CN1233187C - 使用个人手机系统的无线本地环路系统中的基站收发信台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在使用“个人手机系统”的无线本地环路系统中的基站收发信台，经过完成在现有公用交换电话网中使用的规程和在无线本地环路系统中使用的规程间的相互变换的接口变换装置连接到公用交换电话网，接口变换装置包括：连接到无线本地环路系统侧的第一输入/输出单元；连接到公用交换电话网侧的第二输入/输出单元；在第一和第二输入/输出单元之间插入的交换单元；层2终端单元，用于终结经过交换单元获得的来自无线本地环路系统侧的数字数据、和来自公用交换电话网侧每个层2的数字数据；中央处理单元，处理在层2终端单元上获得的层3的消息，将其再转换成层2的数字数据并经过交换单元传送给公用交换电话网侧和无线本地环路侧。

Description

使用个人手机系统的无线本地环路 系统中的基站收发信台

本申请为1997年4月18日提出的发明名称为“用手机系统的无线本地环路的基站和用户单元及操作方法”的中国专利申请97110907.9号的分案申请。

技术领域

本发明涉及使用称为“个人手机系统”(PHS)的无线本地环路(WLL)系统，特别是关于在无线本地环路系统中的基站收发信台和用户单元以及在基站收发信台和公用交换电话网之间设置的接口变换装置。

背景技术

无线本地环路系统目前在多种接入类型系统中受到了密切地关注。被认为是通过无线信道使用户交换机(本地交换机)与用户相连的最佳方法之一。

构成这样的一个无线本地环路系统的一个方法是建立在已有的用于蜂窝电话的蜂窝网路之上的。

构成这样的一个无线本地环路系统的另一个方法是建立在一个新的PHS网路之上。

在上述第一和第二个技术中都存在着各自的优点和缺点。第一种技术从用户(蜂窝电话)的移动性的观点更好些，也就是说，使蜂窝电话能够被移动的汽车、火车等使用。另一方面，从与已有的公用交换电话网(PSTN)的相似性和兼容性的观点看，第二种技术更好些。也就是说，基于第一种技术的蜂窝网络是与已有的公用交换电话网络完全不同的系统。另外，从线路的高质量的观点看，第二种技术更好些。

本发明是关于建立在第二种技术之上的无线本地环路系统的。也就是说，一个无线本地环路系统构成一个PHS网路。

如后面所述，实现本发明建立的PHS类型的无线本地环路系统的基本技术已经存在。但是，由于大量用户使用的这种无线本地环路系统作为公共交换电话网的一部分，在更广泛的程度上，它要求用比较多的简单技术可实现性。还要求无线本地环路系统的实用性。

但是，这样的一种可实施例的无线本地环路系统的实现需要解决几个任务。特别是解决下述六个任务尤为重要：

1)必须大大减少在基站收发信台(BTS)中提供的发送和接收无线的数量，以便减少尺寸和提高基站收发信台的有效性。

2)除去传统PHS网络固有的问题，也就是，每个基本无线收发器系统的小业务区域问题和来自其它基站收发信台的感应干扰问题。

3)允许全面利用前面提到的PHS网络的固有特性的结构设计，也就是说，与公共交换电话网的相似性和兼容性。

4)一个综合业务数字网(ISDN)功能的廉价的实现，以便削除依赖现存的PHS网的昂贵的ISDNS。

5)在一个小区存在大量通信业务的情况下，由于在基站收发信台中伴随着需要提供的小区站(CS)数量比较大，发生故障概率增大，达到对用户业务质量损伤的最小限度。

6)相对任务(5)，实现一个基站收发信台使上述故障产生的可能性降为最小，并且具有高的传输质量和高的可靠性。

发明内容

相应地，本发明的一个目标是提供一个PHS类型无线本地环路系统，更特别的是，在这样的一个无线本地环路系统中的一个基站收发信台和用户单元以及在基站收发信台和公用交换电话网之间设置的接口变换装置，分别成功解决上述六项任务，尤其是同时解决所有的六个任务。

为了达到上述目标，本发明提供一种接口变换装置被设置在公用交换电话网(PSTN)和使用“个人手机系统”(PHS)的无线本地环路系统中的基站收发信台之间，并且用于完成在现有公用交换电话网(PSTN)中使用的规程和在无线本地环路系统中使用的规程间的相互变换，所述接口变换装置包括：连接到所述无线本地环路系统侧的第一输入/输出单元；连接到所述公用交换电话网(PSTN)侧的第二输入/输出单元；在所述第一输入/输出单元和第二输入/输出单元之间插入的交换单元；层2终端单元，用于终结经过交换单元获得的来自所述无线本地环路系统侧的数字数据、以及来自所述公用交换电话网(PSTN)侧每个层2的数字数据；中央处理单元(CPU)，处理在层2终端单元上获得的层3的消息，将其再转换成层2的数字数据并把这个结果数据经过所述交换单元传送给彼此相对的所述公用交换电话网(PSTN)侧和所述无线本地环路侧。

为了达到上述目标，本发明还提供一种在使用“个人手机系统”(PHS)的无线本地环路系统中的基站收发信台，提供有：一个第1基站收发信台包括每个容纳有许多用户单元的四个小区站，以及用于复接或分接在这些小区站和用户交换机之间发送和接收的数字信号的一个复接/分接单元，一个与上述第1基站收发信台组合成一体的第2基站收发信台，它包括每个容纳有许多用户单元的四个小区站，以及共用上述第1个基站收发信台的上述复接/分接单元在这些小区站和上述用户交换机之间发送和接收数字信号。

为了达到上述目标，本发明还提供由许多小区站构成的一个基站收发信台，每个蜂窝站容纳许多用户单元，一个混合电路部分集中处理经过一个单独天线由许多小区站发送和接收的信号，以及一个多路复用和多路分解单元，它集中处理在许多小区站和一个存在网络之间传送的信号。特别是，本发明在范围很小的PHS类型无线本地环路系统中提供一个基本的无线电收发器站，在不增加对其它基站收发信台干扰就能扩展业务范围，具有与已有网络很好的相似性，提供有ISDN的功能，并同时提供故障的备用备份，提高传输质量和可靠性。

附图说明

本发明的上述目标特性将从参照附图给出的优选实施例的下列描述中得以更多的体现。

其中：

图1是本发明的基本结构的视图；

图2是本发明的一个基站收发信台应有功能的一个例子的视图；

图3是重新构成图1的基本结构的基站收发信台结构的一个例子视图；

图4是根据本发明的第一个实施例的第一部分的视图；

图5是根据本发明的第一个实施例的第二部分的视图；

图6是图4和图5中不同部分信号的时间图表；

图7是图4和图5中所示的第一个实施例的第一次修正的第一部分的视图；

图8是在图4和图5中所示的第一个实施例的第一次修正的第二部分的视图；

图9是在图4和图5中所示的第一实施例的第二次修正的第一部分的视图；

图10是在图4和图5中所示的第一实施例的第二次修正的第二部分的视图；

图11是在第二个实施例中不同部分信号的时间图表；

图12是根据本发明的第二个实施例的第一部分视图；

图13是根据本发明的第二个实施例的第二部分的视图；

图14是对每一个传输时隙；在每个小区站中用户数量的一个例子的视图；

图15是一个公用发送放大器(COM AMP)的输入功率与输出功率特性比较的视图；

图16是根据图14的例子，在图15所示的四个模式A到D的漏极电压视图；

图17是场效应晶体管(FET)的电压(Vds)与电流(Ids)特性对应的视图；

图18是根据本发明的第三个实施例的第一部分的视图；

图19是根据本发明的第三个实施例的第二部分的视图；

图20是一个发送功率测量时间的时间图表；

图21是根据本发明的第四个实施例的第一部分的视图。

图22是根据本发明的第四个实施例的第二部分的视图；

图23是由根据本发明的第五个实施例获得的功能图解表示视图；

图24是第五实施例中不同方向发送和接收天线装置特性表示的一个示例的视图；

图25A到图25E是在那个时刻的不同方向的方向图和交换方向图的视图；

图26是在第5个实施例中用户单元组的一个例子的视图；

图27是在图26中分群下的分配时隙的视图；

图28是在图26中表示的方向的方向图的另一个示例的视图；

图29是在包含有全向方向图情况下，时隙分配视图；

图30是有同样处理图29的方向图能力的可变方向天线装置的一个例子的视图；

图31是对应在图28中表示的全向方式的组合方向图的视图；

图32是适应于在图28中表示的群1的组合方向图的视图；

图33是适应于在图28中表示的群2的组合方向图的视图；

图34是另一个全向方向图实现例子的说明视图；

图35是天线发射方向图的一个例子视图；

图36是当用与零相位不同的供给来改变天线间隔时，各种发射方向图的视图；

图37是当天线间隔设置在第1个固定值时，在改变馈送的相位不同时的各种发射方向图的视图；

图38是当天线间隔设置在第2个固定值时，在改变馈送的相位不同时的各种发射方向图的视图；

图39是当天线间隔设置在3个固定值时，在改变馈送的相位不同时的各种发射方向图的视图；

图40是对于在通常的PHS网络中的期望波和干扰波之间关系说明的视图；

图41是由本发明的第6个实施例，说明被改进的在期望波和干扰波之间比较低的关系视图；

图42是在公用交换电话网和基站收发信台之间被发送信息的信道配置视图；

图43是根据本发明的第7个实施例的视图；

图44是对于当时的PHS网的配置说明视图；

图45是通过基站控制器有一个接口变换装置的呼叫处理示例的次序图；

图46是根据本发明的第8个实施例的视图；

图47A是在2M接口的一个帧的信号格式视图；

图47B是在一个典型2B+D接口的信号格式视图；

图48是在图46中的D信道接入控制单元102的具体示例(上行)的视图；

图49是在图46中的D信道接入控制单元102的具体示例(下行)的视图；

图50是对于在图46中的D信道接入控制单元102的扩展功能的说明视图；

图51是通过图46的D信道接入控制单元102的软件下载功能说明的视图；

图52是根据本发明的第9个实施例的第1种方式视图；

图53是根据本发明的第9个实施例的第2种方式视图；

图54A和54B是根据本发明的第9个实施例的第3种方式视图，图54A是表示在故障产生之前的状态视图，图54B是表示在故障产生之后的状态视图；

图55A和55B是根据本发明的第9个实施例的第4种方式视图，图55是表示在故障产生之前的状态视图，图55B是表示在故障产生之后的状态视图；

图56A和56B是根据本发明的第9个实施例的第5种方式视图，图56A是表示在故障产生之前的状态视图，图56B是表示在故障产生之后的状态视图；

图57是根据本发明的第9个实施例的第6种方式的流程图说明；

图58A和58B是根据本发明的第9个实施例的第7种方式视图，图58A是表示在故障产生之前的状态视图，图58B是表示在故障产生之后的状态视图；

图59A和图59B是根据本发明的第9个实施例的第8种方式视图，图59A是表示在故障产生之前的状态视图，图59B是表示在故障产生之后的状态视图；

图60A和图60B是根据本发明的第9个实施例的第9种方式视图，图60A是表示在故障产生之前的状态视图，图60B是表示在故障产生之后的状态视图；

图61是根据本发明的第9个实施例的第10种方式的流程图；

图62是根据本发明的第9个实施例的第11种方式的流程图；

图63是错误检测(ED)单元154和选择器155的具体示例的视图；

图64是在图54中表示的MUX/DMUX的具体示例的视图；

图65是根据本发明的第10个实施例的第1部分视图；

图66是根据本发明的第10个实施例的第2部分视图；

图67是依据本发明的无线本地环路系统的基本配置视图。

具体实施方式

在描述本发明的这个实施例之前，将参照相关图表描述相关技术和其中的缺陷。

图67是建立在本发明基础上的一个无线本地环路系统的基本结构视图，在图中，1表示这个无线本地环路一个整体。而无线本地环路1可以很方便地与现有的公用交换电话网链接，并构成一个广义公用交换电话网PSTN1’。请注意用户交换LE也包含在这个公用交换电话网中。

无线本地环路1中最基本的组成部分是基站收发信台(BTS)3。这个基站收发信台3通过第1个接口(INF)连接到基站控制器(BSC)5。这个基站控制器(BSC)5通过第2个接口(INF)进一步变换与公用交换电话网(PSTN)的传输信息。

基站收发信台(BTS)3通过无线信道6连接到用户SUB。如上所述，本发明采用了一种PHS类型的无线本地环路1，由PHS终端组成的用户单元2连接到用户SUB。

由于用户SUB使用PHS终端2连接到公用交换电话网(PSTN)，在这种情况下，这个基站收发信台3中必须引入一个适合于PHS网的小区站(CS)4。

如前文所述，实现图67中所示PHS型无线本地环路1的基本技术已经成熟，但是，大量用户把这样一套无线本地环路系统作为广义公共交换电话网PSTN1’的一部分来使用它所需要的不仅仅是简单的技术可行性，还要求无线本地环路系统1具有实用性。

这样一个实用的无线本地环路的实现需要解决几项任务，尤其是前文已经解释过的六项任务。

本发明提供了一套PHS类型无线本地环路系统，特别是其中的基站收发信台(BTS)和用户单元，以及对这套系统的一套操作方法，这一系统成功地解决了上述六项任务中的几项，甚至有可能同时解决所有六项任务。

图1是本发明的基本结构的视图。这个图特别表示了在图67中所示的无线本地环路系统的心脏部分的基站收发信台(BTS)3。图67中的小区站(CS)4由许多小区站组成，例如小区站CS1、CS2、CS3、和CS4四个。每个小区站(CS1-CS4)又可容纳许多由PHS终端构成的用户单元2。尤为可取的是，它们(小区站)经过一个复接/分接单元(MUX/DMUX)20来容纳这些用户单元2。

在图1中，图67所示的发送和接收天线7通过一个混合电路部分10连接到小区站(CS)4。

混合电路部分10由一个功率合成器(由一个混合电路H组成)11、一个功率分配器(由混合电路H组成)12、一个时分双工开关(TDD·SW)13和一个空分开关(SO、SW)14组成。

更详细地说，混合电路部分10是按照以下方式组成的。它位于许多小区站(CS1-CS4)4和两个收发天线7之间，具有空间分集(SD)结构，并由一个多级功率合成器11、一个多级功率分配器12、一个空分开关和一个时分双工开关组成，其中，功率合成器11合成来自许多小区站(CS)4的传输功率并把这个合成功率馈送到两个发送和接收天线7中的一个，而多级功率分配器把从两个发送和接收天线7中的一个接收到的接收功率分配给许多小区站(CS)4，空分开关(SP、SW)向两个发送和接收天线7中的一个输出发送功率，时分双工开关(TDD、SW)13是以时分复用(TDD)方式将两部天线交替转换成发送状态或接收状态。

图2是由本发明的基站收发信台(BTS)3应该具备的功能示例的视图。图1所示结构与图2的上半部分相对应。在图2的表示例子中，基站收发信台(BTS)3具有8个小区站(CS1-CS8)。应该注意，小区站(CS)的数目可以由基站收发信台(BTS)3所容纳的用户单元2的数量决定。

由于具有图2所示结构的基站收发信台(BTS)3有八个小区站(CS1-CS8)4，那么收发天线7的数量则为16个(＝2×8)。另外，根据目前的PHS标准(基于ISDN)，每个小区站(CS)需要两组信道，每组信道包括两个语音信道(B信道)和一个控制信道(D信道)(2B+D)。因此，必须铺设大量金属电缆。

这样，一个具有图2所示结构的基站收发信台(BTS)3内林立着16部收发天线7。因此，基站收发信台必须安放在更大的发射塔内，但随之又产生了大发射塔引起的阴影衰落问题。这些问题引出了前文论述过的任务1)。

将图2所示基站收发信台按照在图1中表示的本发明的基本结构进行重新构成就得到了图3给出的结构。

图3是按照图1基本的结构重新构成的基站收发信台的例子的视图。如图所示，该基站收发信台(BTS)3包括具有几乎完全相同结构的第1个基站收发信台(BTS1)21和第2个基站收发信台(BTS2)22。

如图所示，第1个和第2个基站收发信台(BTS1和BTS2)21和22的每1个提供有许多小区站(CS)，例如，四个小区站(CS1-CS4)4同时组织小区站作为一个系统。因此形成两个这样的系统，注意，在第1个和第2个基站收发信台(BTS1和BTS2)21和22中，“CS1”表示主用小区站，而其它“CS”表示从属小区站，它们通过彼此小区站间的通信连接。

第1个基站收发信台(BTS1)21提供有一个复接/分接单元(MUX/DMUX)20，而第2个基站收发信台(BTS2)22则没有。可是前面提到的混合电路部分(图1中的10)，在第1个和2个基站收发信台(BTS1和BTS2)21和22中分别提供混合电路部分10。

当在基站收发信台(BTS)3中容纳的用户单元2的分布密度较小或通信量较少时，这个基站收发信台可以仅由第1个基站收发信台(BTS1)21组成。

在第1个基站收发信台(BTS1)中分配B1、B2、B3的3个B信道和一个D信道给小区站CS1，并类似地将B₄、B₅、B₆和B₇的四个B信道分配给小区站CS₂，B₈、B₉、B₁₀和B₁₁四个B信道分配给小区站CS₃，B₁₂、B₁₃、B₁₄和B₁₅四个B信道分配给小区站CS4，这样就可以构成(15B+D)信道作为一个整体的。按照同样的方式，在第2个基站收发信台(BTS2)22中也可以将(15B+D)信道构造成一个整体。

通过使用复接/分接单元(MUX/DMUX)20的复接部分，并将发送能力置为2Mbps，以便到与公用交换电话网(PSTN)侧接口，公用交换电话网(PSTN)与无线本地环路的兼容性和亲和性非常好。这一点与前文所述的任务3)和任务4)有关。

图4和图5是根据本发明第1个实施例的第1个和第2个部分的视图。注意全部图中相同的组成要素均标以相同的标注数字或符号。

图4和图5把基站收发信台(BTS)3作为一个整体表示，而时复接/分接单元(MUX/DMUX)20将不给予解释。

四个小区站(CS₁-CS₄)4共享一路控制信道(D信道：16KbpsCONT)，而不是按一般原则所规定的拥有各自的控制信道。这时，小区站CS₁用作为主用小区站，而其余的小区站CS₂到CS₄作为从属小区站。控制信息通过说明经过它们的微处理器(MPU)31的内部小区站间的通信，沿着小区站CS₁到CS₄传送控制信息，便增加语音信道(B信道)的数量，在这四个小区站中可以容纳15个B信道。

如图4所示，在每个小区站(CS)中的发送系统提供有，首先是一个自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)编码器和译码器(CODEC)32，用于来自复接/分接单元(MUX/DMUX)(图3中的20)的64Kbps的语音或数据信号变换成32Kbps的语音或数据信号；其次，是一个时分多址(TDMA)控入单元33，将一条控制信道(D信道)和三条语音数据信道(B信道)复用在一起，然后用调制器(MOD)34进行调制，例如，正文移相键控(QPSK)调制。最后，发送放大器(TX-RF)35将这个信号变换(上调)成适合无线传输需要的频率并放大这个信号，然后从小区站发送端T₁₁输入到作为本发明重要特征之一的混合电路部分10(图5)。

另一方面，还要说明在每个小区站(CS)4的接收系统，接收放大器(RX-RF)36首先接收经过混合电路部分10获得的信号，将其变换成(下调)适于在小区站(CS)处理所需的频率，并放大这个信号。一个解调器(DEM)37将信号恢复为原始的数字语音/数据信号。

如图5右端所示，发送和接收天线7有一个空分(SD)配置，而且接收系统(36和37)的组成部分形成两套系统。空间分布(SD)选择单元38从发送和接收的天线对7中，选择获得来自接收信号对的接收电平比较高的解调数据，这个被选择的解调数据提供给时分多址接入(TDMA)控制单元33。然后，表示哪一路信号具有较高接收的电平的选择信息也通知给处理器(MPU)31。

接收这个被解调数据后，时分多址接入(TDMA)控制单元将其分解成一路控制信道(D信道)信号和包含语音/数据信息的语音信道(B信道)信号和包含语音/数据信息的语音信道(B信道)信号。然后，自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)编译码器(CDDEC)32，将被分离的信号变换成64Kbps的数据，并将其送到复接/分接装置(MUX/DMUX)20。

接着，参看在图5中表示的混合电路部分10，图1中所示的功率合成器11被看作一个多级功率合成器(在图中，包括许多混合电路(H₁-H₆)，例如，3dB定向合成器)。

来自末级混合电路H₅或H₆的合成发送功率被输入到包括例如大功率放大器的公用发送放大器41(COMP-AMP1和COMP-AMP2)。在图1中表示的时分双工开关(TD-SW)13在这里作时分双工开关(TDD、SW)S5和S6表示。公用发送放大器41的输出被输入到发送和接收无线对7(ANT₁和ANT₂)。

在图1中表示的空分开关(SD-SW)14确定选取ANT₁一侧或ANT₂一侧的路径。这个空分开关14在图5中作为S₁-S₄实现。究竟选取无线ANT₁侧还是无线ANT₂侧由在这个空分开关(SD-SW)S₁-S₄中的开关路径确定。这里，基于在每个小区站CS₁和CS₂中的空分(SD)选择单元38的选择信息(在无线ANT₁和ANT₂之间那个接收电平高)，确定每个开关路径。

当天线ANT₁系统被选定地，来自小区站CS₁和CS₂的发送功率由开关S₁和S₂在混合电路H₁中合成，来自小区站CS₃和CS₄的发送功率由开关S₃和S₄在混合电路H₂中合成，这些合成功率被进一步合成并从混合电路H₅输出。

当选定天线ANT₂系统时，由空分(SD)选择单元38指定开关S1、S2、S3和S4建立与上述路径相反的路径。小区站CS1和CS2及CS3和CS4的合成功率在混合电路H3和H6上被累积合成。

上述已经给出基站收发信台(BTS)3中的发送操作的描述。在接收操作情况下，设置了时分双工开关(TDD、SW)13(开关S5和S6)以便引导来自天线ANT1和ANT2接收到的信号分别传送到低噪声功率放大器42(LNA1，LNA2)。用这种方法，时分双工开关(TDD-SW)13设置成在时分多址接入(TDMA)控制单元33(参考后面将提到的图6)控制下的时分双工方式(TDD)。

从低噪声放大器42(LNA1和LNA2)接收到的信号通过在图1中的功率分配器12分配到小区站(CS1-CS4)。从天线ANT1接收到的信号通过构成功率分配器12的一组混合电路(H7-H12)中的H11，H7和H9分配到CS1-CS4，而从ANT2接收到的信号则通过混保电路H12、H8和H10分配到CS1-CS4。

这样，分配的接收信号被输入到图4中所示每个小区站(CS1-CS4)中的一对接收放大器(RX、RF)36中。

图6是在图4和图5中不同部分的信号定时图。图左端的标成“CS1”-“CS4”的各列说明了为使小区站(CS1-CS4)进行时分多址接入(TDMA)操作而进行的信道分配，同时也给出了执行时分双工(TDD)操作的工作方法。

此外，标成“S5”和“S6”的两列给出在图5中的时分双工开关(TDD、SW)S5和S6定义时分双工(TDD)操作的定时，以及实施所谓“乒乓法传输”的方法。

再者，标成“S1”到“S4”的各列给出了一个空分(SD)操作实施方法的示例，以及如何保证总是选择天线系统具有一个好的接收灵敏度。

再参照图6中CS1到CS4的各列，在发送(TX)定时中四个时隙中的第一个时隙作为第1个信道(CH1TX)分配给小区站CS1。在发送(TX)定时的其余三个时隙中，每2个、第3个和第4个时隙分别作为第2个、第3个和第4个信道CH2TX、CH3TX和CH4TX分配给其它各小区站CS2、CS3和CS4。

另一方面，接收(RX)定时中四个时隙的第一个作为第1个信道(CH1RX)分配给小区站CS1，类似地，第2个、第3个和第4个信道CH2RX、CH3RX和CH4RX则分别分配给其它各小区站CS2到CS4。

为了实现这样一种信道分配，小区站CS1到CS4彼此之间必须完全同步。这种CS1到CS4小区站间的同步是以主用小区站(CS1)4为基准实现的。也就是说，三个从属小区站(CS2到CS4)4通过在图4所示的内部小区站间的通信保持与主用小区站同步。

这样，在收发天线7和用户单元2之间的无线区域6(图67)内控制小区站CS1到CS4的无线信道特定地分配给主用小区站CS1就已足够了。这样，空间利用率变得非常高。在图6中，“CS1”列中画阴影线的信道(CH1TX，CH1RX)就是采用小区站CS1使用的控制信道(D信道)代表小区站CS1到CS4的公共控制信道。而不带阴影线的信道则是语音信道(B信道)。

图7和图8是对在图4和图5中表示的第一个实施例的第1次修改部分的视图。

在图7和图8中表示的结构，相对于从在图4和图5中表示的组成部分中去掉公用发送放大器(COM、AMP1和COM、AMP2)41，并进而去掉低噪声放大器(LNA2和LNA2)42而获得的结构。

这样做的结果，图7和图8的结构与在图4和图5的第1个实施例比较，可以降低硬件成本。第1次修改后的结构，当用户SUB与基站收发信台(BTS)3之间的无线区6较小而且不必使服务区(传播距离)那样大时可以作为优选结构。

图9和图10是在图4和图5中表示的第1个实施例的第二次修改的视图。

在图9和图10所示的结构是将空分(SD)功能从图4和图5中的组成部分中删除之后所获得到的结构。因此，空分开关(SD·SW)14被去掉了，这样，收发天线7的数量也从两个(ANT1和ANT2)减至一个。

其结果，与第1个实施例相比可以降低硬件成本。这个第二次修改后特别适合在用户SUB和基站收发信台(BTS)3之间的传播空间(无线区)6在视距范围之内，以及所谓“多径效应”很少发生的情况下使用。另外，在具备这些条件的区域内，在许多情况下，在第1个修改中公用发送放大器41和低噪声放大器也可以不要，以便可能更进一步降低硬件成本。

简而言之，第二次修改的基站收发信台(BTS)3由以下几部分构成：(1)容纳有每个包括许多PHS终端的用户单元2的许多小区站(CS)4，(2)一个混合电路部分10，它包括在这些小区站(CS)和信号收发天线7之间的一个多级功率合成器11，它合成来自这些小区站(CS)的发送功率，并把合成结果馈送给收发天线7；一个用于分配接收来自收发天线7的接收功率给这些小区站(CS)的多级功率分配器12；一个在时分双工方式下，用于交替开关收发天线7给发送使用和接收使用的时分双工开关(TDD、SW)13(仅有S6)。

这里，还需参照在图4和图5中的第1个实施例。如图4所示，在用于组合来自4个小区站(CS1到CS4)的发送功率的混合电路部分10(图5)情况下，当一个电路配置考虑采用空分(SD)操作时，需要两个沿信号流向的混合电路(H)构成这个功率合成器11(例如：H1-H5或H3-H6)。但这样即使没有空间损耗，也产生6db损耗。

另一方面，在不考虑空分(SD)操作(参照图9和图10)的单个操作方式情况下，仍需要有沿信号流向的两个混合电路和(H)，这样即使没有空间损耗，也仍然会产生6db的损耗。

在如上述提到的传输系统的情况下，功率合成器11的功能是用于把两个传输输入功率合成一个，而在接收系统(RX)的情况下，它把一个接收输入功率分成两路。

上面所说的损耗发生在发送系统状态下，将使收发天线7发射的发送功率减小，而在接收系统的状态下则会导致噪声系数恶化。

为解决这些问题，在第1个实施例中，在混合电路H5与天线7之间插入了一个公用发送放大器14。

然而，当在混合电路H5与天线7之间插入公用放大器时，四个小区站(CS1-CS4)的发送功率要由同一个放大器41一起放大，也就是说，四路信号将输入到同一个放大器41中，这样很容易会由于放大器非线性而产生互调制畸变。因此，即使在许多输入信号的情况下，必须将互调制畸变的电平抑制到预期的电平或更低，并且需要采用一种所谓的大补偿量。其结果是必须使用具有大的饱和功率的放大器41。注意，这个补偿量是参考在输出饱和电平与操作点电平之间的电平差。然而，当使用这样大的饱和功率时，又会导致功率消耗增加的问题。

再者，又会产生成本增加和设备尺寸扩大的问题。例如，散热器结构变大，而且所需的电源也要加大。

在下面将要提到的第二个实施例中，考虑到上述问题，主要注意力被集中到如何为四个小区站(参见图6)的发送和接收时隙建立同步之上。由于引入了一个偏差改变装置(51)来调整公用发送放大器41的偏压，因而使得降低功率消耗成为可能。

图11是在第二个实施例中的部分信号的定时图。注意这幅图与图6相对应。可是，图11中空分开关(SD·SW)S1-S4的转换图像却与图6中的例子不同。

在图11的发送时隙(四个时隙)中，每个时隙中画阴影线的信道(CH)表示正在使用的信道，也就是说，这条信道正在发送有效的信息。然而，这仅仅是一个例子。注意给主用小区站(CS1)的CHITX和CHIRX给与的控制信道(1)信道，在传送和接收中是所有小区站(CS1-CS4)共用的。其余信道都是语音信道(B信道)。这些参照图6的解释。

另外，在图11中空分开关(SD-SW)S4列上，第1个到第3个时隙上的标记X表示空分开关(SD·SW)在第1个到第3个时隙期间发生转换之前那一时刻的开关状态。

图12和图13是根据本发明的第2个实施例的部分视图。注意，图12和图13中的基本配置与图4和图5中的完全相同，但是，为了更易于理解偏压改变装置51，图中的表示方法有所改变。而且，取消了功率分配器12。另外，在这一例子中，还描述了图11中在发送时隙的第1个时隙的时间内空分开关(SD·SW)14的操作方向。

第2个实施例的概念不仅能应用到公用发送放大器41，还能应用到公用接收放大器(与图5中的低噪声放大器LNA相同)，而下面的解释则是用前一种放大器41为例说明的。来自微处理器(MPU)31的控制信号(图中的A和B)，它主要是管理每个小区站(CS1到CS4)的接收时隙信息(每个小区站使用什么时隙，每个小区站在ANT1和ANT2之间使用哪一部天线7)通过D/A转换器52中的一个，并被输入到相应DC/DC转换器(DC转换器)53中的输出电压可变终端V。一个可变的漏电压被提供给公用发送放大器(COM、AMP1或COM、AMP2)(由一个场效应管FET组成)41中的一个。

图14是用每个发送时隙在每个小区站内的用户数目的视图。图左侧是统计表示了在天线ANT1侧和天线ANT2侧之间被划分的小区站(CS1到CS4)中的用户(SUB)使用各自时隙(TS1到TS4)的位置，而图14的右侧是统计表示这个时隙中的信号通过用于将信号转换到相应天线的空分开关(SD·SW)14，输入到公用发送放大器(COM·AMP1和COM·AMP2)41中的位置。

从图14的例子中可以看出下列发送信号必须在公用发送放大器(COM·AMP1和COM·AMP2)41中放大：

COM·AMP1中            COM·AMP2中

T1：1人                T1：2人

T2：0人                T2：0人

T3：1人                T3：3人

T4：0人                T4：4人

图15是一个公用发送放大器(COM·AMP)的输入功率对输出功率特性的视图。根据时隙(TS1到TS4)的使用情况给出了漏极电压(参看图13中的漏极DCin)，以便补偿保持恒定。如果在场效应管FET(公用发送放大器)的作用下偏差能够很好地调节的话，将可能有五种不同类型的偏压被加到场效应管FET的漏极。也就是说，除了图15中的四种方式A、B、C、D之外，当各个小区站CS1到CS4都不使用时隙时，漏极电压成为0V方式，仅给出门限电压(E方式)。

图16是在图14的情况下，在图15中的A到D的四种方式的漏极电压的视图。

图17是场效应管FET的电压(Vds)对电流(Ids)特性的视图。如图所示，在静态特性的平坦区域内，当FET的漏极电压改变时，增益的变化不大，而只是饱和功率有所变化。因此，利用这个平坦区将可能减少功率消耗。

下面，简要地概括第2个实施例，根据第2个实施例的基站收发信台(BTS)3在时分多址接入(TDMA)方式下工作，在这种方式中许多小区站分别占用分配给用于每个时隙的信道，同时，在多级功率合成器11的输出侧安置了一个供这些小区站共用的公用发送放大器41，并在多级功率分配器12的输入侧提供了一个公用接收放大器42供这些小区站共享。这里，基站收发信台还包括了一个偏压改变装置51，它根据公用发送放大器41中相应的放大器的每个时隙中正在使用的信道(CS1到CS4)数目，按比例提供一定电平的偏压。

下面再参看图4和图5所示的第1个实施例。在这个第1个实施例中，基站收发信台(BTS)3的收发天线7的发送输出是恒定的。这是因为在无线通信中，为避免与其他基站收发信台相互干扰，发送输出必须限制在预先规定的范围内。也就是说，当来自许多(四个)小区站(CS1到CS4)4的输出在混合电路部分10中合成，并在第1个实施例内发送时，以便来自每个小区站的每个输出电平在天线7的输入端必须保持恒定。

为使各小区站的输出端的发送电平保持恒定，第1个实施例(图4和图5)的基站收发信台(BTS)3在多级合成操作下仅执行发送输出的控制是自动控制，即发送放大器35的输出。也就是说，只不过是放大器35执行自动电平控制(ALC)。结果，在通过功率合成器11合成之后，输出电平并未得到修正。因而，即使通过功率集中器11后由于老化传送损耗发生了变化，也无法根据这一变化进行补偿，这样就产生了发送电平易于偏离标准值的问题。第3个实施例可以解决这一问题。

第3个实施例的关键在于，在基站收发信台(BTS)3中对每组小区站(CS)4提供了一组发送放大器35，而且基站收发信台中还包括了一个发送增益调整装置(61)，用来在最接近收发天线7的输入端检测发送功率，并根据检测结果按比例为每个发送放大器35提供相应发送增益。

图18和图19是根据本发明的第3个实施例的部分视图。在这些图中，本实施例的特性体现在上述发送增益调整装置61中。要实现这个装置61，可以有多种不同的方法，不过在本图的例子中，装置61由62到67组成部分实现。标注数字62表示发送输出检测器(DET1和DET2)，63表示门开关(GS1，GS2)，64表示一个采样保持电路，65表示增益控制电压输出电路，66表示1/2开关，67则表示一个微处理器(MPU)。

当来自许多小区站(CS1到CS4)4的输出被合成，并从发送和接收天线7发送时，在最靠近天线7的输入端点提供了一个发送输出检测电路62。然后，基于各自小区站(CS)4的TDMA·CONT终端的脉冲定时信息，微处理器(MPU)67控制门开关63和采样保持电路64并在信道之间建立同步的时候检测发送输出。在增益控制电压输出电路(DC·AMP)65可以得到检测结果与参考电压有关的差值，并将其反馈到发送放大器35。据此，在各自小区站可以调整发送增益以便到天线7输入端的输出恒定。

图20是一幅定时图表，表示发送输出的检测定时。在图18和图19中所示的第3个实施例将参照本图来解释。注意，图20将用与图6和图11相同的方法来说明。

每个小区站的发送信号无线脉冲根据呼叫量增加或减少。因此，要实现增益控制不能仅在合成之后(H₅的输出)的点上检测。所以正如图20所示，在接收信号脉冲的时间内，只有来自每个小区站(CS)4的每个突发脉冲成功地转换为时隙发送波形才被发送出，而在功率合成器11的输出端(H5或H6)测量合成末端的输出电平。

再参看图18和图19，检测电路62(DET1和DET2)与门开关(GS1和GS2)63被设置在混合电路部分10的混合电路的输出端(H5或H6)。来自每个门开关63的检测输出是由采样保持电路64保持在每个小区站中。微处理器(MPU)67根据每个小区站的无线电脉冲定时信息控制门开关63和采样保持电路64。直到随后的发送信号无线电脉冲定时结束前，发送输出对每个时隙都被成功地采样(检测)，因而在采样保持电路中可以得到与各小区站相对应的每个时隙的检测信号。

在图20中，仅是测量来自小区站CS1发送输出的测量无线电脉冲的输出。这时，空分开关(SD·SW)(S1)14已转换到天线7的ANT1侧。这样，一个测量用的传送波形从功率合成器11的混合电路H5被发送出。这个发送波形在检测器62(DET1)中被转换成一个直流检测电压，并在门开关63(GS1)中被选作为来自小区站CS1的测量无线电脉冲。这个直流检测电压在采样保持电路64中作为保持电压，一直保持到下一个测量无线电脉冲T12输出之前。注意，上述保持电压反馈到小区站CS1，与由直流放大器(DC·AMP)组成的增益控制电压输出电路65中的参考电压(Re5)进行比较，并控制发送放大器(TX·RF)35的增益。执行这种控制是为了能在天线7的输入端获得规定输出。注意，在本图中简要说明了发送放大器(TX·RF)中的一个混合器(MIX)，而在其他图中对此未加说明。这是一个用于频率变换的混频器。小区站CS在下一个测量无线电脉冲T12中向ANT2侧的空分开关(SD·SW)14(S1)发送这个频率(f₁-f₄)，这些频率因小区站(CS1到CS4)不同而不同，这样就可以从功率合成器14的混合电路H6获得用于小区站CS1的测量用的发送波形。此外，这个发送波形在发送输出检测器62(DET2)中被变换成一个直流电压，并在门开关63(GS2)中按照与前文所述方法相同的方式被选作为小区站CS1的测量无线电脉冲。这个ANT2系统的选择的DC电压，由用于小区站CS1的采样保持电路64保持，一直被保持到下一个测量无线电脉冲(T13)。在这之后，空分开关(SD·SW)S1将对每个无线电脉冲交替切换到ANT1侧和ANT2侧。正因如此，采样保持电路64中提供了一个1/2开关单元66，用以将空分开关(SD·SW)S1切换到这个ANT1侧或ANT2侧。

小区站(CS2到CS4)控制发送输出的方法与小区站CS1相同。

一个类似于小区站CS1中的操作可以按如下顺序顺利地执行：小区CS1→小区站CS2→小区站CS3→小区站CS4。在接收帧中提供了小区站CS1到小区站CS4的发送输出测量无线电脉冲时隙(T11-T42)，这一点在图20中可以清楚地看到。此外，在发送信号脉冲的时间内，空分开关(SD·SW)(S1-S4)14根据在每个小区站接收系统中检测到的接收电平，选择ANT1和ANT2中的一个。

简单地说，根据第3个实施例的详细示例，基站收发信台(BTS)3在时分多址接入(TDMA)方式下操作，在这种方式下，许多小区站(CS)分别被分配到占用每个时隙的信道，而且这组小区站在时分双工(TDD)方式下交替地重复发送帧和接收帧的周期，作为一个整体的循环操作。这里，发送增益调整装置61成为小区站(CS1到CS4)4的每个的发送放大器35，在各自接收帧的每个周期中，它对每个时隙顺序地输出一个恒定的发送输出测量用的脉冲，根据对每个发送放大器35的计量检测的结果获取这个发送增益，并一直到后序的发送帧周期结束之前将发送增益提供给发送放大器35。

重新提及图4和图5中的第1个实施例。在第1个实施例的基站收发信台(BTS)3内，在发送输出的多级合成之后仅执行发送输出控制是自动控制，以便在每个小区站输出端的发送电平保持不变。这样做的结果是，作为上面提到的第3个实施例，在合成后的输出电平并未得到校正。因此，由于老化产生的公用发送放大器41的增益任何变化无法得到补偿，所以会产生这样的问题，即天线7的发射电平容易偏离正常的电平。第4个实施例可以解决这个问题。

第4个实施例的关键在于，在基站收发信台(BTS)3中提供的公用发送放大器41，在多级功率合成器11的输出侧安置了许多小区站(CS)4，基站收发信台还包括用来调整公用放大器41的发射增益的一个发射增益调整装置71，这样在收发天线7的输入端的发送输出电平被维持在预定的值上，在这种状态下，公用发送放大器输入端的输入电平对于任何小区站(CS)4均可保持不变。

图21和图22是根据本发明的第4个实施例的部分视图。图中，本实施例的特有的特征在于发送增益调整装置71。有多种技术可以实现这样的调整装置，但是在本图的例子中，这种调整装置71是通过72-78组成部分实现的。标注数字72表示输入侧发送输出检测器(DET3和DET4)73是表示门开关(GS4和GS5)、74表示输出侧发送输出检测器(DET5和DET6)、75是采样保持电路(SH2和SH3)、76是直流偏置控制单元(CONT1和CONT2)、77是采样保持电路(SH4)、78是微处理器(MPU)。

合成来自许多小区站(CS1到CS4)的输出，并通过发送和接收天线7中的一个发射出去。在最靠近合成器末端点(混合电路H5和H6的输出)提供了输入侧发送输出检测器72(DET3和DET4)。基于来自每个小区站(CS)4的脉冲定时信息，微处理器78控制门开关73(GS4和GS5)和采样保持电路77，并在每个信道建立同步时检测发送输出。检测结果和参考电压Ref之差通过增益控制电压输出电路65获得，并反馈给发送放大器35。这样，在每个小区站(CS)4的发送增益可以不断调整，并使合成末端(H5和H6)的输出恒定。另外，在天线7的输入端提供了输出侧发送输出检测器74(DET5和DET6)。基于来自每个小区站(CS)4的脉冲定时信息，在微处理器(MPU)78的控制下，来自直流偏置控制单元76(CONT1和CONT2)的直流偏置电压，以及来自检测器74的直流检测电压通过采样保持电路75(SH2和SH3)在每一个无线电脉冲定时内采样和保持。控制执行后，发送放大器41的发射输出成为恒定值。

在这个发送波形的合成末端(H5和H6)的输出电平控制与第3个实施例相似。

在第4个实施例中，输出侧提供了发送输出检测器74(DET5和DET6)，把在发送波合成末端(H5和H6)上的发送输出加到公用发送放大器41(COM·AMP1和COM·AMP2)中，将它放大到预定电平并在天线7的输入端上进行检测。在微处理器(MPU)78控制下，检测电压通过采样保持电路(SH2和SH3)进行采样和保持。公用放大器41(COM·AMP1和COM·AMP2)的增益受到控制，以便发送输出电平保持恒定。

来自每个小区站(CS)的发射信号脉冲根据呼叫量不同而增加或减少。信号合成之后的点上发送控制变得很复杂，但执行这个控制可以使公用发送放大器41的输入侧电平对于所有四个小区站(CS1到CS4)都是相同的，这是根据第2个实施例的方法实现的，在这种状态下，控制了放大器(COM·AMP)的增益，以便天线7的输入端电平保持不变。

也就是说，在发送信号无线电脉冲期间(参照图20)内，对每一个时隙(四个时隙)，在天线7的输入端上检测发送输出电平，并将直流检测电压提供给采样保持电路75。另一方面，每个小区站(CS)的发射波数量由微处理器78通过每个小区站(CS)4的TDMA·CONT终端的无线电脉冲定时信息来决定，而这个直流偏置电压通过直流偏置控制单元76供给采样保持电路75。

采样保持电路75根据在直流检测电压和直流偏置电压之差按比例向公用发送放大器41提供一个电压，控制放大器的增益，并形成在天线7的输入端上发送输出电平保持恒定。

值得注意的是各自独立地控制公用发送放大器41在天线7的ANT1侧和ANT2侧的增益。

简要地说，根据第4个实施例的详细例子，基站收发信台工作在时分多址接入(TDMA)方式，在这种方式下，许多小区站(CS)4对每个时隙分别分配给占用的信道。同时，在时分双工(TDD)方式下，把这些小区站交替地重复接收帧和发送帧的周期作为一个整体操作。在这里，发送增益调整装置71在各自发送帧的每个时隙反馈误差电压和公用放大器41的参考电压，以便调正传输增益，这个误差电压是通过减去基于收发天线7的输入端的发送波数量的偏差获得的。

接下，将解释基于本发明的第5个实施例。PHS系统基本上是使用于移动通信的一种方法，所以假设用户单元的位置在移动区域内不固定。由于这个原因，在基站收发信台和用户单元中使用全向天线。注意，有时可以使用一种基站收发信台采用定向天线，并且把一个无线区划分成许多扇形区域系统。但是在这种情况下，这个无线区按一种固定方法划分，所以它的基本概念与使用全向天线的情况相同。

无线本地环路(WLL)系统是为了降低电信基础设施建设的成本而设计的。甚至在用户密度相当低的情况下，也有必要降低系统成本。尤其，降低设施成本要求减少基站收发信台的数量和降低基站收发信台的成本。为减少基站收发信台的数量，它必须扩大无线区域，但是这需要提高发射功率，而这又增加了硬件成本。另上，在PHS系统情况下，每个用户单元2的发射功率受到标准(参考RCA·STD-28标准)限制的。

另一方面，正如前文所提到的，将一个无线区划分为许多扇形区的系统有时可以采用。由于定向天线用于每个扇区，所以系统的发射功率和抗干扰能力等方面都有所改善。然而，随着扇形区数目的增加，总功率和每个无线区域的无线单元数量也随之增加，使得基站收发信台的成本并未降低。

由于无线区域扩大造成发射功率增加的原因是在基站收发信台和/或用户单元，由于使用了全向天线使得电磁波在并不需要的方向上也有发射，这样就无法避免发射功率的浪费。

而且，使用全向天线时，这种不必要的电磁波还会造成对其他邻近基站收发信台中的干扰，因此，频率重复数量一定变大。也就是说，除非距离足够远，否则相同频率不能用于相邻区域。其结果，频率利用率降低了，每个区域可以容纳的用户数量也减少了。因此，无线区不能加大，相反地还要增加基站收发信台数目。在将区域划分成许多组扇形区的系统中，这一问题有所缓解，但还不能彻底地解决这个问题。

第5个实施例设计思想是解决上述问题，并与前文提出的任务(2)有关。为了解决这个问题，提供了下列基本的基站收发信台(BTS)3。也就是说，在PHS类型无线本地环路(WLL)系统1中，它包括一个基站收发信台(BTS)3和大量用户单元2，这些用户单元分散在基站收发信台(BTS)3的周围。基站收发信台(BTS)3容纳有PHS终端和可变方向的收发天线装置81，它可以根据相对于基站收发信台分配用户单元2的数量，调整收发电磁波的方向。

在无线本地环路(WLL)系统1中的基站收发信台(BTS)3和用户单元2使用了方向性天线，因而减少了不必要的电磁波发射，而且可以实现无线区域的传输距离的增加和干扰的降低。因此，降低了设施的成本。

简单地说，在无线本地环路(WLL)系统1中，用户单元2的位置是固定的，并有可有确定哪个用户方向对应于哪个方向的基站收发信台(BTS)3。根据这一情况，有可能在基站收发信台中使用与用户方向有关的天线，以便减少不必要的电磁波发射、增加发射距离并同时减少干扰。

类似地，通过基站收发信台3相对于用户单元2的方向是固定的，在用户单元2中使用与方向性有关的天线对准基站收发信台3，它可以降低干扰、同时提高频率利用率。

图23是根据本发明的第5个实施例的表示功能的说明视图。图中，7是基站收发信台3的发送和接收天线，8是用户SUB的用户单元2的发送和接收天线。

当图23中的用户单元2的分布发生变化时，基站收发信台(BTS)3恰当地使用方向性天线7有效地改善发射功率。另外，通过降低对低用户密度方向的发射功率，可以降低在这个方向上的干扰。由于干扰功率降低便于在本区域这个方向上的另一个基站使用同一频率，因而频率利用效率可以提高。PHS系统充分利用了动态信道分配(DCA)功能，每个基站收发信台可以自动选择和使用最低干扰的频率。因此，改善的效果特别显著。

图24是第5个实施例特有的可变方向发送和接收天线装置的示例视图。

可变方向接收和发送天线81包括一个天线开关部分82，用来馈电相位控制单元和偶极发送和接收天线7。这里，馈电相位控制单元82包括一个λ/8延迟线83，一个3λ/8延迟线84，图型开关S1至S7和图示的所需配线，以及进行与混合电路部分10需要的发送波T和接收波R的传输。

图型(pattern)开关S1至S7接收来自每个小区站(CS)4中微处理器(MPU)31的开关图型控制信号，采用指定的接触器位置，提供在图25中所示的图解可变方向图型。

图25A到25E是不同的方向图型及相应的开关图型的视图。根据给出的馈送路由是λ/8延迟、3λ/8延迟或是没有延迟，可以得到不同的在图25A到25E中表示的示例图型。注意，获得任何希望的方向的方法，同样可以用其它已知技术实现。

注意，用户单元2的位置是固定的，并且可以确定当前哪个用户与基站收发信台(BTS)3在哪个方向相对应，位于特定方向的用户单元构成一群，并对每个群分配给一个特定的时分多址接入(TDMA)的时隙。

图26是第5个实施例中的用户单群的示例视图。图27是在图26中时隙分配这个群的分配视图。参照图26和图27，时隙1分配给属于群1的用户单元2，时隙2分配给属于群2的用户单元2。相应地，在时隙1中采用图25E的开关图型3，在时隙2中采用图25C的开关图型2。这样，在时分多址接入(TDMA)的每个时隙通过改变天线方向实现同每个群的用户单元的通信。注意，每个用户单元群中的用户单元数量应尽量接近平衡状态。因此，依据用户单元在地理位置上的分布，利用开关图型1和4(图25A和25B)也可能使用户单元数更加均匀。

而且，在用户单元的群与时分多址接入(TDMA)时隙之间的对应关系是固定不变的，可以在任何特定时刻根据不同地理位置分布的用户呼叫自适应地加以改变。

此外，通过在无线区域中的基站收发信台之间建立定时同步、相邻区域使用相互正交的方向，可以降低区域间干扰，从而可以有效地达到增加信道容量。

图28是图26所示方向图型的另一个例子视图。在图26中，对于全部时分多址接入(TDMA)时隙都采用定向天线，但是，对于由D信道的控制信息的发送和接收时隙，在某些情况下宁可采用全向天线。这时，在每个特定时隙全向天线可以用来采用分集天线的空分时隙实现(由一对天线组成)。

图29是在包括全向图型情况下的时隙分配视图。在图中，标作“控制的时隙分配给D信道，并且是在全向方向(图28)。

图30是可变方向天线装置的示例视图，它也可以用于图29的方式。如图所示，本例提供了天线开关部分-1和部分-2，并且功率同时馈送到两个发送侧。接收侧利用有不同的天线增益执行分集接收。图中，通过开关部分-1和部分-2的设置分别构成的可变向接收和发送单元85和86以及接收和发送天线7，单元85主86是彼此正交排列。这里，通过天线开关部分的开关图型的合成，可以获得在图31到33中所示合成的方向图型。

也就是说，图31是对应于在图28中的全向方式的合成图型的视图，图32是对应于图28中第一群的合成图型的视图，图33是对应于图28中第2群的合成图型的视图。

图34给出了实现另一种全向图型的示例视图。这个例子是通过天线的一系列开关方向性人工实现全向例子中的一个。在PHS系统中，D信道的控制信息一次发送几帧。因此，在第一帧的控制信息使用时隙中，采用图34(1)中的方向性，第二帧的控制信息使用时隙中(并不是立刻接着第一帧)和前一帧相同的控制信息按图(2)的方向性发送。在第三帧中，类似地，控制信息按图(3)的方向性发送。通过重复执行，同样的控制信息可以向各个方向发送，从而实现了人工全向。

总之，根据第5中实施例的详细示例，这个基站收发信台(BTS)3是一个基站收发信台，它包括许多小区站(CS)4，并在时分多址接入(TDMA)方式下工作，在每个时隙中，这些许多小区站(CS)4分别占用各自的信道。这里，可变方向发送和接收天线装置81对属于同一个群的所有用户单元2分配同样的时隙，这些用户单元按照从基站收发信台(BTS)3向外看的方向被分成若干群，每个时隙对应一个方向(的分群)。

此外，可变向发送和接收天线装置81包括偶极天线7和馈电相位控制单元82，它在每个时隙馈电相位信息给偶极天线用以改变相位。

再有，可变向发送和接收天线81包括第1个可变方向发送和接收天线单元85，第2个可变方向发送和接收天线单元86，天线单元85和86彼此正交安装。

可变方向发送和接收天线装置81在基站收发信台(BTS)3和用户单元2之间，用于对每个特定时隙转换控制信息把方向性改变成全向。

为进一步研究，下面给出前文提到的方向图的更详细的例子，请参看图35-39。

图35是一个天线发射图型的例子视图，图36是馈电相位差为零而改变天线间隔时的不同发射方向图；图37是设定天线间隔为一固定值而改变馈电相位差时的不同发射方向图；图38是设定天线间隔为零的一个固定值而改变馈电相位时的不同发射方向图；图39则是设定天线间隔为三个固定值而改变馈电相位差不同时发射方向图。

注意图的左上角的数字是天线间隔d(左边)和馈电相位差〔单位：λ〕(右边)。图35表示d等于λ/2(0.5)和馈电相位差等于λ/8(0.125)。

考虑图35-39，可以清楚如下事实：

(1)当天线间隔是一个不同于λ/2(0.5)的值时，无法获得可控制的方向。再有，d小于λ/2，方向图变成椭圆形，d大于λ/2时，形成了大量的射束，这时即使改变馈电相位差，整个发射方向图也不会改变多少。

(2)当d＝λ/2时，发射方向图随馈电相位差改变而连续改变。

通过上面的描述，最优的天线间隔是λ/2(固定的)。对于图24中表示的具体例子的馈电相位差分别采用λ/8(83)，3λ/8(84)的延迟线以及零延迟。

下面，将解释本发明的第6个实施例。在通常的PHS网络中，PHS终端的天线8是全向天线，因此频率重复数必然变大，这样信道容量就不能太大，如下面图40所示。

图40是用于说明在通常的PHS网络中的期望波/干扰波特性的视图。图41解释了本发明的第6个实施例如何改善期望波/干扰波特性的视图。

在无线本地环路(WLL)系统中，可以利用PHS终端是固定的而使用定向天线以减少同区内的干扰，如图40所示，从而使频率重复数变小。传统上，当用户单元2的天线8采用全向，频率重复数至少为7。如图40所示，基站收发信台BTS1和BTS2使用了同一无线电频率，有下面的等式成立：

L1＝1

$L2=\sqrt{1^2+{\left(2\sqrt{3}\right)}^2}=\sqrt{13}$

相应的，有用信号功率与干扰信号功率之间的CIR(载波/干扰比)(注，在较长区域内采用平均值)如下：

$\mathrm{CIR}={\left(\sqrt{13/1}\right)}^{\mathrm{\α}}=19.5\mathrm{dB}$

这里，α是距离损耗系数(α＝3.5)。

与这个相比，当用户单元2使用定向天线时，如图41所示恰好是三个小区重复，因为L₁＝1和L₂＝2，所以在期望功率波和干扰功率波之间的比率CIR等于10.5dB。这里，如果天线8的F/B比率为10dB，比率CIR等于20.5dB，与t小区重复的CIR相当。就是说，用相等的比率CIR，频率重复数可以减少大约一半。相应地，信道容量可以增加大约两倍。

简而言之，第6个实施例的特点就是：在PHS型无线本地环路(WLL)系统1中，由基站收发信台(BTS)3所容纳的用户单元2提供了一个与到基站收发信台(BTS)3方向性有关的天线8。

以上主要是从在基站收发信台配置中从用户角度对有关的部分解释。因此，下面将解释包括用户交换机(LE、图67)的公用交换电话网(PSTN)的相关部分。这些部分是图1中的复接、分接单元(MUX/DMUX)20，图3中的复接/分接单元，以及与其相关的部分。这些相关部分是复接/分接单元本身及其外围部分，及其在公用交换电话网(PSTN)上的部分，例如，图67中所示的基站控制器(BSC)5中形成的那个部分。在第7个实施例中将详细解释基站控制器中形成的那个部分。因而，在这里只解释前一部分，即复接/分接单元(MUX/DMUX)20及其外围部分(参考图3)。

概括图3所提及的问题，根据本发明的这个基站收发信台(BTS)3的优选类型如下。也就是说，基站收发信台(BTS)3是在无线本地环路(WLL)系统中使用PHS系统的最佳的基站。这个基站收发信台(BTS)3是由第1个基站收发信台(BTS1)21和第2个基站收发信台(BTS2)22组合而成的，而这两个基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22结构如下：

(1)第1个基站收发信台(BTS1)21是由四个小区站(CS1到CS4)组成的，每个小区站容纳许多用户单元2和一个复接/分接单元20(MUX/DMUX)，它在小区站(CS)4和用户交换机LE之间执行发送和接收数字信息的复接和分接。

(2)每2个基站收发信台(BTS2)22有四个小区站(CS1到CS4)，每个小区站容纳许多用户单元2，它共享在第1个基站收发信台(BTS1)21中的复接/分接单元20，并在小区站(CS)4和用户交换机LE之间发送和接收数字信息。

更详细地描述，在第一个基站收发信台(BTS1)21中，四个小区站(CS1到CS4)中的一个作为主用小区站(图4中的CS1)，它除处理语音用的B-信道信号之外还处理控制用的D-信道信号，而其他三个小区站(CS2到CS4)用作从属小区站，它通过内部处理器与主小区站(CS1)接收和发送控制用的D-信道信号的通信。注意，在图4中，内部处理器间的通信主要是通过在每个小区站(CS)中的微处理器31进行的传送D-信道信号的通信，在图中表示为“内部CS间通信”。

在基站收发信台(BTS2)22中，也有四个小区站(CS1到CS4)中的一个小区站作为主用站(CS1)，它除了处理语音用的B-信道之外还要处理控制用D-信道信号，其它三个小区站(图4中的CS2到CS4)作为从属小区站，它通过内部处理器间的通信发送和接收与主用小区站CS控制用D信道信号。

下面将说明第1个和第2个基站收发信台(BTS)21和22中，安置在公用交换电话网路(PSTN)侧的组成部分，作为第7个实施例，特别地提供了图67中的基站控制器(BSC)5。

图2是简单实现本发明的配置，但没有加入本发明中的改善措施。但是图2中的结构31起了这样的问题，需要铺设大量金属电线和大量的天线7。

为了解决这一问题，采用了将四个小区站(CS1到CS4)组合到一起的配置，这样在基站收发信台(BTS)3中提供了基站收发信台(BTS1+BTS2)的组合配置。这里，第一个基站收发信台(BTS1)21中提供了与PSTN及小区站相连的复接/分接单元，这样发送数字信号可以分配到BTS1和BTS2中。

按这种方法构成的基站收发信台(BTS)3，当执行已有的U’-接口线功能时，即，每个小区站(CS)拥有(2B+D)X2信道(图2)的容量通过将小区站(CS)的数目扩充为八个，一个2Mbps的PCM信道可以具有8×(2B+D)×2的容量。即：

(2B+D)×2×4CS×2＝32b+8D，其中D＝16kbps

就等于

(2B+D)×2×4CS×2＝32B+2d，其中d＝64kbps。

因为在无线区6中，每四个小区站(CS)共用一路控制(D)信道，八个小区站(CS)共同两路控制(D)信道，所以可用的语音(B)信道的数量成为32B-2B＝30路B-信道。这可以由一条2M线路(前文所述的2Mbps PCM线路)的32个时隙TS(30可用信道/1条控制信道/1条同步信道)来实现(TS是一个时隙，1TS相当于一条信道，见图42。

图42是在公共交换电话网(PSTS)与基站收发信台(BTS)之间传送信息的信道(Ch)结构的视图。在这个图中，“控制信道”装置是指D-信道。注意，在这个图的配置中的左和右与前面图中相反。左侧被定为用户侧，右侧则定为PSTN侧。这是为了使本图配置与下面的图43配置相符。

图43是根据本发明的第7个实施例的视图。根据第7个实施例，在PHS型的无线本地环路(WLL)系统1中的基站收发信台(BTS)3的特点是：它通过接口转换设备91与公用交换电话网(PSTN)相连，这种接口转换设备能将现有的公用交换电话网(PSTN)使用的协议与在无线本地环路(WLL)系统1使用协议相互转换。这种接口转换设备91最好安置在基站控制器(BSC)中。

在解释图43配置之前，先详细地参看图44。

图44是用于说明当前的PHS网络配置的视图。图中，各部分的配置如下：

ISM是一个加到D70交换机上的I-接口模块，用以提供ISDN服务。

ISMA是一个I-接口模块(ISM)适配器，用于在PHS服务中连接小区站和I-接口模块。

SLT是一个用户线路终端单元。

OCU是一个用于局内线路的单元。

AUR是一个用于移动验证功能单元。

DSU是一个用于终端的金属数字用户线单元。

HLR是一个标识位置寄存器，即，数据库记录清单信息等。

PBX/LAN是一个用于线路集中和交换的处理单元。

此外，S、T、U、U’和V是参考点，其中S和T是ISDN接口，U和U’及V是传输线路接口。

在图44中，这个PHS系统通过I-接口模块适配器和I-接口模块与用户交换机LE(D70)连接，并接入公用交换电话网(PSTN)。

这里把PHS系统引入无线本地环路(WLL)系统，第1个条件就是它连接公用交换电话网(PSTN)上，但是现阶段的PHS网路是以高昂的ISDN网存在为先决条件的，因而，将无线本地用户环路(WLL)系统引入发展中国家实际上非常困难。

而且，现阶段的PHS网络为每个小区站(CS)提供一个U’接口线路，但当考虑到一个无线本地环路(WLL)系统的线路传输条件时，两条U’接口×2线路是不够的。因此，基站收发信台(BTS)必须能容纳大量的小区站(CS)。

因此，为了将采用PHS网络的无线本地环路(WLL)系统引入现有的公用交换电话网(PSTN)，从而构成一个广义的公用交换电话网(PSTN)，就需要采用一个通用的(现有的)接口来代替U’接口。PHS网路是基于RCR-STD28标准的，因而它必须处理ISDN协议。

基于这种情况，采用了如图43所示的接口转换设备91来解决任务(3)和任务(4)。该设备执行在现有的公用交换电话网(PSTN)协议与PHS系统采用的ISDN协议之间的相互转换。现有的网络协议，例如V5.2接口已被ITU-T等标准化。

图43所示的接口转换设备91大体包括以下几部分：

(1)第1个输入/输出单元92连接到WLL系统侧。

(2)第2个输入/输出单元94连接到PSTN侧。

(3)在第1个输入/输出单元92与第2个输入/输出单元93之间的一个交换单元94。

(4)一个层2终端单元95，它通过交换单元94和来自公用交换电路网(PSTN)侧的每个层2(重发控制等)的数字信号，获得用于从无线本地环路(WLL)系统1的终端数字信号。

(5)中央处理单元(CPU)，用于处理在层2终端单元95上获得的层3的消息(呼叫建立，呼叫释放等)，再将这个消息转换为层2数据，同时通过开关单元94传送给公用交换电话网侧(PSTN)和无线本地环路(WLL)系统侧。

注意，中央处理单元(CPU)96与用户数据库处理用户清单信息一起工作。

更好的情况是这个9接口转换设备91，还应包括一个维护及操作单元97，它至少应可以进行接口转换设备自身的监视和控制、基站收发信台(BTS)3的用户信息(记录在用户数据库98中)的管理和维护。这个维护和操作单元97可以是一个通用操作和维护控制器(无线)(OMC-R)。

更特别地是如图43所示，接口转换设备91在用户线路侧容纳有许多基站收发信台(BTS)3，它由第1个和第2个输入/输出单元(92和93)构成，用来输入和输出现有网络或基站收发信台(BTS)中的数字信息(V5.2.2M)；一个L2终端单元95，用来处理这些数字信息(包括V5.2用和ISDN用)中的L2(层2)；一个中央处理单元(CPU)96，处理L3(层3)；一个开关单元94，根据中央处理单元(CPU)中的控制信息将这些数字信息切换到指定线路；一个维护与操作单元(OMC-R)97，执行对接口转换设备91和基站收发信台(BTS)3的监测和控制，用户信息的维护和管理。

作为对第7个实施例的补充说明，图45给出了接口转换设备91在基站控制器(BSC)中进行呼叫处理的例子。

图45是一个具有接口转换设备的基站控制器(BSC)进行呼叫处理的顺序图。

(A)在基站控制器(BSC)5中处理公用交换电话网(PSTN)呼叫建立的过程如下：

(1)从用户交换机LE接收呼叫建立消息。这时，通过分配来分配这个在V5.2接口上的时隙(TS)。例如：在V5.1的16个2MPCM线路中分配第14次呼叫时隙TS30(LE·No.14-T30)。

(2)基站控制器(BSC)5查询被叫用户所在的基站收发信台(BTS)3。这时，要用到基站控制器(BSC)中的用户数据库98。

(3)接收无线本地环路(WLL)系统1中的通信线路建立请求。“建立”是从基站控制器(BSC)5请求对用户侧线路时隙的建立。例如在基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)之间16个2M PCM线路中分配给16次呼叫时隙TS10(BTS·No.16-TS10)。

(4)呼叫信息传送到被分配到2M线路的控制信道(D-信道)。“SET-UP”的意思是对用户(SUB)的呼叫建立以及传送被叫用户号码。

(5)接收来自这个呼叫终端的响应(在无线本地环路系统中用户终端摘机)。从被叫侧通知应答连接。

(6)从被叫端发回的响应(OFF HOOK)被送到用户交换机LE。“信号”是在V5.2接口的摘机通知。

(7)通过建立在用户交换机(LE)侧的No.14-TS30与基站收发信台(BTS)3侧的No.16-TS10之间的交换，二者间的通信开始了。

(B)在基站控制器(BSC)处理从公用交换电话网(PSTN)中解除连接的过程如下：

(8)接收到要求释放分配给V5.2接口的时隙(TS)(LENo.14-Ts30)的请求。“DEALLOCATION”是释放由“ALLOCATION”建立的时隙。

(9)因为通信结束后，在无线本地环路(WLL)系统中的用户终端2请求呼叫释放。“DISC(DISCONNECTION)”是请求呼叫释放信号。

(10)接收到呼叫释放请求(在WLL系统中的用户终端的挂机)。“REL(RELEASE)”是请求释放信道和呼叫号码的信号。

(11)在无线本地环路(WLL)系统中的用户终端(2)的挂机信号传送到用户交换机LE。

(12)接收到WLL系统的通信时隙(BTS NO.16-TS10)的释放请求。“DISCONNECT”是请求释放由“ESTABLISH”建立的时隙(TS)以及被分配的时隙(TS)的信号。

再次注意，复接/分接单元(MUX/DMUX)20，存在第8个实施例中详细说明。

在本发明所提出的在图2的基站收发信台(BTS)3中，每个小区站(CS)配置了可以容纳(2B+D)×2信道，即一个ISDN基本接口的形式。为获得八个小区站(CS)的总容量(30条电话线路的容量)，需要ISDN基本接口×16的线路，而且效率很低。如果仅使用2Mbps线路作为30路电话容量的接口，同时采用全新的结构实现基站收发信台(BTS)，是有可能确保线路本身的容量的。然而，由于现有的资源未被利用，所以全新设计的BTS存在许多缺陷。正因如此，采用了一种适合于使用2Mbps线路同时又可以利用现阶段小区站(CS)的大部分功能(而不是数字网络接口)的较理想的结构。

图46给出了根据本发明的对应于图4和图5等的第8个实施例的视图。与前面所提到的组成部分类似的组成部分用相同的参考数字或符号表示。然而，在图3中的混合电路部分10用HYB来表示。另外，图4中的发送放大器35和接收放大器36一起被标作RF单元35和36。而且，图4中的SD选择单元38及其外围部分所构成的组件被标成质量管理单元38。

图46中需要注意的关键在于：首先，复接/分接单元(MUX/DMUX)20由一个复接器/分接器101和一个D-信道(ch)接入控制单元102组成。其次，有些在其它图中未标出的组成部分在本图被标出，就是一个用于在D-信道上链接访问过程(LAPD)的LAPD处理单元103和一个用于平衡链接访问过程(LAPB)的LAPB处理单元104。

如图所示，在这种结构中，去掉了现有小区站中的数字网络接口单元而采用了一个具有D-信道接入控制单元102的复接/分接单元(MUX/DMUX)20。

复接/分接单元20从公用交换电话网(PSTN)侧，例如基站控制器(BSC)5侧，引入了一个2M接口(30B+D)。复接器/分接器101将信号分入由3B×1信道和4B×3信道共同组成的两个B-信道系统和一个D-信道系统。然后将两个B-信道系统连接到基站收发信台(BTS1)21的小区站(CS)和基站收发信台(BTS2)22的小区站(CS)中，同时DX1信道系统通过D-信道接入控制单元102连接到基站收发信台(BTS1)的主用小区站(CS1)和基站收发信台(BTS2)的主用小区站(CS1)上。

同样，在数字信息按与此相反的方向传送时(在每个基站收发信台(BTS1或BTS2)中的每个小区站(CS)方向→基站控制器(BSC)5的方向)，也要执行类似的处理。

而且，D信道接入控制单元102按照后面将要提到的方法，将在基站控制器(BSC)5侧的D-信道信号(64Kbps)分成供BTS1和BTS2中每个主用小区站(CS1)使用的D-信道信号(每个为16Kbps)。

图47A给出了一个2M接口下的一帧信号格式的例子视图；图47B则给出了一个典型的2B+D接口下的信号格式的例子视图。图47A的信号格式出现在图46左上方的2M接口中，图47B的信号格式则是图2左端的2B+D格式。2B+D格式为大家所熟知，故略去说明。图47B右端的“DSU”是一个数字服务单元(数字线路终端单元)，“TE”则是一个终端设备。

参看图47A和47B，一帧(125μs)由32个时隙(TS0-TS31)组成。帧控制数据放在起始时隙TS0中，D-信道数据放在中间时隙TS16中，包含语音和数据的15+15B-信道数据放在余下的30个时隙里(TS1-TS15和TS17-TS31)。

综上所述，在第8个实施例中，复接/分接单元(MUX/DMUX)20按如下方式构成。它包括一个复接器/分接器101和一个要连接到PSTN的D-信道接入控制单元102。复接器/分接器101用来将公用交换电话网(PSTN)(例如，基站控制器(BSC)5)中的数字复用信号分路，或将信号复接成PSTN中的数字复用信号。具体过程如下：复接器/分接器101将由30路B信道(语音信道)和一路D-信道(控制信道)组成的30B+D数字复用信号，分成一个包括3B×1信道和4B×3信道的B-信道系统及一个D-信道系统，然后再将分路后的4B-信道分配给BTSI和BTS2的三个从属小区站(CS2-CS4)，同时，将3B-信道分配给BTS1和BTS2的主用小区站(CS1)。

另一方面，D-信道接入控制单元102将D-信道系统连接到在第1个基站收发信台(BTS1)的主用小区站(CS1)和在第2个基站收发信台(BTS2)的主用小区站(CS1)上。

图48是图46中D-信道接入控制单元102的一个实例(上行视图)。图中所引入的组成部分有：第1个定时传送单元111、第2个定时传送单元112和D-信道(ch)复用单元113。

图中表示沿着基站收发信台(BTS)3→基站控制器(BSC)5方向(这里只有图67中的小区站(CS)4的维护信息)与基本控制器(BSC)5的通信的D-信道处理过程。由于只有小区站的维护信息与BSC通信，就不必在复接/分接单元(MUX/DMUX)20(包括D-信道访问控制单元102)上加入新的维护信息，如果在(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站的D-信道信号按预定定时传送到2M接口，这样完全可以满足了。

在基站收发信台(BTS1)21和基站收发信台(BTS2)22中的主用小区站(CS1)D-信道信号(16Kbps)被传送到D-信道方向控制单元102中，在第1个和第2个定时传送单元111和112上的2M定时，然后，该信号在D-信道复用单元113中被放入按固定方式分配到2M接口中的预定时隙中(每个对应16kbps)，并发送到复接器/分接器101，作成一个64kbps D-信道信号。

在第1个和第2个定时传送单元111和112及D-信道复用单元113的每个2M侧上，在基站收发信台(BTS1)21和基站收发信台(BTS2)22中，来自主用小区站(CS1)的D-信道信号(每个为16kbps)，每个占用2Mbps承载线路中的16kbps时隙(以脉冲的形式)。

综上所述，D-信道接入控制单元(102)将来自(BTS1)和21和(BTS2)22中的主用小区站的传送速率为S的D-信道信号复用在一起，进而再通过复接器/分接器101将这一信号复接成速率为S(S＞s)的数字复用信号，并送到PSTN侧(基站控制器(BSC)5侧。上例中速率S为2Mbps，s则是16Kbps。

图49是图46中的D-信道接入控制单元的另一个实例(下行线路)的视图。这里，新引入了第1个和第2个定时传送单元121和122，D-信道分离单元123，分离器125和终端端点识别(TEI)监视单元124。

在第8个实施例中，特别是图49中提出的要点如下：

(1)由复接器/分接器101将公用交换电话网(PSTN)侧((CBSC)5侧)的数字复用信号复接成速率为S的D-信道信号后，D-信道接入控制单元102将这一信号转换成两路速率为S的D-信道信号并分别分配给(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站(CS1)。

(2)LAPD下的终端端点识别器(TEI)以固定的方式被分配给(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站(CS1)。然后，通过复接器/分接器101将STN中的数字复用信号(BSC侧的)，复接成速率为S的D-信道信号，再通过D-信道接入控制单元102根据TEI将这一信号分离成为速率为S的两路D-信道信号，并分别分配给(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站(CS1)。

(3)基站收发信台(BTS3)3接收数字复用信号，该信号是依据预定的规则，来自公用交换电话(PSTN)侧(基站控制器(BTSC)5侧的D-信道的时隙，第1个D-信道信号定向到第1个基站收发信台(BTS1)21，第2个D-信道信号定向到第2个基站收发信台(BTS2)22。D-信道接入控制单元102根据上面的定时规则，自动将接收到的第1个D-信道信号和第2个D-信道信号分别分配给(BTS1)21和(BTS2)22。

(4)根据上面预定的定时规则，D-信道时隙被划分成许多块。第1个D-信道信号定向分配给第1个基站收发信台(BTS1)21的第1个块内，第2个D-信道信号定向分配给第2个基站收发信台(BTS2)22的第2块，其它块定义为空块。

(5)当基站收发信台(BTS)3从公用交换电话网(PSTN)侧(基站控制器(BSC)5侧)(PSTN)处接收到一个具有连续帧结构的数字复用信号时，上面的预定的定时规则依照一系列重复帧来确定，定向到第1个基站收发信台(BTS1)21，的第1个D-信道信号被放在帧系列中第一帧的D-信道时隙中，定向到第2个基站收发信台(BTS2)22的第2个D-信道信号被放在第二帧的D-信道时隙中，而第三帧及以后各帧的D-信道时隙则定义为空时隙。

(6)D-信道接入控制单元102管理和控制在公用交换电话网(PSTN)侧(基站控制器(BSC)5侧)上的LAPD中的终端点识别器(TE1)，以及在第1个和第2个基站收发信台(BTS1)和(BTS2)的21和22的主用小区站上的LAPD的替换终端点识别器(TEI)，在公用交换电话网(PSTN)侧的终端LAPD和在每个主用小区站侧的LAPD。

参看图49，这里给出了沿着基站控制器(BSC)5→基站收发信台(BTS2)3方向的D-信道处理过程(这里仅在小区站(CS)4与基站控制器(BSC)之间传送维护信息)。基本上，从2M接口提取出来的64Kbps的D-信道信号，把这个D-信道信号分别每路16Kbps的D-信道信号，分配给基站收发信台(BTS1)21和基站收发信台(BTS2)22中的主用小区站(CS1)(上面的(1))。

这种分配的执行过程随着LAPD中TEI的管理方法不同而不同。

当TEI以固定方式被分配给基站收发信台(BTS1)21和基站收发信台(BTS2)22的小区站(CS)时(对应于上文(2))，D-信道接入控制单元102中的D-信道分离单元123监视由TEI监控单元(124)经2M接口传送过来的信号S中的TEI，并基于这个TEI将信号S分配给(BTS1)21和(BTS2)22中的主用小区站(CS1)。例如，当TEI＝1时(第1个ID)，信号分配给基站收发信台(BTS1)21，当TEI＝2(第2个ID)时，信号分配给基站收发信台(BTS2)22。在这种情况下，如果在基站收发信台(BTS1)21或基站收发信台(BTS2)22之间没有特定的区分，则基站控制器(BSC)5就有可能只通过一条LAPD线路进行处理。

在TEI不能固定分配时(对应于(3))，终端端点识别器(TEI)可以被自动分配(例如基站控制器(BSC)5侧可以自动分配TEI)。在这种情况下，定向到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22中的主用小区站(CS1)的D-信道信号，按预定的定时规则的2M接口的位置上，D-信道分离单元123依据定时规则，通过分离器125将第1个和第2个D-信道信号(Dch)分配到在基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22中的主用小区站(CS1)。这种情况下，基站控制器(BSC)5有1个对基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22各有一条LAPD线路。

对下面的情况，将给出较为详细的说明，那就是在D-信道分离单元125中根据TEI通过TEI监控单元124进行分离的过程。

(a)TEL固定分配(或人工分配)的情况(上面的(2))。

定向到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的LAPD帧被不规则地混合在2M接口(下行)的TS16时隙中(参看图47A)，因此，D-信道分离单元102利用终端端点识别器(TEI)分离它们。

(b)终端端点识别器(TEI)自动分配的情形(第(3)点)。

例如，基站控制器(BSC)5将定向到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的LAPD帧规则地放在2M接口(下行)的TS16时隙中。

在第1个例子中，TS16时隙被分成bits×4的块，第1块分给基站收发信台(BTS1)21，第2块分给基站收发信台(BTS2)22，第3和第4块作为空块(上述第(4)点)。

在第2个例子中，图47A中的帧被当作一个单元，每四帧为一个周期，第一帧的TS16时隙分配给基站收发信台(BTS1)21，第二帧的TS16时隙分配给基站收发信台(BTS2)22。然后，D-信道分离单元123根据前面的定时规则(TS位置)分离这个帧(上述第(5)点)。

图50是说明了图46中D-信道接入控制单元102的扩充功的一个视图。在图中，新引入了LAPD处理单元131和133，中央处理单元(CPU，主要是管理TEI)132和监控单元134。

在第8个实施例中，图50提出的主要特点是：

(7)D-信道接入控制单元102，一旦处理完分别在基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22中的主用小区站(CS1)4，接收到的速率为S的第一和第2路D-信道信号，复接器就把它们当包含相应的基站收发信台(BTS)中产生的各种监控信息的监控信号复接在一起，并将复用结果作为速率为S(S＞s)的D-信道信号，插入公用交换电话网(PSTN)侧(基站控制器(BSC)5侧上的数字复用信号中去。

(8)基站收发信台(BTS)3从公用交换电话网(PSTN)接收速率为S的数字复用信号，这一复用信号是将定向到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站(CS1)的第1个和第2个D-信道信号，以及包含D-信道中的各种有关基站收发信台(BTS)的监控信息的监控信号复接到一起而获得的。D-信道接入控制单元102最终处理这些信号，将它们转换为速率为s(S＞s)的第1个和第2个D-信道信号，并将这个结果数据传送到相应的主用小区站(CS1)中。

参看图50，除了每个小区站的通常的维护信息之外，为了在基站控制器(BSC)5与基站收发信台(BTS)3之间传送所有小区站的公用部分的维护信息，还要执行D-信道处理，例如，包括复接/分接单元(MUX/DMUX)20、混合电路部分10(HYB)和天线7等的监测控制信号。

D-信道接入控制单元102在LAPD处理单元133中，处理来自基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站(CS1)的上行LAPD信道信号，然后，包括由监控单元134收集到的公用部分维护信息而得到的信号，通过2M接口(上述第7点)作为新的上行LAPD信道发送给基站控制器(BSC)5。

另外，在相反方向(下行)，在下行LAPD信道中得到的来自基站控制器(BSC)5的信号在LAPD处理单元131中进行终端处理，然后，该信号被分成定向到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站的维护信息和中央处理单元(CPU)132控制下的公用部分维护信息。定向到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站的维护信息，通过LAPD处理单元133分别发送到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站(CS1)(上述第8点)。

注意，这时D-信道接入控制单元102通过中央处理单元(CPU)132监控和管理基站控制器(13SC)5一侧，以及定向到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22中主用小区站(CS1)的LAPD信道的TEI，并替换终端端点识别器(TEI)，以使LAPD的终端在基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22与基站控制器(BSC)之间的连接得以实现。

图51是通过图46的D-信道接入控制单元102对软件的下载功能说明的视图。在图中引入了新的LAPD处理单元141和143，存储器(记录软件下载信息)144和LAPB处理单元145。

在第8个实施例中，图51提出的主要特点是下面的第9点。

(9)D-信道接入控制单元102从公用交换电话网(PSTN)一侧(基站控制器(BSC)5一侧)，在数字复用信号的D-信道中的软件位置，它迅速地完成软件下载信息的转换，将其保存到存储器144中，并通过LAPD协议将下载信息发送到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的主用小区站(CS1)4。这个软件通过例如用户交换机(LE)传送给每个小区站(CS)4，并安装到相应微处理器(MPU)31中，对每个小区站(CS)4进行操作。

注意，这种软件下载通常是使用下行线路的B-信道进行的。

参看图51，D-信道接入控制单元102迅速结束从基站控制器(BSC)5的2M接口上，通过D-信道传送过来的软件下载信息，然后将下载信息存到存储器144中，并传送到基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22，的采用小区站(CS1)。在这种情况下，下载信息通过等同于B信道的LAPB协议接口在D-信道接入控制单元102与用小区站(CS1)之间传送。

下面将要说明第9个实施例的方式，第9个实施例关系到前面提到的任务5)。

如上述提到的，当由许多小区站(CS)构成一个基站收发信台(BTS)3时，根据本发明，基站收发信台(BTS)3将定义许多小区站(CS)中的一个为主用小区站(CS1)，而把其它小区站定为从属小区站(CS2到CS4)，并使主用小区站(CS1)控制从属小区站(CS2到CS4)。这里，主用小区站(CS1)负责控制对从属小区站(CS2到CS4)的信道分配，它把从属小区站作为整体联接到主用小区站(CS1)，并同时提供时钟。从属小区站(CS2到CS4)被连接到主用小区站(CS1)，通过来自主用小区站的指令分配给信道之后起动操作，并与主用小区站(CS1)的时钟保持同步操作。

在以这种方式构成的基站收发信台(BTS)3中，如果主用小区站(CS1)中发生诸如时钟暂停或微处理器(MPU)溢出等错误时，则所有与之相联的从属小区站都将停止运行，并会造成整个相关区内的用户无法得到任何服务(参看图28中所有用户单元2)的情况。第9个实施例就是为解决这个问题而设计的。

参照上面的图3，基于第9个实施例的基站收发信台的操作方法的基本要点如下：

(1)许多小区站(CS)中至少有一个被设定为主用小区站(例如CS1)，除了处理语音用B-信道信号之外，还要处理控制用的D-信道信号，其余的小区站(CS)4则设定为从属小区站(例如CS2到CS4)。

(2)当上述故障之一在主用小区站中发生时，基站收发信台(BTS)3由剩余的小区站之一(CS2到CS4)来恢复。

这样，当通信业务量明显地增加时，在整个无线区域内可以避免在最坏的情况系统性能降低。

图52是根据本发明，基于第9个实施例的第5种方式的视图。图中，数字3、4、5、10、20、21和22表示的组成部分在前面已经说明过了。新增的组成部分有控制用的D-信道通路151和语音(语音/数据)用的B-信道通路152。

在图中表示的操作方法，

a)当第1个或第2个基站收发信台(BTS1)21或(BTS2)22中的一个的主用小区站CS1发生故障时，

b)可以同基站收发信台(BTS1)21或(BTS2)22中的一个重建这个基站收发信台。例如，可以通过(BTS1)21中的复接/分接单元20建立包括许多小区站(其中之一是主用小区站)和混合电路部分10(HYB)的(BTS2)22。

也就是说，同一无线区域内由两个主用小区站(CS1)覆盖。复接/分接单元20向每个主用小区站(CS1)发送D-信道控制信号。主用小区站(CS1)和从属小区站(CS2到CS4)则通过前述的小区站(CS)间的通信连接起来，即主用小区站(CS1)通过小区站(CS)之间通信来控制各从属小区站(CS2到CS4)。下面讨论一下当基站收发信台(BTS1)21的主用小区站(CS1)发生故障，并且不再提供时钟及控制信号时的情况，这时该主用小区站(CS1)下属的各从属小区站停止工作。

如果另一基站收发器站(BTS2)22的主用小区站(CS1)是正常的，那么与其相连的各从属小区站(CS2到CS4)仍能够确保系统正常运行。

同样，当基站收发信台(BTS2)22的主用小区站(CS1)发生故障时，如果基站收发信台(BTS1)21的主用小区站(CS1)是正常的，那么与它相连的各从属小区站(CS2到CS4)可以继续保持系统的正常运行。总之，当用户所在区域的一个主用小区站(CS1)发生故障时，用户仍可以得到正常的服务。

图53是根据本发明，基于第9个实施例的第2种方式的视图，图中新加入的组成部分是转换开关(SW)153例如检错单元(ED)和一个选择器(SEL)155。

在这个第2种方式中，

a)如果基站收发信台(BTS1和BTS2)21和22中有一个主用小区站(CS1)发生故障时(此如第1个基站收发信台(BTS1)21的主用小区站发生了故障时，

b)那么，另外一个基站收发信台(如第2个(BTS2)中的主站(CS1)仍可用来控制已发生故障的基站收发信台(BTS1)21中的从属小区站(CS2到CS4)。

从图53可知，小区站(CS)间通信总线(151)通过转换开关(SW)153，将主用小区站(CS1)和从属小区站(CS2到CS4)连接起来。开关(SW)(153)起初处于断开状态。检错单元(ED)154与小区站(CS)间通信总线连接，并且监视从基站收发信台(BTS1)和基站收发信台(BTS2)的主用小区站(CS1)发来的时钟和/或控制信号。选择器(SEC)155与检错单元相连(154)，它通过来自检错单元(ED)154的信号来控制开关(SW)153的开/关的状态。

从复接/分接单元(MUX/DMUX)20来的D-信道控制信号分配给每个主用小区站(CS1)，主用小区站(CS1)通过小区站(CS)间通信总线来控制各从属小区站(CS2到CS4)。

下面看一看当基站收发信台(BTS1)21的主用小区站(CS1)发生故障，并不能再提供控制信号和时钟时的情况。当检错单元(ED)154发现(BTS1)21的主用小区站(CS1)已停发控制信号和时钟以后，它就通知选择器(SEL)155。选择器(SEL)155确认之后就命令开关(SW)153闭合。当开关(153)闭合以后，基站收发信台(BTS1)21和(BTS2)22的小区站(CS)之间通信总线就连接起来。于是，基站收发信台(BTS2)22中的主用小区站(CS1)的时钟和控制信号也可以同时提供给基站收发信台(BTS1)21的从属小区站(CS2到CS4)。于是，基站收发信台(BTS1)21中的从属小区站(CS2到CS4)就可以在(BTS2)22的主用小区站(CS1)的控制下继续工作。

这样，即使有一个主用小区站(CS1)发生了故障，仍能为该无线区用户继续提供服务。

图54A和54B是根据本发明，给出基于第9个实施例的第3种方式。其中图54A是故障发生以前的状态。图54B是故障发生之后的状态。请注意图中有一备主用小区站161。

在第3种方式中，

a)一个备主用小区站(CS)与主用小区站(CS1)配对，

b)当正在工作的主用小区站(CS1)发生了故障时，就立刻将控制权转换到备主用小区站161上，它将行使与主用小区站(CS1)完全相同的功能。

检测单元(ED)154与小区站(CS)之间通信总线相连，它监视主用小区站(CS1)的控制信号与时钟。选择器(SEL)155与检错单元(ED)154连接，并响应从检测单元(ED)154发出的信号，然后向复接/分接单元(20)发送一个开关信号以指示D-信道信号是发往主用小区站(CS1)还是它的备用站。

下面看一看主用小区站(CS1)发生故障而不能提供控制信号和时钟时的情况。检测单元(ED)154发现主用小区站(CS1)的控制信号和时钟已停发送时，它将通知选择器(SEL)155。选择器(SEL)155得知后就向复接/分接单元(MUX/DMUX)20传送一个开关控制信号。复接/分接单元收到这个开关控制信号后就把D-信道信号的目的地从原主用小区站(CS1)转换到备主用小区站161。备主用小区站161接收到D-信道信号后将自动激活，并开始提供控制信号和时钟以取代发生故障的主用小区站(CS1)。于是，从属小区站(CS2到CS4)就可以在备主用小区站161的控制下继续工作了。

这样，即便当主用小区站(CS1)发生故障时，仍可为无线区用户提供服务，并且还可以避免信道的减少以保证服务质量。注意，在第三种方式中刚才所作的说明都是在只有一个主用小区站(CS1)的情况下进行的。如果这时还有一个基站收发信台(BTS2)3，它包含一个或多个小区站(其中一个是主用小区站)和一个混合部分(HYB)10，它也通过复接/分接单元(MUX/DMUX)20连接起来，这样同一无线区将有两个主用小区站(CS1)覆盖。对于这个基站收发信台(BTS)3，可以按照与方式3中类似的方法操作。

图55A和55B是根据本发明，基于第9个实施例的第4种方式的情况。其中，图55A是故障发生前的状态，图55B是故障发生后的状态。请注意图中通用的小区站162组成部分。

在第4种方式中，

a)增加了一个通用的小区站162，它既可作主用小区站(CS1)也可作从属小区站(CS2、CS3或CS4)用，

b)当任一主用小区站(CS1)和从属小区站(CS2到CS4)发生故障时，

c)由通用的小区站162可继续承担发生故障站的功能。

基站收发信台(BTS1和BTS2)21和22的每一个包含有至少一个小区站(其中有一个是主用小区站(CS1))，一个通用的小区站(它既可用作主用小区站(CS1)也可用作从属小区站(CS2到CS4))、一个混合电路部分(HYB)10和一个复接/分接单元20。其结构如图55A和55B所示。另外主用小区站(CS1)与从属小区站(CS2到CS4)之间是通过小区站(CS)之间通信总线连接起来的检错单元(ED)154与总线相连，它监视来自主用小区站(CS1)提供的控制信号与时钟。选择器(SEC)155与检错单元(ED)154相连，用来响应检错单元(ED)发出的信号，并向复接/分接单元发送信号，以指示D-信道信号的目的地是主用小区站(CS1)还是通用的小区站162，选择器另外还发送一个指示信号以选择B-信道信号的目的地是从属小区站(CS2到CS4)，还是通用小区站162。

复接/分接单元20向主用小区站(CS1)提供D-信道控制信号。主用小区站则通过小区站(CS)之间通信总线来控制从属小区站(CS2到CS4)。

下面看一看主用小区站(CS1)发生故障而不能再提供控制信号和时钟时的情况。此时检错单元(ED)154检测到主用小区站(CS1)已停发控制和时钟信号后，就通知选择器(SEL)155。于是选择器(SEL)155接收这个通知信号，并向复接/分接单元20发送开关控制信号。复接/分接单元20则根据开关信号来转换D-信道信号的目的地，使之从原来的主用小区站(CS1)转换到通用的小区站162。当通用小区站接收到D-信道信号后，它就自动激活并开始行使主用小区站(CS1)的功能，即提供控制信号和时钟，于是，从属小区站就可以在通用的小区站162的控制下继续工作。

再看一看从属小区站(CS2到CS4)中的一个发生了故障时的情况。通常，主用小区站(CS1)监视从各小区站(CS2到CS4)的工作状态，以控制从属小区站(CS2到CS4)的信道分配，所以它能够检测出某一个从属小区站发生故障的情况，这时主用小区站(CS1)向检错单元(ED)154发送一个告警信号，以通知它有一个从属小区站发生了故障，同时还要指明是哪一个从属小区站发生了故障。检错单元(ED)154收到警告后将通知选择器(SEL)155。选择器(SEL)155收到这个通知信号向复接/分接(MUX/DMUX)单元20收到这个开关信号后就把B-信道信号的目的地从发生故障的从属小区站切换到通用的小区站162。通用的小区站162收到B-信道信号后自动激活并代替原从属人小区站行使的功能。于是，当某一从属小区站发生故障以后，可以用通用的小区站162来接替它的工作。

于是，即使主用小区站(CS1)中发生了故障，仍可能维持该无线区内对用户的服务。而且，即使一个从属小区站发生了故障，也可以避免无线信道的减少，从而确保原来的服务质量。注意，第4种方式中，上述说明是针对只有一个主用小区站的情况的。但实际上，甚至有可能通过复接/分接单元(MUX/DMUX)20引入另一个包含一个或多个小区站(其中之一是主用小区站)以及混合电路部分(HYB)10的基站收发信台(BTS)，这时同一无线区由两个主用小区站(CS1)覆盖。这个基站收发信台(BTS)也按照与第4种方式类似的方法进行操作。

图56A和56B是根据本发明，给出基于第9个实施例的第5种方式。图56A是故障发生前的状态，图56B是故障发生后的状态。这里没有特别引入新的部件。

在第5种方式中，

a)每一个从属小区站(CS2到CS4)都设置成兼用主用小区站(CS1)的功能，并且

b)当主用小区站发生故障时，可由一个选定的从属小区站(CS2到CS4)继续执行故障的主用小区站(CS1)的功能。

注意，第5种方式与第4种方式的唯一不同点，是在第4种方式中的通用的小区站162的作用被第5种方式中可兼作主用小区站的从属小区站代替。除此之外各项细节都是相同的。

图57是根据本发明，基于第9个实施例的第6种方式的流程图表。

在第6种方式下，当主用小区站(CS1)中发生如在第5种方式中的故障时，可以从一组从属小区站CS2到CS4中任意选取一个来接管该主用小区站(CS1)的工作。

在图57中，第1个步骤S1表示主用小区站(CS1)发生故障后。其后的第2个步骤S2中的三个方式a到c是随机设置的。当某一个从属小区站被选定之后，这个基站收发信台(BTS)便作为一个整体重新启动。

图58A和58B是根据本发明，基于第9个实施例的第7种方式。图58A是故障发生前的状态视图，图58B是故障发生后的状态视图。

在图中首先应注意的是管理存储器163。管理存贮器163是附属于主用小区站(CS1)的。这个管理存储器不断地更新和保存在主用小区站之下的每个从属小区站的操作数据。

在第7种方式中，

a)与保存在主用小区站存储器中的第1个管理信息完全相同的，第2个管理信息被并行地保存到复接/分接(MUX/DMUX)单元20的管理存储器171中，

b)被选定的从属小区站(图中是CS3)由管理存储器接管第2个管理信息，并且

c)基站收发信台(BTS)3作为一个整体被重新启动。

这样，这个主用小区站(CS1)可以不中断正在呼叫处理情况下更换从属小区站CS3。

图59A和59B是根据本发明，基于第9个实施例的第8种方式。其中图59A是故障发生前的状态，图59B是故障发生后的状态，这里请注意图中的公用存储器(CMEM)172部分。

在第8种方式中，

a)第二个管理信息存放于公用存储器172中，它被所有小区站共享，第2个管理信息与存放在主用小区站(CS1)管理存储器163中的第1个管理信息是相同的。

b)被选定的从属小区站(在图中是CS3)接管来自公用存储器172中的第2个管理信息，

c)基站收发信台(BTS)3作为一个整体被重新启动。

在这种方式下，由从属小区站(图中CS3)更换故障的主用小区站可以不中断正在呼叫处理情况下进行。注意，在后面提到的方式中也可获得同样的效果。

图60A和图60B是根据本发明，基于第9个实施例给出的第9种方式。图60A是故障发生前的状态，图60B是故障发生后的状态。

图中特别地新引入一个分布式存储器(MEM)173。

在第9种方式中，

a)第2个管理信息第1个管理信息完全相同，第1个管理信息存放在主用小区站(CS1)的管理存储器163中，第2个管理信息同时存放于相应的各自从属小区站(CS2、CS3、CS4)的分布式存储器(MEM)173中。

b)被选定的从属小区站(图中是CS3)从自己的分布式存储器173中获得第二个管理信息，

c)这个基站收发信台(BTS)3作为一个整体被重新启动。

这样，故障主用小区站(CS1)就可以在不中断正在呼叫处理的情况下由从属小区站CS3更换。

图61是根据本发明，基于第9个实施例的第10种方式的流程图表。

第10种方式选择从属小区站的过程与在第5种方式有关，当选择从属小区站接管发生故障的主用小区站(CS1)时，要从许多从属小区站中间选择接管的从属小区站。

在第10种方式中，

a)当选择从属小区站接管有故障的主用小区站(CS1)时，

b)从许多从属小区站(CS2到CS4)中选择当前未占用任何信道的从属小区站，若不存在这样的从属小区站，就选择占用信道数最少的那个从属小区站，

c)基站收发信台重新起动被选定作为主用小区站的从属小区站。

图61显示了上述a)、b)、c)三个具体的步骤。图中“ch”表示信道。

在这个第10种方式中，由于发生故障主用小区站(CS1)的管理信息已被新的主用小区站所接管，所以在处理中的呼叫可以在其它从属小区站继续进行。

图62是根据本发明，基于第9个实施例的第11种方式的流程图表。

在第11种方式中，

a)当选择从属小区站(CS2到CS4)中的一个来接管发生故障的主用小区站(CS1)的功能时，

b)从许多从属小区站(CS2到CS4)之间检索没有占用信道的从属小区站并确定那个没有占用信道的从属小区站为主用小区站，如果没有这样的从属小区站，

c)当有上述决定的方式时任选择许多(CS2到CS4)从属小区站中的一个，作为新的主用小区站(CS1)，

d)由新的主用小区站(CS1)保存管理信息，而在5选择过程中可由其他未被选中的从属小区站管理。

在上述图62中具体的表示了a)到d)的过程。当选择的从属小区站的信道都是空闲时，由选择器155(SEL)完成。

同样，由于发生故障的主用小区站(CS1)的管理信息由新的主用小区站(CS1)接管，则在其它的从属小区站中的呼叫仍可进行。

若所有从属小区站的信道都不空闲时，新的主用小区站的选取是随机进行的，被选中的从属小区站中正在进行的呼叫则移交给其它从属小区站。

上述的第9个实施例的一些补充说明。

1.在这个实施例中各部件的工作情况

图63是检错单元(ED)154和选择器(SEL)155的一个实例的视图。

(1)检错单元(ED)154

检验单元(ED)154的故障检错单元上，用于检测从主用小区站(CS1)发送到各从属小区站(CS2到CS4)的控制信号和时钟。如果它在预定的时间内检测不到这些信号，就认为主用小区站(CS1)发生了故障，这时它发送一个小区站故障检测信号给选择器(SEL)155。如果有必要监视各从属小区站的工作情况，它还可以从故障监视单元181周期性地发送一个正常检测信号，并监视相应的各从属小区站对此信号的响应。如果在规定时间内不能检测到任何响应信号，它就认为这个从属小区站发生了故障。

(2)选择器(SEL)155

选择器(SEL)155有一个中央处理单元(CPU)，并基于检错单元(ED)154的控制信号判断是否有小区站(CS)发生了故障。选择器中还一个交换目的指定控制单元183，它发送一个交换目的地指示的控制信号，用来告诉复接/分接(MUX/DMUX)单元如何选择信号目的地。

这个控制信号有如下不同的操作方式。

<1>在第2种方式中(图53)，它是一个发送给开关153的开关控制信号，

<2>在第3种方式中(图54)，它是一个D-信道转换指令和一个B-信道转换指令。

<3>在第4种方式中(图55)，

a)当主用小区站发生故障时，它是一个B-信道转换指令和一个D-信道转换指令(包括有错误的CS-ID)，

b)在从属小区站发生故障时间内，它是一个B-信道转换指令(包括错误的CS-ID)，

<4>在第5种方式中(图56)，它是D-信道转换指令和B-信道转换指令。(包括转换目的地CS-ID)，

图64是在图54中的复接/分接单元(MUX/DMUX)的具体实例的视图。如图所示，当D信道转换单元185收到从选择器155(SEL)发来的控制信号时，它就把D-信道信号的目的地从原来的主用小区站(CS1)转换到备主用小区站161上。同样，B-信道转换单元186收到从选择器(SEL)155发出的控制信号时，也将B-信道目的地从主用小区站(CS1)转换到备主用小区站161上。

(3)在图55A和55B中复接/分接单元(MUX/DMUX)20，

当D-信道转换单元185收到了选择器155(SEL)发来的控制信号后，就把D-信道目的地从主用小区站(CS1)转换到通用的小区站162。同样，B-信道转换器186收到选择器(SEL)155的控制信号后，它就改变B-信道连接到的目的地小区站，转接到通用的小区站162上。

(4)在图56A和图56B中的复接/分接单元20，

D-信道转换单元185收到选择器155的控制信号以后，就把D-信道的目的地由原来的主用小区站(CS1)转换到一个从属小区站(图中是CS3)上，而B-信道转换单元186收到选择器(SEL)155的控制信号后，它就改变了B-信道连接目的地，从这个主用小区站(CS1)转换到从属小区站(CS3)。

2。图59A和图59B的操作情况，

在主用小区站(CS1)的管理存储器163存贮了小区站的操作数据以及从公用交换电话网(PSTN)的控制数据(依据现有的技术)。所以，如果主用小区站(CS1)发生故障，所有的从属小区站(CS2到CS4)都将停止工作。为解决这个问题，将会用存储器(CMEM)172连接到内部CS通信总线，并存贮与主用小区站(CS1)的管理存储器163相同的存储数据。

如果现在的主用小区站(CS1)发生故障，检错单元(ED)154将检测出错误，并且通过选择器(SEL)155向复接/分接单元(MUX/DMUX)20发送控制指令，把D-信道连接到从属小区站，作用主用小区站(CS1)重新启动。连接到D-信道的从属小区站将从公共存储器(CMEM)172中读取管理数据，并开始行使主用小区站(CS1)的功能。

3.图60A和图60B的操作情况，

在主用小区站中的管理存储器163存贮了小区站的操作数据以及公用交换电话网(PSTN)的控制数据(依据现有的技术)。因此，如果主用小区站(CS1)发生故障，所有的从属小区站(CS2到CS4)都会停止工作。为了解决这个问题，在每一个从属小区站中都提供一个分布式存储器173，它们所存储的数据与主用小区站(CS1)的管理存储器163中的存储数据相同。

这样，如果主用小区站(CS1)发生故障，检错测单元(ED)154检测这个故障，并通过选择器(SEL)155向复接/分接单元(MUX/DMUX)20发送指令信号，使之将D-信道连接到从属小区站，该从属小区站被重新启动，以替代主用小区站(CS1)。与D-信道连接的从属小区站从分布存储器(MEM)173中读取管理信息，并开始以主用小区站继续工作。

下面，将给图58的补充说明，这个基站收发信台(BTS)3包含至少两个小区站(一个充当主用小区站(CS1)，而其它作为从属小区站(CS2到CS4)，但它们都具有空闲小区站的同等功能)，一个混合电路(HYB)部分10和复接/分接单元(MUX/DMUX)20，图60中表示了它们的构成。

另外，利用在CS之间提供的通信总线连接主用小区站(CS1)和一组从属小区站(CS2到CS4)。检错单元(ED)154连接到CS之间的通信总线上，并监视主用小区站发送的控制信号和时钟。选择器(SEL)155与检测单元(ED)154相连，它向复接/分接单元(MUX/DMUX)20发送一个指示信号以决定D-信道信号的目的地是主用小区站(CS1)，还是从属小区站(图58中(CS3))。D-信道控制信号由复接/分接单元(MUX/DMUX)20向主用小区站(CS1)发送，主用小区站(CS1)通过CS之间通信总线来控制从属小区站(CS2到CS4)。

现在看一下主用小区站发生故障而不能提供控制信号和时钟的情况。这时，检测单元(ED)154检测到主用小区站已不再发送控制信号，就把这一情况通知选择器(SEL)155。选择器(SEL)155收到控制信号后就向复接/分接单元20发送一个转换信号。复接/分接单元收到这个信号后就把D-信道信号的目的地从主用小区站(CS1)转换到一个从属小区站去。该从属小区站将会自动行使主用小区站功能并提供时钟和控制信号。从属小区站(CS1)管理所用的操作数据，由新的主用小区站(CS1)从复接/分接单元20中的管理存储器171获得。于是，其它从属小区站可以在新主用小区站(原来的从属小区站)的控制下继续运行。

这样，即使是主用小区站发生故障时，在无线区域内的用户(SVB)的业务仍可以继续进行。

在结束对第9个实施例的说明之前，还要特别说明一下所提供的复接/分接单元20的配置情况。

在主用小区站(CS1)的管理存储器163中存储了各从属小区站(CS2到CS4)的操作数据，以及从公用交换电话网(PSTN)来的控制数据(依据现有的技术)。因此，若在主用小区站(CS1)中发生故障时，所有从属小区站都将停止工作。为了解决这个题，在D-信道交换单元185(图64)中配置了管理存储器171，它可以保存与主用小区站(CS1)中管理存储器163相同的数据。所有通过D-信道的控制数据都会被传送到管理存储器171中。

如果在主小区站(CS1)中发生故障时，检错单元(ED)154发现故障，并通过选择器(SEL)155向复接/分接单元20发送控制信息，使得D-信道与一个从属小区站相连接。该从属小区站将重新启动并担任主用小区站(CS1)的任务。该从属小区站从D-信道交换单元185的管理存储器171中读取管理数据，开始继续承担主用小区站的工作(CS1)。

最后，将要说明一下第10个实施例。

图65和图66是根据本发明的第10个实施例的部分视图。注意这图与图4、5、7、8、9、10、12、13类似。

图中特别地引入了符号193、194组成部分。

第10个实施例与上述的任务6)有关(提高了基站收发信台(BTS)的可靠性)，它的基本结构如下：这里假设基站收发信台是一个PHS型无线本地环路(WLL)系统1中提供的基站收发信台(BTS)3，它有：(1)许多小区站(CS)4，每一个小区站有一无线发射单元191、一个无线接收单元192、时分多址接入(TDMA)控制单元33，有时分多址接入(TDMA)方式下控制收发过程，(2)一个复接/分接单元20，它负责许多小区站(CS)4和公用交换电话网(PSTN)之间的数字复用信号的传送，(3)一个混合电路(HYB)部分10，用来通过公共发送和接收天线7进行小区站与用户之间的数字信号的发送和接收。

这里，它具有：

a)一个环路返回装置193，它用于从在每个小区站(CS)4中的无线发送单元191发送信号输出到用户SUB侧的环路返回，以及从混合电路部分10(HYB)向在小区站(CS)4的无线接收单元的环路返回，

b)一个自诊断装置194。它通过监视环路返回信号来管理传输质量。

下面对图65和图66将作更详细说明。

衰耗器(ATT)201在混合电路H5或H6的发送合成输出终端(输出到COM.AMP1)和输入端(LNA1或LNA2的输入)之间与开关(SW)202连接。在时分多址接入控制单元(TDMA)133的指示下，发送波内部小区站被环路返回到内部小区站的接收侧位置，并在操作运行期间执行自诊断，监视发送质量。

与此相反，在基站收发信台的传统诊断方法中，先确定终端设备，并且用人工操作来进行基站收发信台之间的通信以测量语音状态。但是在无线本地环路(WLL)系统1中，基站收发信台的数量可能很大，上述方法显然是不实用的。

根据第10个实施例，无线发送单元191和接收单元192的功能可以通过遥控来自动检测，这是因为在混合电路(HYB)10中提供了环路返回装置193。也就是说，在混合电路(HYB)10的公用发送放大器(COM.AMP1和COM.AMP2)41的输出端，提供了一个环路返回装置(LP1和LP2)193，它合成可变衰减器ATT201和环路返回开关(S7和S8)202的信号。通过发送波内部小区站的环路返回获得的环路返回信号，供给公用接收放大器的低噪声放大器(LAN1和LAN2)42的输入站。

例如，从基站控制器(BSC)5中维护和监控单元，通过16Kpbs数据线，发送环路返回测试的启动指令，通过D-信道处理单元39，首先传送给在小区站(CS)中的微处理器(MPU)31。由这个微处理器31的指定在环路返回装置(LP1和LP2)193的开关202执行转换，并通过TDMA控制单元33限制可变衰耗器(ATT)201上的衰耗量。注意，图中203表示与TDMA控制单元33的接口(INF)。

当前环路返回测试可通过与用户单元2的呼叫进行(在运行期间)。在发送无线脉冲定时期间，开关S7和开关S8被连接到环路返回侧，以便测量环路返回发送波的质量。

可变衰耗器(ATT)201设置接收电平在预定范围的最大值和最小值之内，并通过自诊断装置194来进行自诊断测量接收电平及线路质量(奇偶错误)，这样就可以确定设备是否正常。

上述接收电平的测量是在接收放大器(RX.RF)36的输出进行的。而线路质量是通过对线路质量的检测单元204的解调器(DEM)37中得到的信号奇偶校验位进行测量的。检测结果由D-信道处理单元39通过16K数据线返回到维护与监控单元。注意，在接收信号脉冲定时期间，开关S7和S8被连接到从用户单元2接收信号的接收侧。

根据本发明的上述的详细说明，呈现了如下结果。

(1)发送和接收天线7的数量被减少了，可以实现小区域基站收发信台(3)。

(2)基站收发信台可以实现在同等功率下扩大服务区域，同时减少对相邻站的干扰。

(3)基站收发信台可确保在现存的公用交换电话网(PSTN)中方便地建立一个无线本地环路(WLL)系统(1)。

(4)在基站收发信台中可以廉价的实现ISDN功能。

(5)基站收发信台能够容易的提供无故障备份，实现了通常的全双工配置的有效系统和备用系统。

(6)能够实现一个保持高传输质量和高可靠性的基站收发信台。

Claims (7)

1.一种接口变换装置(91)，设置在公用交换电话网和使用“个人手机系统”的无线本地环路系统(1)中的基站收发信台(3)之间，并且用于完成在现有公用交换电话网中使用的规程和在无线本地环路系统中使用的规程间的相互变换，所述接口变换装置包括：

连接到所述无线本地环路系统(1)侧的第一输入/输出单元(92)；

连接到所述公用交换电话网侧的第二输入/输出单元(93)；

在所述第一输入/输出单元和第二输入/输出单元之间插入的交换单元(94)；

层2终端单元(95)，用于终结经过交换单元获得的来自所述无线本地环路系统侧的数字数据、以及来自所述公用交换电话网侧每个层2的数字数据；

中央处理单元(96)，处理在层2终端单元上获得的层3的消息，将其再转换成层2的数字数据并把这个结果数据经过所述交换单元传送给彼此相对的所述公用交换电话网侧和所述无线本地环路侧。

2.根据权利要求1的接口变换装置，还提供有：

维护和操作单元(97)，它至少进行接口变换装置自身的和所述基站收发信台(3)的监测和控制，以及用户信息的管理和维护。

3.根据权利要求1的接口变换装置，其中所述基站收发信台是用户线路侧多个基站收发信台(3)中的任意一个，所述接口变换装置(91)共同接纳所述基站收发信台。

4.根据权利要求3的接口变换装置，其中所述基站收发信台包括：

第1基站收发信台(21)，包括每个容纳有多个用户单元(2)的四个小区站(4)、以及用于复接或分接在这些小区站和用户交换机之间发送和接收的数字信号的复接/分接单元(20)；和

与所述第1基站收发信台组合成一体的第2基站收发信台(22)，包括每个容纳有多个用户单元(2)的四个小区站(4)，并且共用所述第1个基站收发信台的所述复接/分接单元(20)在这些小区站和所述用户交换机之间发送和接收数字信号。

5.根据权利要求4的接口变换装置，其中：

在所述第1基站收发信台(21)中，所述四个小区站(4)中的一个是主用小区站，除了通信信道信号外还管理控制信道信号，而其他三个小区站是从属小区站，通过与主用小区站的处理器间通信来发送和接收控制信道信号；

在所述第2基站收发信台(22)中，所述四个小区站(4)中的一个是主用小区站，除了通信信道信号外还管理控制信道信号，而其他三个小区站是从属小区站，通过与主用小区站的处理器间通信来发送和接收控制信道信号。

6.根据权利要求4的接口变换装置，其中所述复接/分接单元(20)包括：

复接器/分接器(101)，它分接来自公用交换电话网侧的数字复接信号，或者把接收到的信号复接成数字多路复接信号给公用交换电话网侧；

连接到复接器/分接器的控制信道接入控制单元(102)；

在所述复接器/分接器中，由30个通信信道和一个控制信道构成的30+1数字复接信号被分离成两个包括3个通信信道×1和4个通信信道×3的系统和一个控制信道系统；

分离的4个通信信道分配给在所述第1基站收发信台(21)中提供的3个所述从属小区站(4)、以及在所述第2基站收发信台(22)中提供的3个所述从属小区站(4)；

同时，分离的3个通信信道分配给在所述第1和第2基站收发信台中的所述主用小区站；

所述控制信道接入控制单元连接所述控制信道系统到在所述第1基站收发信台中的主用小区站、以及在所述第2基站收发信台中的主用小区站。

7.根据权利要求1的接口变换装置，其中所述中央处理单元(96)与保存各个用户信息的用户数据库(98)一起工作。

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