專利名稱：用于深度播叫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及遭受嚴(yán)重路徑損失的衛(wèi)星和其他通信系統(tǒng)，尤其涉及提供一種稱為深度(深空)播叫(deep paging)的播叫信號的方法，它導(dǎo)致在存在高度衰減的情況下仍可接受的播叫信號。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)包括網(wǎng)關(guān)，用戶終端，和一個或多個在網(wǎng)關(guān)和用戶終端之間中繼通信信號的衛(wèi)星。網(wǎng)關(guān)是一個具有天線的地面站，用于發(fā)送信號到衛(wèi)星并從衛(wèi)星接收信號。網(wǎng)關(guān)用衛(wèi)星提供通信鏈路，用于將一個用戶終端連接其他用戶終端或如公用切換電話網(wǎng)那樣的其他通信系統(tǒng)的用戶。用戶終端是一個無線通信設(shè)備，如蜂窩電話或衛(wèi)星電話、數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)、播叫接收機(jī)，但不限于這些。用戶終端可以是固定的，便攜的或如移動電話那樣可移動的。衛(wèi)星是一個沿軌道運(yùn)動的接收機(jī)，重發(fā)器，和用于中繼信息的信號再生器。
一個衛(wèi)星能從用戶終端接收信號或向其發(fā)送信號，只要該用戶終端在該衛(wèi)星的“復(fù)蓋范圍”(footprint)內(nèi)。衛(wèi)星的復(fù)蓋范圍是該衛(wèi)星信號范圍內(nèi)的地面的地理區(qū)域。復(fù)蓋范圍通常在地理上通過使用成束天線劃分成“束”。每個波束復(fù)蓋在衛(wèi)星復(fù)蓋范圍內(nèi)的一個特定地理區(qū)域。波束可以定向，使同一衛(wèi)星的多個波束復(fù)蓋同一特定的地理區(qū)域。
某些衛(wèi)星通信系統(tǒng)使用碼分多址(CDMA)擴(kuò)頻信號，如在1990年2月13日公告的題為“Spread Spectrum Multiple Access Communication SystemUsing Satellite or Terrestrial Repeaters”的USP 4,901,307號美國專利，和在1997年11月25日公告的題為“Method and Apparatus for Using FullSpectrum Transmitted Power in a Spread Spectrum Communicat ion Systemfor Tracking Individual Recipient Phase Time and Energy”的USP 5,691,974號美國專利中所揭示的那樣，兩者均轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并通過引用與本申請結(jié)合。
在使用CDMA的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，使用分別的通信鏈路來發(fā)送如數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)(traffic)那樣的通信信號到網(wǎng)關(guān)和從網(wǎng)關(guān)接收信號。具體而言，來自網(wǎng)關(guān)的通信信號經(jīng)過“前向通信鏈路”發(fā)送到用戶終端，而用戶終端始發(fā)的信號經(jīng)過“反向通信鏈路”發(fā)送到網(wǎng)關(guān)。
在前向通信鏈路上信息從網(wǎng)關(guān)經(jīng)過一個或多個波束發(fā)送到用戶終端。這些波束往往包括一系列復(fù)蓋一個共同地理區(qū)域的所謂的子束(也稱為頻分多址(FDMA)信道，或在擴(kuò)頻CDMA信道情況)，每個子束占據(jù)不同的頻帶。尤其是，在傳統(tǒng)的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，在將一個發(fā)送載波信號調(diào)制成通信信號以前，使用一個或多個預(yù)定的偽隨機(jī)噪聲(PN)碼序列在預(yù)定的頻譜帶上調(diào)制或“擴(kuò)頻”用戶信息信號。PN擴(kuò)頻是本專業(yè)所熟知的擴(kuò)頻發(fā)送方法，并產(chǎn)生比數(shù)據(jù)信號的帶寬大得多的通信信號，在前向鏈路中使用PN擴(kuò)頻碼或二進(jìn)制序列來區(qū)分由不同的網(wǎng)關(guān)或經(jīng)過不同的波束發(fā)送的信號，也區(qū)分多個路徑的信號。這些碼常被在給定的子束中的所有通信信號所共享。
在傳統(tǒng)的CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，“信道化”碼被用于在前向鏈路上的衛(wèi)星子束中形成多個信道。信道化碼是唯一的“復(fù)蓋”或“信道化”正交碼，它們在傳輸通信信號的子束中建立正交信道。通常使用沃爾什(Walsh)函數(shù)實現(xiàn)信道化碼，也稱為沃爾什或沃爾什序列，并建立所謂的沃爾什信道。典型的正交碼長度對陸地上的系統(tǒng)是64碼片(chip)，對衛(wèi)星系統(tǒng)是128碼片。
大多數(shù)的正交信道是提供用戶終端和網(wǎng)關(guān)間消息聯(lián)系的業(yè)務(wù)信道。余下的信道常包括一個導(dǎo)頻信道，一個同步信道，和一個或多個播叫信道。雖然消息也能對多個用戶廣播，在業(yè)務(wù)信道上發(fā)送的消息通常試圖為一個用戶終端接收。相反，播叫、同步、和導(dǎo)頻信道常由多個用戶終端所監(jiān)測。
當(dāng)一個用戶終端不處于通信會話中(即該用戶終端不接收或發(fā)送業(yè)務(wù)信號)。網(wǎng)關(guān)能借助發(fā)送播叫到該用戶終端傳遞信息給該用戶終端。通常是短消息的播叫經(jīng)過上述的播叫信道發(fā)送。常由網(wǎng)關(guān)發(fā)送頁面來建立與用戶終端的通信鏈路，通知用戶終端它將被呼叫，以回答試圖訪問該系統(tǒng)的用戶終端，并用于用戶終端的登錄。播叫也被用于分配業(yè)務(wù)信道的分派和系統(tǒng)開銷信息給用戶終端。在播叫信道發(fā)送的播叫常常具有每秒9600位或4800位量級的數(shù)據(jù)速率。
不幸的是，當(dāng)用戶終端在一個建筑物內(nèi)或在用戶終端用衛(wèi)星之間有某些構(gòu)筑物或其他障礙物(如樹，地質(zhì)實體，或建筑物)時，用戶終端接收播叫常常遇到問題。在那樣情況，因為由于播叫穿過構(gòu)筑物傳播信號的傳播損失而不能透過建筑物或其他物質(zhì)，用戶終端不能夠獲得播叫、播叫消息或播叫信號。為克服傳播損失的一個明顯的解決辦法是增加播叫信道的功率。此方法面臨的問題是，為了克服這種信號衰減或障礙，播叫信道的功率必須大大增加。通常，這需要將信號強(qiáng)度增加到這樣的等級，使得功率流密度(PFD)的限制將超過周圍區(qū)域政府的許可限制及技術(shù)上的約束，在給定的范圍或地理區(qū)域上對允許的功率流密度衛(wèi)星信號的大小設(shè)置了極限值。為了成功地播叫到被阻擋和障礙的用戶終端而增加功率會將周圍的區(qū)域置于超過允許的功率流密度(PFD)的環(huán)境下。
因此，需要一個方法，它能提供稱為“深度播叫”的措施而不必增加播叫信號的功率。深度播叫被認(rèn)為是能在存在需要克服的過度的傳播損失的環(huán)境中播叫一個用戶終端，此傳播損失比通常遇到的高得多，常在20或30dB量級。那樣的環(huán)境包括用戶終端位于建筑物或構(gòu)筑物內(nèi)部深處，或在局部的障礙物的后面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一個深度或高滲透播叫的方法，它不需要增加播叫信號的功率。一方面，本發(fā)明提供一個用于深度播叫的方法，它包括產(chǎn)生播叫信道消息的步驟、用最好是沃爾什序列的正交碼序復(fù)蓋或調(diào)制播叫信道消息的步驟，其中正交碼序列的長度大于或等于2m碼片，此處m是通常用于產(chǎn)生業(yè)務(wù)信道的碼序列的長度、并以小于每秒4800位(bps)的數(shù)據(jù)速率發(fā)送經(jīng)調(diào)制的播叫信道消息的步驟。通過以低的數(shù)據(jù)速率發(fā)送播叫信道消息，該消息能穿透建筑將或其其他構(gòu)筑物，因而使得在建筑物內(nèi)的用戶終端能被成功播叫。最好，播叫信道消息用長度為65536的沃爾什序列復(fù)蓋，數(shù)據(jù)速率小于10bps，且沃爾什序列是輔助沃爾什序列。
本發(fā)明還提供一個用于在CDMA通信系統(tǒng)中的深度播叫方法，其中使用數(shù)個正交的或沃爾什碼序列形成數(shù)個正交的信道。此方法包括下列步驟從多個沃爾什序列中之一建立至少一個輔助沃爾什序列；產(chǎn)生播叫信道消息；用輔助沃爾什序列復(fù)蓋或信道化所述播叫信道消息；擴(kuò)頻信道化播叫信道消息；并以小于4800bps的數(shù)據(jù)速率發(fā)送擴(kuò)頻的信道消息。輔助的沃爾什序列的長度大于或等于128碼片，但最好輔助沃爾什序列的長度是65536碼片。此外，最好數(shù)據(jù)速率小于10bps。最好，此方法還包括從多個沃爾什序列之一建立第二輔助沃爾什序列并用第二輔助沃爾什序列復(fù)蓋或調(diào)制一個同步信號以建立一個輔助同步信道的步驟。附加的輔助沃爾什序列能從一個或多個沃爾什序列建立并用于復(fù)蓋或調(diào)制附加的導(dǎo)頻、同步或播叫信號。
本發(fā)明還提供在通信系統(tǒng)中補(bǔ)償多普勒效應(yīng)的方法，其中消息以低的數(shù)據(jù)速率被發(fā)送到在建筑物內(nèi)或被障礙物阻當(dāng)?shù)挠脩艚K端。此方法包括下列步驟用戶終端在進(jìn)入建筑物之前獲得一個導(dǎo)頻信號；在該用戶終端獲得導(dǎo)頻信號以后將該用戶終端置于深度播叫模式；帶著用戶終端進(jìn)入建筑物；當(dāng)用戶終端進(jìn)入建筑物時跟蹤多普勒頻移，進(jìn)入較長信號積分模式；并在激活深度播叫模式以后監(jiān)測輔助播叫信道。在輔助播叫信道上發(fā)送的播叫信道消息由具有長度大于或等于2m碼片的沃爾什序列調(diào)制，并在低于4800bps的數(shù)據(jù)速率下發(fā)送，其中m是通常用于調(diào)制業(yè)務(wù)信道信號的碼的長度。最好，在輔助播叫信道上發(fā)送的播叫信道消息使用長度約為65536的沃爾什序列形成，并以10bps或更低的數(shù)據(jù)速率發(fā)送。
本發(fā)明還提供另外的方法，用于補(bǔ)償信道系統(tǒng)中的多普勒效應(yīng)，其中消息以低的數(shù)據(jù)速率發(fā)送到在建筑物內(nèi)或被障礙物阻擋的用戶終端。此方法包括下列步驟接收從用戶終端處的網(wǎng)關(guān)發(fā)送的天體(飛行器)位置消息；存儲該天體消息或包含在用戶終端中的數(shù)據(jù)；確定用戶終端的位置；根據(jù)確定的用戶終端位置和存儲在用戶終端中的天體位置消息確定多普勒效應(yīng)；并獲取導(dǎo)頻信號。在第一實施例；確定用戶終端位置的步驟包括下述步驟每當(dāng)用戶終端用網(wǎng)關(guān)登錄時存儲用戶終端的位置；并根據(jù)在用戶終端最近一次用網(wǎng)關(guān)登錄時的用戶終端的位置確定用戶終端當(dāng)前位置。在第二實施例中，確定用戶終端的位置的步驟包括接收全球定位系統(tǒng)(GPS)或其他定位系統(tǒng)的信號，并根據(jù)GPS信號確定用戶終端位置的步驟。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點及本發(fā)明的各個實施例的結(jié)構(gòu)和操作將參照附圖在下面詳細(xì)敘述。


這里的附圖構(gòu)成說明書的一部分，與說明書一起說明本發(fā)明，進(jìn)一步用于解釋本發(fā)明的原理，并使有關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┎⑹褂迷摪l(fā)明。在圖中，類似的參照號表示相同的或功能上類似的單元。此外，參照號的最左邊的數(shù)字識別首次出現(xiàn)該參照號的圖。
圖1示出本發(fā)明有用的示例性無線通信系統(tǒng)。
圖2示出用于用戶終端的一個示例性收發(fā)信機(jī)。
圖3示出用于網(wǎng)關(guān)的示例性收發(fā)信機(jī)。
圖4示出在網(wǎng)關(guān)和用戶終端之間的示例性通信鏈路。
圖5示出一個示例性子束。
圖6示出根據(jù)一個實施例的子束。
具體實施例方式
I、引言本發(fā)明尤其適合用于使用低的地球軌道(LEO)衛(wèi)星的通信系統(tǒng)，其中衛(wèi)星不是相對于地球表面上一點固定的。但是，本發(fā)明也可應(yīng)用于非LEO衛(wèi)星系統(tǒng)，或中繼設(shè)備與用戶相對具有高速率的系統(tǒng)。本發(fā)明也可應(yīng)用于非衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其中在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間發(fā)生相對高或相當(dāng)大的傳播損失。
本發(fā)明的一個較佳實施在下面作詳細(xì)討論。在討論特定的步驟，配置和安排的同時，應(yīng)該理解，這僅是為了說明的目的，較佳的應(yīng)用是在CDMA無線擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中。
II、一個示范性的衛(wèi)星通信系統(tǒng)A、綜述在圖1中示出可使用本發(fā)明的一個實施例的無線通信系統(tǒng)。設(shè)想，此通信系統(tǒng)使用CDMA型通信信號，這不是本發(fā)明所嚴(yán)格要求的，只要使用正交碼建立對播叫單獨(dú)的信道即可。在示于圖1中的通信系統(tǒng)100的一個部分中示出了兩個衛(wèi)星116和118及兩個網(wǎng)關(guān)或集線器(HUB)120和122，用于實施與兩個遠(yuǎn)程用戶終端124和126的通信。在該系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)和衛(wèi)星的總數(shù)取決于所希望的系統(tǒng)容量和本領(lǐng)業(yè)容易理解的其他因素。
每個用戶終端124個和126各包括一個無線通信設(shè)備，如無線電話，數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)，或一個播叫或位置確定接收機(jī)，但不限于此。用戶終端根據(jù)需要可以是手持的或車載的。在圖1中，用戶終端124示為車載設(shè)備，而用戶終端126示為手持電話。但是，發(fā)明的技術(shù)教導(dǎo)是可應(yīng)用于固定的單元，其中希望遠(yuǎn)程無線服務(wù)，有時用戶終端也稱之為用戶單元、移動站、移動單元，或根據(jù)偏愛簡單地稱之為“使用者”或“用戶”。
通常，從衛(wèi)星116和118來的波束以預(yù)定的波束圖形復(fù)蓋不同地理區(qū)域。稱為FDMA信道或“子束”的不同頻率的波束能定向到重疊同一區(qū)域。本專業(yè)的技術(shù)人員很容易理解，對于多個衛(wèi)星，波束的復(fù)蓋或服務(wù)區(qū)域可以設(shè)計成在給定的區(qū)域中完全或部分地重疊，這取決于通信系統(tǒng)的設(shè)計和提供的服務(wù)類型以及是否達(dá)到空間的分集性。
已經(jīng)提出了各種多衛(wèi)星通信系統(tǒng)，一個示例性系統(tǒng)應(yīng)用48個或更多衛(wèi)星，它們在LEO軌道中以八個不同的軌道平面運(yùn)行，為大量的用戶終端提供服務(wù)。但是本專業(yè)的技術(shù)人員容易理解本發(fā)明的技術(shù)教導(dǎo)是如何應(yīng)用于各種衛(wèi)星系統(tǒng)和網(wǎng)關(guān)配置，包括其他的軌道距離及星座表。
在圖1中，示出某些可能的信號路徑，用于通過衛(wèi)星116和118在用戶終端124和126及網(wǎng)關(guān)120和122之間的通信。在衛(wèi)星116和118及用戶終端124及126之間的衛(wèi)星一用戶終端通信鏈路用線140，142和144示出。在網(wǎng)關(guān)120和122及衛(wèi)星116和118之間的網(wǎng)關(guān)-衛(wèi)星通信鏈路用線146，148，150和152示出。可以使用網(wǎng)關(guān)120和122作為單向或雙向通信系統(tǒng)的一部分，或簡單地傳輸消息到用戶終端124和126。
B、示例性用戶終端收發(fā)信機(jī)在圖2中示出一個用于用戶終端124和126的示例性收發(fā)信機(jī)200。收發(fā)信機(jī)200至少使用一個天線210，用于接收通信信號，后者傳輸?shù)揭粋€模擬接收機(jī)214，在那里它們被下變頻、放大，并數(shù)字化。常使用一個天線雙工器單元212使同一個天線兼用于發(fā)送和接收功能。但是，某些系統(tǒng)使用分別的天線在不同的發(fā)送及接收頻率下操作。
由模擬接收機(jī)214輸出的數(shù)字通信信號被傳送到至少一個從216A-216N組中選擇的數(shù)字接收機(jī)和至少一個搜索接收機(jī)218。能使用另外的從216A-216N組中選擇的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)來得到所希望的信號分集級，這取決于可接受的收發(fā)信機(jī)復(fù)雜程度，對于有關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員這是很明白的。
至少一個用戶終端控制處理器220耦聯(lián)到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)216A-216N和搜索接收機(jī)218。除其他功能以外，控制處理器220提供基本的信號處理，定時，功率及轉(zhuǎn)接控制或調(diào)整，以及用于信號載波的頻率選擇。另外的常由控制處理器220完成的基本控制功能是偽隨機(jī)噪聲(PN)碼序列或用于處理通信信號波形的正交函數(shù)的選擇或操縱。由控制處理器220作的信號處理可包括確定相對的信號強(qiáng)度和計算各種有關(guān)信號參數(shù)。如定時和頻率那樣信號參數(shù)的計算可以包括使用附加的或分別的專用電路使得在測量中增加效率或速率或改善控制處理資源的分配。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)216A-216N的輸入耦聯(lián)到在用戶終端中的數(shù)字基帶電路222。用戶數(shù)字基帶電路222包括處理和表示單元，用于將信息傳送到用戶終端的用戶并從那里傳送回來。即，如瞬間或長期的數(shù)字存儲器那樣的信號或數(shù)據(jù)存儲單元、如顯示屏，話筒，鍵盤終端或手機(jī)那樣的輸入輸入設(shè)備、A/D單元、聲碼器和其他語音和模擬信號處理單元等，所有這些使用本專業(yè)熟知的單元構(gòu)成用戶數(shù)字基本電路222的部分。如果使用分集信號處理，用戶數(shù)字基帶電路222能包括一個分集組合器及解碼器。這些單元中的某些也可以在控制處理器220的控制下或與其通信來操作。
當(dāng)語音或其他數(shù)據(jù)作為用戶終端始發(fā)的輸出消息或通信信號時，使用用戶數(shù)字基帶電路222接收、存儲、處理或準(zhǔn)備所希望的用于發(fā)送的數(shù)據(jù)。用戶數(shù)字基帶電路222將這些數(shù)據(jù)提供給在控制處理器220控制下操作的發(fā)送調(diào)制器226。發(fā)送調(diào)制器226的輸出被傳送到功率控制器228，它將輸出的功率控制提供給發(fā)送功率放大器230，用于最終將輸出信號從天線210發(fā)送到網(wǎng)關(guān)。
收發(fā)信機(jī)200也能在發(fā)送路徑上應(yīng)用一個預(yù)校正單元232來調(diào)節(jié)發(fā)出信號的頻率。這可以使用眾知的發(fā)送波形的上下變換技術(shù)實現(xiàn)。另外的選擇是，一個預(yù)校正單元232對用戶終端的模擬量上變換及調(diào)制級(230)能形成部分的頻率選擇或控制機(jī)制，使得在一個步驟中，用適當(dāng)調(diào)整后的頻率把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換到所希望的發(fā)送頻率。
收發(fā)信機(jī)200也能在發(fā)送路徑中應(yīng)用一個預(yù)校正單元232調(diào)節(jié)發(fā)出信號的定時，這可以使用在發(fā)送波形中加或減延時那樣的公知技術(shù)來實現(xiàn)。
用信號校正單元配置數(shù)字接收機(jī)216A-N和搜索接收機(jī)218來解調(diào)和跟蹤特定的信號。搜索接收機(jī)218被用于搜索導(dǎo)頻信號或其他相對固定樣式的強(qiáng)信號，而使用數(shù)字接收機(jī)216A-N解調(diào)與檢測到的導(dǎo)頻信號有關(guān)的其他信號。但是，能指定一個數(shù)據(jù)接收機(jī)216跟蹤已獲取的導(dǎo)頻信號以便精確地確定碼片信號能量的信噪比，用于確定導(dǎo)頻信號強(qiáng)度。因此，能監(jiān)測這些單元輸出以便確定在導(dǎo)頻信號或其他信號中的能量或它們的頻率。這些接收機(jī)也能應(yīng)用能被監(jiān)控的頻率跟蹤單元以便對被解調(diào)的信號將當(dāng)前的頻率及定時信息提供給控制處理器220。
控制處理器220使用那樣的信息確定，當(dāng)如希望地將接收到的信號換算到同樣的頻帶時，它偏移振蕩器頻率到什么程度。這個信息和其他關(guān)于頻率誤差及多普勒偏移的信息能根據(jù)需要存入存儲器單元236。
C、示例性網(wǎng)關(guān)收發(fā)信機(jī)在圖3中示出用于網(wǎng)關(guān)120及122的示例性發(fā)射機(jī)裝置300。示于圖3的網(wǎng)關(guān)120，122部分具有一個或多個連至天線310的模擬接收機(jī)314，用于接收通信信號，信號隨后使用多種本專業(yè)熟知的方案被下變換，放大，和數(shù)字化。在某些通信系統(tǒng)中使用多個天線310。由模擬接收機(jī)314輸出的數(shù)字化信號作為輸入提供給至少一個數(shù)字接收機(jī)模塊，由324處虛線表示。
每個數(shù)字接收機(jī)模塊324對應(yīng)于用于管理在網(wǎng)關(guān)120，122及一個用戶終端124，126之間的通信的信號處理單元，雖然在本專業(yè)中熟知有某些變化方案。一個模擬接收機(jī)314能對許多接收機(jī)模塊324提供輸入信號，且在網(wǎng)關(guān)120、122中常用一系列那樣的模塊，來適配所有的衛(wèi)星波束及在任何給定時刻待處理的可能分集模式信號。各數(shù)字接收機(jī)模塊324具有一個或多個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)316A-316N和搜索接收機(jī)318。搜索接收機(jī)318通常搜索導(dǎo)頻信號以外的信號的適當(dāng)分集模式。在通信系統(tǒng)實施中，使用多個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)316A-316N用于分集信號接收。
將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)316A-316N的輸出提供給包括本專業(yè)所熟知的裝置的后繼的基帶處理單元332，并在此不作更詳細(xì)的說明。示例性基帶裝置包括分集組合器和解碼器，將多徑信號組合成一個輸出用于每個用戶。示例性基帶裝置還包括將輸出數(shù)據(jù)送到數(shù)字切換或網(wǎng)絡(luò)的接口線路。多個其他已知的單元(如聲碼器、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)切換和存儲部件，但不限于此)可以構(gòu)成基帶處理單元322的一部分。操作這些單元控制或?qū)驍?shù)據(jù)信號傳輸?shù)揭粋€或多個發(fā)送模塊334。
每個要發(fā)送到用戶終端的信號都連接到一個或多個適當(dāng)?shù)陌l(fā)送模塊334。傳統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)使用一系列那樣的發(fā)送模塊334同時對許多用戶終端124，126提供服務(wù)并同時用于若干衛(wèi)星和波束。由網(wǎng)關(guān)120，122使用的發(fā)送模塊334的數(shù)目由本專業(yè)熟知的因素確定，包括系統(tǒng)的復(fù)雜性，視界內(nèi)的衛(wèi)星數(shù)目，用戶的容量，所選的分集度等。
每個發(fā)送模塊334包括一個發(fā)送調(diào)制器326，它用擴(kuò)頻調(diào)制用于發(fā)送的數(shù)據(jù)。發(fā)送調(diào)制器326的輸出連接到數(shù)字發(fā)射功率控制器328，它控制用于送出數(shù)字信號的發(fā)送功率。為了減少干擾及資源分配，數(shù)字發(fā)送功率控制器328應(yīng)用最小等級的功率，但當(dāng)需要補(bǔ)償在發(fā)送路徑中的衰減及其他路徑傳輸特征時，應(yīng)用適當(dāng)?shù)燃壍墓β?。發(fā)送調(diào)制器326至少使用一個PN產(chǎn)生器332用于擴(kuò)頻信號。該碼產(chǎn)生也能形成在網(wǎng)關(guān)122，124中使用的一個或多個控制處理器或存儲單元的一個功能部分。
發(fā)送功率控制器328的輸出被傳送到加法器336，在那里它與從其他發(fā)送模塊來的輸出相加。那些輸出是用于以同樣的頻率并在同一波束中作為發(fā)送功率控制器328的輸出發(fā)送到其他用戶終端124，126的信號。加法器336的輸出被送到模擬發(fā)射機(jī)338作數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換到合適的RF載波頻率，進(jìn)一步放大并輸出到一個或多個天線340，用于發(fā)射到用戶終端124，126。根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜性及配置，天線310和340可以是同一個天線。
至少一個網(wǎng)關(guān)控制處理器320耦聯(lián)到接收機(jī)模塊324、發(fā)送模塊334和基帶電路322；這些單元可以是物理上互相分開的?？刂铺幚砥?20提供命令和控制信號達(dá)到下列功能，如信號處理，定時信號生成，功率控制，轉(zhuǎn)接控制，分集組合，和系統(tǒng)接口，但不限于這些。此外，控制處理器320分配PN擴(kuò)頻碼、正交碼序到以及特定的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，用于用戶通信。
控制處理器320還控制導(dǎo)頻信號、同步信號及播叫信道信號的生成及功率，并將它們連到發(fā)送功率控制器328。導(dǎo)頻信道簡單地是一個未被數(shù)據(jù)調(diào)制的信號，并可使用重復(fù)的不改變的樣式或不變的幀結(jié)構(gòu)類型(模式)或聲調(diào)類型輸入至發(fā)送調(diào)制器326。即，用于形成對導(dǎo)頻信號的信道的正交函數(shù)、沃爾什碼通常具有一個常數(shù)值，如全部為1或0，或一個熟知的重復(fù)樣式，如交替1和0的結(jié)構(gòu)樣式。如果象通常的情況那樣，使用的沃爾什碼是全0碼，這實際上導(dǎo)致只發(fā)送從PN產(chǎn)生器332施加的PN擴(kuò)頻碼。
雖然控制處理器320能直接耦聯(lián)至發(fā)送模塊324或接收模塊334那樣的模塊單元，每個模塊通常包括模塊專用的處理器，如發(fā)送處理器330或接收處理器321，它們控制對應(yīng)模塊的單元。因此在較佳實施例中，如圖3所示，控制處理器320耦聯(lián)到發(fā)送處理器330及接收處理器321。以這樣的方式，單個控制處理器320能更有效地控制大量模塊及資源的操作。發(fā)送處理器330控制導(dǎo)頻信號、同步信號、播叫信號、業(yè)務(wù)信道信號和任何其他信道信號的產(chǎn)生和信號功率以及它們到功率控制器328的對應(yīng)連接。接收控制器321控制搜索，PN擴(kuò)頻碼用于解調(diào)和監(jiān)測所接受的功率。
對某些如共享資源功率控制那樣的操作，網(wǎng)關(guān)120和122接收在通信信號中的信息，如接收信號的強(qiáng)度，頻率測量，或其他從用戶終端來的信號參數(shù)。此信息能由接收處理器321從數(shù)據(jù)接收機(jī)316的解調(diào)輸出導(dǎo)出。另外，此信息能作為發(fā)生在由控制處理器320或接收處理器321監(jiān)測的信號的預(yù)定位置信息被檢測，并傳送到控制處理器320?？刂铺幚砥?20使用該信息來控制使用發(fā)送功率控制器328和模擬發(fā)射機(jī)338，發(fā)送和處理的信號的定時和頻率。
D、示例性通信鏈路圖4提供在通信系統(tǒng)100的網(wǎng)關(guān)122和用戶終端124之間通信的附加細(xì)節(jié)。在用戶終端124和衛(wèi)星116之間的通信鏈路常稱為用戶鏈路，而在網(wǎng)關(guān)122和衛(wèi)星116之間的鏈路常稱為饋送(feeder)鏈路。通信在前向饋送鏈路460上從網(wǎng)關(guān)122以“前向”方向進(jìn)行，且然后在前向用戶鏈路462上從衛(wèi)星116下行至用戶終端124。在“返回”或“反向”方向上，通信在反向用戶鏈路464上從用戶終端124上行到衛(wèi)星116，且然后在反向饋送鏈路上從衛(wèi)星116下行到網(wǎng)關(guān)122。
在一個示例性實施例中，信息在前向鏈路460，462上使用頻分和極化多路復(fù)用由網(wǎng)關(guān)122發(fā)送。使用的頻帶被分成預(yù)定數(shù)目的頻率“束”。例如，頻帶使用右旋圓極化(RHCP)分成8個單獨(dú)的16.5MHz“束”，使用左旋圓極化(LHCP)分成8個獨(dú)立的16.5MHz的“束”。這些頻率“束”被進(jìn)一步構(gòu)成預(yù)定數(shù)目頻分多路復(fù)用的(FDM)“子束”。例如，單獨(dú)的16.5MHz束可以轉(zhuǎn)而由多達(dá)13個FDM“子束”構(gòu)成，每個子束為1.23MHz帶寬。
E、示例性子束結(jié)構(gòu)每個FDM子束能包括多個沃爾什信道(也稱為正交信道)。圖5示出具有64個沃爾什信道502-508的示例性子束500。如圖5所示，示例性子束500包括一個導(dǎo)頻信道502、一個同步信道504、7個播叫信道506(1)-(7)和55個服務(wù)信道508(1)-(55)，總共64個正交信道。本專業(yè)技術(shù)人員容易理解，也能使用其他的信道數(shù)目，如較多或較少的播叫信道，或總的信道數(shù)更少或更多。例如，某些通信系統(tǒng)設(shè)計呼叫要求使用具有128碼片或二進(jìn)制單元的碼，導(dǎo)致128個正交信道，它在下面例子中將是Wi128。
用戶終端124使用導(dǎo)頻信道502來獲取一個子束(CDMA載波)及其他功能。同步信道504包括一個用戶終端124在獲取導(dǎo)頻信道502以后能夠讀出的重復(fù)信息序列。眾所周知，用戶終端124使用此重復(fù)信息序列獲取初始的時間同步。一旦用戶終端124獲得了時間定時，它調(diào)節(jié)其定時使對應(yīng)于常稱之為的常規(guī)系統(tǒng)定時。隨后用戶終端124確定并開始監(jiān)測一個或多個指定的播叫信道506，用于從網(wǎng)關(guān)發(fā)送播叫信道消息。
播叫信道消息將信息從網(wǎng)關(guān)傳遞到用戶終端。為了本例子的目的，至少有5個主要類型的播叫信道消息。這些主要的消息類型包括開銷消息、播叫消息、命令消息、信道分配消息和短消息服務(wù)(SMS)消息。開銷消息被用于配置系統(tǒng)。播叫消息通常當(dāng)網(wǎng)關(guān)接收到一個呼叫或一個對連結(jié)用戶終端的請求并希望從該用戶終端得到響應(yīng)時發(fā)送。使用命令消息通過向終端傳輸命令來控制特定用戶終端。例如命令消息可用于鎖定或防止一個錯誤的用戶終端發(fā)送信息。信道分配消息允許網(wǎng)關(guān)改變對一個用戶終端的播叫信道分配，并將一個用戶終端分配到55個業(yè)務(wù)信道508之一。最后，SMS消息允許網(wǎng)關(guān)傳遞短數(shù)字消息給一個用戶終端，將信息通過屏幕顯示提供給用戶。這類消息被用于十分類似于傳統(tǒng)頁面的可視播叫消息，以便提供系統(tǒng)狀態(tài)的簡要指示，或包括新聞、商業(yè)或體育數(shù)據(jù)的其他信息，在決定實現(xiàn)深度播叫模式中此類消息的傳輸是一個重要的考慮。
當(dāng)請求一個通信鏈路(如當(dāng)發(fā)出一個呼叫時)時分配一個業(yè)務(wù)信道508。在一個傳統(tǒng)的電話呼叫期間用戶終端和網(wǎng)關(guān)122之間的消息是通過一個業(yè)務(wù)信道508。
傳統(tǒng)上，使用標(biāo)記為Wi64(其中i是沃爾什序列的索引而64是序列的長度，一般為Wim形式)的一組各不相同的正交沃爾什序列產(chǎn)生或構(gòu)成每個導(dǎo)頻信道502、同步信道504、多至7個播叫信道506和55個業(yè)務(wù)信道508。具體說來，通常使用沃爾什序列W064構(gòu)成導(dǎo)頻信道502，同步信道可以使用沃爾什序列W164構(gòu)成，播叫信道506(1)-506(7)可以分別使用沃爾什序列W264-W864構(gòu)成，業(yè)務(wù)信道508(1)-508(55)可以分別使用沃爾什序列W964-W6364構(gòu)成。而且本專業(yè)的技術(shù)人員認(rèn)識到，本發(fā)明的技術(shù)教導(dǎo)適用于如Wi128那樣更長的正交碼的應(yīng)用，它使得可以用更多的信道，也適用于未能嚴(yán)格限定為沃爾什序列的正交二進(jìn)制碼組。
各不相同的沃爾什序列W064-W6364的每一個互相正交。為了在特定的沃爾什信道上發(fā)送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被在形成該特定的沃爾什信道時使用的沃爾什序列所復(fù)蓋或信道化，即與那個序列組合或使用那個序列調(diào)制。例如，為了在播叫信道506(1)上發(fā)送播叫或播叫信息或數(shù)據(jù)，首先使用沃爾什序列W264復(fù)蓋或信道化該頁。類似地，為了在業(yè)務(wù)信道508(3)上發(fā)送業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)必須先被沃爾什序列W1164復(fù)蓋，并對每個對應(yīng)的信道也如此。導(dǎo)頻信道502由沃爾什序列W064復(fù)蓋，它實際上不提供調(diào)制。
III、本發(fā)明的較佳實施例下面詳細(xì)討論本發(fā)明的一個較佳實施例。在討論特定的步驟，配置和結(jié)構(gòu)時應(yīng)該理解，這僅是為說明的目的。有關(guān)專業(yè)的人員將認(rèn)識到，也能采用其他的步驟，配置和結(jié)構(gòu)而不背離本發(fā)明的精神及范圍。本發(fā)明在各種無線信息和通信系統(tǒng)中能找到應(yīng)用，包括在定位系統(tǒng)中。
如上討論，當(dāng)用戶終端在一個建筑物內(nèi)且不靠近如門或窗那樣對外的開口處，或者被一個構(gòu)筑物或具體的物資或如樹那樣阻斷或衰減信號的物體所掩蓋或包圍時，該用戶終端將遇到接收播叫信道消息的問題。在那樣的情況下至少存在20dB到30dB的信號衰減。已經(jīng)討論過的一個解決方案是簡單地增加播叫信道506中一個信道，如506(1)的功率，并在預(yù)定的基礎(chǔ)上讓用戶終端監(jiān)測該播叫信道。此方法的問題是功率將增加到超過PFD限制的程度，這是不能接受的。
一個較好的解決方案是減少播叫信道506中的一個信道，如506(1)的數(shù)據(jù)速率，從慣用的數(shù)據(jù)速率(4800bps或9600bps)降到非常低數(shù)據(jù)速率(如10bps或更低)而維持常用的功率電平。同時增加用于接收那個播叫信號的積分周期以便允許收集附加的信號能量。這就使播叫信道506(1)每小時成功地傳遞數(shù)十個播叫信道信息到例如位于建筑物中的用戶終端，在那里需要克服的過大的傳播損失在20dB到30dB范圍內(nèi)。此外，這就使得子束500的功率的大部分被用于業(yè)務(wù)信道508。
但是在一個如506(1)那樣的播叫信道中使用很低的數(shù)據(jù)速率的解決方案需要使用分配給該信道的正交碼或沃爾什序列中之一。為了維持系統(tǒng)的容量且不損失一個播叫信道對在高衰減復(fù)蓋區(qū)域中有限數(shù)目用戶的使用，采用一個新穎的方法，它使用比傳統(tǒng)上應(yīng)用于形成播叫信道的碼長得多的正交碼。如上討論，播叫信道506(1)一506(7)和每個形成子束500的其他沃爾什信道在傳統(tǒng)上使用一組沃爾什序列形成，每個具有64碼片或128碼片長度‘m’。該碼序列長度能用于深度播叫，而且該碼將保持與其他信道碼正交，這可以在某些通信系統(tǒng)中找到應(yīng)用。
但是通常期望，或者提供或者計劃動態(tài)擴(kuò)展到多個深度播叫信道，用于有大量用戶終端預(yù)期遇到加大的信號衰減的服務(wù)區(qū)域，使得多個信道能用于播叫到該數(shù)目的用戶。在此情況及配置中，分配碼資源到多個信道，如提供5個深度播叫信道，將使用多個(此處是5)總數(shù)為64或128沃爾什或正交碼，用于這些信道。這將最終犧牲對其他播叫信道及業(yè)務(wù)信道的系統(tǒng)容量。但如果使用多個輔助沃爾什碼形成深度播叫信道，所有其他的從同一的“根”沃爾什碼導(dǎo)出，則只使用一個沃爾什碼(而不是64或128或其他在系統(tǒng)中使用的適當(dāng)數(shù))提供深度播叫信道，而留下更多的碼用于形成正規(guī)的播叫或業(yè)務(wù)信道。
提出的技術(shù)取得現(xiàn)有的代碼產(chǎn)生過程的優(yōu)點并使用傳統(tǒng)應(yīng)用于形成播叫信道的沃爾什序列中的一個建立長得多的“輔助”沃爾什序列，而且隨后使用那個較長的輔助沃爾什序列形成播叫信道506。例如，可以使用通常用于播叫信道506(1)的傳統(tǒng)的沃爾什序列，(W264)建立一個長得多的“輔助”沃爾什序列，并隨后使用那個較長的輔助沃爾什序列形成一個新的或輔助的播叫信道。
如本專業(yè)技術(shù)人員所知，標(biāo)記為Wim(其中i是沃爾什序列的索引，m是沃爾什序列的長度)的沃爾什序列能用于產(chǎn)生N個其他的沃爾什序列，稱之為輔助沃爾什序列，每個的長度為N*m，其中N是2的冪(即N＝2n，n是非負(fù)整數(shù))。一個輔助沃爾什序列是由串接N次Wim構(gòu)成的沃爾什序列，其中每個被連接的Wim可以有不同的極性。必須選擇極性序列來產(chǎn)生長度為N*m的N個附加的正交沃爾什序列。
例如取N等于4，可以從Wim建立下列長度為4*m的4個輔助沃爾什序列(1)WimWimWimWim;]]>(2)W‾imWimW‾imWim;]]>(3)W‾imW‾imWimWim;]]>和(4)WimW‾imW‾imWim]]>其中Wim標(biāo)記Wim的邏輯補(bǔ)，即W‾im=-Wim,]]>且Wi1=1.]]>從Wim生的N*m個輔助沃爾什序列的每一個與沃爾什序列Wim以外的所有其他長度為m的沃爾什序列正交，且互相正交。
結(jié)果，從沃爾什序列W264能形成N個長度為N*64的輔助沃爾什序列。此外，從沃爾什序列W264形成的N個輔助沃爾什序列的每一個互相正交，而且使用這些序列產(chǎn)生的所有信道將與其他信道正交，包括使用其他沃爾什序列Wj64(j≠2)形成的那些信道。最好，N選成1024，它產(chǎn)生1024個長度為65536(1024*64＝65536)的沃爾什序列，這些1024個輔助沃爾什序列的任何一個能從原用于如506(1)的播叫信道的碼產(chǎn)生或形成。本專業(yè)的技術(shù)人員認(rèn)識到，N能設(shè)置成任何希望的值，就好象正交碼能選成具有其他長度。
使用或從原用于形成播叫信道506(1)的序列產(chǎn)生長度為65536的1024個輔助沃爾什序列中的一個，允許降低播叫信道506(1)的數(shù)據(jù)速率，從慣用的4800bps或9600bps數(shù)據(jù)速率降到10bps或更低的數(shù)據(jù)速率而“保留”正交(沃爾什)碼。特別是，使用長度為65536的沃爾什序列形成播叫信道506(1)使得播叫信道506(1)能支持低至每秒9.375位的數(shù)據(jù)速率。這是從每數(shù)據(jù)位在某個功率電平上以較長的時間周期發(fā)送的事實導(dǎo)出的，且信號接收電路被設(shè)置成在輸入信號中每一位聚集更多的能量。這就增加了在出現(xiàn)衰減時與播叫信號相關(guān)并解調(diào)該播叫信號的能力。
如上所討論，降低播叫信道506(1)的數(shù)據(jù)速率到10bps或更低，在使用幾乎與傳統(tǒng)上使用的功率相同的情況下，使得播叫信道(1)能夠?qū)⒉ソ行诺老⑻峁┙o建筑物中的用戶，在那里需要克服的過分的傳播損失在20dB到30dB范圍內(nèi)。
除了將1024個輔助沃爾什序列之一與用于播叫信道506(1)的數(shù)據(jù)組合，還能使用另外1024個輔助沃爾什序列之一建立除導(dǎo)頻信道502和同步信道504以外的一個輔助同步信道。如果給輔助同步信道與同步信道504一樣的功率電平，則該輔助信道能夠克服20dB-30dB的衰減，并因而能穿透建筑物或其他類似的障礙物。這就對在獲取及解調(diào)深度播叫信號中的使用提供合適的定時基準(zhǔn)。如果希望，也可使用一個輔助導(dǎo)頻信道，雖然這不是必需的。這里，能夠使用1024個輔助沃爾什序列中的一個建立除了導(dǎo)頻信道502之外的一個輔助導(dǎo)頻信道。
圖6示出按照本發(fā)明的一個實施例的具有信號結(jié)構(gòu)的子束600。象子束500那樣，子束600包括一個導(dǎo)頻信道602，一個同步信道604，包括輔助播叫信道606(1)的多達(dá)7個播叫信道606(1)-(7)，和55個業(yè)務(wù)信道608(1)-608(55)。也能使用用于建立輔助播叫信道606(1)或606(11)的正交碼(606(1))，建立多達(dá)1024或更多的輔助正交沃爾什碼，這些碼能被用于建立輔助導(dǎo)頻信道(若需要)、附加輔助同步信道，和多個輔助播叫信道。這示于圖6中，其中子束600包括一個輔助導(dǎo)頻信道603、輔助同步信道605和一個或多個輔助播叫信道606(11)到606(1N)。如前所述，根據(jù)特定通信系統(tǒng)設(shè)計，可以根據(jù)需要使用較長或較短的正交序列，這將導(dǎo)致不同的信道數(shù)。
在一個實施例中，使用沃爾什序列W064產(chǎn)生或形成導(dǎo)頻信道602，使用沃爾什序列W164形成同步信道604，使用沃爾什序列W364-W864形成播叫信道606(2)-606(8)，且使用沃爾什序列W964-W6364形成業(yè)務(wù)信道608(1)-608(55)。在本實施例中，輔助播叫信道606(1)或606(11)是使用1024個長度為65536的輔助沃爾什序列之一形成的，如上所述后者是從沃爾什序列W264形成的。此外，使用從沃爾什序列W264形成的1024個輔助沃爾什序列中的另一個建立或形成輔助同步信道605。
最好與慣用的4800bps和9600bps的數(shù)據(jù)速率相反，在輔助播叫信道606(1)上數(shù)據(jù)速率設(shè)置到10bps或更低。用這樣的配置，在輔助同步信道605和輔助播叫信道606(1)上發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠滲透那些過度的傳播損失在30dB或更小的范圍內(nèi)的構(gòu)筑物(如建筑物)，因為從較長的信號積分時間內(nèi)每數(shù)據(jù)位捕捉到更多的能量。結(jié)果，在輔助播叫信道606(1)或606(11)上送出的播叫能被用戶終端接收到，而不論用戶終端是否在一個建筑物中。
但是因為衛(wèi)星116，118不是在與地球同步的軌道中，降低在輔助播叫信道606(1)的數(shù)據(jù)速率到10bps或更低使多普勒效應(yīng)更嚴(yán)重。即數(shù)據(jù)傳輸速率愈低，多普勒效應(yīng)對頻移及相位改變的沖擊愈大。在較低頻率下的較長的數(shù)據(jù)位周期意味著在每個數(shù)據(jù)位上產(chǎn)生的多普勒頻移和相位改變比在高頻下大。例如，當(dāng)接收10bps的信號時在每個數(shù)據(jù)位中由于多普勒效應(yīng)的多普勒頻移和相位的改變比在10000bps下接收同樣的信號要大1000倍。這就導(dǎo)致無能力或至少減低能力來完成通常在使用導(dǎo)頻信號的通信系統(tǒng)中應(yīng)用的相干信號接收。必須跟蹤多普勒頻移的量，或者予以補(bǔ)償，以便允許對相關(guān)與跟蹤有合適的信號定時。
能使用技術(shù)來補(bǔ)償在較低頻率下增大的多普勒的影響，在下面討論兩個這種技術(shù)。在第一個技術(shù)中，因為UT電路在開始以10bps速率接收前有效地鎖定到多普勒頻移，實際上出現(xiàn)較小的問題。但在第二個提出的技術(shù)中，當(dāng)已經(jīng)在建筑物中或信號衰減區(qū)域時UT接通，它必須使用相當(dāng)長(長到1000倍)的積分時間搜索導(dǎo)頻信號。在沒有多普勒值是多少的很好的概念時，UT看來不去尋找或獲取導(dǎo)頻信號或同步信號。
第一個技術(shù)需要用戶終端在未被阻檔時打開。接著在用戶終端進(jìn)入一個建筑物或被阻檔以前，該用戶終端置于“深度播叫模式”。將用戶終端放在深度播叫模式意味著該用戶終端使用增加的積分周期或時間監(jiān)測正規(guī)的或輔助的導(dǎo)頻信道603，監(jiān)測正規(guī)的或輔助的同步信道605，還監(jiān)測低數(shù)據(jù)速率的播叫信道(輔助播叫信道606(1))。最好，使用比通常(如與正規(guī)導(dǎo)頻信號，播叫信號，業(yè)務(wù)信號等比較)長1000倍量級的積分時間。在用戶終端進(jìn)入建筑物時，用戶終端根據(jù)低的數(shù)據(jù)速率信道自動跟蹤多普勒頻移，并因此使用長的積分時間使能帶著大的信道信號衰減來跟蹤。因此，只要信號衰減不超過30dB，UT能夠在低數(shù)據(jù)速率的播叫信道上接收播叫消息。此技術(shù)的唯一缺點是用戶必須記得在進(jìn)入建筑物之前著手進(jìn)行深度播叫模式，或者用戶終端必須自動地檢測信號衰減并隨后自動切換到深度播叫模式。
與第一種技術(shù)相比第二種技術(shù)通常花費(fèi)更多或使用更多的電路單元，但是在用戶終端進(jìn)入建筑物或其他嚴(yán)重的信號衰減區(qū)域以前不必要將用戶終端置于深度播叫模式。事實上，即使當(dāng)用戶終端打開而同時用戶終端已經(jīng)象進(jìn)入建筑物那樣進(jìn)入信號衰減區(qū)時，第二種技術(shù)仍然有效。第二種技術(shù)需要用戶終端在正常模式中接收和存儲從網(wǎng)關(guān)發(fā)送的天體位置消息。通過接收和存儲天體位置消息，用戶終端將知道或確定對各個衛(wèi)星期望的多普勒頻移以及它們隨時間的變化。
為了使用第二種技術(shù)，用戶終端必須也知道它本身的位置。對一個用戶終端在它用網(wǎng)關(guān)登錄時存儲此位置而且如果新的位置未能得到時，使用最后存儲的位置，這已經(jīng)足夠了。另外，如果用戶終端裝備有能在建筑物中得到GPS信號的全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)，用戶終端的位置能夠確定。然后使用GPS數(shù)據(jù)作為起始位置。知道它本身的位置并接收和存儲天體位置消息使用戶終端能夠確定多普勒頻移并預(yù)計未來的值。因此，第二種技術(shù)使用戶終端能在建筑物內(nèi)部時打開且仍然獲取導(dǎo)頻信道600。
雖然在上面描述了本發(fā)明的各種實施例，應(yīng)該理解它們僅作為例子提出而不是限制本發(fā)明。因此，本發(fā)明的范圍將不受上述任何示例性實施例所限制，而只根據(jù)下面的權(quán)利要求及其等同內(nèi)容所確定。
權(quán)利要求
1.一個用于在通信系統(tǒng)中補(bǔ)償多普勒效應(yīng)的方法，其中消息以低的數(shù)據(jù)速率發(fā)送到在建筑物之中的用戶終端，其特征在于，該方法包括下列步驟在所述用戶終端進(jìn)入所述建筑物前獲取導(dǎo)頻信號；在所述用戶終端進(jìn)入所述建筑物前將所述用戶終端置于深度播叫模式中；當(dāng)所述用戶終端進(jìn)入所述建筑物時跟蹤多普勒頻率；和在激活所述的深度播叫模式后監(jiān)測一個輔助播叫信道。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述的輔助播叫信道上發(fā)送的播叫信道消息與具有大于或等于128碼片長度的沃爾什序列組合。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括獲取輔助同步信號的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括獲取輔助導(dǎo)頻信號的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述輔助播叫信道上發(fā)送的播叫信道消息以低于每秒4800位的數(shù)據(jù)速率發(fā)送。
6.一個用于在通信系統(tǒng)中補(bǔ)償多普勒效應(yīng)的方法，其中消息以低的數(shù)據(jù)速率發(fā)送到在建筑物中的用戶終端，其特征在于，該方法包括下列步驟在用戶終端接收從網(wǎng)關(guān)發(fā)送的天體位置消息；將所述天體位置消息存入所述用戶終端；確定所述用戶終端的位置；根據(jù)所述位置及存在所述用戶終端的所述天體位置消息確定多普勒頻移；獲取導(dǎo)頻信號。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述確定所述用戶終端位置的步驟包括每當(dāng)用戶終端用網(wǎng)關(guān)登錄時存儲用戶終端位置的步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述確定所述用戶終端位置的步驟包括接收全球定位系統(tǒng)(GPS)信號的步驟。
全文摘要
一個應(yīng)用如沃爾什序列等具有預(yù)定長度m的正交信道化碼，在通信系統(tǒng)中進(jìn)行深度播叫的方法，它不需要高功率的播叫信道。所述方法包括產(chǎn)生與具有大于或等于2m長度的沃爾什序列組合的播叫信道消息，并以小于每秒480位(bps)的數(shù)據(jù)速率發(fā)送所述播叫信道消息的步驟。通過以低的數(shù)據(jù)速率發(fā)送播叫信道消息并在長1000倍量級的時間周期內(nèi)積分所收集的能量，所述消息能夠滲透建筑物和其他構(gòu)筑物或高度衰減信號的環(huán)境，因而使得能成功地播叫一個在那樣的建筑物或區(qū)域中的用戶終端。最好，使用長度為65536碼片量級的輔助沃爾什序列形成播叫信道消息，且數(shù)據(jù)速率小于10bps。
文檔編號H04J13/00GK1523781SQ20031010467
公開日2004年8月25日 申請日期2000年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月17日
發(fā)明者L·N·史濟(jì)夫, L N 史濟(jì)夫 申請人:高通股份有限公司