專利名稱：用于訪問(wèn)傳輸?shù)目焖傩盘?hào)捕獲和同步的制作方法
背景技術(shù)：
Ⅰ．發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及多址、擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明尤其使得擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)中消除接收的訪問(wèn)信道傳輸中的計(jì)時(shí)不定性。
Ⅱ．相關(guān)領(lǐng)域的描述人們已經(jīng)開發(fā)了各種各樣的多址通信系統(tǒng)和技術(shù)，用來(lái)在大量的系統(tǒng)用戶中傳送信息。然而，擴(kuò)展譜調(diào)制技術(shù)，如碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中使用的擴(kuò)展譜調(diào)制技術(shù)具有比其他的調(diào)制技術(shù)更顯著的優(yōu)點(diǎn)，特別是在為大量的通信系統(tǒng)用戶提供服務(wù)的時(shí)候更是如此。這些技術(shù)的原理見授權(quán)日為1990年2月13日、標(biāo)題為“采用衛(wèi)星或地面轉(zhuǎn)發(fā)器的擴(kuò)展譜多址通信系統(tǒng)(Spread Spectrum MultipleAccess Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters)”的美國(guó)專利4,901,307，以及授權(quán)日為1997年11月25日、標(biāo)題為“在擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)中采用全頻譜發(fā)射功率用來(lái)跟蹤各接收機(jī)的相位時(shí)間和能量的方法和裝置(Method And Apparatus For Using Full Spectrum Transmitted Power In A SpreadSpectrum Communication System For Tracking Individual Recipient Phase TimeAnd Energy)”的美國(guó)專利5,691,974。二專利均已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在此引述供參考。
上述專利所揭示的多址通信系統(tǒng)中，大量的通常為移動(dòng)或遠(yuǎn)端系統(tǒng)用戶中的每一個(gè)均采用至少一個(gè)收發(fā)器與其他的系統(tǒng)用戶或其他相連的系統(tǒng)如公共電話交換網(wǎng)的用戶進(jìn)行通信。這些收發(fā)器通過(guò)匯接局和衛(wèi)星，或地面基站(有時(shí)也稱為區(qū)站或小區(qū))進(jìn)行通信。
基站覆蓋小區(qū)，而衛(wèi)星覆蓋地球表面上的腳印或點(diǎn)。不管是在哪一種系統(tǒng)中，容量增益都可以通過(guò)劃分扇區(qū)或細(xì)分被覆蓋的地理區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)。可以用位于基站處的方向天線將小區(qū)劃分為“扇區(qū)”。與此類似，采用構(gòu)成天線系統(tǒng)的波束，在地理上將衛(wèi)星的腳印劃分為“波束”。這些細(xì)分覆蓋區(qū)的技術(shù)可以被看作是用相對(duì)天線方向性或空間劃分多路復(fù)用來(lái)產(chǎn)生隔離。另外，如果具有有用的帶寬，則可以用頻分多路復(fù)用(FDM)，將這些細(xì)分部分中的每一部分，或者是扇區(qū)，或者是波束，分配多個(gè)CDMA信道。在衛(wèi)星系統(tǒng)中，每一個(gè)CDMA信道被稱作是“子波束”，這是因?yàn)槊恳弧安ㄊ笨梢杂袔讉€(gè)這樣的“子波束”。
在采用CDMA的通信系統(tǒng)中采用獨(dú)立的鏈路在匯接局或基站之間往返發(fā)送通信信號(hào)。前向鏈路指的是基站對(duì)用戶終端或匯接局對(duì)用戶終端通信鏈路，信號(hào)在匯接局處或基站處始發(fā)，并傳送到系統(tǒng)用戶或用戶。反向鏈路指的是用戶終端對(duì)匯接局或?qū)镜耐ㄐ沛溌?，信?hào)在用戶終端處始發(fā)，并傳送到匯接局或基站。
反向鏈路由至少兩個(gè)分離的信道組成訪問(wèn)(access)信道和反向業(yè)務(wù)信道。訪問(wèn)信道由一個(gè)或多個(gè)用戶終端在分開的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)或響應(yīng)于來(lái)自匯接局或基站的通信。通信的過(guò)程稱為是一個(gè)訪問(wèn)傳輸，或者是一次“訪問(wèn)探測(cè)(accessprobe)”。反向業(yè)務(wù)信道用作用戶的發(fā)射，以及在“呼叫”或呼叫建立期間將信令信息從用戶終端發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)匯接局或基站。訪問(wèn)信道、消息和呼叫的結(jié)構(gòu)或協(xié)議更詳細(xì)的描述見“電信工業(yè)協(xié)會(huì)”的IS-95標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)題是“雙模式寬帶擴(kuò)展譜蜂窩系統(tǒng)的移動(dòng)站一基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)(Mobile Station-Base-StationCompatibility Standard For Dual-Mode Wide-band Spread Spectrum CellularSystem)”，該標(biāo)準(zhǔn)在此引述供參考。
在典型的擴(kuò)展譜天線系統(tǒng)中，采用一個(gè)或多個(gè)預(yù)選的偽隨機(jī)噪聲(PN)碼序列，在將用戶信息信號(hào)調(diào)制到載波上用于作為通信信號(hào)傳輸前，在一預(yù)選的頻帶上調(diào)制或“擴(kuò)展”該用戶信息信號(hào)。PN擴(kuò)展是一種在本領(lǐng)域中眾所周知的擴(kuò)展譜傳輸方法，它產(chǎn)生用于傳輸?shù)男盘?hào)，該信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)相比，具有寬得多的帶寬。在前向鏈路中，采用PN擴(kuò)展碼或二進(jìn)制序列，來(lái)區(qū)別不同區(qū)站發(fā)射的或在不同波束上發(fā)射的信號(hào)，以及區(qū)別不同的多徑信號(hào)。這些代碼通常由給定小區(qū)、波束或子波束內(nèi)所有的通信信號(hào)所共享。
在某些通信系統(tǒng)中，對(duì)于反向鏈路業(yè)務(wù)和訪問(wèn)信道，反向鏈路中采用相同的一組前向鏈路PN擴(kuò)展碼。在其他建議的通信系統(tǒng)中，前向鏈路和反向鏈路之間采用不同的PN擴(kuò)展碼組。在另一些通信系統(tǒng)中，人們建議在反向鏈路業(yè)務(wù)和訪問(wèn)信道之間采用不同的PN擴(kuò)展碼組。
PN擴(kuò)展是用一對(duì)偽噪聲(PN)碼序列或PN碼對(duì)來(lái)完成的，用以對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行調(diào)制或“擴(kuò)展”。通常，用一個(gè)PN碼序列來(lái)調(diào)制同相(I)信道，而用另一PN碼序列來(lái)調(diào)制正交相(Q)信道。該P(yáng)N調(diào)制或編碼出現(xiàn)在由載波信號(hào)調(diào)制信息信號(hào)并且由匯接局或基站作為前向鏈路上的通信信號(hào)發(fā)送之前。PN擴(kuò)展碼有時(shí)也稱為短PN碼或序列，這是因?yàn)榕c通信系統(tǒng)使用的其他PN碼或碼列相比相對(duì)短的緣故。
根據(jù)所使用的是前向鏈路信道，還是反向鏈路信道，特定的通信系統(tǒng)可以采用幾個(gè)長(zhǎng)度的短PN碼序列。對(duì)于前向鏈路，短PN碼通常的長(zhǎng)度是210到215個(gè)碼片。這些短的PN碼用來(lái)區(qū)別各個(gè)衛(wèi)星或匯接局和基站所發(fā)射的信號(hào)。另外，給定的短PN碼的定時(shí)偏移用來(lái)區(qū)別特定衛(wèi)星或小區(qū)的波束。
對(duì)于衛(wèi)星系統(tǒng)中的反向鏈路，短PN序列具有長(zhǎng)度為28個(gè)碼片的數(shù)量級(jí)的序列。這些短PN序列用來(lái)使得匯接局接收機(jī)能夠快速地搜尋試圖訪問(wèn)通信系統(tǒng)的用戶終端，而沒有前向鏈路中使用的“較長(zhǎng)”的短PN碼所相關(guān)的復(fù)雜性。為了便于討論，“短PN碼”指的是反向鏈路中使用的短PN碼序列(28個(gè)碼片)。
另一個(gè)PN碼序列稱為信道化碼，用來(lái)區(qū)別小區(qū)或子波束中不同用戶終端所發(fā)射的通信信號(hào)。PN信道化碼也稱為長(zhǎng)碼，這是因?yàn)榕c通信系統(tǒng)所使用的其他PN碼相比，它們相當(dāng)“長(zhǎng)”了。長(zhǎng)PN碼通常的長(zhǎng)度為242個(gè)碼片的數(shù)量級(jí)。通常，一訪問(wèn)信息在由短PN碼調(diào)制，并且隨后發(fā)射到匯接局或基站作為訪問(wèn)探測(cè)前，由長(zhǎng)PN碼或其特定的“屏蔽”形式來(lái)調(diào)制。然而，在對(duì)訪問(wèn)消息進(jìn)行調(diào)制前，短PN碼和長(zhǎng)PN碼也可以組合起來(lái)。
當(dāng)匯接局或基站處的接收機(jī)接收訪問(wèn)探測(cè)時(shí)，接收機(jī)必須對(duì)該訪問(wèn)探測(cè)進(jìn)行去擴(kuò)展，以獲得該訪問(wèn)消息。這是通過(guò)形成假設(shè)或猜測(cè)哪些長(zhǎng)PN碼和哪一個(gè)短PN碼對(duì)調(diào)制該接收的訪問(wèn)消息來(lái)完成的。產(chǎn)生給定假設(shè)和訪問(wèn)探測(cè)之間的相關(guān)性，以確定哪些假設(shè)是該訪問(wèn)探測(cè)的最佳估計(jì)。產(chǎn)生最大相關(guān)性(通常相對(duì)于預(yù)定的閾值)的假設(shè)是選擇的假設(shè)。一旦確定了合適的假設(shè)，則用選擇的假設(shè)對(duì)訪問(wèn)探測(cè)進(jìn)行去擴(kuò)展，以獲得該訪問(wèn)消息。
這一定時(shí)不定性使擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題。這一定時(shí)不定性與PN碼序列開頭的不定性對(duì)應(yīng)，該P(yáng)N碼序列的開頭是編碼的開始點(diǎn)或定時(shí)。由于定時(shí)不定性的增加，而形成了更多的假設(shè)，以確定PN碼序列的開始。這些通信系統(tǒng)中信號(hào)的恰當(dāng)解調(diào)依賴于是否“知道”接收信號(hào)中各個(gè)PN碼序列從哪兒開始。不知道PN碼序列的開始點(diǎn)，或者不能與它們各自的定時(shí)恰當(dāng)?shù)赝綄?huì)導(dǎo)致不能對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
然而，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，由于用戶終端與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器之間的距離變化，而使得訪問(wèn)探測(cè)特別難捕獲。因?yàn)樾l(wèi)星軌道是環(huán)繞地球的，所以用戶終端與衛(wèi)星之間的距離變化很大。最大的距離出現(xiàn)在衛(wèi)星位于相對(duì)于用戶終端的水平線處。最小距離出現(xiàn)在衛(wèi)星直接位于用戶終端頭頂上。距離的這一差異使訪問(wèn)探測(cè)單程(即從用戶終端到匯接局)定時(shí)多達(dá)20毫秒(ms)的不定性。根據(jù)系統(tǒng)的不同，這一不定性還可以更大。
為了解決定時(shí)不定性的問(wèn)題，匯接局接收機(jī)可能不得不搜尋幾萬(wàn)個(gè)假設(shè)。這一搜尋可能需要幾秒鐘的時(shí)間才能完成，從而在建立通信鏈路時(shí)產(chǎn)生延遲，這是用戶所不能接受的。另外，由于通信系統(tǒng)中的信道數(shù)有限，一個(gè)特定用戶實(shí)際上可能會(huì)在幾分鐘的時(shí)間里因一個(gè)或多個(gè)用戶首先建立起一條鏈路或呼叫而失去一次訪問(wèn)該通信系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。
采用分時(shí)隙(slotted)的ALOHA訪問(wèn)信號(hào)協(xié)議或技術(shù)的通信系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生類似的問(wèn)題。在這種技術(shù)中，訪問(wèn)信道被分成一系列固定長(zhǎng)度的幀或時(shí)隙，用于接收信號(hào)。訪問(wèn)信號(hào)的結(jié)構(gòu)通常是一些“包”，這些包由前言部分和消息部分組成，它們必須在時(shí)隙開頭處到達(dá)從被捕獲。在特定幀周期中捕獲不到訪問(wèn)探測(cè)會(huì)導(dǎo)致想要進(jìn)行訪問(wèn)的發(fā)射機(jī)不得不重新發(fā)送該訪問(wèn)探測(cè)，以使接收機(jī)能夠在后續(xù)幀中再次檢測(cè)該探測(cè)。一起到達(dá)的多個(gè)訪問(wèn)信號(hào)會(huì)發(fā)生“碰撞”，并且是無(wú)法捕獲的，要求雙方重新發(fā)送。不管是在哪一種情況下，初次嘗試失敗時(shí)后續(xù)訪問(wèn)傳輸?shù)亩〞r(shí)是基于與時(shí)隙或幀的隨機(jī)數(shù)相等的延遲的。探測(cè)捕獲中延遲的長(zhǎng)度由接收機(jī)中復(fù)位捕獲電路的任何延遲而增加，以掃描各個(gè)假設(shè)，并且如上所述，在其他的探測(cè)中是首先捕獲的。在極端情況下，如果定時(shí)不定性問(wèn)題不解決，訪問(wèn)探測(cè)至少在實(shí)際的時(shí)限內(nèi)是永遠(yuǎn)不能捕獲的。
人們需要一種系統(tǒng)和方法，這種系統(tǒng)和方法用于在存在預(yù)計(jì)的定時(shí)不定性時(shí)，在擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)中快速地捕獲訪問(wèn)探測(cè)。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種在擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)中快速捕獲由用戶終端發(fā)送的一訪問(wèn)探測(cè)并使之同步的新的和改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。訪問(wèn)探測(cè)是分階段進(jìn)行擴(kuò)展的，而不是一開始就用一個(gè)短偽噪聲(PN)碼對(duì)和一個(gè)長(zhǎng)PN碼來(lái)對(duì)訪問(wèn)探測(cè)進(jìn)行擴(kuò)展。在第一個(gè)階段中，首先僅用短PN碼對(duì)，對(duì)由零數(shù)據(jù)組成的訪問(wèn)探測(cè)的前序部分進(jìn)行擴(kuò)展。在第二階段中，用短PN碼對(duì)和長(zhǎng)PN碼對(duì)訪問(wèn)探測(cè)的前序部分進(jìn)行擴(kuò)展。兩個(gè)階段中對(duì)訪問(wèn)探測(cè)進(jìn)行擴(kuò)展的目的是要減少接收機(jī)解決訪問(wèn)探測(cè)中的定時(shí)不定性問(wèn)題時(shí)所需假設(shè)的總數(shù)。在第一階段的訪問(wèn)探測(cè)期間，接收機(jī)采用粗搜尋功能或操作來(lái)確定調(diào)制前序部分中零數(shù)據(jù)的短PN碼對(duì)。短PN碼對(duì)的確定部分地解決了作為短PN碼對(duì)長(zhǎng)度函數(shù)的定時(shí)不定性。
在第二階段的訪問(wèn)探測(cè)期間，以及在接收機(jī)已經(jīng)確定了使用的短PN碼對(duì)以后，接收機(jī)采用細(xì)搜尋功能或操作來(lái)確定調(diào)制前序部分中零數(shù)據(jù)的長(zhǎng)PN碼，而該前序部分也是用短PN碼對(duì)和長(zhǎng)PN碼進(jìn)行擴(kuò)展的。長(zhǎng)PN碼的確定完全解決了訪問(wèn)探測(cè)的定時(shí)不定性。
本發(fā)明的特征是減少了捕獲訪問(wèn)信號(hào)或探測(cè)時(shí)接收機(jī)需要的假設(shè)總數(shù)。假設(shè)數(shù)的減少導(dǎo)致捕獲訪問(wèn)探測(cè)所必須的時(shí)間量的減少。所以，與采用傳統(tǒng)技術(shù)的系統(tǒng)相比，用戶終端在訪問(wèn)通信系時(shí)所經(jīng)歷的延遲更短。假設(shè)數(shù)的減少還增加了用戶終端與匯接局之間建立起聯(lián)系的可能性。
附圖簡(jiǎn)述在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)描述以后，讀者將會(huì)更清楚地了解本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。圖中，相同的標(biāo)號(hào)所表示的意義相同。


圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)成和運(yùn)行的典型的無(wú)線通信系統(tǒng)；圖2是用在通信系統(tǒng)中匯接局和用戶終端之間的通信鏈路的典型結(jié)構(gòu)；圖3是一訪問(wèn)信道的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)；圖4是一典型的CDMA通信系統(tǒng)中傳送訪問(wèn)探測(cè)的傳統(tǒng)協(xié)議；圖5是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送訪問(wèn)探測(cè)的協(xié)議；圖6是描述按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)的方框圖；圖7是圖6所示訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)前序階段切換(switch)進(jìn)一步細(xì)節(jié)的方框圖；圖8是圖6中所示訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)前序階段切換另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步細(xì)節(jié)的方框圖；圖9是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的訪問(wèn)信道接收機(jī)的方框圖；以及圖10是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的訪問(wèn)信道接收機(jī)的運(yùn)行的狀態(tài)圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明涉及在擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)中快速捕獲一訪問(wèn)探測(cè)的系統(tǒng)和方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所捕獲的訪問(wèn)探測(cè)是由用戶終端或移動(dòng)站發(fā)送到匯接局或基站的。
在典型的CDMA通信系統(tǒng)中，預(yù)定地理范圍或小區(qū)內(nèi)的基站采用幾個(gè)擴(kuò)展譜調(diào)制解調(diào)器或發(fā)射機(jī)和接收機(jī)模塊對(duì)基站訪問(wèn)區(qū)內(nèi)系統(tǒng)用戶的通信信號(hào)進(jìn)行處理。每一接收機(jī)模塊通常采用一個(gè)數(shù)字?jǐn)U展譜數(shù)據(jù)接收機(jī)和至少一個(gè)搜尋器接收機(jī)以及相關(guān)的解調(diào)器等。典型運(yùn)行期間，將基站中的一個(gè)特定的發(fā)射機(jī)模塊和特定的接收機(jī)模塊或調(diào)制解調(diào)器分配給一個(gè)用戶終端，用以調(diào)節(jié)基站和用戶終端之間通信信號(hào)的傳送。在某些情況下，可以用多個(gè)接收機(jī)模塊來(lái)調(diào)節(jié)分集信號(hào)處理。
對(duì)于采用衛(wèi)星的通信系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)模塊和接收機(jī)模塊通常是置于稱為匯接局或樞紐而通過(guò)衛(wèi)星傳送通信信號(hào)與系統(tǒng)用戶進(jìn)行通信的基站內(nèi)的。另外，還可以有其他的相關(guān)控制中心，與衛(wèi)星或匯接局進(jìn)行通信，以保持系統(tǒng)寬的業(yè)務(wù)控制和信號(hào)同步。
Ⅰ．系統(tǒng)概述圖1中示出了按照本發(fā)明構(gòu)成和運(yùn)行的一例無(wú)線通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)100采用擴(kuò)展譜調(diào)制技術(shù)與具有無(wú)線數(shù)據(jù)終端或電話的用戶終端(圖中為用戶終端126和128)進(jìn)行通信。在地面系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)100通過(guò)系統(tǒng)基站(圖中為基站114和116與用戶終端126和128進(jìn)行通信)。大城市中蜂窩電話類型的系統(tǒng)可能會(huì)有幾百個(gè)基站114和116，用地面基站轉(zhuǎn)發(fā)器為幾千個(gè)用戶終端126和128服務(wù)。
移動(dòng)站或用戶終端126和128中的每一個(gè)具有或包含一個(gè)無(wú)線通信裝置，如(但不限于)蜂窩電話、數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)或轉(zhuǎn)發(fā)裝置(如計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)據(jù)助手、傳真機(jī))或?qū)ず艋蚨ㄎ唤邮諜C(jī)。通常，可以按照需要，這些裝置可以是手提式的，或安裝在車輛上的。盡管這些用戶終端作為移動(dòng)式的來(lái)討論，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的原理同樣適用于固定的裝置，或其他類型的要求遠(yuǎn)端無(wú)線服務(wù)的終端。后一種類型的服務(wù)特別適用于用衛(wèi)星在世界的許多遠(yuǎn)端區(qū)域中建立起通信鏈路。
典型的用戶終端見上述美國(guó)專利5,691,974，和標(biāo)題為“用于一低地球軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度控制”的美國(guó)專利申請(qǐng)08/627,830，以及標(biāo)題為“采用兩個(gè)低地球軌道衛(wèi)星的清晰定位”的美國(guó)專利申請(qǐng)08/723,725。這些文獻(xiàn)在此引述供參考。
在基于衛(wèi)星的系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)100采用衛(wèi)星(圖中為衛(wèi)星118和120)和系統(tǒng)匯接局(圖中為匯接局122和124)與用戶終端126和128進(jìn)行通信。匯接局122和124通過(guò)衛(wèi)星118和120向用戶終端126和128發(fā)送通信信號(hào)?；谛l(wèi)星的系統(tǒng)通常采用很少幾個(gè)衛(wèi)星，向一個(gè)更大地理范圍內(nèi)的多個(gè)用戶提供服務(wù)。
應(yīng)當(dāng)注意，本例中，衛(wèi)星提供多個(gè)波束，以覆蓋通常是不重疊的分開的地理區(qū)域的。不同頻率下的多個(gè)波束稱為CDMA信道、‘子波束’或FDM信號(hào)、頻段或信道，可以覆蓋相同的區(qū)域。然而，應(yīng)當(dāng)理解，不同衛(wèi)星的波束覆蓋區(qū)或服務(wù)區(qū)，或地面區(qū)站的天線型式，根據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和所提供的服務(wù)類型，可以完全或部分地在給定的區(qū)域中重疊。在所有這些通信區(qū)域或裝置之間也可以實(shí)現(xiàn)分集或切換。例如，每一個(gè)都可以向不同頻率下具有不同特征的不同用戶組提供服務(wù)，或者，每一個(gè)給定的移動(dòng)單元可以采用多個(gè)頻率和/或多個(gè)服務(wù)提供者，每一個(gè)頻率或服務(wù)提供者具有重疊的地理區(qū)域。
如圖1所示，通信系統(tǒng)100采用系統(tǒng)控制器和交換網(wǎng)112，也稱為地面系統(tǒng)中的移動(dòng)電話交換局(MTSO)和衛(wèi)星系統(tǒng)的(地面)指令和控制中心。這些控制器通常包括提供基站114和116或匯接局122和124的寬系統(tǒng)控制的接口和處理電路?？刂破?12通常還在公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、基站114和116或匯接局122和124以及移動(dòng)單元126和128中對(duì)電話呼叫的路由選擇進(jìn)行主控制。然而，一PSTN接口通常形成與這些通信網(wǎng)或通信鏈路的直接連接的每一匯接局的一部分?？梢杂靡阎募夹g(shù)，如(但不局限于)專用電話線、光纖鏈路或微波或?qū)Ｓ眯l(wèi)星通信鏈路，建立起將控制器112與各個(gè)系統(tǒng)基站114和116或匯接局122和124耦聯(lián)的通信鏈路。
圖1中，基站114和116以及用戶終端126和128之間通信鏈路可能的信號(hào)路徑用直線130、132、134和136表示。線段上的箭頭表示典型的鏈路(或者是前向鏈路，或者是反向鏈路)的信號(hào)方向，并且這樣的描繪，僅僅是為了清楚起見，并不是對(duì)實(shí)際信號(hào)方式有任何限制。
采用類似的方式，對(duì)于匯接局到衛(wèi)星的鏈路，用線段146、148、150和152表示匯接局122和124、衛(wèi)星118和120以及用戶終端126和128之間通信鏈路的信號(hào)路徑，而線段140、142和144用于衛(wèi)星到用戶的鏈路。在某些結(jié)構(gòu)配置中，也可以并且要求建立起線段154所典型化表示的直接的衛(wèi)星到衛(wèi)星的鏈路。
正如本領(lǐng)域中人們知道的那樣，本發(fā)明適用于基于地面的系統(tǒng)或基于衛(wèi)星的系統(tǒng)。所以，為清楚起見，匯接局122和124和基站114和116將被統(tǒng)稱為匯接局122。與此類似，衛(wèi)星118和120將被統(tǒng)稱為衛(wèi)星118，而用戶終端126和128將被統(tǒng)稱為用戶終端126。另外，盡管用戶終端126在討論時(shí)是‘移動(dòng)的’，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的原理也可以應(yīng)用于要求遠(yuǎn)端無(wú)線服務(wù)的固定單元。
盡管圖1中僅示出了兩個(gè)衛(wèi)星，但通信系統(tǒng)通常采用多個(gè)交叉不同軌道面的衛(wèi)星。人們已經(jīng)建議，對(duì)于采用數(shù)量級(jí)為48或更多個(gè)衛(wèi)星的典型系統(tǒng)，采用多個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，這些衛(wèi)星在低地球軌道(LEO)中沿8個(gè)不同的軌道平面運(yùn)行，為大量的用戶終端服務(wù)。然而，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會(huì)理解，本發(fā)明的原理是如何應(yīng)用于各種衛(wèi)星系統(tǒng)和匯接局結(jié)構(gòu)的，包括應(yīng)用于其他的軌道距離和構(gòu)象(constellation)。
本領(lǐng)域中，術(shù)語(yǔ)基站和匯接局有時(shí)是可以互換的，匯接局被看作是指揮通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行通信并具有更多‘功能’的專門的基站，具有相關(guān)的設(shè)備，以保持通過(guò)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)器的通信鏈路，而基站用地面天線指揮周圍地理區(qū)域中的通信。中央控制中心通常還具有在與匯接局和衛(wèi)星相互作用時(shí)執(zhí)行的多個(gè)功能。用戶終端有時(shí)還稱作是用戶單元、移動(dòng)單元、移動(dòng)站，或者簡(jiǎn)單地稱為“用戶”、“移動(dòng)用戶”，或某些通信系統(tǒng)中的“使用者”，這視喜好而定。
Ⅱ．通信鏈路圖2描述的是通信系統(tǒng)100中匯接局122和用戶終端126之間使用的通信鏈路的典型結(jié)構(gòu)。至少是，并且一般情況下也是這樣，通信系統(tǒng)100中采用兩條鏈路，用以在匯接局122和用戶終端126之間進(jìn)行通信信號(hào)的傳送。這些鏈路稱為是前向鏈路210和反向鏈路220。前向鏈路210處理從匯接局122(或基站)傳送到用戶終端126的發(fā)送信號(hào)215。反向鏈路220處理從用戶終端126發(fā)送到匯接局122(或基站)的發(fā)送信號(hào)225。
前向鏈路210包括前向鏈路發(fā)射機(jī)212和前向鏈路接收機(jī)218。在一種實(shí)施例中，按照上述專利中所揭示的眾所周知的CDMA通信技術(shù)，前向鏈路發(fā)射機(jī)212位于匯接局122(基站)內(nèi)。在一種實(shí)施例中，按照上述專利中所揭示的眾所周知的CDMA通信技術(shù)，前向鏈路接收機(jī)218位于用戶終端126中。
反向鏈路220包括反向鏈路發(fā)射機(jī)222和反向鏈路接收機(jī)228。在一種實(shí)施例中，反向鏈路發(fā)射機(jī)222位于用戶終端126中。在一種實(shí)施例中，反向鏈路接收機(jī)228位于匯接局126(基站)中。
反向鏈路220包含至少兩種信道一個(gè)或多個(gè)訪問(wèn)信道，以及一個(gè)或多個(gè)反向業(yè)務(wù)信道。這些信道可以用不同的接收機(jī)或相同的接收機(jī)在不同的方式下工作來(lái)實(shí)現(xiàn)。正如上面所討論的那樣，訪問(wèn)信道由用戶終端126用來(lái)始發(fā)或響應(yīng)于與匯接局122的通信。獨(dú)立的訪問(wèn)信道在任一給定的時(shí)間內(nèi)用于每一工作用戶。特別是，訪問(wèn)信道是由幾個(gè)用戶信道126時(shí)間共享的，具有從在時(shí)間上相互分開的每一工作用戶進(jìn)行的發(fā)射。根據(jù)已知的因素如所要求的匯接局復(fù)雜性水平和訪問(wèn)定時(shí)，系統(tǒng)可以采用一個(gè)或多個(gè)訪問(wèn)信道。所建議的實(shí)施例采用每一頻率下1到8個(gè)訪問(wèn)信道。訪問(wèn)信道將在下文中詳細(xì)討論。
Ⅲ．訪問(wèn)信道圖3描繪的是訪問(wèn)信道300進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。訪問(wèn)信道300包括訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310、訪問(wèn)信道接收機(jī)320和一訪問(wèn)探測(cè)330。訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310包括在上述反向鏈路發(fā)射機(jī)222中。訪問(wèn)信道接收機(jī)320包括在上述反向鏈路接收機(jī)228中。
訪問(wèn)信道300用于短信令消息交換，包括呼叫始發(fā)、尋呼響應(yīng)和從用戶終端126發(fā)出并且目標(biāo)為匯接局122的登記(registration)。為了使用戶終端126能夠在訪問(wèn)信道300上發(fā)出或響應(yīng)于與匯接局122(或基站)的通信，發(fā)送稱作是訪問(wèn)信號(hào)或訪問(wèn)探測(cè)的信號(hào)。
訪問(wèn)信道通常也與通信系統(tǒng)中使用的一個(gè)或多個(gè)特定的尋呼信道相關(guān)。由于系統(tǒng)知道在哪里響應(yīng)于尋呼尋找用戶終端訪問(wèn)發(fā)送，就使得對(duì)尋呼消息的響應(yīng)更有效率。根據(jù)固定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)或?qū)ず粝⒔Y(jié)構(gòu)中用戶終端的提示，可以知道這種相關(guān)性或分配。正如人們所知道的那樣，采用分時(shí)隙的訪問(wèn)信道方法，訪問(wèn)信道被分成一系列固定長(zhǎng)度的幀或時(shí)隙，期間，可以從用戶終端接收訪問(wèn)發(fā)送或探測(cè)。
Ⅳ．訪問(wèn)探測(cè)中的定時(shí)不定性由于用戶終端126與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器118之間因衛(wèi)星118的軌道環(huán)繞地球而產(chǎn)生變化的距離或傳播路徑長(zhǎng)度，會(huì)產(chǎn)生訪問(wèn)探測(cè)定時(shí)的不定性。該定時(shí)不定性受最小傳播延遲和最大傳播延遲的限制。最小傳播延遲Dmin是當(dāng)衛(wèi)星118位于用戶終端126的正上方時(shí)信號(hào)從用戶終端126到衛(wèi)星118的傳播時(shí)間。最大傳播延遲Dmax是當(dāng)衛(wèi)星118位于用戶終端126預(yù)定有用水平位置時(shí)信號(hào)從用戶終端126傳播到衛(wèi)星118的時(shí)間。采用類似的方式，對(duì)于用戶終端與基站114之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，盡管通常幅度較小，也會(huì)產(chǎn)生某種程度的定時(shí)不定性。
解決該定時(shí)不定性是必須的，這是為了恰當(dāng)?shù)夭东@訪問(wèn)探測(cè)330。具體說(shuō)來(lái)，定時(shí)(即PN碼的起始時(shí)間)是必須知道的，以便用長(zhǎng)PN碼和短PN碼對(duì)訪問(wèn)探測(cè)330或其消息內(nèi)容進(jìn)行去擴(kuò)展。這是通過(guò)使形成訪問(wèn)探測(cè)330的訪問(wèn)信號(hào)與各種定時(shí)假設(shè)相關(guān)以決定哪一種定時(shí)假設(shè)對(duì)于解決訪問(wèn)探測(cè)330來(lái)說(shuō)是最佳估計(jì)來(lái)完成的。定時(shí)假設(shè)是相互間的時(shí)間偏移，并且代表用來(lái)產(chǎn)生探測(cè)的訪問(wèn)探測(cè)330或PN碼的定時(shí)的各種估計(jì)。產(chǎn)生與訪問(wèn)探測(cè)330最高相關(guān)性(通常是一個(gè)超過(guò)預(yù)定閾值的相關(guān)性)的假設(shè)是一個(gè)特定訪問(wèn)探測(cè)330定時(shí)的最可能的估計(jì)(假設(shè)是“正確的”)。一旦以這種方式解決了定時(shí)的不定性，則訪問(wèn)探測(cè)330可以用該定時(shí)估計(jì)以及長(zhǎng)、短PN碼按照眾所周知的技術(shù)去擴(kuò)展。
Ⅴ．傳送訪問(wèn)探測(cè)的傳統(tǒng)協(xié)議圖4描繪的是在傳統(tǒng)的CDMA通信系統(tǒng)中使用的訪問(wèn)信道上傳送傳統(tǒng)訪問(wèn)信號(hào)410(也稱為訪問(wèn)探測(cè))的傳統(tǒng)的信號(hào)結(jié)構(gòu)或協(xié)議400。當(dāng)一用戶終端126想要訪問(wèn)通信系統(tǒng)100時(shí)，即始發(fā)出或響應(yīng)于通信時(shí)，用戶終端126按照傳統(tǒng)的協(xié)議400，向匯接局122發(fā)送傳統(tǒng)的訪問(wèn)信號(hào)或探測(cè)410。傳統(tǒng)的訪問(wèn)探測(cè)410包括一訪問(wèn)探測(cè)前序部分(preamble)420和訪問(wèn)探測(cè)消息(訪問(wèn)消息)430。傳統(tǒng)的訪問(wèn)探測(cè)410是由用戶終端126中的訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310發(fā)送到匯接局122中的訪問(wèn)信道接收機(jī)320的。
在傳統(tǒng)的擴(kuò)展譜系統(tǒng)中，前序部分420和訪問(wèn)消息430中的每一個(gè)均是用一對(duì)短偽噪聲碼序列(短PN碼對(duì))440正交擴(kuò)展，并且用一長(zhǎng)偽噪聲碼序列(長(zhǎng)PN碼)450信道化的。通常是由零數(shù)據(jù)(即全“1”或全“0”或預(yù)先選定的“1”和“0”的碼型)組成的前序部分420被首先傳送，在發(fā)送訪問(wèn)消息430前，向信道接收機(jī)320提供捕獲訪問(wèn)探測(cè)410的機(jī)會(huì)。
短PN碼對(duì)440用來(lái)調(diào)制或“擴(kuò)展”信息信號(hào)。偽噪聲調(diào)制或編碼出現(xiàn)在用載波信號(hào)調(diào)制該信息信號(hào)并傳送到匯接局122之前。短PN碼對(duì)440用來(lái)區(qū)別在特定的CDMA信道上傳送的通信信號(hào)。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，短PN碼對(duì)440用來(lái)區(qū)別反向鏈路220中使用的訪問(wèn)信道信號(hào)和其他的通信信號(hào)。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每一匯接局122采用其自己的短PN碼對(duì)440。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，根據(jù)將被容納的通信業(yè)務(wù)量，對(duì)匯接局122中的每一頻帶采用不同的短PN碼對(duì)440。在這些實(shí)施例中，每一匯接局可以有多達(dá)8個(gè)短PN碼對(duì)440。然而，也可以采用其他數(shù)量(或多或少)的PN碼對(duì)，用于這一功能。
長(zhǎng)PN碼450用來(lái)區(qū)別小區(qū)或波束中不同用戶終端126發(fā)射的通信信號(hào)。通常情況下，在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，前序部分420和訪問(wèn)消息430在用短PN碼對(duì)440擴(kuò)展前用長(zhǎng)PN碼450調(diào)制或編碼。然而，在其他的傳統(tǒng)系統(tǒng)中，短PN碼440和長(zhǎng)PN碼450可以組合起來(lái)，隨后用于調(diào)制前序部分420和訪問(wèn)消息430。
當(dāng)訪問(wèn)信道接收機(jī)320接受前序部分420時(shí)，訪問(wèn)信道接收機(jī)320必須用短PN碼對(duì)440和長(zhǎng)PN碼450對(duì)前序部分420進(jìn)行去擴(kuò)展。這是通過(guò)形成假設(shè)或猜測(cè)是哪一個(gè)長(zhǎng)PN碼450以及是哪一個(gè)短PN碼對(duì)440調(diào)制前序部分420中包括的零數(shù)據(jù)來(lái)完成的。將給定假設(shè)和前序部分420相關(guān)在一起。比較前序部分420與每一假設(shè)的相關(guān)性結(jié)果。按照幅度或能量產(chǎn)生最高相關(guān)性的特定假設(shè)是所選擇的假設(shè)。包含該假設(shè)的特定長(zhǎng)PN碼450和特定短PN碼440用來(lái)解調(diào)訪問(wèn)探測(cè)410?？赡鼙仨氈貜?fù)訪問(wèn)探測(cè)410的傳送，以確保捕獲。
一旦由訪問(wèn)信道接收機(jī)320確定了短PN碼對(duì)440和長(zhǎng)PN碼450以后，就認(rèn)為捕獲了傳統(tǒng)的訪問(wèn)探測(cè)410。在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)傳送了前序部分420以后，由訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310發(fā)送訪問(wèn)消息430。如上面討論的那樣，按照傳統(tǒng)的協(xié)議或訪問(wèn)信號(hào)結(jié)構(gòu)400，采用用來(lái)擴(kuò)展前序部分420的相同的短PN碼對(duì)440和長(zhǎng)PN碼450，擴(kuò)展訪問(wèn)消息430。
前序部分420必須具有足夠的長(zhǎng)度，從而訪問(wèn)信道接收機(jī)320有時(shí)間處理假設(shè)，并且在傳送訪問(wèn)消息430之前捕獲傳統(tǒng)的訪問(wèn)探測(cè)40。否則，訪問(wèn)信道接收機(jī)320將仍然嘗試在傳送訪問(wèn)消息430時(shí)捕獲傳統(tǒng)的訪問(wèn)探測(cè)410。在這情況里，將不能正確地接收訪問(wèn)消息430。捕獲訪問(wèn)探測(cè)410所需的時(shí)間稱為捕獲時(shí)間是取決于有多少接收機(jī)用來(lái)并行地對(duì)假設(shè)進(jìn)行處理，各個(gè)編碼序列有多少長(zhǎng)，信號(hào)傳送中定時(shí)不定性的范圍等等。這些因素中的每一個(gè)都將影響必須形成的假設(shè)的數(shù)量，以及捕獲傳統(tǒng)訪問(wèn)探測(cè)410所需的時(shí)間。除了影響捕獲時(shí)間的因素以外，還選擇前序部分420的長(zhǎng)度和重復(fù)頻率，以便使不同用戶終端126傳送的訪問(wèn)探測(cè)410之間的碰撞為最小。根據(jù)確定前序部分420的長(zhǎng)度時(shí)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮，來(lái)考慮這些因素中的每一個(gè)因素，這是很明顯的。
本發(fā)明采用訪問(wèn)信號(hào)結(jié)構(gòu)或協(xié)議來(lái)傳送想要形成比傳統(tǒng)訪問(wèn)探測(cè)410所需少得多的假設(shè)的訪問(wèn)探測(cè)。下面進(jìn)一步詳細(xì)討論該訪問(wèn)探測(cè)。
Ⅵ．傳送按照本發(fā)明的訪問(wèn)探測(cè)的協(xié)議圖5描述的是傳送按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的訪問(wèn)探測(cè)510的信號(hào)結(jié)構(gòu)或協(xié)議500。訪問(wèn)探測(cè)510包括訪問(wèn)探測(cè)前序部分(preamble)520和訪問(wèn)探測(cè)消息(訪問(wèn)消息)530。協(xié)議500和傳統(tǒng)協(xié)議400之間的一個(gè)基本的差異是一開始僅用短PN碼對(duì)440對(duì)前序部分510進(jìn)行擴(kuò)展或調(diào)制，隨后用短PN碼對(duì)440和長(zhǎng)PN碼450進(jìn)行調(diào)制。這使得訪問(wèn)信道接收機(jī)320能夠僅用短PN碼對(duì)440解決定時(shí)不定性問(wèn)題。相反，傳統(tǒng)的協(xié)議400想要同時(shí)用短PN碼對(duì)440和長(zhǎng)PN碼450來(lái)解決定時(shí)不定性問(wèn)題。
分階段地(即首先僅用短PN碼對(duì)440，隨后用短PN碼對(duì)440和長(zhǎng)PN碼450)來(lái)調(diào)制前序部分520顯著減少了獲得訪問(wèn)探測(cè)510由訪問(wèn)信道接收機(jī)320所需的假設(shè)數(shù)。通過(guò)減少假設(shè)數(shù)，訪問(wèn)信道接收機(jī)320捕獲訪問(wèn)探測(cè)510所需的時(shí)間(即捕獲時(shí)間)也相應(yīng)地減少。
按照本發(fā)明，前序部分520是分兩個(gè)階段傳送的第一個(gè)階段前序部分560，而第二個(gè)階段前序部分570。在第一個(gè)階段前序部分560中，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)用短PN碼對(duì)440調(diào)制前序部分520，使得訪問(wèn)信道接收機(jī)320能夠確定短PN碼對(duì)440的定時(shí)。
在第二個(gè)階段前序部分570中，用短PN碼對(duì)440和長(zhǎng)PN碼450調(diào)制前序部分520。在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，由訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310傳送第二個(gè)階段前序部分570，使得訪問(wèn)信道接收機(jī)320能夠確定長(zhǎng)PN碼450的定時(shí)。在第二個(gè)階段前序部分570的結(jié)束時(shí)，訪問(wèn)信道接收機(jī)320應(yīng)當(dāng)已經(jīng)捕獲了訪問(wèn)探測(cè)510。
在第二個(gè)階段前序部分570以后，消息階段580是由訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310傳送的。在消息階段580期間，用短PN碼對(duì)440和長(zhǎng)PN碼450調(diào)制消息530。
通過(guò)分階段地傳送前序部分520，就減少了解決定時(shí)不定性和捕獲訪問(wèn)探測(cè)510所需的假設(shè)數(shù)。在采用傳統(tǒng)的協(xié)議400的系統(tǒng)中，所需的假設(shè)數(shù)是通過(guò)將定時(shí)不定性乘以碼片速率來(lái)決定的，這是因?yàn)樵诙〞r(shí)不定性的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)訪問(wèn)探測(cè)410的每一潛在碼起始時(shí)間(幀的開始)需要一個(gè)假設(shè)。換句話說(shuō)，必須在該不定性的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，評(píng)估每一潛在(potential)PN碼定時(shí)(即訪問(wèn)探測(cè)開始的時(shí)間)。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，訪問(wèn)信道接收機(jī)320通過(guò)用從先驗(yàn)得到的短PN碼對(duì)440首先對(duì)第一個(gè)階段的前序部分560進(jìn)行去擴(kuò)展，部分地解決了定時(shí)不定性問(wèn)題。因?yàn)槲覀兿Ｍ蘌N碼對(duì)440比定時(shí)不定性短得多，所以捕獲短PN碼對(duì)440所需的假設(shè)數(shù)是短PN碼對(duì)440的可能的編碼起始點(diǎn)數(shù)或次數(shù)。所以，對(duì)一個(gè)具有長(zhǎng)度為256的短PN碼對(duì)440，捕獲短PN碼對(duì)440所需的假設(shè)數(shù)是256。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，用從先驗(yàn)得到的短PN碼對(duì)440和從先驗(yàn)得到的長(zhǎng)PN碼450，通過(guò)對(duì)第二個(gè)階段的前序部分570進(jìn)行去擴(kuò)展，訪問(wèn)信道接收機(jī)320完全解決了定時(shí)不定性問(wèn)題。在捕獲了短PN碼對(duì)440以后，短PN碼對(duì)440長(zhǎng)度的整數(shù)數(shù)量級(jí)(order)的模糊性存在于訪問(wèn)探測(cè)510的定時(shí)中。換言之，在定時(shí)不定性的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，短PN碼對(duì)440重復(fù)整數(shù)次。重復(fù)的次數(shù)是在第二階段前序部分570的傳送期間需要形成的假設(shè)數(shù)。該數(shù)值是通過(guò)將定時(shí)不定性除以短PN碼對(duì)440的周期來(lái)決定的。
本發(fā)明解決定時(shí)不定性所需的假設(shè)總數(shù)是由第一階段的前序部分560和第二階段前序部分570中的每一個(gè)所需的假設(shè)之和決定的。表Ⅰ中示出了解決定時(shí)不定性所需假設(shè)數(shù)的比較。表Ⅰ將采用傳統(tǒng)訪問(wèn)探測(cè)410的系統(tǒng)所需的假設(shè)數(shù)與采用具有按照本發(fā)明的各個(gè)短PN碼長(zhǎng)度(L)的訪問(wèn)探測(cè)510的系統(tǒng)比較。表Ⅰ是為具有每秒1.2288兆碼片(megachip)的碼片速率和10毫秒的定時(shí)不定性的典型CDMA通信系統(tǒng)產(chǎn)生的。在該典型比較中，二分之一碼片的假設(shè)被忽略。
表Ⅰ<
當(dāng)考慮到頻率不定性時(shí)，假設(shè)數(shù)的減小變得更重要。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，頻率不定性是在第一階段前序部分560的傳送期間解決的，同時(shí)，在第二階段前序部分570的傳送期間也完全解決了定時(shí)不定性。該實(shí)施例中，第一階段前序部分560期間所需的假設(shè)數(shù)增加了第二階段前序部分570所需假設(shè)數(shù)保持不變時(shí)測(cè)得的頻率假設(shè)數(shù)(例如N)的一個(gè)因子。頻率假設(shè)數(shù)N取決于本領(lǐng)域中眾所周知的因素，如Doppler和其他頻移效應(yīng)的預(yù)期量，以及劃分要搜尋的總頻率空間所采用的頻率盒(bins)的大小和數(shù)量。用上述表Ⅰ中所示相同系統(tǒng)解決定時(shí)和頻率問(wèn)題所需的假設(shè)數(shù)的比較見表Ⅱ。
表Ⅱ
訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)圖6是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一例訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310的方框圖。訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310包括發(fā)射數(shù)據(jù)預(yù)處理器610、長(zhǎng)碼發(fā)生器635、前序部分階段開關(guān)(switch)640和發(fā)射數(shù)據(jù)后處理器690。
發(fā)射數(shù)據(jù)預(yù)處理器610對(duì)要傳送的信息按照CDMA通信中采用的各種信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理。在按照本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，發(fā)射數(shù)據(jù)預(yù)處理器610包括一編碼器615、符號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器620、交錯(cuò)器625和一個(gè)M陣列的正交調(diào)制器630。發(fā)射數(shù)據(jù)預(yù)處理器610可以包括這些元件以及其他的預(yù)處理元件，這不偏離本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員熟悉用來(lái)準(zhǔn)備信息信號(hào)的各種類型的信號(hào)處理和相關(guān)的元件。
下面描述發(fā)射數(shù)據(jù)預(yù)處理器610的典型實(shí)施例。該實(shí)施例中，編碼器615是一種傳統(tǒng)的編碼器，它用本領(lǐng)域中眾所周知的發(fā)生器功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。編碼器615接收數(shù)據(jù)輸入作為二進(jìn)制位，并輸出作為編碼碼元。碼元轉(zhuǎn)發(fā)器620轉(zhuǎn)發(fā)從編碼器615接收的編碼碼元，從而保持在各個(gè)數(shù)據(jù)速率下每一幀的編碼碼元總數(shù)。交錯(cuò)器625通常是一個(gè)塊交錯(cuò)器，它按照眾所周知的技術(shù)對(duì)編碼碼元進(jìn)行交錯(cuò)。M陣列的正交調(diào)制器630用M陣列的正交碼調(diào)制過(guò)程調(diào)制經(jīng)交錯(cuò)的編碼碼元。這些M陣列的正交碼可以是沃爾什函數(shù)或編碼，它們通常用在CDMA通信系統(tǒng)中，這是眾所周知的。
當(dāng)沃爾什碼用作正交碼時(shí)，每一組log2M編碼碼元被映射到可被稱為沃爾什碼元的M個(gè)相互排斥的正交調(diào)制碼元中的一個(gè)。在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，采用64陣列的正交調(diào)制器。所以，在該實(shí)施例中，每一沃爾什碼元由64個(gè)沃爾什碼片組成，并且6個(gè)編碼碼元被映射成一個(gè)沃爾什碼元或正交函數(shù)。正如本領(lǐng)域中人們知道的那樣，也可以采用其他的編碼長(zhǎng)度，具有不同的編碼碼元組或數(shù)。
前序部分階段開關(guān)640接收來(lái)自發(fā)射數(shù)據(jù)預(yù)處理器610的數(shù)據(jù)，和來(lái)自長(zhǎng)碼發(fā)生器635的長(zhǎng)PN碼450。前序部分階段開關(guān)640將數(shù)據(jù)輸出到發(fā)射數(shù)據(jù)后處理器690。下面將詳細(xì)描述前序階段開關(guān)640。
發(fā)射數(shù)據(jù)后處理器690在將從前序部分階段開關(guān)640輸出的信息傳送出去之前，對(duì)信息進(jìn)行后處理。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，發(fā)射數(shù)據(jù)后處理器690包括一I信道調(diào)制器645、I信道短碼發(fā)生器648、Q信道調(diào)制器650、Q信道短碼發(fā)生器649、延遲器或延遲元件655、I信道基帶濾波器660、Q信道基帶濾波器665、I信道載波信號(hào)調(diào)制器670、Q信道載波信號(hào)調(diào)制器675以及信號(hào)組合器680。發(fā)射數(shù)據(jù)后處理器690可以包括這些元件以及其他的后處理元件，這不偏離本發(fā)明的范圍。例如，發(fā)射信號(hào)可以不是由上述同相或正交元件組成的。換句話說(shuō)，通信系統(tǒng)100可以不用相移鍵控。本例中，只可以采用發(fā)射數(shù)據(jù)后處理器690中的一條信號(hào)路徑。所以，很明顯，本例中，只采用短碼發(fā)生器648、649中的一個(gè)、基帶濾波器660、665中的一個(gè)、載波信號(hào)調(diào)制器670、675中的一個(gè)。這時(shí)，發(fā)射數(shù)據(jù)后處理器690按照CDMA通信中眾所周知的技術(shù)，執(zhí)行各種濾波和調(diào)制操作。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)制器645和650，用來(lái)自短碼發(fā)生器648、649的短PN碼對(duì)440，對(duì)前序部分階段開關(guān)640的輸出進(jìn)行正交擴(kuò)展。短PN碼對(duì)440包含有時(shí)稱為Q導(dǎo)頻PN序列和I導(dǎo)頻PN序列的序列。該術(shù)語(yǔ)用在這樣的實(shí)施例中，即，選擇短碼對(duì)440，使之與前向鏈路短PN碼匹配，這與地面蜂窩和某些衛(wèi)星通信系統(tǒng)中一樣。反之，術(shù)語(yǔ)“導(dǎo)頻”無(wú)需用于參考編碼，僅用于反向鏈路，這里是不采用導(dǎo)頻的，或者僅用于訪問(wèn)信道。短碼發(fā)生器648產(chǎn)生I PN(PN1)序列。短碼發(fā)生器649產(chǎn)生Q PN序列(PNQ)。I和Q序列可以是完全不同的序列，或者是相同的序列，具有與其他序列延遲一個(gè)序列偏移。
在另一種實(shí)施例(未示出)中，短碼發(fā)生器648、649用一個(gè)短碼發(fā)生器648和一個(gè)延遲來(lái)取代。該實(shí)施例中，短碼發(fā)生器的輸出直接作用于調(diào)制器645，并作用于隨后被延遲的調(diào)制器650。調(diào)制器645、650可以用組合器、乘法器或模一2加法器或其他的技術(shù)來(lái)實(shí)施，這時(shí)很明顯的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在用短碼發(fā)生器649調(diào)制以后，PNQ序列相對(duì)于PN1序列，通過(guò)延遲器655被延遲二分之一個(gè)PN碼片的時(shí)間。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，二分之一碼片延遲提供正交相移鍵控的偏移，并改進(jìn)了用于后續(xù)基帶濾波的功率包絡(luò)。
擴(kuò)展操作的輸出被施加到基帶濾波器660、665，并用載波信號(hào)，分別通過(guò)調(diào)制器670、675進(jìn)行調(diào)制。合成的調(diào)制信號(hào)用組合器680組合起來(lái)，并按照眾所周知的通信技術(shù)發(fā)送出去。
Ⅷ．前序部分階段開關(guān)圖7進(jìn)一步詳細(xì)描繪了前序部分基帶開關(guān)640的典型結(jié)構(gòu)。前序部分階段開關(guān)640包括第一開關(guān)710、第二開關(guān)720、兩個(gè)零碼發(fā)生器730和一個(gè)調(diào)制器(或擴(kuò)展元件)740。第一開關(guān)710包括兩個(gè)終端位置，第一個(gè)終端位置被標(biāo)記為“A,B”，而第二個(gè)終端位置被標(biāo)記為“C”。第二個(gè)開關(guān)720包括兩個(gè)終端位置，第一個(gè)終端位置被標(biāo)記為“A”，而第二個(gè)終端位置被標(biāo)記為“B,C”。“A”識(shí)別第一個(gè)開關(guān)710和第二個(gè)開關(guān)720在第一階段前序部分560的發(fā)生或發(fā)射期間的終端位置?！癇”識(shí)別第一個(gè)開關(guān)710和第二個(gè)開關(guān)720在第二階段前序部分570的發(fā)生和發(fā)射期間的終端位置?！癈”識(shí)別第一個(gè)開關(guān)710和第二個(gè)開關(guān)720在消息階段580的發(fā)生期間的終端位置。
下面參照?qǐng)D5和圖7描述前序階段開關(guān)的運(yùn)行。在訪問(wèn)探測(cè)510的第一階段前序部分560期間，第一開關(guān)710和第二開關(guān)720中的每一個(gè)位于它們各自標(biāo)記為“A”的終端位置上。在該位置上，第一開關(guān)710將零數(shù)據(jù)傳送到調(diào)制器740，而第二開關(guān)720也將零數(shù)據(jù)傳送到調(diào)制器740。在第一階段前序部分560期間，輸出由零數(shù)據(jù)組成。該零數(shù)據(jù)用上述討論的短PN碼對(duì)440調(diào)制。因此，在第一階段前序部分560區(qū)間，零數(shù)據(jù)是用短PN碼對(duì)440調(diào)制的，而不是用長(zhǎng)PN碼450調(diào)制的。
零數(shù)據(jù)指的是具有常數(shù)值或已知值的數(shù)據(jù)，或者是全“0”或全“1”、或者已知碼型如交替“1”或“0”等的數(shù)據(jù)。零數(shù)據(jù)代表幫助捕獲訪問(wèn)探測(cè)510對(duì)接收機(jī)來(lái)說(shuō)是已知的固定的碼型。零數(shù)據(jù)不包含任何消息信息。本發(fā)明的該實(shí)施例中，零數(shù)據(jù)意味著全為“1”。
在接收機(jī)如訪問(wèn)信道接收機(jī)320有充分的時(shí)間確定來(lái)自第一階段前序部分560的短PN碼對(duì)440以后，傳送第二階段前序部分570。在第二階段的前序部分570發(fā)生或傳送以后，第一開關(guān)710和第二開關(guān)720位于它們各自標(biāo)記為“B”的終端位置上。在該位置上，第一開關(guān)720繼續(xù)將零數(shù)據(jù)傳送到調(diào)制器740，而第二開關(guān)720將長(zhǎng)PN碼450傳送到調(diào)制器740。在第二階段前序部分570的產(chǎn)生或傳送期間，輸出642由長(zhǎng)PN碼570進(jìn)行零數(shù)據(jù)調(diào)制。輸出642隨后如上面討論的那樣，由短PN碼對(duì)440進(jìn)行調(diào)制。因此，在第二階段的前序部分570期間，零數(shù)據(jù)由長(zhǎng)PN碼450和短PN碼對(duì)440進(jìn)行調(diào)制。
在接收機(jī)(訪問(wèn)接收機(jī)320)與有充分的時(shí)間確定來(lái)自第二階段前序部分570的長(zhǎng)PN碼450一樣，有充分的時(shí)間確定來(lái)自第一階段長(zhǎng)序部分的短PN碼對(duì)440以后，傳送消息階段580。在產(chǎn)生或發(fā)射消息階段580期間，第一開關(guān)710和第二開關(guān)720位于它們各自標(biāo)記為“C”的終端位置上。在該位置上，第一開關(guān)710將訪問(wèn)信道信息638傳送到調(diào)制器740，而第二開關(guān)720繼續(xù)將長(zhǎng)PN碼450傳送到調(diào)制器740。在消息階段580期間，輸出642由長(zhǎng)PN碼570調(diào)制的消息數(shù)據(jù)組成。隨后，如上面討論的那樣，用短PN碼對(duì)440調(diào)制輸出642。所以，在消息階段580期間，消息數(shù)據(jù)是用長(zhǎng)PN碼450和短PN碼對(duì)440調(diào)制的。
圖8描繪的是前序階段開關(guān)640另一例結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。該實(shí)施例中，前序階段開關(guān)640包括一開關(guān)810、零碼發(fā)生器820和一調(diào)制器(或擴(kuò)展元件)830。開關(guān)810包括兩個(gè)終端位置，第一個(gè)終端位置標(biāo)記為“A”，第二個(gè)終端位置標(biāo)記為“B,C”?！癆”表示第一階段前序部分560期間開關(guān)810的終端位置?！癇”表示第二階段前序部分570期間開關(guān)810的終端位置?！癈”表示消息階段580的發(fā)生或發(fā)射期間開關(guān)810的終端位置。
下面參照?qǐng)D5和圖8描述該實(shí)施例中前序階段開關(guān)640的運(yùn)行。訪問(wèn)探測(cè)510的第一階段前序部分560期間，開關(guān)810位于標(biāo)記為“A”的終端位置上。在該位置上，開關(guān)810將全“0”從零數(shù)據(jù)發(fā)生器820傳送到調(diào)制器830。同時(shí)，施加到訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)310的訪問(wèn)信道信息由零數(shù)據(jù)(即，或者是“0”，或者是“1”)組成。在用戶終端控制器的控制下，該數(shù)據(jù)是用本領(lǐng)域中已知的技術(shù)由已知的用戶終端發(fā)送元件提供，并且是在該發(fā)送元件內(nèi)產(chǎn)生的。例如，可以控制編碼器615的輸入，以提供特定要求的輸出，或者，可以中斷調(diào)制器630或預(yù)處理器610的輸出，并且前序部分開關(guān)640的輸入與產(chǎn)生零數(shù)據(jù)的另一個(gè)源相連。所以，訪問(wèn)信道信息638由零數(shù)據(jù)組成，用作由發(fā)射數(shù)據(jù)預(yù)處理器610處理。訪問(wèn)信道信息638是直接施加到調(diào)制器830的。
圖8中所示的擴(kuò)展元件830和零數(shù)據(jù)發(fā)生器820的特定組合確保了當(dāng)由零數(shù)據(jù)發(fā)生器820的輸出調(diào)制訪問(wèn)信道信息638時(shí)，結(jié)果與訪問(wèn)信道信息638是相同的，這與上面討論的一樣，是由零數(shù)據(jù)組成的。很明顯，這些元件的其他組合會(huì)類似地確保輸出642由訪問(wèn)信道信息638組成。隨后，如上面討論的那樣，由短PN碼對(duì)440來(lái)調(diào)制輸出。正如前面討論的實(shí)施例一樣，在第一階段前序部分560期間，輸出642的零數(shù)據(jù)是由短PN碼對(duì)440調(diào)制的，而不是由長(zhǎng)PN碼450調(diào)制的。
在如訪問(wèn)信道接收機(jī)320的接收機(jī)已經(jīng)有充分的時(shí)間確定來(lái)自第一階段前序部分560的短PN碼對(duì)440以后，傳送第二階段的前序部分570。在第二階段的前序部分570的傳送期間，開關(guān)810位于標(biāo)記為“B”的終端位置上。在該位置上，開關(guān)810將長(zhǎng)PN碼450傳送到調(diào)制器830。同時(shí)，施加到訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)的訪問(wèn)信道信息繼續(xù)由零數(shù)據(jù)組成。在第二階段的前序部分570期間，輸出642由被長(zhǎng)PN碼570調(diào)制的零數(shù)據(jù)組成。輸出642接著如上面討論的那樣，由短PN碼對(duì)440調(diào)制。因此，在第二階段的前序部分570期間，零數(shù)據(jù)由長(zhǎng)PN碼450和短PN碼對(duì)440調(diào)制。
在接收機(jī)(訪問(wèn)接收機(jī)320)已經(jīng)有充分的時(shí)間確定來(lái)自第二階段的前序部分570的長(zhǎng)PN碼450以后，傳送消息階段580。在消息階段580的傳送期間，開關(guān)810位于標(biāo)記為“C”的位置上。在該位置上，開關(guān)810繼續(xù)將長(zhǎng)PN碼450傳送到調(diào)制器830。同時(shí)，施加到訪問(wèn)信道發(fā)射機(jī)的訪問(wèn)信道信息變成與零數(shù)據(jù)相反的消息數(shù)據(jù)。所以，訪問(wèn)信道信息638是如發(fā)射數(shù)據(jù)預(yù)處理器610處理的消息數(shù)據(jù)。因此，在消息階段580期間，輸出642由長(zhǎng)PN碼570調(diào)制的消息數(shù)據(jù)組成。輸出642接著如上面討論的那樣，由短PN碼對(duì)440調(diào)制。所以，在消息階段580期間，消息數(shù)據(jù)由長(zhǎng)PN碼450和短PN碼對(duì)440調(diào)制。
Ⅸ．訪問(wèn)信道接收機(jī)圖9是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的訪問(wèn)信道接收機(jī)320典型結(jié)構(gòu)的方框圖。訪問(wèn)信道接收機(jī)320包括模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器910、旋轉(zhuǎn)器920、第一存儲(chǔ)器925、快速Hadamard變換器(FHT)930、第二存儲(chǔ)器935、延遲器940、加法器945和950、相干積分器960、平方運(yùn)算器965、信道加法器970和非相干積分器980。
A/D轉(zhuǎn)換器910從天線(未示出)接收I、Q信道信號(hào)，并使接收信號(hào)量化。旋轉(zhuǎn)器920調(diào)節(jié)接收信號(hào)的頻率，從而在接收信號(hào)中去掉因Doppler效應(yīng)或其他已知效應(yīng)產(chǎn)生的頻率不定性。
旋轉(zhuǎn)器920的輸出被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器925。FHT930按照眾所周知的技術(shù)進(jìn)行快速Hadamard變換(FHT)。FHT 930的輸出被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器935中。存儲(chǔ)器925和存儲(chǔ)器935在FHT運(yùn)行之前和之后按照眾所周知的過(guò)程運(yùn)行，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行置換。該過(guò)程考慮到可能的定時(shí)不定性，快速和有效地確定短PN碼對(duì)440的可能的偏移數(shù)。存儲(chǔ)器925、FHT 930和存儲(chǔ)器925的輸出是短PN碼對(duì)440的周期的自相關(guān)。
訪問(wèn)信道接收機(jī)320其余部分按照眾所周知的通信技術(shù)計(jì)算接收信號(hào)的能量。延遲器940和加法器945和950計(jì)算接收信號(hào)同相和正交分量的估計(jì)。相干積分器960在預(yù)選周期上累加每一個(gè)同相分量和正交分量。通常，該周期對(duì)應(yīng)于一個(gè)碼元周期。平方運(yùn)算器965確定每一累加分量的幅度。這些幅度稱為相干和。信道加法器970將來(lái)自同相和正交信道的相干和組合起來(lái)。非相干積分器980在一個(gè)在沃爾什碼邊界開始和結(jié)束的區(qū)間上累加組合起來(lái)的相干和，以提供和數(shù)990的一非相干和的組合。非相干和990與通信信號(hào)的凈能量相關(guān)，而該通信信號(hào)是用短PN碼對(duì)440特定的定時(shí)偏移相關(guān)或去擴(kuò)展的。非相干和990的值隨短PN碼對(duì)440的定時(shí)偏移是否與正被捕獲的通信信號(hào)的定時(shí)或定時(shí)偏移相對(duì)應(yīng)。
將非相干和990與一個(gè)或多個(gè)閾值(未示出)比較，以建立起最小能量水平，用以確定合適的信號(hào)相關(guān)性以及定時(shí)對(duì)齊(alignment)。當(dāng)非相干和990超過(guò)一個(gè)或多個(gè)閾值時(shí)，短PN碼對(duì)440的定時(shí)偏移是選擇的定時(shí)偏移，該選擇的定時(shí)偏移隨后用來(lái)跟蹤和解調(diào)通信信號(hào)。如果非相干和990沒有超過(guò)該閾值，則測(cè)試一新的定時(shí)偏移(即另一個(gè)假設(shè))，并重復(fù)上述累加和閾值比較運(yùn)算。
圖10是訪問(wèn)信道接收機(jī)320一個(gè)實(shí)施例運(yùn)行的狀態(tài)圖。該狀態(tài)圖包括粗搜尋狀態(tài)1010、細(xì)搜尋狀態(tài)1020和解調(diào)消息狀態(tài)1030。
訪問(wèn)信道接收機(jī)320開始操作粗搜尋狀態(tài)1010，對(duì)訪問(wèn)探測(cè)510進(jìn)行搜尋。在粗搜尋狀態(tài)1010，訪問(wèn)信道接收機(jī)320進(jìn)行粗搜尋。按照本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，粗搜尋包含時(shí)間的搜尋和頻率搜尋。時(shí)間搜尋嘗試鎖定到訪問(wèn)探測(cè)510中使用的短PN碼對(duì)440上。特別是，該搜尋試圖確定短PN碼對(duì)440的定時(shí)偏移。頻率搜尋試圖解決訪問(wèn)探測(cè)510中的頻率不定性問(wèn)題。
時(shí)間搜尋和頻率搜尋可以是串行或并行進(jìn)行的。由于預(yù)期定時(shí)不定性比頻率不定性更大，所以本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行并行的時(shí)間搜尋和串行的頻率搜尋。該實(shí)施例特別是在FHT 930在訪問(wèn)信道接收機(jī)320中時(shí)有用。該實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)器920根據(jù)預(yù)期的頻率不定性范圍使頻率遞增一個(gè)預(yù)定量。在每一次頻率遞增時(shí)，F(xiàn)HT930執(zhí)行短PN碼對(duì)440的并行定時(shí)搜尋。特定的頻率增量和短PN碼對(duì)440特定的定時(shí)使非相干積分器980的輸出990最大。如果該最大輸出980超過(guò)了預(yù)定的閾值，則粗搜尋已檢測(cè)到一個(gè)訪問(wèn)探測(cè)510。出現(xiàn)這種情況時(shí)，特定的頻率增量解決了頻率不定性問(wèn)題，而短PN碼對(duì)440的定時(shí)部分地解決了定時(shí)不定性問(wèn)題。
如果最大輸出990沒有超過(guò)一預(yù)定閾值，則粗搜尋沒有檢測(cè)到訪問(wèn)探測(cè)510。這時(shí)，訪問(wèn)信道接收機(jī)320保持在粗搜尋狀態(tài)1010。
在檢測(cè)到一個(gè)訪問(wèn)探測(cè)510時(shí)，訪問(wèn)信道接收機(jī)320從粗搜尋狀態(tài)1010變化到細(xì)搜尋狀態(tài)1020。在從粗搜尋狀態(tài)1010變化到細(xì)搜尋狀態(tài)1020以后，訪問(wèn)信道接收機(jī)320改變特征，以便捕獲長(zhǎng)PN碼450。特別是，與人們所知道的那樣，存儲(chǔ)器925、935和FHT 930的運(yùn)行對(duì)于長(zhǎng)PN碼450比起短PN碼對(duì)440是不同的。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，重新構(gòu)筑存儲(chǔ)器925、935，以搜尋長(zhǎng)PN碼450。在另一種實(shí)施例中，采用單獨(dú)的專用訪問(wèn)信道接收機(jī)320。短碼訪問(wèn)信道接收機(jī)320用來(lái)捕獲短PN碼對(duì)440，而長(zhǎng)碼訪問(wèn)信道接收機(jī)320用來(lái)捕獲長(zhǎng)PN碼450。該實(shí)施例中，存儲(chǔ)器925、935和FHT 930設(shè)計(jì)成分別捕獲短PN碼對(duì)440或長(zhǎng)PN碼450。該實(shí)施例中，短碼訪問(wèn)信道接收機(jī)320在從粗搜尋狀態(tài)1010變換到細(xì)搜尋狀態(tài)1020期間，將短PN碼對(duì)440的定時(shí)切換到長(zhǎng)碼訪問(wèn)信道接收機(jī)320。
在細(xì)搜尋狀態(tài)1020，訪問(wèn)信道接收機(jī)320進(jìn)行細(xì)搜尋。按照本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，細(xì)搜尋僅包含時(shí)間搜尋。細(xì)搜尋試圖鎖定到訪問(wèn)探測(cè)510中使用的長(zhǎng)PN碼450上。在細(xì)搜尋期間，粗搜尋狀態(tài)1010期間得到的特定頻率增量和短PN碼對(duì)440的定時(shí)用來(lái)完全解決訪問(wèn)探測(cè)510中的定時(shí)不定性。
與上述粗搜尋相似的過(guò)程用來(lái)捕獲或鎖定到長(zhǎng)PN碼450上。長(zhǎng)PN碼450的特定定時(shí)使非相干積分器980的輸出990為最大。如果最大輸出990超過(guò)一預(yù)定的閾值，則細(xì)搜尋已經(jīng)捕獲了一個(gè)訪問(wèn)探測(cè)510。出現(xiàn)這種情況時(shí)，長(zhǎng)PN碼450的特定定時(shí)完全解決了定時(shí)不定性。
如果最大輸出990沒有超過(guò)一預(yù)定的閾值，則細(xì)搜尋就不能捕獲訪問(wèn)探測(cè)。這時(shí)，訪問(wèn)信道接收機(jī)320從細(xì)搜尋狀態(tài)1020變化到粗搜尋狀態(tài)1010，試圖檢測(cè)訪問(wèn)探測(cè)510。
在捕獲訪問(wèn)探測(cè)510以后，訪問(wèn)信道接收機(jī)320從細(xì)搜尋狀態(tài)1020變化到解調(diào)消息狀態(tài)1030。在解調(diào)消息狀態(tài)1030期間，訪問(wèn)信道接收機(jī)320用特定的頻率增量和細(xì)搜尋狀態(tài)1020期間得到的定時(shí)解調(diào)訪問(wèn)探測(cè)510中包括的消息530。
如果輸出990在解調(diào)消息狀態(tài)1030期間落在一預(yù)定的閾值以下，則訪問(wèn)信道接收機(jī)320就丟失了訪問(wèn)探測(cè)510的捕獲。這將發(fā)生在各種情況下，包括訪問(wèn)探測(cè)510傳送的完成或某些故障。不管是什么原因，訪問(wèn)信道接收機(jī)320從解調(diào)消息狀態(tài)1030變化到粗搜尋狀態(tài)1010，嘗試對(duì)訪問(wèn)探測(cè)510的檢測(cè)。
Ⅹ．結(jié)論盡管我們已經(jīng)針對(duì)特定的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但不偏離本發(fā)明的范圍，還可以進(jìn)行各種修改。例如，本發(fā)明同樣適用于用多個(gè)編碼序列擴(kuò)展的訪問(wèn)信道傳輸以外的傳輸。
上面對(duì)較佳實(shí)施例的描述使得本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠作出或使用本發(fā)明。盡管本發(fā)明的描述是針對(duì)較佳實(shí)施例的，但本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對(duì)形式和細(xì)節(jié)作各種更改。
權(quán)利要求
1．一種無(wú)線通信的系統(tǒng)，其特征在于，它包含傳送包括一前序部分和一消息的訪問(wèn)探測(cè)的發(fā)射機(jī)，所述前序部分具有第一階段和第二階段，所述第一階段具有由第一信號(hào)調(diào)制的數(shù)據(jù)，所述第二階段具有由第二信號(hào)和所述第一信號(hào)調(diào)制的數(shù)據(jù)；以及接收所述訪問(wèn)探測(cè)的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括一粗搜尋器和一細(xì)搜尋器，所述粗搜尋器用來(lái)確定所述第一信號(hào)對(duì)所述前序部分的所述第一階段的第一定時(shí)偏移，而所述細(xì)搜尋器用來(lái)確定所述第二信號(hào)對(duì)所述第二階段的第二定時(shí)偏移，并且是根據(jù)所述第一定時(shí)偏移進(jìn)行的。
2．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)是偽噪聲序列。
3．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)是編碼序列。
4．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號(hào)是一對(duì)正交擴(kuò)展偽噪聲序列。
5．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二信號(hào)是一信道化偽噪聲序列。
6．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一階段的所述數(shù)據(jù)是零數(shù)據(jù)。
7．如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二階段的所述數(shù)據(jù)是零數(shù)據(jù)。
8．一種傳送訪問(wèn)探測(cè)的方法，所述訪問(wèn)探測(cè)包括一前序部分和消息，所述前序部分具有第一階段和第二階段，其特征在于，所述方法包含下述步驟用一第一信號(hào)調(diào)制所述前序部分的所述第一階段；傳送所述經(jīng)調(diào)制的所述第一階段的前序部分；用所述第一信號(hào)和一第二信號(hào)調(diào)制所述第二階段的前序部分；在傳送了所述經(jīng)調(diào)制的第一階段的前序部分以后，傳送所述經(jīng)調(diào)制的第二階段的前序部分；用所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)調(diào)制所述消息；以及在傳送了所述經(jīng)調(diào)制的第二階段的前序部分以后，傳送所述經(jīng)調(diào)制的消息。
9．如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在充分的時(shí)間內(nèi)傳送所述經(jīng)調(diào)制的第一階段的前序部分，用于接收機(jī)捕獲所述第一信號(hào)的第一定時(shí)偏移。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在充分的時(shí)間內(nèi)傳送所述經(jīng)調(diào)制的第二階段的前序部分，用于接收機(jī)捕獲所述第二信號(hào)的第二定時(shí)偏移。
11．如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)是一對(duì)正交擴(kuò)展的偽噪聲序列。
12．如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二信號(hào)是一個(gè)信道化的偽噪聲序列。
13．一種使接收機(jī)能夠快速地確定與一訪問(wèn)探測(cè)相關(guān)的定時(shí)的訪問(wèn)探測(cè)(acess probe)，其特征在于，所述訪問(wèn)探測(cè)包含具有第一階段和第二階段的前序部分，所述第一階段用一第一編碼序列調(diào)制，所述第二階段用所述第一編碼序列和一第二編碼序列調(diào)制，其中，所述第一階段是在所述第二階段前傳送的，使得在確定所述第二階段的所述前序部分上調(diào)制的所述第二編碼序列的定時(shí)前，接收機(jī)能夠確定所述前序部分的所述第一階段上調(diào)制的所述第一編碼序列的定時(shí)，從而減少所述接收機(jī)確定定時(shí)所需的時(shí)間量。
14．如權(quán)利要求13所述的訪問(wèn)探測(cè)，其特征在于，它還包含在所述前序部分后面的一條消息，所述消息是用所述第一編碼序列和所述第二編碼序列調(diào)制的。
15．如權(quán)利要求13所述的訪問(wèn)探測(cè)，所述第一編碼序列是一對(duì)正交擴(kuò)展的偽噪聲序列，以及所述第二編碼序列是一信道化偽噪聲序列。
16．一種在一接收機(jī)處捕獲來(lái)自發(fā)射機(jī)的傳送信號(hào)方法，所述傳送信號(hào)具有一前序部分，所述前序部分具有一第一階段和一第二階段，所述方法包含下述步驟在第一階段的前序部分期間，進(jìn)行對(duì)所述接收機(jī)接收的傳送信號(hào)的粗搜尋，其中，所述第一階段的前序部分用一第一信號(hào)來(lái)調(diào)制，所述粗搜尋用以確定所述第一信號(hào)的定時(shí)偏移；在第二階段的前序部分期間，進(jìn)行對(duì)所述接收機(jī)接收的傳送信號(hào)的細(xì)搜尋，其中，所述第二階段的前序部分是用所述第一信號(hào)和一第二信號(hào)調(diào)制的，所述細(xì)搜尋用以確定所述第二信號(hào)的定時(shí)偏移，其中，所述第二信號(hào)的所述定時(shí)偏移是用所述第一信號(hào)和所述第一信號(hào)的所述定時(shí)偏移來(lái)確定的；以及用所述第一信號(hào)、所述第二信號(hào)、所述第一信號(hào)的所述定時(shí)偏移以及所述第二信號(hào)的所述定時(shí)偏移解調(diào)所述傳送信號(hào)。
17．如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)是偽噪聲序列。
18．如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)是一對(duì)正交擴(kuò)展的偽噪聲序列，而所述第二信號(hào)是一個(gè)信道化的偽噪聲序列。
19．如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一階段的前序部分是由零數(shù)據(jù)組成的。
20．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二階段的前序部分是由零數(shù)據(jù)組成的。
21．一種采用無(wú)線通信系統(tǒng)中的訪問(wèn)信號(hào)的方法，其特征在于，它包含傳送包括一前序部分和一消息的訪問(wèn)探測(cè)，所述前序部分具有一第一階段和一第二階段，所述第一階段具有用第一信號(hào)調(diào)制的數(shù)據(jù)，所述第二階段具有用一第二信號(hào)和所述第一信號(hào)調(diào)制的數(shù)據(jù)；接收所述訪問(wèn)探測(cè)；確定所述第一信號(hào)對(duì)所述前序部分的所述第一階段的第一定時(shí)偏移；以及確定所述第二信號(hào)對(duì)所述第二階段的第二定時(shí)偏移，并且是基于所述第一定時(shí)偏移進(jìn)行的。
全文摘要
一種快速地捕獲采用分階段傳送的訪問(wèn)探測(cè)(500)的訪問(wèn)傳送定時(shí)的系統(tǒng)和方法。第一階段(560)的訪問(wèn)探測(cè)前序部分(520)是用一短偽噪聲(PN)碼對(duì)擴(kuò)展的。第二階段(570)的訪問(wèn)探測(cè)前序部分(520)是用短PN碼對(duì)和一長(zhǎng)PN碼擴(kuò)展的。分階段(560,570)傳送訪問(wèn)探測(cè)(500)減少了接收機(jī)試圖捕獲訪問(wèn)探測(cè)(500)所需的假設(shè)數(shù)和時(shí)間。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1278972SQ98810998
公開日2001年1月3日 申請(qǐng)日期1998年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月10日
發(fā)明者E·策哈維, G·希納 申請(qǐng)人:夸爾柯姆股份有限公司