專利名稱：使用載波反向散射的移動(dòng)通信的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信的裝置與方法，通過這一裝置與方法，移動(dòng)臺(tái)使用一個(gè)從基地站提供的載波生成一個(gè)調(diào)制的信號(hào)，用于在基地站和移動(dòng)臺(tái)之間的通信。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是，提供一個(gè)基地站，用于把振幅偏移鍵控調(diào)制的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)；當(dāng)不存在數(shù)據(jù)時(shí)，僅把一載波傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)一段預(yù)確定的時(shí)間；以及通過執(zhí)行混頻和濾波，解調(diào)從移動(dòng)臺(tái)接收的調(diào)制的上行線路信號(hào)，以重新構(gòu)造原始數(shù)據(jù)；并提供一個(gè)用于同樣目的的方法。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一個(gè)由基地站和移動(dòng)臺(tái)構(gòu)成的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中可把包括通行費(fèi)在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)在基地站和移動(dòng)臺(tái)之間傳輸，而無需使車輛在一條收費(fèi)的公路(例如一條高速公路)上的收費(fèi)口停下來或減速，并提供實(shí)現(xiàn)這一目的的一個(gè)方法。
因此，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，提供了一移動(dòng)臺(tái)，這一移動(dòng)臺(tái)包括一移動(dòng)臺(tái)通信控制器，該移動(dòng)臺(tái)通信控制器用于處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以輸出一個(gè)預(yù)確定的數(shù)據(jù)幀；一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源解碼器，用于接收數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)預(yù)確定的編碼方法在數(shù)據(jù)幀上執(zhí)行源編碼，以輸出編碼的數(shù)據(jù)；一個(gè)第一調(diào)制器，用于接收一個(gè)擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的第一載波，并使用第一載波調(diào)制來自移動(dòng)源編碼器的編碼的信號(hào)，以生成一個(gè)第一調(diào)制的信號(hào)；一個(gè)第二調(diào)制器，用于接收一個(gè)擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的第二載波，并使用第二載波在第一調(diào)制的信號(hào)上執(zhí)行調(diào)制，以生成一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)；一個(gè)移動(dòng)臺(tái)接口，用于把調(diào)制的上行線路信號(hào)傳輸?shù)交卣?，并接收來自基地站的一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)；一個(gè)第一解調(diào)器，用于接收和解調(diào)通過移動(dòng)臺(tái)接口從基地站接收的調(diào)制的下行線路信號(hào)；以及一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源解碼器，用于在來自第一解調(diào)器的解調(diào)的數(shù)據(jù)上執(zhí)行源解碼，以把解調(diào)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)基帶信號(hào)。
還提供了一個(gè)由移動(dòng)臺(tái)執(zhí)行的通信方法。這一通信方法包括一系列處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)的步驟，以形成一個(gè)預(yù)確定的移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀；根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的源編碼方法編碼移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀；并根據(jù)一個(gè)第一預(yù)確定的調(diào)制/解調(diào)方法，使用一個(gè)預(yù)確定的第一載波，在編碼的數(shù)據(jù)幀上執(zhí)行主解調(diào)；根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的調(diào)制/解調(diào)方法，使用一個(gè)預(yù)確定的第二載波，在主調(diào)制信號(hào)上執(zhí)行輔助調(diào)制，并把輔助調(diào)制的信號(hào)傳輸?shù)交卣?；根?jù)第二預(yù)確定的調(diào)制/解調(diào)方法，解調(diào)一個(gè)從基地站傳輸來的調(diào)制的下行線路信號(hào)，并生成作為一個(gè)源編碼的信號(hào)的解調(diào)的信號(hào)；以及根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的源解碼方法，解碼源編碼的信號(hào)，以重新構(gòu)造原始數(shù)據(jù)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)目的，提供了一個(gè)基地站，這一基地站包括一個(gè)基地站通信控制器，用于處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以輸出一個(gè)預(yù)確定的數(shù)據(jù)幀；一個(gè)基地站接口，用于接收來自移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)，并把一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)；一個(gè)混頻器，用于把調(diào)制的上行線路信號(hào)與一個(gè)預(yù)確定的中間頻率混頻，并濾波混頻的信號(hào)，以把調(diào)制的上行線路信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)擁有預(yù)確定中間頻率的信號(hào)；一個(gè)振蕩器，用于生成預(yù)確定的中間頻率；一個(gè)基地站解調(diào)器，用于根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的解調(diào)方法，解調(diào)混頻器的輸出信號(hào)，以生成一個(gè)基帶信號(hào)；一個(gè)基地站源解碼器，用于接收來自基地站解調(diào)器的基帶信號(hào)，并根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法執(zhí)行源解碼；一個(gè)基地站源編碼器，用于對(duì)從自基地站通信控制器輸出的數(shù)據(jù)幀執(zhí)行源編碼；以及一個(gè)基地站調(diào)制器，用于根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法，調(diào)制基地站源編碼器的輸出數(shù)據(jù)，并把調(diào)制的數(shù)據(jù)輸出到基地站接口。
還提供了一個(gè)由一個(gè)基地站執(zhí)行的通信方法。這一通信方法包括如下一系列步驟接收一個(gè)從移動(dòng)臺(tái)傳輸?shù)交卣镜恼{(diào)制的上行線路信號(hào)；把調(diào)制的上行線路信號(hào)與一個(gè)預(yù)確定的中間頻率混頻，并濾波混頻的信號(hào)，以生成一個(gè)擁有預(yù)確定中間頻率的信號(hào)；根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的解調(diào)方法，解調(diào)中間信號(hào)，以生成一個(gè)基帶信號(hào)；根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法源解碼基帶信號(hào)；以重新構(gòu)造從移動(dòng)臺(tái)接收的原始數(shù)據(jù)；處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以形成一個(gè)數(shù)據(jù)幀，并源編碼這一數(shù)據(jù)幀；以及根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法，調(diào)制源編碼的數(shù)據(jù)幀，并把調(diào)制的信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三個(gè)目的，提供了一個(gè)包括一個(gè)移動(dòng)臺(tái)和一個(gè)基地站的電子收費(fèi)系統(tǒng)。移動(dòng)臺(tái)包括一個(gè)移動(dòng)臺(tái)通信控制器，用于處理控制數(shù)據(jù)和包括開始地點(diǎn)信息和結(jié)算在內(nèi)的信息，以形成并輸出一個(gè)移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀；接收來自基地站的包括目的地信息和清單信息在內(nèi)的基地站信息數(shù)據(jù)，并重新計(jì)算和修改結(jié)算；一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源編碼器，用于接收移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的編碼方法在移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀上執(zhí)行源編碼，以輸出編碼的數(shù)據(jù)；一個(gè)第一調(diào)制器，用于接收一個(gè)擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的第一載波，并使用第一載波調(diào)制來自移動(dòng)源編碼器的編碼的信號(hào)，以生成一個(gè)第一調(diào)制的信號(hào)；一個(gè)第二調(diào)制器，用于接收一個(gè)擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的第二載波，并使用第二載波在第一調(diào)制的信號(hào)上執(zhí)行調(diào)制，以生成一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)；一個(gè)移動(dòng)臺(tái)接口，用于把調(diào)制的上行線路信號(hào)傳輸?shù)交卣?，并接收來自基地站的一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)；一個(gè)第一解調(diào)器，用于接收和解調(diào)通過移動(dòng)臺(tái)接口從基地站接收的調(diào)制的下行線路信號(hào)，并輸出解調(diào)的數(shù)據(jù)；以及一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源解碼器，用于在來自第一解調(diào)器的解調(diào)的數(shù)據(jù)上執(zhí)行源解碼，以生成一個(gè)基帶信號(hào)，并把基帶信號(hào)傳輸給一個(gè)基地站通信控制器?；卣景ㄒ粋€(gè)基地站接口，用于接收來自移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)，并把一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)；一個(gè)混頻器，用于把調(diào)制的上行線路信號(hào)與一個(gè)預(yù)確定的中間頻率混頻，并濾波混頻的信號(hào)，以生成一個(gè)預(yù)確定的中間頻率；一個(gè)振蕩器，用于生成預(yù)確定的中間頻率；一個(gè)基地站解調(diào)器，用于解調(diào)混頻器的輸出信號(hào)，以生成一個(gè)基帶信號(hào)；一個(gè)基地站源解碼器，用于接收來自基地站解調(diào)器的基帶信號(hào)，并根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法執(zhí)行源解碼；一個(gè)基地站通信控制器，用于分析由基地站源解碼器解碼和輸出的移動(dòng)臺(tái)的信息數(shù)據(jù)，以計(jì)算一個(gè)通行費(fèi)并處理數(shù)據(jù)鏈路層控制數(shù)據(jù)和包括目的地信息和清單數(shù)據(jù)在內(nèi)的基地站信息數(shù)據(jù)，以形成并輸出一個(gè)預(yù)確定的基地站信息數(shù)據(jù)幀；一個(gè)基地站源編碼器，用于對(duì)基地站信息數(shù)據(jù)幀執(zhí)行源編碼；以及一個(gè)基地站調(diào)制器，用于根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法，調(diào)制基地站源編碼器的輸出數(shù)據(jù)，并把調(diào)制的數(shù)據(jù)輸出到基地站接口。
圖5A是一個(gè)示意圖，說明的是一個(gè)下行線路信號(hào)的數(shù)據(jù)格式；以及圖5B是一個(gè)示意圖，說明的是一個(gè)上行線路信號(hào)的數(shù)據(jù)格式。


圖1A是一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，說明了一個(gè)符合本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)。圖1B是一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，說明了一個(gè)符合本發(fā)明的基地站。圖2是一個(gè)詳細(xì)的結(jié)構(gòu)圖，說明了圖1B的基地站解調(diào)器。圖3是一個(gè)流程圖，說明的是從移動(dòng)臺(tái)到基地站的上行線路通信的方法。圖4是一個(gè)流程圖，說明的是一個(gè)從圖1B的基地站到圖1A的移動(dòng)臺(tái)的下行線路通信的方法。圖5A是一個(gè)示意圖，說明的是一個(gè)下行線路信號(hào)的數(shù)據(jù)格式。圖5B是一個(gè)示意圖，說明的是一個(gè)上行線路信號(hào)的數(shù)據(jù)格式。
在步驟301中，一個(gè)移動(dòng)臺(tái)通信控制器101處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的各種信息數(shù)據(jù)，并形成一個(gè)預(yù)確定的數(shù)據(jù)幀，這一預(yù)確定的數(shù)據(jù)幀擁有一個(gè)預(yù)確定的速度(例如，1Mbps)。此處，信息數(shù)據(jù)包括諸如具有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的車輛的開始地點(diǎn)的信息和收取通行費(fèi)所必需的結(jié)算信息。在步驟303中，把數(shù)據(jù)幀輸入到一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源編碼器103，并根據(jù)Manchester編碼對(duì)其進(jìn)行編碼，然后輸出。由于Manchester編碼允許信號(hào)的自我同步化，所以一個(gè)獨(dú)立的始標(biāo)和尾標(biāo)是不必要的。在步驟305中，根據(jù)基于移動(dòng)臺(tái)中內(nèi)部地生成的一個(gè)第一載波(例如10Mbps)的差分相位移鍵(DPSK)調(diào)制，一個(gè)第一調(diào)制器105數(shù)字地調(diào)制數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)根據(jù)Manchester編碼進(jìn)行了編碼。更具體地說，在把編碼的信號(hào)與第一載波同步化之后，通過比較編碼的信號(hào)的相位和第一載波的相位，第一調(diào)制器105生成一個(gè)DPSK調(diào)制的信號(hào)。為了允許在基地站中很容易地解調(diào)調(diào)制的數(shù)據(jù)，執(zhí)行這一第一調(diào)制。在步驟307中，把DPSK調(diào)制的信號(hào)輸入到一個(gè)第二調(diào)制器107，并根據(jù)一個(gè)第二載波對(duì)其進(jìn)行振幅偏移鍵控(ASK)調(diào)制，以致于把它作為一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)加以輸出。此處，不在移動(dòng)臺(tái)中生成第二載波，而是從基地站加以接收。當(dāng)根據(jù)這樣的一個(gè)配置生成一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)以手工的方式與基地站進(jìn)行通信，其中一個(gè)特殊的振蕩器是不必要的，因此可以簡化硬件配置。
將參照?qǐng)D5A描述一個(gè)方法，通過這一方法基地站可把第二載波提供給一個(gè)移動(dòng)臺(tái)。圖5A顯示了一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)的波形。如圖5A中所示，在對(duì)數(shù)據(jù)傳輸了一段預(yù)確定的時(shí)間之后，基地站僅把一個(gè)未加調(diào)制的載波傳輸給一個(gè)移動(dòng)臺(tái)，同時(shí)等待來自移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)響應(yīng)。把這一載波信號(hào)用作移動(dòng)臺(tái)中的第二載波，并把這叫做反向散射。此處，當(dāng)準(zhǔn)備使用載波信號(hào)的移動(dòng)臺(tái)處于基地站的通信區(qū)域中時(shí)，移動(dòng)臺(tái)識(shí)別一個(gè)下行線路信號(hào)，并立即響應(yīng)。
在步驟309中，通過一個(gè)移動(dòng)臺(tái)接口109，以無線或有線的方式，把調(diào)制的上行線路信號(hào)傳輸?shù)交卣?。一個(gè)基地站接口115接收調(diào)制的上行線路信號(hào)、使用一個(gè)相應(yīng)的方法(例如，當(dāng)基地站以無線方式與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信時(shí)，基地站接口115把一個(gè)所接收的無線信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)電子信號(hào))處理這一信號(hào)、并把得到的信號(hào)輸出到一個(gè)混頻器117。混頻器117把基地站接口115的輸出信號(hào)與一個(gè)由一個(gè)振蕩器129生成的并擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的正弦波信號(hào)加以混頻，并濾波所得到的信號(hào)，以去除一個(gè)載波。被去除的載波信號(hào)是一個(gè)擁有一個(gè)模擬形式的一個(gè)中間頻率(IF)的信號(hào)(以下將其稱為一個(gè)IF信號(hào))，這一信號(hào)類似于移動(dòng)臺(tái)中的DPSK調(diào)制的信號(hào)。基地站解調(diào)器119接收IF信號(hào)，并在數(shù)據(jù)于移動(dòng)臺(tái)中被DPSK調(diào)制的之前，重新構(gòu)造數(shù)據(jù)。
圖2中說明了基地站解調(diào)器119的一個(gè)詳細(xì)的結(jié)構(gòu)圖。將參照?qǐng)D2對(duì)基地站解調(diào)器119的功能加以描述。把IF信號(hào)輸入到一個(gè)限幅放大器201。限幅放大器201去除在基地站和移動(dòng)臺(tái)之間的傳輸路徑上所生成的噪音，并輸出一個(gè)具有統(tǒng)一振幅的校正的穩(wěn)定的信號(hào)。把限幅放大器201的輸出信號(hào)輸入到一個(gè)積分檢波接收器205和一個(gè)移相器203。移相器203把信號(hào)位移一個(gè)預(yù)確定的相位(例如90度)，并把所得到的信號(hào)輸出到積分檢波接收器205。積分檢波接收器205中的一個(gè)積分鑒相器放大兩個(gè)輸入信號(hào)，并輸出這兩個(gè)信號(hào)之間的相位差。低通濾波器濾波一個(gè)指示相位差的信號(hào)，以致于能夠輸出電壓的變化。一個(gè)振幅比較器接收電壓的變化和一個(gè)預(yù)確定的擁有一個(gè)原始信號(hào)的直流成分的參照值，并比較它們的振幅。換句話說，當(dāng)電壓的變化超過參照值時(shí)，生成一個(gè)邏輯值1，當(dāng)電壓的變化小于參照值時(shí)，生成一個(gè)邏輯0。因此，在步驟311中，振幅比較器207的輸出信號(hào)擁有與從移動(dòng)臺(tái)所接收的Manchester編碼相同的數(shù)據(jù)波形。此處，盡管可以使用通常的頻移鍵控(FSK)解調(diào)，但基地站解調(diào)器119可擁有簡單的硬件配置，而且在有外部噪音出現(xiàn)的情況下是可靠的，因?yàn)樵诒景l(fā)明中Manchester編碼的數(shù)據(jù)是根據(jù)擁有預(yù)確定的頻率的第一載波DPSK調(diào)制的。具體地說，可以最小化在基地站和移動(dòng)臺(tái)之間的傳輸路徑上生成的外部噪音或振幅變化的影響。本發(fā)明的DPSK調(diào)制由方程(1)加以表示，并使用一個(gè)單一的頻率，以致于它可很容易地以一個(gè)數(shù)字方式加以實(shí)現(xiàn)，并適合于重新使用頻率的通信裝置。
s(t)＝Acos2π(f1+T) …(1)此處，f1是第一載波的頻率，以及T為0°或180°。
另外，通常的ASK調(diào)制很容易受到干擾信號(hào)或類似事物的影響，但符合本發(fā)明的一個(gè)積分檢波接收方法(它檢測一個(gè)原始信號(hào)和一個(gè)其相位從原始信號(hào)的相位位移的信號(hào)之間的相位差)是可靠的，即使因干擾信號(hào)產(chǎn)生了振幅變化或頻率變化。因此，本發(fā)明以一個(gè)手工的方式(其中重新使用了從基地站傳輸?shù)囊粋€(gè)載波)最小化了外部影響，并實(shí)現(xiàn)了高速通信(例如，至少1Mbps)。
由基地站解調(diào)器119解調(diào)的數(shù)據(jù)是已經(jīng)根據(jù)Manchester編碼方法進(jìn)行了編碼的數(shù)據(jù)，因此在步驟313中，一個(gè)基站源解碼器121解碼解調(diào)的數(shù)據(jù)，以在數(shù)據(jù)被源編碼之前，重新構(gòu)造數(shù)據(jù)。作為解碼一個(gè)結(jié)果，已從移動(dòng)臺(tái)通信控制器101輸出的數(shù)據(jù)幀在步驟315重新得以構(gòu)造。一個(gè)基地站通信控制器123接收解碼的數(shù)據(jù)幀、讀取信息(例如移動(dòng)臺(tái)的開始地點(diǎn)信息和結(jié)算信息)、計(jì)算一個(gè)通行費(fèi)、以及抽取數(shù)據(jù)鏈路層控制數(shù)據(jù)，以判斷是否出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤。至此，已經(jīng)對(duì)從移動(dòng)臺(tái)到基地站的一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)的流動(dòng)情況進(jìn)行了描述。圖5B中顯示了調(diào)制的上行線路信號(hào)的格式。在調(diào)制的上行線路信號(hào)中，僅當(dāng)存在數(shù)據(jù)時(shí)才傳輸調(diào)制的數(shù)據(jù)。
以下的描述涉及從基地站到移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)的流動(dòng)。在步驟401中，基地站通信控制器123包化包含諸如目的地信息、清單信息、以及數(shù)據(jù)鏈路層控制數(shù)據(jù)等信息的數(shù)據(jù)，以形成一個(gè)預(yù)確定格式的數(shù)據(jù)幀。在步驟403中，一個(gè)基地站源編碼器125接收數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)Manchester編碼方法執(zhí)行源編碼。把基地站源編碼器125的輸出信號(hào)輸入到一個(gè)基地站調(diào)制器127。在步驟405中，基地站調(diào)制器127使用從振蕩器129提供的一個(gè)載波，在從基地站源編碼器125輸出的信號(hào)上執(zhí)行ASK調(diào)制。此處，把ASK調(diào)制的信號(hào)與載波混頻，然后按以上所描述的圖5A的格式輸出到基地站接口115中。在步驟407中，基地站接口115把一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)(其中，把ASK調(diào)制的信號(hào)與載波混頻)以無線或有線的方式傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)。按圖5A的格式，通過基地站和移動(dòng)臺(tái)之間的傳輸路徑，把調(diào)制的下行線路信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)接口109接收調(diào)制的下行線路信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成一個(gè)擁有一個(gè)適合于處理的格式的信號(hào)(例如，當(dāng)來自基地站的調(diào)制的下行線路信號(hào)是一個(gè)無線信號(hào)時(shí)，把調(diào)制的下行線路信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)電子信號(hào))。在步驟409中，移動(dòng)臺(tái)中的一個(gè)第一解調(diào)器113從所接收的信號(hào)中抽取的載波，并解調(diào)被去除載波的信號(hào)，以在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行ASK調(diào)制之前，重新構(gòu)造數(shù)據(jù)。如以上所描述的，把所抽取的載波用作第二調(diào)制器107中的第二載波，以致于一個(gè)獨(dú)立的振蕩器是不必要的。與此同時(shí)，由于已經(jīng)根據(jù)Manchester編碼方法對(duì)解調(diào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了源編碼，所以一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源解碼器111在步驟411中解碼解調(diào)的數(shù)據(jù)，并在步驟413中重新構(gòu)造一個(gè)原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)幀(一個(gè)基帶信號(hào))。把所重新構(gòu)造的數(shù)據(jù)幀輸入到移動(dòng)臺(tái)通信控制器101。移動(dòng)臺(tái)通信控制器101讀取所接收的數(shù)據(jù)幀，以分析發(fā)自基地站的信息，并根據(jù)所分析的結(jié)果修改其自己的數(shù)據(jù)庫。
在以上所描述的實(shí)施例中，把基地站和移動(dòng)臺(tái)加以組合，以方便地描述一個(gè)基地站和一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的裝置，以及它們之間的通信方法。
作為基地站和移動(dòng)臺(tái)的組合的另一個(gè)實(shí)施例，以下將描述一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)。如先前所述，為了在一條收費(fèi)公路(例如高速公路)上自動(dòng)收費(fèi)，提供了一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)電子收費(fèi)系統(tǒng)，應(yīng)該把一個(gè)移動(dòng)臺(tái)安裝在車輛上，把一個(gè)基地站安裝在一個(gè)收費(fèi)口，高速數(shù)據(jù)通信應(yīng)該在移動(dòng)臺(tái)和基地站之間執(zhí)行。另外，在安裝在高速移動(dòng)的車輛上的移動(dòng)臺(tái)和基地站之間的數(shù)據(jù)通信中出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性應(yīng)該是很低的。因此，以上所描述的符合本發(fā)明的通信裝置與方法適合于這樣的一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)。此處，移動(dòng)臺(tái)通信控制器101和基地站通信控制器115還擁有附加的功能，但是其余的部件和功能能夠以以上所描述的相同的方式加以應(yīng)用。因此，在對(duì)符合本發(fā)明的一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)的配置的描述中，將去掉冗余的描述。
為了自動(dòng)進(jìn)行電子收費(fèi)，必須把開始地點(diǎn)信息輸入到一個(gè)安裝在開始地點(diǎn)的一個(gè)車輛的移動(dòng)臺(tái)中。這一輸入操作通過在開始地點(diǎn)的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)和基地站之間的信息的通信加以執(zhí)行。移動(dòng)臺(tái)通信控制器101包化包括開始地點(diǎn)信息、可用于支付通行費(fèi)的關(guān)于結(jié)算的信息、以及數(shù)據(jù)鏈路層控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的信息，以形成一個(gè)數(shù)據(jù)幀。在此，例如把結(jié)算信息以智能卡的形式存儲(chǔ)在一個(gè)安裝在移動(dòng)臺(tái)中的記錄設(shè)備中。一旦擁有移動(dòng)臺(tái)的車輛到達(dá)一個(gè)目的地，移動(dòng)臺(tái)就識(shí)別一個(gè)從目的地處的基地站那里傳輸來的信號(hào)。移動(dòng)臺(tái)首先在數(shù)據(jù)幀上執(zhí)行DPSK調(diào)制，然后執(zhí)行ASK調(diào)制，把所得到的信號(hào)作為一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)傳輸?shù)侥康牡靥幍幕卣尽?br> 目的地處的基地站接收調(diào)制的上行線路信號(hào)，并在調(diào)制的上行線路信號(hào)上執(zhí)行解調(diào)和源解碼，以重新構(gòu)造一個(gè)原始數(shù)據(jù)幀。把重新構(gòu)造的數(shù)據(jù)幀輸入到基地站通信控制器123?；卣就ㄐ趴刂破?23從重新構(gòu)造的數(shù)據(jù)幀讀取通路信息(這一通路信息是從安裝在移動(dòng)之中的車輛上的移動(dòng)臺(tái)加以傳輸?shù)?，并根據(jù)所讀取的信息計(jì)算通行費(fèi)。然后，基地站通信控制器123包化所計(jì)算的通行費(fèi)信息、其它信息、以及數(shù)據(jù)鏈路層控制數(shù)據(jù)，以形成一個(gè)數(shù)據(jù)幀；在數(shù)據(jù)幀上執(zhí)行ASK調(diào)制，并把所得到的信號(hào)作為一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)傳輸?shù)桨惭b在通過一個(gè)收費(fèi)口的車輛上的移動(dòng)臺(tái)。此處，一個(gè)把一個(gè)載波傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)的方法與以上所描述的相同。車輛上的移動(dòng)臺(tái)接收調(diào)制的下行線路信號(hào)，并在其上執(zhí)行解調(diào)和源解碼、分析來自基地站的信息，以及修改其自己的數(shù)據(jù)庫，例如在從當(dāng)前的結(jié)算中減去通行費(fèi)之后，存儲(chǔ)最終得出的結(jié)算。
以上所描述的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的配置和通信方法，可施用于與任意類型固定裝置的通信。相類似，以上所描述的基地站的配置與通信方法，可施用于與任何一個(gè)移動(dòng)物體的通信。
如以上所描述的，根據(jù)使用載波反向散射的移動(dòng)通信裝置和方法，可使用自我同步化類型的Manchester編碼/解碼，因而可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信，并可去除對(duì)于幀同步化來說必需的一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)模式的要求。由于本發(fā)明在DPSK調(diào)制之后使用了從基地站接收的一個(gè)載波執(zhí)行ASK調(diào)制，所以移動(dòng)臺(tái)不要求一個(gè)獨(dú)立的振蕩器，因而可使硬件的配置得以簡化。因此，一個(gè)移動(dòng)臺(tái)可以很經(jīng)濟(jì)地加以制造。另外，當(dāng)使用一個(gè)基地站和一個(gè)移動(dòng)臺(tái)建造一個(gè)符合本發(fā)明的電子收費(fèi)系統(tǒng)時(shí)，在施加于一個(gè)高速移動(dòng)的車輛上的自動(dòng)收費(fèi)的操作過程中，清單所需的大量信息可以在安裝于車輛上的移動(dòng)臺(tái)和安裝在收費(fèi)口的基地站之間，以很高的速度、較低的出錯(cuò)率，可靠地得以傳輸。
權(quán)利要求
1.一個(gè)高速地把數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)外部基地站或從一個(gè)外部基地站接收數(shù)據(jù)的移動(dòng)臺(tái)，這一移動(dòng)臺(tái)包括一個(gè)移動(dòng)臺(tái)通信控制器，用于處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以輸出一個(gè)預(yù)確定的數(shù)據(jù)幀；一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源編碼器，用于接收數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的編碼方法在數(shù)據(jù)幀上執(zhí)行源編碼，以輸出編碼的數(shù)據(jù)；一個(gè)第一調(diào)制器，用于接收擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的第一載波，以及使用第一載波調(diào)制來自移動(dòng)源編碼器的編碼的信號(hào)，以生成一個(gè)第一調(diào)制的信號(hào)；一個(gè)第二調(diào)制器，用于接收擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的第二載波，以及使用第二載波在第一調(diào)制的信號(hào)上執(zhí)行調(diào)制，以生成一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)；一個(gè)移動(dòng)臺(tái)接口，用于把調(diào)制的上行線路信號(hào)傳輸?shù)交卣?，并接收一個(gè)來自基地站的調(diào)制的下行線路信號(hào)；一個(gè)第一解調(diào)器，用于通過移動(dòng)臺(tái)接口接收和解調(diào)從基地站接收的調(diào)制的下行線路信號(hào)，并輸出解調(diào)的信號(hào)；以及一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源解碼器，用于在來自第一解調(diào)器的解調(diào)的數(shù)據(jù)上執(zhí)行源解碼，以把解調(diào)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)基帶信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)臺(tái)，其中，移動(dòng)臺(tái)源編碼器根據(jù)一個(gè)Manchester編碼方法執(zhí)行編碼，移動(dòng)臺(tái)源解碼器根據(jù)一個(gè)Manchester解碼方法執(zhí)行源解碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)臺(tái)，其中，從基地站提供第二載波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)臺(tái)，其中，第一調(diào)制器執(zhí)行差分相移鍵控(DPSK)調(diào)制，第二調(diào)制器執(zhí)行振幅偏移鍵控(ASK)調(diào)制，以及第一解調(diào)器執(zhí)行ASK解調(diào)。
5.一個(gè)高速地把數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)外部移動(dòng)臺(tái)或從一個(gè)外部移動(dòng)臺(tái)接收數(shù)據(jù)的基地站，這一基地站包括一個(gè)基地站通信控制器，用于處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以輸出一個(gè)預(yù)確定的數(shù)據(jù)幀；一個(gè)基地站接口，用于接收一個(gè)來自移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制的上行線路信號(hào)，并把一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)；一個(gè)混頻器，用于把調(diào)制的上行線路信號(hào)與一個(gè)預(yù)確定的中間頻率相混頻，并濾波混頻的信號(hào)，以把調(diào)制的上行線路信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)擁有預(yù)確定中間頻率的信號(hào)；一個(gè)振蕩器，用于生成一個(gè)預(yù)確定中間頻率；一個(gè)基地站解調(diào)器，用于根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的解調(diào)的方法，解調(diào)混頻器的輸出信號(hào)，以生成一個(gè)基帶信號(hào)；一個(gè)基地站源解碼器，用于根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法接收來自基地站解調(diào)器的基帶信號(hào)，并執(zhí)行源解碼；一個(gè)基地站源編碼器，用于對(duì)從基地站控制器輸出的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行源編碼；以及一個(gè)基地站調(diào)制器，用于根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法，調(diào)制基地站源編碼器的輸出數(shù)據(jù)，并把調(diào)制的數(shù)據(jù)輸出到基地站接口；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基地站，其中，基地站調(diào)制器輸出一個(gè)調(diào)制的信號(hào)一段預(yù)確定的時(shí)間，然后僅輸出一個(gè)擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的載波，直至從移動(dòng)臺(tái)接收到一個(gè)響應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基地站，其中，基地站解調(diào)器執(zhí)行差分相移鍵控解調(diào)，基地站調(diào)制器執(zhí)行振幅偏移鍵控調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基地站，其中，基地站源解碼器根據(jù)一個(gè)Manchester解碼方法執(zhí)行解碼，基地站源編碼器根據(jù)一個(gè)Manchester編碼方法執(zhí)行編碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基地站，其中，基地站解調(diào)器包括一個(gè)限幅放大器，用于接收混頻器的輸出信號(hào)，并去除噪音，從而可輸出一個(gè)可靠的信號(hào)；一個(gè)移相器，用于把限幅放大器的輸出信號(hào)位移一個(gè)預(yù)確定的相位；一個(gè)積分檢波接收器，用于接收限幅放大器的輸出信號(hào)和移相器的輸出信號(hào)，比較這兩個(gè)信號(hào)，以計(jì)算它們之間的相位差；并濾波的一個(gè)相應(yīng)于所計(jì)算的相位差的信號(hào)，以輸出電壓的變化以及一個(gè)振幅比較器，用于把積分檢波接收器的輸出信號(hào)與一個(gè)預(yù)確定的參照值進(jìn)行比較。
10.一個(gè)高速地把數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)外部基地站以及從一個(gè)外部基地站接收數(shù)據(jù)的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)通信方法，這一數(shù)據(jù)通信方法包括下列步驟處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以形成一個(gè)預(yù)確定的移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀；根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的源編碼方法，編碼移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)一個(gè)第一預(yù)確定的調(diào)制/解調(diào)方法，使用一個(gè)預(yù)確定的第一載波，在編碼的數(shù)據(jù)幀上執(zhí)行主調(diào)制；根據(jù)一個(gè)第二預(yù)確定的調(diào)制/解調(diào)方法，使用一個(gè)預(yù)確定的第二載波，在主調(diào)制的信號(hào)上執(zhí)行輔助調(diào)制，并把輔助調(diào)制的信號(hào)傳輸?shù)交卣?；根?jù)一個(gè)第二預(yù)確定的調(diào)制/解調(diào)方法，解調(diào)一個(gè)從基地站傳輸?shù)恼{(diào)制的下行線路信號(hào)，并生成作為一個(gè)源解碼的信號(hào)的解調(diào)的信號(hào)；以及根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的源解碼器方法，解碼源解碼的信號(hào)，以重新構(gòu)造原始數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)通信方法，其中，執(zhí)行輔助調(diào)制的步驟包括根據(jù)從基地站接收的第二載波執(zhí)行調(diào)制的步驟。
12.一個(gè)高速地把數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)外部移動(dòng)臺(tái)或從一個(gè)外部移動(dòng)臺(tái)接收數(shù)據(jù)的基地站的數(shù)據(jù)通信方法，這一數(shù)據(jù)通信方法包括下列步驟接收一個(gè)從移動(dòng)臺(tái)到基地站所傳輸?shù)囊粋€(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)、把調(diào)制的上行線路信號(hào)與一個(gè)預(yù)確定的中間頻率加以混頻、并把混頻的信號(hào)加以濾波，以生成一個(gè)擁有預(yù)確定中間頻率的中間信號(hào)；根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的解調(diào)方法解調(diào)中間信號(hào)，以生成一個(gè)基帶信號(hào)；根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法源解碼基帶信號(hào)，以重新構(gòu)造一個(gè)從移動(dòng)臺(tái)接收的原始數(shù)據(jù)；處理包括控制數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以形成一個(gè)數(shù)據(jù)幀和源編碼的數(shù)據(jù)幀；以及根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法，調(diào)制源編碼的數(shù)據(jù)幀，并把調(diào)制的信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)通信方法，其中，在調(diào)制步驟中，把調(diào)制的信號(hào)輸出一段預(yù)確定的時(shí)間，然后僅輸出一個(gè)擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的載波，直至存在來自移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)響應(yīng)。
14.一個(gè)用于收費(fèi)的電子收費(fèi)系統(tǒng)，這一電子收費(fèi)系統(tǒng)包括一個(gè)移動(dòng)臺(tái)和一個(gè)基地站，其中把包括通行費(fèi)在內(nèi)的數(shù)據(jù)高速地在移動(dòng)臺(tái)和基地站之間傳輸與接收，移動(dòng)臺(tái)包括一個(gè)移動(dòng)臺(tái)通信控制器，用于處理控制數(shù)據(jù)和包括開始地點(diǎn)信息以及結(jié)算在內(nèi)的信息，以形成并輸出一個(gè)移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀；接收來自基地站的包括目的地信息和清單信息在內(nèi)的基地站信息數(shù)據(jù)，并重新計(jì)算和修改結(jié)算；一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源編碼器，用于接收移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的編碼方法在移動(dòng)臺(tái)信息數(shù)據(jù)幀上執(zhí)行源編碼，以輸出編碼的數(shù)據(jù)；一個(gè)第一調(diào)制器，用于接收一個(gè)擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的第一載波，并使用第一載波調(diào)制來自移動(dòng)源編碼器的編碼的信號(hào)，以生成一個(gè)第一調(diào)制的信號(hào)；一個(gè)第二調(diào)制器，用于接收一個(gè)擁有一個(gè)預(yù)確定頻率的第二載波，并使用第二載波在第一調(diào)制的信號(hào)上執(zhí)行調(diào)制，以生成一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)；一個(gè)移動(dòng)臺(tái)接口，用于把調(diào)制的上行線路信號(hào)傳輸?shù)交卣?，并接收來自基地站的一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)；一個(gè)第一解調(diào)器，用于接收和解調(diào)通過移動(dòng)臺(tái)接口從基地站接收的調(diào)制的下行線路信號(hào)，并輸出解調(diào)的數(shù)據(jù)；以及一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源解碼器，用于在來自第一解調(diào)器的解調(diào)的數(shù)據(jù)上執(zhí)行源解碼，以生成一個(gè)基帶信號(hào)，并把基帶信號(hào)傳輸給一個(gè)基地站通信控制器?；卣景ㄒ粋€(gè)基地站接口，用于接收來自移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)調(diào)制的上行線路信號(hào)，并把一個(gè)調(diào)制的下行線路信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)；一個(gè)混頻器，用于把調(diào)制的上行線路信號(hào)與一個(gè)預(yù)確定的中間頻率混頻，并濾波混頻的信號(hào)，以生成一個(gè)擁有預(yù)確定的中間頻率的信號(hào)；一個(gè)振蕩器，用于生成預(yù)確定的中間頻率；一個(gè)基地站解調(diào)器，用于解調(diào)混頻器的輸出信號(hào)，以生成一個(gè)基帶信號(hào)；一個(gè)基地站源解碼器，用于接收來自基地站解調(diào)器的基帶信號(hào)，并根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法執(zhí)行源解碼；一個(gè)基地站通信控制器，用于分析由基地站源解碼器解碼和輸出的移動(dòng)臺(tái)的信息數(shù)據(jù)，以計(jì)算通行費(fèi)，并處理數(shù)據(jù)鏈路層控制數(shù)據(jù)和包括目的地信息和清單數(shù)據(jù)在內(nèi)的基地站信息數(shù)據(jù)，以形成并輸出一個(gè)預(yù)確定的基地站信息數(shù)據(jù)幀；一個(gè)基地站源編碼器，用于對(duì)基地站信息數(shù)據(jù)幀執(zhí)行源編碼；以及一個(gè)基地站調(diào)制器，用于根據(jù)一個(gè)預(yù)確定的方法，調(diào)制基地站源編碼器的輸出數(shù)據(jù)，并把調(diào)制的數(shù)據(jù)輸出給基地站接口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中，移動(dòng)臺(tái)源編碼器和基地站源編碼器根據(jù)一個(gè)Manchester編碼方法執(zhí)行編碼，移動(dòng)臺(tái)源解碼器和基地站源解碼器根據(jù)一個(gè)Manchester解碼方法執(zhí)行解碼。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中，第二載波是從基地站加以提供的。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中，第一調(diào)制器執(zhí)行差分相移鍵控(DPSK)調(diào)制，基地站解調(diào)器執(zhí)行DPSK解調(diào)，第二調(diào)制器和基地站調(diào)制器執(zhí)行振幅偏移鍵控(ASK)調(diào)制，以及第一解調(diào)器執(zhí)行ASK解調(diào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中，基地站解調(diào)器包括一個(gè)限幅放大器，用于接收混頻器的輸出信號(hào)，并去除噪音，從而可輸出一個(gè)可靠的信號(hào)；一個(gè)移相器，用于把限幅放大器的輸出信號(hào)位移一個(gè)預(yù)確定的相位；一個(gè)積分檢波接收器，用于接收限幅放大器的輸出信號(hào)，并輸出移相器的輸出信號(hào)，比較這兩個(gè)信號(hào)，以計(jì)算它們之間的相位差；并濾波的一個(gè)相應(yīng)于所計(jì)算的相位差的信號(hào)，以輸出電壓的變化以及一個(gè)振幅比較器，用于把積分檢波接收器的輸出信號(hào)與一個(gè)預(yù)確定的參照值進(jìn)行比較。
全文摘要
提供了一個(gè)使用載波的反向散射的移動(dòng)通信的方法與裝置。移動(dòng)通信裝置包括一個(gè)移動(dòng)臺(tái);一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源編碼器;一個(gè)第一調(diào)制器;一個(gè)第二調(diào)制器;一個(gè)移動(dòng)臺(tái)接口;一個(gè)第一解調(diào)器;以及一個(gè)移動(dòng)臺(tái)源解碼器,用于在來自第一解調(diào)器的解調(diào)的數(shù)據(jù)上執(zhí)行源解碼,以把解調(diào)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)基帶信號(hào)。因此,可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信,并消除了幀同步化需要特殊數(shù)據(jù)模式的必要性。因?yàn)樵趫?zhí)行差分相移鍵控(DPSK)調(diào)制之后,移動(dòng)臺(tái)使用從基地站接收的一個(gè)載波執(zhí)行振幅偏移鍵控(ASK)調(diào)制,這不要求一個(gè)獨(dú)立的振蕩器,以致于可以簡化硬件的配置。因此,能夠很經(jīng)濟(jì)地對(duì)移動(dòng)臺(tái)加以制造。
文檔編號(hào)H04L27/18GK1345167SQ0112037
公開日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2001年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月19日
發(fā)明者許完喆, 崔承鎬 申請(qǐng)人:三星Sds株式會(huì)社