專利名稱：利用全球定位系統(tǒng)的聯(lián)播的再同步改善的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻(RF)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)，特別是涉及通過兩個(gè)或多個(gè)分別設(shè)置的RF發(fā)送機(jī)提供相同信息的同時(shí)發(fā)送的“聯(lián)播”系統(tǒng)。更具體地講，本發(fā)明涉及用于在每個(gè)發(fā)送機(jī)站點(diǎn)產(chǎn)生聯(lián)播定時(shí)的“再同步”(重新同步)基準(zhǔn)信號(hào)以保持各個(gè)發(fā)送的相關(guān)性的改進(jìn)的方法和設(shè)備。
發(fā)明的背景和概要眾所周知，由于FCC的功率限制、地理的和/或其它的因素，有時(shí)不可能利用單個(gè)的發(fā)送站點(diǎn)對(duì)大的要求的覆蓋區(qū)提供一種滿足要求的覆蓋。例如，政府機(jī)構(gòu)一般使用陸地移動(dòng)無線通信系統(tǒng)，提供總部與在政府機(jī)構(gòu)的整個(gè)管轄范圍漫游的各種移動(dòng)的和便攜的無線用戶之間的通信。在某些情況下，該管轄范圍的地理區(qū)域是如此之大，以至于不可能由單個(gè)陸上RF發(fā)送站點(diǎn)覆蓋。即使單個(gè)的發(fā)送站點(diǎn)的有效輻射功率足夠地大，能覆蓋整個(gè)區(qū)域，但是，由于VHF傳輸?shù)摹罢军c(diǎn)的線路”(line-of-site)特性和/或由于妨礙該單個(gè)發(fā)送站點(diǎn)與覆蓋區(qū)內(nèi)的各個(gè)邊緣位置之間的地理上的障礙(例如，山、橋、建筑物、和地球的曲率)，處于邊遠(yuǎn)或邊緣區(qū)域的用戶可能僅接收質(zhì)量不均勻的服務(wù)。
擴(kuò)展覆蓋區(qū)的一種已知的方式是設(shè)置多個(gè)“聯(lián)播”的發(fā)送站點(diǎn)。為了簡化移動(dòng)無線站的操作和節(jié)省無線頻譜，這種“聯(lián)播”的各個(gè)RF發(fā)送站點(diǎn)將都在基本上相同的無線頻率上基本相同的時(shí)間發(fā)送基本相同的信號(hào)。這種“聯(lián)播”消除了如通常那樣例如在蜂窩系統(tǒng)和“多站點(diǎn)”的RF通信系統(tǒng)的一個(gè)RF發(fā)送站點(diǎn)的覆蓋區(qū)到另外一個(gè)RF發(fā)送站點(diǎn)執(zhí)行“過區(qū)切換”相聯(lián)系的控制額外開銷和其它的復(fù)雜性。所謂“聯(lián)播”數(shù)字中繼RF中繼器系統(tǒng)通常是公知的。下面是描述現(xiàn)有技術(shù)的RF發(fā)送聯(lián)播的各個(gè)方面和相關(guān)問題的一個(gè)文件表(該表不意味著全部包括了)美國專利5172396，授予Rose等人；美國專利4903321，授予Hall等人；美國專利4696052，授予Breeden；美國專利4696051，授予Breeden；美國專利5245634，授予Averbuch；美國專利5287550，授予Fennell等人；美國專利4782499，授予Clendening；美國專利5052028，授予Zwack；美國專利4570256，授予Thro；美國專利4516296，授予Krinock；美國專利4475246，授予Batlivala等人；美國專利4317220，授予Martin；美國專利4972410，授予Cohen等人；美國專利4608699，授予Batlivala等人；美國專利4918437，授予Jasinski等人；美國專利4578815，授予Persinotti；美國專利5003617，授予Epsom等人；美國專利4939746，授予Childress；美國專利4903262，授予Dissosway等人；美國專利4926496，授予Cole等人；
美國專利4968966，授予Jasinski等人；美國專利3902161，授予Kiowaski等人；美國專利4218654，授予Ogawa等人；美國專利4255815，授予Osborn；美國專利4411007，授予Rodman等人；美國專利4414661，授予Karlstrom；美國專利4472802，授予Pin等人；美國專利4597105，授予Freeburg；和日本專利公開No.61-107826。
于1992年12月15日授權(quán)給Rose等人的名稱為“公共業(yè)務(wù)中繼聯(lián)播系統(tǒng)”的美國專利5172396公開了具有包括RF發(fā)送定時(shí)同步特征的控制站點(diǎn)和遠(yuǎn)端站點(diǎn)結(jié)構(gòu)的中繼無線聯(lián)播系統(tǒng)，這些特征與目前優(yōu)選的示例性實(shí)施例有關(guān)。此外，于1990年2月20日授權(quán)給Hall人等的名稱為“無線中繼故障檢測系統(tǒng)”的美國專利4903321公開了具有包括故障及呼叫測試和故障檢測特征的射頻中繼器站點(diǎn)結(jié)構(gòu)的中繼的無線中繼器系統(tǒng)，這些特征某種程度上與本發(fā)明有關(guān)。這兩個(gè)專利都普通轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并都被援引于此以供參考。
因此，雖然聯(lián)播在擴(kuò)展覆蓋區(qū)上與其它技術(shù)比較提供各種優(yōu)點(diǎn)，但也引入其自身必須面對(duì)的特別復(fù)雜的設(shè)置。為了說明，請(qǐng)參照

圖1，該圖是示例性的三站點(diǎn)聯(lián)播數(shù)字中繼陸地移動(dòng)射頻通信系統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10包括三個(gè)聯(lián)播發(fā)送站點(diǎn)S1、S2和S3。站點(diǎn)S1的發(fā)送覆蓋覆蓋區(qū)A1，和類似地，站點(diǎn)S2和S3的發(fā)送覆蓋相應(yīng)的覆蓋區(qū)A2和A3。經(jīng)相應(yīng)的通信鏈路(L1-L3)連接到每個(gè)站點(diǎn)S1、S2和S3的中心控制點(diǎn)C實(shí)時(shí)地傳送基本相同的信令(包括數(shù)字控制信道信令和相關(guān)的定時(shí)消息)，用于各個(gè)站點(diǎn)的發(fā)送。
在所有站點(diǎn)上的每個(gè)射頻信道利用幅度、相位和時(shí)延校正的信息進(jìn)行調(diào)制。為了達(dá)到這一點(diǎn)，必須在主控制點(diǎn)站點(diǎn)與所有其它聯(lián)播發(fā)送站點(diǎn)之間借助于高質(zhì)量、狀態(tài)穩(wěn)定的干線通信系統(tǒng)安排(例如，無線、微波或光纖)提供時(shí)間、相位和幅度穩(wěn)定的通信鏈路?；谶@種考慮，商業(yè)上的有線公共載波不能提供聯(lián)播所要求的那種穩(wěn)定程度；而相反，用于與無線、微波或光纖的干線分配通路相結(jié)合的專用的、用戶控制的、話音/數(shù)據(jù)級(jí)的同步復(fù)用最有效地提供所需的通信電路和用于聯(lián)播的穩(wěn)定性。
示例性的系統(tǒng)10最好是由在商品名EDACS下的Ericsson-GE MobileCommunications Inc.(EGE)公司銷售那類型的數(shù)字干線聯(lián)播通信系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)提供了一個(gè)數(shù)字射頻控制信道和多個(gè)射頻工作信道。在這樣一個(gè)數(shù)字干線系統(tǒng)中，在覆蓋區(qū)A1-A3的一個(gè)(或多個(gè))覆蓋區(qū)中的一個(gè)示例性移動(dòng)無線單元M，當(dāng)它并沒有在工作信道上與其它單元實(shí)際進(jìn)行有效通信時(shí)，連續(xù)地監(jiān)視一個(gè)“帶外”數(shù)字控制信道。移動(dòng)單元M可以通過在“帶內(nèi)”控制信道上發(fā)送信道分配請(qǐng)求消息請(qǐng)求通信。當(dāng)接收到這樣的信道分配請(qǐng)求(和假設(shè)至少有一個(gè)工作信道可以用于暫時(shí)分配給移動(dòng)單元M和希望與移動(dòng)單元M進(jìn)行通信的其它單元)，控制點(diǎn)通過使控制信道分配消息由每個(gè)站點(diǎn)S1-S3通過帶外控制信道發(fā)送作響應(yīng)。在聯(lián)播系統(tǒng)10中，信道分配消息通過相同帶外控制信道頻率由每個(gè)發(fā)送站點(diǎn)S1-S3同時(shí)進(jìn)行發(fā)送(以至于該移動(dòng)單元M和由信道分配消息“呼叫”的其它移動(dòng)單元將接收該消息，無論在A1-A3的哪個(gè)覆蓋區(qū)內(nèi)它們都將被確定位置)。移動(dòng)單元M(和其它被叫移動(dòng)單元)通過改變頻率到一個(gè)射頻工作信道響應(yīng)該接收的帶外中繼控制信道分配消息和在該工作信道上進(jìn)行通信。一旦工作信道的通信結(jié)束，移動(dòng)單元M(和其它被叫移動(dòng)單元)返回監(jiān)視帶外控制信道，以便監(jiān)視發(fā)送給它們的其它消息。
再參照?qǐng)D1，假設(shè)移動(dòng)單元M位于覆蓋區(qū)A2和A3彼此重疊的重疊區(qū)X內(nèi)。在這個(gè)重疊區(qū)X中，移動(dòng)單元M將接收(或許在大約相等的信號(hào)強(qiáng)度電平上)站點(diǎn)S2的帶外控制信道發(fā)送和還接收站點(diǎn)S3的帶外控制信道發(fā)送。聯(lián)播系統(tǒng)10被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)，以至于這種來自站點(diǎn)S2和S3的帶外控制信道發(fā)送是在基本相同的頻率上的，從而沒有差拍或其它干擾出現(xiàn)。類似地，控制點(diǎn)C通過鏈路L1-L3傳送由每個(gè)站點(diǎn)S1-S3發(fā)送的基本相同的帶外控制信道消息。
但是，如果帶外控制信道不精確地彼此同步，則可能出現(xiàn)問題。位于重疊區(qū)X的收發(fā)信機(jī)接收彼此延遲，即使一個(gè)小的時(shí)間周期(例如，多于半個(gè)比特周期，或者對(duì)于9600波特操作約52μs)的帶外控制信道同步信號(hào)，也可能導(dǎo)致丟失比特和/或暫時(shí)失去同步、比特恢復(fù)、和差錯(cuò)檢測能力。
由于電磁波傳播的有限速速度，在高數(shù)據(jù)傳輸速率的聯(lián)播系統(tǒng)中(射頻信號(hào)“僅”以約每微秒300米的速度傳播)必須考慮延遲。有可能(和通常是必須)調(diào)節(jié)站點(diǎn)發(fā)送機(jī)的相對(duì)有效輻射功率電平，使得跨越重疊區(qū)X的距離保持小于一個(gè)期望的最大距離，因此，由于該站點(diǎn)和在重疊區(qū)中的一個(gè)接收機(jī)之間不同的射頻通路長度引起的跨越重疊區(qū)的射頻傳播延遲時(shí)間的差最小化。然而，即使利用這種優(yōu)化，但仍然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)(由于通過不同射頻路徑長度引起的不同的附加延遲)，必須遵守±5μs最大系統(tǒng)不同延遲的穩(wěn)定性，以保證收發(fā)信機(jī)在重疊區(qū)X中的任何位置都將接收到對(duì)應(yīng)于在相互52μs內(nèi)的數(shù)字信號(hào)的比特邊沿。
幸運(yùn)地是，一般通過各種已知技術(shù)可能減小延遲時(shí)間差到μs數(shù)量級(jí)。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的，引入與某些或全部站點(diǎn)間鏈路L1-L3相符的可調(diào)整的延遲網(wǎng)絡(luò)(和相位均衡網(wǎng)絡(luò))補(bǔ)償固有的不同鏈路延遲時(shí)間(例如見，授予Krinock的美國專利4516269和授予Breeden的美國專利4696051和4696052)。常規(guī)的微波和光纖鏈路信道呈現(xiàn)的幅度、相位和延遲特性在長時(shí)間周期(例如，數(shù)月)中是非常穩(wěn)定的，使得這種附加延遲一旦調(diào)定，保證在同一時(shí)間輸入到所有站點(diǎn)間鏈路L1-L3的信號(hào)將在幾乎完全相同的時(shí)間到達(dá)各鏈路的另外一端。相同或附加的延遲可以被用于補(bǔ)償在站點(diǎn)S1-S3上的信號(hào)處理設(shè)備引入的不同的、恒定的延遲時(shí)間，通過不同的站點(diǎn)提供信號(hào)的同時(shí)相干傳輸。例如，上述Rose等人的專利申請(qǐng)描述了一種技術(shù)，其中通過一個(gè)或多個(gè)特定的站點(diǎn)間鏈路信道將附加的頻率和定時(shí)信息提供給每個(gè)站點(diǎn)，以便消除可能由使用常規(guī)的多電平、多相位協(xié)議類型的調(diào)制解調(diào)器引起的定時(shí)模糊。以這種方式，上述聯(lián)播系統(tǒng)在一個(gè)特定建立的通信通路上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始時(shí)強(qiáng)迫相干，因此校正由站點(diǎn)間通信鏈路的調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)生的任何多比特模糊。
簡言之，現(xiàn)在參照?qǐng)D2，該圖一般地描述了按照上述Rose等人專利所公開的類型的Ericsson-GE(EGE)多站點(diǎn)聯(lián)播發(fā)送系統(tǒng)，位于控制點(diǎn)站點(diǎn)C的“主”再同步(再同步信號(hào))電路100產(chǎn)生基準(zhǔn)邊緣/信號(hào)音，例如，在2400Hz和300Hz，通過站點(diǎn)間通信鏈路(L1-L3)的一個(gè)專用信道上被發(fā)送到每個(gè)發(fā)送站點(diǎn)(S1-S3)。被這些基準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)的數(shù)字和話音數(shù)據(jù)也經(jīng)控制點(diǎn)C和各發(fā)送站點(diǎn)(S1-S3)之間的通信鏈路L1-L2進(jìn)行發(fā)送。較低(300Hz)信號(hào)音被用作“選通”基準(zhǔn)(用于在發(fā)送站點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)緩沖器的讀出定時(shí))和較高(2400Hz)信號(hào)音被用作數(shù)據(jù)時(shí)鐘頻率基準(zhǔn)。在聯(lián)播系統(tǒng)中的每個(gè)發(fā)送站點(diǎn)(S1-S2)包括一個(gè)“通用”(即，公共硬件)再同步電路，用于從各音調(diào)中恢復(fù)各基準(zhǔn)邊緣。通過周期性“再同步”操作的執(zhí)行，在每個(gè)聯(lián)播系統(tǒng)站點(diǎn)上的通用再同步電路再同步經(jīng)站點(diǎn)間鏈路接收的廣播數(shù)據(jù)到這些基準(zhǔn)邊緣上。因此，正如上面已經(jīng)描述的那樣，要求用于這些基準(zhǔn)信號(hào)音的信號(hào)通路(常規(guī)地經(jīng)站點(diǎn)間鏈路提供)是高質(zhì)量和相位非常穩(wěn)定，因?yàn)樵谶@些信號(hào)上的任何變化還噪聲都對(duì)整個(gè)聯(lián)播系統(tǒng)的性能起到不利的影響。
因此，眾所周知，為了校正任何控制信道的定時(shí)誤差，在一個(gè)路由的基礎(chǔ)上周期性地再同步每個(gè)發(fā)送站點(diǎn)的控制信道可以出現(xiàn)在聯(lián)播系統(tǒng)10中。另外，1992年1月22日提交的，發(fā)明人為Brown等人的申請(qǐng)?zhí)枮?7/824123的上述美國專利申請(qǐng)公開了一些附加技術(shù)(這些技術(shù)已經(jīng)被公用了一年多和因此對(duì)于本申請(qǐng)是現(xiàn)有技術(shù))，周期性地“沖擊”(kicking)站點(diǎn)調(diào)制解調(diào)器，以便保證該調(diào)制解調(diào)器利用分布的公共時(shí)鐘信號(hào)，和如果一個(gè)例行執(zhí)行的工作信道“測試呼叫”(例如，如在頒發(fā)給Hall等人的美國專利4903321所描述的)失敗，對(duì)一個(gè)聯(lián)播系統(tǒng)的正在工作的信道“重新訓(xùn)練”通信鏈路和相關(guān)的站點(diǎn)調(diào)制解調(diào)器。
相對(duì)于上面描述的EGE聯(lián)播系統(tǒng)，申請(qǐng)人在當(dāng)前的說明書中已經(jīng)公開了用于在每個(gè)站點(diǎn)產(chǎn)生再同步音的一種改進(jìn)的方法和設(shè)備，這種方法和設(shè)備增加整個(gè)聯(lián)播系統(tǒng)的同步定時(shí)的可靠性和大大地簡化了聯(lián)播系統(tǒng)同步的過程。更具體地講，系統(tǒng)性能的改善是通過在每個(gè)發(fā)送站點(diǎn)提供全球定位衛(wèi)星(GPS)接收機(jī)作為用于產(chǎn)生周期地“再同步”操作所需的精確、穩(wěn)定頻率的基準(zhǔn)音實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)上用于導(dǎo)航目的的GPS系統(tǒng)是時(shí)間上同步的一系列衛(wèi)星和連續(xù)地發(fā)送互相同步的時(shí)間、數(shù)據(jù)、和位置信息。雖然，利用GPS提供絕對(duì)定時(shí)的蜂窩無線電話系統(tǒng)業(yè)已公知，但這樣一些系統(tǒng)存在著使這些系統(tǒng)昂貴和不可靠的(例如，見頒發(fā)給Averbuch的美國專利5345634)許多固有的問題。按照本發(fā)明，利用GPS系統(tǒng)的廣播信號(hào)結(jié)合在每個(gè)聯(lián)播站點(diǎn)上的特定再同步電路裝置，實(shí)現(xiàn)一種改進(jìn)的多站點(diǎn)射頻聯(lián)播系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了以前的GPS同步系統(tǒng)的許多缺點(diǎn)。
按照本發(fā)明，再同步基準(zhǔn)信號(hào)不經(jīng)由站點(diǎn)互連鏈路(L1、L2等)隨著廣播信號(hào)傳送到各發(fā)送站點(diǎn)。代之以，每個(gè)聯(lián)播站點(diǎn)包括一個(gè)“萬用的”(通用)EGE聯(lián)播系統(tǒng)“再同步”電路，和聯(lián)播數(shù)據(jù)再同步是在例行程序的基礎(chǔ)上由每個(gè)系統(tǒng)站點(diǎn)單獨(dú)和獨(dú)立地周期性執(zhí)行的。在一個(gè)優(yōu)選示例性實(shí)施例中，分別在每個(gè)聯(lián)播站點(diǎn)利用在每個(gè)站點(diǎn)上的GPS接收機(jī)捕獲的全球定位衛(wèi)星(GPS)廣播發(fā)送導(dǎo)出一個(gè)穩(wěn)定、精確的9600bps數(shù)據(jù)時(shí)鐘基準(zhǔn)和較低頻率的“選通”信號(hào)(例如，如上所述的300Hz)?？刂泣c(diǎn)站點(diǎn)(C)包括一個(gè)萬用的EGE“再同步”電路和該電路不再作為一個(gè)“主”電路來使用。在每個(gè)站點(diǎn)的“再同步”電路利用GPS得到的基準(zhǔn)信號(hào)音同步聯(lián)播數(shù)據(jù)的射頻廣播。因此，在站點(diǎn)互連鏈路的專用穩(wěn)定的信道不再需要分配“再同步”基準(zhǔn)信號(hào)音。此外，由于EGE“再同步”操作將強(qiáng)迫同步到正確的聯(lián)播系統(tǒng)定時(shí)上，只要執(zhí)行一個(gè)“再同步”操作(只要潛在變化是在“選通”信號(hào)定時(shí)窗口內(nèi))，沒有任何鏈路潛在的測量或校正的情況下，在站點(diǎn)互連鏈路上的任何變化都被自動(dòng)校正。常規(guī)非EGE的商業(yè)聯(lián)播系統(tǒng)，如果類似地裝備以GPS接收機(jī)，則將要求潛在變化的算術(shù)計(jì)算和/或鏈路定時(shí)參數(shù)的存儲(chǔ)。再有，按照本發(fā)明在安排上利用GPS接收機(jī)與EGE萬用“再同步”電路相組合產(chǎn)生用于再同步電路的“再同步”基準(zhǔn)音和在每個(gè)站點(diǎn)自動(dòng)同步數(shù)據(jù)廣播，通過減小定時(shí)抖動(dòng)和需要基準(zhǔn)音極性的同步檢查，進(jìn)一步改善聯(lián)播操作。
由于細(xì)調(diào)諧一個(gè)特定多站點(diǎn)聯(lián)播系統(tǒng)的安排經(jīng)常要求在偏移“正?！毕嗟榷〞r(shí)的一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行特別調(diào)整廣播定時(shí)，必須因此提供產(chǎn)生這樣的定時(shí)偏移的方法。按照由本發(fā)明提供的另外一個(gè)方面，該GPS接收機(jī)利用一個(gè)延遲單元，該延遲單元提供以0.5μs步長的±125μs的可調(diào)信號(hào)延遲和該延遲單元可經(jīng)RS-232口接入。因此，利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)，即可以經(jīng)RS-232鏈路遠(yuǎn)地實(shí)現(xiàn)聯(lián)播系統(tǒng)的細(xì)調(diào)諧的定時(shí)調(diào)整。附圖的簡單說明通過參照各附圖閱讀了下面的提供的優(yōu)選示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將更完全理解了，各附圖中相同標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件圖1是簡化的示例性多站點(diǎn)射頻通信聯(lián)播系統(tǒng)的一般示意性說明；圖2是本發(fā)明操作可能特別適合的一類Ericsson-GE多站點(diǎn)射頻聯(lián)播通信系統(tǒng)的中心點(diǎn)控制C和遠(yuǎn)端收發(fā)信機(jī)站點(diǎn)S1和S2的一般示意性方框圖；圖3是在每個(gè)站點(diǎn)利用GPS接收機(jī)改善再同步基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的改進(jìn)的多站點(diǎn)射頻聯(lián)播通信系統(tǒng)的示例性安排的一般示意性方框圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述在下面的描述中，是出于解釋而不是限制的目的，描述各個(gè)具體的細(xì)節(jié)，諸如特定的電路、各電路部件、接口、技術(shù)等，以便提供本發(fā)明的詳盡的理解。但是，對(duì)于本專業(yè)的技術(shù)人員來講本發(fā)明可以以不同于這些具體的細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例進(jìn)行實(shí)施將是十分明顯的。在另外的一些情況下，省略了公知方法和編程的步驟、裝置、和電路的詳細(xì)描述，這樣不會(huì)以不必要的細(xì)節(jié)模糊本發(fā)明的描述。
如上所述的Ericsson-GE聯(lián)播系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)表示在圖1和圖2，也就是說，它包括中央控制點(diǎn)C和多個(gè)發(fā)送站點(diǎn)S1，…，Sn。雖然僅兩個(gè)(遠(yuǎn)端)發(fā)送站點(diǎn)S1-S2被表示在圖2和圖3中，但對(duì)本專業(yè)的技術(shù)人員將十分明顯，參與聯(lián)播的數(shù)個(gè)遠(yuǎn)端站點(diǎn)同樣經(jīng)由相同的微波、光纖、電纜或陸線通信鏈路L1-Ln與控制點(diǎn)C通信。再有，本發(fā)明不限于僅利用微波或線鏈路，而可以利用諸如無線電波之類的任何其它類型合適的通信鏈路。
在一種多站點(diǎn)射頻聯(lián)播的RF發(fā)送系統(tǒng)中，由于在每個(gè)站點(diǎn)多相位鏈路調(diào)制解調(diào)器(MC、M1、M2、等)從多個(gè)相位中的任意一個(gè)相位恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)，所以從控制點(diǎn)C到各RF發(fā)送機(jī)站點(diǎn)(S1、S2等)經(jīng)站點(diǎn)間通信鏈路(L1、L2等)提供的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)隨機(jī)時(shí)間延遲偏移。各調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)流輸出在各站點(diǎn)被暫時(shí)存儲(chǔ)在與每個(gè)站點(diǎn)的調(diào)制解調(diào)器相連的存儲(chǔ)緩沖器M1、M2等中。從控制點(diǎn)C經(jīng)各鏈路信道提供給每個(gè)站點(diǎn)的定時(shí)信息在每個(gè)站點(diǎn)上初始設(shè)置存儲(chǔ)緩沖器的輸出定時(shí)，消除發(fā)送定時(shí)的模糊。在連續(xù)的基礎(chǔ)上，按照上面所描述的通過專用鏈路信道從控制點(diǎn)C連續(xù)提供到每個(gè)站點(diǎn)的一對(duì)基準(zhǔn)頻率音，在每個(gè)站點(diǎn)的再同步電路周期性地再同步存儲(chǔ)緩沖器的輸出定時(shí)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，對(duì)按照本發(fā)明的改進(jìn)的多站點(diǎn)射頻通信聯(lián)播系統(tǒng)的示例性實(shí)施例進(jìn)行討論。在所有站點(diǎn)(包括控制點(diǎn)C)的GPS接收機(jī)301、301a和301b提供從經(jīng)衛(wèi)星300的公共GPS定時(shí)信號(hào)廣播中捕獲的基準(zhǔn)信號(hào)。在每個(gè)站點(diǎn)的信號(hào)音產(chǎn)生器電路302、302a、302b利用接收的GPS定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)音產(chǎn)生高頻9600bps的數(shù)據(jù)時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)音和低頻數(shù)據(jù)“選通”(定時(shí))信號(hào)音，這些信號(hào)音由萬用再同步電路303、303a、303b用于執(zhí)行周期性的再同步操作。按照本發(fā)明，只要選擇的頻率是數(shù)據(jù)流的幀定時(shí)的整數(shù)約數(shù)(即，數(shù)據(jù)幀周期被選通頻率周期除)和9600的一個(gè)約數(shù)(例如，利用100Hz提供10ms的選通周期；60Hz提供16.6的選通周期；等等)，則可使用大大地低于例如300Hz的一個(gè)選通信號(hào)頻率。選通頻率最好根據(jù)所期望的系統(tǒng)鏈路潛在變化進(jìn)行選擇。
再同步基準(zhǔn)信號(hào)音不經(jīng)站點(diǎn)間通信鏈路從指定的控制點(diǎn)發(fā)送到各個(gè)站點(diǎn)，像上面討論的EGE聯(lián)播系統(tǒng)那樣。因此對(duì)于再同步信號(hào)不要求附加的相位穩(wěn)定的延遲補(bǔ)償信道。而代之以，再同步操作是分別由在每個(gè)聯(lián)播系統(tǒng)站點(diǎn)上的萬用再同步電路303、303a、303b利用由信號(hào)音產(chǎn)生器電路302、302a、302b從接收的GPS信號(hào)得到的再同步基準(zhǔn)信號(hào)音，在連續(xù)的基礎(chǔ)上周期性地執(zhí)行的。因此，重新定時(shí)的(重新同步的)數(shù)據(jù)在連續(xù)的基礎(chǔ)上被提供到用于聯(lián)播射頻發(fā)送的每個(gè)站點(diǎn)的各個(gè)信道發(fā)送機(jī)304、304a、304b。此外，由于一種再同步操作強(qiáng)迫數(shù)據(jù)流同步到正確的聯(lián)播系統(tǒng)定時(shí)上，每當(dāng)執(zhí)行再同步操作時(shí)，任何站點(diǎn)間互連鏈路的潛在變化(在“選通”信號(hào)定時(shí)窗口內(nèi))都將被自動(dòng)校正。再有，用于提供再同步的這種改進(jìn)的安排減小了定時(shí)抖動(dòng)和不需要對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)音極性的同步檢查。
還如圖3描述的，GPS接收機(jī)301、301a、301b包括一個(gè)延遲單元，提供以0.5μs遞增步幅長±125μs的可調(diào)信號(hào)延遲和延遲是經(jīng)一個(gè)RS-232端口可控的。從而，由本發(fā)明取得的一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)在于該聯(lián)播系統(tǒng)的細(xì)調(diào)定時(shí)調(diào)整可以經(jīng)RS-232鏈路在遠(yuǎn)地進(jìn)行。
雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行描述的，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明將不限于所描述的實(shí)施例，而相反，本發(fā)明將試圖覆蓋包括在后附的權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效的安排。
權(quán)利要求
1.在具有向多個(gè)射頻發(fā)送機(jī)站點(diǎn)提供以定時(shí)數(shù)據(jù)幀組成的高速數(shù)據(jù)流的一個(gè)中心站點(diǎn)，和每個(gè)所述發(fā)送機(jī)站點(diǎn)包括用于接收和存儲(chǔ)所述高速數(shù)據(jù)信號(hào)流的多相位調(diào)制解調(diào)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)緩沖器類型的聯(lián)播射頻(RF)通信系統(tǒng)中，在每個(gè)所述發(fā)送機(jī)站點(diǎn)接收的所述數(shù)據(jù)信號(hào)具有相對(duì)于在另一個(gè)所述發(fā)送機(jī)站點(diǎn)接收的所述數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)間模糊，每個(gè)所述發(fā)送機(jī)站點(diǎn)還包括用于從所述高速數(shù)據(jù)信號(hào)流通過一個(gè)公共射頻信道周期性地再同步和相干地聯(lián)播信息的裝置，該系統(tǒng)包括一個(gè)全球定位衛(wèi)星(GPS)定時(shí)基準(zhǔn)廣播信號(hào)接收機(jī)；一個(gè)再同步信號(hào)音產(chǎn)生器，所述信號(hào)音產(chǎn)生器提供同步到由所述GPS接收機(jī)接收的廣播GPS定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的一對(duì)基準(zhǔn)頻率音；和響應(yīng)于所述一對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)音的一個(gè)萬用再同步電路，所述萬用再同步電路同步從所述接收的和存儲(chǔ)的高速數(shù)據(jù)信號(hào)流的所述緩沖器裝置讀出，實(shí)現(xiàn)由所述多個(gè)射頻站點(diǎn)的同時(shí)發(fā)送。
2.權(quán)利要求1的聯(lián)播通信系統(tǒng)，其中所述再同步信號(hào)音產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)9600Hz數(shù)據(jù)時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)和一個(gè)低頻數(shù)據(jù)選通信號(hào)音。
3.按照權(quán)利要求2的聯(lián)播通信系統(tǒng)，其中所述低頻數(shù)據(jù)選通信號(hào)音是所述聯(lián)播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流幀定時(shí)的整數(shù)約數(shù)和9600的約數(shù)。
4.按照權(quán)利要求2的聯(lián)播通信系統(tǒng)，其中所述低頻數(shù)據(jù)選通信號(hào)音是300Hz。
5.在具有提供高速數(shù)據(jù)信號(hào)到多個(gè)射頻發(fā)送機(jī)站點(diǎn)的中心站點(diǎn)類型的聯(lián)播射頻(RF)通信系統(tǒng)中，在每個(gè)所述發(fā)送機(jī)站點(diǎn)接收的所述數(shù)據(jù)信號(hào)具有相對(duì)于在另一個(gè)所述發(fā)送機(jī)站點(diǎn)接收的所述數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)間模糊，在每個(gè)所述發(fā)送機(jī)站點(diǎn)用于通過從所述高速數(shù)據(jù)信號(hào)流的公共射頻信道信息同步和相干聯(lián)播的改進(jìn)裝置，該通信系統(tǒng)包括用于從GPS系統(tǒng)的廣播發(fā)送中接收和提取一個(gè)定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的接收機(jī)裝置；用于產(chǎn)生同步到所述GPS信號(hào)上的一對(duì)再同步基準(zhǔn)頻率信號(hào)音的再同步信號(hào)音產(chǎn)生裝置；用于接收和存儲(chǔ)所述高速數(shù)據(jù)信號(hào)流的存儲(chǔ)緩沖器裝置；和響應(yīng)于所述一對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)音，在連續(xù)的基礎(chǔ)上利用至少所述再同步基準(zhǔn)頻率信號(hào)音之一周期性地再同步所述高速信號(hào)流的讀出信號(hào)的萬用再同步電路裝置。
6.在具有多個(gè)空間上分離的在基本相同射頻頻率上發(fā)送基本相同的射頻信號(hào)的射頻發(fā)送機(jī)的聯(lián)播射頻通信系統(tǒng)中，每個(gè)所述射頻發(fā)送機(jī)具有一個(gè)相關(guān)的GPS接收機(jī)，一種周期地再同步從每個(gè)所述射頻發(fā)送機(jī)發(fā)送的射頻信號(hào)的方法包括步驟(a)在每個(gè)所述射頻發(fā)送機(jī)的一個(gè)緩沖器中暫時(shí)存儲(chǔ)要發(fā)送的射頻信號(hào)數(shù)據(jù)；(b)產(chǎn)生同步到所述GPS信號(hào)的一對(duì)再同步基準(zhǔn)信號(hào)音；(c)在所述多個(gè)發(fā)送機(jī)的每一個(gè)發(fā)送機(jī)，在連續(xù)的基礎(chǔ)上，時(shí)時(shí)地和以響應(yīng)于所述一對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)音的速率，周期地再同步在所述緩沖器的要被發(fā)送的射頻信號(hào)數(shù)據(jù)的讀出信號(hào)。
7.在包括通過數(shù)據(jù)鏈路連接在空間相分離的多個(gè)射頻發(fā)送機(jī)的一個(gè)控制點(diǎn)類型的射頻(RF)聯(lián)播系統(tǒng)中，在所述控制點(diǎn)上可使用同步到接收的全球定位衛(wèi)星(GPS)信號(hào)廣播的時(shí)鐘信號(hào)，一種從所述多個(gè)發(fā)送機(jī)提供基本上同時(shí)的高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送的改進(jìn)方法，所述改進(jìn)方法包括以下步驟響應(yīng)于所述控制點(diǎn)可用的所述時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)，從所述控制點(diǎn)到所述多個(gè)發(fā)送機(jī)通過所述數(shù)據(jù)鏈路分配所述高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述高速數(shù)據(jù)的所述分配包括在所述多個(gè)發(fā)送機(jī)的每一個(gè)發(fā)送機(jī)接收和在緩沖器中存儲(chǔ)所述高速數(shù)據(jù)的步驟在每個(gè)所述發(fā)送機(jī)從GPS廣播接收定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)；在每個(gè)所述發(fā)送機(jī)產(chǎn)生同步到所述接收的GPS基準(zhǔn)信號(hào)的定時(shí)/頻率信號(hào)；在每個(gè)所述發(fā)送機(jī)響應(yīng)于所述產(chǎn)生的定時(shí)/頻率信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)另外的時(shí)鐘信號(hào)；在所述多個(gè)發(fā)送機(jī)的每一個(gè)發(fā)送機(jī)，時(shí)時(shí)地和以響應(yīng)于所述定時(shí)/頻率信號(hào)和所述另外的時(shí)鐘信號(hào)的速率同步所述從緩沖器讀出的所述高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；和通過射頻信道發(fā)送所述讀出的已同步數(shù)據(jù)。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其中所述同步步驟包括以響應(yīng)于所述定時(shí)/頻率信號(hào)的速率在連續(xù)的基礎(chǔ)上周期地再同步從存儲(chǔ)在所述緩沖器讀出的所述存儲(chǔ)的高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
全文摘要
在一種多站點(diǎn)射頻聯(lián)播發(fā)送系統(tǒng)中,由于多相位調(diào)制解調(diào)器從多個(gè)相位中的任意一個(gè)相位恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào),從一個(gè)控制點(diǎn)經(jīng)由站點(diǎn)間通信鏈路(L1,L2,等)向各個(gè)射頻發(fā)送機(jī)站點(diǎn)提供的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)隨機(jī)時(shí)間延遲偏移。各個(gè)調(diào)制解調(diào)器的輸出數(shù)據(jù)碼流被暫時(shí)存儲(chǔ)在各站點(diǎn)的存儲(chǔ)緩沖器中以便對(duì)同時(shí)的射頻發(fā)送信號(hào)進(jìn)行暫時(shí)同步。在每個(gè)站點(diǎn)上,存儲(chǔ)緩沖器利用一個(gè)萬用“再同步”電路在連續(xù)的基礎(chǔ)上周期地再同步以保持最佳的聯(lián)播系統(tǒng)性能。從利用每個(gè)聯(lián)播系統(tǒng)站點(diǎn)上的GPS(全球定位衛(wèi)星)接收機(jī)捕獲的一個(gè)公共衛(wèi)星基準(zhǔn)信號(hào)分別得到的用于執(zhí)行周期性“再同步”操作所要求的一個(gè)9600bps數(shù)據(jù)時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)和一個(gè)低頻數(shù)據(jù)“選通”(定時(shí))信號(hào)。再同步操作是在連續(xù)的基礎(chǔ)上分別由每個(gè)聯(lián)播系統(tǒng)站點(diǎn)和利用從接收的GPS信號(hào)得到的再同步基準(zhǔn)信號(hào)音分配的多站點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)流周期性地執(zhí)行。
文檔編號(hào)H04H20/67GK1175333SQ95197645
公開日1998年3月4日 申請(qǐng)日期1995年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月27日
發(fā)明者T·A·布朗 申請(qǐng)人:艾利森公司