CN1174635A - 联播无线通信系统中识别发射机的方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种方法与装置,在包括若干小区(500)和一个便携通信单元(PCU)(108)的联播通信系统(100)内识别(810)诸通信小区(500)。以这样一种方式将诸识别位模式(602、604、606)指定(802)给诸小区(500),使得当从彼此相邻的诸小区(500)同时接到若干个识别位模式的传输时,由此产生一个接收干扰位模式(708),通过分析接收干扰位模式(708),所接收的诸小区(500)的诸标识可被分解为诸小区(500)的一个子集,其中该子集将所接收的诸小区(500)包含在内。

Description

联播无线通信系统中识别发射机的方法与装置

本发明一般涉及诸无线通信系统，尤其涉及一种在联播无线通信系统中识别发射机的方法与装置。

利用若干个联播传输的无线通信系统是众所周知的。一个典型的例子是无线寻呼系统。大多数广域无线寻呼系统(wide area radio paging systems)使用联播传输，其中单一的信息信号同时由多个地理上分散的发射机发送以在广阔的地理区域内提供无线覆盖。

每当地理覆盖区增大因而联播无线通信系统的用户数量随之增加，通信业务量将达到系统的容量极限，在能够容纳增加的区域及用户之前必须采取若干措施来增加系统的业务容量。通常所采取的一个措施是给系统另外增加一个无线信道。该措施相对最昂贵，并且在所有可用信道均被占据的某些区域内是不可能的。

因此，所需的是一种以无需附加无线信道的方式增加联播无线通信系统容量极限的方法与装置。

本发明的一个方面是一种在位于地理上分散的若干位置上的多个的通信小区内识别诸通信小区的方法，用于在包括多个通信小区、一个中央控制器、以及一个便携通信单元的联播无线通信系统内遍及整个覆盖区提供实质上邻接的无线覆盖。该方法包括这样的步骤：由中央控制器以这样一种方式给多个通信小区指定诸识别位模式(identification bitpatterns)，使得当便携通信单元从多个彼此相邻的通信小区的诸小区同时接到若干个识别位模式的传输时，由此产生一个接收干扰位模式(receivedinterference bit pattern)，通过分析接收干扰位模式，便携通信单元可将所接收的多个通信小区的诸个的标识分解为多个通信小区的一个子集，其中该子集将所接收的多个通信小区的诸个包含在内。

本发明的另一个方面是一种在位于地理上分散的若干位置上的多个的通信小区内识别诸通信小区的装置，用于在一个联播无线通信系统内遍及整个覆盖区提供实质上邻接的无线覆盖。该装置包括多个通信小区，以及一个与多个通信小区耦连用于控制多个通信小区的中央控制器。该装置进一步包括一个通过无线与多个通信小区的至少一个通信的便携通信单元，用于识别多个通信小区的至少一个。另外，该装置在与多个通信小区耦连的中央控制器内包括一个指定元件，用于给多个通信小区指定识别位模式。以这样一种方式指定诸识别位模式，使得当便携通信单元从多个彼此相邻的通信小区的诸小区同时接到若干个识别位模式的传输时，由此产生一个接收干扰位模式，通过分析接收干扰位模式，便携通信单元可将所接收的多个通信小区的诸个的标识分解为多个通信小区的一个子集。该子集将所接收的多个通信小区的诸个包含在内。

本发明的另一个方面是一种在位于地理上分散的若干位置上的多个的通信小区内识别诸通信小区的便携通信单元，用于在一个包括多个通信小区的联播无线通信系统内遍及整个覆盖区提供实质上邻接的无线覆盖。该便携通信单元包括这样一个接收机元件，它用于从多个通信小区的不止一个接收联播传输，籍此解调一个接收干扰位模式；以及这样一个识别元件，它与接收机元件耦连，用于通过分析接收干扰位模式识别多个通信小区的一个子集。该子集将所接收的多个通信小区的不止一个包含在内。便携通信单元进一步包括这样一个存储器元件，它与接收机元件耦连，用于存储从多个通信小区的不止一个所接收的已编程信息(programmedinformation)，该已编程信息定义着该便携通信单元被指定给的服务区内所期望的诸接收干扰位模式。该服务区包括覆盖区内的一个选定部分。另外，该便携通信单元包含这样一个处理器，它与存储器元件耦连，用于根据已编程信息，响应接收一个被定义为服务区内所期望的接收干扰位模式，判定该便携通信单元处在该服务区内，并且进一步响应接收一个不被定义为服务区内所期望的接收干扰位模式，判定该便携通信单元不处在该服务区内。

图1是根据本发明的最佳实施方式的一个联播无线通信系统的电气框图。

图2是根据本发明的最佳实施方式的一个便携通信单元的电气框图。

图3是根据本发明的最佳实施方式的固定通信单元中的一个接收机的电气框图。

图4是根据本发明的最佳实施方式的一个中央控制器的电气框图。

图5是根据本发明的最佳实施方式的描述联播无线通信系统的诸通信小区的一个略图。

图6是根据本发明的最佳实施方式的描述指定给各通信小区的各识别位模式的一个略图。

图7是根据本发明的最佳实施方式的描述诸接收干扰位模式的一个图表。

图8是根据本发明的最佳实施方式的描述联播无线通信系统操作的一个流程图。

图9是根据本发明的最佳实施方式的描述发送给联播无线通信系统的各便携通信单元的数据的信令图。

图10是根据本发明的最佳实施方式的描述由诸便携通信单元发送给联播无线通信系统的各通信小区内的接收机的数据的信令图。

确认回报(acknowledge-back)通信系统包括若干这样的便携选呼接收机，它们在接到轮询(poll)之后，使用低功率、窄带发射机发送一个确认响应至通信系统。在下列专利中已公开这些系统：属于Moore的题为“Ackonwledge Back Pagef，”的U.S.Patent No.5,124,697，属于Davis的题为“Method and Apparatus for Ackonwledging and Answering a PagingSignal，”的U.S.Patent No.5,153,582，以及属于Siwiak等人的题为“Frequency Division Multiplexed AcKnowledge Back Paging System，”的U.S.Patent No.4,875,038。以上所列举的美国专利在此引为参考。

常规无线寻呼系统，包含诸确认回报通信系统，已使用这样的联播的固定至便携的无线传输(simulcast fixed-to-portable radiotransmissions)，它们处处存在地工作，即实质上从系统中每个固定的发射机实质上联播每个固定至便携的通信。然而，如果当诸便携通信单元在系统周围移动时能够找出一条途径定位诸便携通信单元，则可将用于与任何单个便携通信单元通信的诸基站发射机与接收机与那些位于每个便携通信单元附近的固定发射机与接收机隔离。这种隔离将允许与系统的地理覆盖区的其它部分内的诸其它便携通信单元的附加通信的基站发射机、接收机、以及通信频谱的再利用。

以下描述根据本发明的最佳实施方式的用于识别联播无线通信系统内诸通信小区的方法与装置。如同以上所建议的，该方法与装置可被用于定位诸便携通信单元以得到发射机、接收机、以及频谱再用的各种优势。该方法与装置亦可用于检测一个便携通信单元已移动到所指定无线覆盖区的范围之外。

参照图1，根据本发明的最佳实施方式的联播无线系统100的电气方框图包括这样一个中央控制器102，它拥有一个电话输入110以便以众所周知的技术形式与公众交换电话网对接。更为可取地，中央控制器102类似于Motorola，Inc.of Schaumburg，Illinois所制造的E09PED0552 PageBridge^型寻呼终端，但根据本发明的最佳实施方式经特殊固件元件加以修改，这一点将在以下描述。可以理解的是，也可使用其它类似设备作为中央控制器102。

中央控制器102最好是通过多个电话线路106与多个固定通信单元101耦连。可以理解的是，也可使用无线链路将中央控制器102与诸固定通信单元101耦连。诸固定通信单元101的每个在联播无线通信系统100的多个通信小区500(图5)之一之内提供无线覆盖，这一点将在以下进一步详细说明。

诸固定通信单元101最好每个包括位于诸地理分散位置的多个接收机103，以及一个小区发射机104。小区发射机104和多个接收机103经若干无线链路与多个便携通信单元108-最好是具有确认回报能力的无线寻呼机耦连，用于向便携通信单元108发送和从它接收信息。更可取地，小区发射机104类似于Motorola，Inc.of Schaumburg，Illinois所制造的C73PURC5000^型发射机。可以理解的是，也可使用其它类似发射机作为小区发射机104。多个接收机103和便携通信单元108将在以下进一步详细描述。

在初始设立(setup)联播无线通信系统100时，根据本发明的最佳实施方式，中央控制器102最好给通信小区500的每个定义并指定若干识别位模式。在联播无线通信系统100的后续操作中，诸主叫用户最好向电话输入110设置电话呼叫以请求给具体的若干便携通信单元108发信令，从而形成一个由若干个将被发给信令的便携通信单元108组成的一个随机群。可供选择地，诸主叫用户使用适当的输入装置，比如音调拨号电话或字母数字页面输入装置，使得一则讯息比如回叫号码亦被输入。中央控制器102最好将对应于后续传输的随机群的多个选呼地址格式化并排队。

接下来，中央控制器102将信息与已排队的选呼地址一起格式化，该信息最好包括给随机群的每个成员的指令，指定将被用于响应的时间和信道。中央控制器102随后以众所周知的技术形式将诸选呼地址以及相关信息转发给固定通信单元101的发射机104。诸发射机104于一寻呼信道上使用技术上众所周知的寻呼协议，比如Golay Sequential Code，向诸便携通信单元108同时广播诸选呼地址和有关信息。另外，中央控制器102控制诸发射机104的每个周期地将初始设立期间所指定的识别位模式发送给小区发射机104所位于的通信小区500。

响应于一个便携通信单元108接到寻呼并发现选呼地址与其中一个已编程的选呼地址相匹配，便携通信单元108在指定时间于指定信道上发送一个响应。根据本发明的最佳实施方式，该响应包括这样一个报告，该报告定义根据最后接到的诸通信小区500的识别位模式的传输所识别出的多个通信小区500(图5)的一个子集，这一点将在以下详细描述。

根据本发明的最佳实施方式，在确定由作出报告的便携通信单元108识别出的多个通信小区500的子集后，中央控制器102最好选择所识别出的子集以便进一步与报告便携通信单元108通信，同时结束来自不在所报告子集之内的诸小区500的进一步通信。

可以理解的是，可供选择地，便携通信单元108可周期地监控(monitor)诸通信小区500的识别位模式的传输，即便是没有接到与便携通信单元内部一个已编程的选呼地址相匹配的选呼地址。便携通信单元108则可使用被监控的诸识别位模式以判定108是否位于一个指定的服务区内，并可相应地通知一个用户。

参看图2，根据本发明的最佳实施方式的便携通信单元108的电气框图包括一个天线202，用于截获包括一个地址和信息的来自小区发射机104的无线信号，并向多个接收机103发回一个响应。天线202与这样一个收发信机204耦连，该收发信机包括一个用于解调所截获的无线信号的接收机208，以及一个用于发送响应的响应发射机206。更为可取地，响应发射机206为一个常规的低功率、窄带、二进制FSK发射机，而接收机208类似于Motorola，Inc.of Schaumburg，Illinois所制造的A03KLB5962CA ADVISOR^型寻呼机中所用的接收机。应理解的是，也可使用诸其它类似的接收机作为接收机208。

一个编码/解码器210与收发信机204耦连，用于解码所接收的地址并编码发出的响应。编码/解码器210与一个处理器212耦连，该处理器用于控制编码/解码器210并用于响应它所解码的诸地址。控制器212最好是Motorola，Inc.of Schaumburg，Illinois所制造的MC68HC05C8或C11系列微计算器之一。应理解的是，也可使用诸其它类似的处理器作为处理器212。处理器212进一步与收发信机204耦连，以便在那里控制并处理所接收的信息。

一个实时时钟226亦与处理器212耦连，用于提供响应的实时控制。另外，一个随机存取存储器(RAM)214与处理器212耦连，以便暂时存储来自小区发射机104的信息中所接到各种操作参数，根据本发明的最佳实施方式，这些操作参数包括一个接收位模式220，用于识别诸通信小区500的一个子集。另外，诸操作参数最好进一步包括一个定义将被用于响应的响应信道224，以及一个控制相应的初始化时间的响应时间222。应理解的是，使用单一响应信道的系统中可省略响应信道224的指定。进一步可以理解的是，要求在来自小区发射机104的信息中所发送的一个信标之后的一个固定时间间隔上初始化响应的系统中，可省略响应时间222的指定。

一个电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)232亦与存储器212耦连，它包括一个地址存储单元(address location)236用于存储至少一个便携通信单元108所响应的选呼地址，以及包括一个服务区存储单元(service arealocation)218用于存储中央控制器102指定给便携通信单元108的服务区的所期望的诸接收位模式和相应的有效位掩码(signficance masks)。诸有效位掩码由处理器212施加给相应的所期望的接收位模式和接收位模式220，用于确定诸通信小区500的的诸接收子集。

EEPROM 232进一步包括若干个固件元件用于控制便携通信单元108，包括一个识别元件234，用于通过分析接收位模式220识别诸通信小区500的一个子集。诸固件元件进一步包括一个报告器(reporter)元件235，用于将识别出的子集报告给诸通信小区500的至少一个。包括一个显示器的输出元件228与处理器212耦连用于显示接收到的信息。用户控制230，诸如熟知的按钮和旋钮亦耦连到控制器212，以便由用户提供对便携通信单元108的控制。报警器229与控制器212耦连用于在处理器212的控制之下产生一个报警。

应理解的是，电可变只读存储器(EAROM)、电池维持(battery-back-up)RAM、以及其它类似形式的电可编程非易失性存储器亦可代替EEPROM232。应进一步理解的是，RAM214、EEPROM232、实时时钟226的一部分、编码/解码器210、以及处理器212亦可被集成为一个或多个邻接的集成电路。

参看图3，根据本发明的最佳实施方式的固定通信单元101中的诸接收机103的电气框图包括一个天线302，用于截获来自便携通信单元108的响应。接收机元件304与天线302耦连，用于解调所截获的响应。接收机元件304最好是这样一个常规双变频RF接收机，它拥有与来自诸便携通信单元108的窄带响应兼容的通带。接收机元件304与用于处理接到的已解调响应的处理器306耦连。处理器306最好是Motorola，Inc.of Schaumburg，IL所制造的MC68HC05C8或C11系列微计算器之一。应理解的是，也可使用诸其它类似的处理器作为处理器306。

处理器306与包括存储器存储单元312的RAM310耦连，以存储接收机103所接收的响应。处理器306进一步与包括一个预编程(pre-programmed)接收机识别器309的ROM308耦连，以便当接收机103与中央控制器102通信时向中央控制器102识别接收机103。处理器306亦与一个常规通信接口314，即RS-232接口和调制解调器耦连，以便通过电话线106中的一条与中央控制器102通信，报告存储在与接收机识别器309一起的存储器存储单元312中的接收响应。可以理解的是，可编程只读存储器(PROM)、EEPROM、EAROM、和其他类似形式的非易失性存储器也可以替代ROM308。可进一步理解的是，RAM310、ROM308、以及处理器306也可被集成为一个或多个邻接的集成电路。

参看图4，根据本发明的最佳实施方式的中央控制器102的电气框图包括一个通信接口402，用于通过诸电话线106之一与诸接收机103之一通信。通信接口402与处理器404耦连用于处理传送给通信接口402的诸响应。处理器404与一个用于存储诸响应的RAM408耦连。RAM408包括用于存储被报告的响应的响应存储单元410，与用于识别发送每个被报告的响应的便携通信单元108的便携通信单元标识存储单元412。诸被报告的响应包括诸子集报告及位于服务区之外(00SA)讯息，这一点将在以下详细描述。

根据本发明的最佳实施方式，RAM408进一步包括一个寻呼排队存储单元(page queue location)413，用于为后续的传输将多个选呼地址和有关信息排队。处理器404进一步与一个用于用户数据库418的非易失性存储的ROM416以及若干个用于控制中央控制器102的固件元件耦连。应理解的是，诸其它类型的非易失性存储器，比如PROM、EEPROM、EAROM、以及磁盘存储器亦可被用作ROM416。

固件元件包括一个指定元件420，用于给各通信小区500指定识别位模式。以这样一种方式指定诸识别位模式，使得当便携通信单元108从多个彼此相邻的诸通信小区500同时接到若干个识别位模式的传输时，由此产生一个接收干扰位模式，便携通信单元108可将所接收的诸通信小区500的标识分解。通过分析接收干扰位模式，诸标识可被分解为诸通信小区500的一个子集，其中该子集将所接收的诸通信小区包含在内。该指定元件包括一个定义元件426，用于为各通信小区500定义识别位模式——最好以以下参看图6所描述的方式。

固件元件还包括一个终止器元件428，用于接续接到一个子集报告之后终止发送子集报告的便携通信单元108与不属于识别出的诸报告通信小区500的子集的诸通信小区500之间的通信传输。固件元件还进一步包括一个编程器元件430，用于以定义便携通信单元108被指定给的服务区内所期望的诸接收干扰位模式的信息，编程便携通信单元108，其中服务区包括覆盖区的一个选定部分。

诸固件元件还包括一个再编程器432，用于以再定义便携通信单元108被指定给的服务区内所期望的诸接收干扰位模式的新信息再编程便携通信单元108，其中再编程是通过诸通信小区500的至少一个与便携通信单元108之间的无线传输进行的。

处理器404亦与一个用于从电话输入110接收寻呼请求的输入接口406耦连，并进一步与这样一个编码器/发射机控制器414耦连，它用于通过诸电话线路106之一对接一个小区发射机104，以便将诸寻呼及讯息发送给诸便携通信单元108。中央控制器102的诸硬件元件是常规的且类似于Motorola，Inc.of Schaumburg，Illinios所制造的E09PED0552 PageBridge^型寻呼终端的硬件。根据本发明的最佳实施方式，中央控制器102内固件元件420、426、428、430、432以及RAM408的结构和使用包括若干新的元件。

参看图5，以二十五个小区为例，该略图描述根据本发明的最佳实施方式的联播无线通信系统100的诸通信小区500。诸通信小区500的形状被描述为六边形并被排置成若干水平行502与近乎垂直的左右对角线，分别为504和506，它们在这里被定义为大致与诸水平行502垂直。诸小区500的排置是这样的：诸小区500提供遍及最外边的诸小区500的边界所定义的整个覆盖区的实质上邻接的覆盖区。

参看图6，以二十五个小区为例，该略图描述根据本发明的最佳实施方式的指定给各通信小区500的识别位模式602(两比特)、604(两比特)、606(十二比特)。最好将诸比特602以这样的模式指定给所有通信小区500：在沿任何一个左对角线504的第一方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式保持不变，但在沿任何一行502的第二方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式均改变。最好将诸比特604以这样的模式指定给所有通信小区500：在沿任何一行502的第二方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式保持不变，但在沿任何一个左对角线504的第一方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式均改变。最好将诸比特606以各比特唯一地标识诸通信小区500的每个的方式指定给整个覆盖区。

更可取地，从左上小区500以0000 0000 0011开始指定唯一的诸比特606，并且当沿第一水平行502向右移动时将模式向左移位一个位置。更可取地，当沿一个右对角线506向下移动时，立即在前一行内所设定的最有效的诸比特左侧设置一个附加的两比特11。例如，当沿右对角线506从左上小区向下移动至第二水平行502时，唯一比特606由0000 0000 0011变成00000000 1111。

图6还描述4个特殊的小区608、610、612、614，根据本发明的最佳实施方式，在以下关于识别位模式602、604、606应用的进一步说明中将用及它门。

所推荐的比特指定方法适用于包括任何数量通信小区500的、任何大小的覆盖区。为使推荐模式顺应一般情形，图6中所描述的大体上为正方形的小区阵列的每个小区所需唯一比特606的数量等于2×MAX(R，C)+6，其中，表达式MAX(R，C)表示行数或一行中的小区个数中较大的一个。一般情形下，最好根据以下方法指定诸唯一比特606：

1.从左上小区500开始，将最低位的两比特设为1，所有其余唯一比特606被置为零。

2.从左上小区500开始的右对角线506内每个相继的小区500在下面的现有最低位的位置上将两个附加比特设为1。

3.当通过步骤2完成所有的原始对角小区500后，将下面的现有最低位的两比特设为零。

注意：如果上述操作涉及有N行，则需要2×N+2比特，这是因为推荐比特指定方法要求至少两个唯一比特为零。

4.每行中原始对角小区500右侧的诸唯一比特606是通过将诸比特由该小区的左邻向左轮转一个位置而形成的。

5.每行中原始对角小区500左侧的诸唯一比特606是通过将诸比特由该小区的右邻向右轮转一个位置而形成的。

应理解的是，诸其它比特指定方法可被用于识别位模式602、604、606，基本要求是指定方法须使得诸接收干扰位模式可被分解为包含诸被接收小区500的小区500的一个子集。

参看图7，图表700描述根据本发明的最佳实施方式的诸接收干扰位模式708的几个例子。图表700的第一列702列出对应图6特殊小区608、610、612、614的参考数，而第二列704相应的诸行指示指定给如图6所描述的诸小区的位模式。例如，恰好位于特殊小区608与610之间的便携通信单元108将接到具有两个位模式706的一对联播传输。在一个三个小区交会的顶点有可能接到三个联播传输。例如，在特殊小区608、612、614交会处，便携通信单元108将接到具有三个位模式710的三重联播传输。

将该联播合并示例的诸接收干扰位模式708描述于诸合并位模式正下方的RESULT行中。从两个或更多个源接收联播传输的接收机将精确地检测出由每个源发送的具有相同值的诸位模式。这是因为当作为联播被接收时具有相同值的诸比特相互加强。然而，随一个源与另一个源不同而不同的诸比特降是不确定的，这是因为接收机可能捕获一个比特值也可能捕获另一个比特值，或产生1或产生0。图7中将这些不确定的比特表示以“x”。

诸接收干扰位模式708的一个重要方面是，或被单个接收或被作为一对或三重信号接收而产生一个接收干扰位模式的通信小区500的任何一个可被分解为诸小区500的一个子集。该子集包含小区500本身、以及在干扰传输中被接收到的其他小区500。即，干扰对可被分解为两个小区500，而三重干扰可被分解为三个小区500。用以上所描述的推荐位模式指定方法编程的计算机模拟已对拥有1024个小区500的理论系统进行了模拟。计算机模拟证实了以上对推荐位模式指定方法所描述的分解能力。

应理解的是，用于诸通信小区500的每个的小区发射机104的最小数目为1。而且，为了系统的稳健性，最好对诸通信小区500的每个使用两个或更多个小区发射机104，并进一步在诸通信小区500的每个内给该两个或更多的小区发射机104指定单个识别位模式。根据本发明的最佳实施方式，通过在诸通信小区500的每个内使用具有单个识别位模式两个或更多个发射机104，一个发射机104出故障将不太影响便携通信单元108所接到的诸干扰位模式。

参看图8，流程图800描述根据本发明的最佳实施方式的联播无线通信系统100操作，该图起始于中央控制器102的处理器404访问指定元件420，以给诸通信小区500定义并指定802识别位模式602、604、606。

这样定义诸通信小区500的识别位模式602、604、606：诸识别位模式602、604、606的每个的第一部分602包括这样一个模式，该模式沿第一方向从任何通信小区到任何相邻通信小区时保持不变，而沿第二方向从任何通信小区到任何相邻通信小区时均改变，第二方向大体上垂直于第一方向。进一步地，这样定义诸通信小区5 00的识别位模式602、604、606：诸识别位模式602、604、606的每个的第二部分604包括这样一个模式，该模式沿第二方向从任何通信小区到任何相邻通信小区时保持不变，而沿第一方向从任何通信小区到任何相邻通信小区时均改变。进一步地，这样定义诸通信小区500的识别位模式602、604、606：诸识别位模式的每个的第三部分606包括这样一个模式，该模式在覆盖区内唯一地标识多个通信小区的单个小区。

所定义的诸识别位模式602、604、606是这样的：当一个便携通信单元108从彼此相邻的多个通信小区500的诸个同时地接到识别位模式602、604、606的诸传输时，由此产生一个接收干扰位模式708，通过分析接收干扰位模式708，便携通信单元108可将所接收的多个通信小区500的诸个的标识分解为多个通信小区500的一个子集，其中该子集将所接收的多个通信小区500的诸个包含在内。例如，从图6的特殊小区608、612、614接到一个干扰位模式的便携通信单元108可将所接收的干扰位模式分解为诸特殊小区608、612、614。

其次，中央控制器102的处理器404访问编程器430，以控制编码器/发射机控制器414将一则讯息发送至被指定给联播无线通信系统100的便携通信单元108，以便用对应指定给诸便携通信单元108的每个的服务区的诸期望接收位模式708编程804便携通信单元108。此后，中央控制器102的处理器404控制编码器/发射机控制器414周期地联播806，例如，包括每批寻呼的来自小区发射机104的每个，指定给小区发射机104的识别位模式602、604、606。

再次，诸便携通信单元108的一个从诸小区发射机104的至少一个接到808无线寻呼，所接到的无线寻呼包括一个与预编程在便携通信单元108的地址存储单元236内的一个选呼地址相匹配的选呼地址，以及从一单个小区发射机104完整地接到的识别位模式602、604、606或是来自多个小区发射机104的多重接收信号所导出的诸干扰位模式708之一。无论哪一种情形，便携通信单元108的处理器212均存储810接收位模式并访问识别元件234和服务区存储单元218，以分析接收位模式并识别一个与接收位模式有关的诸通信小区500的子集。随后，便携通信单元108的处理器212控制编码器/解码器210和响应发射机206将识别出的子集报告给诸小区500的至少一个，并从那里报告给中央控制器102。

作为响应，中央控制器102的处理器404访问终止器元件428并终止812来自位于诸小区500但不属于所报告的子集的诸小区发射机104的后续传输，这个对传输的终止进一步施加给与该无线寻呼有关的诸讯息。这个行动有利地释放了诸小区500内被终止了传输的诸小区发射机104，从而它们可被用于诸其它通信活动。

应理解的是，可供选择地，便携通信单元108可仅将接收位模式报告给中央控制器102，之后中央控制器102可分析所报告的接收位模式以确定与该接收位模式有关的诸通信小区500的子集。这种可供选择的操作方法将减少便携通信单元108中对存储器及处理的要求，但同时增加了中央控制器102中对存储器及处理的要求。

无论哪一种情形，便携通信单元108的处理器212均访问服务区存储单元218以判定814、816便携通信单元108是否位于指定给便携通信单元108的服务区内。如果是，则便携通信单元108等待818接收下一批寻呼并随后返回步骤806。如果否，则便携通信单元108的处理器212最好控制820报警器229产生820一个报警以通知用户便携通信单元108不再位于指定给便携通信单元108的服务区内。随后便携通信单元108的处理器212进一步控制编码器/解码器210将一则讯息发送给诸通信小区500的至少一个，并从那里发送给中央控制器102，通知中央控制器102便携通信单元108没有在所指定的服务区内。

作为响应，中央控制器102访问再编程器432以控制编码器/发射机控制器414以用新的服务区的新的期望接收位模式再编程822便携通信单元108，其中新的服务区包含与步骤810中所报告的诸小区500的子集有关的诸接收位模式。接着步骤822之后，流程转向步骤818以等待接收下一批寻呼。

应理解的是，可供选择地，中央控制器102可根据所报告的接收位模式或所报告的识别出的诸小区500的子集直接判定作报告的便携通信单元108没有位于指定给便携通信单元108的服务区内。这种可供选择的操作方法将减少便携通信单元108中对存储器及处理的要求，但同时增加了中央控制器102中对存储器及处理的要求。

参看图9，信令图900描述这样的数据，该数据包括一批发送给根据本发明的最佳实施方式的联播无线通信系统100的诸便携通信单元108的寻呼。该数据从用于同步诸便携通信单元108与诸小区发射机104的同步信号902开始。其后跟随这样一个小区标识904，它包括唯一地指定给每个通信小区500的识别位模式602、604、606。其后跟随一组寻呼906、908、910。诸寻呼906、908、910的每个包括一个用于选择该寻呼意在发往的便携通信单元108的选呼地址912。每个寻呼进一步包括一个响应的指定时间914，一个响应的指定信道916，以及，所指定服务区的期望接收位模式918——它是在来自便携通信单元108的一个位于服务区之外的讯息后所需要的。

应理解的是，诸可供选择的系统可略去信号图900中所描述数据的某些部分。例如，利用单响应信道的第一种可供选择的系统可通过将单响应信道预先编程在便携通信单元108内而省略指定信道916的发送。第二种可供选择的系统，例如，可通过将便携通信单元108预先编程以响应在一个信标之后的固定时间间隔，比如接到一个特定的、保留位模式之后的100毫秒，而省略指定时间914的发送。第三种可供选择的系统可不在每批寻呼中发送小区标识904，而选择周期地发送小区标识904代之，比如，每5分钟一次。

参看图10，信令图1000描述这样的数据，该数据包括根据本发明的最佳实施方式的联播无线通信系统中由诸便携通信单元108发送给位于诸通信小区500内的诸接收机103的响应。该响应包括一个保护间隔(guard band)和同步信号1002，它用于同步诸接收机103与便携通信单元108的传输。该响应进一步包括一个子集报告1004，它报告根据接收位模式所识别出的诸小区500的子集。该响应进一步包括一个位于服务区之外的讯息1006，它是响应于便携通信单元所作出的接收位模式不与任何已编程的期望接收位模式匹配的判定而发送的。

应理解的是，诸可供选择的系统可略去信号图1000中所描述数据的某些部分。例如，第一种可供选择的系统可选择不是在每个响应中，比如仅当中央控制器102请求这样做的时候，发送子集报告1004。第二种可供选择的系统只利用单个服务区，当然，可以忽略位于服务区之外的信息1006。

进一步应理解的是，整个响应可被忽略，例如，在不具备确认回报能力的联播无线通信系统中。当然，这样一种系统不能根据所报告的便携通信单元的位置调节无线覆盖区，这是因为不再有位置报告。然而，便携通信单元检测它已不再位于指定服务区的能力的确还存在，也存在向用户告警便携通信单元已离开指定服务区的能力。

于是，本发明以不需附加无线信道的方式提供了一种用于增加联播无线通信系统容量极限的方法与装置。不同于诸常规系统，本发明的最佳实施方式有利地允许便携通信单元识别并向系统控制器同时报告所接收的诸联播通信小区的一个子集，识别是根据从诸通信小区所接到的一个或多个联播传输而作出的。本发明还能通过允许在联播无线通信系统中再用诸无线信道有利地提高无线频谱利用的效率。另外，本发明能够根据用户的变化需求提供指定给移动中的用户的无线覆盖区的自动再定义。

Claims (24)

1.一种在位于地理上分散的若干位置上的多个的通信小区内识别诸通信小区的方法，用于在包括多个通信小区、一个中央控制器、以及一个便携通信单元的联播通信系统内遍及整个覆盖区提供实质上邻接的无线覆盖。该方法包括这样的步骤：

由中央控制器以这样一种方式给多个通信小区指定诸识别位模式，使得当便携通信单元从多个彼此相邻的通信小区的诸小区同时接到若干个识别位模式的传输时，由此产生一个接收干扰位模式，通过分析接收干扰位模式，便携通信单元可将所接收的多个通信小区的诸个的标识分解为多个通信小区的一个子集，其中该子集将所接收的多个通信小区的诸个包含在内。

2.根据权利要求1的方法，其中中央控制器中的指定步骤包括以下步骤：

定义诸识别位模式的每个的第一部分以包括这样一个模式，在第一方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式保持不变，而在第二方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式均改变，第二方向大致垂直于第一方向；

定义诸识别位模式的每个的第二部分以包括这样一个模式，在第二方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式保持不变，而在第一方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式均改变；以及

定义诸识别位模式的每个的第三部分以包括这样一个模式，该模式唯一地标识诸在覆盖区内的多个通信小区中的单独一个小区。

3.根据权利要求1的方法，进一步包括以下步骤：

周期性地从多个通信小区发送诸指定的识别位模式作为联播传输；

通过便携通信单元从多个通信小区的不止一个接收联播传输，籍此解调一个接收干扰位模式；以及

由便携通信单元通过分析接收干扰位模式识别多个通信小区的一个子集，其中该子集将所接收的多个通信小区的不止一个包括在内。

4.根据权利要求3的方法，其中识别步骤包括步骤：将多个通信小区的已识别的子集从便携通信单元报告给诸通信小区的至少一个，并从那里报告给中央控制器。

5.根据权利要求4的方法，进一步包括在报告步骤之后的终止步骤：由中央控制器终止来自多个通信小区中的诸个不属于所报告的多个通信小区的已识别子集的通信传输。

6.根据权利要求3的方法，进一步包括以下步骤：

由中央控制器以定义便携通信单元被指定给的服务区内所期望的诸接收干扰位模式的信息编程便携通信单元，其中服务区包括覆盖区的一个选定部分；以及

便携通信单元根据已编程信息，响应于接到一个被定义为服务区内所期望的干扰位模式，判定便携通信单元位于服务区内，并响应于接到一个未被定义为服务区内所期望的干扰位模式，判定便携通信单元不处在服务区内。

7.根据权利要求6的方法，进一步包括以下步骤：

由中央控制器用再定义指定给便携通信单元的服务区内所期望的诸接收干扰位模式的新信息再编程便携通信单元，其中再编程的步骤是通过多个通信小区的至少一个与便携通信单元之间的无线传输而执行的。

8.根据权利要求6的方法，进一步包括以下步骤：

响应于判定步骤中判定，由便携通信单元产生一个报警以通知便携通信单元的用户，便携通信单元不处在当前所定义的服务区内。

9.根据权利要求6的方法，进一步包括以下步骤：

响应于判定步骤中判定：便携通信单元不处在当前所定义的服务区内，由便携通信单元将一则讯息发送至多个通信小区的至少一个，并从那里发送给中央控制器。

10.根据权利要求9的方法，进一步包括以下步骤：

由中央控制器用再定义服务区内所期望的诸接收干扰位模式的新信息再编程便携通信单元，再编程的步骤是响应于发送步骤而进行的，

其中被再定义的诸接收干扰位模式包含那些与识别步骤中所识别出的多个通信小区不处在当前所定义的服务区内的子集有关的接收干扰位模式，以及

其中再编程的步骤是通过多个通信小区的至少一个与便携通信单元之间的无线传输而执行的。

11.一种在位于地理上分散的若干位置上的多个的通信小区内识别诸通信小区的装置，用于在一个联播通信系统内遍及整个覆盖区提供实质上邻接的无线覆盖，该装置包括：

多个通信小区；

中央控制装置，与多个通信小区耦连，用于控制多个通信小区；

一个便携通信单元，通过无线与多个通信小区的至少一个通信，用于识别多个通信小区的至少一个；以及

指定装置，位于中央控制装置内与多个通信小区耦连，用于以这样一种方式给多个通信小区指定识别位模式，使得当便携通信单元从多个彼此相邻的通信小区的诸小区同时接到若干个识别位模式的传输时，由此产生一个接收干扰位模式，通过分析接收干扰位模式，便携通信单元可将所接收的多个通信小区的诸个的标识分解为多个通信小区的一个子集，其中该子集将所接收的多个通信小区的诸个包含在内。

12.根据权利要求11的装置，其中指定装置包括这样的定义装置，用于定义诸识别位模式的每个的第一部分以包括这样一个模式，在第一方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式保持不变，而在第二方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式均改变，第二方向大致垂直于第一方向；以及进一步用于定义诸识别位模式的每个的第二部分以包括这样一个模式，在第二方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式保持不变，而在第一方向上从任何一个通信小区到任何相邻的通信小区时该模式均改变；以及进一步用于定义诸识别位模式的每个的第三部分以包括这样一个模式，该模式唯一地标识诸在覆盖区内的多个通信小区中的单独一个小区。

13.根据权利要求11的装置，进一步包括：

小区发射机装置，与指定装置耦连，用于其后周期性地从多个通信小区发送诸指定的识别位模式作为联播传输；

接收机装置，位于便携通信单元内与小区发射机装置耦连，用于通过便携通信单元从多个通信小区的不止一个接收联播传输，籍此解调接收干扰位模式；以及

识别装置，与接收机装置耦连，用于由便携通信单元通过分析接收干扰位模式识别多个通信小区的一个子集，其中该子集包括所接收的多个通信小区的不止一个在内。

14.根据权利要求13的装置，进一步包括便携通信单元内与识别装置耦连的报告器装置，用于将所识别出的多个通信小区的子集从便携通信单元报告给多个通信小区的至少一个，并从那里报告给中央控制装置。

15.根据权利要求14的装置，进一步包括中央控制器装置内与报告器装置耦连的终止器装置，用于终止来自多个通信小区中的诸个不属于所报告的多个通信小区的已识别子集到便携通信单元的通信传输。

16.根据权利要求13的装置，进一步包括：

编程器装置，位于中央控制器装置内与多个通信小区耦连，用于以定义便携通信单元被指定给的服务区内所期望的诸接收干扰位模式的信息编程便携通信单元，其中服务区包括覆盖区的一个选定部分；以及

处理器装置，位于便携通信单元内与编程器装置耦连，用于通过便携通信单元根据已编程信息，响应于接到一个被定义为服务区内所期望的干扰位模式，判定便携通信单元位于服务区内，并进一步响应于接到一个未被定义为服务区内所期望的干扰位模式，判定便携通信单元不处在服务区内。

17.根据权利要求16的装置，进一步包括中央控制器装置内与多个通信小区耦连的再编程器装置，用于以再定义指定给便携通信单元的服务区内所期望的诸接收干扰位模式的新信息再编程便携通信单元，其中再编程的步骤是通过多个通信小区的至少一个与便携通信单元之间的无线传输而执行的。

18.根据权利要求16的装置，进一步包括便携通信单元内与处理器装置耦连的报警器装置，用于响应于处理器装置所作的判定：便携通信单元不处在当前所定义的服务区内，产生一个报警以通知便携通信单元的用户。

19.根据权利要求16的方法，进一步包括便携通信单元内与处理器装置耦连的响应发射机装置，用于响应于处理器装置所作的判定：便携通信单元不处在当前所定义的服务区内，将一则讯息从便携通信单元发送至多个通信小区的至少一个，并从那里发送给中央控制器。

20.根据权利要求19的装置，进一步包括中央控制器装置内与响应发射机装置耦连并进一步与多个通信小区耦连的再编程器装置，用于以再定义服务区内所期望的诸接收干扰位模式的新信息再编程便携通信单元，再编程的步骤的完成是响应于从响应发射机装置发出的信息的，

其中被再定义的诸接收干扰位模式包含那些与识别装置所识别出的多个通信小区不处在当前所定义的服务区内的子集有关的接收干扰位模式，以及

其中再编程的步骤是通过多个通信小区的至少一个与便携通信单元之间的无线传输而执行的。

21.一种在位于地理上分散的若干位置上的多个的通信小区内识别诸通信小区的便携通信单元，用于在一个包括多个通信小区的联播通信系统内遍及整个覆盖区提供实质上邻接的无线覆盖，该便携通信单元包括：

一个接收机元件，用于从多个通信小区的不止一个接收联播传输，籍此解调一个接收干扰位模式；以及

一个识别元件，与接收机元件耦连，用于通过分析接收干扰位模式识别多个通信小区的一个子集，其中该子集将所接收的多个通信小区的不止一个包含在内；

一个存储器元件，与接收机元件耦连，用于存储从多个通信小区的不止一个所接收的已编程信息，该已编程信息定义着该便携通信单元被指定给的服务区内所期望的诸接收干扰位模式，其中服务区包括一个覆盖区内的一个选定部分；以及

一个处理器，与存储器元件耦连，用于根据已编程信息，响应接到一个被定义为服务区内所期望的接收干扰位模式判定该便携通信单元处在该服务区内，并且进一步响应接到一个不被定义为服务区内所期望的接收干扰位模式判定该便携通信单元不处在该服务区内。

22.根据权利要求21的便携通信单元，进一步包括一个与识别元件耦连的报告器元件，用于将所识别出的多个通信小区的子集报告至多个通信小区的至少一个。

23.根据权利要求21的便携通信单元，进一步包括一个与处理器耦连的报警器元件，用于响应于处理器所作的判定：便携通信单元不处在当前所定义的服务区内，产生一个报警以通知便携通信单元的用户。

24.根据权利要求21的便携通信单元，进一步包括一个与处理器耦连的响应发射机，用于响应于处理器所作的判定：便携通信单元不处在当前所定义的服务区内，将一则讯息从便携通信单元发送至多个通信小区的至少一个。

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