CN1114092A - 无线直接时序扩展频谱的数字蜂窝式电话系统 - Google Patents

Abstract

一种数字蜂窝式电话系统，通过让装于手持电话 机的发射器/接收器单元包括①模拟至数字及数字 到模拟转换机构；②虚拟杂讯数字信号源；③用以调 制上述数字化语音信号与上述虚拟杂讯数字信号之 机构；④每一使用者手机单元使用单独的虚拟杂讯数 字信号；⑤每一手机及该基地台中的机构；⑥每一发 射器/接收器中的机构；⑦解调此发射信号产生基频 扩展频谱信号的机构；⑧于每一手机及基地台单元中 的天线机构；大为减少基地台/PBX信号电平范围， 在正交CDMA系统中达到很高效率。

Description

本发明涉及数字蜂窝式电话系统。

通过使用正交CDMA的可以完成非常好的有效操作。亦即，每一兆赫的频带中，于一已知的地理区域内，较之常用的CDMA所可以支援的，将会有更多的使用者可以加以使用该频带。虽然，该正交的CDMA的理论概念并不新颖，但是，本发明是基于一新的执行技术，其使得它于小范围的移动电话环境中的正交CDMA可以加以实行，该环境的中重大的多通道衰减存在于其中。特别是，本发明提供了新的技术以满足时基、频率及电源功率控制的所需，完成正交。于外界连结上使用一高功率的发声脉冲，允许：1）天线的发散性选择缩小了衰减的可能性;2）于用户端的区域性的频率锁定避免了昂贵精密的频率标准的需要，以及3）基于该外界接收信号电平的基本瞬间界内功率控制。这是很有效用的，因为使用分时双工，同时以同一频率进行发射及接收。由于短帧结构及发声突波的应用，于外界及界内路径损耗间的相关性是相当高。因此，依靠本发明的信号结构及控制演译法大大地减少了基地站/PBX信号电平的范围，在正交CDMA系统中达到很高的效率。实际使用时的结果，例如滤波，多路径时间扩展及时基错误破坏了正交性及于预定的正交频道连接间引入一定交错角度。因而，本发明提供了正确地控制功率电平于该一高度动态的环境之中。本发明完成了这需要的目的，以用于作有效的操作。

[前技说明]

扩展频谱通讯的特征在于调制设计，是大大扩展声音或数据信息信号所占据的频带。该最常使用的两种设计是直接序列扩展及频率绕路。为本发明所使用的直接序列频率扩展中，数字化的数据信息信号是典型的调制一虚拟随机（亦称为虚拟杂讯或PN）数字信号。假若该PN信号的位率是如同该数据信息信号的32倍，则该所有调制信号的频宽亦会变成该正交数据信息的32倍。

用以接收扩展的频谱信号的关键为一接收器，能够产生相同于用以扩展发射信号频宽之一第一PN信号。这是可能的，因为，该发射器及接收器均使用相同的随机数字序列（PN）发生器电路。接收器所使用的PN信号用以同步地解调该接收到的信号。为了成功地完成该目的，该PN信号的时变必须是与所接到（调制）的信号中的时变同步。若其未时间同步，则所得的信号将会被以小写表示。传统上，该于接收器上的PN信号发生器的时间相位是在时间中缓慢地加以改变，直到所找到的信号输出为最大值为止，并且，相位锁定回路，将该发射器的PN发生器锁定于该相位。

迄今，几乎所有的扩展频谱通讯是用于军事通讯，作成一保持信息秘密的机构，以补偿常用型式信号的拥塞及/或防止敌人知道发射器的出现。通过使用PN电路其时变信号是几天才循环一周期，则敌人将会很难以决定该PN信号的时变，因而，将不会于该通讯中吸收到数据信息。假若一足够大的扩展频带被配合上适合的信号功率，则将会难以看见该信号的出现，即使使用常用的窄频接收器，该接收器是可以使用于多数的无线电通讯之中。再者，为了成功地压缩一扩展频谱通讯，该压缩器的功率输出必须对应于该予以压缩信号中的信号扩展的数量。

本发明所使用的扩展频谱通讯的第二重要特性，为分码多重存取。此涉及了同时地执行多个通讯，于同一频宽及地理区域中，通过使用不同的时变PN码，用以定义每一个别的通讯“频道”。

常用于大楼内的无线通讯或者是于密集建造的城市中的无线通讯，由于信号“衰减”及经由不同波长的多路径出现，使该无线通讯变得不可靠。而无线波是经由这些路径于发射器及接收器间作传送，例如，由墙壁，天花板及楼面层反射。这些多路径的作用是特别对频率感到灵敏。通过开展频谱通讯，来扩展信号频宽，则多路径损耗于一些环境下是可以加以减少。

发散性接收是一已知的技术，其中，使用几个接收天线用以连接至一个或数个接收器以及几个手动或自动天线切换。这些设计的目的是用以克服发射器及接收器间的传输路径的损耗，它是通过选定来自该天线（或组合）的信号，该信号于任何一已知的瞬间所接收的信号为最强。

本发明的无线电话系统提供了一种基地台单元及多个手持电话机（以下简称手机）间的组合，本发明的实施例中，同时提供了六十二个通讯频道。

假设有两个操作环境：室内（于大楼内）及室外。于每一环境中的操作范围为美国联邦通信委员会（FCC）所允许，发射器功率上的限制为500公尺。通常该室内操作范围大约为200公尺左右或者少一些，由该系统所操作的环境而定。该操作环境的减低为多路径衰减的结果，这可以因为是介于环境间的墙，房屋间的隔墙，或者于手机及基地台间的其他结构。

本发明的一目的完成一无线电话系统，它能可靠且有经济效益地加以制造。此是利用通讯技术及波型结构的选择而加以完成，使用先进的特殊功用集成电路（ASIC）。

另一目的是简化制造过程并降低整个系统中密集使用数字信号处理技术的成本。该数字电路的使用减少了电路调整、排列或调谐的需要，这些动作常由以往技术的无线电话设备所需。在较佳实施例中，一小部份的电路是以模拟技术加以实行。

另一目的是于即时感应中减少操作环境所施加的多路径发射的影响。这是通过使用四个特定技术的组合而加以实行。

1）通过使用彼此相互正交的虚拟杂讯调制信号，减少多个使用者信号间的互相干扰，即其可以个别地解调。

2）直接序列扩展频谱调制是可用以提供对由于环境窄频带信号的不想要的压缩作保护，这些信号为个人电脑的振荡器。本发明还提供避免使用者共用一共用区域时的干扰，并为使用提供高度隐密性。

3）天线极化发散性接收是配合上的即时机构，以选择具有最佳信噪比（SNR）的天线。

4）自动功率控制是加以执行使得所有的信号将可保持于适当的电平，藉以控制由于一通讯信号电功率高过于其他而引起的相互干扰，其中使用者的手机是可以定位于离基地台变化很大距离处。

本发明的另一目的在服务（902至928兆赫）中于美国所提供的26百万赫芝频带内，提供62使用者频道的多工。在较佳实施例中，该62位使用者每一处占用的频道大约为2.16兆赫。这允许12个基地台可以于该通讯范围中操作，并不会彼此干扰。所述本系统中提供了一种机构，使得一手机使用者从一基地台所服务的区域移动至由另一基地台所服务的区域，具有由一区域自动交换至另一区域的功能。

本发明的另一目的为提供一种机构，用以与通讯中的使用者联系，及用于连接使用者至于遥远电话系统上的基地台。在描述的实施例中，它是通过连接每一基地台至电话交换装置而加以完成，并经由至共用载体网络，提供了每一手机使用者对区域拨号网络的个别存取。

图1示出本发明的单一基地台实施例的一例;

图2为示出一单一手机及其可移动机座，图示机构，用以确保对其充电的电池是在满额定的充电;

图3示出方框图形式的一构造图，其包含多个基地台，每一基地台于此例中是支援128手机，其中的62个可以在任何一瞬间加以使用;

图4A例示出用于此一型的通讯服务的部份电磁频谱的频道（群组）指示图;

图4B为例示出于一已知地理区域中使用相隔频道的情形，以减少于手机群组间的干扰;

图5示出该手机的典型图，其具有一垂直极化鞭形天线，安装于其上方及一水平极化环形天线安装于其基座之内;

图6为描绘出一较佳完整（调配的线及声音频道）信号结构的10毫秒之帧;

图7示出该副帧的组合成为640毫秒的信号;

图8示出一调配线频道的详细信号结构;

图9为调配线命令数据分布的一般典型图及相关的反应，

图10为例示出置于一声音传输中的控制数据的位置及利用，用于一手机及基地台间的通讯的系统控制;

图11为一声音频谱控制命令格式及取自声音频道信号的典型图;

图12为用于与本发明的副帧同步的一般方块图;

图13为用于天线选择及测量发射功率控制的信号功率的方块图;

图14为用于本发明的频率区分器及AFC载波跟踪环的方块图;

图15表示用于本发明手机的PN码相位鉴别器及跟踪环;

图16表示一基地台的PN码相位鉴别器及跟踪环;

图17表示方块图相位估算及应用于本发明的差分数据译码电路;

图18为用于本发明的差分数据编码的例示图;

图19为手机中的自动增益控制（AGC）的方框图。

[本发明的详细说明]

图1示出-62个使用者系统之一的硬件结构图，例如，基本单元，基地台系统的结构。每个硬件组包括一基地台10及直至62个具有基座的手机11-1，11-2.11-N。该系统定为一星形的网络结构，而该基地台为星星间的中心。基地台10包括一收发机12，用于操作系统中的个别使用者手机之中。极化发散性被提供于该系统中，其是通过使用双交叉极化天线11A1及11A2于每一手机之中。

单一天线13是使用基地台10之中。其中，只需要一天线，因为该通讯频道沿该基地台的方向对称，所以该于手机中的双交叉极化天线是足以提供系统中的发散性。收发机12为上/下转频器及分频放大器14加以连续至天线13，并且，为共同参考振荡器15、时钟逻辑16及电话系统（TELCO）接口17服务。

该手机的硬件结构示于图2。该手机基座18是作两个用途。其一在该手机19不使用时，其二提供一地方以实际储存，其二提供一充电能力以需要时再次对手机上的电池充电。红色及绿色警告灯20提供于手机19之上。这些灯20是作用以指示该基座的物理位置适当否。若所接收到的信号强度为正常，则绿色灯被点亮。若所接收到的信号强度不正常，则红灯被点亮，并且该手机19可以被移动几英寸。因为，该手机包含极化发散性，故其需要重新放置基座的位置的情况几乎不会发生。

此实施例之中的系统的主要目的为提供声音通讯能力给可能的可动使用者社区。为了提供此能力，电话系统（TELCO）加以支援并提供了接口的能力。此TELCO所支援的功能包含1）呼叫建立操作支援、2）使用者数据信息数据库支援及更新、3）多呼叫规划操作能力、4）接口支援功能。

[呼叫建立操作]

此包含与该TELCO作接口，提供并编译所有所需的发射信号操作，以建立进入及放出的呼叫。它包括例如拨号、占线。及响令操作等。所有这些功能，由指示线（OW）频道加以处置，其为如以下所述。

[使用者数据信息数据库]

典型多基地台系统结构图例示于图3。如图所示，N个基地台BS-＃1..BS-＃N的系统，每个均具有62个声音通信频道的能力。如上所示，每一基地台可以需要以支援至128（并不是同时使用）个使用者（HS＃1...HS＃128）部份时间。为了这些假想的情形，该TELCO（此-TELCO单元有时被称作移动通讯切换办公室）（MTSO）基地台系统必须具有辨识及适当循回呼叫该128n不同电话号码（不同使用者）的能力。这使得每一使用者至少需要如下四笔数据：

1）给一特定手机单独的序列号。其为固定，制造者指定其号码并指明该手机为一授权的系统使用者。

2）辨识号指明手机成为相对于一基地台的特定使用者族群的该128个会员之一。当一手机变成该使用者社区中之一员时，该号码由基地台任意指定。

3）频道号指明该62个声音通讯频道之一，该频道为使用者所任意指定于每次呼叫完成之时。

4）电话号组为电话号码，由该TELCO所单独指定给该组系统使用者。

一些操作处理呼叫之时需要同时加以处理多重呼叫，例如“三方呼叫”及“呼叫等待”。此是需要该声音通讯频道中一种双向控制频道之存在。此一控制频道如以下所述加以提供。

其中，亦可提供其他一些支援或便利及功能。这些功能对该基本系统并非如此迫切，而是使电话对使用者而言更显方便。例如“快速呼叫”或“快速拨号”，这使得该常用之电话呼叫号可以通过手机上两个按钮而加以拨号。

只要是该些使用者是被限于只在一特定基台中作操作，则这些操作被定义良好，同时，该所需考虑的设备是只要其能保持该信号计时及适当的发射器功率电平。假若该系统是定义由很多基地台所组成，于一扩展的地理区域之中，或者是包括盖于一多层建筑中之多层楼面，该使用者必须能够徘徊，或者由一基地台至另一基地台地执行接管操作。因此，多基地台系统中，是假设任何使用者可以由该原先基地台所服务的蜂窝区域，移动至另一由其他相当之基地台所包含之蜂窝区域。

蜂窝图案的重要性为以下三点：1）其定义于两蜂窝间之共用相同频率之一最小范围，以定义共频道干扰效果;2）其可以定义任何已知蜂窝外的单独邻居，当于尝试移动/接管的操作之时，以减少用于一新蜂窝呼叫之搜寻时间;3）其是定义多层楼建筑可加以服务于邻接楼层类似蜂窝间没有重大干扰。

对于这些理由，可以使用十二个图案。六角形之蜂窝12图案是具有六个相等之定义之相邻于每个蜂窝之中，并且，于相像蜂窝之间提供了六蜂窝半径间距。对于多层楼之操作而言，此提供了3蜂窝半径之间距加上与楼层间之衰减。对于室内之操作，似乎是一正方形图案可以使用，因为一正方形或者长方形图案可以使其本身较好用于建筑物内。

当一使用者移动于其蜂窝内时，他将会到达有效范围之边界。当该手机了解其到达该操作范围极限之时，其会指明他即将予以进入的蜂窝区域。该手机会定时地寻找来自另一邻近使用者族群之信号，该族群为整个系统之会员，但是，是在本蜂窝之外。这将通过寻找其他OW然后其本身蜂窝族群之OW而加以完成。为了在其于下一基地台建立一新频道之前，减少搜寻之时间及减少现行使用频道之损失之可能性，手机是保留数据库用以定义于所基地台间之相关序列。此操作之细节稍后加以说明。

一旦接触“下一”蜂窝巢之OW信号时，该手机必须承认该蜂窝为一新的使用者。假若，承认了，该手机是被上一辨识号指定作为一族群之授权使用者。此时，手机上的所有有关数据，即手机序列号、辨识号及电话号码是必须被传递并储存于该基地台的数据库之中。该区域TELCO数据库必须被加以更新，使其知道于何处指引该特定之电话号码，亦即至哪一基地台。假若正在进行一呼叫，则接管工作将会有关于该区域TELCO。该区域TELCO必须不仅更新其数据库，其亦需再次循回一进行中之呼叫，即时由一基地台至另一基地台。

本系统为FCC规则所限制，以使由该手机或者是基地台中发射之功率少于1瓦（30dBm）。以此为基础，该基地台是明显地为该限制因素。然而，依据本发明，可以加设一高变化之系统，同时，满足该总的最大功率为1瓦之限制。一般而言，当服务于一人口密集的使用者社区之中，高能量之基地台是可以服务更多使用者，并且，操作相当短。另外，当服务于二人口稀少之社区，低能量基地台可以服于更少数量使用者。可以操作于较大的通讯范围。

[自动增益控制]

[使用者至基地台]

每一基地台并入一固定的参考信号电平，其与所有接收到的手机信号电平之估算值加以比较。根据该比较，如以后所述地加以调整每一手机中所发射的电源偏压。该电源功率控制系统可以保持由该每一手机所发射而为基地台所接收到的功率于约1dB之精确度，而不需要基地台中的AGC电路。

[基地台至使用者]

基地台所发射之功率电平被保持于最大之功率设定。当一手机是在整个蜂窝内作传输时，其接收信号将会在最大之动态范围约90dB之内作变动。为了保持于该使用者单元中的主信号路径模拟至数字转换器之输入电压为满刻度之标称值之一半，以避免载波及损失解析度之问题发生，AGC功能执行于模拟至数字之前。

[频率图]

上述揭示实施例的系统PF频率图如图4所示。其用于此类型应用FCC规则之15，247频带是由902兆赫至928兆赫延伸，提供了26兆赫的总系统频宽。每一子群信号是定位于1.0833兆赫频宽，使得一总数为24之子群可以加以容纳。

该于邻接子群载波频率间之频率间隔是设定至1.0833兆赫。该每一子群信号之3dB频宽是设定成大约1兆赫，或者大约该信号频谱中心正弦半周频宽之百分之八十。

为了减少邻接频道之干扰，两邻接子群频道将不会被指定给任何已知基地台。只有相隔之子群会被指定操作于一已知之基地台之中。图4b示出一典型之子群指定，用于一四子群之系统。

于一已知系统或蜂窝中，使用一相隔子群频带之优点，为其允许了于可能邻接频道及共频道干扰信号上，一重大存取衰减之解读。

本系统提供一特性，即不同之PN序列可用于不同蜂窝的特性，该不同PN序列之使于模拟的蜂窝之中，减少了共频道之干扰。当一已知蜂窝结构迫使模拟的蜂窝放置更比想要地彼此靠近时，不同PN序列将会被使用于模拟的蜂窝之中。

[极化之发散性]

较佳实施例中，使用者手机的天线极化发散性是加以选择，成为最有效之降低多路径衰减的方法。于手机上之极化发散性之执行是需要两个天线于手机之上，并且，一单一开关于其间作选择。频道发声是加以执行，以于每一10毫秒副帧中，选择最佳天线。

研究报告显示，极化发散性提供了关于信号接收能力之改良，其较之任何其他之发散性技术一样好或比它们更好。如同其他技术一般，该极化发散性之使用不会对系统能力产生冲击，该需要以加入极性发散性之额外硬件的复杂性很小。该系统使用该双交叉极化天线于手机之中。典型手机天线结构是例示于图5之中。该图5所示的天线结构是使用一鞭状11A1及一欧佛环11A2。该鞭状11A1及环11A2之分隔可以实现极化发散效能，但是将会提供空间发散性。较佳实施例中，该环应该大约3平方英寸，并且，具有如鞭状天线11A1之灵敏性。

基地台之天线图案应该由所欲观察区域而定，假若基地台是定位于该服务区域之中心，其图案于水平面上应该是全方向。大多数之例子中，使用者将会分布于一窄垂直间距上，且基地台天线可以具有一窄的垂直图案。各图案是可以通过使用垂直线性阵列而获得。用于此阵列的常用阵列为Lindenblad发射器，发明于1936年，并且使用120兆赫。其为一种四双极分隔开而绕于一中心支撑柱之组件;倾斜45度并以同相馈送。

该天线提供一圆形之极化波。这些元件之一阵列是可以容易地加以组装，以缩减该垂直图案，以用以减少对于可用安装空间之限制。该组件已经商业化使用。该Lindenblad设计之优点为简单及能耐受执行上之变化。其已经用于很多应用例，直至X频带中的频率中。为了要构建该阵列适当注意必须加以供给于阵列单元间的互相间之阻抗。该对该阵列增益之实际限制大致为10dB，其中3dB之束宽度变成大约为20度。

该使用者分布于垂直方向较宽广范围中，如同于一高楼中的几个楼层，可以是较小指向性天线。然后，一单一元件或者短阵列为最佳。

[多基地台：同步化]

当两手机操作于相互接近之蜂窝（为不同基地台服务），发现其是彼此靠近其蜂窝周边时，或得到I/S＝80dB或更多的邻接频道干扰（ACI）比率。假若，该两蜂窝系统并不同步，如果，一手机是停止发射及另一手机正在接收，于两手机间之操作将会被破坏。这可以通过使邻接基地台互相同步于±8微秒之精确度内而加以避免。这是因为在每一副帧中之连续接收/发射时间间距内有-16，6微秒之最小时间间隙。

于此所揭示之实施例之中较佳定时方法是由一精确计时源向一中心位置提供输入[基地台之一（图3）是被指定为主基地台]。此计时信号是可以然后分配给一基地台群延着其他的TELCO干扰线。此方法是可应用至室内及室外之基地台系统。室内系统中，将会有一主基地台或者中心位置。室外系统中，是取决于该系统之内容及其结构。

用于一限定系统之同步并不是一问题，例如，一系统可用以服务一大楼。一基地台可以被指定为主基地台，其将会分配计时给所有其他基地台。该计时信号可以延着该TELCO接口接线加以分配。另外，该CPS，区域电话公司中心时间源等可以加以利用。

[信号结构，资料内容，通信协定，及信号处理]

本发明之实施例中，该用于本系统之信号结构是预定成以下两个目标：

（1）用以操作同步于16Kbps语音编码器/译码器的20毫秒之帧，以及

（2）保持所加之信号路径延迟低于10毫秒以下。

所以，该较佳信号结构为10毫秒之副帧之序列，如于图6中所示者，每一个包含有四个时间段，两个用于向内发信两个用于向外发信，以及，每一64副帧组成了640毫秒之帧，其是如图7所示。该向内信号是以一不同于该向外信号之PN码加以散布，但是其是具有相同的码长度及切削速率。

该语音频道数据是包含16Kbps双向数字语音，加上400bps之双向控制链路。该数据调制为作差分之编码QPSK，并发射于20.72Kps之脉冲速率。该数据信号为双向调制，为32倍于该脉冲符号速率的扩展码（663KHz）。该扩展码为一长度为255的PN序列及一长度为32之雷曼奇-华许（R-W）函数之取模数2（modulo-2）之和。该所有为壹的R-W函数是用以作为于每一32频道子群中的指示线频道。其余31个函数是每一个均有关子群中的不同的语音频道。

已相关于一特定基地台之手机，其于每副帧的四个周期可以用以下方式加以看待：

通过以上之讨论，该名称“符号”是用以表示“语音频道符号期间”，即32个芯片（chip）时间，即使当该活动是在指示线频道之上。该名称“语音频道”是意味着一频率频道及非单一雷曼奇-华许码之组合。

（1）（声音）该基地台发射一12至1/4符号所有为壹之发声图案（即没有资料转换）于每一排列线频道上，以一高于个别BS-HS语音频道存在于15dB之电平;每一手机于一天线A1是接收该头六个符号，于该下一个1/8符号，切换至基他天线A2，并比较于A1及A2间之功率，选择具有较高功率之天线，并且，于下一1/8符号切换至该天线。

该来自所选定天线之功率电平为该手机所加以使用，以于以下之信号的HS    SYNC及HS至BS部份，决定发射功率，亦作为一码同步误差测量值，以被放入其延迟锁定码跟踪回路。

（2）（BS至HS）于每一作动中的语音频道上，该基地台是发射91QPSK符号之语音数据脉冲，其为11芯片之保护时间所追随。该手机是在选定之天线接收此数据于发声期间。该语音频道数据是以以下方式构建：

1相位参考符号

2频道控制符号

80编码语音数据符号

8预留符号（保存为以后使用）

（3）（HS    SYNC）在自动周期时间分割多工存取（TDMA）基础上，于每一六十四个会员子社区（即每一排列线路径）之会员手机是发射均为壹的排列信号（即除了PN芯片转换外，没有数据转换）给于相关排列线频道的基地台，为12至1/8符号之期间，其为1/8之符号保护时间符号所追随。该基地台指示线频道于此一信号上，执行一延迟锁定回路误差测量，并准备及排序列一计时校正命令，若有必要的话是在下一机会中被送至该手机。每一发射手机使用选定之发射天线，于一发声周期中，发射一由该天线所接收到的功率所决定的功率电平。

（4）（HS至BS）于每一动作中之语音频道，该手机会发射91符号之语音数据脉冲至该选定天线上，其是为11芯片之保护时间所追随，于该发声周期之中。这向内脉冲是与周期（2）中之BS至HS脉冲格式相同。

因此，该时间分割双工信号对格式及内容而言是对称的，其内边及外边部份于所有的时间内是基本上彼此相同的，77.2%是使用于语音数据，10.6%是为有关之消耗及预存容量，5.8%是使用于频道发声，5.8%是用于手机计时同步，及0.6%用于各种切换及保护时间。

选定信号结构之优点包括：

1）一用于双向指示线频道（用于链路控制），给各31语音频道。

2）于发声脉冲时，没有语音频道活动（于15dB），即高于个别语音频道，允许了所接收功率，时间偏移及频率偏移之非常精确的测量值。

3）赋予手机同步，每一频道允许该手机正确地测量手机功率及时间偏移，而没有由于其他频道中之计时误差所引起之干扰。

4）双向400bps控制链路并入第一语音频道中（作为手机电源及计时控制，及链路控制）。

〔指示线频道信号结构〕

指示线频道信号结构示于图8。该整个时间分割双工结构之四个周期是被施加于一指示线信号结构之上，该结构（于每一方向）是包含两OW符号周期，其被十个实际OW符号加上7语音频道符号帧同步/极性检查信号及31芯片的保护时间所追随。每半帧时间是刚好13OW符号周期于时期之中。

该指示线信号结构已加以设计，以放大信号搜寻效果，即减少预期的搜寻时间。每一OW符号周期255PN芯片＝IPN码序列长度，因此，通过在OW符号周期上作能量摄取，便将积分PN码序列长度并完整地利用了该PN码的自相关性质。

同时，每半帧之PN序列长度之一准确整数之选定是1）大大地放大了PN编码器设计及搜寻演译法，2）以避免码相位不明确性，其是增加10倍之典型及最差启始搜寻时间。

于两个发声周期中，该切换时间被分配于每一周期之末端，该参考相位周期（即用于一总数为（194+4）＊2+118＝510芯片-2OW符号周期），该基地台是发射一连接（扩展）之单调，其是相关于一所有为壹之数据调制（即无数据转换）。下十个OW符号包含指示线数据，如以上所述。

该向外指示线频道帧同步位包括7个语音频道符号（14个位），于20OW位上组织成6个位极性检查，在帧（0-63）内有六个位副帧，以及，该副帧数字上有2位极性检查。因此，该基地台指示线频道之发射时间12/13＝92.3%（即总时间之46.1%）可为手机所用，用于获得信号。

该向内指示线信号格式是包含两时间段。第一时间段中，于一循环基础，于64个手机之一的社区外的一手机是发射一连续（扩展的）的单调，该单调是相对于一所有为壹之数据调制（即无数据转换），388时间芯片之时期长度，用于允许该基地台于一时期内，测量手机之发射码同步，功率及品质，其中是保证于该相同频道之上无其他手机干扰。

于四个芯片保护时间之后，假若该现行之指示线时隙是被指定，该指定于此隙之手机是首先发射118芯片之相位参考符号，然后，发射10OW符号，及最后7语音频道符号（14位）栏位，其包含一该20指示线位的极性检查;该向内指示线信号时间段的最后31芯片仅是为保护时间。

假若该现行指示线时隙是不被指定，其可由于一新基地台社区中寻找会员之移动手机加以摄取，或者可以由已经由预备切换至作动模式并正在寻找一语音频道指定之手机加以摄取。用于该摄取的信号结构是相同于用于指定摄取者。

〔指示线频道资料结构及能信协定〕

每一向外指示线脉冲包含10符号（20位）顺序线命令，其格式化如图9中所示。该5位之功能栏位指明出，其何种命令或者是广播功能。对于大多数之命令功能，7位手机ID栏位亦被包含，以指明该命令是指定最多128手机于该区域基地台社区之哪一个。该其余之8位（或者，是于一些例子之中，所有其余15位）是定义成为该特定命令或者是广播功能所需。

该对于任何向外（即至手机）命令或者向内要求，其需求一反应将会于随着该命令或要求后的第二半副帧中加以提供。不能成功地于该时间接收有效之反应将会被认为是一错误，并且，将会使得回复测量被采取。因此，每一随着一基地台命令需求一反应之第三半副帧是被加以义定如何被指定，并且，是不被尝试启始通讯之手机所用。

一手机之反应至一基地台命令需求是共鸣该所接收的命令功能及手机ID栏，另外随着任何为该命令所需之有用的数据。因此，手机反应是通常结构成该所接收到之命令的特定认知，加上在下一步骤中的隐含要求，该要求是在朝向最终标之对话中。同样地，基地台之对手机的要求，是对该要求之认知并于该对话中提供下一步骤，并朝向想要之目标。

于图10中所画出之例子以及以下所述者是用以表明：

（1）一基地台是探测一由TELCO接口而来的输入呼叫，其是以一相对之电话号，导入手机之中。然后，它是排列一予以送至该手机振铃警告命令，经由其7位手机ID而定址至该手机。

（2）辨识其ID时，该手机是通过共呜该振铃警告命令及致动区域“振铃”功能。

（3）当使用者拿起该手机时并由预备切换至动作方式时，该手机会禁止该区域振铃功能并通过于下一可用CSMA槽中发行一定位频道要求，以再建立该对话。

（4）假设CSMA定位频道要求是在基地台加以适当地接收之时（从碰撞或其他之错误中加以回复，其于以后之部份加以讨论），该基地台是会共呜该定位频道要求至该要求的手机，

（5）隐含指定中加以再补充之（即“保证”无碰撞的TDMA槽15毫秒）。

（6）因此，确认该定位频道要求，然后，该基地台是定位语音频道并发出频道指定命令给该手机。

（7）它会在确认中共呜该频道指定命令。

（8）因此，确认该手机已经正确地接收该频道指定数据信息，该基地台是连接该相对之TELCO线至该定位之语音频道并发出一作连接命令给该手机。

（9）然后，其开始在指定语音频道上作收发。

对于发源于该手机之呼叫，基本上相同之过程是会加以跟随，除了步骤（1）及（2）之外，这当然会加消除。

当任何呼叫结束，使用者将会切换该手机，由动作切换至预备方式，并且，该手机将会经由其带内指示线（或频道控制）路径（见第3、6节），而发射一解定位频道要求给该基地台。此一要求将会为该基地台所确认，经由相同之路径，至释放该频道两端之前。

〔指示线频道数据结构〕

大约有15个特定之指示线频道命令是有必须并相当有用。一些是为该指示线频道上之基地台所“广播”，以指示出网路之状态。其他是有关于以手机来启始通讯，终结通讯及调整计时，这包含：

1）振铃警告命令。

2）定位频道要求。

3）频道指定命令。

4）作连接命令。

5）去定位频道要求。

6）基地台会员可用广播。该广播之8位数据栏位包括于此基地社区中现行可用之会员数。此广播至少会于每一指示线频道中，以每200毫秒发生一次。

7）会员登记要求。通过新社区中移动手机而找寻会员，以CSMA基础作补充。

8）登记面试命令。八个不同命令，实际为：三个用以获得该24位之手机序列号码，三个用以获得该24位手机之电话号码，一个用以辨识先前之会员蜂窝，若有的话，一个用以指定7位之ID号给该手机，用以完成其接受成为新蜂窝社区。

9）邻接蜂窝图广播。该广播之12个最低位，指出该12个可能频率蜂窝的每一个，是否该蜂窝为（1）邻接现行之蜂窝或者（0）不邻接该现行蜂窝。

10）邻接蜂窝时间偏移报告。三个不同报告，事实上为：一个用以指示PN码相位偏移，一个用以指出于一副帧中的符号偏移，以及一个指示出于一帧中之副帧偏移。这些报告之8位数据栏位指出该相对于现行蜂窝之邻接蜂窝基地台之特定偏移，该邻接蜂窝基地台是指明于手机之ID栏位中。这些报告开始于CSM基础上，通过任何之探测或移动手机，而加以补充，然后是以指定TDMA基础来加以确认。

11）邻接蜂窝时间偏移广播。三个不同之广播，实际是为：一个用以指示PN码相位偏移，一个指示出于一副帧中的符号偏移，以及一个用以指示出于一帧中的副帧偏移。这些广播8位数据栏位指示出该相对于该现行蜂窝的于该手机ID栏位中已识别的邻接蜂窝基地台的特定偏移。

12）语音频道可用广播。这广播之8位数据包含现行于此基地台中未加以指定的语音频道。此广播将会于每一秒中发生一次。

13）CSMA统计广播。此广播的15个最低位包含CSMA槽能力、加载，及用于先前1秒周期之碰撞统计。

14）调整发射码相位命令。此命令的8位数据资料栏位是为一二的补数，指示出该手机发射码相位调整，于予以被进行之芯片的第十六个;因此，一负三之值将会指示将会通过由一芯片的3/16而阻碍于手机ID栏位中所指明之手机之发射相位。于范围-4至+4外的数据值被加以忽略。

15）调整发射功率电平命令。此命令之8位数据栏位是为一二的补数，指示出该手机之发射功率调整，单位为db增益;此值是基本上加入至于手机ID栏位中所识别的手机之发射功率控制偏压名称（见第4、3节）。范围-4及+4外的数据值给以忽略。

〔碰撞感应多重存取（CSMA）事件〕

寻找输入给一峰窝（即一基地台）之手机，对于该基地台而言是为未知实体。同时，为了要配合其他非同步事件（例如手机由预备至动作方式之转换及语音频道之再要求定位）并且，避免寄生于一纯循环或轮呼方法中的延迟，需要其他的机构。

碰撞感应多重存取（CSMA）方法非常适合以支持这些相当不常用之需求，但是，其是使得它需要智慧地管理该CSMA信息源。已经有几个设计特性已经并入于其中。

首先，适用于CSMA使用之槽的分数将会被安排，以于该第一存取尝试中，提供没有碰撞之适当可能性。

第二，该基地台将会保持可用CSMA槽使用的统计，将会广播这些统计给手机，以用于启动存取及关闭策略中作明智选择。

第三，包括于向内之指示线发射的有用极性检查码会减少该碰撞之发生可能性，其不必要加以辨识，因此，该基地台错误地解释该碰撞发射之解调结果的可能性大为降低。

任何未于35毫秒内作确认的CSMA存取尝试，将会被认为已经失败。该适当的关闭策略将会加以选定，因而，再试将会加以排定。

〔语音频道控制数据结构及通信协定〕

每一语音脉冲包含一已定位的2符号栏位，用于频道控制，即带内指示线函数，例如手机发射功率控制，手机发射码相位控制，及其他予以识别之函数。为了这些目的，这在各方向，带内，带外，提供了频宽：

200符号/秒＝128符号/帧

400符号/秒-256位/帧

所以，具有有呼叫而进行中之手机已经存取，以填满顺序线之功能，如先前所述。

向外频道控制数据是组织成16位的命令及所确认之格式如图11所示，以及帧是加以同步以于每语音频道每帧（25每秒）提供了16个如此的命令。

每一命令是由6位函数栏位及10位数据栏位所组成。若非该指示线频道，是不需要手机ID栏位，因为该被定址的手机是被隐含于该语音频道指定之中。

向内频道控制数据是组织成16位的要求，并且，所格式化的认知是相同于向外命令并与其同步化，但是是偏移一半的副帧。对于该向外的向内反应是在该命令发射完成之后，开始三个半副帧，并且，对向内要求的反应是开始于随着该要求完成的脉冲之中。

详细信号处理操作

以下所说明的本系统所使用之信号处理操作及序列，用以获得信号及跟踪该信号，增进其品质，并由其解调该数据，决定何时开始发射给一邻接峰窝，并完成该传送。

〔启始信号获得（只用于手机）〕

当一手机是在开始打开电源之时，其被假设为对其先前之“母”基地台PN码及频率频道，具有一先前之认知，但是对由该基地台之时间偏移是没有认知，但是知道其频率偏移是离开该频道之标称额9KHz。（于基地台离开标额之频率偏移是被假设成少于100Hz）。

该启始搜寻解决了这些问题及频率的不确定性，通过由寻找以获得该基地台指示线信号，用每个255×2＝510PN相位不确定性状态及19个频率以1KHz加以间隔之方式。每处得的19×510＝9690个合成不确定性状态是加以测试398.44微秒（＝一个255芯片PN顺序长度），因为每一接收器是具有三个相关器，将需要总数为9690×398.44微秒/3＝1.29秒，以完成该搜寻，若该信号是经常性地出现。

因为该基地台指示线信号是只会出现一半时间，然而，（该向内信号是被以一不同的PN码加以扩展），每一不确定性状态必须至少搜寻两次，一次是在时间t及一次为t+（2n+1）×5秒，所以总共所需以获得PN芯片同步（于25芯片内）及解决频率偏移（于500Hz之内）的时间是至少两倍于此或者2.6秒。

假若所有不确定状态之峰值功率测量不只大于该所有的非峰值状态之平均值TBD    db，然后，其是假设该第一尝试是由于天线为空白而失败，以及该搜寻处理是在其他天线加以重复，最差之情况是总数为5.2秒。

再要注意的是，随后之获得一般基本上为瞬间的，因为，此一启动获得以及载波拉入，将会除去所有之频率不确定性，以及，邻接的峰窝时间偏移传播将会去除大多数的码相位及其他不确定性。

还要注意的是，该自动获得PN码相位同步亦会完成OW符号同步，但另外之几帧将会被加以需求，以完成帧同步及载波拉入，在能解调器数据之前。这些处理是由以下之各节加描述。

〔副帧同步（只用于手机）〕

副帧同步是通过以下加以完成（见图12）：

1）将编码器及载波退回至该相对于启始获取能量波峰（以选定之指示线信号）的码相位及频率。

2）观察由该相关器而来的（I，Q）测量值的3个副帧，第一相关器是积分OW符号;特别是，观察该数据（模数260OW符号时间每副帧），决定该峰功率测量值，并验证其是大于其他值之平均至少9db以上。这是相当于每一副帧的向外发声脉冲之开始。

此观察是通过构建26单元之频率分布图，清除所有单元为零，然后每一个加上该相对（I，Q）样品的功率测量值而完成（亦即，于i＝0至77时，取样数imod26）其中，该功率的测量值是定义为I²+Q²。

3）该频率分布图索引j是使得

h（j）＞h（i），所有之i/＝j

及h（j）＞Pavg    19    db

其中：

Pavg＝（Ptot-h（j）-h（j+1    mod    26））/24

及Ptot＝Sum（h（i），i＝077）

代表于OW符号增量中，该相对于假定帧起始（i＝0）之实际帧之延迟。假若，没有该索引j存在，则使用其他天线重复步骤（2）及（3）。

4）设定OW符号计数＝（26j）mod    26。（OW      符号计数将会于每-OW符号而增加壹（取模数26）。这是会完成帧同步过程，所以其是为可以被禁止及载波及码追踪功能是被禁止。该相对于该较大投射功率测量值天线是加以选择，以于该副帧之剩余部分使用（向内及向外部分）。该较大投射功率测量值本身加上为该基地台所决定偏压校正条件，一较长之帧，是可以使用以设定用于向内发射的功率电平。参考值是用于图13中所示的单元。

用于每一发声脉冲所量得之功率是如以下：

（I，Q）取样是由相关器加以输入并于积分器调谐地积分六个语音符号;总功率是然后由这些脉冲共调（Ij，Qj）测量值加以计算成为：

P1＝I1²+Q1²; 天线1

P2＝I2²+Q2²; 天线2

并投射至该向内发信周期之中心点：

PWR1＝P1+0.75＊（P1-P1’）;pro

j＝mgbuu    homm+0.75

PWR2＝P2+0.75＊（P2-P2’），（现行-先前）

P1’＝P1;P2’＝P2

天线选择是然后可以简化，假若PWR1＞PWR2

则选择天1（k＝1）

其他则选择天线2（k＝2）

该天线选择之演泽法是相同无关于呼叫是否为正在进行之手机。

该于此副帧所发射功率Pxmit是然后被计算成

Pxmit＝K_p+Pref-log（PWRK）-Attn+Bias

其中：

K_p＝于log（PWRK）＝Pref-Attn+Bias之标定发射功率

Pref-参考接收功率电平

Attn＝为AGC所设定之衰减器设定（见第4、9节）。此于该基地台的给第一手机之偏压校正条件是加以决定，每64框是如下：

Bias＝Bias+Kid＊log（Prcv/Pref）

其中

Prcv＝由基地台相位跟踪功能之P_P。（见第4.5.2节）＝Ip²+Qp²，Ip及Qp是调谐地积分于-12-1/8符号手机同步周期。

Pref＝参考接收功率电平

以及Kid是加以选择以提供-0.10Hz之回路频宽。该发射功率控制演译法是不取决于该手机上是否正在进行呼叫。

〔载波拉入及跟踪（只用于手机）〕

载波拉入及跟踪是使用于以下所描述之AFC功能而加以完成，该功能是在0追随副帧同步的第-OW符号而被致能。图14是例示出该于本发明所使用的频率区分器及AFC载波跟踪回路子系统。

基于于该地发声脉冲期间所量取之功率测量值，假若PWR1＞PWR2，则令k＝1（其他则k＝2），并且，计算出该区分器之Dafc如下：

Dafc＝调整（ph2-ph1）

其中ph1-反正切（QK1，IK1）

ph2＝反正切（QK2，IK2）

调整（x）＝若abs（x）＜pi，则为x

否则为x-2＊pi＊sign（x）

该下标1及2表示为于每一发声脉冲之第一及第二半所取得的取样值。

再者，输入Dafc至第一顺序AFC回路

df＝df+Kld＊Dafc±3450/pi

以及，输出适当规格化之df+标定，给载波NCO。该回路是以副帧速率加以递回，即100Hz及Kla是加以选择在提供6Hz频宽之回路。该区分器中只操作向外指示线发声脉冲之中，并具有+3450Hz之范围。

载波拉入将会基本上于三个回路时间常数之内完成，或者是大约0.15秒，以使得于该时间，该数据解调功能是被禁止。

该载波追踪功能是相同的且是不取决于该手机之上是否有一呼叫正在进行否。

〔码相位跟踪〕

码相位跟踪是可于手机及基地台进行，但是，基于该两地方是以不同方式加以执行。以下之说明描述可以为手机及基地台所使用的码相位跟踪。

于手机所完成之码相位跟踪是使用于以下所述之延迟锁定回路功能，其是使该O追随副帧同步之第-OW符号计算致能。

基于于该发声脉冲所取得之功率测量值，假若PWR1＞PWR2，则令k＝1（其他则k＝2），并计算该区分器Dco为

Dco-（Pe-Pl）/Pp

其中，

Pe＝（Iek1+Iek2）²+（Qek1+Qek2）²

Pl＝（Ilk1+Ilk2）²+（Qlk1+Qlk2）²

Pp＝（Ipk1+Ipk2）²+（Qpk1+Qpk2）²

下标e，l，p表示为参考码偏移相对在标定之在1/2芯片早及1/2芯片晚。而下标1及2表示于第一发声脉冲之第一及第二半的取样值。

Dco是然后被输入至第一顺序延迟锁定回路

dp＝Klb＊Dco/4

该回路输出dp是使用以调整一芯片之1/16单元中的码相位。该回路是以副帧的速率加以递回，即以100Hz，及该Klb是加以选择提供6Hz之回路频宽。

注意该码相跟踪功能于每一手机之中是相同的，其不取决于该手机上是否有-呼叫正在进行否。

〔于基地台的码相位跟踪〕

为了要加大于每一基地台的向内信号之同步性，该码相位于到达时是加以测量给相关于该社区之基地台的每一社区中之每一手机。这过程是示于图16，其执行如下：

每一手机是具有一相关的7位ID数目，其由该基地台所接收，在其加入该基地台社区之时，其ID数由0至63的手机是隐含地有关于该基地台的指示线子群0;这些具有ID由64至127的手机是隐含地有关于该指示线子群1。每一指示线频道必须支授至64组的手机。

在每一向内半副帧的手机同步部分之时，该手机其号为数之取模数64是等于在该帧内之现行副帧之号数者，会发射-12-1/8符号所有为壹的同步脉冲。该基地台接收此脉冲并计算该区分器Dco2为

Dco2＝（Pe-Pl）/Pp

其中， Pe＝Ie²+Qe²

Pl＝Il²+Ql²

Pp＝Ip²+Qp²

该下标e.l.p是表示相对于标定的参考码偏移1/2芯片早及1/2芯片晚所量取的测量值。每-1及Q输入已经被调谐地积分该整个12-1/8符号（388芯片）之测量周期。

Dco2是然后被输入至第一顺序延迟锁定回路

dp＝Klc×Dcc/4

该回路输出dp是使用以调整芯片的1/16之单元中的手机发射码相位。此功能是副帧速率，即100Hz，加以递回，因此，对于每一手机其是在帧速率（640毫秒，或1.56Hz）及Klc是加以选择以提供0.02Hz之回路频宽。

该回路是实际地加以闭合，经由与第一手机作通讯，使用指示线频道给没在进行呼叫的手机，或者使用语音频道控制栏位给其正在呼叫的手机。除了这项差别外，同基地台的码相位跟踪功能是完全相同地用于每一手机者，其不管该手机是否正在进行呼叫。

〔数据解调〕

一旦其AFC回路已经设定结束，手机可以开始解调指示线数据并与接合于指示线对话与该基地台，以如先前所述地加入该峰窝社区之中。一旦，其加入一特定社区或峰窝，然后，其可以经由该指示线频道，开始接收并发出呼叫，但是其主要经由语音频道，当然，其亦需要作语音频道数据解调。

该使用以解调此数据的演译法是为方框相位估差之组合，其是在相位及频道偏移出现时，调整该用以最佳解码之接收的符号相位，并微分数据解码该旋转符号。该演译法是可以直接应用至该语音频道，并且，是具有最小之改变而可用于该指示线频道。用于语音频道，该演译法是操作如图4.6.1中所示并描述如下：

跟随着该发声脉冲（手机中）或者手机同步脉冲（基地台）之每一91符号（Ij，Qj），计算该相等的符号（I4j，Q4j）（该数据是被移去）如何

（I1，Q2）＝（Ij，Qj）²

（14j，Q4j）＝（I2，Q2）²

然后启动该方块积分器及相位估算为

Sum14＝Sum（14j，j＝0，15）;方块长SumQ4＝Sum（Q4j，j＝0，15）;16符号phi4＝反正切（SumQ4，SumI4）

phi＝-phi4/4+pi/4

phiO＝Phi

并且，旋转该前面8个符号（ij，Qj），J-0.7，藉phi：（Ij，Qj）＝（Ij，Qj）＊（cos（phi），sin（phi）。

对于以下之75个符号（Ij，Qj），j＝8，82，更新该方块积分器及相位估算值并旋转该符号如：

SumI4＝SumI4+14（j+8）-14（j-8）

SumQ4＝SumQ4+Q4（J+8）-Q4（J+8）-Q4（j-8）

phi4-反正切（SumQ4，SumI4）

phi＝-Phi4/4+pi/4+Ntrack＊pi/2（1j，Qj）＝（Ij，Qj）＊（cos（phi），sin（Phi））

phi）＝Phi

其中，Ntrack＝0，1，2或3，使得ABS（phi-phiO）为最小，即，以相对于该先前旋转产生最小之旋转。

其次，旋转该最后8符号（Ij，Qj），j＝83，uO，藉由该phi的最后值：（Ij，Qj）＝（Ij，Qj）＊cos（Phi），sin（Phi））

最后，依据该Ij及Qj之正负号，量化该旋转符号成为00，01，10，11

（Ij，Qj）＝（sign（Ij），sign（Qj）），J＝0.90，

并如图17中之所示，将该结果输入至该差分译码器。该解码器输出之符号1经由90是用于该脉冲之解调数据。（该予以发射之数据首先被差分编码，如图18所示）

对于该指示线频道，除了该方块长度是2OW符号而不是16个语音频道符号该演译法基本相同。同时，每一指示线脉冲之帧同步部分是石同地加以处理，即如7语音频道符号。因而，该演译法是变成：

该跟随发声脉冲（于手机）或者手机同步脉冲（二基地台）之11符号中的每一个，以该处移去之数据来计算相等之符号（I4j，Q4j（I2，Q2）＝（Ij，Qj）²

（I4，Q4j）＝（I2，Q2）²

然后，启动该方块积分器及相位估计如

SumI4＝Sum（I4j，j-0，1）;方块长

SumQ4-Sum（Q4j，j＝0，1）;2OW符号

Phi4＝反正切（SumQ4，SumI4）

Phi＝-Phi4/4+Pi/4

Phi0＝Phi

并且，通过由Phi旋转该第一符号（I0，Q0）;

（I0，Q0）＝（I0，Qo）＊（cos（Phi），sin（Phi）。

对于下10个符号（Ij，Qj），j＝1，10，更新该方块分器及相位估算并旋转该符号：

SumI4＝SumI4+I4（j+1）-I4（j-1）

SumQ4＝SumQ4+Q4（j+1）-Q4（j-1）

Phi4＝反正切（SumQ4，SumI4）

Phi＝-Phi4/4+pi/4+Ntrack＊pi/2（Ij，Qj）＝（Ij，Qj）＊cos（Phi），sin（phi））

Phi0＝Phi

其中，该Ntrack＝0，1，2，或3，使得ABS（Phi-Phi0）是最小值，即相对于先前之旋转产生最小之旋转。

再者，根据该Phi之最终值，旋转该7帧同步符号（Ij，Qj），j＝11，17：（Ij，Qj）＝（Ij，Qj）＊（cos（Phi），sin（Phi））.

最终，依据Ij及Qj之正负号，来量化旋转之符号成为00，01，10，11

（Ij，Qj）-（sign（Ij），sign（Qj）），j＝0，17.

并将该结果输入至该差分译码器。该译码器输出之符号1至10是为用于此脉冲的解调OW数据。该译码器输出之符号11至17是为此脉冲之解调帧同步数据。（经由第一次差分编码予以传送之OW数据）

〔探测，移动及蜂窝发射〕

本系统执行了一些特性，以支持快速之蜂窝转换。这些特性之一是为维修及邻接蜂窝基地台之相对时间偏移之数据库之广播。于数据库中的数据信息是为手机所施加，该手机是以探测或移动基础，来求邻接之蜂窝指示线信号。

再者，探测活动基本上为移动活动，是以收集环境周围的数据为内容，而不是实际地发射蜂窝会员。探测邻接之蜂窝之手机延迟时间偏移数据信息回到其现行指定细胞之基地台;移动发射至一邻接蜂窝之手机，通知有关先前蜂窝计时的数据信息给该新蜂窝之基地台。

如此获得的数据信息被证实且为每一基地台所经由该顺序线频道及经由每一活动语音频道之频道控制部分而广播。

探测及移动搜寻不同于一般被注意到的启始搜寻，也就是说，其只搜寻单一频率，即手机的现行蜂窝中之现行载波追踪频率，至少开始时，是会搜寻PN码相位之几芯片不确定性（与数据不变性成比例）。另外的主要不同是在于协波频率，探测及移动搜寻之时，PN码相位及功率电平跟踪操作保持于原始信号上。

〔探测〕

对于探测，如果于两天线上有更多的焦点搜寻失败，则其被加广以包含所有255PN芯片码的相位不明确性，即使于该两天线中的该较广搜寻是失败，则该现行之探测作用是加以终结，没有一探测报告（邻接蜂窝时间偏移报告）被送至该基地台。

若有任何之搜寻成功时，同步之副帧及帧亦是君以执行，并被补上一探测报告。

〔移动及蜂窝发射〕

每一次副帧框所接收到之功率被加以测量。此测量的滤波后之平均值亦加以保存，以提供-2秒之时间常数。只要当此时滤波过的平均值低于为该信号电平所定义之临界值时，该信号电平是令送至另一蜂窝变成可能之信号电平，移动搜寻会加以启始，其是首先搜寻最新获得的邻接蜂窝指示线信号。

假若此集中之于两天线上搜寻均失败的话，一类似之搜寻将会导入该两天线上，用于下一个最先获得的邻接信号。对于所获得的每一邻接信号，假若于该信号上之测量功率电平是大于现行电流上之功率电平，则该手机会听取一基地台会员之可用广播。

假若会员是可利用（并且，假若一呼叫正在手机上进行，或者，语音频道是可以利用），则该手机会发出一会员登记要求。于该登记要求之证实上，该基地台是会导入一与该手机之登记面试，以及该手机会员之发射与在该手机上的任何进行之中呼叫，该发射是送至邻接蜂窝基地台而加以完成。

〔于基地台的信号出现监视〕

为了于这些状况中探测，一手机信号是可以被认为是遗失的，特别是，假若是其现行是指定语音频道，及这些语音频道是在需求之时，由每一手机同步周期所接收到的功率的滤波后的平均值保持为：Fp（j）-（I-Klf）＊Fp（j）+Klf＊Prcv（j）

其中

Prcv（j）＝Ip²+Qp²，Ip及Qp是调谐地积分于12至1/8符号，其中Klf是加以选择，以提供2秒之时间常数。只要该用于任何手机j之Fp值低于特定低临界值，该手机是被视为离线;只要该Fp值返回至上界临界值，其被视为在线上。

任何于一物机上之正在进行之呼叫，当手机被决定为离线时，呼叫会被中断。进入呼叫其目标手机是离线时，被视为占线。

〔于手机中的自动增益控制（AGC）〕

为了要减少该使用于手机中的信号路径A至D转换器之动态范围需求（及功率及成本），该A至D输入信号之自动增益控制（AGC）之一些型式是需要的。图19描述出用于本系统中之选定的AGC方法。其观念是如下：

每一发声脉冲中，该模拟输入信号是与该参考PN波形调谐，并调谐地集合六符号，然后，成为正方形原理装置SLD，其输出是集合并作对数放大，然后转换成为数字。该数字对数空间之功率测量是为在每一发声脉冲之末端中之软件加以读取。于该第二脉冲之末端，该两功率测量值（Pmax）之较大者是由软件加以选择，以获得现行副帧的其余信号路径衰减及以下由副帧之发声周期。该衰减是定为：

Atten＝Atten+Kpow＊（Pmax-Plimir+6dB）

其中，Kpow为该对数放大器增益及衰减器增益之函数。该衰减器设定亦是使用以于该现行副帧中手机发射功率设定之决定。

对于信号之获得，该衰减器是（每一天线及每一新码相位及载波频率不确定性范围扫描而个别地）加以设定，以使得该噪声电平Po之均方根值是低于该A至D转换器输入电平18db，因此：

Atten＝Attn+Kpow＊（PO-Plim+18db）。

可使用插入的微控制器或微处理机以控制命令处理中所涉及的操作顺序，但是，其中决定加上的优点不光是该顺序之控制，亦是为了可编程装置例如一数位信号处理机中信号之处理因。这些优点包含：

减少硬件设计时间，因为：

具有较少的用以并入的元件，所以没有ASIC设计时间或者制造时间，大大地降低FPGA复杂性及设计时间;

一旦该系统是完成或于测试时，便增加了用以修改或微细调整演译法之兼容性。

现已介绍本发明较佳实施例，可见，本发明之各种修改及改变是对于熟悉本行技术者是相当明显的，并且，是依旧在本发明之精神及随附于本案申请专利范围所揭示之本发明的范围内。

Claims (15)

1、一种无线电话系统，包含基地台装配有多个发射/接收单元，及多个使用者手机被装配上单一发射/接收单元，其特征在于，

每一发射器/接收器单元包括

①模拟至数字及数字至模拟转换机构：以分别转换模拟语音信号成为数字形式，以形成数字化之语音信号，以及，转换该数字信号成为模拟语音信号；

②虚拟杂讯数字信号源：其信号图案是以一特定周期加以重复；

③用以调制上述数字化语音信号与上述虚拟杂讯数字信号之机构：用以产生基频扩展频谱信号，其包含使用相同虚拟杂讯信号以解调上述基频扩展频谱信号之机构。用由接收到之扩展频谱信号，产生数字语音信号；

④每一使用者手机单元使用单独的虚拟杂讯数字信号：该信号与该基地台单元中的发射器接收器的虚拟杂讯信号相同，

⑤每一手机及该基地台中的机构：产生单一无线频率载波，其额定频率是在均匀增量中加以选择，该均匀增量是为在可用通讯频带两端的展开频谱信号之频宽所大致分隔；

⑥每一发射器/接收器中的机构：用以以上述展开频谱信号，调制上述载波频率，以产生发射信号；

⑦解调此发射信号产生基频扩展频谱信号的机构；

⑧于每一手机及基地台单元中的天线机构：用以发射或接收上述发射信号；

上述基地台加有一收发机，用于每个作动的使用者手机。

2、根据权利要求1所述的无线电话系统，其特征在于其手机中的天线机构包含一鞭状天线及一环状天线。

3、根据权利要求2所述的无线电话系统，其特征在于上述环状天线是欧佛（Alford）环。

4、根据权利要求1所述的无线电话系统，其特征在于其数字化的语音脉冲群组是为一大于2之因素所作时间压缩，所得到的脉冲突波是被相隔地发射及接收于基雪台及使用者手机之间，以于其间作时间双工双向通讯。

5、根据权利要求4所述的无线电话系统，其特征在于发射于基地台及使用者手机间的每一数据脉冲具有另外脉冲可定址于频道的控制功能，同时，该通讯依旧进行于已知手机及该基地台之间。

6、根据权利要求1所述的无线电话系统，其特征在于还具有用以连接给每一使用者手机的信号，至外部电话系统或是其他通讯交换装置的机构。

7、根据权利要求4所述的无线电话系统，其特征在于该系统包括一分离的双向指示线频道，用以提供选定预定之系统控制功能，包括由使用者手机的呼叫之放置，上述分离的双向指示线频道可为该基地台及手机所使用，该手机现行并不是与该基地台作联络，但是，是尝试着开始通讯。

8、一种蜂窝式无线电话系统，包含多个如权利要求7所述的单一基地台，其特征在于其中上述多数基地台作地理区域之安排，以覆盖部份重叠的蜂窝服务区域，而且其中有蜂窝启动手机。

并且，其中每一启始手机具有排序机构，以探测及估算来自所有邻近之基地台的指示线信号，以及启始经由该基地台的通讯，其接收信号于上述启始手机的位置为最强。

9、根据权利要求8所述的蜂窝式无线电话系统，其特征在于一已知手机使用者可以与另一手机使用者或远端电话机使用者，通过该蜂窝中的基地台，加以通讯，其中，当该呼叫被放置之时，该已知的手加以定位，并且假若该已知手机是在该呼叫间作地理之移动时，可以经由该已知手机进入的其他基地台服务蜂窝区域，而获得服务。

10、一种无线电话系统，包括基地台装配上多个发射接收单元，以及多个被装配上单一发射/接收单元的使用者手机，其特征在于包括：

①每一发射器/接收器单元：

包括模拟至数字及数字至模拟转换机构，以分别转换模拟语音信号成为数字形式，以形成数字化语音信号，以及，转换数字信号成为模拟语音信号;

②虚拟杂讯数位信号源：其信号图案是以特定周期重复;

③以该虚拟杂讯数字信号调制上述数字化语音信号之机构：用以产生基频扩展频谱信号，包括解调上述基频扩展频谱信号的机构，其是使用相同的虚拟杂讯信号，以由所接收到的扩展频谱信号，产生数字语音信号;

④每一使用者手机单元作用单独的虚拟杂讯数字信号，其与该基地台单元中之一发射器接收器的虚拟杂讯数字信号相同;

⑤每一手机及该基地台中的机构：以产生单一无线频率载波，其额定频率是在均匀增量中加以选择，该均匀增量为可用通讯频带两端的展开频谱信号的频宽所大致区隔;

⑥于每一发射器/接收器中的机构：用以以上述扩展频谱信号，调制上述载波频率，以产生发射信号，以及解调此发射信号产生一基频扩展频谱信号的机构;

⑦于该基地台单元中之第一天线机构发射或接收上述发射信号，以及第二天线机构于每一手机之中，每一上述第二天线机构包含鞭状天线及环状天线，以及用以依据所探测信号的功率，而选定上述环状及鞭状天线之一的机构，

上述基地台是加入收发器用于使用者手机。

11、根据权利要求10所述的无线电话系统，其特征在于该数字化的语音脉冲之群组为大于2之因素所作时间压缩，所得到的脉冲突波被相隔地发射及接收于基地台及使用者手机之间，用于其间作时间双工双向通讯。

12、根据权利要求11所述的无线电话系统，其特征在于发射于基地台及使用者手机间的每一数据脉冲包含其它脉冲。其有可定址于频道的控制功能，同时，该通讯依旧进行于已知手机及该基地台之间。

13、根据权利要求12所述的无线电话系统，其特征在于该系统包含分离的双向指示线频道，用以提供选定预定之系统的控制功能，包括由使用者手机的呼叫之放置，上述分离的双向指示线频道可为该基地台及手机所使用，该手机现行并不是与该基地台作联络，但是，是尝试着启动该通讯。

14、一种蜂窝式无线电话系统，包括数字如权利要求13所述的单一基地台，其特征在于上述多个基地台作地理区域之安排，以覆盖部份重叠之蜂窝服务区域，并且其中有启动手机，

其中，每一呼叫启动手机具有排序机构，用以探测及估计，从所有靠近基地台之指示线信号，并且，经由该基地台启动通讯，其所接收之信号在该启动手机的位置是最强的。

15、根据权利要求14所述的蜂窝式无线电话系统，其特征在于已知手机使用者可以与另一手机使用者或远端电话机使用者，开始地经由在该蜂窝中的基地台，而加以通讯，其中，当该呼叫被放置之时，该已知的手机被加以定位，并且假若该已知手机是在该呼叫间作地理之移动时，可以通过该已知手机进入的其他基地台服务蜂窝区域，而获得服务。

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