述的设备，其进一步被配置成利用其它未使用的时间周期来传输信道信息或信道分析的测试数据。
28.根据权利要求22所述的设备，其被配置成接收指示下面中的至少一项的信息：一个或多个频率分配，一个或多个时间周期分配。
29.根据权利要求22所述的设备，其进一步被配置成如果到涉及该通信的另一个设备的距离超出某个预定的限度，则为所述第一和第二传输方向使用分隔的频率。
30.根据权利要求29所述的设备，其中该距离基于下面中的至少一项确定：路径损耗、信道状态、所需的发送功率。
31.根据权利要求22所述的设备，其被配置成基于可用的信道信息从至少两个选择中选取发送频率。
32.根据权利要求22所述的设备，其中在无线通信系统中所述第一或第二传输方向是上行链路方向或下行链路方向。
33.根据权利要求22所述的设备，其被配置成通过多个频率发送信息块，所述信息块包括在信息块之间的冗余。
35.一种包括能够进行双工数据传输的一个或多个收发器的系统，所述系统进一步包含处理和存储装置，该处理和存储装置用于处理和存储指令以及数据，所述系统被配置成为信息传输分配两个或多个载波频率，其中在第一时间周期期间将第一载波频率分配给第一传输方向上的信息传输以及将第二载波频率分配给第二传输方向上的信息传输，并且在第二时间周期期间将所述第一载波频率分配给所述第二传输方向上的信息传输，其中在所述第二时间周期内发送信息的收发器被配置成基于由该收发器在信息传输的所述第一时间周期内接收到的信息来调整一个或多个发送参数。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述第一或第二时间周期指一个或多个时隙。
37.根据权利要求35所述的系统，其进一步被配置成基于接收到的信息建立描述传输信道的一个或多个参数。
38.根据权利要求37所述的系统，其中所述接收到的信息包括旨在用于信道估计的数据。
39.根据权利要求35所述的系统，其被配置成基于接收到的信息调整一个或多个接收参数。
40.根据权利要求35所述的系统，其中所述一个或多个发送参数涉及下面中的至少一项：传输功率，波束系数，速率控制，调度。
41.根据权利要求35所述的系统，其被配置成利用其它未使用的时间周期来传输信道信息或信道分析的测试数据。
42.根据权利要求35所述的系统，其被配置成向参与该信息传输的收发器提供指示下面中的至少一项的信息：用于该收发器的一个或多个频率分配，用于该收发器的一个或多个时间周期分配。
43.根据权利要求35所述的系统，其被配置成在两个小区，无线通信设备以及与所述无线通信设备通信的基站位于所述两个小区中的一个小区的情况下，在所述两个实体之间的信息传输发生前，将所述两个小区中的一个小区内的信息传输与所述两个小区中的另一小区内的信息传输进行同步。
44.根据权利要求35所述的系统，其被配置成从共同的可用频率或时间资源分配频率或时间资源。
45.根据权利要求35所述的系统，其被配置成检查参与该信息传输的通信设备和网元之间的距离是否超出某个预定的限度，如果超出，则强制所述通信设备对于所述第一和第二传输方向使用分隔的频率。
46.根据权利要求45所述的系统，其配置成基于下面中的至少一项确定所述距离：路径损耗，信道状态，所需的发送功率。
47.根据权利要求35所述的系统，其被配置成在所述第一和第二传输方向之间动态地重新分配传输资源。
48.根据权利要求37所述的系统，其被配置成基于可用的信道信息从至少两个选择中选择用于信息传输的频率。
49.根据权利要求35所述的系统，其中所述双工数据传输是无线通信。
50.根据权利要求35所述的系统，其中所述系统是无线通信系统，并且在所述无线通信系统中，所述第一或第二传输方向是上行链路方向或下行链路方向。
51.根据权利要求35所述的系统，包括基站，该基站包括所述一个或多个收发器的至少一个。
52.根据权利要求51所述的系统，进一步包括无线通信设备。
53.根据权利要求35所述的系统，其被配置成在多个频率上传输信息块，所述信息块包括在信息块之间的冗余。
54.根据权利要求35所述的系统，其中所述接收到的信息被用于多用户调度。
55.根据权利要求35所述的系统，进一步包含多个发送或接收天线。
56.根据权利要求55所述的系统，其中所述接收到的信息被用于从所述多个天线中选择天线或计算天线相关参数值。
57.根据权利要求35所述的系统，其中所述接收到的信息用于计算发送或接收波束。
58.根据权利要求38所述的系统，其中所述接收到的信息包括信道状态信息，该信道状态信息用于对下面的至少一项进行选择或优先排列：传输格式，流数目，传输方法，一个或多个用户，以及一个或多个服务。
用于为包括第一实体和第二实体的两个实体间的信息传输分配两个或多个频带的装置，以及用于由第一实体沿第一传输方向、在属于所述两个或多个频带中的第一频带上发送信息并且由第一实体沿第二传输方向、在属于所述两个或多个频带但不同于第一频带的第二频带上接收信息的装置，所述设备还包括：
用于由所述第二实体在某个时刻沿该第二传输方向、在所述第一频带上发送信息的装置，以及基于由所述第二实体沿第一传输方向、在所述第一频带上接收到的信息的以下至少一个装置：用于由所述第二实体调整一个或多个发送参数，以便在所述某个时刻沿所述第二传输方向、在所述第一频带上发送所述信息的装置，以及用于由所述第二实体在所述某个时刻沿该第一传输方向、在所述第二频带上接收信息的装置，其中在所述设备中，用于所述第一传输方向和所述第二传输方向的所述第一频带和用于所述第一传输方向和所述第二传输方向的所述第二频带的总体时间分配的至少一部分是基于预定序列的。
60.一种用于在设备和另一实体之间进行双工通信的设备，所述设备包括：用于沿所述设备和所述另一实体之间第一传输方向、以第一载波频率在第一时间周期内从所述另一实体接收信息的装置；
用于沿所述设备和所述另一实体之间第二传输方向、以第二载波频率在所述第一时间周期内向所述另一实体发送信息的装置；以及用于沿所述设备和所述另一实体之间所述第二传输方向、以所述第一载波频率在第二时间周期内向所述另一实体发送信息的装置，其中基于在所述第一时间周期内接收到的所述信息对一个或多个发送参数进行调整以便用于在第二时间周期内发送所述信息。
用于双工通信的方法、设备和系统
技术领域
[0001] 本发明一般地涉及通信系统。特别地，本发明涉及无线通信网络的空中接口和其双工运行方法。
背景技术
[0002] 现代无线通信系统，例如被广泛采用的GSM(全球移动通信系统)和已经被选作欧洲第三代移动通信标准的UMTS(通用移动通信系统)能够通过例如基站和移动终端的网元之间的空中接口传输各种类型的数据。为此，GSM和UMTS都采用称为FDD(频分双工)的成熟的双工发送方法，其中上行链路和下行链路传输方向在两个不同的频带(成对的频带)上实现。因此FDD利用了传输方向的频域分隔并且支持连续的双向发送。除了典型地分配给宏小区和微小区的FDD之外，UMTS规范还包括一种模式，该模式支持更为新近的用于传输方向的时域间隔的TDD(时分双工)技术，其利用非成对的频带并且为关于微微小区等大部分本地接入提供了更高的用户密度。在UMTS中，频带1920-1980MHz(上行链路)和频带2110-2170MHz(下行链路)已经被配对用于FDD操作，而频率范围1900-1920MHz和2010-2025MHz是针对TDD操作的。
[0003] FDD和TDD的概念可借助图1进一步阐明，其中例如移动终端或者支持通信的PDA(个人数字助理)102的无线通信设备被连接到移动网络，该移动网络可如同在UMTS中一样被内部划分成无线接入网和核心网。在该例中，和无线通信设备102直接通信的网元称为基站104，其在例如GPRS(通用分组无线业务)的情况下使用活动的DL(下行链路)连接将从SGSN(服务GPRS支持节点)106接收到的以及初始由GGSN(网关GPRS支持节点)108分发的数据 通过空中接口最终转发到无线通信设备102。相应地，无线通信设备102可以利用建立的UL(上行链路)连接向网络侧发送数据。
[0004] 通过FDD和TDD技术都可以实现初始UL/DL数据传输。如果选择FDD，则将UL 112和DL 110传输方向根据它们的载波频率分隔开。因此具备带有称为保护频带的必需间隔的相等或不同带宽的两个频带被用于双工数据传输。成对频带的解决方案对于像语音通信和视频会议的对称业务来说是理想的，但是作为不利方面，在UL和DL传输资源之间进行真正灵活和动态的带宽分配要么是不可能的，要么实现起来会相对复杂。
[0005] 为了支持基于FDD或TDD的网络中的多址接入，例如可使用如在GSM系统中的TDMA(时分多址接入)技术或者如在UMTS系统中的(W)CDMA((宽带)码分多址接入技术)，或甚至两种技术可同时使用(例如UMTS TDD)。另外，无论何时传输方向上存在多个载波时，就可以应用FDMA(频分多址接入)技术。
[0006] 由于UL和DL方向共享相同的频率并且通过为两组不同的时隙分配单个的载波，一组用于一个方向，从而实现发生在时域中的所需分隔，因此TDD方法支持UL/DL容量的相对改变并且比FDD更容易进行非对称业务。可以以同样的方式为对称业务114动态地分配时隙，或可选地，以非平衡方式116对例如典型的因特网业务(Web冲浪应用：大量的下行链路业务，几乎不存在的上行链路控制数据)动态地分配时隙，在该情况下，UL方向或DL方向可能相对于另一个方向关于时间利用而占优势。因此，不能无意义地为非活动的传输方向预留频率资源。作为缺点，TDD意味着对连接的两端的非连续性发送，并且由于可能的重叠UL/DL发送而导致出现了在传输方向之间引入干扰的风险。典型地，在每个时隙的结束使用保护时段118(处于清楚的目的，图中仅示出单个的UL时隙)，以便避免重叠。
[0007] 公开WO99/38343披露了一种既支持时分双工技术又支持频分 双工技术以便提高多小区环境中的频谱利用的设置。位于相邻小区但是地理上分开的两个基站可以这样的方式使用相同的频率，即具有到第一移动台的连接的第一基站通过利用第一频率在某个时刻进行发送，而具有到第二基站连接的第二基站利用第二频率进行发送(或接收)。下一步，第一基站在第二频率上接收数据而第二基站在第一频率上接收(或发送)数据。然后上述循环重新开始。
[0008] 尽管各种现有的数据传输设置在一定程度上甚至利用了不同类型的数据连接和双工运行方法，但看来在没有相当合适的现有方法的情况下，这些情况依然会发生。另一方面，TDD或FDD都不能向系统提供如前面所提到的纯粹益处。
发明内容
[0009] 本发明的目的是为了降低现有技术设置的不足并提供位于先前已知的TDD和FDD解决方案的环境附近的新的方法、设备和系统。它可以结合和增强TDD以及FDD技术的许多优势的方式实现两个或多个收发器单元之间的双工通信。
[0010] 在本发明的基本概念中，其中两个收发器单元相互通信，以正交的方式对上行链路频率和下行链路频率进行分配，从而在一个时刻某个载波频率被用于上行链路(下行链路)的发送，而在某个另一时刻被用于下行链路(上行链路)的发送。相应地，在所述一个时刻，第二载波频率被用于下行链路(上行链路)的发送，在所述某个另一时刻可选地被用于上行链路(下行链路)的发送。就双工通信而言，它表示任意类型的信息的双向传输(语音或其它有效载荷数据，信令，导频信号等)。
[0011] 关于本发明的实用性，由于其FDD或“跳频”方面，它提供了充分的发送分集。此外，归功于它的TDD方面，本发明提供了根据最新信道状态信息来控制发送单元的装置。例如，在传统的FDD解决方案中，需要反馈信道向发射机提供关于发送信道的信息和其他相关信息。通过利用本发明，用于发送控制的此类信道信息可恰好 从在相同频率上接收到的信息中获得。当然，接收方也可基于TDD周期性地或在需要时或预定的事件发生时、经从原始的发送信道获得的反馈信道向发射机发送显式反馈数据。在通信链路的不同端处的干扰情况仍然是不同的，因此显式反馈数据的使用不能被轻率地忽略掉。隐式或显式的发送控制数据可被用于调整例如传输编码、波束成形、调制、功率控制、速率控制、(多用户)调度、信道选择、用于任意数目的发送和接收天线配置的单元而无需定义具有高开销的反馈信道。更进一步，许多当前的TDD特定优势(例如增强容量)如今也可在FDD成对频带中应用。
[0012] 在本发明的一个方面中，一种用于双工通信的方法包括为信息传输分配两个或多个频率的步骤，以及在属于所述两个或多个频率的第一多个频率上、沿第一方向传输信息并且在属于所述两个或多个频率的不同于该第一多个频率的第二多个频率上、沿第二方向传输信息的步骤，其特征在于它还进一步包括：
[0013] -在某个时刻沿第二传输方向、在属于所述第一多个频率中的第一频率上传输信息的步骤。
[0014] 在本发明的另一方面中，一种用于在第一收发器单元和第二收发器单元之间进行双工通信的方法，其特征在于包括：
[0015] -沿所述第一收发器单元和第二收发器单元之间的第一传输方向、以第一载波频率在第一时间周期内传输信息的步骤，
[0016] -沿所述第一收发器单元和第二收发器单元之间的第二传输方向、以第二载波频率在所述第一时间周期内传输信息的步骤，以及
[0017] -沿所述第一收发器单元和第二收发器单元之间的所述第二传输方向、基本上以所述第一载波频率在第二时间周期内传输信息的步骤。
[0018] 通过措词“基本上”强调如果载波频率(或频带)不是完全的相同则至少部分地重叠。
[0019] 术语“传输”这里表示发送和接收的较低层过程，或表示作为集合的发送和接收。从系统的观点来看，该系统包括发送方和接收方， 该两个方面在单个的步骤中可以都涉及到或者可以不都涉及到，但是从单个的通信设备的观点来看，每次只有一个(发射/接收)方面是可用的。
[0020] 在本发明的另一方面中，通信设备包括用于无线双工通信的收发器，另外包括用于处理和存储指令和数据的处理和存储装置，其特征在于它被配置成：
[0021] -沿第一传输方向、以第一载波频率在第一时间周期内传输信息，[0022] -沿第二传输方向、以第二载波频率在第二时间周期内传输信息，以及[0023] -沿所述第二传输方向、基本上以所述第一载波频率在第二时间周期内传输信息。
[0024] 而在本发明的另一方面，一种包括能够进行双向数据传输的一个或多个收发器的系统，所述系统进一步包括用于处理和存储指令和数据的处理和存储装置，该装置被配置成为信息传输分配两个或多个载波频率，其特征在于在第一时间周期期间，为第一方向上的信息传输分配第一载波频率和为第二方向上的信息传输分配第二载波频率，以及在第二时间周期期间为所述第二方向上的信息传输分配所述第一载波频率。
[0025] 应该注意到在典型通信系统的情况中，第一方向可被解释为上行链路方向或下行链路方向。同样地，按照该顺序，则第二传输方向应被解释为下行链路方向或上行链路方向。
附图说明
[0026] 在下文中通过附图对本发明进行更为详细的描述，其中
[0027] 图1示出引用的利用FDD和TDD方法的现有技术解决方案；
[0028] 图2A、图2B、图2C示出前述的本发明的概念，其中以巧妙的方式对FDD和TDD技术加以利用；
[0029] 图3示出了本发明的方法的流程图；
[0030] 图4示出了本发明的方法的补充流程图；
[0031] 图5示出了本发明的设备的框图；
[0032] 图6示出了本发明的另一个设备的框图；
[0033] 图7A和图7B描绘出在一种可能的使用情形下标准FDD和双工跳频技术之间的比较。
具体实施方式
[0034] 已经在上面结合相关现有技术的描述对图1做出描述。
[0035] 尽管仅仅是示例性的，但在图2A、图2B和图2C中对发明的不同方案进行了概括性的叙述。
[0036] 图2A表示出一种最为简单的双工跳频情形，根据本发明的FDD方面，为信息(语音或其他的数据，控制信息等)传输分配了两个或多个分隔的频率(或者，实际上是频带)，并且在确定的周期T1内一个载波频率(频带)被用于UL方向上，另一个载波频率被用于DL方向上。根据本发明的TDD方面，在第二时间周期T2内，在周期T1内被用于UL方向上的载波频率现在被用于DL方向上，并且可选地及相应地，在周期T1内被用于DL方向上的载波频率反过来被用于UL方向上。保护频带在图中以编号G标识。
[0037] 除了任意其他暂时有限的基本连续的分段以外，这里提到的时间周期可以表示并且可以被具体化为例如多个时隙。在许多现有的通信系统中，UL和DL信息传输方向相对于例如时隙边界具有相互的定时偏移，因此如本文中使用到的时间周期的定义可能与所定义的实际时隙边界存在不同。还应该注意到这样的事实，即在分配给信息传输的确定时间周期内，实际的传输可能仍会发生而占用了周期的一部分，但不是其整个期间。
[0038] 由于恰用作数据接收的载波的相同信道(频率)还被再次用于信息发送，优选地是在时间相干内，因此向发射机提供信道状态信息的传统反馈信道就不是必需的。发射机可基于接收到的信息进行推断，该信息可能包括有用的训练(～导频)序列等，合适的发送参数(功率，波束(成形)系数等)。因此在采用TDD方法的方式后， 发射机就配备有信道信息，而跳频方法从整体意义来说为发送提供分集。
[0039] 另外，例如在错综复杂或未知的信道条件的情况下，至少部分的相同(源)信息(即，由于例如应用信道编码而导致作为整体的发送信息块包括冗余)可在多个频率上发送，以便增加远端成功接收的可能性。可以基于接收到的信息分析信道条件。
[0040] 在图2B中，在与图2A中一致的环境中执行双工跳频，但UL方向至少暂时是非活动的(无业务)。因此，DL方向数据传输以周期性的方式跳频通过这些频率，但是现在也偶尔利用DL发送之间未用的UL时间周期发送如控制或参数(例如用于分析信道的信道信息或测试数据，如的训练序列)数据202。例如，根据一般跳频原理，为了能够分析远端处的变化信道条件，可以以不同的频率传送这样的周期性控制或参数发送。
[0041] 图2C公开了另外的方案，其中典型的FDD分配过程已经发生并且为UL方向预留了至少一个载波频率以及为DL方向预留了另一个频率。两个方向在过去可能活动(出现数据传输)或可能不是活动的，但至少在图2C所看到的时间窗口内UL是非活动的，因此没有有效的载荷数据或信令向该方向传输。如果必需的保护周期等已被正确地定义从而避免在相同频率上的UL/DL传输之间的干扰，则有关DL接收的报告或其他一些少量数据可在沿UL方向的DL频带内被周期性地发送204，并且通信链路的两端都知道临时的报告(例如，先前的DL传输单元可请求在未来某个时隙内发送报告)。
[0042] 鉴于上面的例子，图3中示出了使用本发明的方法的一般流程图。在步骤302中，本方法开始并且发送/接收信息的通信设备被启动，必需的代码被加载到其存储器，随后(个人)通信设备可向网络等注册。在步骤304中，分配传输资源，该步骤可以在启动阶段之后自动地进行或在接收到数据传输连接请求时进行，例如，通过将多个频率和使用它们的多个设备进行关联。此外，根据本发明的TDD方面，可给多个设备分配例如时隙的确定的时间周期。此外， 在本发明的精神中，例如在载波频率-时间周期(例如时隙)对中为应用的双工跳频序列进行定义的必需序列列表(像UMTS中的扰码)可与这些设备关联并被分发给这些设备。这也可在稍后的阶段中动态地发生。在步骤306中，通过根据定义的双工跳频序列在确定的时间周期内以专用的频带发送(送)和/或接收信息，来启动至少两个设备之间的信息传输，更为精确的，该两个设备是收发器单元或者是其分离的发射机和接收机电路(由此在概念意义上构成收发器)。在步骤308中，涉及数据传输活动的设备根据双工跳频序列更新它们的接收/发送频率和/或定时信息，并接着切换到新的频率/时隙配置。根据步骤306和308连续进行数据传输，直到没有数据要被传输310。该方法在步骤312中结束。
[0043] 图4从单个通信设备的角度披露了图3的执行信息传输步骤306的更为详细的选择，所述设备位于应用本发明的原理的通信链路的一端。
[0044] 在步骤402中，在一个传输方向上检查在时间周期内信息是否应该被传输，发送或接收。如果有信息传输，确定404合适的定时(例如，在一个周期内的适当时隙，该周期具有由于传播延时等导致的可能偏移)以便发射406信息或接收407信息。从接收到的信息，由于例如接收到的训练序列，可获得信道参数以便在相同(或相近)的频率上的数据发送期间使用。最后，如果期望408获得用于发送/接收的显式反馈信息，则可选地在步骤410中的预定时间周期内以预定频率(例如与最近的数据传输相同的频率或序列中的下一个频率)接收/发送这样的信息。
[0045] 一般来说，显而易见的是信息传输可在例如无线通信设备和基站的至少两个设备之间发生。此外，这样的设置可在以至少两个基站和两个无线通信设备为特征的多小区方案中发生。在此类更为复杂的情况下，在小区之间需要某种同步以便避免在相同频率上的同时发送，同步可以基于多个相邻基站之间至少部分公共的双工序列。可选地，可以将双工跳频的使用限制在基站的紧邻附近，而传统的 FDD可在具有更远距离的“软切换”区域内使用。例如，多个子载波可被分配给双工跳频而另一些可用于传统的FDD使用。在无线发送的意义上，“紧邻附近”可以意指多个不同的问题，例如路径损耗、信道状态、所需的发送功率等，或者它们的组合。
[0046] 通过图2A到图2C中例子的描述，借助于各种不同的使用方案，双工跳频是切实可行的；连续跳频可应用于所有通信系统，而且也可以应用传统的FDD模式(例如99％的时间内)，并且例如只要连接的两端都知道一定数目的正在进行时间周期的频率-时间分配(像前边提到的双工序列)，则只将反馈/训练(～导频)序列通过无线通信设备周期性地或在某个预定事件(根本上改变的信道参数等)发生时、沿上行链路方向以下行链路频率发送给基站。当然这些分配可以自适应地和动态地改变，即基站例如通过在控制信道上向受此改变影响的相应的无线通信设备发送更新消息来激活新的信息传输连接，从而更新序列。
[0047] 显然，如果载波不重叠，则需要保持正交性。通过使用例如Walsh(Hadamard)、Gold或其它已知的具有正交特性的序列，可以构建与时间有关的合适载波频率分配(双工跳频序列)。
[0048] 通常在这个概念中，由于实现的非理想性，载波之间的保护频带是优选的，即与不同传输方向关联的时间周期之间的保护周期(～保护时间)。可从TDD通信文献来看(还可参见例如UMTS WCDMATDD规范)，用于控制保护周期的手段本身是已知的，定义保护频带(经常被称为保护频率或双工距离)的手段可被认为是通常的规定或实施问题。
[0049] 在上行链路和下行链路频率中都可存在几个子载波。像这样的概念是独立于任何特定的数字或模拟调制概念或多址协议的。它可以用于任意的无线或有线的通信网络，例如蜂窝、无线、ad-hoc网络、无线LAN、3G/4G网络等。
[0050] 回到本发明的优势上，如果双工时间足够短(在时间相干内)，并且在所述相干时间内在接收信息的频率上发生传输，则当例如预 瑞克(Pre-Rake)合并或波束成形在发射机中正确完成时，固有的信道互惠可用于为发送确定通信参数(波束系数、编码/调制选项、功率控制、速率控制、调度等)以便简化接收复杂度，并且可用于降低控制信道容量需求(参见比较TDD和FDD的闭环发送分集)。例如，从实际的角度看，公开物[1]提出在多用户系统中如何通过CQI(信道质量指示符)应用信道信息以便例如进行调度。
[0051] 当双工(频率)距离足够大并且连续的时隙在不同的频率上发射时，改进的分集是本发明的另一个明显优势。可以例如在连续的时隙内通过经由两个不同的双工频带发送编码信息流的不同部分来使用分集优势。因此，尽管一个双工频带处于深衰落，信道解码器(Turbo解码器、卷积解码器等)仍能够重建发送信息。
[0052] 本发明还提供了组合的益处。例如，由于信道互惠，发射机能够为每个时隙优化波束(最小化传输功率等)。为进一步参考，在公开物US6584302中描述了在TDD系统中与波束成形有关的信道信息的使用。同时地，不同的时隙在不同的频率上发送以便获得分集。另外，系统能够调度/路由对这些频率的发送，而使其所需的发送功率是最小的(例如只使用两个频率中较好的一个)。由于显式反馈信道不再是强制性的，因此简化了空间-频率-时间资源的分配。
[0053] 当然，为了使用信道互惠，接收机必须测量下行链路/上行链路信道，此时可能在不同频率信道上同时进行发送。能够实现信道估计的装置(或用于获得更多一般信道相关信息的方法)和相应的信道均衡方法在现有技术中是已知的(导频序列、匹配滤波器、估计理论、均衡滤波器等)。接收和发送都使用这些测量——所获得的信道估计用于在利用已知技术的给定信道上优化发送方法。
[0054] 在TDD中，收发机在确定时刻以发送模式或者接收模式工作，但这里可以同时以两种模式工作，因此减少了传输时延。然而，两个(上行链路/下行链路)频率不必同时处于活动。此外，没有对共享在UL和DL(或总体上对两个双工方向)之间的非对称的容量的限制，例如，仅通过在给定的时间间隔/比例内将两个双工频率分配 给一个双工方向，如在TDD中(尽管这通常需要双传输链)。
[0055] 在下文中给出了几个使用的例子以便阐明本发明如何适合已经存在的系统。
[0056] CDMA2000
[0057] 与WCDMA相比，CDMA2000系统没有TDD部件。本发明的方法可用于增加CDMA2000网络的容量，就像TDD用于增加WCDMA容量那样。没有必要为此目的定义单独的TDD频带，但是例如可以使用单独的载波(对)。目前，HDR(cdma2000-1XDO)规范使用单独的载波，并且与同步网络操作结合，甚至在没有用于定时控制的大量额外测量时，多个小区服务也是可行的。
[0058] GSM/EDGE(GSM/Global Evolution增强的数据速率)
[0059] TDMA网络中固有的频率复用距离能够减轻不准确定时控制的影响。另一方面，TDMA网络已经包括定时控制机制，并且如果需要的话，这些机制也可结合本发明使用。从规定的观点来看，在TDMA系统中直接使用本发明的方法可能不简单，但是对于没有被规范涵盖的一些其它频带，本发明能够加快GSM/EDGE的系统实施。
[0060] UMTS/WCDMA
[0061] UMTS具有TDD模式并且存在调整定时的相关装置。如果例如在多个小区情况下需要的话，这些也可以结合本发明使用。本发明至少在TDD适用的地方是适用的，因此能够进一步提高UMTS中室内小区的容量，无需在非成对频带上操作。网络可指示给定的小区/载波对以双工跳频模式操作。容量的提高来自于额外频谱(成对频带)的可用性，特别来自于这样的事实：有效的资源控制算法是可行的。
[0062] 例如，精确的波束成形提高了容量并且降低了接收机的复杂度。如果不使用建议的概念，则需要定义高容量反馈信道以便获得类似的性能(通过经由显式信令提供信道状态信息)。因此，当在成对的频带上操作时，本发明提供了向发射机传达信道状态信息的新方法。可以用信道状态信息(CSI)设计出用于多入多出(MIMO)信 道的发射机，其中使用了最佳的或增强的多波成形、功率和速率分配。可使用CSI选择合适的a)传输格式(编码、调制方法)，b)在MIMO系统中将使用的流的数目和相关的功率/速率/波束，c)总体上MIMO/MISO/SIMO/SISO(单入单出)发送方法的选择，d)服务和/或用户的选择或优先级等。
[0063] 更详细地考虑实施本发明的设备，图5披露了例如基站的通信设备的基本组件的框图。处理单元502根据存储在存储器504中的指令(例如数据传输控制应用程序)控制动作的执行，该存储器可选地还包含例如当前频率-时间分配的数据。数据传输装置508可包括例如无线/红外线收发器或无线网络(WLAN等)适配器的无线连接装置514，或者例如传统的网络适配器(以太网卡等)或TDMA接口卡的固定连接装置512。明显地，可选的键盘或其它数据输入装置510和显示器506有效地向用户提供用于管理和控制设备的接口。
[0064] 用于实现本发明方法的软件可以通过例如软盘、CD-ROM和存储卡的载体介质来提供。
[0065] 同样地，可在本发明中使用的无线通信设备，其框图在图6中示出，包括处理装置602、存储装置604、例如收发器612的数据传输装置608，该收发器能够经由例如图5的基站将无线通信设备连接到无线网络或一些其它设备，以及除用于实施充分的UI的小键盘
610以外可选地包括显示器606。
[0066] 上述的两个通信设备都可包括一个或多个发送或接收天线。
[0067] 为了具体化双工跳频技术在具有MIMO和可能的多用户特性的现代通信系统中的效果，图7A和图7B示出涉及一个可能方案的标准FDD和双工跳频情形之间的不同。这里使用的标准信号模型[2]为
[0068] Y＝XWH+noise
[0069] 这里Y代表对应于接收到的信号的矩阵，X是调制矩阵，W是波束成形矩阵，H是信道矩阵，其中noise指在传输过程中引入到信号中的噪声。
[0070] 出于资源分配和调度的目的，为发射机提供了对发送资源进行排位的装置。与发射机相反，相关的信息典型地存在于接收机中，因此需要被信号发送到相应的发送单元。由于信道互惠，双工跳频情形是个例外，借助只能由接收机信号发送的可能的干扰功率(由于其他用户和噪声)在发射机处可计算出CQI。在传统FDD系统内基于信令的方案中，假定每一个接收机都知道MIMO信道矩阵H，例如利用来自公共或专用导频信道的测量。接收机为一组可行的波束成形矩阵{W}确定附条件的信道质量指示符，并且确定功率分配、速率分配等。在基于双工跳频的FDD方案中，信道H在发射机处是已知的，假设终端发送使基站估计信道H的信号。最大化已选的CQI的、已选用户特定W不在发射机处使用，直到其被调度程序选择。相反地，贪婪的调度程序选择具有最高信道质量的用户，尽管其他的调度、优先级排序和多路复用选择明显也是可以的。特别地，借助双工跳频，可以为所有用户对下行链路发送进行联合优化。
[0071] 最后，为了显示双工跳频的益处，实施了两个实验，一个采用双工跳频概念，参见图7B，另一个采用利用显式反馈信令的更为常规的概念，参见图7A。BER率被描述为每个信道使用的每比特的发送信号功率相比每个信道使用的每个接收机天线的噪声功率的函数。使用的调制达到4bps/Hz。发射机已经配备有八个天线而接收机具有两个天线。注意到在涉及30个反馈比特的反馈方案上，基于双工跳频的反馈将性能提高大约1.5dB-2dB。带有“i-Th”图例的曲线从具有i线程的2×2矩阵调制的两个QPSK调制流产生[3]，而TX-AA表示单个流的16-QAM发送。图中还指示出在更好的双工频率上执行发送的性能，如经由CQI利用信道状态信息所选择出的那样。因此双工跳频选择(图例“S-TXAA”和“S-iTh”)类似于具有两个用户的多用户分集，并为增强的性能铺平了道路。
[0072] 当然上述的方案仅用于阐明，取决于主要的信道条件、所使用的发送参数、天线参数和配置等，所获得的真实结果可能有相当大的不同。
[0073] 由于实施本发明所需的传输能力并不是特别的复杂或特定，所以使用在根据本发明的信息传输中的协议、协议栈以及硬件层组件可以从现有中选择，这可以被看作是本发明的一个益处。本发明可被作为附加的软件/硬件模块或两者的组合，而其将包括在需要数据被传输的设备中或至少与该设备相连接。
[0074] 对于本领域技术人员来说，对这里披露的本发明可以做出不同的修改而没有脱离通过权利要求书所限定的本发明的范围。例如，利用的设备和方法步骤或它们的相互顺序可以不同，但这仍集中于本发明的基本思想。例如作为一个观察结论，本发明的无线通信设备实际上可以归类为移动电话、PDA、能够通信的手持游戏控制台/娱乐设备等。
[0075] 参考文献：
[0076] Ari Hottinen：Multiuser scheduling with matrix modulation，IEEE ISSPIT2003学报，2003年12月德国达姆施塔特。
[0077] A.Hottinen、O.Tirkkonen、R.Wichman：Multi-antennatransceiver techniques for 3G and beyond，John Wiley & Sons，2003。
[0078] A.Hottinen、O.Tirkkonen：Precoder designs for high ratespace-time block codes，CISS 2004学报，2004年3月美国普林斯顿。
