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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Zellular-Funktelefone und Betriebsverfahren
dafür,
und genauer gesagt auf eine Kanalerlangung für Zellular-Funktelefone.
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Hintergrund der Erfindung
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Zellular-Funktelefone
werden weit verbreitet für
Drahtlos-Mobilkommunikationen
von Sprache und/oder Daten verwendet. Wie hier verwendet, schließt der Ausdruck "Zellular-Funktelefon" eine breite Vielfalt
von tragbaren Funktelefon-Vorrichtungen ein, welche auf ein Zellular-Funktelefonsystem zugreifen.
Zellular-Funktelefone enthalten tragbare Telefone von einer Hand-
oder Taschen-Telefon-Vielfalt
und dauerhaft im Auto montierte Zellular-Telefone. Der Ausdruck "Zellular-Funktelefon" enthält ebenfalls
Drahtlos-Endgeräte,
welche Funktionen zusätzlich
zu jenen des Zellular-Telefons bereitstellen, wie beispielsweise
Fax-Übertragung,
Datenkommunikationen, Datenverarbeitung, Textverarbeitungsanwendungen
und weitere Funktionen. Zellular-Funktelefone mit einer hinzugefügten Funktion
werden oftmals als "persönliche Kommunikationssysteme" (PCS) bezeichnet.
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Wenn
ein Zellular-Funktelefon eingeschaltet wird, führt es eine Initialisierungsprozedur
mit dem Zellular-Funktelefonsystem
durch. Im Allgemeinen tastet das Zellular-Funktelefon eine Vielzahl
von Kanälen
und/oder Zeitschlitzen ab, um einen geeigneten Steuerkanal zu lokalisieren.
Zellular-Funktelefone, welche im U. S. AMPS-System arbeiten, brauchen beim Einschalten
lediglich eine beschränkte Anzahl
von Kanälen
abzutasten, um einen Rundfunk-Steuerkanal zu lokalisieren. Rundfunk-Steuerkanäle sind
im Allgemeinen auf einen kleinen Abschnitt des verfügbaren Spektrums
in einer Breite von etwa 1 MHz beschränkt, um die Abtastzeit zu reduzieren.
Darüber
hinaus, da die Rundfunksteuerkanalübertragungen in AMPS im Allgemeinen
kontinuierliche Übertragungen
sind, kann der Empfänger
jederzeit auf einen abgetasteten Kanal landen, um eine Messung vorzunehmen.
Bei analogen Zellular-Telefonen ist bekannt, dass sie Kanäle in sequenzieller Reihenfolge
abtasten, um die Frequenz-Änderungszeit
von einem Kanal zum nächsten
zu minimieren.
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Ein
derzeitiger Trend liegt in der Verwendung einer digitalen Übertragung
für Sprach-
und/oder Datenverkehr. Es ist eine Anzahl von digitalen Zellular-Standards
in Anwendung, welche auf Zeitmultiplex-Zugriff (Time Division Access
TDMA) basieren. TDMA-Systeme enthalten das IS136(D-AMPS)-System und
das GSM-System, ebenfalls bekannt als das DSC1800, wenn im 1800
MHz Band verwendet, und als das PCS1900, wenn in den U. S. 1900
MHz PCS-Bändern
verwendet. Es wird eine anhaltende Entwicklung von TDMA-Standards
fortgeführt,
um Verbesserungen im Dienst und in der Produktverwendung vorzunehmen,
wie beispielsweise eine längere
Batterie-Lebensdauer. Ein Merkmal, welches im D-AMPS-System eingeführt ist, ist beispielsweise
der digitale Steuerkanal (DCC), welcher den Bereitschafts-Batterieverbrauch
von Zellular-Funktelefonen reduzieren kann, welche auf dem DCC lagern, um
auf Rufe zu warten. Ungleich dem AMPS-Rundfunksteuerkanal braucht
der DCC kein kontinuierliches Trägersignal
zu sein, sondern belegt lediglich einen Schlitz von dem TDMA-Rahmen
mit drei Schlitzen. Die weiteren zwei Schlitze können Verkehr enthalten, können jedoch
innerhalb von Zeitperioden einer geringen Anforderung leer sein.
Ein hauptsächliches
Bedenken bei solchen TDMA-Systemen ist die fortdauernde Reduktion
in der Zeit, welche notwendig ist, um die TDMA-Zellularkanäle abzutasten, um einen Kanal
zu identifizieren, welcher zumindest eine TDMA-Burst-Übertragung enthält.
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Das
U.S. Patent No. 5,197,093 von
Knuth et al. beschreibt ein Drahtlostelefon, welches einen verbesserten
Mechanismus zum Abtasten und Auswählen von Kanälen hat,
indem auf die Kanalnutzmuster von der lokalen Umgebung adaptiert
wird, in welcher es platziert ist. Dies führt zu einer Prioritätsliste
von Kanälen,
welche die höchste
Wahrscheinlichkeit der Verfügbarkeit,
frei von Interferenz, haben. Indem die Kanäle während der Leerlaufzeit des
Drahtlostelefons zuvor abgetastet werden, wird der Leistungsverbrauch
von dem Handgerät
minimiert und wird eine schnelle Erlangung von einem verfügbaren Kanal möglich. Jedoch
bezieht sich das Knuth-Patent nicht auf die Identifikation eines
Rundfunk-Steuerkanals von einem Zellularsystem, indem Kanäle aufgefunden
werden, welche das stärkste
Signal enthalten, sondern bezieht sich vielmehr auf das Auffinden
von Kanälen,
welche ein Minimum an Interferenz enthalten, d. h. die minimale
Signalstärke.
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Das
U.S. Patent No. 5,511,235 von
Duong et al. beschreibt einen Empfänger, welcher einen Betriebs-Kanalabtastmodus
und einen Betriebs-Kommunikationsmodus hat. In dem Betriebs-Kanalabtastmodus
ist der Durchlassbereich eines Filters in Relation zum Durchlassbereich
des Filters im Kommunikationsmodus schmaler.
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Das
U.S. Patent No. 5,524,280 von
Douthitt et al. beschreibt ein Verfahren zum Abtasten von Kanälen, welches
ein schnelles Abtasten von einer vorbestimmten Liste von Datenkanälen, um
einen schnell abgetasteten Kanal zu identifizieren, eine mittlere
Abtastung, wenn der schnell abgetastete Kanal nicht identifiziert
ist, wobei die vorbestimmte Liste von Kanälen zum Identifizieren eines
mittleren abgetasteten Kanals dient, wenn ein Kanal von der vorbestimmten
Liste von Kanälen
für eine
erste Zeitperiode bewertet ist; und eine langsame Abtastung, wenn
der mittlere abgetastete Kanal nicht identifiziert ist, wobei die
vorbestimmte Liste von Kanälen
abgetastet wird, um einen langsam abgetasteten Kanal zu identifizieren,
bei welchem ein Kanal von der vorbestimmten Liste von Kanälen für eine zweite
Zeitperiode bewertet ist, enthält.
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Das
U.S. Patent No. 5,574,995 von
Masaki beschreibt eine Steuerung, welche die Frequenz des Lokaloszillators
mit einer Frequenzschiebeschaltung verschiebt, so dass so viele
abzutastende Kanäle
wie möglich
innerhalb von spezifizierten Bandbreiten enthalten werden, ein gewünschtes
empfangenes Signal erfasst, indem jede der spezifizierten Bandbreiten mit
der verschobenen Frequenz abgetastet wird, jeden Kanal innerhalb
der Bandbreite abtastet, wo das gewünschte empfangene Signal erfasst
wurde, und die Frequenz des Lokaloszillators ändert oder die Frequenz des
Lokaloszillators mit der Frequenzschiebeschaltung verschiebt, so
dass die oben identifizierte gewünschte
Kanalfrequenz an dem Mittelpunkt von der Bandbreite sein wird. Jedoch
betrifft das Masaki-Patent
derzeit nicht die Belange, dazu in der Lage zu sein, ein erfasstes
Signal beim Vorliegen eines angrenzenden Kanalsignals, wie im Falle
von Zellular-Systemen, zu decodieren. Viel mehr scheint, dass das
Masaki-Patent mit der Erfassung eines Signals in einem dünn besetzten
Teil des Spektrums, wo eine Nachbarkanal-Unterscheidung nicht notwendig zu
sein braucht, und mit der Identifizierung des Frequenzkanalrasters,
auf welchem ein erfasstes Signal zugewiesen wird, beschäftigt ist.
Das Masaki-Patent adaptiert den Empfänger, um ein Kanalraster zu
identifizieren, so dass ein erfasstes Signal zentral in der Empfänger-Bandbreite
platziert wird, während
die Notwendigkeit nach einer Mehrzahl von Empfänger-Bandbreiten vermieden
wird, welche auf unterschiedliche Kanalraster adaptiert sind.
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Mehrfachmodus-Zellular-Funktelefone,
wie beispielsweise Dualmodus-Zellular-Funktelefone werden in der
Zellular-Funktelefon-Kommunikation ebenfalls
weit verbreitet verwendet. Beispielsweise können Dualmodus-Zellular-Funktelefone sowohl
im Schmalband-FM-Modus als auch im Breitband-CDMA-Modus arbeiten.
Alternativ können
Dualmodus-Zellular-Funktelefone
ebenfalls im Schmalband-Zellular-Standard-Modus,
wie beispielsweise AMPS oder D-AMPS (IS136), als auch in einem Breitband-Standard,
wie beispielsweise GSM (in den USA als PCS 1900 bekannt) oder IS95
arbeiten. Der Schmalband-Standard kann einen Empfangskanalabstand
von 30 kHz verwenden, während
der GSM/PCS 1900-Standard einen 200 kHz Kanalabstand verwenden kann.
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Dualmodus-Zellular-Funktelefone
sind im Allgemeinen in einer Bandbreite zum Betrieb in unterschiedlichen
Kanalrastern adaptiert, beispielsweise ein 200 kHz Raster zum GSM-Betrieb
und ein 30 kHz Raster zum D-AMPS-Betrieb. Darüber hinaus sind Empfängerbandbreiten
von Dualmodus-Zellular-Funktelefonen
im Allgemeinen schmaler als der Kanalabstand für welchen sie vorgesehen sind,
beispielsweise 20 % weniger als der Kanalabstand. Dieses steht mit
dem Masaki-Patent in Kontrast, bei welchem die Empfänger-Bandbreite
breiter als der erwartete Kanalabstand ist.
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Die
europäische
Patentanmeldung
0 722 258
A2 beschreibt ein tragbares Funktelefon, welches mit Basisstationen
in einem digitalen Funktelefonsystem, wie beispielsweise DECT, unter
Verwendung von TDMA-Übertragung
kommuniziert. Das tragbare Funktelefon wird mit einem Algorithmus
programmiert, welcher dazu betriebsbereit ist, einen Kommunikationskanal
auszuwählen,
indem eine verdeckte Schlitzmaske gespeichert wird, welche Zeitschlitze
in jedem Rahmen darstellt, welche ausgeschlossen sind, und zwar
aufgrund dessen, dass sie entweder durch die Basisstation belegt
sind oder durch das tragbare Telefon selber. Somit wird jeglicher
Kanal, welcher in einem belegten Zeitschlitz versucht wird und nicht
besteht, in der verdeckten Schlitzmaske ausgeschlossen und als verdeckt
markiert. Ferner ist der Algorithmus dazu betriebsbereit, um die
Zeitschlitze in einer vorbestimmten Sequenz nach Verfügbarkeit
zu überprüfen, welche
der Zeitsequenz von den Schlitzen (oder das entgegengesetzte davon)
entspricht, um eine geordnete Füllung
der Zeitschlitze an den Basisstationen zu unterstützen.
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Das
U.S. Patent 5,794,147 von
Huang beschreibt, dass ein Verfahren zum schnellen Lokalisieren
von Nicht-Standard-Steuerkanälen in privaten Zellularsystemen
durch ein Bestimmen des Modulationstyps von einem bestimmten Kanal
erzielt wird. Die Mobilstation tastet einen empfangenen RF-Kanal ab. Das empfangene
Signal wird zur Bewertung des Modulationstyps von diesem Kanal verwendet,
indem angepasste Filter, welche für das spezifische Signal von
Interesse entworfen sind, verwendet werden, und/oder es wird in
einer weiteren Ausführungsform
zur Erzeugung der Spektralenergie-Verteilung des Kanals verwendet,
welche den Modulationstyp preisgibt.
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Das
U.S. Patent 5,020,093 von
Pireh beschreibt ein Dualsystem-Zellular-Telefon, welches einen
Transceiver, welcher einen Dual-Bandbreite-Empfänger hat, eine Audio/Logikeinheit,
welche Dual-Steuerprogramme hat, und eine Handgeräteinheit
enthält.
Der Dual-Bandbreite-Empfänger des Transceivers
hat unterschiedliche Filter in der Mittenfrequenzsektion davon,
welche in Abhängigkeit
davon, welches Zellular-Telefonsystem verfügbar ist, schaltbar ausgewählt werden.
Wenn der Dienst in einem der Zellular-Telefonsysteme nicht verfügbar ist, schaltet
das einzelne Zellular-Telefon die Empfänger-Bandbreite und das Steuerprogramm
zum Betrieb auf das weitere Zellular-Telefonsystem automatisch um.
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Das
U.S. Patent 5,517,677 von
Moon beschreibt eine Abtasttechnik, welche bezogen auf Kommunikationskanäle, welche
derzeit in der Vergangenheit verwendet werden, vorteilhaft ist.
Eine programmierbare Warteschlange wird mit einem Kommunikationskanal-Kennzeichnungscode
basierend auf einem vorbestimmten Kriterium beschrieben, so dass
der Kanal jedes Mal tatsächlich
verwendet wird. Die vorrangige Warteschlange wird in Zusammenhang
mit allen verbleibenden Kommunikationskanal-Kennzeichnungscodes
abgetastet, wodurch ein Gewichtungsfaktor bereitgestellt wird, welcher
zur Auswahl der Kanäle,
welche eine tatsächliche
Verwendung erfahren haben, verzerrt ist. Systemidentifikations-Codes,
welche in einem Mobilfunk-Komplex verwendet werden, werden in der
Warteschlange gemäß einer
Erreichbarkeitsfunktion gespeichert, und Gruppenkennzeichnungs-Codes
werden in der Warteschlange gespeichert, wenn Heimkanäle von Mobilfunksystemen
abgetastet werden, um eingehende Rufe zu bestimmen.
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Demgemäß gibt es
eine fortdauernde Notwendigkeit nach Zellular-Funktelefonen und
Verfahren, welche einen Kanal wirksam erlangen können. Es gibt insbesondere
eine Notwendigkeit nach einer verbesserten Kanalerlangung in Mehrfachmodus-Zellular-Funktelefonen.
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Umriss der Erfindung
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Es
ist daher eine Aufgabe von der vorliegenden Erfindung, verbesserte
Zellular-Funktelefone und Abtastsysteme und Verfahren dafür bereitzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe von der vorliegenden Erfindung, verbesserte
Mehrfachmodus-Zellular-Funktelefone und Abtastsysteme und Verfahren dafür bereitzustellen.
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Diese
und weitere Aufgaben werden in Mehrfachmodus-Zellular-Funktelefonen durch Verwendung
eines Breitband-Empfangsmodus,
während nach
Schmalbandsignalen abgetastet wird, bereitgestellt. Somit wird,
wenn eine Abtastung des empfangenen Frequenzbandes zum Absuchen
des Vorliegens von Schmalbandsignalen gewünscht wird, zunächst die
breitere Empfänger-Bandbreite
ausgewählt.
Wenn in der breiteren Bandbreite eine wesentliche Signalenergie
identifiziert wird, kann dann eine weitere Abtastung unter Verwendung
des Schmalbandmodus bereitgestellt werden, um den Schmalbandkanal
zu lokalisieren, welcher das stärkste
Signal enthält.
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Genauer
gesagt, entspricht ein Mehrfachmodus-Zellular-Funktelefon gemäß diesem Aspekt von der vorliegenden
Erfindung zumindest zweier Zellular-Funktelefon-Standards von unterschiedlichen
Signalbandbreiten. Das Mehrfachmodus-Zellular-Funktelefon enthält ein Auswahlmittel,
welches eine Empfänger-Bandbreite
auswählt,
welche einem breiteren aus den zumindest zwei Zellular-Funktelefon-Standards
von unterschiedlichen Signalbandbreiten entspricht, während nach
Steuerkanälen
gesucht wird, welche einem schmaleren aus den zumindest zwei Zellular-Funktelefon-Standards
von unterschiedlichen Signalbandbreiten in Relation zu dem breiteren
aus den zumindest zwei Zellular-Funktelefon-Standards von unterschiedlichen Signalbandbreiten
entsprechen. Die Steuerkanäle,
welche dem schmaleren Bandbreite-Standard entsprechen, werden aufgesucht,
indem ein Empfänger
zum Abstimmen auf eine Sequenz von Kanalfrequenzen in einem breiteren
aus den zumindest zwei Zellular-Funktelefon-Standards von unterschiedlichen
Signalbandbreiten gesteuert wird. Es werden Signalmessungen auf
die Sequenz von Kanalfrequenzen vorgenommen, und die Signalmessungen
werden alle durchgeführt,
um zumindest eine Kanalfrequenz aus der Sequenz von Kanalfrequenzen
auszuwählen.
Die schmalere Empfänger-Bandbreite
wird dann ausgewählt,
und die zumindest eine Kanalfrequenz wird in der schmaleren Bandbreite
abgetastet, um zum Beispiel den schmaleren Bandbreitekanal zu bestimmen,
welcher die größte Signalstärke hat.
In einer weiteren Ausführungsform
werden die Signale, welche im breiteren Bandbreitemodus empfangen
werden, digitalisiert, um komplexe Signalabtastungen zu erlangen.
Die komplexen Signalabtastungen werden dann verarbeitet, um eine
Energie in jeder aus einer Mehrzahl von schmaleren Bandbreiten zu
bestimmen, welche Kanälen
in Zellular-Funktelefon-Standards mit schmalerer Bandbreite entsprechen.
Demgemäß kann eine
beschleunigte Abtastung von Zellular-Kanälen in einem schmaleren Bandbreiten-Modus
erzielt werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt, welcher in Kombination mit dem oben beschriebenen
Aspekt verwendet werden kann, kann die beschleunigte Abtastung von
TDMA-Zellular-Kanälen
erzielt werden, indem das Zellular-Funktelefon auf eine Folge von Frequenzkanälen innerhalb
von einem TDMA-Zeitschlitz abgestimmt wird und eine Signalstärke für jeden
aus der Folge von Frequenzkanälen
gemessen wird. Die Abstimmung und das Messen werden dann für die verbleibenden
aus den TDMA-Zeitschlitzen
im TDMA-Rahmen vorzugsweise unter Verwendung der gleichen Kanäle in der
gleichen Reihenfolge wiederholt. Jedem Frequenzkanal, dessen Signalstärke die größte gemessene
Signalstärke
des Frequenzkanals in allen TDMA-Schlitzen
ist, wird dieser Frequenzkanal zugewiesen. Die zugewiesenen Signalstärken können dann
dazu verwendet werden, um einen Frequenzkanal für eine TDMA-Signal-Erlangung auszuwählen.
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Es
kann ebenfalls eine historische Information verwendet werden, um
die Abtastung von Zellular-Kanälen
durch ein Zellular-Funktelefon zu beschleunigen. Insbesondere kann
ein Steuerkanal unter einer Mehrzahl von Anwärter-Steuerkanälen, welche durch ein Zellular-Funktelefon-Netzwerk übertragen
werden, identifiziert werden, indem in dem Zellular-Funktelefon
anfängliche Wahrscheinlichkeitsanzeigen
für jeden
der Anwärter-Steuerkanäle bereitgestellt
werden. Die anfänglichen
Wahrscheinlichkeitsanzeigen zeigen eine Wahrscheinlichkeit an, dass der
zugehörige
Steuerkanal einen vorbestimmten Typ von einem Steuerkanalsignal
enthält,
bevor die Mehrzahl von Anwärter-Steuerkanälen empfangen wird.
Das Zellular-Funktelefon
wird dann auf einen ausgewählten
aus den Anwärter-Steuerkanälen abgestimmt.
Es wird ein Signal auf den ausgewählten der Anwärter-Steuerkanälen empfangen.
Die anfängliche
Wahrscheinlichkeitsanzeige wird für den ausgewählten aus
den Anwärter-Steuerkanälen basierend auf
dem empfangenen Signal aktualisiert, um eine aktualisierte Wahrscheinlichkeitsanzeige
für den
ausgewählten
aus den Anwärter-Steuerkanälen bereitzustellen.
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Das
Abstimmen, Empfangen und Aktualisieren werden für die verbleibende aus den
Anwärter-Steuerkanälen durchgeführt, bis
eine aus den aktualisierten Wahrscheinlichkeitsanzeigen für einen entsprechenden
aus den Anwärter-Steuerkanälen einen
Schwellwert übersteigt.
Der entsprechende aus den Anwärter-Steuerkanälen wird
dann versucht zu decodieren. Wenn der entsprechende aus den Anwärter-Steuerkanälen erfolgreich
decodiert ist, wird die anfängliche
Wahrscheinlichkeitsanzeige für
den erfolgreich decodierten Anwärter-Steuerkanal
weiter aktualisiert.
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Es
ist zu verstehen, dass die oben beschriebenen Aspekte von der Erfindung
in Kombination verwendet werden können. Dadurch wird eine beschleunigte
Abtastung von Zellular-Kanälen durch
Zellular-Funktelefone bereitgestellt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1–4 und 6 sind
Blockdiagramme von Zellular-Funktelefonen,
welche zur Bereitstellung einer beschleunigten Abtastung gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können.
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5, welche wie angezeigt 5A–D zusammen
platziert enthält,
ist ein Ablaufdiagramm, welches die beschleunigte Abtastung gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Genaue Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden deutlicher mit Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen
von der Erfindung angezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch auf
viele unterschiedliche Formen ausgeführt werden, und sollte nicht
als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt angesehen
werden, viel mehr sind diese Ausführungsformen derart bereitgestellt,
so dass diese Beschreibung genau und vollständig sein wird, und dem Fachmann
den Umfang von der Erfindung vollständig vermitteln wird. Gleiche
Bezugszeichen beziehen sich durchweg auf gleiche Elemente.
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In
einem Aspekt von der Erfindung tastet ein digitales Zellular-Funktelefon
eine große
Anzahl von Zellular-Kanälen
ab, um einen Kanal zu erfassen, welcher zumindest eine TDMA-Burst-Übertragung enthält. Eine
solche Burst-Übertragung
enthält,
wenn sie dem U. S. TDMA-Standard IS136 entspricht, einen Burst von
6,6 ms Dauer, welcher sich in einer 20 ms TDMA-Rahmenperiode wiederholt.
Die weiteren 13,3 ms der Rahmenperiode können ruhig sein. Es wird verständlich sein,
dass TDMA-Signale als ein wiederholender TDMA-Rahmen übertragen
werden, welcher eine Mehrzahl von TDMA-Zeitschlitzen enthält.
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Der
Kanal sollte abgetastet werden, wenn die Burst-Übertragung
vorliegt. Herkömmlicherweise bedeutet
dies ein Verweilen auf jedem Kanal innerhalb der gesamten 20 ms,
um zu garantieren, dass der Burst erfasst wird, welches die Zeit
zum Abtasten von typischerweise 800 Kanälen auf 16 Sekunden erhöht. Gemäß der Erfindung
kann jeder von zwischen typischerweise 2 und 13 Kanälen für typischerweise 0,5
ms verweilen, welches eine Signalstärkemessung auf jedem während einer
6,6 ms-Zeitperiode erstellt. Dann werden die gleichen Kanäle abermals
abgetastet, vorzugsweise in der gleichen Reihenfolge, während der
nächsten
6,6 ms Periode, und noch einmal in einer dritten 6,6 ms-Periode.
Die stärkste
aus den drei Signalstärkemessungen,
welche für
jeden Kanal vorgenommen sind, wird dann bestimmt und beispielsweise
in einem Tabelleneintrag für
jeden Kanal beibehalten. Somit, unabhängig davon, welcher aus den
6,6 ms TDMA-Schlitzen ein Signal enthält, wird der Empfänger zumindest
eine Messung auf dieses Signal vornehmen. Verglichen mit herkömmlichen
Techniken kann diese Abtastung bis zu 13-mal schneller sein und
kann die Abtastzeit zum Abtasten des gesamten Bandes von 16 Sekunden
auf weniger als zwei Sekunden reduzieren.
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Die
Signalerlangung kann dann fortgesetzt werden, indem die Kanäle gemäß der Signalstärke und
optionalen historischen Information priorisiert werden, und in Abhängigkeit
von den Kanälen
in der Reihenfolge der Priorität
abgestimmt wird, um ein Decodieren eines Signals zu versuchen. Optional können die
drei Signalmessungen, welche auf jedem Kanal vorgenommen sind, weiter
analysiert werden, um die Wahrscheinlichkeit anzuzeigen, dass der
Kanal ein TDMA-Signal
mit einem aktiven Schlitz, zwei aktiven Schlitzen, drei aktiven
Schlitzen oder ein AMPS-Signal enthält. Die letztgenannten, d.
h. die drei aktiven Schlitze oder ein AMPS-Steuerkanal, können, wenn
gewünscht,
zum Versuch der Decodierung eine Priorität gegeben werden.
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Ein
weiterer Aspekt, welcher in Kombination mit dem oben beschriebenen
Aspekt verwendet werden kann, bezieht sich auf Mehrfachmodus-Zellular-Funktelefone,
wie beispielsweise Dualband-Zellular-Funktelefone, welche einem
Schmalband-Zellular-Standard,
wie beispielsweise AMPS oder D-AMPS (IS136), als auch einem Breitband-Standard,
wie beispielsweise der europäische
GSM-Standard (in den USA als PCS1900 bekannt) oder der U. S. CDMA-Standard
IS95, entsprechen. Der Schmalband-Standard verwendet einen Empfangskanal-Abstand
von 30 kHz, während
der GSM/PCS1900-Standard
einen 200 kHz Kanalabstand verwendet. Typischerweise ist die Empfängerbandbreite
etwa 20% geringer als der Kanalabstand.
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Gemäß diesem
Aspekt wird, wenn es gewünscht
ist, das empfangene Frequenzband abzutasten, um nach dem Vorliegen
von Schmalbandsignalen abzusuchen, die breitere Empfänger-Bandbreite ausgewählt. Das
empfangene Band wird dann in größeren Schrittweiten
als 30 kHz abgetastet, beispielsweise 150 kHz im GSM/PCS1900-Fall
oder in 600 kHz Schrittweiten im IS95-Fall. Dies kann es ermöglichen,
dass die Abtastung in einem Fünftel
der Zeit unter Verwendung von 150 kHz Schritten, verglichen mit
der Verwendung von 30 kHz Schritten, vollendet wird. Darüber hinaus
können
bis zu 13 Kanäle pro
20 ms abgetastet werden, wie zuvor beschrieben, wodurch eine Erhöhung der
Abtastrate auf 13x 150 kHz pro 20 ms oder weniger als 0,4 Sekunden
ermöglicht
wird, um die gesamten 25 MHz des 800 MHz Empfangsbandes bei weniger
als 2 Sekunden abzutasten, um die gesamten 60 MHz der 1 900 MHz PCS-Bänder abzutasten.
Die Empfänger-Abstimmzeit kann
reduziert werden, indem Gruppen von angrenzenden Kanälen zu einer
Zeit abgetastet werden, um die Frequenz-Synthesizer-Einschwingzeit zu
reduzieren.
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Wenn
in der größeren Bandbreite
eine wesentliche Signalenergie identifiziert wird, kann eine weitere
Abtastung unter Verwendung der Schmalbandfilter dann eingeleitet
werden, um den 30 kHz Kanal, welcher das stärkste Signal enthält, präzise zu lokalisieren.
Beispielsweise werden jene 150 kHz Segmente, welche unter Verwendung
von einer PCS1900-Empfänger-Bandbreite
abgetastet sind, gemäß einer
Signalstärke
und einer optionalen historischen Information priorisiert, und werden
dann abermals in der Reihenfolge der Priorität in fünf Schritten von 30 kHz abgetastet,
welches zusätzlich 20
ms bedarf, und zwar unter Verwendung der oben beschriebenen Technik.
Wenn das Vorliegen eines Signals auf einen spezifischen 30 kHz Kanal
herabgeschmälert
wurde, wird dann ein Versuch unternommen, um einen AMPS-Steuerkanal
im 800 MHz Empfangsband, alternativ einen D-AMPS-Digital-Steuerkanal im 1
900 MHz Empfangsband, zu decodieren.
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Die
Verwendung der historischen Information zur Priorisierung der Kanalaufsuchung
kann ein Speichern der Kanäle,
auf welchen am häufigsten gültige Signale
erfasst wurden, ein Speichern von einem Signalstärke-Schwellwert, unterhalb
dessen niemals ein gültiges
Signal auf einem Kanal erfasst wurde, und/oder ein Speichern eines
Signalstärke-Schwellwertes,
oberhalb dessen ein gültiges
Signal stets oder für
gewöhnlich
erfasst wurde, enthalten. Es kann eine weitere historische Information
verwendet werden.
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Das
U.S. Patent 6,308,048 von
Gore, Dolan und dem vorliegenden Erfinder Dent mit dem Titel Simplified
Reference Frequency Distribution In A Mobile Phone, dem Anmelder
der vorliegenden Erfindung zugewiesen, beschreibt ein Mobilfunktelefon, welches
eine vereinfachte Architektur hat, welche eine reduzierte Anzahl
von integrierten Schaltungen und eine reduzierte Anzahl von Funkfrequenzverbindungen
enthält.
Ein Dualband-, Dualmodus-Mobiltelefon
kann unter Verwendung von entweder einem Einzelkristall-Referenzoszillator
oder von zwei Kristallen aufgebaut werden, so dass alternative Symbolraten,
Kanalabstände
oder Übertragungs-/Empfangs-Duplex-Abstände erzielt
werden können.
Die vorliegende Erfindung kann steuern, welche Bandbreite verwendet
wird, wenn nach Kanälen
gesucht wird, welches Hardware und/oder Software einschließen kann,
welche in einem Mehrfachmodus-Zellular- Funktelefon implementiert ist, wie beispielsweise im
oben angegebenen
U.S. Patent
6,308,048 beschrieben.
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Das
U.S. Patent 6,591,100 des
vorliegenden Erfinders Dent mit dem Titel Cellular Communication Device
with Scanning Receiver and Continuous Mobile Communication System
Employing Same, dem Anmelder von der vorliegenden Erfindung zugewiesen,
beschreibt ein Zellular-Funktelefon, welches einen separaten Breitband-Digitalisierungs-Kanal
und einen Schmalband-Kommunikationsempfänger hat, wobei der Breitband-Digitalisierungs-Empfänger eine kurze
Abtastung von der gesamten Bandbreite entnimmt, diese digitalisiert,
um numerische Abtastungen zu erzeugen, und die numerischen Abtastungen unter
Verwendung einer Fast Fourier-Transformation (FFT)
verarbeitet, um eine digitale Kanalisation durchzuführen, wodurch
eine Energie in allen Kanälen
auf parallele Art und Weise gemessen wird. Einige der Prinzipien
von dieser Anmeldung können
in der vorliegenden Anmeldung ebenfalls verwendet werden. Es wird
jedoch verständlich
sein, dass, obwohl die Erfindung mit Bezug auf die obigen zwei abhängigen Anmeldungen
beschrieben wird, sie in jeglichem Zellular-Funktelefon einbezogen
werden kann, vorzugsweise in einem Mehrfachmodus-Zellular-Funktelefon,
welches TDMA-Signale empfängt.
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Bezugnehmend
nun auf
1, wird eine Neuerstellung von
12 des oben beschriebenen
U.S. Patentes 6,308,048 bereitgestellt.
Ein Dual-Bandbreite-Zellular-Funktelefon gemäß
1 enthält ein Frontend
zum Empfangen von Signalen bei einer Funkfrequenz und Umwandeln
derer auf eine Mittenfrequenz (IF) unter Verwendung einer Überlagerungsmischung
mit dem lokalen Oszillatorsignal, welches durch einen Synthesizer
14 gesteuert
wird. Die IF-Signale
werden entweder unter Verwendung eines Breitbandfilters
15 WB
oder alternativ eines Schmalbandfilters
15 NB gefiltert.
Eine weitere Verstärkungs-
und Frequenzumwandlung findet im IF-Chip
16 statt, und
dann wird das letztendliche IF-Signal digitalisiert und durch eine
digitale Signalverarbeitungseinheit
20 unter Verwendung
beispielsweise eines Logpolar-Digitalisierers, wie im
U.S. Patent No. 5,048,059 des vorliegenden
Erfinders beschrieben, verarbeitet. Die digitale Signalverarbeitungseinheit
20 ist
ebenfalls dazu in der Lage, um zu steuern, ob das Breitband- oder
Schmalband-Filtersignal
verarbeitet wird, durch Steuerleitungen (nicht gezeigt) an alle
aus dem Frontend
12, IF-Chip
16 und Synthesizer
14.
Eine Antenne
10, ein Duplexer
11, ein Leistungsverstärker
13,
eine zweite Phasenverriegelungsschleife
17, ein Modulator
18,
eine Übertragungsversatz-Phasenverriegungsschleife
19,
ein Kristallreferenz-Oszillator
21 und ein Tiefpassfilter
24 sind
ebenfalls bereitgestellt, wie detailliert im
U.S. Patent 6,308,048 beschrieben.
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2 ist ähnlich der
1,
jedoch wird die Breitband-Digitalisierung
unter Verwendung eines kartesischen oder I/Q-Herabwandlers und einer A-zu-D-Umwandlung
durchgeführt.
2 entspricht der
4 von
dem oben angegebenen
U.S. Patent 6,308,048 .
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3 entspricht
der
15 von der oben angegebenen Anmeldung
mit der Serial No. 08/974,227 und zeigt ein Dual-Modus-, Dual-Bandbreite-Zellular-Funktelefon,
welches lediglich einen einzelnen Kristall verwendet. Eine "Auswahlmodus"-Steuerleitung von
dem digitalen Signalprozessor
20 an dem IF-Chip
16 bestimmt,
ob das Breitband-gefilterte IF-Signal oder das Schmalband-gefilterte Signal
verarbeitet wird.
4 entspricht der
17 von dem oben angegebenen
U.S. Patent 6,308,048 .
4 ist ähnlich der
3,
jedoch wird hier ein Einzelkristall
22a verwendet, um alle
Funkfrequenzen und Kanalabstände
herzuleiten, während ein
alternativer Kristall
22b bereitgestellt ist, um alternative
Abtastraten im Schmalband D-AMPS-Modus zu erzeugen. Alle Zellular-Funktelefone von
1–
4 können Dualband-Frontends
verwenden, welche einen Betrieb im 800 MHz Band oder 900 MHz Band
der U. S. oder europäischen
Zellularbänder,
als auch das 1 800 MHz Band oder 1 900 MHz Band der europäischen oder
U. S. PCS-Bänder erlauben.
Die digitale Signalverarbeitungseinheit
20 kann eine zugewiesene
Signalverarbeitungslogik, wie beispielsweise Equalizer, programmierbare DSPs
zur Durchführung
von Betrieben, wie beispielsweise Fast-Fourier-Umwandlungen, Vielzweck-Mikroprozessoren
zur Steuerung des Zeitpunktes und des Ablaufes von Betrieben und
Kombinationen daraus enthalten.
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Ein
Dual-Bandbreite-Empfänger
gemäß jeglicher
aus den 1–4 kann zumindest
zwei Vorteile beim Abtasten von Schmalbandkanälen, verglichen mit einem Empfänger, welcher
lediglich eine schmale Bandbreite hat, welche diesen schmalen Kanalabstand
angepasst ist, haben. Zunächst
umfasst der breitere Bandbreite-Modus (ungefähr 150 kHz Bandbreite im GSM-Modus)
gleichzeitig fünf AMPS
oder D-AMPS 30 kHz beabstandete Kanäle. Daher bezieht die Identifikation
von einer Signalenergie ein, dass zumindest einer aus den fünf Kanälen ein
Signal enthält.
Somit kann der Bereich des Spektrums, welcher das stärkste Signal
enthält,
auf jene fünf
Kanäle
ungefähr
5-mal schneller als bei der Abtastung in 30 kHz Schritten verschmälert werden.
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Ein
zweiter Vorteil liegt darin, dass der Frequenz-Synthesizer, welcher zur Abstimmung
des Empfängers
in Schritten von 30 kHz, alternativ 200 kHz, verwendet wird, im
Allgemeinen die Frequenzen viel schneller umschalten kann, als ein
Synthesizer, welcher lediglich für
30 kHz Schritte entworfen ist. Typischerweise beträgt die Frequenz-Umschaltzeit
lediglich 0,5 ms, verglichen mit 2 ms bei den 30 kHz Schritten.
Dies kann teilweise aufgrund der Tatsache vorgenommen werden, weil
die Beseitigung nicht bei der gleichen Genauigkeit erforderlich
ist, um lediglich ein Signal innerhalb der 150 kHz Bandbreite zu
platzieren, verglichen mit einer schmaleren Bandbreite.
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5, welche 5A–5D zusammen platziert
enthält,
wie angezeigt, ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Ausführungsform
der Abtastung zur Lokalisierung von AMPS oder D-AMPS-Kanälen unter
Verwendung eines Dual-Modus-Zellular-Funktelefons
gemäß der Erfindung
darstellt. Wie dem Fachmann offensichtlich, kann die vorliegende Erfindung
die Form einer gänzlichen
Hardware-Ausführungsform
als auch einer gänzlichen
Software-Ausführungsform
oder einer Ausführungsform, welche
Software- und Hardware-Aspekte zusammenfasst, annehmen. Es ist ebenfalls
verständlich, dass
jeder Block von den Ablaufdiagramm-Darstellungen, und Kombinationen
von den Blöcken
in den Ablaufdiagramm-Darstellungen,
Kombinationen von Mitteln zur Durchführung der spezifischen Funktionen
und Kombinationen von Schritten zur Durchführung der spezifischen Funktionen
unterstützen.
Es wird ebenfalls verständlich
sein, dass jeder Block von den Ablauf-Darstellungen, und Kombinationen
von Blöcken
in den Ablaufdiagramm-Darstellungen, durch Computersysteme, welche
auf einer Spezialzweck-Hardware basieren, implementiert werden können, welche
die spezifischen Funktionen oder Schritte durchführen, oder durch Kombinationen
von Spezialzweck-Hardware und Computeranweisungen.
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Bezugnehmend
nun auf 5 beginnt eine Abtast-Strategie
zur Lokalisierung von Schmalband-AMPS- oder D-AMPS-Kanälen unter
Verwendung eines Dual-Modus-Zellular-Funktelefons durch ein Auswählen des
Breitband(GSM)-Empfängermodus
bei Block 502. Bei Block 504 wird der Empfänger auf
den Bereich des Spektrums abgestimmt, welcher die AMPS-Steuerkanäle enthält, und
wird der Empfänger
in Schritten von beispielsweise 150 kHz schrittweise abgestimmt,
wobei bei einer Signalstärke-Mittelungszeit
auf jedem Kanal verweilt wird, und die mittlere Signalstärke gemessen
wird. Bei Block 506 wird ein Test vorgenommen, ob irgendeine
gemessene mittlere Signalstärke
einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Wenn dies der Fall ist, dann wird bei Block 512 der Schmalband-AMPS-Modus ausgewählt. Bei
Block 514 wird der Empfänger
auf den ersten der 30 kHz Kanalschritte, welche sich innerhalb des
Bereiches der höchsten
mittleren Signalstärke,
wie in Block 506 identifiziert, befinden, und dann auf
sequenzielle 30 kHz Kanäle
in diesem Bereich abgestimmt, wobei die mittlere Signalstärke in jedem
30 kHz Kanal unter Verwendung der AMPS-Empfänger-Bandbreite gemessen wird.
Bei Block 516 wird der AMPS-Kanal, welcher die größte Signalstärke enthält, identifiziert.
Bei Block 518 wird der Empfänger auf jenen Kanal abgestimmt,
und wird ein Versuch unternommen, um einen analogen Steuerkanal
zu decodieren.
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Bei
Block 522 wird, wenn kein analoger Steuerkanal korrekt
decodiert ist, dann eine Bestimmung vorgenommen, ob zusätzliche
Signalstärken
oberhalb des Schwellwertes bei Block 524 vorliegen. Wenn
dies der Fall ist, dann werden Blöcke 514–522 unter
Verwendung der AMPS-Empfänger-Bandbreite für alle Bereiche,
welche in der Breitband-Abtastung von
Block 504 mit Signalstärken
oberhalb des vorbestimmten Schwellwertes im Block 506 identifiziert sind,
wiederholt, bis ein AMPS-Steuerkanal bei Block 522 aufgefunden
ist.
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Fortführend mit
der Beschreibung von 5, wird dann,
wenn kein Bereich ein Signal oberhalb des vorbestimmten Schwellwertes
bei Block 524 enthält, oder
keine zusätzlichen
analogen Steuerkanäle
bei Block 508 aufgefunden werden, dann bei Block 526 der
Breitband(GSM)-Modus
neu ausgewählt,
und wird bei Block 528 der Empfänger auf den Bereich des Spektrums
abgestimmt, in welchem sich die AMPS-Digitalsteuerkanäle oder
D-AMPS-Verkehrskanäle
befinden können.
Ein Zähler
wird auf Null eingestellt.
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Bei
Block 532 wird der Empfänger
auf einen Kanal abgestimmt, und wird eine mittlere Signalstärkemessung über eine
Zeitperiode von weniger als 6,6 ms vorgenommen. Bei Block 534 wird
die Abstimmung auf sequenzielle Kanäle erhöht, beispielsweise durch eine
Erhöhung
in 150 kHz Schritten. Wenn bei Block 536 keine Gesamtzeit
von 6,6 ms verwendet wird, dann werden die mittleren Signalstärkemessungen
abermals bei Block 532 durchgeführt. Sobald eine Gesamtzeit
von 6,6 ms bei Block 536 verwendet wurde, wird der Zähler bei
Block 538 um eins erhöht. Unter
der Annahme, dass bei Block 542 drei Durchgänge durchgeführt wurden,
werden zusätzliche Durchgänge vorgenommen,
bis drei vollständige Durchgänge bei
einer verwendeten Gesamtzeit von 20 ms vorgenommen wurden. Es wird
verständlich sein,
dass bei jedem der Durchgänge
die gleichen Kanäle
vorzugsweise in der gleichen Reihenfolge gemessen werden.
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Bei
Block 544 werden die größten aus
den drei Signalstärkemessungen,
welche auf jedem Kanal in Blöcken 532–542 vorgenommen
sind, beibehalten. Dann werden Blöcke 532–544 unter
Verwendung von weiteren Kanälen
wiederholt, bis der gesamte Bereich des D-AMPS-Spektrums abgetastet wurde.
Sobald der gesamte Bereich des D-AMPS-Spektrums bei Block 546 abgetastet
wurde, wird dann bei Block 548 jener Bereich des D-AMPS-Spektrums,
welcher die höchsten
beibehaltenen Signalstärkemessungen
enthält,
identifiziert. Bei Block 552 wird ein Test vorgenommen,
ob jegliche der beibehaltenen Signalstärken größer ist als der vorbestimmte Schwellwert.
Wenn dies der Fall ist, wird dann bei Block 554 ein Schmalband-D-AMPS-Modus
ausgewählt,
und wird ein Zähler
auf null eingestellt. Bei Block 556 wird der Empfänger auf
den ersten 30 kHz Kanal in dem Bereich der größten Signalstärke, welche
in Block 548 identifiziert ist, abgestimmt, und wird eine
Signalstärkemessung
innerhalb einer Zeitperiode von weniger als 6,6 ms vorgenommen.
Bei Block 558 wird der Empfänger sequenziell auf höhere Kanäle aus den
fünf Schmalbandkanälen, welche
in einem 150 kHz Bereich einbezogen sind, abgestimmt, und werden
Signalstärkemessungen
auf jedem, alle innerhalb der 6,6 ms, bei Block 558 vorgenommen, bis
alle Kanäle
bei Block bei 562 gemessen wurden. Der Zähler wird
bei Block 564 um eins erhöht. Unter der Annahme, dass
bei Block 566 keine drei Durchgänge vorgenommen wurden, werden
ein zweiter und dritter Durchgang von Blöcken 556–564 vorgenommen.
Wie zuvor, verwendet jeder Durchgang vorzugsweise die gleichen Kanäle in der
gleichen Reihenfolge.
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Dann
wird bei Block 568 die größte aus den drei Signalstärkemessungen,
welche bei Blöcken 556–566 vorgenommen
sind, für
jeden Kanal beibehalten. Bei Block 572 wird der Empfänger auf
jenen Kanal abgestimmt, welcher die größte Signalstärke enthält, und
wird ein Versuch unternommen, ein D-AMPS-Verkehrssignal oder einen
digitalen Steuerkanal (DCC) zu erfassen.
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Bei
Block 574 werden, wenn ein D-AMPS-Verkehrskanal erfasst
ist, dann bei Block 576 die "umgekehrten Bits" ausgelesen, um die Frequenz des DCC
zu bestimmen, und wird dann jene Frequenz abgestimmt. Wenn bei Block 574 kein
D-AMPS-Verkehrskanal
erfasst wurde, wird dann bei Block 578 ein Test vorgenommen,
ob ein D-AMPS-Digital-Steuerkanal erfasst wurde. Wenn dies der Fall
ist, wird der digitale Steuerkanal bei Block 582 decodiert. Wenn
dies nicht der Fall ist, wird dann bei Block 584 ein Test
vorgenommen, ob weitere beibehaltene Signalstärken in Block 568 den
vorbestimmten Schwellwert überstiegen
haben. Wenn dies der Fall ist, werden dann die Betriebe der Blöcke 556–584 wiederholt,
bis alle beibehaltenen Signalstärken,
welche den Schwellwert überstiegen
haben, getestet sind. Wenn resultierend aus der Verarbeitung von
Blöcken 556–584 kein
digitaler Steuerkanal lokalisiert ist, wird dann bei Block 586 ein
Versuch unternommen, um einen GSM-Steuerkanal zu lokalisieren.
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Bei
Block 586 enthalten GSM-Steuerkanäle Bursts von einer Schmalband-Energie,
welche Frequenz-Steuer-Bursts (FCB) genannt werden, welche unter
Verwendung von einer schmalen Bandbreite, ungefähr von der Größenordnung
der AMPS-Empfänger-Bandbreite,
einfacher identifiziert worden wären.
Daher kann es hilfreicher sein, die schmale D-AMPS-Bandbreite zur Lokalisierung
von Breitband-GSM-Steuerkanälen auszuwählen. Im
Gegensatz dazu, wie bei den obigen Schritten beschrieben, ist es
vorteilhaft, die breite GSM-Bandbreite auszuwählen, um bei der Lokalisierung
von Schmalband-AMPS- oder D-AMPS-Kanälen zu unterstützen.
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Es
ist verständlich,
dass 5 eine Prioritätsreihenfolge
zur Lokalisierung von Steuerkanälen von
(i) AMPS, (ii) D-AMPS und (iii) GSM annimmt. Jedoch kann diese Reihenfolge
variiert werden, beispielsweise basiert auf dem Subskriptionstyp,
welchen der Teilnehmer mit einem Zellulardienst-Bereitsteller hat.
Das Zellular-Funktelefon
kann zunächst versuchen,
einen Steuerkanal des Systemtyps, welcher durch den ausgewählten Dienstbereitsteller
verwendet wird, ein so genanntes "bevorzugtes System" zu lokalisieren. Die Definition von
bevorzugten Systemen kann in einer Smart-Card programmiert werden, welche
durch den Zellular-Betreiber bereitgestellt wird, oder kann alternativ
durch den Benutzer unter Verwendung der Tastatur und der Anzeige
von einem neu programmierten Menü von
Optionen ausgewählt werden.
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Darüber hinaus
ist es nicht notwendig, die gesamte Suche nach einem Systemtyp zu
vollenden, bevor die Lokalisierung eines weiteren Systemtyps versucht
wird. Wenn sich beispielsweise herausstellt, dass ein 150 kHz Bereich
von einer hohen Signalstärke
im 1 900 MHz Band kein D-AMPS-Signal
enthält,
kann daraus folgend angenommen werden, dass er ein GSM-Signal enthält. Diese
Hypothese kann getestet werden, bevor weitere 150 kHz Bereiche für D-AMPS-Signale
getestet werden. Im Allgemeinen kann die Suchreihenfolge nach unterschiedlichen
Systemen unter Verwendung von einer historischen Information variiert
werden, und kann die Reihenfolge, bei welcher Kanäle für einen
einzelnen Systemtyp durchsucht werden, unter Verwendung der historischen
Information priorisiert werden. Eine solche Information kann beispielsweise
enthalten, dass das Telefon sich am häufigsten auf einen D-AMPS-Steuerkanal
auf einer ersten Liste von Frequenzen, einen AMPS-Steuerkanal auf
einer zweiten Liste von Frequenzen und/oder einen GSM-Steuerkanal auf einer
dritten Liste von Frequenzen eingerastet hat. Es kann gespeichert
werden, wie oft jede Frequenz in der Vergangenheit ausgewählt wurde,
und jene Frequenzen können
in der Reihenfolge der Wahrscheinlichkeit zuerst abgetastet werden.
Eine Signalstärke,
oberhalb welcher eine erfolgreiche Erlangung des Signals zuvor erwähnt wurde,
kann ebenfalls gespeichert werden. Wenn nach dem Abtasten eine solche
Signalstärke überstiegen
wird, kann ein Versuch zum Auslesen des Signals vor einer Bewertung
von weiteren Signalen in einer Prioritätsreihenfolge versucht werden.
Somit kann die historische Information dazu verwendet werden, um
in der Mittelung die Zeitverzögerung
nach dem Einschalten zu minimieren, bevor ein Signal gefunden wird.
Zusätzlich
kann das Funktelefon die Kanäle
in der Liste mit der verstrichenen Zeit, seitdem jede zuletzt verwendet
wurde, der Zeit und dem Datum, bei welchen jede zuletzt verwendet
wurde, kommentieren, oder kann sie lediglich in der Reihenfolge
der jüngsten
Verwendung speichern. Kanäle,
welche vor kurzem verwendet wurden, können dann zunächst aufgesucht
werden.
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6 ist
eine Kombination aus
2 und
4 von dem
oben angegebenen
U.S. Patent 6,591,100 .
6 stellt
ein Zellular-Funktelefon dar, bei welchem ein Breitband- Digitalisierungs-Empfänger eine
gesamte abgetastete Bandbreite periodisch digitalisiert und die
komplexen Signalabtastungen verarbeitet, um Energiewerte für jeden
aus einer Anzahl von Schmalbandkanälen zu erlangen. Eine genaue
Beschreibung von
6 kann in dem oben angegebenen
U.S. Patent 6,591,100 aufgefunden
werden und braucht hier nicht wiederholt zu werden. Diese Technik
kann ebenfalls bei der vorliegenden Erfindung angewendet werden,
indem bei Block
504 das Signal, welches in der GSM-Bandbreite empfangen wird,
unter Verwendung des komplexen Vektor-Digitalisierers des GSM-Empfängers digitalisiert
wird, welcher beispielsweise der Logpolar-Digitalisierer des
U.S. Patent No. 5,048,059 des
vorliegenden Erfinders sein kann. Die Abtastungen werden bei einer Rate
eingesammelt, welche höher
als die Nyquist-Rate für
die Bandbreite ist, und werden dann einem digitalen Kanalisationssystem,
wie beispielsweise FFT, unterbreitet, welches das Signal in unterschiedliche
schmalere Frequenzbänder
aufspaltet. Die Energie in jedem der Frequenzbänder wird dann über die
Abtastperiode gemittelt, um eine Signalstärkemessung für jeden
schmaleren Kanal zu erlangen.
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Diese
Verarbeitung kann "offline" unter Verwendung
von weiteren Signalverarbeitungsressourcen vorgenommen werden, wie
beispielsweise digitale Signalprozessoren, welche zur Abstimmung
des Empfängers
oder zur Einsammelung oder Digitalisierung von Abtastungen nicht
verwendet werden. Daher kann die digitale Signalverarbeitung von
Abtastungen, welche zuvor durch den Empfänger eingesammelt wurden, welcher
auf einen Kanal abgestimmt ist, stattfinden, während der Empfänger auf
einen weiteren Kanal abgestimmt wird, oder darauf Abtastungen einsammelt.
Dies kann dabei unterstützen, dass
Blöcke 506, 512 und 514 ersetzt
werden, indem digitale Signalverarbeitungs-Abtastungen zur gleichen
Zeit bei Block 504 eingesammelt werden, bei welcher Block 504 damit
fortfährt,
um das Band in großen
Schritten abzutasten. Ähnlich,
wenn Blöcke 526–552 komplexe
Digitalisierungen des Signals, welches unter Verwendung der GSM-Bandbreite empfangen
ist, und eine digitale Verarbeitung des gleichen, um das Signal
in 30 kHz Frequenz-Erhöhungen
aufzuspalten, enthalten, können
Blöcke 554–568 beseitigt
werden und in der digitalen Signalverarbeitung enthalten sein, wodurch
somit die Erfassung eines D-AMPS-Signals beschleunigt wird.
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Wenn
die GSM-Bandbreite ausgewählt
ist, kann die GSM-Komplex-Abtastrate
von 270,833 ks/S ebenfalls ausgewählt werden. Die Abtastzeit
kann ebenfalls derart ausgewählt
werden, dass sie der GSM-Abtastzeit von einem GSM-Schlitz von ungefähr 0,5 ms
entspricht, welches zumindest 128 komplexe Abtastungen ergibt. Wenn
mehrere Abtastungen genommen werden, um zu ermöglichen, dass einige Abtastungen
zu Beginn und zum Ende des Abtast-Fensters verworfen werden, wo Übergangseffekte
vorherrschen, werden vorzugsweise 128 gültige Abtastungen eingesammelt.
Diese Anzahl kann es für
gewöhnlich
ermöglichen,
dass eine Basis-2-FFT
verwendet wird, um den spektralen Inhalt der Abtastungen zu bestimmen,
und dadurch den Teilkanal zu bestimmen, welcher die maximale Energie
enthält.
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Ein
weiteres, potenziell wirkungsvolleres Verfahren, wird nun zur Bestimmung
eines 30 kHz Teilkanals, welcher die maximale Energie enthält, basierend
auf einer sukzessiven Dreiteilung des Spektrums beschrieben. Zunächst wird
jedes Paar von angrenzenden Abtastungen auf drei unterschiedlichen Wegen
zusammengefasst, welche definiert sind durch:
EVEN + ODD
EVEN
+ j.ODD
und EVEN – j.ODD
um
3 × 64
= 192 zusammengefasste Ergebnisse zu erlangen. Mit jedem Satz von
64 Ergebnissen, entsprechend den gleichen Verfahren der Zusammenfassung,
wird der Modulus-Quadratwert
der 64 komplexen Nummern berechnet und summiert. Die Ergebnisse
für das
Zusammenfassungsverfahren, welche dem größten Summenquadrat-Modulus
ergaben, werden dann beibehalten, wobei eine Auswahl von einer der
drei Frequenzverschiebungen –Fs/4,
0 oder –Fs/4
dargestellt wird, wobei Fs die Abtastrate (270,833 kHz) ist. Die
Signalabtastungen wurden dann in der Frequenz um –67 kHz,
0 oder +67 kHz in der Reihenfolge verschoben, um den Bereich, welcher
die maximale Spektralenergie enthält, in das Zentrum zu bringen.
Die Anzahl von Abtastungen wurde durch diesen Dezimierungsprozess
ebenfalls von 128 auf 64 halbiert, welches ebenfalls die Bandbreite
halbieren kann.
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Der
Prozess kann auf die 64 verbleibenden Abtastungen wiederholt werden,
wodurch das Spektrum durch eine Frequenzverschiebung von –34 kHz, 0
oder +34 kHz dreigeteilt wird. Nach dieser Stufe sollte es offensichtlich
sein, welche 30 kHz Unterteilung von der ursprünglichen Bandbreite den Großteil der
Energie enthält,
jedoch ist es ebenfalls möglich, den
Frequenz-Dezimierungsprozess,
wenn gewünscht,
auf zumindest einer weiteren Stufe durchzuführen. Ein Speichern der Summenquadrat-Modulus-Merkmale
kann ebenfalls Aufschlüsse über den Ort
der spektralen Spitze bereitstellen, und ob es mehr als eine Spitze
gibt, und kann ebenfalls dabei unterstützen, zu bestimmen, ob das
abgetastete Signal ein D-AMPS- oder GSM-Signal war. Es können Wahrscheinlichkeitsabschätzungen
für jeden
Frequenzkanal angesammelt werden, ob der Kanal:
- a)
kein nützliches
Signal enthält,
- b) einen AMPS-Analog-Steuerkanal enthält,
- c) einen D-AMPS-Verkehrskanal oder einen DCC enthält, oder
- d) einen GSM BCCH enthält.
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Wenn
eine ausreichend hohe Wahrscheinlichkeit, basierend auf einer vornherein
historischen oder beginnenden Wahrscheinlichkeit, mit den Ergebnissen
der Kanalabtastung zusammengefasst, erfasst wurde, kann der Empfänger dann
zu einem vollen Versuch eingesetzt werden, sich mit dem Kanal der
höchsten
Wahrscheinlichkeit, welcher ein nützliches Signal enthält, zu synchronisieren
und Daten daraus auszulesen.
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Ein
Nachteil der Durchführung
einer erweiterten digitalen Signalverarbeitung liegt darin, dass der
Batteriestrom während
der Abtastung erhöht wird.
Dies kann durch eine schnellere Signalerlangung versetzt werden,
so dass die Gesamtanzahl von Milliampere-Stunden, welche dazu verwendet wird,
um ein Signal zu erlangen, reduziert wird, welches hinsichtlich
der Batterie-Lebensdauer vorteilhaft ist. Es können jedoch Fälle auftreten,
bei welchen kein Signal aufgefunden wird, und es kann dann nachteilhaft
sein, mit dem Verbrauch einer höheren Leistung
beim Suchmodus fortzufahren.
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Die
breiten Prinzipien von der Erfindung wurden oben beschrieben, und
es wurden zahlreiche Wege hervorgehoben, auf welche die Erfindung
gemäß der Natur
der Benutzer-Subskription
adaptiert werden kann. Es kann ebenfalls hervorgehoben werden, dass
unterschiedliche Adaptionen der erfindungsgemäßen Abtast-Strategien über eine
menügetriebene
Anzeige vorprogrammiert und durch den Benutzer ausgewählt werden
können.
Alternativ können
unterschiedliche Adaptionen periodisch durch das Funktelefon ausprobiert
werden, und es kann jene, welche im Mittelwert einen Kanal am schnellsten bei
unterschiedlichen Signalumgebungen auffindet, als die bevorzugte
Strategie ausgewählt
werden, wenn auf jene Signalumgebung gestoßen wird.
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In
den Zeichnungen und in der Beschreibung wurden typische, bevorzugte
Ausführungsformen von
der Erfindung beschrieben, und sie werden, obwohl spezifische Ausdrücke verwendet
werden, lediglich in einem gattungsgemäßen und beschreibenden Sinne
und nicht aus Zwecken der Beschränkung verwendet,
wobei der Umfang von der Erfindung in den folgenden Ansprüchen dargelegt
ist.