CN1126292C - 利用压缩字符集的高渗透无线电通信系统 - Google Patents

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Abstract

一种高渗透传输方法使用一种压缩字符集，用于对字母数字的消息编码，其中通过位重复和较少的增加功率的组合增加信号的裕量。位重复和较少增加功率与通过一种压缩字符集编码方法的组合避免不可接受的延时特性。而且，重复和较少增加功率与本发明的压缩字符集的组合避免了只依靠增加功率增加信号裕量的系统的同信道干扰问题，因为对于给定的延时时间，为获得信号裕量相同的增加，需要增加的功率较少。

Description

利用压缩字符集的高渗透无线电通信系统
技术领域
本发明一般涉及无线电通信系统，更具体而言，涉及在非理想条件下用于可靠传输无线电通信信号的一种系统和方法。参考图1，示出一种典型的蜂窝移动无线电通信系统。该典型系统包括许多类似于基站110的基站和许多类似于移动站120的移动单元。利用这些设备或它们的等效物可以实现话音和/或数据通信。基站包括一个控制和处理单元130被连到MSC(移动交换中心)140，而MSC依次被连到公共交换电话网(未示出)。
背景技术
基站110服务于一个小区并包括由话音信道发送接收机150管理的多个话音信道，该发送接收机受控制和处理单元130控制。每个基站还包括一个控制信道发送接收机160，能够管理多于一个的控制信道。控制信道发送接收机160受控制和处理单元130控制。控制信道发送接收机160在基站或小区的控制信道上播放控制信息，以便将移动站锁到控制信道上。该话音信道发送接收机广播可能包括数字控制信道定位信息的通信业务或话音信道。
当移动站120首次进入空闲模式时，在出现对移动站120寻址的寻呼脉冲串期间，周期性地扫描像基站110那样的基站的控制信道。该寻呼脉冲串通知移动站120锁到或预占哪个小区。移动站120在其话音和控制信道发送接收机170上接收在控制信道上广播的绝对和相对信息。然后，处理单元180评估接收到的包括候选小区特性的控制信道信息，并确定该移动站应该锁到哪个小区上。接收到的控制信道信息不仅包括与其有关的小区的绝对信息，而且还包含与控制信道有关的小区邻近的其他小区的相对信息。在监测主控制信道时周期性地扫描这些邻近蜂窝，确定是否有一个较合适的候选者。涉及移动站和基站实施方案细节的附加信息可在美国专利N0.5,745,523中找到，标题是“Multi-Mode Signal Processing”。将认识到，在基于卫星的移动无线电通信系统中基站可由一个或多个卫星来代替。
为了增加无线电通信系统的容量，可采用数字通信和多址技术，例如频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA)，和码分多址(CDMA)。这些多址技术中每一种的目的是将来自不同源的信号以这样一种方法组合在一个公共的传输媒体上，在它们的目的地，可将这些不同的信道分离而没有相互干扰。在FDMA系统中，用户分享频率域中的无线电频谱。每个用户被分配频带的一部分，在整个谈话过程中就使用它。在TDMA系统中，用户共享在时间域中的无线电频谱。将每个无线电信道或载频划分为一系列的时隙，对各个用户分配一个时隙，在此期间，用户具有对分配给该系统的整个频带的入口(宽带TDMA)，或者只是频带的一部分(窄带TDMA)。每个时隙包括来自一个数据源，例如话音谈话的数字编码部分的信息“脉冲串”。将这些时隙分组成具有预先规定持续时间的相继的TDMA帧。在每个TDMA帧中时隙的数目与可同时分享无线电信道的不同用户数目有关。如果将TDMA帧中每个时隙分配给不同的用户，TDMA帧的持续时间是分配给相同用户的相继的时隙之间的最小时间量。在CDMA系统中，每个用户被分配一个唯一的伪随机用户码，用此调制用户信息信号，以便将它与其他用户的信号区分开。
在TDMA系统中，分配给相同用户的相继的时隙，在无线电载波上通常不是连续的时隙，这些时隙组成用户的数字通信业务信道，并被认为是分配给该用户的逻辑信道。TDMA信道的组织，利用GSM标准作为一个例子，示于图2中。该TDMA信道包括通信业务信道TCH和信令信道SC。该TCH信道包括全速率和半速率信道，用于传输话音和/或数据信号。该信令信道SC传送移动单元和卫星(或基站)之间的信令信息。该信令信道SC包括三种类型的控制信道：广播控制信道(SCCH)，在多个用户之间共享的公共控制信道(CCCH)，和分配给单个用户的专用控制信道(DCCH)。BCCH典型情况下包括一个频率校正信道(FCH)和一个同步信道(SCH)，它们两者都是下行信道。该公共控制信道(CCCH)包括下行寻呼(PCH)和接入许可(AGCH)信道，以及上行随机接入信道(RACH)。该专用控制信道DCCH包括一个快速联系控制信道(FACCH)，一个慢速联系控制信道(SACCH)和一个单独的专用控制信道(SDCCH)。将该慢速联系控制信道分配给一个通信业务(话音或数据)信道或者一个单独的专用控制信道(SDCCH)。该SACCH信道提供对移动单元的功率和帧调节以及控制信息。移动站将随机接入信道RACH用于请求对系统的接入。RACH逻辑信道是一个单向上行信道(从移动站到基站或卫星)，并由分离的移动单元共享(在典型系统中，甚至在频繁使用的周期内，每个小区一个RACH是足够的)。移动单元连续地监测RACH信道的状态，确定是否信道是空闲还是忙的。如果RACH信道是空闲的，移动单元在RACH上随同所希望的电话号码，发送其移动站识别号码到基站或卫星。该MSC从基站或卫星接收该信息，并将一个空闲的话音信道分配给该移动站，并将该信道识别通过基站或卫星发送给移动站，使得移动站能够将自己调谐到新的信道。将在RACH上行信道上的所有时隙用于移动站接入请求，或者基于争用或者基于预定。在美国专利NO.5,420,864中描述了基于预定的接入，标题为“Method of Effecting Random Access in a Mobi1e RadioSystem”。
在TDMA系统中信号的传输是以缓存器-脉冲串，或间断-传输的模式进行的：每个移动单元只在移动单元所分配的频率上的TDMA帧上分配给它的时隙中发送或接收。例如，在全速率时，移动站可在时隙1期间发送，在时隙2期间接收，在时隙3期间空闲，在时隙4期间发送，在时隙5期间接收，和在时隙6期间空闲，然后在相继的TDMA帧期间重复此循环。即不发送又不接收的时隙期间可将移动单元的发送接收机断开(或“休眠”)以便节省功率。
为了增加移动性和便携性，无线电通信的用户倾向于宁愿具有比较小的，无定向天线(因而，是不太强的)的移动单元而不是具有大的或定向天线。由于这种偏爱，有时难以提供足够的信号强度供通信信号在典型的具有小的，无定向的天线的移动单元和移动交换中心(MSC)或卫星之间交换。这个问题在基于卫星的移动无线电通信中尤其严峻。基于卫星的移动无线电通信系统利用一个或多个部分重迭的卫星波束对地球的特定地理区域提供无线电通信服务。每个卫星波束具有的半径高达约1000km。由于卫星的功率限制，在每个波束中同时提供高的链路裕量是不实际的。由于对移动卫星链路的严格功率限制。典型情况下将通信是限于带有Rician衰落的视线信道。Rician衰落是由强的视线路径和地面反射波，随同弱的建筑物反射波的组合产生的。
Rician信道需要通信链路裕量为约8dB左右，以便实现理想或接近理想条件的话音通信，例如当移动无线电话单元被正确地部署并且该单元处于无障碍的位置时。术语“链路裕量”或“信号裕量”指的是提供适当的服务所需的在理想条件下所需功率之上的附加功率，所谓的理想条件也就是除了迭加白高斯噪声(AWGN)以外，信道未受伤害。“伤害”可包括信号幅度的衰落，多普勒频移，相位变化，信号影区或阻塞，实施损失，和天线辐射模式中的不正常。无论发送话音或数据，常常希望增加信号裕量以保证可靠的无线电通信性能，特别是在功率有限的卫星应用中。
在这些接近理想的信道中，移动单元可成功地监测该寻呼信道以检测输入的呼叫。在非理想条件下，例如当移动单元天线未被部署或移动单元处于受障碍的位置中时(例如，在建筑物内部)，反射波包括地面反射和建筑物反射波，成为占优势。在这些非理想条件下的信道的特征在于带有严重衰减的平坦Rayleigh衰落(最严重的衰落类型)。在这样一些信道中，需要30dB或更多的链路裕量以实现话音通信，移动单元可能有困难监测寻呼信道以检测输入呼叫。在这些话音通信难以完成的非理想条件下，希望采用短消息服务(SMS)以便对用户传送信息。由于卫星的功率限制，当在非理想条件下使用时，SMS是特别有效的，用以警告输入呼叫的移动站用户。然后该移动站用户可改变接收位置或返回呼叫。
增加信号链路裕量的已知方法需要增加发送功率水平或明显传输延时，或者两者。这样的要求是非常不希望的。
发明内容
因此，希望一种无线电通信系统允许在增加的信号裕量下传输信号，减少大的延时而在功率上没有太大增加。
也希望一种TDMA通信系统允许在增加的信号裕量下传输信号，而不需要改变TDMA帧的结构或组织。
还希望一种移动无线电通信系统允许以增加的信号裕量传送始发自移动单元或卫星或基站的数据消息。
还希望一种通信系统有选择地增加用于传输数据消息的通信链路的信号裕量。
本发明克服了通常的通信系统的上述和其他限制，提供一种高渗透的传输方法，其中利用一种压缩字符集对字母数字消息编码，通过位重复和较少增加功率的组合来增加信号裕量。依据示范性实施方案，位重复和较少增加功率的组合同时通过在此所描述的一种压缩字符集的编码，避免了系统的不可接受的延时特性，只依靠重复来增加信号的裕量，因为对一个消息编码需要较少的位。同样，本发明的重复和较少增加功率的组合连同压缩字符集，避免了只依靠功率增加来增加信号裕量的系统的同信道干扰问题，因为对于给定的延时时间，为了获得相同的信号裕量增加需要增加较少的功率。
依据本发明的一种示范性实施方案，对移动无线电通信系统提供一种短消息服务特性，用于传送到和从移动单元传送字母数字消息。为了保证在具有严重衰减的信道上可靠地传输，通信系统利用一种新型的压缩字符集对短消息编码。可进一步用差错检测或校正编码对消息编码；消息被划分成包或组，每个一个或多个位；每个分组以大于话音传输功率水平的功率水平传送，对于每次传输利用相同的时隙或若干时隙，在一个TDMA通信信道上多次传送，在接收机上传输信号被合在一起并检查差错，以便组成具有增加裕量的信号。
附图说明
通过结合附图阅读以下的详述，将更容易理解本发明的以上的目的，特征和优点，其中：
图1是一种示范性移动无线电通信系统的方框图；
图2是示出在典型的GSM数字无线电通信系统中信道组织的示意图；
图3是一种卫星一基移动无线电通信系统的示意图，其中本发明的信号传输方法可被实现；
图4是描述依据本发明传输一个短消息的流程图；和
图5是示出在移动无线电通信系统中使用的一种示范性移动通信设备的方框图。
具体实施方式
虽然以下的描述是指向在卫星-基无线电通信系统中实施的短消息服务，将认识到本发明也可被应用到其他类型的通信系统。
在卫星-基移动无线电通信系统中，用于传送话音或数据的通信链路可通过一个卫星，多个卫星，或一个或多个卫星和PSTN(公共交换电话网)的组合，在移动站和一个标准电话或第二移动站之间建立。这样一种系统，如图3中所示，可希望实现一种宽广的地理覆盖，其中存在少量或无基站，附加的基站是不实际的，例如在乡村地区。由于卫星固有的功率限制，在卫星和移动站之间的话音通信链路需要理想或接近理想的条件；也就是，如移动站天线正确部署的视线通信的条件，在非理想条件下，例如当移动站被遮蔽(例如在一个建筑物内，等)或移动天线未被正确地部署时，由于在信道中衰减的增加，用于通信的功率或信号裕量的要求大大地增加。在这样的情况下(如图3中MUn所示)，Rayleigh衰落经常妨碍满意的通信，因而希望发送一个短的字母数字消息到移动站。消息可被用于，例如，通知用户输入呼叫。本发明通过提供有效的技术用于增加信号裕量而没有大的延时，功率增加，或同信道干扰，保证对消息的可靠传输。
仅仅为说明的目的而不是限制本发明的范围，可以假定一种利用TDMA信道的基于卫星的GSM无线电通信系统，以便展示以下的条件。通信信道没有视线组分并遭受带有严重衰减的Rayleigh衰落。正如本领域的技术人员将认识到的那样，Rayleigh(或多径)衰落是一种当多径无线电波组成由于来自在服务地区中物理结构的反射引起的驻波对时产生的现象。驻波对相加在一起组成一种不规则的波形衰落结构。当移动单元是静止时，接收恒定的信号。然而，当移动单元移动时，衰落结构引起产生衰落，随着移动单元移动加快而增加。典型情况下，非理想Rayleigh信道的平均信号电平大约低于接近理想的视线信道信号电平20-30dB。
为了保证在非理想条件下可靠地将短消息传送到移动站，信号裕量必须要增加。依据本发明，位重复和功率增加可与利用压缩字符集编码组合以提供被增加的信号裕量而没有大的延时，位重复与功率上小的增加的组合被描述在美国专利No.6,046,990中，标题为：“HighPenetration Transmission Method for RadiocommunicationSystems”，Chennakeshn，等，于1995年11月15与本申请一起提交，并转让给本发明的受让人，整个地引入于此作为参考。
将理解到，分贝(dB)是用于表达功率，电流，或电压之比的单位。特别是，功率比(P2/P1)可通过公式dB＝10log10(P2/P1)用分贝表示。30dB的信号裕量需要的功率比为1000，因为10log101000＝30dB。增加发送信号功率可用于提供较高的链路裕量。由于卫星的功率限制，典型情况下这不是一种实际的措施。除了增加系统的成本以外，增加发送功率也使控制同信道干扰比较困难，特别是在带有窄复用裕量的TDMA系统中。因此，从卫星到移动单元大的功率增加只能在利用很低的周期期间提供。而且，因为移动单元甚至比卫星受到更多的功率限制，典型情况下这种技术只在一个方向，从卫星到移动单元，是实际的。
位重复也可用于增加裕量，位重复可用比消息重复更低的差错率实现，尤其在非理想条件下。位重复引起传输延时，鉴于明显的原因，这对于话音信号是不希望的。然而，传输延时对于数据通信可能是可接受的，例如SMS特性，如果延时被保持为合乎情理的最小值的话。位重复通过发送单独的位或调制符号，或者位或调制符号的包许多次，使得所有的重复被包含在相继的TDMA帧的相同时隙或若干时隙内。接收机将来自每次重复的能量合在一起，以建立具有较高裕量的信号。如上所述，位重复可引起大的延时，与消息的长度有关。为了达到30dB信号裕量，每位将必须重复1000次，因为10log101000＝30dB。在欧洲数字标准，GSM系统中，一个典型的短消息具有32和64个之间字符，当前在美国所用的DAMPS(数字增强移动电话服务)系统高达245个字符，在DECT(数字欧洲无绳电话)系统中高达160个字符。假定一个GSM系统具有18.64ms的TDMA帧，每帧16时隙，和114数据位/时隙，对于接收64个字符消息的最小延时，不包括传播时间，如下：64位×8位/字符×1000重复/位×18.64ms/时隙×1/114时隙/数据位＝84秒。
然而，为了达到15dB裕量，所需的功率比只是31.623，因为10log1031.623＝15dB。因而，30dB的信号裕量可通过增加功率15dB和每位重复约31次来提供。利用这种技术，对于64字符消息的位重复延时是(64字符×8位/字符×31重复/位×18.64ms/时隙×1/114时隙/位)或大约2.5秒。结果，位重复延时保持在合理的水平，功率增加也保持在合理的水平，从而避免同信道干扰。将认识到，重复和功率增加的许多不同组合是可能的，以达到在Rayleigh衰落环境中成功地通信而没有大的延时。而且除了重复数字信号的单独位外，可以重复成组的位。
观察到，在系统中所发送的消息是SMS消息，是预定由末端用户接收的字母数字消息。本发明减少对给定的消息编码所需的位数。这就允许每位重复对于给定延时因数所增加的次数，得到附加的位重复裕量。另一种方案是，对于给定的位重复，本发明减少对消息的传输时间。
依据本发明，利用以下的字符组对消息编码供传输，每个字符用5位而不是典型的每个字符用8位。(对于总共32个可用的字符)：
  x0     00000   <space>   x10     10000   P
  x1     00001   A   x11     10001   Q
  x2     00010   B，8   x12     10010   R
  x3     00011   C   x13     10011   S，5
  x4     00100   D   x14     10100   T
  x5     00101   E   x15     10101   U
  x6     00110   F   x16     10110   V
  x7     00111   G，6   x17     10111   W
  x8     01000   H   x18     11000   X
  x9     01001   1，1   x19     11001   Y
  xA     01010   J   x1A     11010   Z
  xB     01011   K   x1B     11011   2
  xC     01100   L   x1C     11100   3
  xD     01101   M   x1D     11101   4
  xE     01110   N   x1E     11110   7
  xF     01111   0，0   x1F     11111   9
表1-压缩字符集
在本技术说明中为了方便，5位二进制码字00000到11111参照它们的16进制的等效数。利用这个字符集，码字X2，X7，X9，XF和X13服务于双重用途，既识别字母字符又识别为数字。例如，码字X9既用于发送“I”又用于发送“1”，使移动站显示字符“1”。同样，码字X2既对‘B’编码又对‘8’编码，码字X7既对‘G’编码，又对‘6’编码。码字XF既对‘0’编码又对‘0’编码，码字X13既对‘S’编码又对‘5’编码。用这种方式，在表1中所描述的字符集可对所有的26个字母字符，数字0-9和空格编码，使其能对希望发送到用户的任何短消息编码(虽然没有标点符号)。
这种由于使用单一码字供字母和数字字符引起的潜在的混淆不可能是一个问题，因为消息是限定的，预定由末端用户接收和解释的字母数字消息。在任何情况下，成对的字母字符和数字在7段显示上显示是相同的。即使移动站并不具有7段显示，无论何时若高渗透SMS消息被接收到，大多数7段显示可很容易由本领域的技术人员编程来模拟7段LCD显示。
然而，在图5所示的一种实施方案中，移动单元120包括一个句法决定处理器200，用于确定接收到的码字是代表一个字母字符还是一个数字字符。句法决定处理器可在软件中作为处理单元180的部分来实现，或者可以是包括在移动单元120内的分离的处理器或专用集成电路(ASIC)。在一种实施方案中，句法决定处理器200分析每组由空格分离的码字(这样的字符组在此称为一个“字”)，并检查看看是否任何一个字符是一个双重码的字符之一(即，X2，X7，X9，XF或X13)。如果一个或多个码字是双重码的码字，则假定是字中其他字符的类型(即字母或数字)，(假定它们全是相同的类型)。在另一种实施方案中，当句法决定处理器200碰到一个带有一个或多个双重码的码字的字时，句法决定处理器200可假定，在字中的双重码的码字是字母，如该字中的大多数其他字符是字母的话。然后，句法决定处理器200将所假定的字母字与字典中一组被存储的字作比较，看看是否所假定的字是一个有效的字。如果是的，认为假设是正确的并将所有双重码的码字解释为字母并显示该字。
如果整个字是由双重码的码字组成，或者如果句法决定处理器200不能作出关于一个双重码的码字应该如何被显示的决定，则句法决定处理器200可将字符作为数字来显示以避免混淆，或者作为一般的7段数字来显示，因而将解释工作留给用户。
句法决定处理算法的其他实施方案是可能的，可由具有本发明知识的技术人员来实现。例如，处理器可分析每个字在一组字内的句法和文法的位置，确定是否在字中的一个特定字符最可能是一个字母字符还是一个数字字符。
利用表1中所描述的压缩字符集，假定每位被重复31次(对于位重复增益为15dB)，对于64个字符的消息的传输延时因数是64字符×5位/字符×31重复×18.64ms/时隙×1/114时隙/位＝1.62秒，或者是对于一个用8位码编码的消息所需的传输时间的5/8。
另一种方案是，对于64字符消息的延时因数2.6秒相应于重复率49.69，或近似50，产生位重复增益101og10(50)17dB。因此，对于利用8位码所需的相同延时，为达到总的链路裕量30dB，必须增加的发送功率只是附加13dB。
对于位重复增益30(对应于每位1000次重复)，传输延时因数被降至52.31秒，改进超过31秒。如果增加发送信号功率是不可能或不实际的话，这个延时可能是可接受的。
为了实现本发明的技术，从卫星到移动站的功率增加可通过将多个用户上的功率负载平均来提供。也就是，由接近理想条件下的移动单元所使用的通信信道可以降低它们的功率，以便增加对在非理想条件下的移动单元或若干单元的功率供应。功率增加也可通过时间平均来提供，其中顺序的TDMA帧中的各个时隙按增长的功率水平发送。将认识到，从卫星到移动站的功率增加也可通过技术上已知的其他技术来达到。对于移动单元的功率限制甚至要比对于卫星的功率限制更严格。因此，甚至更难以增加用于从移动站到卫星的通信的功率。这样的通信对于发送消息或确认接收消息是必要的。依据本发明的一种实施方案，从移动单元到卫星的功率增加可通过允许移动单元在随机接入信道RACH的所有时隙上传送来达到。位重复也可由移动单元实施，以进一步有效地增加传送到卫星的信号的裕量。因为由移动单元在RACH信道上的确认可通过具有低信息速率，较多同步位数和较多位数的信号来实现，与前向信道有关的消息重复可被用于补偿移动单元较低的传送功率。最好，移动单元在分离的载波频率上发送顺序的重复信号以对重复信号去相关。因为消息是短的，传输时间将是短的，利用这种系统，平均发送功率将是可接受的。现在参考图4，示出利用本发明的传输方法，描述传送短消息传送的流程图。在步骤100中，发送方输入要发送的消息到接收用户。消息可由发送方通过移动单元，标准电话，计算机终端，或等效设备，直接输入到通信系统中，或者消息可通过呼叫在服务中心的操作员间接地输入，由他将消息输入系统。在步骤102，包括短消息的信息位被通过位于发射机的编码器，利用以上描述的压缩字符集进行编码。编码器可进一步利用差错检测码，例如CRC或利用差错校正码对消息编码。编码的消息组成码字位或符号的某个数X的码字。应该认识到，发射机可以是卫星，基站，或移动单元。在步骤104中，每个由编码装置输出的X码字位或符号被重复N次以组成包含N位的一个分组。将明白，除了重复各个位或符号外，两个或多个位或符号的组也可被重复。然后分组被这样发送，在TDMA帧内的每个时隙包括一个或多个被重复的位的分组，差错检测编码位，和同步脉冲串，使接收机能够评估信道质量。包括编码的短消息的所有位以这样的方式被发送。一旦整个的编码消息已被发送，消息的传送(以N个码字位的分组的形式)被重复M次以达到所希望的信号裕量。将认识到，因为短消息可从卫星，基站，或移动站发送，在这些设备的每一种之中提供编码和发送功能。也将认识到，为了实现本发明的技术，将装置包括在发射机中，以便确定为了达到成功传输该消息所需的信号裕量必要的位重复数N，消息重复数M，和功率增加。
在步骤108中，接收设备(也就是移动单元，卫星，基站，或等效设备)对包括被重复的编码消息位，差错检测位，和信道质量评估位的接收信号采样，并产生度量和。在步骤110中，包含在接收设备中的解码器，利用软组合或多数逻辑表决，或其他合适的解码方法，从度量和对TDMA时隙中每个已编码的位或符号解码。为了实现软组合，解码器将度量和相加，根据和作出位或符号的判决。为了实现多数逻辑表决，解码器对于每个度量值作出初步的位或符号的判决，然后通过将所有的初步判决作比较作出最后的位或符号的判断。因此，如果解码器已作了M个初步判决，解码器将确定。如果多于一半的初步判决是1，则相应的信息位是1；相反，解码器将确定相应的信息位是0。相同的逻辑被用于对一位解码，也就是0。为了避免可能导致的差错，即如果正好一半的初步判决是0，正好一半的初步判决是1，所以M被选取为奇数。已编码的位被相干地组合，消息的多次传输被相干地组合，以便产生具有被增加的裕量的消息信号。
在步骤112中，包含在接收设备中的差错检测器根据在发送设备中提供的CRC差错检测编码方法检测差错。如果未检测到差错，在步骤114中消息被显示在接收用户的移动单元上。如果检测到差错，则消息不在接收设备上显示。通过显示差错消息或通过声频信号通知用户差错消息，依据以下要较详细描述的双向无线电协议，接收机要求发射机重发消息或消息的错误部分。
依据本发明，重复发送消息可与消息的单独部分重复组合使用。也就是，消息的单独部分可被发送多次，当整个消息已被通过重复传输消息部分发送时，整个消息可被再次发送。
依据本发明的另一方面，通过，例如，在不同频率，不同极化，或者适当的时延上发送消息或消息部分使消息的重复被去相关。
本发明的传输系统还可包括前向纠错(FEC)装置，在这样一种方案中，发射机被提供有第二编码器，用于利用纠错码将短消息的信息位编码，在步骤102中用检错码对信息位编码以后进行。用以上指明的方式发送消息，对接收到的消息解码。利用多数逻辑表决，采用一种硬判决解码器，在多数逻辑表决器的输出上的位被送到不带附加信息(例如从信道估计的位可靠性信息)的信道解码器。如果使用软组合，采用软判决解码器对纠错码解码，度量和被加到软判决解码器输出，其和被送到纠错解码器。如果纠错编码器的不同输出，尽可能在发送流中被分离的顺序输出位插入，则纠错编码将更为有效。
如上所述，为卫星和移动站之间传送消息建立的链路是双向链路。因此，可选择一种无线协议供卫星和移动站之间使用，以增强对短消息系统的利用。例如，可实施一种简单的协议，其中接收消息的移动站对卫星利用“是”或“否”作出响应，指明是否该消息被正确地接收到。另一种方案是，可实施一种更复杂的协议，其中一个分组或分组的组合由一组ID识别，并由CRC检错码保护。如果CRC指明消息未被正确地接收，那末卫星可重发包括差错组的分组。用这种方式，只有带差错的分组需要被重发，与重发整个消息不同。因而，这种协议可用于使重复数为最佳，从而使延时和被浪费的卫星功率为最少。
利用本发明的技术，可提供被增加的信号裕量而不扩展带宽，从而避免复杂的移动站设计。而且，除了消息内容外，不需要改变TDM帧结构或组织。本发明的方法允许信号到达或从移动站传送。因为本方法是双向的，本领域的技术人员将认识到，本系统可被作为TDMA系统中信号控制信道的部分来实现。
虽然上面的描述已包括许多详细说明，但被公开的示范性实施方案只用作说明的目的，并不是对本发明的限制。对本领域的技术人员来说，许多修改将是比较明显的，并不偏离由所附的权利要求及其合法的等同物所规定的本发明的精神和范围。

Claims (22)

1.一种用于传送字母数字消息的方法，包括：
在发射机和接收机之间建立(100)通信链路；
利用具有相应的码字和项目的字符集来编码(102)该字母数字消息，以形成编码消息；
在通信链路上，从发射机向接收机发送(104)对应于编码消息的信息信号，所述的信息信号包括一个或多个重复的信息位组；和
在接收机上集成(108，110)该重复的信息位的能量，其特征在于该字符集中的至少一个码字同时对应一个字母的和一个数字的项，以使该重复的信息位的能量的集成形成具有增大的信号裕量的接收信号。
2.如权利要求1的方法，还包括：
在所述的发送步骤(104)期间，临时增加发射机的发送信号电平。
3.如权利要求1的方法，还包括：
在发射机上利用检错码来编码(102)所述的字母数字消息。
4.如权利要求1的方法，还包括：
在发射机上利用前向纠错码来编码(102)所述的字母数字消息。
5.如权利要求1的方法，还包括：
确定该信息信号的发送是否成功，如果该信息信号的发送不成功，则存储该信息信号的信息位，以使其后发送给接收机。
6.如权利要求1的方法，还包括：
在接收机上显示(114)该接收到的信息信号。
7.如权利要求1的方法，还包括：
在所述的接收机上分析所述的集成的信息信号，来确定是否一个或多个接收码字同时对应于在该字符集中的一个字母的和一个数字的项。
8.如权利要求7的方法，还包括：
判断对应于一个字母的和一个数字项的所述接收码字之中的所述一个是代表一个字母还是一个数字字符。
9.如权利要求8的方法，还包括：
在所述的判断步骤中，如果在相关的码字组中的一个或多个其他的所述接收码字代表一个字母字符，则假设对应于一个字母和一个数字项的所述接收码字之中的所述一个是代表一个字母字符。
10.如权利要求9的方法，还包括：
将包括所述假设码字的所述相关码字组与可能的码字组的字典作比较，来确定所述的假设是否正确。
11.一种通信系统，包括：
一个编码器，利用具有相应的码字和项目的字符集来编码字母数字消息，从而形成编码消息；
一个发射机，在通信链路上从发射机向接收机发送对应于该编码消息的信息信号，所述的信息信号包括一个或多个重复的信息位组；和
一个接收机，用于集成该重复的信息位，其特征在于至少一个码字同时对应一个字母和一个数字项，以使该重复的信息位的集成形成具有增大的信号裕量的接收信号。
12.如权利要求11的系统，还包括：
用于临时增加发射机的发送信号电平的装置。
13.如权利要求11的系统，还包括：
用于在发射机上利用检错码来编码所述的字母数字消息的装置。
14.如权利要求11的系统，还包括：
用于在发射机上利用前向纠错码来编码所述的字母数字消息的装置。
15.如权利要求11的系统，还包括：
用于确定信息信号的发送是否成功，如果该信息信号的发送不成功，则存储该信息信号的信息位，以便其后发送给接收机的装置。
16.如权利要求11的系统，还包括：
连到所述的接收机的显示器，用于在接收机上显示该接收到的信息信号。
17.如权利要求11的系统，还包括：
连接到所述接收机的句法决定处理器(200)，用于在所述的接收机上分析所述的集成信息信号，以确定一个或多个该接收码字是否同时对应在该字符集中的一个字母和一个数字项。
18.如权利要求17的系统，其中所述的句法决定处理器(200)判断对应于一个字母和一个数字项的所述接收码字之中的所述一个是代表一个字母字符还是一个数字字符。
19.如权利要求18的系统，其中如果在相关码字组中的一个或多个其他的所述接收码字代表一个字母字符，则所述的句法决定处理器(200)假设对应于一个字母和一个数字项的所述接收码字之中的所述一个是代表一个字母字符。
20.如权利要求19的系统，其中所述的句法决定处理器(200)将包括所述假设码字的所述相关码字组与可能的码字组的字典作比较，来确定所述的假设是否正确。
21.一种用于在通信链路上接收编码的字母数字消息的通信设备，包括：
一个接收机，用于接收对应于该编码消息的信息信号，所述的信息信号包含一个或多个重复的信息位组，并用于集成该重复的信息位，来形成具有增加的信号裕量的接收信号。
一个存储表，包含具有对应的码字和项目的字符集，其特征在于至少一个码字同时对应一个字母和一个数字项；其特征还在于该设备还包括：
一个句法决定处理器(200)，连到所述的接收机，用于在所述接收机上分析所述集成的信息信号，来确定接收到的码字是否同时对应在字符集中的一个字母和一个数字项。
22.如权利要求21的通信设备，还包括：
用于确定同时对应在该字符集中的一个字母和一个数字项的所述接收码字是代表一个字母字符还是一个数字字符的装置。
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