專利名稱：基于衛(wèi)星的告警裝置及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與下面的一些發(fā)明有關(guān)，它們已都轉(zhuǎn)讓給與本發(fā)明相同的受讓人基于衛(wèi)星的蜂窩發(fā)消息系統(tǒng)及其運用方法，序列號為＿＿＿＿；在基于衛(wèi)星的電話系統(tǒng)的保護(hù)間隔期間進(jìn)行基于衛(wèi)星的發(fā)消息系統(tǒng)傳送及其操作方法，序列號為＿＿＿＿；基于衛(wèi)星的TDMA發(fā)消息系統(tǒng)及其操作方法，序列號為＿＿＿＿；與基于衛(wèi)星的多波束發(fā)消息系統(tǒng)配合應(yīng)用的消息單元及其操作方法，序列號為＿＿＿＿；與基于衛(wèi)星的多信道發(fā)消息系統(tǒng)配合應(yīng)用的、具有信道指配表的消息單元及其操作方法，序列號為＿＿＿＿。
它們與本申請同時申請，并轉(zhuǎn)讓于本發(fā)明的受讓人。
本發(fā)明涉及衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)，特別涉及一種用以向用戶單元告警有來話呼叫、提供位置信息并令用戶單元到控制信道的系統(tǒng)和方法。
蜂窩通信系統(tǒng)在地球上投射出許多網(wǎng)孔。在地面蜂窩系統(tǒng)中，這些網(wǎng)孔向周圍輻射或者從一個網(wǎng)孔現(xiàn)場輻射。發(fā)往用戶單元的呼叫必須通過一個網(wǎng)關(guān)(gateway)傳送到投射波束的一個網(wǎng)孔現(xiàn)場，而被叫用戶單元駐于其中。
地面蜂窩通信系統(tǒng)通過應(yīng)用網(wǎng)孔內(nèi)的一個或多個頻率來傳送(尋呼)一個用戶單元的標(biāo)識號碼，以通知用戶單元有一個來話呼叫。這些尋呼頻率可在非相鄰的網(wǎng)孔中再使用。
與衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)中的用戶單元不同，地面蜂窩系統(tǒng)中的用戶單元相對于網(wǎng)孔現(xiàn)場以可忽略的速度行進(jìn)。為此，地面系統(tǒng)中的多普勒頻率并不明顯擴(kuò)展。然而，在衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星(網(wǎng)孔地點)以20000公里/小時以上的速度按軌道運行，多普勒頻率擴(kuò)展通常在60KHz至80KHz以上。
衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)實現(xiàn)尋呼頻率的多重頻率再使用，需要幾個寬帶的(多普勒補(bǔ)償)尋呼頻率，這消耗了有意義的頻譜。
據(jù)此，衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)中的用戶單元需要控制信道(廣播信道)，來提供出關(guān)于諸如可應(yīng)用通信信道之類的呼叫終端的信息。先有技術(shù)系統(tǒng)在控制信道之前被檢測，需要用戶單元掃描多重信道，這消耗掉有意義的資源和時間。
請注意，在存在雙工通信和單工尋呼業(yè)務(wù)的多模式通信系統(tǒng)中，諸如本發(fā)明情況的，單工尋呼遵守尋呼規(guī)定，而來話呼叫的通知采取振鈴告警的規(guī)定。
據(jù)此，現(xiàn)需要一種單一振鈴告警信道來節(jié)省頻譜。
還需要一種用于用戶單元的易于獲得和可跟蹤的振鈴告警信道。
還需要一種用以令用戶單元到指配給它們的當(dāng)前網(wǎng)孔的可應(yīng)用控制信道的有效方法。
本發(fā)明已在所附的權(quán)利要求書中具體地指明了。然而，本發(fā)明的其它特點將參考下文的描述并結(jié)合以下附圖就會明了并且會更好地理解本發(fā)明。


圖1示出支持衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)的環(huán)境圖，本發(fā)明可在其中實踐；圖2示出由在地球表面上投射通信波束的相鄰衛(wèi)星構(gòu)成的蜂窩圖案圖；圖3示出按照本發(fā)明的、在用戶單元與衛(wèi)星之間的、通信頻譜的頻率和時間劃分圖；圖4示出按照本發(fā)明一個實施例的振鈴告警消息圖；圖5示出通信系統(tǒng)的衛(wèi)星的方框圖；圖6示出按照本發(fā)明的用戶單元的方框圖；圖7示出按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于用戶單元的來話呼叫通知的方法的流程圖。
圖1示出支持衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)116的環(huán)境圖，本發(fā)明可在其中實踐。由幾個衛(wèi)星1組成的一個星座102位于圍繞地球的相當(dāng)?shù)偷能壍郎稀?br> 系統(tǒng)116包括一個或幾個網(wǎng)關(guān)(GW)117。網(wǎng)關(guān)117都處于地球表面上，通過網(wǎng)關(guān)鏈路119與靠近的衛(wèi)星1進(jìn)行通信。衛(wèi)星1還通過交叉鏈路108互相通信。為了使通信同步化和使干擾最小化，所有的衛(wèi)星1通過一種基于地面的衛(wèi)星控制功能的干預(yù)而在時間上共同鎖定。為此，星座中的所有衛(wèi)星1基本上根據(jù)一個公共時鐘來運行。
網(wǎng)關(guān)117通過衛(wèi)星1的星座102可以控制傳送到地球上任何尺寸區(qū)域內(nèi)的通信。然而，由每個網(wǎng)關(guān)117控制的區(qū)域最好與一個或多個特定的地理正治管轄權(quán)相關(guān)聯(lián)。網(wǎng)關(guān)117與公共交換電信網(wǎng)(PSTN，未示出)相耦接，從它發(fā)往用戶單元300的呼叫可被接收，而由用戶單元向它發(fā)出的呼叫則可以傳送出去。
系統(tǒng)116還含有任何數(shù)目的用戶單元300，可能達(dá)幾百萬。用戶單元300可以被配置為常規(guī)的移動式或便攜式無線電通信設(shè)備。用戶單元300被配置來接收衛(wèi)星1的通信，并可執(zhí)行如下討論的其它功能。用戶單元300通過用戶鏈路112與靠近的衛(wèi)星1通信。用戶鏈路112由廣播信道、業(yè)務(wù)上行和下行信道和捕獲信道(見圖3)組成。
呼叫是在兩個用戶單元300之間或在一個用戶單元300與一個PSTN電話號碼之間連接的。總的來說，每個用戶單元300忙于在呼叫建立期間通過星座102與靠近的網(wǎng)關(guān)117的控制通信(例如，廣播信道監(jiān)測、捕獲等)。這些控制通信發(fā)生在一個用戶單元300與另一個單元(它可以是另一個用戶單元300或一個PSTN電話號碼)之間形成一條通信通路之前。具體地說，一個用戶單元300經(jīng)由一個或多個衛(wèi)星1與一個網(wǎng)關(guān)117通信。對于該特定的用戶單元300來說，網(wǎng)關(guān)117可被認(rèn)為是“服務(wù)網(wǎng)關(guān)”。衛(wèi)星1由于低的地球軌道而相對于地球恒定地移動。例如，如果衛(wèi)星1位于地球上方約765km的軌道處，則相對于地球表面上的一點來說，一個頭頂?shù)男l(wèi)星1大約以25000公里/小時的速度繞地運行。這允許衛(wèi)星1在地球表面上一個視點內(nèi)的最大持續(xù)期約為9分鐘。由于衛(wèi)星1的軌道比較低，在一個時間內(nèi)任一點處從任一衛(wèi)星上來的視線電磁波傳輸只覆蓋地球表面一個相當(dāng)小的區(qū)域。例如，當(dāng)衛(wèi)星1占據(jù)在地球上方約765km處的軌道時，這樣的傳輸覆蓋的范圍為直徑約6350km。
就相對而論，衛(wèi)星1相對地保持靜止，但在極地區(qū)域中和相反旋轉(zhuǎn)接合縫處互相集聚和交疊或截割的軌道118除外。由于這種運動，居于公共軌道118上的衛(wèi)星1之間的距離基本上保持恒定。然而，居于相鄰軌道(也稱為“交叉平面軌道”)118上的衛(wèi)星1之間的距離是隨衛(wèi)星1的緯度變化的。這些交叉平面衛(wèi)星1之間的最大距離發(fā)生于赤道上。當(dāng)交叉平面衛(wèi)星1趨向極地區(qū)域時這個距離減小，而當(dāng)交叉平面衛(wèi)星1趨向赤道時這個距離增大。
圖2示出由相鄰衛(wèi)星在地球表面上投射的通信波束所形成的一個蜂窩圖案。衛(wèi)星1和衛(wèi)星3(它可以與衛(wèi)星1相同)利用頻譜再使用技術(shù)。這些技術(shù)包括投射波束寬度的蜂窩劃分。衛(wèi)星1和3分別產(chǎn)生波束集投影2和4。波束集投影2和4是與衛(wèi)星1和3上的天線相關(guān)聯(lián)的雙向增益區(qū)域(網(wǎng)孔)。這些天線可以是各別的定向天線，或是相位陣列天線，可以提供出多波束投影。
網(wǎng)孔10～28可呈現(xiàn)許多種形狀，這取決于各天線的增益特性。在圖2中，為了示例起見，網(wǎng)孔10～28都表示為六邊形。當(dāng)衛(wèi)星1和3在方向8上沿軌道運行時，網(wǎng)孔10～28在軌道方向8上前進(jìn)。網(wǎng)孔10～28利用劃分開的不干擾的頻率和時隙，用于用戶鏈路112上的用戶單元通信。
蜂窩系統(tǒng)中頻譜的再使用使用戶單元對于一個特定網(wǎng)孔內(nèi)可容許通信的頻率和控制(廣播信道和捕獲)信道的確定變得復(fù)雜化。用戶單元控制信息通常來自由用戶單元所監(jiān)視的一個廣播控制信道。在先有技術(shù)中，用戶單元對專用于控制功能的一系列預(yù)定信道進(jìn)行掃描，以便利用功率測量值或位置數(shù)據(jù)來確定可應(yīng)用的控制信道。對控制信道的掃描導(dǎo)致捕獲控制信息的延時，和專用預(yù)定的控制信道集會低效率地消耗資源。
在本發(fā)明中，一個專門的通用單一頻率也即振鈴告警信道48(圖3)被用來按序地廣播振鈴警消息82(圖4)，該消息82含有給波束集投影2和4內(nèi)的接續(xù)網(wǎng)孔10～28，告警消息82。含有控制信息，用戶單元300監(jiān)視一個單一頻率和接收信息，令它們到其網(wǎng)孔的特定廣播(控制)信道上。這就緩解了用戶單元為一個可應(yīng)用的控制信道而掃描許多頻率和時隙的需求。
圖3示出按照本發(fā)明的在用戶單元300與衛(wèi)星1(圖1)之間劃分通信頻譜的頻率46和時間44的示意圖。在衛(wèi)星1與用戶單元300之間的通信發(fā)生在用戶鏈路112(圖1)上。
用戶鏈路112是由沿著時間軸44連續(xù)示出的一系列用戶鏈路幀40和42組成的。仔細(xì)地指配用戶鏈路112的發(fā)射(下行)和接收(上行)部分可使來自相鄰衛(wèi)星的干擾最小化。用戶鏈路幀40的接收部分包括上行時間52、下行時間54和振鈴告警信道48。
上行時間52含有按時間分段的上行時隙64、66、68和70。為了便于示例起見，圖中示出了4個上行時隙；然而，在頻率域/時間域多址(FDMA/TDMA)系統(tǒng)中，可以使用任何可管理數(shù)目的時隙。對諸用戶單元300指配了特定的時隙和特定的頻率56、58、60或62，在該時隙內(nèi)它們向衛(wèi)星1發(fā)送信息。
下行時間54含有按時間分段的下行時隙72、74、76和78。為了便于示例起見，圖中示出了4個下行時隙；然而，在FDMA/TDMA系統(tǒng)中，可以使用任何的可管理數(shù)目的時隙。對用戶單元300指配了特定的時隙，在該時隙內(nèi)它們接收來自衛(wèi)星1的信息。
用戶鏈路幀42示出振鈴告警信道的一個替代性實施例，其中，振鈴告警信道51在衛(wèi)星傳輸?shù)囊粋€下行時間期間是定時間表的。振鈴告警信道傳輸與下行傳輸兩者的重疊會是放在用戶單元上負(fù)擔(dān)加重的一個同時接收，不過，可使用戶單元定時簡單化。
如圖2所示，在下行時間54期間衛(wèi)星傳輸通常輻射到特定的網(wǎng)孔中。然而，從衛(wèi)星1來的頗大數(shù)量的傳輸會擴(kuò)散和繼續(xù)傳播給衛(wèi)星3。這些發(fā)射會干擾用戶單元在后繼幀或時隙中向衛(wèi)星3的傳輸。為了緩解這個問題，規(guī)定了一個接收關(guān)閉時段，其間衛(wèi)星1的接收信號可置之不理。
盡管衛(wèi)星接收關(guān)閉時段可減小了來自相鄰衛(wèi)星的外部干擾的影響，但它影響系統(tǒng)的通過量。本發(fā)明利用這個接收關(guān)閉時段作為衛(wèi)星發(fā)射窗，用于在一個非下行時間頻率上向用戶單元300發(fā)射信息。振鈴告警信道48利用這些衛(wèi)星接收關(guān)閉時段向利用專門的通用的單一頻率信道的接連網(wǎng)孔10～28發(fā)射控制信息。這個衛(wèi)星的接收關(guān)閉時段也可用于其它單工傳輸功能，諸如在該頻率不又用于雙工信道時可提供的尋呼。
具有已向用戶單元提供了廣播(控制)信道索引簿的振鈴告警信道，允許通信系統(tǒng)動態(tài)地指配廣播信道，以更有效地利用頻譜；為此，無需專用一個頻譜塊只用以作為廣播信道。
圖4示出按照本發(fā)明實施例的振鈴告警消息82的示意圖。系統(tǒng)116(圖1)需要一個廣播(控制)信道，來通知用戶單元300有來話呼叫。在優(yōu)選實施例中，振鈴告警消息82含有前置碼84、控制信息85和用戶單元ID表90。前置碼84有助于捕獲振鈴告警消息82，在優(yōu)選實施例中，它是一個固定時段的未調(diào)制載波頻率。
在優(yōu)選實施例中，控制信息85含有一個獨特字(U/W)86和一個首標(biāo)88。獨特字86獨特地識別出在用戶單元300與衛(wèi)星1之間的一個通信指令。首標(biāo)88含有衛(wèi)星ID、網(wǎng)孔ID、網(wǎng)孔地理位置，下一個振鈴告警時間間隔和波束特定廣播信道頻率及時隙信息。用戶單元300可應(yīng)用網(wǎng)孔地理位置信息而不是接收的功率測量值來計算服務(wù)的網(wǎng)孔。
用戶單元ID90表明要與位于特定網(wǎng)孔內(nèi)的用戶單元進(jìn)行通信的一個請求。當(dāng)一個用戶單元檢測到一個用戶單元ID90與它自己相匹配時，用戶單元300便通知衛(wèi)星1它對接收該呼叫的可獲量。
如上所述，衛(wèi)星1和3(圖2)在順序的用戶鏈路幀40中各別地向網(wǎng)孔10～28發(fā)送振鈴告警消息82。由于衛(wèi)星1和3只是向一個特定網(wǎng)孔中的用戶單元“振鈴”(傳送一個用戶單元ID)，所以用戶單元300僅需監(jiān)視振鈴告警信道48何時衛(wèi)星1或3將振鈴告警消息82發(fā)送到包圍用戶單元300的網(wǎng)孔中。用戶單元300借助于跳變到一種低功率“睡眠”(備份)方式并且只在監(jiān)視一個振鈴告警信道48引導(dǎo)到包圍用戶單元300的特定網(wǎng)孔時才“醒”，來節(jié)約功率。
圖5示出通信系統(tǒng)的衛(wèi)星的方框圖。最好，系統(tǒng)116(見圖1)中的所有衛(wèi)星1基本上都是用圖5的方框圖來描述的。衛(wèi)星1含有交叉鏈路收發(fā)信機(jī)172和交叉鏈路天線174。收發(fā)信機(jī)172和天線174支持交叉鏈路到其它靠近的衛(wèi)星。網(wǎng)關(guān)鏈路收發(fā)信機(jī)176和網(wǎng)關(guān)鏈路天線178支持網(wǎng)關(guān)鏈路119與網(wǎng)關(guān)117(圖1)相通信。再有，用戶單元收發(fā)信機(jī)180和用戶單元鏈路天線182支持用戶單元300(圖1)。最好，每個衛(wèi)星1可以同時支持鏈路用于高達(dá)1千個或更多的用戶單元300(圖1)。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，天線174、178和182可以實施為單體的多種方向性的天線或離散天線組。人們希望，用戶單元天線182是一種定相位陣列天線，能夠同時接入許多網(wǎng)孔10～28(圖2)。
控制器184耦合到每個收發(fā)信機(jī)172、176和180、存儲器186和定時器188?？刂破?84可以利用一個或多個處理器來實施?？刂破?84利用定時器188來維持當(dāng)前的日期和時間。存儲器186存儲數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用以作為對控制器184的指令，并當(dāng)控制器184執(zhí)行時，會使衛(wèi)星1執(zhí)行下文將要討論的程序。此外，存儲器186含有由于衛(wèi)星1的運行而需操作的變量、表和數(shù)據(jù)庫。
用戶單元收發(fā)信機(jī)180最好是多信道FDMA/TDMA收發(fā)信機(jī)，能夠在由控制器184指定的特定、可選擇的時隙期間在所有的各不相同的可選頻率上進(jìn)行發(fā)射和接收。用戶單元收發(fā)信機(jī)180具有足夠數(shù)目的信道，以便為了通信可提供出所需數(shù)目的發(fā)射和接收頻率。控制器184可以提供頻率和時隙指配的分配，產(chǎn)生振鈴告警消息和其內(nèi)包含的信息。用戶單元收發(fā)信機(jī)180最好在任何頻率信道集上提供發(fā)射和接收，以便在需要時每個用戶單元收發(fā)信機(jī)180可以利用所有頻率信道集的整個頻譜容量，和有能力來管理所有頻率和時隙指配。
圖6示出按照本發(fā)明的一種用戶單元的方框圖。用戶單元300含有一個接收機(jī)92。接收機(jī)92接收來自衛(wèi)星1的信號。接收機(jī)92耦連到接收緩存器99，接收緩存器99暫存接收機(jī)92接收的數(shù)據(jù)，直至這些數(shù)據(jù)可被處理時為止。接收機(jī)92還耦合到時間到達(dá)檢測器95和頻率/功率檢測器98，這兩個檢測器有助于信道分析和選擇。
時間到達(dá)檢測器95識別出一串基帶數(shù)據(jù)在用戶單元300處初始地接收到的時間點。檢測器95耦連到緩存器99，以使數(shù)據(jù)被接收到時就被正確地按時鐘進(jìn)入緩存器99。
頻率/功率檢測器98測量與基帶數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個頻率。因多普勒效應(yīng)和在精確地調(diào)制和解調(diào)基帶數(shù)據(jù)過程中的誤差而使基帶數(shù)據(jù)與一個殘余的中頻相關(guān)聯(lián)。檢測器98還測量接收的功率電平，以監(jiān)視相鄰網(wǎng)孔中的振鈴告警信道。
緩存器99，時間到達(dá)檢測器95和頻率/功率檢測器98都耦連到控制器96?？刂破?6再耦連到頻率合成器94，以控制接收頻率和發(fā)射頻率。頻率合成器94向接收機(jī)92提供一個本機(jī)振蕩信號。
控制器96還耦連到定時器120、存儲器97和發(fā)射緩存器124?？刂破?6利用定時器120維持當(dāng)前的日期和時間來跟蹤實際時間。定時器120還有助于檢測精確的時間點，以便退出低功率睡眠狀態(tài)應(yīng)用，來監(jiān)視振鈴告警信道48，并從用戶單元300發(fā)射數(shù)據(jù)。發(fā)射緩存器124暫存由控制器96放入的數(shù)據(jù)。發(fā)射緩存器124耦連到發(fā)射機(jī)93。頻率合成器94提供一個本機(jī)振蕩信號，發(fā)射機(jī)93用它于將基帶數(shù)據(jù)調(diào)制到射頻中。接收機(jī)92和發(fā)射機(jī)93通過信號分離器91耦連到天線101。定時器120耦連到發(fā)射緩存器124，用于確定何時對緩存器124來的數(shù)據(jù)定時鐘，以通過發(fā)射機(jī)93、信號分離器91和天線101發(fā)射出去。
存儲器97含有數(shù)據(jù)，用以作為對控制器96的指令，當(dāng)由控制器96執(zhí)行時，會使用戶單元執(zhí)行下文將討論的過程。存儲器97還含有由于用戶單元300的工作而需操作的變量、表格、偏移和數(shù)據(jù)庫。
在用戶單元300中，控制器96還耦連到I/O部分122。用戶單元300中，I/O部分122可含有話筒、揚聲器、數(shù)字化器、聲碼器和譯碼器等，以在與系統(tǒng)116(見圖1)相兼容的音頻與數(shù)字化包之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖7示出按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種用于用戶單元的來話呼叫通知方法的流程圖。這個方法用于通知用戶單元有來話呼叫并令用戶單元到對其內(nèi)含的用戶單元當(dāng)前正提供業(yè)務(wù)的網(wǎng)孔有關(guān)聯(lián)的廣播信道上。
當(dāng)用戶單元起初接通電源時，它進(jìn)入低功率備份方式。在這種方式下，它捕獲和跟蹤振鈴告警信道48(圖3)，直到一個事件發(fā)生而開始跳變到另一種操作方式時為止。結(jié)束份方式操作的事件包括用戶始發(fā)呼叫的行動、檢測必需的登記、接收在用戶單元的振鈴告警消息中的用戶單元識別符(ID)、和去掉用戶單元的供電。
在步驟210，對用戶單元加電，起始一個監(jiān)視振鈴告警過程。在步驟212，使用戶單元調(diào)諧其接收機(jī)到一個預(yù)定的振鈴告警頻率上。在步驟214，監(jiān)視從用戶單元位置可以接收到的網(wǎng)孔10～28(圖2)內(nèi)的每個振鈴告警信道(如圖3示例的接續(xù)的用戶鏈路幀40)。這可使用戶單元300選出能提供良好通信條件的網(wǎng)孔。請注意，由于天線182的方向性增益特性會使相鄰網(wǎng)孔中的某些振鈴告警消息用戶單元300不可能檢測到。系統(tǒng)使振鈴告警信道循環(huán)通過諸衛(wèi)星網(wǎng)孔，以使整個地球表面周期性地以無干擾的方式被覆蓋。
一個特定波束中在振鈴告警訪問之間的時段在幀內(nèi)大約等于由單個衛(wèi)星形成的網(wǎng)孔數(shù)目。然而，當(dāng)相對的衛(wèi)星位置改變時，為了免除干擾，該時段會有時地變化，或在高業(yè)務(wù)量地區(qū)中提供更多的振鈴告警機(jī)會。由于這種可變性而使一個特定網(wǎng)孔中下一次振鈴告警訪問的準(zhǔn)確時間間隔的單元包括在網(wǎng)孔中傳送中的每個振鈴告警信號的控制首標(biāo)中。
在步驟216，用戶單元300選出最好質(zhì)量的振鈴告警消息，用于跟蹤。該信號質(zhì)量的測量值可以是接收的信號強(qiáng)度，或它接收的每個振鈴告警短脈沖的信噪比。信道選擇可以根據(jù)接收的功率，但是，它對天線側(cè)瓣和信道衰落很敏感。在優(yōu)選實施例中，用戶單元選擇最靠近該用戶單元作了登錄位置的網(wǎng)孔。用戶單元300保持順序的信號監(jiān)視的記錄，以有助于這個選擇過程。
在步驟218，提取振鈴告警消息82的首標(biāo)88(圖4)所包含的廣播信道信息。這個廣播信道信息令用戶單元300到一個廣播(控制)信道。
在步驟220，用戶單元300將接收的振鈴告警消息82的首標(biāo)88中所含的網(wǎng)孔地理位置信息與先前報告(登錄)的用戶單元300的位置相比較。如果當(dāng)前接收的網(wǎng)孔地理位置信息不充分靠近用戶單元300先前登記的位置，則在步驟228退出對振鈴告警信道的監(jiān)視，并且用戶單元300開始登記在系統(tǒng)中。登記通知通信系統(tǒng)一個用戶單元的當(dāng)前位置，以便有效地確定呼叫路由。
在步驟220，確定出接收的網(wǎng)孔地理位置信息充分靠近用戶單元300先前的登記位置，便在步驟222繼續(xù)執(zhí)行。在步驟222，用戶單元300將每個用戶單元ID90(圖4)與其本身存儲的ID相比較。如果發(fā)現(xiàn)是匹配的，則在步驟228退出監(jiān)視振鈴告警信道過程210。
如果檢測到兩個ID不匹配，則用戶單元300執(zhí)行“睡眠”步驟224。睡眠步驟224通過使不需要的資源閑置并只讓關(guān)鍵部件例如定時器仍然現(xiàn)用，以節(jié)省用戶單元的功率。
在步驟226，用戶單元300確定如在振鈴告警消息82的控制信息85(圖4)中所接收的，下一個振鈴告警時間間隔是否等于定時器的值。如果兩個值相等，則在步驟230將用戶單元300喚醒。
在步驟231，用戶單元300比較一個時間間隔定時器，以確定是否應(yīng)當(dāng)繼續(xù)監(jiān)視一個特定信道，或是監(jiān)視所有的振鈴告警信道，以使當(dāng)前正監(jiān)視的振鈴告警信道生效，或注意振鈴告警信道與網(wǎng)孔的任何再指配。如果掃描或接收所有信道的時間間隔尚未到達(dá)，則用戶單元返回步驟216，監(jiān)視其早期選定的振鈴告警信道。
用戶單元300周期性地重新進(jìn)入捕獲狀態(tài)，這時它監(jiān)視從其位置上能檢測或接收的所有振鈴告警信道。這允許用戶單元選擇一個新的網(wǎng)孔來監(jiān)視。因為衛(wèi)星1相對于地球上的一個點在移動，故周期性選擇新網(wǎng)孔是需要的。這個時段大約為一個波束或網(wǎng)孔通過地球上一點所花的時間。
可以理解，本發(fā)明提供了一種用以在通信系統(tǒng)中向被叫方振鈴的裝置和方法，它比之需要多信道的振鈴告警信道來說明顯地更有頻譜效率和更容易捕獲。
本發(fā)明還提供一種改進(jìn)的方法，令用戶單元到可應(yīng)用的控制信道上，無需用戶單元掃描一組控制信道。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，現(xiàn)已公開的本發(fā)明可以以無數(shù)的方式進(jìn)行修改，并可采取許多實施例，它們可不同于上述的優(yōu)選形式。
據(jù)此，所附的權(quán)利要求書意旨覆蓋對本發(fā)明的所有修改，它們都處在本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于通知用戶單元有來話呼叫的方法，其特征在于，所述的方法包括(a)針對含有用戶單元ID的振鈴告警消息的存在，監(jiān)視一個衛(wèi)星振鈴告警信道；(b)如果檢測到所述的用戶單元ID，則通過跳變到一個業(yè)務(wù)信道來啟動一個捕獲過程，否則，返回到步驟(a)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)進(jìn)一步包括以下步驟(a1)從所述的振鈴告警消息中提取下一個振鈴告警時間間隔；(a2)設(shè)定一個定時器，計時到所述的下一個振鈴告警時間間隔的到達(dá)；(a3)在低功率方式下處于“睡眠”；(a4)所述定時器期滿到時時喚醒。
3.一種用以令用戶單元到衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)中的一條廣播信道的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟(a)保存所有的所述用戶單元已知的、系統(tǒng)范圍內(nèi)的振鈴告警信道；(b)應(yīng)用所述泛系統(tǒng)振鈴告警信道的一個振鈴告警消息，傳輸出所述廣播信道的信道位置；(c)在所述的系統(tǒng)范圍內(nèi)的振鈴告警信道的所述振鈴告警消息中，接收所述廣播信道的所述信道位置；(d)監(jiān)視所述的廣播信道。
4.一種用以向衛(wèi)星通信系統(tǒng)的一個用戶單元表明有來話呼叫的方法，其中，所述的用戶單元含有一個用戶單元ID，其特征在于，所述的方法包括(a)所述的系統(tǒng)分配一個振鈴告警信道，用于傳輸振鈴告警消息，所述的振鈴告警消息含有所述的用戶單元的所述用戶單元ID；(b)所述的系統(tǒng)在所述振鈴告警信道上發(fā)送所述的振鈴告警消息；(c)所述的用戶單元接收所述的振鈴告警消息；(d)所述的用戶單元將所述的振鈴告警消息中的所述用戶單元ID與所述的用單元的所述用戶單元ID相比較；(e)所述的用戶單元響應(yīng)所述的來話呼叫的指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的系統(tǒng)的一個衛(wèi)星投射出一個包含多個網(wǎng)孔的波束集投影。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的衛(wèi)星通過所述的多個網(wǎng)孔并利用所述的振鈴告警信道順序地發(fā)射所述振鈴告警消息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括以下步驟(b1)參照所述的用戶單元的一個已知位置；(b2)選擇所述的多個網(wǎng)孔之一，其中所述的用戶單元所駐留在其中；(b3)只在所述的多個網(wǎng)孔之一且所述用戶單元駐留其中時發(fā)射所述的振鈴告警消息。
8.一種振鈴告警消息，在衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)中用以令用戶單元到一個廣播信道上，并用以向所述用戶單元表明來話呼叫存在，其特征在于，所述的振鈴告警消息包含一個前置碼，有助于捕獲所述的振鈴告警消息；和控制信息，用以傳送所述的系統(tǒng)運算數(shù)據(jù)。
9.一種衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)，用于向用戶告警有來話呼叫，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括一個衛(wèi)星星座，在地球上投射出多個波束，所述多個波束具有在其內(nèi)傳送的一個振鈴告警信道；一個用戶單元，用以監(jiān)視所述的振鈴告警信道，所述的用戶單元含有一個用戶單元ID；一個網(wǎng)關(guān)，含有關(guān)于所述用戶單元位置的信息，借此，允許所述的網(wǎng)關(guān)來通知所述的用戶有所述的來話呼叫。
10.一種衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)，利用單個固定信道來傳輸廣播信道的位置，該廣播信道已指配給一個用戶所在的一個區(qū)域，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括一個用戶單元，監(jiān)視所述的單個固定信道，所述的用戶單元提取所述廣播信道的所述位置，并調(diào)諧于所述位置，所述廣播信道向所述用戶單元提供控制信息；一個網(wǎng)關(guān)，用以指配和協(xié)調(diào)遍及所述系統(tǒng)的所述廣播信道；一個衛(wèi)星星座，利用所述的單個固定信道，傳輸出所述廣播信道的所述位置。
全文摘要
一種衛(wèi)生通信系統(tǒng)(116)向用戶提供以全球蜂窩覆蓋。為便于向具有用戶單元(300)的用戶傳送呼叫，規(guī)定了一個固定信道，其中用戶單元被通知有來話呼叫。用戶單元(300)監(jiān)視這個振鈴告警信道(48)，并檢查用戶單元ID(90)，用戶ID(90)在振鈴告警消息(82)中傳送的，當(dāng)用戶單元(300)從用戶單元ID中確定呼叫正傳給它時，它接入網(wǎng)絡(luò)來接收呼叫。用戶單元(300)還監(jiān)視該固定信道，以接收一個控制信道索引簿，該索引簿識別出用戶單元的廣播(控制)信道的位置。
文檔編號H04B7/185GK1159875SQ95195466
公開日1997年9月17日 申請日期1995年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月3日
發(fā)明者凱瑟·安德魯·奧爾茲, 格利高里·巴頓·瓦特, 克里斯托弗·奈爾·克比 申請人:摩托羅拉公司