CN1284795A - 在无线电信系统的导频信道上发送寻呼指示符的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在无线电信系统的导频信道上发送寻呼指示符的系统。在一个实施例中,无线电信系统是具有导频信道的基于CDMA的无线电信系统。本发明的寻呼方法以未编码的和OOK(开—关键控)或ASK(幅移键控)调制扩频信号的形式在导频信道上发送寻呼指示符。移动台监控导频信道特定位置上的寻呼指示符的存在,这由使用电子串号的散列函数判定。该寻呼指示符通知移动台它是接收下一个前向链路公共控制,还是接收寻呼信道。

Description

在无线电信系统的导频信道上
发送寻呼指示符的系统
本发明一般涉及在无线电信系统的导频信道上发送寻呼指示符的系统，尤其是，本发明提供了在无线电信系统的导频信道上寻呼指示符的发送。
无线电信系统中的所有基地收发信站子系统(BTS)应以未调制扩频信号的形式连续地发送导频信号。使用导频信道，移动台(MS)能捕获该系统，得到基本计时并且提取对业务或其他必需的控制信道的相干解调有用的信道信息。因此，导频信道通常以与其他信道相比相对较高的功率被发送。当特定移动台加电时，它接收来自所有BTS的全部导频信号，并从中选择最强的导频信道。
在无线电信系统的常规寻呼中，寻呼消息被卷积地编码、中继和交织，交织在一帧一帧的基础上被执行，从而移动台必须执行解-交织和解码以重新得到有效的寻呼消息。在一个实施例，使用了维特比(Viterbi)算法，利用格式结构的重复结构以减少寻找编码间隔所需要的计算次数。维特比算法已表明是用于卷积码的最大似然解码器。
在IS-95标准的码分多址(IS-95 CDMA)系统，寻呼信道用来向移动台发送系统开销信息和寻呼消息，寻呼信道的基本帧长度是20毫秒(ms)，超帧由4个基本帧(即80ms)组成，超帧还被当成是时隙，是发送消息的基本单元。
当移动台加电，它首先试图捕获导频信道，然后接收和解码同步和寻呼信道，接收有效系统信息之后，移动台进入空闲状态以等候来自系统的寻呼消息，或发送来自用户的始发消息。
为了在空闲状态期间减少移动台的功率消耗，在IS-95系统有寻呼信道的操作模式，该模式使移动台在预定时隙处理和解码寻呼消息，在空闲状态，移动台监控是它的移动识别号(MIN)还是电子串号(ESN)是分配的寻呼信道的时隙，散列函数被用来均匀地把移动台分布到寻呼时隙。该函数使用移动台的ESN做种子。
用于IMT-2000系统、为了在时隙模式期间进一步减少移动台的功率消耗的另一个方法，提出了新的和分离的快速寻呼信道。该快速寻呼信道由寻呼指示符和配置改变指示符组成。以未编码和OOK(开-关监控)或ASK(幅移监控)调制扩频信号的形式发送它们。移动台监控在快速寻呼信道的特定位置上的寻呼指示符的存在，这由使用ESN的散列函数判定。该寻呼指示符通知移动台它将接收下一个前向链路公共控制，还是接收寻呼信道。寻呼指示符被发送到移动台，位于寻呼信道上分配的寻呼时隙的前面时隙上。因此，快速寻呼信道使其有可能使移动台避免在寻呼信道的相应时隙上的解调每个消息，并能减少移动台的功率消耗。但是，该快速寻呼方法在BTS中需要分离的硬件。
参考上面提到的，有一项专利申请关于“Paging Signal ControlSystem With Reduced Power Consumption In A Mobile”(美国专利，5146214号，1992年9月8日颁证)。其它专利申请公开了“BroadcastShort Message Service Architecture”(美国专利，5909651号，1999年6月1日颁证)。有一个类似专利申请，关于“Adjacent Radio CellsPaging Channel System”(美国专利，4527284号，1985年7月2日颁证)。
本发明一般涉及在无线电信系统的导频信道上发送寻呼指示符的系统，在一个实施例中，无线电信系统是具有导频信道的基于CDMA的无线电信系统。
本发明的寻呼方法以未编码的和OOK(开-关键控)或ASK(幅移键控)调制扩频信号的形式在导频信道上发送寻呼指示符。移动台监控导频信道特定位置上的寻呼指示符的存在，这由使用ESN的散列函数判定。该寻呼指示符通知移动台它将接收下一个前向链路公用控制，还是接收寻呼信道。
如果在导频信道上发送寻呼指示符，由于导频信道的高发送功率，寻呼指示符可能以非常低的误码率发送，同时，因为该指示符不需差错校正编码和差错随机化技术以原始比特的形式被发送，还减少了移动台的功率损耗。
附图被合并进来并构成说明书的一部分，本发明图解说明的实施例与其描述一起，用于解释本发明的原理。
图1是描述用于本发明的无线电信系统的方框图
图2示出了在一个最佳实施例的导频信道上插入的寻呼指示符
图3a，3b和3c示出了在几个实施例中具有插入的寻呼指示符的导频信道发送的实际状态。图3a描述了一个实施例，每帧的一小部分用来将寻呼指示符插入导频信道。图3b描述了一个实施例，导频信道的超帧的所有位置可被用于寻呼指示符，例如，超帧的每一帧可被分成具有k位的N组，寻呼指示符可被分配到一组中的1～2位。图3c描述了在四个基本帧中，最后一帧用来将指示符插入导频信道，寻呼指示符可被分配到一组中的1～2位。
图4描述了另一种通过改变导频信道的功率电平插入寻呼指示符的方法。
图5描述了本发明的一个实施例的BTS调制器的方框图。
图6示出了移动台得到寻呼指示符的方框图。
图7示出了导频信道时隙和寻呼信道时隙的计时图。
本发明一般涉及在无线电信系统的导频信道上发送寻呼指示符的系统，如图1所示。在一个实施例中，该无线电信系统是具有导频信道的无线电信系统。该导频信道以未调制的扩频信号形式被连续发送，以使移动台容易捕获该系统。该导频信道被分成许多时隙，导频信道时隙的某些部分可被用来交换信息，于是被特定移动台探测到。
在本发明的一个实施例，导频信道以离散的和周期性形式被发送，如图2所示。如果在导频信道上有要发送的信息，那么，通过覆盖该信息，导频信道的n长度部分被用来发送信息。否则，未调制的扩频信号在导频信道上没有任何修改地被发送。n长度部分必须被优，以对导频捕获和信道估算处理的影响最小。
在本发明的一个实施例中，本发明被应用于IS95 CDMA(IS95标准码分多址)系统。连续发送的导频信道有80毫秒长的时隙。该时隙由4帧组成，每帧含有20毫秒长的基本帧，帧和时隙的构造可根据应用改变。例如，帧可设计为26.6667毫秒长，时隙可由26.6667毫秒的三帧组成，以创建80毫秒的时隙。在一个实施例，系统使用的位数被设置为192位的20毫秒帧，以达到9600比特/秒的数据速率。
有两种方法可将信息送到导频信道。第一个方法是反向地改变发送数据的极性。本发明在极性改变时使用OOK(开-关键控)方法，在导频信道的预定PN位置上，反向地改变导频伪随机噪声(PN)芯片的相位。第二个方法如图4所示，在预定位置改变发送信号的功率电平。本发明在振幅改变时使用ASK(幅移键控)方法。
图3a、3b和3c示出了在导频信道上插入寻呼指示符的三个示例性实施例。在第一个实施例中，如图3a所示，使用每帧的一小部分把寻呼指示符插入到导频信道。在第二个实施例中，如图3b所述，可利用导频信道的超帧的所有位置放置寻呼指示符。例如，超帧的每一帧可被分成每组有k位的N组。其中，导频时隙由四帧组成，20毫秒帧可被分成1.25毫秒(例如，每帧的192位被分成16个组等于每组12位)的16个组，寻呼指示符交换一组内12位中的1位或2位。在第三个实施例中，如图3c所示，利用四个基本帧的最后一帧将寻呼指示符放入导频信道。
在上述把寻呼指示符插入导频信道的三个示例性实施例中，用图3b所示的实施例对本发明的工作进行详细地描述。需要把属于一个系统的所有移动台分类为尽可能大的组。为了在信息仅被发送到特定移动台时，减少来自其它移动台的假响应的数量，因此，通过用整数划分每帧中的总位数，把帧划分成多个组。表1示出了帧的示例性划分，包括每个20毫秒帧中的组数和每组中的位数。
表1
每个20ms帧中的组数     每组中的位数
    4     48
    6     32
    8     24
    12     16
    16     12
    24     8
    32     6
n长度应被优化为对导频捕获和信道估算处理的影响最小。在将移动台映射到导频信道的位置期间，使用散列函数将移动台分布在n长度上。在一个实施例中，把移动台的电子串号(ESN)用做散列函数算法中的种子。
当寻呼指示符仅被发送到指定移动台时，由于每个特定系统的移动台数变得较大，就需要较大数量的组。但是在大多数应用中，由于假呼叫的概率低，组数不需要和移动台数一样庞大。这是因为移动台落入存在于同一寻呼区中的同一组的概率很小。
如果没有寻呼指示符在导频信道上的特定位置被发送，导频信道的该位置的信息作为正常数据流被发送，而不用改变极性或功率电平。移动台监控导频信道的特定位置上的寻呼指示符的存在，这由使用ESN的上述散列函数判定。该寻呼指示符通知移动台它是接收下一个前向链路公共控制，还是接收寻呼信道。
图5示出了根据本发明的一个实施例构造的BTS的方框图。如图5所示，当BTS产生和发送导频信道时，每当有寻呼指示符(801)被认为要寻呼特定移动台时，BTS用异-或(803)改变导频信道数据流的极性或振幅。
图6示出了移动台现有导频信道估算器部件的改进的方框图。如图6所示，接收的导频信号(601)经过导频解扩频器，并被送到信道估算器以及带有寻呼指示符探测器的导频数据调制器。移动台恢复导频信道上预定位置上的导频数据，并判定导频指示符是否存在。
当检测到对该移动站的寻呼指示符时，接收导频信道(703)上寻呼指示符(701)的移动台接收并解调寻呼信道上下一个指定的时隙。所有BTS借助于常规的PN偏移以未调制的扩频信号形式连续地发送导频信号。即使系统使用了相同的PN码，还有许多PN码，通过使用不同初始种子发送PN码，这使得系统区分BTS的PN码。
图7描述了用于上述导频信道和寻呼信道之间时隙的同步发行。假定寻呼信道的超帧原理被采用在导频信道，以便使导频时隙与寻呼时隙同步。在本发明的另一个实施例中，基于IS-95的CDMA系统中的移动台应操作如下：
①移动台加电后，调谐到适当的接收频率。
②然后移动台监控BTS的PN偏移并捕获该导频信道。
③识别到有效BTS的导频信道后，移动系统解码同步信道消息。
④一旦移动台接收并解码寻呼信道上的系统开销信息，移动台重新配置它自己。
⑤在相应的寻呼时隙之前的一或二个时隙，移动台捕获导频信道并再捕获CDMA系统。
⑥移动台进入空闲状态，并监控在分配给移动台的导频信道上的时隙/帧/组的预定位的位置上是否有它自己的寻呼指示符。
⑦如果移动台检测到寻呼指示符，则移动台在寻呼信道上的下一个寻呼时隙解调和解码寻呼消息。
⑧移动台需要断续地解调寻呼消息，以便在寻呼信道上接收到系统开销信息。
如果在导频信道发送信息，由于与其他信道相比导频信道具有高发送功率电平，信息的发送有非常低的误码率。因为指示符可以原始位的形式被发送，不需纠错编码和差错随机化技术，这节省了移动台的功率消耗。
在前面的详细描述中，本发明已参照这里具体的示例性实施例得到描述，但是显然可能产生各种修改和改变，但都没有脱离如附加的权利要求描述的本发明较宽广的精神和范围。相应地，详细描述和附图被当成是例证而不是限制的意思。

Claims (21)

1、一种在无线通信系统的导频信道上发送寻呼信息的方法，包括：
通过组合多个帧在导频信道上创建超帧；
把导频信道的一帧分成多个时隙；
每当基地收发信台子系统需要向特定移动台发送寻呼信息时，确定导频信道上包含寻呼信息的超帧的位置；
每当基地收发信台子系统需要向特定移动台发送寻呼信息时，改变导频信道的极性和功率电平的其中一个；并且
由特定移动台探测在超帧位置上的寻呼信息，其中每当特定移动台接收和探测到导频信道上的寻呼信息时，特定移动台应解调寻呼信息，以确定特定移动台是否应该接收寻呼信息。
2、根据权利要求1的方法，其中，每当基地收发信台子系统在导频信道发送寻呼信息时，在下一个时隙发送寻呼消息，以使特定移动台发现是否特定移动台真正应该接收消息。
3、根据权利要求1的方法，其中，寻呼信息是寻呼指示符。
4、根据权利要求1的方法，其中，极性由开-关键控方案产生。
5、根据权利要求1的方法，其中，不同的功率差值由幅移键控(ASK)方案产生。
6、根据权利要求1的方法，其中，当没有信息发送到任何特定移动台时，发送导频信道，而不用改变该位置上的导频信道的极性和功率电平的其中一个。
7、根据权利要求1的方法，其中，散列算法用来把特定移动台映射到导频信道上的超帧的位置。
8、一种包括计算机可读媒质的产品，该计算机可读媒质中存储有多个指令，当指令由处理器执行时，它使处理器：
通过组合多个帧在导频信道上创建超帧；
把导频信道的一帧分成多个时隙；
每当基地收发信站子系统需要向特定移动台发送寻呼信息时，确定导频信道上超帧的位置；
每当基地收发信站子系统需要向特定移动台发送寻呼信息时，改变导频信道的极性和功率电平的其中一个；并且
由特定移动台探测超帧位置的寻呼信息，其中每当特定移动台接收和探测到导频信道上的寻呼信息时，特定移动台应解调该寻呼信息，以确定特定移动台是否应该接收该寻呼信息。
9、根据权利要求8的产品，其中，每当基地收发信站子系统在导频信道发送寻呼信息时，基地收发信站在下一个时隙发送寻呼消息，以使特定移动台发现是否特定移动台真正应该接收消息。
10、根据权利要求8的产品，其中，寻呼信息是寻呼指示符。
11、根据权利要求8的产品，其中，极性由开-关键控方案产生。
12、根据权利要求8的产品，其中，不同的功率差值由幅移键控(ASK)方案产生。
13、根据权利要求8的产品，其中，当没有信息发送到任何特定移动台时，发送导频信道，而不用改变该位置上的导频信道的极性和功率电平的其中一个。
14、根据权利要求8的产品，其中，散列算法用来把特定移动台映射到导频信道上的超帧的位置。
15、一种包括处理器和存储器的装置，该存储器被构造为能够使处理器：
通过组合多个帧在导频信道上创建超帧；
把导频信道的一帧分成多个时隙；
每当基地收发信站子系统需要向特定移动台发送寻呼信息时，确定导频信道上超帧的位置；
每当基地收发信站子系统需要向特定移动台发送寻呼信息时，改变导频信道的极性和功率电平的其中一个；并且
由特定移动台探测在超帧位置上的寻呼信息，其中每当特定移动台接收和探测到导频信道上的寻呼信息时，特定移动台应解调该寻呼信息，以确定特定移动台是否应该接收该寻呼信息。
16、根据权利要求15的装置，其中，每当基地收发信站子系统在导频信道发送寻呼信息时，基地收发信站在下一个时隙发送寻呼消息，以使特定移动台发现是否特定移动台真正应该接收消息。
17、根据权利要求15的装置，其中，寻呼信息是寻呼指示符。
18、根据权利要求15的装置，其中，极性由开-关键控方案产生。
19、根据权利要求15的装置，其中，不同的功率差值由幅移键控(ASK)方案产生。
20、根据权利要求15的装置，其中，当没有信息发送到任何特定移动台时，发送导频信道，而不用改变该位置上的导频信道的极性和功率电平的其中一个。
21、根据权利要求15的装置，其中，散列算法用来把特定移动台映射到导频信道上的超帧的位置。
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