專利名稱：無線電通信系統(tǒng)中改善信號接收確認的電路和方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般性地涉及無線電電話通信系統(tǒng)，如地面蜂窩通信系統(tǒng)或衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)。本發(fā)明特別涉及電路和一種相關(guān)方法，用于建立跟用戶終端的通信，即跟無線電電話通信系統(tǒng)里工作的無線電電話的通信。本發(fā)明更特別地涉及電路和一種相關(guān)方法，用于改善無線電電話通信系統(tǒng)里用戶終端發(fā)射的確認信號的接收和相關(guān)運算。
為了建立跟用戶終端的通信，廣播站發(fā)射一個尋呼信號給用戶終端來尋呼用戶終端。當(dāng)用戶終端收到尋呼信號時，它返回一個確認信號來確認收到了尋呼信號。用戶終端可能處于某種工作環(huán)境，在那里確認信號受到嚴重衰減。當(dāng)用戶終端工作于衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)時，確認信號必須傳輸相當(dāng)遠的距離才能到達星載收發(fā)信機，阻礙確認信號正常通信的電平衰減會帶來特別嚴重的問題。
為了促進確認信號的通信，加大了確認信號的“余量”，以便更好地區(qū)分確認信號和背景噪聲。由于用戶終端的功率是有限的，通常無法加大，因此不能通過增加功率來提高確認信號的余量。但通過用選定的編碼技術(shù)對確認信號進行編碼，確認信號的余量可以得到提高，其接收得到改進。利用這種方法，確認信號的通信可以得到促進。只要無線電電話收到了尋呼信號，通過確認尋呼信號的收到，可以避免給用戶終端重復(fù)地發(fā)射尋呼信號。如果沒有檢測到確認信號，就用更高的電平余量來重發(fā)尋呼信號，如增加尋呼信號的功率，或者采用不同的編碼方案來對尋呼信號進行編碼，或組合這兩種方案。重發(fā)尋呼信號當(dāng)然是衛(wèi)星資源和其它系統(tǒng)資源的浪費。
背景技術(shù)：
和目的一個通信系統(tǒng)至少包括一臺發(fā)射機、一臺接收機和一個通信信道。該通信系統(tǒng)至少能夠發(fā)射輸送給發(fā)射機或者由發(fā)射機產(chǎn)生的具有信息內(nèi)容的通信信號。通信信號穿越通信信道傳輸給接收機。該接收機能夠接收這一通信信號并還原通信信號里的信息內(nèi)容。
無線電通信系統(tǒng)里的通信信道由電磁頻譜里一個或更多的頻帶組成。工作于無線電通信系統(tǒng)的發(fā)射機產(chǎn)生通信信號，經(jīng)過通信信道傳輸，工作于該無線電通信系統(tǒng)的接收機則能夠接收經(jīng)過通信信道傳輸?shù)耐ㄐ判盘枴?br> 典型情況下，無線電接收機包括調(diào)諧電路，它可以被調(diào)整到傳輸通信信號的通信信道的頻率；還包括下變頻電路，用于將接收到的通信信號從發(fā)射頻率向下變頻到一個較低的頻率；還包括解調(diào)和譯碼電路，用于將通信信號的信息內(nèi)容復(fù)原。
蜂窩通信系統(tǒng)是一種無線電通信系統(tǒng)。如果在一個地理區(qū)域里安裝了蜂窩通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，下文中稱為網(wǎng)絡(luò)，那么當(dāng)該蜂窩系統(tǒng)的用戶位于該系統(tǒng)覆蓋的地理區(qū)域之內(nèi)任何位置時，一般都可以進行電話通信。
至少在全世界許多人口稠密的地區(qū)里大多都安裝了蜂窩通信系統(tǒng)。在它們的覆蓋區(qū)里，大量的用戶都能用電話進行通信。
然而在遠離人口稠密地區(qū)的一些地區(qū)，沒有安裝普通的即地面蜂窩通信系統(tǒng)。例如在人口稀少的區(qū)域里，沒有營業(yè)性地面蜂窩通信網(wǎng)。
已經(jīng)安裝的地面蜂窩通信網(wǎng)也是根據(jù)各種不同的標(biāo)準(zhǔn)建成的。在一個蜂窩通信系統(tǒng)里工作的用戶終端有時無法在其它蜂窩通信系統(tǒng)里工作。
因此，即使是在安裝了蜂窩通信網(wǎng)的區(qū)域里，如果用戶試圖使用為僅僅在其它蜂窩通信網(wǎng)工作而設(shè)計的用戶終端，他也不能利用這一蜂窩通信網(wǎng)進行通信。
安裝好后，當(dāng)用戶位于覆蓋區(qū)內(nèi)幾乎任意位置時，衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)將允許用戶使用其中的用戶終端進行電話通信。通過在星載收發(fā)信機和用戶終端之間發(fā)射下行鏈路信號和其它信號，并在星載收發(fā)信機和用戶終端之間發(fā)射上行鏈路信號，可以在星載收發(fā)信機和用戶終端之間進行電話通信。通過在地面站和星載收發(fā)信機之間建立額外的通信鏈路，用戶終端的用戶就可以利用地面站和星載收發(fā)信機跟另一用戶進行電話通信。
跟用戶終端建立呼叫之前，首先要發(fā)射監(jiān)控通信信號給用戶終端。必須通知用戶終端需要建立呼叫，這樣用戶終端才能夠調(diào)整到合適的通信信道收發(fā)無線電信號。
為了建立通信，網(wǎng)絡(luò)站，或者是星載收發(fā)信機，或者是地面蜂窩通信系統(tǒng)里的基站，發(fā)射一個尋呼信號給用戶終端。如果網(wǎng)絡(luò)站沒有按時收到用戶終端對該尋呼信號的響應(yīng)，就可能會毫無必要地重復(fù)發(fā)射尋呼信號。
尋呼信號必須有足夠大的“余量”使用戶終端能夠檢測到。信號的余量是接收機能收到的超過標(biāo)稱值的信號功率，它允許接收機在高斯噪聲中正確地檢測信號。有時將信號余量相對于要求的信噪比(SNR)或針對需要的服務(wù)質(zhì)量表示為分貝(dB)數(shù)?？梢酝ㄟ^增加功率，通過對信號進行編碼，以及通過重發(fā)信號來提高信號余量。用戶終端可以產(chǎn)生一個確認信號來確認它收到了尋呼信號。跟尋呼信號要求的余量相似，確認信號也必須具有足夠大的余量，以便網(wǎng)絡(luò)站或星載收發(fā)信機能夠檢測到該信號。
用戶終端的功率容量有限，因此不可能通過不加選擇地提高用戶終端發(fā)射給網(wǎng)絡(luò)站的確認信號的功率，來提高確認信號的余量。因此，當(dāng)通信傳輸信道損耗嚴重時，確認信號可能無法傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)站。
于是，需要一種方法來減少網(wǎng)絡(luò)站為建立網(wǎng)絡(luò)站和用戶終端之間的通信而發(fā)射尋呼信號的次數(shù)。也需要一種方法來通過一個高余量信號確認用戶終端已經(jīng)收到該尋呼信號。還需要一種方法，利用它，在各種環(huán)境和操作情形下，都可以正確地接收用戶終端發(fā)射的上述高余量確認信號。
就是在這種無線電電話通信系統(tǒng)的背景下，如衛(wèi)星或地面蜂窩通信系統(tǒng)，才有了本發(fā)明的顯著改進。
因此本發(fā)明的目的之一是提供一種系統(tǒng)和方法，用于產(chǎn)生并發(fā)射上述高余量確認信號，以及接收并相關(guān)該被發(fā)射的信號。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種系統(tǒng)和方法，用于在非理想條件下，如存在未知的定時誤差和大的頻率誤差時，產(chǎn)生、發(fā)射和接收所述信號并對其進行相關(guān)運算。
本發(fā)明還有一個目的是減少接收上述確認信號并對其進行相關(guān)運算的復(fù)雜性并提高精度。
發(fā)明簡述本發(fā)明有利地提供了電路和一種相關(guān)的方法，用于跟無線電電話通信系統(tǒng)里的用戶終端之間建立通信。
為了跟用戶終端建立通信而需要發(fā)射的尋呼信號減到了最少。由網(wǎng)絡(luò)站發(fā)射尋呼信號，以尋呼用戶終端。當(dāng)用戶終端收到尋呼信號時，用戶終端返回一個確認信號，確認已經(jīng)接收到了該尋呼信號。
用戶終端工作的環(huán)境可能使確認信號受到嚴重損耗，用選好的編碼技術(shù)對確認信號進行編碼，可以提高確認信號的余量。提高確認信號余量，而并沒有提高用戶終端發(fā)射確認信號必須使用的功率。利用多個相關(guān)器，每一相關(guān)器將確認信號的一部分或一個子序列進行相關(guān)運算，確認信號的余量和精度又得到了進一步的提高。
網(wǎng)絡(luò)站跟用戶終端建立通信所需要的通信帶寬減到了最小。本發(fā)明有利地被實施于地面蜂窩通信系統(tǒng)和衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)兩者中。避免了對用戶終端的重復(fù)尋呼。如果網(wǎng)絡(luò)站沒有檢測到任何確認信號，就提高網(wǎng)絡(luò)站產(chǎn)生的尋呼信號的余量電平，以增大對該用戶終端尋呼的成功概率。余量電平的提高是通過例如增加信號的功率或者通過用一種更健全的編碼方案對信號進行編碼。
按本發(fā)明的一方面建立蜂窩衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信，該系統(tǒng)包括至少一個星載收發(fā)信機和一個用戶終端。星載收發(fā)信機發(fā)射一個尋呼信號來對用戶終端進行尋呼。用戶終端產(chǎn)生一個確認信號并返回給星載收發(fā)信機來確認用戶終端已經(jīng)收到這一尋呼信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用第一功率電平在正向鏈路信道發(fā)射一個尋呼信號。該尋呼信號包括一個功率電平指示部分，用來說明發(fā)射尋呼信號的功率。如果在一段規(guī)定的時間里沒有確認收到了該信號，就用一個更高的功率重發(fā)這一尋呼信號，從而增大尋呼的成功概率?；蛘?，利用一種更健全的編碼方案對該尋呼信號進行再編碼，或者用某種其它的方式增加尋呼信號的余量后再重發(fā)。
在本發(fā)明的以上兩個方面中，都使用多個相關(guān)器分析用戶終端的確認信號。每一個這樣的信號都分成多個相應(yīng)的子序列，然后相應(yīng)的相關(guān)器對每一子序列進行檢驗。在本發(fā)明的一個實施方案中，信號被相應(yīng)地分成多個子序列，每一子序列都用一個相應(yīng)的相關(guān)器進行相關(guān)運算。在本發(fā)明的另一個實施方案中，發(fā)射脈沖串中有多個相同的確認短信號，每一個相關(guān)器都將相對較長的脈沖串中一個相應(yīng)的短信號作相關(guān)運算。
因此在這些方面和其它方面，用一種建立通信的方法和相關(guān)的電路，在第一個無線電通信站和第二個無線電通信站之間建立起通信。第一個無線電通信站在正向鏈路信道上發(fā)射一個尋呼信號。該尋呼信號用第一余量電平發(fā)射，該尋呼信號包括一個余量電平指示部分，用來說明發(fā)射該尋呼信號的余量電平。在一個規(guī)定的時間段里，如果第二個無線電通信站沒有確認已經(jīng)接收到了該尋呼信號，第一個無線電通信站就重發(fā)尋呼信號。該尋呼信號用第二個余量電平重發(fā)，其中第二個余量電平大于第一個余量電平。重發(fā)的尋呼信號仍然包括一個余量電平指示部分，用來說明重發(fā)該尋呼信號的余量電平。
利用下文將簡單介紹的附圖、隨后的優(yōu)選實施方案和權(quán)利要求，可以獲得對本發(fā)明及其范圍更全面的理解。
附圖簡述

圖1是包括本發(fā)明一個實施方案的電路和方法的衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)的功能框圖；圖2是本發(fā)明的一個實施方案中使用的尋呼信號里的信息；圖3更詳細地介紹圖1中通信系統(tǒng)的一部分；圖4A是發(fā)射的包括一個確認信號在內(nèi)的普通脈沖串；圖4B表示根據(jù)本發(fā)明第一、第二和第三實施方案，將圖4A中的確認信號分成多個子串；以及圖5是將圖4中的子序列進行相關(guān)運算的多個相關(guān)器。
發(fā)明詳述下面參考附圖對本發(fā)明及其優(yōu)選實施方案進行更全面的介紹。當(dāng)然，本發(fā)明還可以采用許多不同的其它形式，而不僅僅局限于這里介紹的實施方案；更確切地說，提供這些實施方案的目的是為了使這些公開更加完整、更加全面地將本發(fā)明的范圍呈現(xiàn)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
首先參考圖1，其中的一個衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)，一般地用10表示，包括了本發(fā)明一個實施方案的電路和相關(guān)方法。在這一開始應(yīng)當(dāng)指出，盡管介紹的通信系統(tǒng)10是一個衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)，但是本發(fā)明還可以同樣地在地面蜂窩系統(tǒng)或其它無線電電話通信系統(tǒng)里實現(xiàn)。例如，如同本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知道的那樣，通過恰當(dāng)?shù)貙⑿l(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)里的某些星載收發(fā)信機替換成地面基站，就可以形成一個地面蜂窩通信系統(tǒng)。
通信系統(tǒng)10包括一個陸地地球站12，它跟有線電話網(wǎng)連接，這里用線14表示。陸地地球站12包括收發(fā)信機電路，用來發(fā)射通信信號給尤其是星載收發(fā)信機16和接收星載收發(fā)信機16發(fā)射的通信信號。
星載收發(fā)信機16不僅可以跟陸地地球站12還可以跟其它的陸地裝置收發(fā)通信信號，如網(wǎng)絡(luò)控制中心18的收發(fā)信機電路。收發(fā)信機16主要用作一個中繼器，用來將陸地地球站12產(chǎn)生的信號中繼給網(wǎng)絡(luò)控制中心18，或者反過來。該收發(fā)信機最好能夠接收任何頻道的信號，并將它中繼給另一個頻道。
網(wǎng)絡(luò)控制中心18的收發(fā)信機電路本身可以跟其它星載收發(fā)信機，如收發(fā)信機22，收發(fā)通信信號。跟收發(fā)信機16相似，收發(fā)信機22可以跟包括例如用戶終端24的陸地收發(fā)信機收發(fā)通信信號。跟收發(fā)信機16相似，收發(fā)信機22主要用作中繼器中繼發(fā)射給它的信號。每一個所示裝置的收發(fā)信機電路包括多個收發(fā)單元，用來同時保證大量通信站之間的通信。
衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)的通信，如圖1所示系統(tǒng)10的通信，允許位于全球廣大區(qū)域內(nèi)任意地點的用戶終端的用戶，如用戶終端24的用戶，進行電話通信。只要用戶終端24的用戶所處位置允許跟星載收發(fā)信機收發(fā)通信信號，如收發(fā)信機16和22中的一個，該用戶就可以跟另一個用戶終端的用戶或者普通有線網(wǎng)電話裝置的用戶進行電話通信。因為衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)覆蓋了幾乎整個世界范圍，所以用戶終端24的用戶不必關(guān)心該用戶終端跟本地蜂窩系統(tǒng)的兼容性。該用戶還能在沒有安裝蜂窩或有線電話網(wǎng)的區(qū)域進行電話通信。
例如，當(dāng)陸地地球站12(即跟它相連的電話裝置)建立到用戶終端24的呼叫時，通過收發(fā)信機16將一個建立通信的指示提供給網(wǎng)絡(luò)控制中心18。該網(wǎng)絡(luò)控制中心產(chǎn)生控制信號，包括尋呼信號，通過收發(fā)信機22將它們提供給終端24。一旦成功地完成呼叫建立，就將陸地地球站和用戶終端之間的話音信道規(guī)定成允許該陸地地球站和用戶終端之間利用收發(fā)信機22進行雙向通信。
如上所述，功率限制限制了用戶終端能發(fā)射的最大功率，星載收發(fā)信機和用戶終端之間相距遙遠，將星載收發(fā)信機送入軌道需要極高的成本。因此，正在發(fā)展的通信系統(tǒng)正努力最大限度地降低通信帶寬，同時增大這樣的通信系統(tǒng)里用戶終端產(chǎn)生的信號的余量。
例如，要跟一個用戶終端建立呼叫時，首先必須將監(jiān)測和控制信號發(fā)送給該終端。發(fā)射這樣的信號是為了通知該用戶終端有一個呼入，并讓該用戶終端調(diào)諧好以收發(fā)該呼叫的通信信號。發(fā)射給用戶終端的監(jiān)測和控制信號里包括了一個尋呼信號，用來將呼入通知給用戶終端。當(dāng)用戶終端被呼叫時，該用戶終端可能位于一個地方，無法接收該尋呼信號。此時必須重發(fā)尋呼信號，以便使用戶終端能夠接收到尋呼信號。
共同未決、共同轉(zhuǎn)讓(commonly-assigned)的專利申請，申請?zhí)?8/559692，申請日期1995年11月15日，涉及到高穿透性短消息業(yè)務(wù)的傳輸技術(shù)，它公布了大損耗環(huán)境里的一個尋呼方案，用于促進對用戶終端的尋呼。這里將該申請的內(nèi)容引作參考。
在本發(fā)明的一個實施方案的運行期間里，當(dāng)一個用戶終端，如用戶終端24，接收到常規(guī)尋呼信道或上述高穿透性短消息業(yè)務(wù)信道里的一個尋呼信號時，該用戶終端用一個確認信號確認接收到了該尋呼信號。
共同未決、共同轉(zhuǎn)讓(commonly-assigned)專利申請，申請?zhí)?8/626182，申請日期1996年3月29日，名稱“在無線電通信系統(tǒng)通信站之間建立通信的電路和方法”，也公開了一個尋呼方案，其中確認信號的余量是通過對確認信息進行編碼來提高的，從而更好地促進確認信號的通信。如果在規(guī)定的時間里沒有收到確認信號，通信系統(tǒng)就再產(chǎn)生一個尋呼信號，但功率增加了。用這種方法，當(dāng)用戶終端收到尋呼信息時不會產(chǎn)生冗余的尋呼信號，而當(dāng)尋呼信號沒有得到用戶終端的確認時，就通過提高功率來提高尋呼信號的余量。也可以首先對尋呼信號進行編碼來提高它的余量。這里這一應(yīng)用的內(nèi)容也被引作參考。
圖2是通信系統(tǒng)10尋呼用戶終端時發(fā)射的一個尋呼信號包括的信息，這里用32表示。
用一個尋呼信道，PCH，來發(fā)射尋呼信號，在一種通信協(xié)議里，該尋呼信號的長度為4個脈沖串，每一個脈沖串有156比特。同樣如同上述共同未決的專利申請所述，可以采用一種高余量、高穿透性短消息業(yè)務(wù)信號來尋呼用戶終端。通過普通尋呼信道或傳輸高穿透性短消息業(yè)務(wù)信號的信道傳輸?shù)膶ず粜盘柕男畔?nèi)容是相似的。
圖中的尋呼信號32包括一個用戶終端識別碼34。該識別碼的值可以唯一地確定一個用戶終端，例如圖1中的用戶終端24。識別碼34可以用東南亞國家聯(lián)盟(ASEAN)蜂窩衛(wèi)星(AceS)通信系統(tǒng)規(guī)定的臨時移動用戶識別符(TMSI)或國際移動用戶識別符(IMSI)來生成。當(dāng)用戶終端收到尋呼信號時，識別碼34的值確定了用戶終端。
如同上述共同未決的第08/626182號專利申請更加詳細地說明的那樣，尋呼信號32還包括一個指示尋呼信號功率的功率指示器36，對于1比特碼它可以有兩個功率值，而對于n比特碼它可以有2n個功率值。另外，尋呼信號32也可以包括一個指示器，用于說明對尋呼信號進行編碼的編碼方案。
如圖2所示，尋呼信號32還包括編碼比特38，在這里它們實質(zhì)上是普通的循環(huán)冗余碼，CRC。該尋呼信號還包括用于其它目的的標(biāo)志位42。
在一個實施方案里，用一個合適的編碼技術(shù)對尋呼信號32進行編碼，從而促進它跟用戶終端的通信。用戶終端收到識別碼34標(biāo)識的尋呼信號時，該尋呼信號給用戶終端提供了一個呼入指示。
如同上述共同未決的專利申請第08/626182更詳細地說明的那樣，當(dāng)用戶終端收到尋呼信號32時，就給一個網(wǎng)絡(luò)站發(fā)射回由一個編碼信號形成的確認信號。確認信號是從形成識別碼34的TMSI或IMSI得到的，尋呼信號的功率指示36被用于選擇對確認信號進行編碼的編碼方案。例如，當(dāng)用正常的功率來發(fā)射尋呼信號32時，用一種方式來對確認信號進行編碼，而當(dāng)尋呼信號的功率被提高到一個更高的功率時，則用第二種方案對確認信號進行編碼。
在上述共同未決的專利申請第08/626182號里的另一個實施方案里，用戶終端多次生成一個確認信號。當(dāng)然應(yīng)該明白，如同網(wǎng)絡(luò)控制中心18一樣的網(wǎng)絡(luò)站，將收到的信號跟網(wǎng)絡(luò)站知道的預(yù)期信號進行相關(guān)運算，從而確保確認信號是相應(yīng)尋呼的正確確認。下文將詳細討論這一確認信號和相關(guān)的細節(jié)。
圖3又一次說明圖1所示的網(wǎng)絡(luò)控制中心18、收發(fā)信機22和用戶終端24。要跟用戶終端24建立呼叫時，網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)射一個尋呼信號，它由收發(fā)信機22發(fā)射給用戶終端24。網(wǎng)絡(luò)控制中心18包括收發(fā)信機電路，圖中它由一個發(fā)射機52和一個接收機54組成。發(fā)射機52和接收機54跟一個控制器56相連?？刂破?6可以生成一個尋呼信號并由發(fā)射機52發(fā)射給收發(fā)信機22，由接收機62接收。
圖中收發(fā)信機22還包括一個發(fā)射機64和一個控制器66。一旦收發(fā)信機22的接收機62收到網(wǎng)絡(luò)控制中心18產(chǎn)生的信號，控制器66就讓發(fā)射機64發(fā)射尋呼信號32給用戶終端24。這樣收發(fā)信機22作為一個中繼器，對網(wǎng)絡(luò)控制中心18產(chǎn)生的尋呼信號進行中繼?？刂破?6可以改變將尋呼信號中繼給用戶終端使用的頻道。控制器56和66一起控制尋呼信號的發(fā)射并共同形成一個控制單元68。
如果用戶終端24檢測到這樣發(fā)射的尋呼信號，終端24就產(chǎn)生一個確認信號72通過收發(fā)信機22發(fā)射回網(wǎng)絡(luò)控制中心18，其中由接收機62接收確認信號，然后由發(fā)射機64中繼，最后由網(wǎng)絡(luò)控制中心18的接收機54接收。
應(yīng)當(dāng)明白發(fā)射象高功率短消息業(yè)務(wù)(HP-SMS)那樣的尋呼信號32時，其鏈路余量比加性高斯白噪聲(AWGN)高27～30dB，方法是讓發(fā)射站，例如網(wǎng)絡(luò)控制中心18，將發(fā)射功率增大約7～10dB。這樣，甚至在信道鏈路余量通常遠遠不能保證可靠的話音通信的建筑物或隧道里，電話或其它用戶終端也可以收到短HP-SMS或告警信息，例如電話號碼或蜂鳴聲。雖然需要用戶終端，例如一個無線電電話，有一互逆的等價鏈路余量，但是不可能提高電話的發(fā)射功率，不僅是因為人體安全規(guī)定，還因為電話電子學(xué)的限制。上述共同未決的專利申請第08/626182號闡明了發(fā)射必不可少的27～30dB的互易余量的一種方法。
現(xiàn)在參考圖4A，圖中是一個發(fā)射脈沖串的例子，如一個時分多址(TDMA)幀中一個普通時隙。這一時隙中有一個編碼后的m-序列確認信號72，它的長度基本上等于該時隙里脈沖串長度。在上述共同未決的專利申請第08/626182號中，m-序列是一個高余量隨機訪問信道(HM-RACH)的確認信號72，一個給定的脈沖串里只發(fā)射一個這樣的信號72。
網(wǎng)絡(luò)控制中心18的控制器56用一個相關(guān)過程確定收到的信號是不是選定用戶終端24的確認信號。如果收到的信號正確地相關(guān)，那么建立到用戶終端24的呼叫就繼續(xù)下去。如果控制器56確定沒有收到正確的確認信號，那么控制器56就再一次發(fā)射尋呼信號，其中適當(dāng)?shù)馗淖兞斯β手甘酒?6部分的值。提高了發(fā)射機64重新發(fā)射尋呼信號的功率，增大了克服信號衰減的可能性，以便用戶終端24能夠收到該尋呼信號。于是用戶終端24用一個必需的確認信號進行響應(yīng)。
然而，上述共同未決的專利申請第08/626182號里HM-RACH確認信號72和相關(guān)過程的一個問題是，上述相關(guān)過程，包括將可能的確認信號跟表示實際確認信號的存儲模式進行復(fù)雜而精確的逐位比較，一般只有在理想條件下例如載波相位維持常數(shù)時才可能實現(xiàn)。問題在于正常的多相位操作期間，這一信息期間內(nèi)相位可能旋轉(zhuǎn)了許多圈，從而干擾相關(guān)過程。因此需要額外的電路來輔助相關(guān)。
上述過程的其它問題是頻率和同步誤差，它們都會給相關(guān)運算帶來負面影響。出現(xiàn)這些問題主要是因為只使用了一個相關(guān)濾波器，利用上述共同未決的申請?zhí)岢龅募夹g(shù)來完成上述相關(guān)過程。所以應(yīng)當(dāng)明白，對整個m-序列信號進行相關(guān)即使不是不可能的，也是困難的，除非滿足理想條件或者使用一組分離濾波器，每一個濾波器都用于不同的頻率偏移。但是這需要額外的硬件，并增加了計算復(fù)雜性，結(jié)果是尺寸大幅度變大和成本大幅度增長。因此本發(fā)明在上述共同未決的專利申請第08/626182號提出的解決方案基礎(chǔ)上，提出了一個改進方案。
現(xiàn)在參考圖4B，其中說明的是本發(fā)明的第一個實施方案。根據(jù)這一方案，圖4A中的m-序列在收到后被分成多個塊或子序列，它們的長度最好相等，取為N/M，其中N表示發(fā)射的脈沖串中的比特數(shù)，M表示分組/子序列個數(shù)。在圖4B的例子中，M等于4。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，N的值取決于最惡劣情況下系統(tǒng)的多普勒頻移。例如，對于快速汽車N應(yīng)當(dāng)很小。網(wǎng)絡(luò)控制中心18的接收機54里相應(yīng)個數(shù)的相關(guān)器用一種普通的方法跟原m-序列的子序列匹配。應(yīng)當(dāng)清楚，M的取值應(yīng)當(dāng)使得發(fā)射子序列的過程中信道不會發(fā)生顯著的改變。
現(xiàn)在參考圖5，M個相關(guān)器，圖中為4個，即74、76、78和80，都跟相應(yīng)的子序列匹配，例如，相關(guān)器74跟m-序列信號的子序列-1相匹配，等等。相應(yīng)相關(guān)器的相關(guān)結(jié)果用一種普通的方法在一個非相干組合器82里進行組合。組合結(jié)果被隨后送給判決裝置84，它確定是收到了上述確認信號72還是應(yīng)當(dāng)再一次尋呼。
當(dāng)然應(yīng)當(dāng)明白，接收機54收到的m-序列信號的相應(yīng)子序列通常包含跟其它子序列不同的比特模式，就象將一個很長的信息分成組成部分時會發(fā)生的那樣。因此為了進行比較，每一個相關(guān)器一般包含一個不同的比特模式，分別表示實際的確認信號72的相應(yīng)部分。如上所述，相關(guān)器74、76、78和80的不同相關(guān)被隨后送給組合器82。
再參考圖4B，在本發(fā)明的第二個實施方案里，脈沖串中的每一個子序列都包含上述確認信號，雖然跟第一個實施方案里使用的整個m-序列相比是一個更短的版本。在這一個實施方案里每一個相關(guān)器74、76、78和80都包含雖然更短但代表整個確認信號72的同樣的比特模式。這樣安排的優(yōu)點是，跟具有一個脈沖串長度的m-序列的不同子序列相比，保證了等價組份“子序列”的相關(guān)特性具有良好的相關(guān)性能。
應(yīng)當(dāng)明白在提高性能的努力中，可以使用不同的子序列信息而不是跟第二實施方案一樣使用同一個子序列。在本發(fā)明依賴于系統(tǒng)復(fù)雜性和處理負載能力的這第三個實施方案中，可以以更高的成功概率檢測確認信號。如果使用不同的子序列，這些不同的子序列就應(yīng)當(dāng)具有適當(dāng)?shù)幕ハ嚓P(guān)。
本發(fā)明能夠促進無線電電話通信系統(tǒng)的通信，如衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)或地面蜂窩通信系統(tǒng)。通過對應(yīng)于收到的尋呼信號提供一個確認信號，避免了多余的尋呼，衛(wèi)星功率可以得到更有效的使用。而且，因為提高了確認信號的余量而沒有提高確認信號的功率，所以即使傳輸信道損耗非常嚴重也可以進行確認信號的通信。此外，通過將收到的m-序列信號的各部分單獨進行相關(guān)運算，可以最大限度地解決使用共同未決的專利申請第08/626182號的技術(shù)時遇到的上述問題，更有效、更經(jīng)濟地促進通信。
應(yīng)當(dāng)明白，在通信信道里傳輸?shù)纳鲜鰧ず粜盘柡痛_認信號可以通過衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)的衛(wèi)星收發(fā)信機和系統(tǒng)中的用戶終端發(fā)射。
還應(yīng)當(dāng)明白上述尋呼信號可以組成衛(wèi)星或地面通信系統(tǒng)或高穿透性短消息業(yè)務(wù)信號的一個普通的尋呼信號。
前面介紹的是實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的范圍沒有必要局限于這一介紹。本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求來規(guī)定。
權(quán)利要求
1.在有第一個無線電通信站和第二個無線電通信站的一個無線電通信系統(tǒng)里，一個具有用于跟第二個無線電通信站建立通信的第一個無線電通信站的通信建立電路的組合，所述通信建立電路包括一個發(fā)射機，跟第一個無線電通信站相連，用于在一條正向鏈路信道上向第二個無線電通信站發(fā)射具有選定余量電平的一個尋呼信號；一個控制器，跟所述第一個無線電通信系統(tǒng)和所述發(fā)射機相連，用于在第一個無線電通信站接收到一個向其傳送的確認信號的指示，該確認信號確認第二個無線電通信站已經(jīng)接收到了尋呼信號，所述控制器中包括多個相關(guān)器，每一個相關(guān)器將接收到的確認信號的一個相應(yīng)子序列進行相關(guān)運算，相關(guān)器的數(shù)量等于確認信號子序列劃分的數(shù)量，所述控制器用于檢測第二個無線電通信站沒有確認已經(jīng)收到尋呼信號的次數(shù)，所述控制器還根據(jù)檢測到的第二個無線電通信站沒有確認已經(jīng)收到尋呼信號的次數(shù)，讓所述發(fā)射機用一個提高了的余量電平重發(fā)尋呼信號。
2.權(quán)利要求1的通信電路，其中第一和第二個無線電通信站通過所述信道利用在其間發(fā)射的一系列脈沖串進行通信，所述確認信號由第二個無線電通信站用至少一個所述脈沖串發(fā)射給第一個無線電通信站。
3.權(quán)利要求1的通信電路，其中第一個無線電通信站收到的確認信號是一個單獨的信號，每一個相關(guān)器都將所述信號的一個相應(yīng)部分進行相關(guān)運算。
4.權(quán)利要求1的通信電路，其中第一無線電通信站接收到的確認信號包括多個子信號，其中的多個子信號對應(yīng)于多個相關(guān)器，每一個相關(guān)器都將相應(yīng)的一個子信號進行相關(guān)運算。
5.權(quán)利要求4的通信電路，其中每一個子信號都相同。
6.權(quán)利要求4的通信電路，其中每一個子信號都不同。
7.權(quán)利要求4的通信電路，其中至少兩個子信號不同。
8.權(quán)利要求4的通信電路，還包括在所述控制器里跟每一個相關(guān)器相連的一個組合單元，用于接收和組合多個子信號。
9.權(quán)利要求8的通信電路，還包括在所述控制器里跟所述組合單元相連、接收子信號組合的一個判決單元，所述判決單元用于確定接收到或沒有接收到所述確認信號。
10.權(quán)利要求1的通信電路，還包括所述控制器里跟每一個相關(guān)器相連的一個組合單元，用于接收和組合相關(guān)器的輸出。
11.權(quán)利要求10的通信電路，還包括在所述控制器里跟所述組合單元相連、接收相關(guān)輸出的組合的一個判決單元，所述判決單元用于確定接收到或沒有接收到所述確認信號。
12.權(quán)利要求1的通信電路，其中第一無線電通信站包括衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)的一個衛(wèi)星收發(fā)信機，其中第二無線電通信站包括衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)的一個用戶終端，其中在正向鏈路信道上發(fā)射的尋呼信號是在衛(wèi)星通信系統(tǒng)里規(guī)定用于普通尋呼的普通尋呼信道上發(fā)射的。
13.權(quán)利要求1的通信電路，其中第一無線電通信站包括衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)的一個衛(wèi)星收發(fā)信機，其中第二無線電通信站包括衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)的一個用戶終端，并且其中的尋呼信號包括衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)里規(guī)定的高穿透性短消息業(yè)務(wù)信號。
14.一種方法，用于在擁有第一個無線電通信站和第二個無線電通信站的無線電通信系統(tǒng)里建立通信，該方法包括以下步驟從第一個無線電通信站發(fā)射一個尋呼信號給第二個無線電通信站；返回一個確認信號，它在第二個無線電通信站產(chǎn)生，是對第二個無線電通信站接收到尋呼信號的響應(yīng)，選定余量電平的確認信號用于確認已經(jīng)接收到尋呼信號；和在第一無線電通信站里使用其中的多個相關(guān)器對確認信號進行相關(guān)運算，每一個相關(guān)器都對確認信號的相應(yīng)子序列進行相關(guān)運算，相關(guān)器的數(shù)量等于確認信號子序列劃分的數(shù)量，所述確認信號是在相關(guān)運算后被確認的。
15.權(quán)利要求14的方法，還包括以下步驟從第一無線電通信站根據(jù)第二無線電通信站沒有確認已經(jīng)接收到尋呼信號的次數(shù)，用一個增大了的余量電平重發(fā)尋呼信號給第二無線電通信站。
16.權(quán)利要求14的方法，其中第一無線電通信站接收到的確認信號是一個指令，每一個相關(guān)器都將確認信號的相應(yīng)子序列進行相關(guān)運算。
17.權(quán)利要求14的方法，其中第一無線電通信站接收到的確認信號包括多個子信號，這些子信號對應(yīng)于上述相關(guān)器，每一個相關(guān)器都對一個相應(yīng)的子信號進行相關(guān)運算。
18.權(quán)利要求17的方法，其中每一個子信號都相同。
19.權(quán)利要求17的方法，其中每一個子信號都不同。
20.權(quán)利要求17的方法，其中至少兩個子信號不同。
全文摘要
在無線電電話通信系統(tǒng)如衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)里的網(wǎng)絡(luò)站和用戶終端之間建立通信的一種方法和相關(guān)電路。要建立通信時,網(wǎng)絡(luò)站向用戶終端發(fā)射一個尋呼信號。用戶終端檢測到尋呼信號時,用戶終端產(chǎn)生一個確認信號并將它進行編碼來提高確認信號的余量。接收到確認信號以后,用多個相關(guān)器對確認信號進行相關(guān)運算。發(fā)射提高了余量的用于確認已經(jīng)接收到了尋呼信號的確認信號,以促進返回網(wǎng)絡(luò)站的確認信號的通信。
文檔編號H04B7/185GK1251729SQ97181739
公開日2000年4月26日 申請日期1997年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月11日
發(fā)明者E·Y·－P·王, K·巴拉錢德蘭, A·哈桑, S·欽納克舒 申請人:艾利森公司