專利名稱：動(dòng)態(tài)選擇用來傳送定向消息的發(fā)射機(jī)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，具體地說是在通信系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)選擇一個(gè)用于傳送消息的理想發(fā)射機(jī)的裝置和方法。
無線通信系統(tǒng)或消息系統(tǒng)是已知的。這類系統(tǒng)一般包括發(fā)射消息的發(fā)射機(jī)，接收消息的消息單元(Mu)或便攜消息單元(PMU)，控制消息傳送操作的控制器，和耦合到諸如電話或因特網(wǎng)系統(tǒng)之類的公共交換業(yè)務(wù)的終端或網(wǎng)關(guān)。這類系統(tǒng)通常使用聯(lián)播發(fā)射模式傳送消息。聯(lián)播模式表示一個(gè)地區(qū)內(nèi)的所有發(fā)射機(jī)同時(shí)在相同射頻上活動(dòng)的情況。為了簡(jiǎn)化，并確實(shí)能夠以聯(lián)播模式成功地通信，必須非常小心以確保對(duì)從不同發(fā)射機(jī)發(fā)出的并且到達(dá)每個(gè)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度相等的位置的無線信號(hào)的調(diào)制是相位相干或同相的。這里的相等指的是信號(hào)強(qiáng)度在通常的消息單元的俘獲比內(nèi)或接近俘獲比，或當(dāng)使用調(diào)頻時(shí)對(duì)許多消息接收機(jī)來說在約6dB內(nèi)。
已經(jīng)證明聯(lián)播操作在到達(dá)位于大地區(qū)內(nèi)某些未知位置的消息接收機(jī)方面非常有效。然而，除在系統(tǒng)中的任何地方傳送或發(fā)射單個(gè)消息外，由于系統(tǒng)所使用的射頻不能再為任何目的而被同時(shí)使用，可能不適當(dāng)?shù)叵拗屏送耆蕾囉诼?lián)播操作的消息發(fā)送系統(tǒng)的容量。從業(yè)人員已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了解消息單元的位置將允許系統(tǒng)的一部分，例如一個(gè)發(fā)射機(jī)向期望的消息單元發(fā)射消息。同時(shí)，該系統(tǒng)的其它部分，例如其它發(fā)射機(jī)可用于其它任務(wù)(例如向其它消息單元傳送其它消息)而不會(huì)產(chǎn)生干擾，從而更好地利用系統(tǒng)容量。
認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)后，某些系統(tǒng)對(duì)在一個(gè)區(qū)域內(nèi)提供覆蓋的每個(gè)發(fā)射機(jī)采用唯一的數(shù)字識(shí)別(ID)信號(hào)或代碼。這些數(shù)字識(shí)別信號(hào)或數(shù)字色標(biāo)碼是從每個(gè)發(fā)射機(jī)聯(lián)播的，具有與聯(lián)播發(fā)射的消息匹配的地址的消息單元向該系統(tǒng)發(fā)回其已接收該數(shù)字ID的報(bào)告。此后，該系統(tǒng)嘗試僅利用帶有該數(shù)字ID的發(fā)射機(jī)向該單元傳送進(jìn)一步的或附加的同時(shí)存在的消息。后一種操作模式經(jīng)常是指定向或定向傳送或非聯(lián)播的操作。雖然使用數(shù)字色標(biāo)碼可提供大規(guī)模的定向消息傳送，并因此系統(tǒng)內(nèi)的其它發(fā)射機(jī)能相當(dāng)程度上重復(fù)使用系統(tǒng)頻率，這些系統(tǒng)仍然保留了某些缺陷或限制。
例如，如果接收了各自具有近似相等幅度的兩個(gè)信號(hào)，數(shù)字色標(biāo)碼將相互干擾并且誰也不能準(zhǔn)確地恢復(fù)。這種情況下，消息單元不能確定哪個(gè)發(fā)射機(jī)正在提供覆蓋。在任何一種情況下，當(dāng)只恢復(fù)單個(gè)數(shù)字ID時(shí)，它表示在消息單元的位置提供最好或最強(qiáng)信號(hào)的發(fā)射機(jī)。帶有其相應(yīng)數(shù)字ID的較弱信號(hào)將丟失，即使較弱的信號(hào)具有完全足夠的信號(hào)電平。在這種情況下，可能會(huì)失去向兩個(gè)消息單元傳送同期(contemporaneous)定向消息的潛在機(jī)會(huì)，導(dǎo)致系統(tǒng)的利用率降低。很明顯，需要一種動(dòng)態(tài)地選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)陌l(fā)射機(jī)來傳送定向消息以便有效地利用系統(tǒng)資源的方法和裝置。
被認(rèn)為本發(fā)明的新的特性的內(nèi)容都?xì)w納在后面所附的權(quán)利要求書中。然而，可以通過參考附圖最佳地理解本發(fā)明及其進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1以一種典型形式描繪了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的消息系統(tǒng)；圖2示出了一個(gè)典型識(shí)別信號(hào)的頻譜曲線；圖3示出了第二個(gè)典型識(shí)別信號(hào)的頻譜曲線；圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明適合于在圖1的系統(tǒng)中使用的消息單元的優(yōu)選方框圖；圖5示出適合于在圖1的消息系統(tǒng)中使用的部分轉(zhuǎn)發(fā)信道幀結(jié)構(gòu)；圖6描繪了在適合于在圖1的系統(tǒng)中使用的圖4的消息單元檢測(cè)的典型接收頻譜；圖7描繪了從圖1系統(tǒng)的觀點(diǎn)操作的優(yōu)選方法的流程圖；圖8描繪了從圖4消息單元的觀點(diǎn)的替換方法實(shí)施例的流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明在圖17的控制器中包括的發(fā)送器的操作流程圖10是圖11的通信系統(tǒng)中包括的PMU的電路方框圖，用于根據(jù)本發(fā)明計(jì)算C/I值并向控制器提供發(fā)射機(jī)分組的指示。
圖11是根據(jù)與由根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射機(jī)發(fā)射的單音相關(guān)的載波干擾比(C/I)值把發(fā)射機(jī)分組成重復(fù)使用組的通信系統(tǒng)示意圖。
圖12和13是根據(jù)本發(fā)明可把圖11的發(fā)射機(jī)分組成不同重復(fù)使用組的示意圖。
圖14是便攜消息單元的電路方框圖，用于根據(jù)本發(fā)明向圖11的通信系統(tǒng)中包括的控制器提供接收單音的信號(hào)強(qiáng)度。
圖15是根據(jù)本發(fā)明在圖14的PMU中包括的處理器操作的流程圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明在圖14的PMU中包括的測(cè)量器操作的流程圖。
圖17是在圖1的通信系統(tǒng)中包括的控制器的電路方框圖，用于根據(jù)本發(fā)明計(jì)算C/I和把發(fā)射機(jī)分成重復(fù)使用的組。
圖18是描繪根據(jù)本發(fā)明在圖17的控制器中包括的計(jì)算器的操作流程圖。
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，包括消息系統(tǒng)，選擇性消息系統(tǒng)和該系統(tǒng)的消息發(fā)送單元(MU)或便攜消息單元(PMU)，以及這些系統(tǒng)中的方法，所有這些涉及一種改進(jìn)和發(fā)明的方案，以確定和選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)陌l(fā)射機(jī)或發(fā)射機(jī)組，把定向消息傳送到用戶消息單元。討論一種在以聯(lián)播模式工作配置和構(gòu)成的消息系統(tǒng)中選擇傳送定向消息的發(fā)射機(jī)的優(yōu)選方法，和對(duì)應(yīng)的消息系統(tǒng)。該方法包括命令第一和第二發(fā)射機(jī)分別以聯(lián)播模式發(fā)射包括一個(gè)基準(zhǔn)參數(shù)和一個(gè)第一識(shí)別信號(hào)的第一信號(hào)以及包括該基準(zhǔn)參數(shù)和一個(gè)第二識(shí)別信號(hào)的第二信號(hào)，其中第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)分別與基準(zhǔn)信號(hào)相差第一和第二預(yù)定量；接收一個(gè)包括在一個(gè)消息單元位置確定的第一識(shí)別信號(hào)相對(duì)于第二識(shí)別信號(hào)的強(qiáng)度指示的確認(rèn)信號(hào)，該強(qiáng)度指示對(duì)應(yīng)于從第一和第二發(fā)射機(jī)選擇的優(yōu)選發(fā)射機(jī)，以便以非聯(lián)播模式把消息傳送到該消息單元。
確定優(yōu)選發(fā)射機(jī)后，可進(jìn)一步從該發(fā)射機(jī)以非聯(lián)播模式向該消息單元發(fā)射消息。基準(zhǔn)參數(shù)或基準(zhǔn)信號(hào)和識(shí)別信號(hào)的優(yōu)選形式包括一個(gè)基準(zhǔn)單音(tone)和多個(gè)識(shí)別(ID)單音，其中每個(gè)這樣的單音唯一地分配給一個(gè)發(fā)射機(jī)，以使給定消息單元通信范圍內(nèi)的任何兩個(gè)發(fā)射機(jī)沒有相同的識(shí)別單音。作為替換，基準(zhǔn)參數(shù)或基準(zhǔn)信號(hào)可以是僅包括相對(duì)高頻穩(wěn)定性系統(tǒng)中的載頻的任何信號(hào)屬性，只要基準(zhǔn)信號(hào)的某些特性是已知的，對(duì)所有發(fā)射機(jī)都類似，并且不受諸如調(diào)相通信系統(tǒng)中遇到的捕獲效應(yīng)(capture effect)之類的非線性影響。識(shí)別信號(hào)雖然最好是單音，也可以是任何正交信號(hào)，包括例如窗口化單音(windowed tone)。
可以考慮各自具有某些實(shí)用性的各種形式的強(qiáng)度指示。第一種形式把在消息發(fā)送單元接收的所有識(shí)別單音與一個(gè)閾值比較，并報(bào)告滿足條件的所有或多個(gè)識(shí)別單音，而另一種形式僅報(bào)告由最好是多個(gè)發(fā)射范圍的加權(quán)平均確定的最強(qiáng)或最好的單音，以及作為一個(gè)用戶機(jī)，至少隱含地報(bào)告接收的發(fā)射機(jī)ID單音都不滿足的情況。在最后一種情況下，可假設(shè)對(duì)于報(bào)告該情況的消息單元應(yīng)延遲進(jìn)一步的消息或替代地，以聯(lián)播模式發(fā)射。
還討論另一種確定用于向消息單元傳送消息的理想發(fā)射機(jī)的優(yōu)選方法，和對(duì)應(yīng)的消息單元或選擇性消息單元。該方法包括接收包括一個(gè)基準(zhǔn)參數(shù)或信號(hào)、第一識(shí)別信號(hào)、和第二識(shí)別信號(hào)的聯(lián)播信號(hào)，其中第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)在頻譜間隔上最好與基準(zhǔn)信號(hào)分別相差第一和第二預(yù)定量，該第一和第二預(yù)定量分別對(duì)應(yīng)于第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)；比較第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)以提供強(qiáng)度指示；和發(fā)射包括與該強(qiáng)度指示對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)識(shí)別的信號(hào)。對(duì)于這種方法，通過如下面進(jìn)一步討論的對(duì)應(yīng)結(jié)果，對(duì)基準(zhǔn)和識(shí)別信號(hào)對(duì)應(yīng)采用優(yōu)選形式。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選消息系統(tǒng)包括多個(gè)以聯(lián)播模式或非聯(lián)播、重復(fù)使用模式工作來配置和構(gòu)成的發(fā)射機(jī)。該系統(tǒng)包括一個(gè)第一發(fā)射機(jī)，用于以聯(lián)播模式發(fā)射包括一個(gè)基準(zhǔn)參數(shù)或信號(hào)和與該基準(zhǔn)信號(hào)相差或頻譜上相隔第一預(yù)定量的第一識(shí)別信號(hào)的第一信號(hào)；一個(gè)第二發(fā)射機(jī)，用于以聯(lián)播模式發(fā)射包括該基準(zhǔn)參數(shù)和一個(gè)與該基準(zhǔn)信號(hào)頻譜上相隔第二預(yù)定量的第二識(shí)別信號(hào)的第二信號(hào)；一個(gè)基站接收機(jī)，用于接收包括與在一個(gè)消息單元位置確定的第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)的比較結(jié)果對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度指示的確認(rèn)信號(hào)，其中強(qiáng)度指示對(duì)應(yīng)于為以非聯(lián)播模式向該消息發(fā)送單元傳送消息而從第一和第二發(fā)射機(jī)選擇的優(yōu)選發(fā)射機(jī)。該系統(tǒng)最好另外包括一個(gè)耦合到所有發(fā)射機(jī)和基站的控制器，用于控制該系統(tǒng)和以聯(lián)播或非聯(lián)播模式安排或指揮發(fā)射。使用基準(zhǔn)和識(shí)別信號(hào)的相似優(yōu)選形式并推導(dǎo)出相似結(jié)果。
為了更清楚地理解本發(fā)明，請(qǐng)讀者參見描繪代表消息系統(tǒng)(100)，最好是選擇性消息系統(tǒng)的圖1。消息系統(tǒng)包括一個(gè)耦合到諸如公用交換電話網(wǎng)(103)之類的消息資源的網(wǎng)關(guān)或終端(101)。該終端可從摩托羅拉的WMGTM產(chǎn)品以及其他制造商處得到。終端耦合到系統(tǒng)控制器(105)，例如摩托羅拉的RFCTM或CONDUCTOR，并且該終端經(jīng)常與系統(tǒng)控制器相關(guān)。終端和系統(tǒng)控制器一起工作，向系統(tǒng)控制器傳送帶有目的地地址的消息，或從PSTN和發(fā)送端回到終端的各種響應(yīng)。
消息系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)射機(jī)，圖中的三個(gè)發(fā)射機(jī)描繪為第一、第二和第n個(gè)發(fā)射機(jī)(107,109,…,111)。發(fā)射機(jī)可使用摩托羅拉的NUCLEUSⅡTM發(fā)射機(jī)，并通過出站網(wǎng)絡(luò)信道(113)耦合到系統(tǒng)控制器。出站網(wǎng)絡(luò)信道最好是租用的電話線，但可以是通過包括無線鏈路的任何適當(dāng)組網(wǎng)或通信協(xié)議工作的任何適當(dāng)媒體。該系統(tǒng)，特別是控制器和發(fā)射機(jī)是以聯(lián)播和非聯(lián)播模式工作配置和構(gòu)成的。以聯(lián)播模式工作通常是已知暗指對(duì)在所有發(fā)射機(jī)發(fā)出的所有載波的調(diào)制基本上相位相干，并且這是通過確保所有發(fā)射機(jī)同時(shí)發(fā)射相同消息來實(shí)現(xiàn)的。非聯(lián)播操作是一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)以獨(dú)立的方式操作，因而可能借助發(fā)射機(jī)的重復(fù)使用來增加系統(tǒng)容量。諸如通常用來向定時(shí)信息提供與聯(lián)播操作有關(guān)或聯(lián)播操作所需精確程度的基于衛(wèi)星或GPS系統(tǒng)之類的特定設(shè)備是已知的，因此不再進(jìn)一步涉及和討論，并且未特別示出。
通常，系統(tǒng)控制器對(duì)系統(tǒng)提供控制，包括對(duì)準(zhǔn)備送到已登記或預(yù)訂了系統(tǒng)業(yè)務(wù)的消息單元(例如圖中所示的兩個(gè)單元(115,117))的消息進(jìn)行進(jìn)度安排。這些消息轉(zhuǎn)發(fā)到發(fā)射機(jī)，以便隨后在一個(gè)特定時(shí)期根據(jù)系統(tǒng)協(xié)議在轉(zhuǎn)發(fā)或出站無線信道(119)上發(fā)射。另外，消息系統(tǒng)包括多個(gè)基站接收機(jī)，例如圖中所示的通過入站或網(wǎng)絡(luò)信道(125)耦合到系統(tǒng)控制器的兩個(gè)基站接收機(jī)(121,123)。在消息單元發(fā)出的或是自發(fā)發(fā)出的消息或是響應(yīng)消息的接收而發(fā)出的消息，由反向或入站無線信道(127)耦合到一個(gè)或多個(gè)基站接收機(jī)，在此，在入站或網(wǎng)絡(luò)信道上把這些消息轉(zhuǎn)發(fā)或轉(zhuǎn)播到系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器可以使用這些入站消息進(jìn)行進(jìn)度安排決定，或可以把它們轉(zhuǎn)發(fā)到終端，例如如果準(zhǔn)備把它們送到用戶目的地。
具體地說，操作中的消息系統(tǒng)包括第一發(fā)射機(jī)(107)，以聯(lián)播模式在轉(zhuǎn)發(fā)信道(119)上發(fā)射第一信號(hào)，最好是FM調(diào)制的無線信號(hào)。參見圖2的頻譜曲線，第一信號(hào)包括基準(zhǔn)信號(hào)(201)和第一識(shí)別信號(hào)或是由基準(zhǔn)信號(hào)(201)和第一識(shí)別信號(hào)調(diào)制，基準(zhǔn)信號(hào)最好是1000Hz的基準(zhǔn)單音，第一識(shí)別信號(hào)最好是1200Hz的唯一第一發(fā)射機(jī)識(shí)別單音，與所述基準(zhǔn)信號(hào)在頻譜上相隔第一預(yù)定量，最好是200Hz。同樣，包括以聯(lián)播模式在轉(zhuǎn)發(fā)信道上發(fā)射第二，最好是FM調(diào)制的無線信號(hào)的第二發(fā)射機(jī)(109)。參見圖3的頻譜曲線，第二信號(hào)包括基準(zhǔn)信號(hào)(201)和第二識(shí)別信號(hào)，或是由基準(zhǔn)信號(hào)(201)和第二識(shí)別信號(hào)調(diào)制，1400Hz的第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音最好是與基準(zhǔn)信號(hào)在頻譜上相隔第二預(yù)定量，最好是400Hz。概括地說，許多基站可通過其相應(yīng)的識(shí)別單音和共用基準(zhǔn)參數(shù)聯(lián)播其相應(yīng)的信號(hào)，在此，可通過正在根據(jù)在此討論的發(fā)明原理工作的共用覆蓋區(qū)中的接收機(jī)來區(qū)分單音和每個(gè)發(fā)射機(jī)。已考慮了多達(dá)30個(gè)不同的識(shí)別單音，所有識(shí)別單音最好分別間隔200Hz。
一般來說，在一個(gè)實(shí)際的消息系統(tǒng)中，多個(gè)發(fā)射機(jī)全部以聯(lián)播模式發(fā)射，每個(gè)發(fā)射機(jī)具有一個(gè)最好是唯一的發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的唯一識(shí)別信號(hào)，和一個(gè)共用基準(zhǔn)參數(shù)或基準(zhǔn)信號(hào)，最好是基準(zhǔn)單音。系統(tǒng)控制器負(fù)責(zé)向基站群或組內(nèi)的每個(gè)基站分配唯一識(shí)別信號(hào)，僅在不同的群內(nèi)利用熟知的重復(fù)使用原理從諸如蜂窩系統(tǒng)之類的空間分集系統(tǒng)重新分配相同的識(shí)別信號(hào)。優(yōu)選系統(tǒng)是預(yù)定消息系統(tǒng)(scheduled messaging system)，例如根據(jù)在此公開的發(fā)明原理改進(jìn)的摩托羅拉的ReFLEXTM或inFLEXionTM系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有例如圖5所示的由轉(zhuǎn)發(fā)無線信道構(gòu)成的幀和時(shí)隙。
圖5示出優(yōu)選的幀結(jié)構(gòu)(500)，例如每當(dāng)系統(tǒng)具有將要傳送的消息并需要了解目的地消息單元的所在地時(shí)，聯(lián)播模式不時(shí)地發(fā)射該幀結(jié)構(gòu)。該幀結(jié)構(gòu)包括一個(gè)第一同步部分(501)，一個(gè)第二同步部分(503)，和該幀的剩余部分(505)。同步部分向轉(zhuǎn)發(fā)無線信道提供足夠的信息，以允許與消息單元有關(guān)的幀、字、和比特同步，同時(shí)還提供諸如區(qū)域標(biāo)識(shí)符(zone identifier)、幀編號(hào)、周期編號(hào)(cyclenumbers)等可能是系統(tǒng)中的工作所必需的與協(xié)議有關(guān)的額外開銷信息，但在此不進(jìn)一步涉及。幀的剩余部分包括消息發(fā)送單元地址和每個(gè)消息單元在轉(zhuǎn)發(fā)和反向無線信道上的進(jìn)度信息(schedulinginformation)。
第一同步部分為90毫秒(ms)長(zhǎng)，并且最好以1600Bps發(fā)射。該部分包括一個(gè)持續(xù)時(shí)間為10ms或相當(dāng)于16比特的識(shí)別或色標(biāo)碼部分(507)。通過測(cè)試，該持續(xù)時(shí)間已成功地從5ms改變到多達(dá)40ms并可被包括在幀結(jié)構(gòu)的任何預(yù)定位置。在給定的基站區(qū)或群內(nèi)的上述識(shí)別信號(hào)，具體地說是唯一碼，每個(gè)基站的該信號(hào)最好在部分(507)期間聯(lián)播發(fā)射。
上面的聯(lián)播信號(hào)可能由消息單元(MU)(例如消息單元(117))作為聯(lián)播信號(hào)接收。參見圖4的方框圖，該MU基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)并以確定用于傳送消息的理想(desirable)發(fā)射機(jī)配置和構(gòu)成，該MU包括一個(gè)接收機(jī)(403)，用于接收聯(lián)播信號(hào)，聯(lián)播信號(hào)包括結(jié)構(gòu)相加(constructive addition)后檢測(cè)的基準(zhǔn)信號(hào)(201)，通過路徑損耗檢測(cè)的第一識(shí)別信號(hào)(203)，和通過路徑損耗檢測(cè)的第二識(shí)別信號(hào)(303)，其中保存了所有區(qū)別，例如基準(zhǔn)參數(shù)和識(shí)別信號(hào)之間的頻譜間隔。
MU還包括，這里只示出了與接收機(jī)(403)相連的一部分，一個(gè)緩沖器(405)和比較器(408)，用于協(xié)同操作以比較信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量，最好是第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)，以便在輸出端(406)提供指示或強(qiáng)度指示信號(hào)。比較器選擇與相關(guān)的發(fā)射機(jī)識(shí)別信號(hào)對(duì)應(yīng)的適當(dāng)指示信號(hào)，并將指示信號(hào)提供給MU發(fā)射機(jī)(407)。MU發(fā)射機(jī)(407)在反向無線信道上發(fā)射包括該指示或強(qiáng)度指示信號(hào)和發(fā)射機(jī)識(shí)別的信號(hào)。概括地說，此后系統(tǒng)控制器(105)進(jìn)一步指揮目的地為該MU的消息，并因此而由該MU以非聯(lián)播模式從與該指示或發(fā)射機(jī)識(shí)別對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)接收。
接收機(jī)(403)主要基于DSP，并耦合到基于摩托羅拉68300或類似的系列微處理器的控制器(409)，并由控制器(409)控制?？刂破?409)執(zhí)行已知的或給出在此討論的發(fā)明原理并注意諸如正確的操作功能、定時(shí)、合成器頻率設(shè)定等通常是熟知的無線管理后，易于由普通技術(shù)人員開發(fā)的軟件程序。接收機(jī)還包括一個(gè)耦合到天線(402)的RF前端(411),RF前端(411)工作以濾波，放大，和選擇給定的頻率載波信號(hào)，解調(diào)載波以提供所有熟知的基帶信號(hào)。當(dāng)接收到指定給用戶消耗的可視或可聽的消息時(shí)，開關(guān)(413)把消息路由選擇到消息處理器(415)和用戶I/O(417)。另外，接收的所有消息以基帶格式耦合到熟知的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(419)，在此以每秒8比特51.2千的速率對(duì)它們抽樣。
根據(jù)熟知的128點(diǎn)或作為替換根據(jù)256點(diǎn)快速付立葉變換(FFT)函數(shù)(421)處理這些抽樣或字。接收的聯(lián)播信號(hào)最好包括基準(zhǔn)參數(shù)或信號(hào)的基準(zhǔn)單音型式以及第一和第二識(shí)別信號(hào)的第一和第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的型式。如果是這樣，參見圖6，由緩沖器(405)緩沖和存儲(chǔ)該FFT的結(jié)果(600)。這些結(jié)果最好包括幅度峰值(601)和對(duì)應(yīng)的位置(603)，例如標(biāo)記為f1-f12的指定的識(shí)別信號(hào)或單音的第一，第二等識(shí)別信號(hào)頻譜相對(duì)于基準(zhǔn)參數(shù)(606)或基準(zhǔn)單音頻譜的位置。在優(yōu)選形式中，在FFT函數(shù)的每次運(yùn)算中，該結(jié)果耦合到緩沖器(405)，在緩沖器(405)中最好保持或存儲(chǔ)最后的多個(gè)，例如八個(gè)操作的游動(dòng)或滾動(dòng)加權(quán)平均或總和。一種更簡(jiǎn)單的方法是僅存儲(chǔ)最后的結(jié)果，雖然可靠性可能降低。
加權(quán)允許給出更新的結(jié)果或更大效應(yīng)的測(cè)量值，而多個(gè)測(cè)量值說明了無線信道的各種異常，例如衰減。已經(jīng)做出了一個(gè)具有滿意結(jié)果的簡(jiǎn)單線性加權(quán)曲線模型，其中給出更新的測(cè)量值是帶有接收線性相關(guān)中間加權(quán)的中間值的最老測(cè)量值的加權(quán)的兩倍?？刹捎脧?fù)雜的加權(quán)曲線，例如指數(shù)或幾何加權(quán)曲線，以便更仔細(xì)地形成更新和更老測(cè)量值的效果。正如前面指出或暗示的，比較器通過掃描和比較所有接收的幅度峰值或其加權(quán)總和并選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)幕蚩山邮艿?，最好是這些峰值或總和中最好的或最強(qiáng)的一個(gè)來提供指示或強(qiáng)度指示信號(hào)。作為對(duì)于報(bào)告最強(qiáng)峰值的一種替換，可以報(bào)告所有可接受的峰值或總和或指示。
作為例子并假設(shè)來自FFT函數(shù)的單個(gè)結(jié)果的簡(jiǎn)單情況，通過觀察圖6表明最強(qiáng)的識(shí)別信號(hào)，在此為單音，是f1(607)以及接近的次強(qiáng)的f5(609)和f6(611)。假設(shè)一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，發(fā)射機(jī)1(107)顯現(xiàn)出最強(qiáng)的信號(hào)，因此，作為優(yōu)選發(fā)射機(jī)。替換實(shí)施例或?qū)Ρ葘?shí)施例將所有接收的識(shí)別單音與閾值(613)比較，然后提供與所有可接受的識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度指示信號(hào)，在此通過觀察，(607,609,611)表明可接受的對(duì)應(yīng)發(fā)射機(jī)1，發(fā)射機(jī)5，或發(fā)射機(jī)6。然而，應(yīng)指出，如果系統(tǒng)控制器嘗試?yán)冒l(fā)射機(jī)5或6中的一個(gè)向MU傳送定向消息，報(bào)告該狀態(tài)，并同時(shí)嘗試?yán)昧硪粋€(gè)發(fā)射機(jī)向另一個(gè)MU傳送消息，由于發(fā)射機(jī)5和6二者顯然由報(bào)告的MU以相同的電平接收，很可能不能成功地向報(bào)告的MU傳送消息。作為進(jìn)一步的替換，如果將所有接收的識(shí)別單音與閾值比較的結(jié)果表明沒有有可接受的識(shí)別單音，MU可仍用該狀態(tài)的指示報(bào)告。系統(tǒng)控制器將隱含地知道可用聯(lián)播模式而不是定向消息模式來進(jìn)行通信。
更一般的情況是，MU發(fā)射機(jī)(407)包括一個(gè)在輸出端(406)耦合到該指示的譯碼器(423)，輸出端把該指示引入出站發(fā)射比特流或一般所知道的信息。當(dāng)系統(tǒng)已尋址MU時(shí)，該出站比特流可表示一個(gè)確認(rèn)消息，或僅作為自發(fā)產(chǎn)生的消息。譯碼器耦合到編碼器和調(diào)制器(425)，如一般熟知的那樣，調(diào)制器用編碼的信號(hào)調(diào)制MU發(fā)射機(jī)載波，從而產(chǎn)生一調(diào)制載波，然后如大家熟知的由功率放大器(427)放大并耦合到天線(402)。這樣，MU，具體說是MU發(fā)射機(jī)發(fā)射一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)包括一個(gè)與基站或基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)射機(jī)的最強(qiáng)或最佳的識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)識(shí)別，與多個(gè)發(fā)射機(jī)的多個(gè)可接受識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的多個(gè)發(fā)射機(jī)識(shí)別，或者沒有可接受的識(shí)別單音及因此沒有可接受的發(fā)射機(jī)，這是通過把包括第一和第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的所有識(shí)別信號(hào)相互比較或與預(yù)定閾值比較而確定的。當(dāng)觀測(cè)到?jīng)]有可接受的識(shí)別單音時(shí)，MU接收機(jī)可利用例如第一和第二發(fā)射機(jī)以聯(lián)播模式進(jìn)一步接收發(fā)射。
來自MU的這些發(fā)射通常由一個(gè)或多個(gè)基站接收機(jī)(121,123)接收。因此基站接收機(jī)將接收一個(gè)包括一個(gè)指示的確認(rèn)信號(hào)，該指示對(duì)應(yīng)于在MU接收的所有識(shí)別信號(hào)的一個(gè)比較結(jié)果，該指示包括在MU位置確定的第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)，并且該指示對(duì)于向所述消息單元傳送定向消息將對(duì)應(yīng)于從第一和第二發(fā)射機(jī)選擇的優(yōu)選發(fā)射機(jī)?；窘邮諜C(jī)把該指示轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)控制器，并由控制器指揮向該MU的同期發(fā)射，由優(yōu)選發(fā)射機(jī)以非聯(lián)播或定向傳送模式承擔(dān)。
當(dāng)消息或確認(rèn)消息包括與最強(qiáng)識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的指示時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)用來嘗試傳送定向消息。當(dāng)該指示時(shí)應(yīng)于通過在消息單元把所述第一和所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音與預(yù)定閾值比較而確定的多個(gè)可接受識(shí)別單音時(shí)，系統(tǒng)控制器可選擇任何一個(gè)發(fā)射機(jī)用于后續(xù)的定向消息。這種情況下，特定的選擇可能取決于對(duì)其它系統(tǒng)業(yè)務(wù)考慮。如果該指示對(duì)應(yīng)于沒有可接受的識(shí)別單音，系統(tǒng)控制器需要為該MU延遲定向傳送的消息，或采用聯(lián)播嘗試，以便為該特定MU進(jìn)一步嘗試同期消息傳送。
參見圖7，提供對(duì)本發(fā)明方法實(shí)施例更詳細(xì)的說明。設(shè)定一個(gè)包括多個(gè)以聯(lián)播模式工作配置和構(gòu)成的發(fā)射機(jī)的消息系統(tǒng)，例如參見圖1討論的系統(tǒng)。該方法涉及在該多個(gè)發(fā)射機(jī)中選擇一個(gè)發(fā)射機(jī)用來向諸如參見圖4討論的MU之類的MU傳送定向的或非聯(lián)播的消息。該方法在700開始。步驟(703)指示向每個(gè)發(fā)射機(jī)分配識(shí)別(ID)信號(hào)。如前面討論的，該ID信號(hào)最好是一個(gè)單音，并且對(duì)于給定的幾何臨近區(qū)域中的每個(gè)基站是唯一的。提供這種唯一分配的方法可從例如具有類似問題的蜂窩電話工業(yè)的載頻分配中了解。分配一般是由系統(tǒng)操作員利用系統(tǒng)控制器處理，以便于任何進(jìn)一步的系統(tǒng)更新或改進(jìn)。
此后，步驟(705)確定是否開始或安排新幀?！靶聨笨梢允侨魏螘r(shí)間周期或按某些相對(duì)固定性規(guī)律出現(xiàn)的情況。在任何情況下，如果安排新幀或其它情況，步驟(707)指揮相應(yīng)識(shí)別信號(hào)的聯(lián)播發(fā)射，識(shí)別信號(hào)最好是對(duì)射頻載波調(diào)制的唯一識(shí)別單音，包括來自每個(gè)發(fā)射機(jī)的基準(zhǔn)參數(shù)，最好是調(diào)制的基準(zhǔn)單音。最好是系統(tǒng)控制器指揮至少是一個(gè)第一和一個(gè)第二發(fā)射機(jī)以聯(lián)播模式分別發(fā)射包括基準(zhǔn)參數(shù)和第一識(shí)別信號(hào)的第一信號(hào)以及包括基準(zhǔn)參數(shù)和第二識(shí)別信號(hào)的第二信號(hào)，第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)與基準(zhǔn)參數(shù)分別相差第一和第二預(yù)定量。步驟(707)后，程序分別在A(709)和B(711)進(jìn)入圖8和從圖8返回，在A(709)和B(711)最好是如下面討論的，由一個(gè)MU檢測(cè)和響應(yīng)聯(lián)播信號(hào)。
在B(711)之后，步驟(713)最好是從MU接收確認(rèn)信號(hào)或其它自發(fā)產(chǎn)生的信號(hào)，該信號(hào)具有與優(yōu)選發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)的ID信號(hào)的相對(duì)指示。該信號(hào)最好至少包括在消息發(fā)送單元位置確定的第一識(shí)別信號(hào)相對(duì)于第二識(shí)別信號(hào)的指示，該指示對(duì)應(yīng)于從第一和第二發(fā)射機(jī)選出的一個(gè)優(yōu)選發(fā)射機(jī)，以便向該消息單元傳送定向或非聯(lián)播消息。該接收步驟最好是在基站進(jìn)行，然后把接收的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)控制器和由系統(tǒng)控制器接收。
具體地說，步驟(713)包括步驟(715,717,719)，每一步驟表示取決于接收的特定指示的不同方法。通過比較所有的接收ID信號(hào)，當(dāng)該指示對(duì)應(yīng)于在MU位置確定的最佳或最強(qiáng)ID信號(hào)時(shí)，跟隨步驟(715)，隨后在步驟(721)最好由系統(tǒng)控制器選擇具有該對(duì)應(yīng)ID信號(hào)的發(fā)射機(jī)。應(yīng)注意，來自MU的指示可以包括或規(guī)定該優(yōu)選發(fā)射機(jī)，但是允許系統(tǒng)控制器進(jìn)行相關(guān)選擇將為將來的系統(tǒng)提供更大的靈活性。此后，步驟(725)指揮該優(yōu)選發(fā)射機(jī)以非聯(lián)播或定向傳送模式向MU發(fā)送任何進(jìn)一步的同期消息。
如果通過把所有接收的ID單音與一個(gè)閾值比較而在MU確定該指示對(duì)應(yīng)于多個(gè)可接受的ID信號(hào)，則建議多個(gè)可接受的發(fā)射機(jī)嘗試進(jìn)一步傳送定向消息，進(jìn)入步驟(717)，在步驟(717)之后，步驟(723)指揮選擇與多個(gè)ID信號(hào)之一對(duì)應(yīng)的一個(gè)發(fā)射機(jī)。最好由系統(tǒng)控制器執(zhí)行步驟(723)，最終選擇取決于例如其它系統(tǒng)的業(yè)務(wù)要求。在步驟(723)之后執(zhí)行步驟(725)。當(dāng)該指示未規(guī)定ID信號(hào)來以此表明與閾值比較時(shí)沒有可接受的ID信號(hào)時(shí)，進(jìn)入步驟(719)，然后執(zhí)行步驟(727)。步驟(727)以聯(lián)播模式控制向MU進(jìn)一步同期發(fā)送。圖7的方法雖然是在消息系統(tǒng)中設(shè)定的，最好在系統(tǒng)控制器執(zhí)行，并且通過軟件程序?qū)嵤?，從而便于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員根據(jù)在此討論的發(fā)明原理修改或編寫。
圖8在A(709)開始，描繪了用于確定向消息單元傳送消息的理想發(fā)射機(jī)的方法。該方法最好在MU主要用根據(jù)在此討論的原理編寫的容易得到或便于修改的軟件程序?qū)嵤员阍贛U的控制器或DSP中執(zhí)行。步驟(801)接收聯(lián)播信號(hào)，最好是在步驟(707)發(fā)射的。具體地說，聯(lián)播信號(hào)至少包括基準(zhǔn)參數(shù)，第一識(shí)別信號(hào)，和第二識(shí)別信號(hào)，第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)分別相差分別與第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)的第一和第二預(yù)定量。在步驟(803)，我們確定該信號(hào)是否包括要送給用戶的消息，如果包括，在步驟(805)處理并將該消息提供給用戶。
在任何一種情況下，步驟(807)對(duì)包括ID信號(hào)和基準(zhǔn)參數(shù)(最好是前面提到的單音)的聯(lián)播信號(hào)部分進(jìn)行FFT。在步驟(809)緩沖和存儲(chǔ)得到的ID信號(hào)的幅度。在任選步驟(811)，更新ID信號(hào)的加權(quán)滾動(dòng)(rolling)平均。步驟(813)對(duì)ID信號(hào)或加權(quán)滾動(dòng)平均進(jìn)行掃描和比較過程，并選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)闹甘尽２襟E(813)包括步驟(815,817,819,821)，依據(jù)特定的實(shí)施例有選擇地執(zhí)行這些步驟。
步驟(815)通過比較所有ID信號(hào)選擇最強(qiáng)的ID信號(hào)和ID信號(hào)的對(duì)應(yīng)指示，ID信號(hào)特別包括第一識(shí)別信號(hào)至第二識(shí)別信號(hào)，以便提供與理想發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)的指示。作為替換，步驟(817)選擇多個(gè)ID信號(hào)，每個(gè)ID信號(hào)滿足閾值和其對(duì)應(yīng)的指示。如果在步驟(819)確定沒有ID信號(hào)滿足該閾值，步驟(821)選擇一個(gè)空白指示。在任何情況下，步驟(813)之后，步驟(823)發(fā)射確認(rèn)信號(hào)或自發(fā)產(chǎn)生的信號(hào)，該信號(hào)包括從步驟(815,817，或821)選擇的指示，然后處理進(jìn)入B(711)。總之，圖7和8描繪了確定用于以聯(lián)播模式傳送消息的理想發(fā)射機(jī)的發(fā)明方法。選擇發(fā)射機(jī)并進(jìn)行了發(fā)射之后，MU以非聯(lián)播模式接收該發(fā)送，包括來自與該指示對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)的消息。
現(xiàn)在把上面描述的用于確定傳送定向消息的優(yōu)選和理想發(fā)射機(jī)的發(fā)明方法進(jìn)一步擴(kuò)展到把發(fā)射機(jī)分組，并在該組內(nèi)選擇用于向MU或PMU傳送定向消息的理想發(fā)射機(jī)的范圍。參見下面圖9-18的說明，分組是以優(yōu)化可提供的傳送消息的信號(hào)質(zhì)量同時(shí)改善或提高系統(tǒng)資源的利用率的方式實(shí)現(xiàn)的。
圖11說明了通信系統(tǒng)1100，包括一個(gè)或多個(gè)便攜消息單元(PMU)1105，例如無線收發(fā)信機(jī)，用于接收和發(fā)射無線信號(hào)。通信系統(tǒng)1100還包括至少一個(gè)射頻控制器(RFC)1110，用于控制系統(tǒng)1100的工作。特別是，RFC1110接收諸如消息之類的數(shù)據(jù)以便發(fā)送到PMU1105。RFC1110例如通過電話網(wǎng)(未示出)從常規(guī)的電話或調(diào)制解調(diào)器接收數(shù)據(jù)。然后，由RFC1110把消息提供給系統(tǒng)1100中包括的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)1115，把消息作為無線信號(hào)發(fā)射。接收裝置1120從PMU1105接收通信，并經(jīng)諸如專用有線線路或無線通信信道之類的通信鏈路向RFC1110提供該通信。
下面參見圖12和13，描繪了系統(tǒng)1100中發(fā)射機(jī)1115可能的配置。如圖所示，通信系統(tǒng)1100包括多個(gè)分成群的蜂窩，每一群包括特定數(shù)量的蜂窩，發(fā)射機(jī)1115在蜂窩內(nèi)發(fā)射無線信號(hào)。圖12的說明給出了每群1205,1210三個(gè)蜂窩的安排，即根據(jù)重復(fù)使用系數(shù)3來重復(fù)使用這些組，而圖13的說明給出了每群1305,1310七個(gè)蜂窩的安排，即根據(jù)重復(fù)使用系數(shù)7來重復(fù)使用這些組。每個(gè)蜂窩由包括相關(guān)發(fā)射機(jī)1115的發(fā)射范圍的預(yù)定義區(qū)組成，這些蜂窩通常位于與其它蜂窩固定的距離。蜂窩之間的距離由群的大小和發(fā)射機(jī)1115的發(fā)射范圍確定。應(yīng)該理解，在任何給定的重復(fù)使用組中，一次僅有一個(gè)發(fā)射機(jī)通過特定的通信信道(例如頻率)發(fā)射。其它發(fā)射機(jī)1115可能例如處于關(guān)斷狀態(tài)或在不同信道上發(fā)射。
雖然圖12和13描繪了發(fā)射機(jī)1115的固定群，每群中包括的發(fā)射機(jī)1115也可以改變。例如，參見圖12，RFC1110可將TX1,TX3,和TX5分在一個(gè)三個(gè)蜂窩的群中。參見圖13，RFC1110可將TX3,TX4,TX5,TX6,TX7,TX10，和TX11分在一個(gè)七個(gè)蜂窩的群中。下面將對(duì)本發(fā)明的這一方面詳細(xì)說明。
根據(jù)本發(fā)明，可根據(jù)由系統(tǒng)1100內(nèi)的PMU1105向RFC1110提供的信息把發(fā)射機(jī)1115動(dòng)態(tài)地劃分成包括不同數(shù)量發(fā)射機(jī)1115的重復(fù)使用組。具體地說，系統(tǒng)1100內(nèi)的每個(gè)發(fā)射機(jī)1115以基準(zhǔn)頻率發(fā)出一個(gè)發(fā)射信號(hào)，并以PMU1105識(shí)別的另一個(gè)頻率發(fā)出一個(gè)發(fā)射信號(hào)。最好是采用諸如熟知的FLEXTM協(xié)議之類的信令協(xié)議傳送消息，從而發(fā)射機(jī)1115在預(yù)定時(shí)間期間，例如在同步碼的“B”字的發(fā)射期間在無線信號(hào)的所選幀內(nèi)或所有幀內(nèi)發(fā)出發(fā)射信號(hào)。PMU1105接收發(fā)射的信號(hào)，或至少是從范圍內(nèi)的發(fā)射機(jī)1115發(fā)出的那部分。根據(jù)本發(fā)明，例如通過存儲(chǔ)發(fā)射機(jī)識(shí)別信息(ID)表和與此相關(guān)的頻率，PMU1105能夠使接收的發(fā)射信號(hào)與發(fā)出該發(fā)射信號(hào)的發(fā)射機(jī)1115相關(guān)聯(lián)?？赏ㄟ^例如業(yè)務(wù)提供商或通過無線編程對(duì)這些ID手工編程。
由發(fā)射機(jī)1115提供的發(fā)射信號(hào)只需對(duì)接收PMU1105而言是可從系統(tǒng)1100內(nèi)的其它通信相分離的。發(fā)射信號(hào)最好由正交信號(hào)，例如單音組成。下文稱發(fā)射信號(hào)為單音，盡管可用其它信號(hào)類型替換。
可改變單音的帶寬和頻率間隔以適應(yīng)系統(tǒng)的要求。作為例子，發(fā)射機(jī)1115發(fā)出的頻率單音可位于6.25千赫(kHz)并分開150Hz間隔的頻率帶寬中。因此，根據(jù)該實(shí)例，在6.25kHz的帶寬內(nèi)配備二十九(29)個(gè)單音。通過時(shí)間重復(fù)使用可將單音的數(shù)量加倍。例如，包括二十八(28)個(gè)發(fā)射機(jī)1115的第一組發(fā)射機(jī)1115可在一組無線信號(hào)幀期間發(fā)射單音，而包括另外二十八(28)個(gè)發(fā)射機(jī)1115的第二組發(fā)射機(jī)1115可使用另一組幀。作為例子，可選擇兩組發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)奇數(shù)和偶數(shù)幀。當(dāng)系統(tǒng)1100內(nèi)，或系統(tǒng)1100的任何特定區(qū)域內(nèi)的發(fā)射機(jī)1115的數(shù)量超過五十六(56)時(shí)，如果需要可重復(fù)使用單音。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，PMU1105從發(fā)射機(jī)1115接收單音并測(cè)量每個(gè)接收的單音的功率，即信號(hào)強(qiáng)度。功率按分貝直接提供給RFC1110，以便由此計(jì)算與PMU1105相關(guān)的載波干擾比(C/I)的值。C/I的值表示發(fā)射機(jī)1115提供的單音的相對(duì)強(qiáng)度，并且不僅是對(duì)每個(gè)發(fā)射機(jī)進(jìn)行計(jì)算，而且對(duì)每個(gè)可能的發(fā)射機(jī)組，即每個(gè)可能的重復(fù)使用系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。然后，RFC1110從C/I值確定哪個(gè)特定的發(fā)射機(jī)1115和哪個(gè)特定的重復(fù)使用系數(shù)被用來向PMU1105發(fā)射一個(gè)測(cè)量值。此后可指示PMU1105用哪個(gè)頻率發(fā)射其消息。作為替換，PMU1105可進(jìn)行掃描以找出與所選的發(fā)射機(jī)相關(guān)的正確頻率來向PMU1105發(fā)射消息。當(dāng)系統(tǒng)1100內(nèi)的發(fā)射機(jī)1115能在不同頻率上發(fā)射時(shí)，RFC1110最好也向所選的發(fā)射機(jī)1115指示哪個(gè)頻率將用于發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，PMU1105從接收的單音計(jì)算C/I值。然后由PMU1105向RFC1110發(fā)送C/I值，以便RFC1110可確定重復(fù)使用系數(shù)，即三，五，七等，這表示重復(fù)使用組中包括的特定發(fā)射機(jī)的數(shù)量，并用于確定哪個(gè)發(fā)射機(jī)1115將用來向PMU1105發(fā)射消息。這兩個(gè)實(shí)施例將在下面詳細(xì)說明。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的PMU1105的電路方框圖。PMU1105包括一個(gè)收發(fā)信機(jī)1405，用于接收發(fā)射機(jī)1115(圖11)發(fā)射的單音和準(zhǔn)備由PMU1105接收的消息。由耦合到收發(fā)信機(jī)1405，用于控制PMU1105的操作的處理器1420處理單音和消息。消息存儲(chǔ)器1415存儲(chǔ)該消息，頻率數(shù)據(jù)庫(kù)1430存儲(chǔ)基準(zhǔn)頻率以及不同發(fā)射機(jī)1115用來發(fā)射單音的頻率的指示，單音數(shù)據(jù)庫(kù)1410存儲(chǔ)接收的單音的測(cè)量值和與此相關(guān)的發(fā)射機(jī)1115的發(fā)射機(jī)ID。裝置存儲(chǔ)器1425存儲(chǔ)與PMU1105相關(guān)的地址，測(cè)量器1435測(cè)量接收的單音的信號(hào)強(qiáng)度。測(cè)量器1435可由例如裝置存儲(chǔ)器1425中存儲(chǔ)的固件實(shí)現(xiàn)，并由處理器1420執(zhí)行。
圖15是說明處理器1420根據(jù)本發(fā)明的操作的流程圖。在步驟1505，當(dāng)處理器1420識(shí)別出接收的無線信號(hào)的同步字時(shí)，在步驟1510啟動(dòng)測(cè)量器1435。在步驟1515，當(dāng)同步字結(jié)束時(shí)，把單音數(shù)據(jù)庫(kù)1410(圖14)的內(nèi)容經(jīng)收發(fā)信機(jī)1405提供給RFC1110(圖11)。在步驟1635，通過參照頻率數(shù)據(jù)庫(kù)1430發(fā)現(xiàn)要找出進(jìn)一步的單音，處理在步驟1615繼續(xù)。否則，等待處理器1420重新啟動(dòng)測(cè)量器1435，這種情況下，處理在步驟1605繼續(xù)。
圖16是測(cè)量器1435在步驟1605在基準(zhǔn)頻率搜索單音的操作的流程圖。在步驟1610，當(dāng)找到基準(zhǔn)頻率單音時(shí)，測(cè)量器1435在步驟1615嘗試找到下一個(gè)單音。此后，在步驟1620以常規(guī)方式測(cè)量找到的下一個(gè)單音的功率。在步驟1625，參考頻率數(shù)據(jù)庫(kù)1430，以確定哪個(gè)發(fā)射機(jī)1115與找到的單音相關(guān)，在步驟1630，在單音數(shù)據(jù)庫(kù)1410中做出包括發(fā)射機(jī)ID及其信號(hào)強(qiáng)度的適當(dāng)?shù)卿涰?xiàng)。
接下來參見圖17，示出根據(jù)本發(fā)明的RFC1110的電路方框圖。RFC1110包括一個(gè)接收機(jī)1745，用于從PMU1105接收單音數(shù)據(jù)庫(kù)1410的內(nèi)容，數(shù)據(jù)端口1705，用于耦合到發(fā)射機(jī)1115，和一個(gè)中央處理單元(CPU)1710，用于控制RFC1110的操作。數(shù)據(jù)端口1705還可耦合到電話網(wǎng)(未示出)，用于接收準(zhǔn)備讓系統(tǒng)1100(圖11)內(nèi)的PMU1105接收的消息。
發(fā)射數(shù)據(jù)庫(kù)1715耦合到CPU1710，用于存儲(chǔ)準(zhǔn)備由PMU1105接收的消息，功率數(shù)據(jù)庫(kù)1720耦合到CPU1710，用于存儲(chǔ)由系統(tǒng)1100中的不同PMU1105返回到RFC1110的功率測(cè)量值，即信號(hào)強(qiáng)度。控制器存儲(chǔ)器1725存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)信息，例如用戶信息，表示可使接收單元PMU1105正確地接收消息的計(jì)算值的C/I閾值，和包括不同重復(fù)使用系數(shù)的重復(fù)使用信息。當(dāng)固定與每個(gè)重復(fù)使用組相關(guān)的發(fā)射機(jī)時(shí)，重復(fù)使用信息進(jìn)一步包括與每個(gè)重復(fù)使用組相關(guān)的發(fā)射機(jī)組。重復(fù)使用信息可包括，例如當(dāng)重復(fù)使用系數(shù)等于七時(shí)，TX9,TX10,TX12,TX13,TX14,TX15，和TX24形成一個(gè)單獨(dú)的重復(fù)使用組1310(圖13)的指示。雖然當(dāng)可以改變重復(fù)使用組的組成時(shí)，該信息將變成是不必要的。
RFC1110還包括一個(gè)計(jì)算器1730，用于為返回單音的信號(hào)強(qiáng)度的每個(gè)PMU1105計(jì)算表示每個(gè)發(fā)射機(jī)1115和每個(gè)重復(fù)使用組的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的C/I值。發(fā)送器1735動(dòng)態(tài)地把發(fā)射機(jī)劃分成適當(dāng)?shù)闹貜?fù)使用組，以便在系統(tǒng)1100內(nèi)發(fā)射消息。重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740耦合到CPU1710，用于存儲(chǔ)計(jì)算器1730計(jì)算的C/I值。計(jì)算器1730和發(fā)送器1735最好在控制器存儲(chǔ)器1725中存儲(chǔ)的固件中實(shí)施，并由CPU1710執(zhí)行。作為替換，可使用能執(zhí)行等效操作的硬件。
根據(jù)本發(fā)明，RFC1110從PMU1105接收信號(hào)強(qiáng)度，并從這些信號(hào)強(qiáng)度中計(jì)算出系統(tǒng)1100中使用的每個(gè)重復(fù)使用系數(shù)的C/I值。作為實(shí)例，當(dāng)重復(fù)使用的系數(shù)是三，五，七，九，和十三時(shí)(如圖所示)，如下面更詳細(xì)說明的，為包括三個(gè)發(fā)射機(jī)1115的發(fā)射機(jī)重復(fù)使用組的每個(gè)PMU1105計(jì)算C/I值，然后為包括五個(gè)發(fā)射機(jī)1115的發(fā)射機(jī)重復(fù)使用組計(jì)算等等。另外，如上所述，每個(gè)重復(fù)使用組中包括的發(fā)射機(jī)1115不必固定。因此，不僅可為不同的重復(fù)使用系數(shù)計(jì)算C/I值，而且可為每個(gè)重復(fù)使用系數(shù)中不同的發(fā)射機(jī)1115的組合計(jì)算C/I值。
一旦完成了重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740，RFC1110為每個(gè)等待消息傳送的PMU1105確定哪個(gè)重復(fù)使用系數(shù)產(chǎn)生了仍超過控制器存儲(chǔ)器1725中存儲(chǔ)的C/I閾值的最低C/I值。例如，當(dāng)C/I閾值等于16分貝(dB)時(shí)，選擇重復(fù)使用系數(shù)7向第一PMU1105(例如PMU1)傳送消息，并選擇七蜂窩重復(fù)使用組之一中的一個(gè)特定發(fā)射機(jī)(例如TX2)向PMU1發(fā)射消息。同樣，選擇重復(fù)使用系數(shù)5向另一個(gè)PMU1105(例如PMU3)傳送消息，并選擇五蜂窩重復(fù)使用組之一中的另一個(gè)發(fā)射機(jī)(例如TX8)向PMU3發(fā)射消息。確定了哪個(gè)重復(fù)使用系數(shù)和哪個(gè)發(fā)射機(jī)1115為每個(gè)準(zhǔn)備接收消息的PMU1105優(yōu)化消息傳送過程，然后，RFC1110把具有相等重復(fù)使用系數(shù)的所有輸出消息分在一起，以便在不同的時(shí)間周期利用不同的重復(fù)使用分組發(fā)射。這樣，可動(dòng)態(tài)地的發(fā)射機(jī)1115分組來傳送消息用于消息傳送，同時(shí)仍然優(yōu)化C/I值以確保正確的消息傳送。
僅為了說明的目的，圖17示出一個(gè)簡(jiǎn)化的重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740，僅包括C/I值和針對(duì)每個(gè)重復(fù)使用系數(shù)選擇的發(fā)射機(jī)。然而，可以理解，對(duì)那些包括在重復(fù)使用組中的特定發(fā)射機(jī)要變化的系統(tǒng)還包括其它一些附加信息。作為例子，實(shí)際上，更復(fù)雜的重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)也可包括一個(gè)哪個(gè)發(fā)射機(jī)1115將與數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)重復(fù)使用系數(shù)項(xiàng)的所選發(fā)射機(jī)1115組合成一個(gè)重復(fù)使用組的指示。在圖17的重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740中，例如，與PMU1及與重復(fù)使用系數(shù)為三(3)相關(guān)的項(xiàng)也可表明所選的重復(fù)使用組將包括TX11,TX13，和TX14。然而，為簡(jiǎn)化的目的，下面將按照每個(gè)重復(fù)使用組中包括的發(fā)射機(jī)1115是固定的情況來說明系統(tǒng)1100。
接下來參見圖18，該圖是說明計(jì)算器1730根據(jù)本發(fā)明工作的流程圖。在步驟1805,1810，當(dāng)消息存儲(chǔ)在發(fā)射數(shù)據(jù)庫(kù)1715中以便發(fā)射，但要接收該消息的PMU1105仍未提供功率測(cè)量值時(shí)，保持該特定PMU1105的消息一直到稍后時(shí)間從PMU1105接收到功率測(cè)量值為止。
在步驟1805,1810，當(dāng)有消息要發(fā)射并且要接收該消息的PMU1105已提供功率測(cè)量值時(shí)，在步驟1820，設(shè)定一個(gè)變量R_U(表示“重復(fù)使用系數(shù)”)等于由控制器存儲(chǔ)器1725中存儲(chǔ)的重復(fù)使用信息指示的最低重復(fù)使用系數(shù)。然后，在步驟1825，對(duì)于與由接收單元PMU提供的功率測(cè)量值相關(guān)的每個(gè)發(fā)射機(jī)，利用與R_U相關(guān)的特定發(fā)射機(jī)分組計(jì)算C/I的值。具體地說，通過對(duì)系統(tǒng)1100內(nèi)所有對(duì)應(yīng)發(fā)射機(jī)1115發(fā)射的單音的信號(hào)強(qiáng)度求和來計(jì)算特定發(fā)射機(jī)1115的C/I值。對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)是那些要在與特定發(fā)射機(jī)1115相同的信道上發(fā)射但在不同的重復(fù)使用組中的發(fā)射機(jī)。然后，用特定發(fā)射機(jī)1115發(fā)射的單音的信號(hào)強(qiáng)度除以該和數(shù)。該過程由下面的公式給出(1)C/IPMUn=強(qiáng)度發(fā)射機(jī)m/∑(強(qiáng)度所有相應(yīng)發(fā)射機(jī))下面的例子中假設(shè)TX1,TX5,TX9,TX12,TX14,TX18，和TX12是在相同信道上不同重復(fù)使用組中發(fā)射的對(duì)應(yīng)發(fā)射機(jī)以及PMU1從TX1,TX5,TX9,TX12,TX14,TX18，和TX12接收單音。給出這些假設(shè)并結(jié)合圖18參見圖12，當(dāng)R_U=3時(shí)，由下面的公式給出TX1相對(duì)于PMU1的C/I值(2)C/IPMU1=強(qiáng)度TX1/(強(qiáng)度TX5+強(qiáng)度TX9+強(qiáng)度TX12+強(qiáng)度TX14+強(qiáng)度TX18+強(qiáng)度TX21)。
下一個(gè)例子假設(shè)TX3,TX13,TX18，和TX25是不同重復(fù)使用組中對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)和PMU1從TX3,TX13,TX18，和TX25接收單音。結(jié)合圖18參見圖13，當(dāng)R_U=7(圖13)時(shí)，由下面的公式給出TX13相對(duì)于PMU1的C/I值(3)C/IPMU1=強(qiáng)度TX13/(強(qiáng)度TX3+強(qiáng)度TX18+強(qiáng)度TX25)。
在上面兩個(gè)例子中，可以理解，那些發(fā)射的單音未被PMU1105接收的對(duì)應(yīng)發(fā)射機(jī)不包括在分母總和中。此外，當(dāng)系統(tǒng)1100包括比圖12和13所示的更多數(shù)量的重復(fù)使用組時(shí)，分母總和將考慮附加的對(duì)應(yīng)發(fā)射機(jī)，只要PMU1105接收到由此發(fā)射的單音。
回到圖18，一旦已經(jīng)計(jì)算了所有發(fā)射機(jī)1115相對(duì)于接收單元PMU1105和相對(duì)于當(dāng)前設(shè)定的R_U的所有C/I值，在步驟1830，在重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740中為例如由R_U表示的當(dāng)前重復(fù)使用系數(shù)存儲(chǔ)最高的C/I值及與其相關(guān)的發(fā)射機(jī)的ID。如上所述，重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740可進(jìn)一步指示當(dāng)每個(gè)重復(fù)使用組中的特定發(fā)射機(jī)可在系統(tǒng)1100內(nèi)變化時(shí)每個(gè)重復(fù)使用組中都包括哪些發(fā)射機(jī)1115。
在步驟1835，當(dāng)在接收單元PMU1105的C/I值計(jì)算中仍未考慮所有重復(fù)使用系數(shù)時(shí)，R_U在步驟1840增加到下一個(gè)重復(fù)使用系數(shù)。例如，在重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740(圖17)中，R_U從3增加到5。然后，處理在步驟1825繼續(xù)，針對(duì)下一個(gè)R_U值計(jì)算所有發(fā)射機(jī)相對(duì)于接收單元PMU1105的C/I值。
在步驟1835，當(dāng)在接收單元PMU1105的C/I值計(jì)算中已考慮所有重復(fù)使用系數(shù)時(shí)，在步驟1815參考發(fā)射數(shù)據(jù)庫(kù)1715，以便確定是否存儲(chǔ)了發(fā)射到其它PMU1105的任何消息。如果是這樣，程序在步驟1810繼續(xù)。這樣，計(jì)算器1730把每個(gè)接收單元PMU1105最理想的C/I值和與每個(gè)重復(fù)使用系數(shù)相關(guān)的發(fā)射機(jī)ID填入重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740。
可以理解，在較簡(jiǎn)單一點(diǎn)的通信系統(tǒng)可總是以固定的重復(fù)使用模式工作，這種情況下，可為與不足夠的低C/I值相關(guān)的PMU保持消息，直到稍后時(shí)間的計(jì)算表明有更高的C/I值。作為替換，可使用不同重復(fù)使用系數(shù)，但在某些情況下，例如當(dāng)在某些發(fā)射機(jī)不能使用時(shí)不能由系統(tǒng)使用。
接下來參見圖9，描繪了發(fā)送器1735(圖17)根據(jù)本發(fā)明工作的流程圖。在步驟1905，當(dāng)在當(dāng)前時(shí)間，例如與PMU1105的起始幀(home frame)對(duì)應(yīng)的幀到達(dá)時(shí)發(fā)射消息時(shí)，在步驟1910設(shè)定變量R_U為最低重復(fù)使用系數(shù)，如控制器存儲(chǔ)器1725中存儲(chǔ)的重復(fù)使用信息所指示的。然后，在步驟1915，當(dāng)任何接收單元PMU1105的C/I值超過控制器存儲(chǔ)器1725中存儲(chǔ)的C/I閾值時(shí)，收集那些接收單元PMU1105的消息，并在步驟1920提供給用來發(fā)射的發(fā)射機(jī)。具體地說，RFC1110根據(jù)與R_U的當(dāng)前值相關(guān)的重復(fù)使用系數(shù)來提供把系統(tǒng)1100中的發(fā)射機(jī)1115劃分成重復(fù)使用組的指令。另外，把利用與R_U的當(dāng)前值相關(guān)的重復(fù)使用系數(shù)發(fā)射的每個(gè)消息提供給重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1740(圖17)中規(guī)定的發(fā)射機(jī)1115，即已預(yù)先確定為特定重復(fù)使用組產(chǎn)生最高C/I值的發(fā)射機(jī)1115。此后，在步驟1925，可從發(fā)射數(shù)據(jù)庫(kù)1715刪除已提供給發(fā)射機(jī)1115的消息或?qū)⑵錁?biāo)記為已發(fā)射。
在步驟1915，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)1740中的C/I值未超過R_U指示的重復(fù)使用系數(shù)的C/I閾值，并且在步驟1930已考慮了所有重復(fù)使用系數(shù)時(shí)，發(fā)送器1735等待一個(gè)稍后時(shí)間，等處理在步驟1905繼續(xù)時(shí)再又啟動(dòng)。在步驟1930，當(dāng)仍未考慮所有重復(fù)使用系數(shù)時(shí)，在步驟1935，把變量R-U增加到下一個(gè)重復(fù)使用系數(shù)，并且程序在步驟1915繼續(xù)。
如在圖9,14-18所描述的，PMU1105計(jì)算接收的單音的信號(hào)強(qiáng)度并將信號(hào)強(qiáng)度返回到計(jì)算C/I值的RFC1110。然后，RFC1110可根據(jù)C/I值針對(duì)要發(fā)射的每個(gè)消息確定最少數(shù)量的發(fā)射機(jī)，最少數(shù)量的發(fā)射機(jī)是指可以集合成重復(fù)使用組而又仍能確保傳送的消息可由PMU1105無錯(cuò)誤地解碼的發(fā)射機(jī)數(shù)量。此外，RFC1110最好還能改變傳送不同消息的重復(fù)使用組中發(fā)射機(jī)的數(shù)量。結(jié)果是，由于不使用比所需要的重復(fù)使用系數(shù)高的任何重復(fù)使用系數(shù)發(fā)射消息，可有效地利用發(fā)射資源。因此，可以沒有延遲和沒有錯(cuò)誤或不象常規(guī)消息系統(tǒng)中那樣經(jīng)常出現(xiàn)丟失消息來提供消息。
另外，C/I值還能有利地用于除將發(fā)射機(jī)1115劃分成重復(fù)使用組外的其它目的。例如，可根據(jù)C/I值改變數(shù)據(jù)速率，以使報(bào)告有高C/I值的PMU1105可以更高的信道速度接收消息，從而進(jìn)一步減少系統(tǒng)的等待(backlog)和延遲。當(dāng)PMU1105的值足夠高時(shí)，甚至可以取消誤差校正以減小消息長(zhǎng)度。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，當(dāng)RFC1110了解了系統(tǒng)布局配置(layout)和發(fā)射機(jī)特性時(shí)，RFC1110根本不需要根據(jù)固定重復(fù)使用系數(shù)將發(fā)射機(jī)1115劃分成分組。而代之以依據(jù)PMU的位置和報(bào)告的功率測(cè)量值，按照需要來選擇和/或劃分發(fā)射機(jī)1115,RFC1110通過報(bào)告的功率測(cè)量值計(jì)算C/I值。作為例子，參照為接收單元PMU計(jì)算的C/I值可揭示由選擇的發(fā)射機(jī)1105發(fā)射，同時(shí)其它發(fā)射機(jī)關(guān)斷，能足夠保證在特定時(shí)間傳送消息，即使在通信系統(tǒng)1100中沒有重復(fù)使用組的構(gòu)造。作為替換，可利用不同數(shù)量的發(fā)射機(jī)1115群形成重復(fù)使用組。例如，在系統(tǒng)1100的一個(gè)區(qū)域，可由三個(gè)發(fā)射機(jī)1115形成一個(gè)重復(fù)使用組，而在另一個(gè)區(qū)域，可由七個(gè)發(fā)射機(jī)1115形成重復(fù)使用組，兩個(gè)重復(fù)使用組可同時(shí)發(fā)射。
即使在采用固定數(shù)量發(fā)射機(jī)1115的重復(fù)使用組的實(shí)施例中，不必在RFC1110中對(duì)重復(fù)使用系數(shù)進(jìn)行預(yù)編程。而代之以可由RFC1110將發(fā)射機(jī)1115劃分成由任何合理的重復(fù)使用系數(shù)定義的重復(fù)使用組。例如，除使用設(shè)定的重復(fù)使用系數(shù)3,5,7,9,12，和13(如圖17所示)外，RFC1110可計(jì)算重復(fù)使用系數(shù)1,2,3,4,5,…等的C/I值，直到重復(fù)使用系數(shù)之一產(chǎn)生超過C/I閾值的C/I值。這樣，可有效和快速地實(shí)現(xiàn)消息發(fā)射而不會(huì)影響到可靠性。
圖10是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例可使用的PMU1105′的電路方框圖。PMU1105′使用一個(gè)收發(fā)信機(jī)1405′，一個(gè)消息存儲(chǔ)器1415′，一個(gè)頻率數(shù)據(jù)庫(kù)1430′，一個(gè)測(cè)量器1435′，一個(gè)單音數(shù)據(jù)庫(kù)1410′，一個(gè)裝置存儲(chǔ)器1425′，和一個(gè)處理器1420′進(jìn)行與圖14的PMU1105執(zhí)行的操作相似的操作。另外，PMU1105′包括可在固件中實(shí)施的計(jì)算器1950，用于從接收單音的信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算每個(gè)重復(fù)使用系數(shù)的C/I值。然后，重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1955存儲(chǔ)該C/I值。PMU1105的裝置存儲(chǔ)器1425′最好包括C/I閾值和相當(dāng)于圖17的RFC1110存儲(chǔ)的信息。然而，應(yīng)該理解，在本發(fā)明的該實(shí)施例中，每個(gè)重復(fù)使用組中包括的特定發(fā)射機(jī)對(duì)于每個(gè)重復(fù)使用系數(shù)來說應(yīng)該是固定的。
根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，計(jì)算器1950針對(duì)每個(gè)重復(fù)使用系數(shù)計(jì)算不同發(fā)射機(jī)1115的C/I值，并以與參見圖18描述的相同方式確定哪個(gè)發(fā)射機(jī)1115產(chǎn)生最高C/I值。然后把該C/I值和該特定發(fā)射機(jī)的ID存儲(chǔ)在重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)1955中。處理器1420′最好參考存儲(chǔ)的C/I值以確定超過C/I閾值的最低C/I值，然后啟動(dòng)收發(fā)信機(jī)1405′向RFC1110發(fā)射所選擇的重復(fù)使用系數(shù)和發(fā)射機(jī)ID。這樣，PMU1105′僅需發(fā)送少量信息；不需要發(fā)射單音數(shù)據(jù)庫(kù)1410′的整個(gè)內(nèi)容。結(jié)果是，只需要較低的功率和較少的時(shí)間向RFC1110發(fā)射所需的信息。
總之，如上所述的通信系統(tǒng)包括一個(gè)用于控制該系統(tǒng)的射頻控制器(RFC)，用于接收消息的便攜消息單元(PMU)，和用于向PMU發(fā)射消息的發(fā)射機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射機(jī)發(fā)出由PMU接收的單音，隨后由PMU計(jì)算接收單音的信號(hào)強(qiáng)度，并將信號(hào)強(qiáng)度和相關(guān)的發(fā)射機(jī)ID發(fā)射到RFC。然后，RFC針對(duì)與將發(fā)射機(jī)劃分成用于消息發(fā)射的不同重復(fù)使用組相關(guān)的重復(fù)使用系數(shù)計(jì)算不同PMU接收的單音的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度，即C/I值。把C/I值與閾值比較，以便針對(duì)準(zhǔn)備接收消息的每個(gè)PMU確定幾個(gè)可能的重復(fù)使用組中的哪一個(gè)將有效地利用系統(tǒng)資源同時(shí)保持消息可靠性。此后，根據(jù)重復(fù)使用系數(shù)對(duì)將要發(fā)射的消息分組，RFC在不同時(shí)間周期期間分別利用不用不同的重復(fù)使用組發(fā)出將要發(fā)射的消息。
作為例子，當(dāng)?shù)谝籔MU發(fā)出表示第一信號(hào)強(qiáng)度的第一信號(hào)時(shí)，RFC可計(jì)算與第一PMU相關(guān)的第一C/I值。然后，可在第一時(shí)間周期期間，利用從第一C/I值確定的、并包括在以第一數(shù)量的發(fā)射機(jī)群，即第一重復(fù)使用系數(shù)為特征的第一重復(fù)使用組的第一選擇發(fā)射機(jī)向第一PMU發(fā)射消息。當(dāng)?shù)诙MU發(fā)出表示第二信號(hào)強(qiáng)度的第二信號(hào)時(shí)，RFC可計(jì)算與第二PMU相關(guān)的第二C/I值。此后，在第二時(shí)間周期期間，利用從第二C/I值確定的、并包括在以第二數(shù)量的發(fā)射機(jī)群，即第二重復(fù)使用系數(shù)為特征的第二重復(fù)使用組的第二選擇發(fā)射機(jī)向一個(gè)不同的PMU發(fā)射消息。這樣，通過根據(jù)計(jì)算的C/I值動(dòng)態(tài)地改變發(fā)射機(jī)的重復(fù)使用組可優(yōu)化系統(tǒng)性能。
作為替換，每個(gè)PMU可針對(duì)每個(gè)重復(fù)使用組自己計(jì)算其C/I值，然后把用來表示最適合用來發(fā)送消息的重復(fù)使用組和所選發(fā)射機(jī)的信號(hào)提供給RFC。該實(shí)施例需要較少的時(shí)間和較低的功率從PMU向RFC發(fā)射信息。
計(jì)算C/I值的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可根據(jù)C/I值改變數(shù)據(jù)速率，以便報(bào)告高C/I值的PMU1105可以更高的信道速度接收消息，從而加速消息發(fā)射。另外，對(duì)于具有足夠高的C/I值的PMU1105可取消誤差校正。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，所公開的裝置和方法提供了各種在為聯(lián)播操作建立的通信系統(tǒng)中確定以最佳質(zhì)量傳送定向消息的理想發(fā)射機(jī)的方案。已給出的一種方案是提高系統(tǒng)資源利用率而不損害任何信號(hào)或系統(tǒng)特性，也不會(huì)不必要地加重處理資源的負(fù)擔(dān)。這些發(fā)明結(jié)構(gòu)和方法便于并有利于在無線選擇性消息系統(tǒng)中采用，系統(tǒng)控制器或消息單元提供定向消息傳送，并且系統(tǒng)容量和效率得到提高。因此，在促進(jìn)滿足無線通信長(zhǎng)期需求方面，本發(fā)明方便地使需要聯(lián)播操作的例如系統(tǒng)、接收機(jī)等先獲取或初始化單元位置然后接著傳送定向消息以適應(yīng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)量的需求水平。這些信息極其有用，通過實(shí)現(xiàn)例如更精確的定向的消息發(fā)送或使提供消息發(fā)送的系統(tǒng)更自由，提供了更大的系統(tǒng)容量。
很顯然，所公開的發(fā)明領(lǐng)域中的技術(shù)人員在除具體陳述和上面說明的優(yōu)選形式外可用多種方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和假設(shè)許多實(shí)施例。例如以FSK系統(tǒng)的優(yōu)選形式描述的許多本發(fā)明的過程和裝置在例如QAM系統(tǒng)同樣工作得很好。因此，應(yīng)由所附權(quán)利要求覆蓋落入本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的本發(fā)明所有改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種在包括多個(gè)以聯(lián)播模式工作配置和構(gòu)成的發(fā)射機(jī)的消息系統(tǒng)中，選擇傳送定向消息的發(fā)射機(jī)的方法，該方法包括步驟檢測(cè)分別以聯(lián)播模式發(fā)射包括一個(gè)基準(zhǔn)參數(shù)和一個(gè)第一識(shí)別信號(hào)的第一信號(hào)以及包括所述基準(zhǔn)參數(shù)和一個(gè)第二識(shí)別信號(hào)的第二信號(hào)的第一和第二發(fā)射機(jī)，所述第一識(shí)別信號(hào)和所述第二識(shí)別信號(hào)分別與所述基準(zhǔn)參數(shù)相差第一和第二預(yù)定量，接收一個(gè)包括在一個(gè)消息單元位置確定的所述第一識(shí)別信號(hào)相對(duì)于所述第二識(shí)別信號(hào)的指示的確認(rèn)信號(hào)，所述指示對(duì)應(yīng)于從所述第一和所述第二發(fā)射機(jī)選擇的、用于向所述消息單元傳送定向消息的優(yōu)選發(fā)射機(jī)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中用包括一個(gè)基準(zhǔn)單音和第一發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的調(diào)制信號(hào)發(fā)射所述第一信號(hào)，和用包括所述基準(zhǔn)單音和第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的調(diào)制信號(hào)發(fā)射所述第二信號(hào)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述接收確認(rèn)信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括接收與一個(gè)最強(qiáng)識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的指示，該最強(qiáng)識(shí)別單音是通過在所述消息單元把所述第一與所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音比較確定的。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述接收確認(rèn)信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括接收與多個(gè)可接受識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的指示，該多個(gè)可接受識(shí)別單音是通過在所述消息單元把所述第一和所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音與一個(gè)預(yù)定閾值比較確定的。
5．一種用于確定向一個(gè)消息單元傳送消息的理想發(fā)射機(jī)的方法，該方法包括步驟接收一個(gè)包括基準(zhǔn)參數(shù)，第一識(shí)別信號(hào)，和第二識(shí)別信號(hào)的聯(lián)播信號(hào)，所述第一識(shí)別信號(hào)和所述第二識(shí)別信號(hào)分別與所述基準(zhǔn)參數(shù)相差分別與第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)的第一和第二預(yù)定量，把所述第一識(shí)別信號(hào)與所述第二識(shí)別信號(hào)比較，以提供與該理想發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)的指示，發(fā)射包括所述指示的信號(hào)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述接收聯(lián)播信號(hào)的步驟包括接收基準(zhǔn)單音，第一發(fā)射機(jī)識(shí)別單音，和第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中發(fā)射所述信號(hào)的所述步驟進(jìn)一步包括發(fā)射與一個(gè)最強(qiáng)識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的指示，該最強(qiáng)識(shí)別單音是通過比較所述第一與所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音確定的。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中發(fā)射所述信號(hào)的所述步驟進(jìn)一步包括發(fā)射與多個(gè)可接受識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的指示，該多個(gè)可接受識(shí)別單音是通過把所述第一和所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音與一個(gè)預(yù)定閾值比較確定的。
9．根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中發(fā)射所述信號(hào)的所述步驟進(jìn)一步包括發(fā)射與無可接受識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的指示，無可接受識(shí)別單音是通過把所述第一和所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音與一個(gè)預(yù)定閾值比較確定的。
10．一種包括多個(gè)以聯(lián)播模式或非聯(lián)播模式工作配置和構(gòu)成的發(fā)射機(jī)的消息系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一發(fā)射機(jī)，用于以聯(lián)播模式發(fā)射包括基準(zhǔn)參數(shù)和與所述基準(zhǔn)參數(shù)在頻譜上相隔第一預(yù)定量的第一識(shí)別信號(hào)的第一信號(hào)，第二發(fā)射機(jī)，用于以聯(lián)播模式發(fā)射包括所述基準(zhǔn)參數(shù)和與所述基準(zhǔn)參數(shù)相差第二預(yù)定量的第二識(shí)別信號(hào)的第二信號(hào)，基站接收機(jī)，用于接收一個(gè)包括與在一個(gè)消息單元位置確定的所述第一識(shí)別信號(hào)與所述第二識(shí)別信號(hào)的比較結(jié)果對(duì)應(yīng)的指示的確認(rèn)信號(hào)，所述指示對(duì)應(yīng)于從所述第一和所述第二發(fā)射機(jī)選擇的、用于向所述消息單元傳送定向消息的優(yōu)選發(fā)射機(jī)。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的消息系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)耦合到所述第一發(fā)射機(jī)、所述第二發(fā)射機(jī)、和所述基站接收機(jī)的系統(tǒng)控制器，用于指揮以非聯(lián)播模式從所述優(yōu)選發(fā)射機(jī)發(fā)射消息。
12．根據(jù)權(quán)利要求10所述的消息系統(tǒng)，其中所述第一發(fā)射機(jī)用包括一個(gè)基準(zhǔn)單音和第一發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的調(diào)制信號(hào)發(fā)射所述第一信號(hào)，和所述第二發(fā)射機(jī)用包括所述基準(zhǔn)單音和第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的調(diào)制信號(hào)發(fā)射所述第二信號(hào)。
13．一種以確定用于消息傳送的理想發(fā)射機(jī)配置和構(gòu)成的消息單元，該選擇性消息單元包括接收機(jī)，用于接收包括基準(zhǔn)參數(shù)，第一識(shí)別信號(hào)，和第二識(shí)別信號(hào)的聯(lián)播信號(hào)，所述第一識(shí)別信號(hào)和所述第二識(shí)別信號(hào)分別與所述基準(zhǔn)參數(shù)相差分別與第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)的第一和第二預(yù)定量，耦合到所述接收機(jī)的比較器，用于把所述第一識(shí)別信號(hào)與所述第二識(shí)別信號(hào)比較，以提供指示信號(hào)，耦合到所述比較器的發(fā)射機(jī)，用于發(fā)射包括與所述指示信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)識(shí)別信號(hào)的信號(hào)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的消息單元，其中所述接收機(jī)進(jìn)一步接收從與所述發(fā)射機(jī)識(shí)別信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)以非聯(lián)播模式發(fā)射的消息。
15．根據(jù)權(quán)利要求13所述的消息單元，其中所述接收機(jī)接收包括基準(zhǔn)單音，第一發(fā)射機(jī)識(shí)別單音和第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的聯(lián)播信號(hào)。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的消息單元，其中所述發(fā)射機(jī)發(fā)射一個(gè)進(jìn)一步包括與一個(gè)最強(qiáng)識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的信號(hào)，該最強(qiáng)識(shí)別單音是通過比較所述第一與所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音確定的。
17．根據(jù)權(quán)利要求15所述的消息單元，其中所述發(fā)射機(jī)發(fā)射進(jìn)一步包括與多個(gè)可接受識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的信號(hào)，該多個(gè)可接受識(shí)別單音是通過把所述第一和所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音與一個(gè)預(yù)定閾值比較確定的。
18．根據(jù)權(quán)利要求15所述的消息單元，其中所述發(fā)射機(jī)發(fā)射進(jìn)一步包括與無可接受識(shí)別單音對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)識(shí)別單音的信號(hào)，無可接受識(shí)別單音是通過把所述第一和所述第二發(fā)射機(jī)識(shí)別單音與一個(gè)預(yù)定閾值比較確定的。
19．一種在通信系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)選擇用于發(fā)射消息的發(fā)射機(jī)的方法，該方法包括步驟從發(fā)射機(jī)發(fā)送發(fā)射信號(hào)；計(jì)算表示由通信系統(tǒng)中包括的一個(gè)便攜消息單元(PMU)接收的發(fā)射信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度的載波干擾(C/I)值；和在傳送消息前，確定一個(gè)用于向PMU發(fā)射消息的所選擇的發(fā)射機(jī)，所選擇的發(fā)射機(jī)與從C/I值選擇的并超過C/I閾值的最低C/I值相關(guān)。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中計(jì)算步驟包括步驟通過將由特定發(fā)射機(jī)發(fā)射的發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度除以不包括該特定發(fā)射機(jī)的其它發(fā)射機(jī)發(fā)射的發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的總和來計(jì)算與特定發(fā)射機(jī)相關(guān)的C/I值。
21．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括步驟計(jì)算表示由一個(gè)不同PMU接收的發(fā)射信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度的不同C/I值；和在傳送消息前，確定一個(gè)用于向該不同PMU發(fā)射第二消息的第二所選擇的發(fā)射機(jī)，第二所選擇的發(fā)射機(jī)與從該不同C/I值選擇的并超過C/I閾值的最低C/I值相關(guān)。
22．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中計(jì)算步驟包括步驟通過將由特定發(fā)射機(jī)發(fā)射的發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度除以由特定重復(fù)使用系數(shù)定義的其它發(fā)射機(jī)群中包括的其它發(fā)射機(jī)發(fā)射的發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的總和來計(jì)算與特定重復(fù)使用系數(shù)定義的發(fā)射機(jī)群中包括的特定發(fā)射機(jī)相關(guān)的C/I值。
23．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中計(jì)算步驟包括步驟PMU計(jì)算發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；PMU向通信系統(tǒng)中包括的控制器發(fā)射表示信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)；控制器計(jì)算C/I值；和控制器確定所選擇的發(fā)射機(jī)。
24．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中計(jì)算步驟包括步驟PMU計(jì)算發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；PMU計(jì)算C/I值；PMU確定所選擇的發(fā)射機(jī)；和PMU向通信系統(tǒng)中包括的控制器發(fā)射表示所選擇的發(fā)射機(jī)的信號(hào)。
25．一種用于動(dòng)態(tài)選擇發(fā)射消息的發(fā)射機(jī)的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)，用于發(fā)送發(fā)射信號(hào)；便攜消息單元(PMU)，用于接收發(fā)射信號(hào)，計(jì)算發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，和發(fā)射表示信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)；和控制器，用于接收信號(hào)，在向PMU傳送消息前，從其確定表示由PMU接收的發(fā)射信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度的載波干擾比(C/I)值，確定用于向PMU發(fā)射消息的所選擇的發(fā)射機(jī)，所選擇的發(fā)射機(jī)與從C/I值選擇的并超過C/I閾值的最低C/I值相關(guān)。
26．一種用于接收信號(hào)的便攜消息單元(PMU)，該P(yáng)MU包括收發(fā)信機(jī)，用于接收由發(fā)射機(jī)發(fā)射的發(fā)射信號(hào)；耦合到收發(fā)信機(jī)的計(jì)算裝置，用于計(jì)算表示發(fā)射信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度的載波干擾比(C/I)值；和耦合到計(jì)算裝置的確定裝置，用于在向PMU傳送消息前，確定向PMU發(fā)射消息的所選擇的發(fā)射機(jī)，所選擇的發(fā)射機(jī)與從C/I值選擇的并超過C/I閾值的最低C/I值相關(guān)，其中收發(fā)信機(jī)發(fā)射表示隨后用來向PMU發(fā)射消息的所選擇發(fā)射機(jī)的信號(hào)。
27．根據(jù)權(quán)利要求26所述的PMU，其中計(jì)算裝置包括測(cè)量器，用于計(jì)算發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；和耦合到測(cè)量器的計(jì)算器，用于從信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算C/I值。
28．根據(jù)權(quán)利要求27所述的PMU，其中確定裝置包括用于把C/I值與C/I閾值比較以確定所選擇發(fā)射機(jī)的處理器。
29．根據(jù)權(quán)利要求28所述的PMU，進(jìn)一步包括耦合到該處理器的裝置存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)C/I閾值。
30．根據(jù)權(quán)利要求28所述的PMU，進(jìn)一步包括耦合到該處理器的頻率數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)用來發(fā)射該發(fā)射信號(hào)的頻率；耦合到該處理器的單音數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；和耦合到該處理器的重復(fù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)計(jì)算器計(jì)算出來的C/I值。
31．根據(jù)權(quán)利要求28所述的PMU，其中通信系統(tǒng)中包括的PMU包括發(fā)射機(jī)，用于發(fā)射該發(fā)射信號(hào)和消息；和耦合到發(fā)射機(jī)的控制器，用于從PMU接收信號(hào)，和用于向信號(hào)中指示的所選擇發(fā)射機(jī)提供消息。
32．一種用于動(dòng)態(tài)地劃分向便攜消息單元(PMU)發(fā)射消息的發(fā)射機(jī)的控制器，該控制器包括接收機(jī)，用于接收表示由第一PMU接收的發(fā)射信號(hào)的第一信號(hào)強(qiáng)度的第一信號(hào)和表示由第二PMU接收的發(fā)射信號(hào)的第二信號(hào)強(qiáng)度的第二信號(hào)；耦合到接收機(jī)的計(jì)算器，用于計(jì)算表示由第一PMU接收的發(fā)射信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度的第一載波干擾比(C/I)值，和用于計(jì)算表示由第二PMU接收的發(fā)射信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度的第二C/I值。耦合到計(jì)算器的發(fā)送器，用于在向第一和第二PMU傳送消息前從第一C/I值確定用于向第一PMU發(fā)射第一消息的第一選擇發(fā)射機(jī)和第一重復(fù)使用系數(shù)，由控制器使用的多個(gè)重復(fù)使用系數(shù)中包括的第一重復(fù)使用系數(shù)用于對(duì)傳送消息的發(fā)射機(jī)分組，和從第二C/I值確定用于向第二PMU發(fā)射第二消息的第二選擇發(fā)射機(jī)和第二重復(fù)使用系數(shù)，第二重復(fù)使用系數(shù)也包括在該多個(gè)重復(fù)使用系數(shù)中。
全文摘要
用于動(dòng)態(tài)選擇在消息系統(tǒng)(100)中傳送定向消息的發(fā)射機(jī)的裝置和方法,該消息系統(tǒng)包括多個(gè)以聯(lián)播或非聯(lián)播模式工作的發(fā)射機(jī)(107－111)。通信系統(tǒng)(1100)通過發(fā)送發(fā)射信號(hào),在PMU(1105)接收發(fā)射信號(hào),計(jì)算發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度,發(fā)射表示信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào),接收該信號(hào),和在控制器(1110)從其確定表示發(fā)射信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度的載波干擾比(C/I)值來動(dòng)態(tài)地選擇發(fā)射機(jī)(1115),并用與從C/I值選擇的并超過C/I閾值的最低C/I值相關(guān)的選擇發(fā)射機(jī)傳送消息。
文檔編號(hào)H04L1/24GK1235714SQ97199378
公開日1999年11月17日 申請(qǐng)日期1997年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月5日
發(fā)明者斯利姆·索依斯, 薩默·薩瓦亞, 杰羅恩·P·多倫博斯, 阿蘭·查爾斯·路易斯·布里恩康, 格里高里·路易斯·坎農(nóng) 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司