JP3977440B2 - 無線通信システムにおける改良された信号受信認知のための回路と方法 - Google Patents

Description

本発明の背景
発明の分野
本発明は、全体的に言えば、地球セルラ通信システムまたは衛星セルラ通信システムのような無線電話通信システムに関する。本発明は特に、このような無線電話通信システムの中で動作可能なユーザ端末、すなわち無線電話、と通信を開始するための回路およびそれに付随する方法に関する。さらに詳細に言えば、本発明は、無線電話通信システムの中のユーザ端末により送信される認識信号の改良された受信と相関のための回路およびそれに付随する方法に関する。
ユーザ端末と通信を開始するために、ユーザ端末をページングするためのページング信号が放送局からユーザ端末に送信される。このページング信号をユーザ端末が受信する時、ユーザ端末がページング信号の受信を認知する認識信号を送り返す。この認識信号が大幅に減衰を受けるかも知れない環境の中で、ユーザ端末が動作することがあるであろう。ユーザ端末が衛星セルラ通信システムで動作し、そして認識信号が大きな距離を通して衛星ベースの送受信機に送信しなければならない時、大幅なレベルの減衰が存在する可能性のために認識信号の適切な通信が妨げられることが考えられる場合には、特に問題である。
認識信号の通信を容易に行うために、バックグラウンドの雑音を上回って認識信号を良好に識別するためには、認識信号の「余裕度」を増大させることが行われる。ユーザ端末の電力レベルには限界があるので、そしてそれを増大させることは通常はできないので、ユーザ端末の電力レベルを増大することにより、認識信号の余裕度を増加させることはできない。その代わりに、選定された符号化技術に従って認識信号を符号化することにより、認識信号の余裕度が増加し、そして受信が改良される。この方式により、認識信号の通信を容易に行うことができる。ページング信号の受信を認知することにより、無線電話がページング信号をいったん受信すると、ユーザ端末にページング信号を繰り返し送信することを行わなくてよい。そして、もし認識信号が検出されないならば、ページング信号の電力レベルを増加することにより、または異なる符号化方式に従ってページング信号を符号化することにより、またはそれらの組み合わせによるといったような、さらに高い余裕度レベルでページング信号が再送信される。繰り返しページングを行うことの結果は、もちろん、衛星および他のシステムの資源を消耗することである。
本発明の背景と目的
通信システムは、最小限において、通信チヤンネルによって相互に接続された送信機および受信機で形成される。通信システムが動作することにより、送信機で発生されたまたは送信機に加えられた情報内容を備えた通信信号を、少なくとも、送信することができる。通信信号は、通信チヤンネルを通して、受信機に向けて送信される。受信機は送信された通信信号を受信し、そして受信機が動作することにより、通信信号の情報内容を再生することができる。
無線通信システムは、通信チヤンネルが電磁波周波数スペクトルの中の１個または多数個の周波数帯域で形成される、通信システムである。無線通信システムで動作することができる送信機は、通信チヤンネルを通してその送信を行うことができる特性を有する通信信号を発生し、そして無線通信システムで動作することができる受信機は、通信チヤンネルを通して送信される通信信号の受信を行うことができる。
ラジオ受信機は、典型的な場合、それを通して通信信号が送信される通信チヤンネルの周波数に同調可能な同調回路と、通信信号で形成される受信信号を送信周波数から低い周波数の信号に下方変換する下方変換回路、すなわち復調器と、通信信号の情報内容を再生することができる復号化回路とを有する。
セルラ通信システムは一種の無線通信システムである。セルラ通信システムの基幹設備が地球的な領域の中に設置される時、全体的にいって、このシステムが受け持つ地球的な領域の中の任意の地点にセルラ・システムの加入者が配置される時、加入者はシステムの中で電話で通信することができる。前記の基幹設備は以下ネットワークと呼ぶ。
セルラ通信ネットワークは、少なくとも世界の多くの人口集中地の大部分を網羅して設置される。このようなセルラ・ネットワークで形成されるセルラ通信システムに対する多数の加入者は、このようなセルラ・ネットワークによりカバーされる領域の中にいれば、電話で通信することができる。
けれども、人口集中地に近くないような領域には、従来のセルラ通信ネットワーク、すなわち地球的セルラ通信ネットワーク、は設置されていなかった。人口密度の低い領域では、例えば、地球的セルラ通信ネットワークは経済的に存立できない可能性があるので設置されないでいる。
既に設置されている地球的セルラ通信ネットワークは、種々の異なる基準に従って構成されている。１つのセルラ通信システムの中で動作することが可能なユーザ端末でも、場合によっては、他のセルラ通信システムの中では動作することができない。
したがって、セルラ通信ネットワークが設置されている領域の中でも、もし他の１つのセルラ通信ネットワークとだけ動作することができるように構成されたユーザ端末をもしユーザが用いようとするならば、ユーザはこのセルラ通信ネットワークを利用しては通信できないことがあるであろう。
衛星セルラ通信システムが提案されている。この衛星セルラ通信システムが設置されれば、このシステムで動作することが可能なユーザ端末を用いて、ユーザはほとんどどの地点にいても、衛星セルラ通信システムを通して電話で通信することができるであろう。衛星ベースの送受信機とユーザ端末との間のダウン・リンク信号および他の信号と、ユーザ端末と衛星ベースの送受信機との間のアップ・リンク信号とを送信することにより、ユーザ端末と衛星ベースの送受信機との間の電話通信が可能であろう。衛星ベースの送受信機と地上局との間の付加的な通信接続を実現することにより、ユーザ端末のユーザは、地上局および衛星ベースの送受信機を通して、他の人達と電話で通信することができるであろう。
ユーザ端末に対して呼出しが行われるべきである時、ユーザ端末に対してまず管理通信信号が送信される。その呼出しに従って通信信号を受信しおよび送信するために、とりわけユーザ端末が正しい通信チヤンネルに同調を取ることができるように、ユーザ端末に呼び出しが行われていることを通知しなければならない。
通信を開始するために、衛星ベースの送受信機または地球的セルラ通信システムの基地局のいずれかのネットワーク局は、ユーザ端末にページング信号を送信する。ユーザ端末がページング信号の受信の指示を適切な時刻に受け取ることにもしネットワーク局が失敗するならば、ページング信号の送信を繰り返すことが不必要に行われるかも知れない。
ユーザ端末がページング信号を検出できるために、ページング信号は十分に大きな「余裕度」を有する信号でなければならない。信号の余裕度とは、ガウス型の雑音レベルを越えた信号を受信機により適切に検出することができる、受信機が受信可能な正規のレベルを上回った信号の電力の量である。信号の余裕度は、要求された信号対雑音比（ＳＮＲ、signal-to-noise ratio）を越える量、または特定のサービスの品質を、デシベル（ｄＢ）で表すことがある。信号の電力レベルを増大させることにより、および信号を符号化することにより、および信号を繰り返すことにより、信号の余裕度を増加させることができる。ページング信号の受信を認知するために、ユーザ端末により認識信号を発生することができる。ページング信号に要求される余裕度と同じように、信号を検出するために、ネットワーク局に対してまたは軌道上の衛星ベースの送受信機に対して、認識信号は十分に大きな余裕度を有しなければならない。
ユーザ端末の電力容量は限定されたものであるので、認識信号の余裕度を増す目的で、ユーザ端末からネットワーク局に送信される認識信号の電力レベルを無制限に増加させることはできない。したがって、高いレベルの減衰を有する送信チヤンネルを通して通信を実施しなければならない時、認識信号をネットワーク局に適切に通信できない可能性がある。
したがって必要なことは、ネットワーク局とユーザ端末との間の通信を開始するために、ネットワーク局が送信する必要のあるページング信号の数をできるだけ少なくする方式を得ることである。したがってまた必要なことは、ページング信号をユーザ端末で受信する際、高い余裕度でもって信号を認知する方式を得ることである。したがってさらに必要なことは、ユーザ端末によって送信された前記の高い余裕度を備えた認識信号が、種々の環境の下でおよび種々の動作条件の下で、正しく受信される方式を得ることである。
本発明の重要な改良が考案されたのは、衛星ベースのセルラ通信システムまたは地球ベースのセルラ通信システムのような無線電話通信システムに従う通信に関するこの背景を考えてのことである。
したがって本発明の１つの目的は、前記で説明された高い余裕度の認識信号を発生および送信するためのシステムおよび方法、およびこの送信された信号を受信および相関を行うためのシステムおよび方法を得ることである。
本発明のまた別の目的は、未知のタイミング・エラーおよび未知の大きな周波数エラー、例えばドップラ効果、が存在するような理想的でない条件の下で、前記信号を発生、送信、受信および相関を行うシステムおよび方法を得ることである。
本発明のさらに別の目的は、前記で説明された受信された認識信号の受信および相関において、複雑さを少なくしおよび精度を増加させることである。
エリクソンＧＥモービル（Ericsson GE Mobile）の文献（第ＷＯ 96 28944号）は、ページング・メッセージの受信を確認する認識信号を送信するための送信機と、認識信号を受信するための受信局とを備えた、２方向ページング・システムを開示している。固定された受信システムにより、利得７ｄＢを有する２個の空間的に離れた受信アンテナを用いることによって、空間的に多方向の受信が得られる。整合したフィルタは、認識信号を期待される波形と相関を行うことにより複号化を行い、そしてその地点における仮定された到達時間からそれぞれの受信機地点に対して時間整合が行われる。この相関の大きさが付加されて、複合相関値が得られる。もし実際の相関が最大値よりもそれ程低くないならば、認識信号は検出されたと考えられる。他のコードを用いて、このことを繰り返すことができる。
発明の要約
本発明により、無線電話通信システムで動作することができるユーザ端末でもって、通信を開始する回路とそれに付随する方法とを、利点をもって得ることができる。
ユーザ端末との通信を開始するのに必要なページング信号の送信が、できるだけ少なくされる。ユーザ端末にページングを行うために、ページング信号がネットワーク局によって送信される。ユーザ端末がページング信号を受信する時、ユーザ端末はページング信号の受信を認知する認識信号を送り返す。
認識信号が大幅な減衰を受けるような環境の中でユーザ端末が動作する可能性があるので、選定された符号化技術に従って認識信号を符号化することにより、認識信号の余裕度が増加される。それにより、ユーザ端末が認識信号を送信する電力レベルを増大することなく、認識信号の余裕度が増加する。
ユーザ端末との通信を開始するためにネットワーク局に要求される通信帯域幅が、できるだけ小さくされる。本発明は、地球的セルラ通信システムと衛星セルラ通信システムとの両方において、利点をもって実施することができる。ユーザ端末のページングを繰り返すことを避けることができる。そして、もし認識信号がネットワーク局によって検出されないならば、ユーザ端末に対するページング信号の通信が成功する確率を増すために、ネットワーク局により発生されるページング信号の余裕度レベルが増加される。例えば信号の電力レベルを増加することにより、またはさらに確固とた符号化方式で信号を符号化することにより、余裕度レベルのこの増加が行われる。
本発明の１つの観点によれば、少なくとも衛星ベースの送受信機とユーザ端末とを有するセルラ衛星通信システムの通信が開始される。衛星ベースの送受信機により送信されたページング信号でもって、ユーザ端末のページングが行われる。ユーザ端末によるページング信号の受信を認知するために、ユーザ端末で発生した認識信号が衛星ベースの送受信機に送り返される。
本発明のまた別の観点によれば、ページング信号が第１電力レベルでフォワード・リンク・チヤンネル（forward-link channel）に送信される。このページング信号は、ページング信号が送信される電力レベルを指示するために、電力レベル指示部分を有する。もしページング信号の受信が選定された時間間隔内に認知されないならば、ページング信号が増大された電力レベルでもって再び送信され、それによりページング信号の通信が成功する確率が増加する。またはそれとは異なって、確実さが増大する方式でページング信号を再び符号化し、またはページング信号の余裕度を他の方式で増加して再び送信が行われる。
本発明のいずれの観点においても、ユーザ端末による認知を示す信号を解析するのに、多数個の相関器が用いられる。このような信号のおのおのは、対応する多数個のシーケンスに分割される。これらの信号のおのおのは、それぞれの相関器を通って検証が行われる。本発明の１つの実施例では、信号が多数個のシーケンスに分割され、そしてそのおのおのがそれぞれの相関器によって相関が行われる。本発明のまた別の実施例では、多数個の同等で短い認識信号が送信バーストの中で送信され、そして相関器のおのおのがさらに長い送信バーストの中でそれぞれの短い信号と相関を行う。
したがって、これらの特徴およびその他の特徴において、通信開始の方法および付随する回路は、第１無線通信局により第２無線通信局と通信を開始する。ページング信号が第１無線通信局からフォワード・リンク・チヤンネルで送信される。ページング信号は第１余裕度レベルで送信され、そしてこのページング信号は、そのページング信号が送信される余裕度レベルを示す部分を指示する余裕度レベルを有する。もし第２無線通信局が選定された時間間隔内にページング信号の受信を認知できないならば、ページング信号が第１無線通信局からフォワード・リンク・チヤンネルで再び送信される。このページング信号は、第１余裕度レベルよりも大きな第２余裕度レベルで再送信される。この再送信されたページング信号は再び、ページング信号が再送信される余裕度レベルを示す部分を指示する余裕度レベルを有する。
本発明およびその範囲は、下記で概要が示される添付図面と、本発明の好ましい実施例に関する詳細な下記説明と、請求の範囲とにより、さらに完全に理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の１つの実施例の回路と方法を実施する衛星セルラ通信システムの機能ブロック線図。
図２は、本発明の１つの実施例の動作期間中に用いられるページング信号の中に含まれる諸情報を示した図。
図３は、図１に示された通信システムの詳細ブロック図。
図４Ａは、その中に認識信号を含む従来の送信バーストの図。
図４Ｂは、本発明の第１実施例、第２実施例および第３実施例に従い、図４Ａに示された認識信号が多数個のサブシーケンスに分割されることを示した図。
図５は、図４のサブシーケンス分割に相関を行うための一連の相関器を示した図。
本発明の詳細な説明
下記において添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。添付図面は、本発明の好ましい実施例の図面である。けれども、本発明は多くの異なる形式で実施することができ、そして本発明は説明される実施例に限定されるものではない。むしろこれらの実施例により、本発明の開示が詳細でかつ完全なものとなり、そして当業者が本発明の範囲を完全に理解することができるであろう。
図１は、衛星セルラ通信システムの図であって、１０で全体的に示されている。衛星セルラ通信システム１０は、本発明の１つの実施例の回路および付随する方法を示している。通信システム１０は衛星セルラ通信システムであるとして示されているけれども、本発明は地球的通信システムまたは他の無線電話通信システムでも同様に実施できることを最初に断っておく。当業者には分かるように、例えば、衛星セルラ通信システムの一定の衛星ベースの送受信機に対して地球ベースの基地局で置き換えることにより、地球的セルラ通信システムをその代わりに形成することができる。
通信システム１０は地上地球局１２を有する。地上地球局１２は、ここでは線路１４で示されている線路により、有線電話ネットワークに接続される。地上地球局１２は、とりわけ衛星ベースの送受信機１６と通信信号を送受信するための送受信機回路を有する。
衛星ベースの送受信機１６は、地上地球局１２と通信信号を送受信するように動作できるだけでなく、ネットワーク制御センタ１８の送受信機回路のような他の地上ベースのデバイスとも通信信号を送受信するように動作することができる。送受信機１６は主として、地上地球局１２で発生した信号をネットワーク制御センタ１８に中継する、またはその逆に中継を行う、中継器として動作することができる。この送受信機は、任意の周波数チヤンネルの信号を受信することができ、そしてまた別の周波数チヤンネルの信号を中継することができことが好ましい。
ネットワーク制御センタ１８の送受信機回路は、次に、送受信機２２のような他の衛星ベースの送受信機と通信信号を送受信することができる。送受信機１６と同様に送受信機２２は、例えばユーザ端末２４を含む地上ベースの送受信機と通信信号を送受信することができる。送受信機１６と同様に、送受信機２２は主として、それに送信される信号を中継する中継器として動作することができる。図示されているデバイスの送受信機回路のおのおのは、多数の通信局の間で通信を同時に行うことができるために、複数個の送受信素子を有する。
図１に示されたシステム１０のような衛星セルラ通信システムに従う通信により、世界中の広い地域のどの地点においても、ユーザ端末２４のようなユーザ端末のユーザが電話で通信することができる。送受信機１６および２２のいずれか１つのような衛星ベースの送受信機と通信信号を送信および受信することができる地点にユーザ端末２４のユーザがいる限り、ユーザは、他のユーザ端末２４のユーザと電話で通信することができる、または従来の有線ネットワークの電話デバイスと電話で通信することができる。衛星セルラ通信システムで可能な範囲はほぼ世界的に広がっているために、ユーザ端末２４のユーザは、ローカル・セルラ・システムとユーザ端末との両立性について心配する必要はない。ユーザはさらに、設置されたセルラ電話ネットワークまたは有線電話ネットワークを有していない地域と、電話で通信することができる。
例えば、地上地球局１２（すなわち、それに接続された電話デバイス）がユーザ端末２４に呼出しを開始する時、開始の指示が送受信機１６を通してネットワーク制御センタ１８に送られる。ネットワーク制御センタは、送受信機２２を通して端末２４に送られる、ページング信号を含む制御信号を発生する。呼出し設定がいったんうまく完成すると、地上地球局とユーザ端末との間の音声チヤンネルが定められ、地上地球局とユーザ端末との間の２方向通信が送受信機２２を通して可能となる。
前記で説明したように、ユーザ端末により発生された信号を送信することができる最大電力レベルを電力の限界が制限し、衛星ベースの送受信機とユーザ端末とが大きな距離に分離され、そして衛星ベースの送受信機を軌道上に配置するのに大きな費用が必要である。開発されている通信システムは、通信信号を通信するのに必要な帯域幅をできるだけ小さくする方式で開発が進められており、およびこのような通信システムで動作することができそしてユーザ端末により発生される信号の余裕度を増加する方式で開発が進められている。
例えば、ユーザ端末に対して呼出しが行われるべきである時、管理信号および制御信号が端末に先ず送られなければならない。このような信号が送信されて、例えば、ユーザ端末に呼出しが入っていることを通知し、そしてこのような呼出しに従ってユーザ端末に通信信号を送受信させる。ユーザ端末に送信される管理信号および制御信号の中には、入ってくる呼出しについてユーザ端末に警告を行うページング信号が含まれる。ユーザ端末にページングが行われる時、ユーザ端末はページング信号を受信する地点にいない可能性がある。このような場合には、ユーザ端末がページング信号を受信するように、ページング信号を繰り返さなければならない。
高浸透短メッセージ・サービスに対する送信技術に関する、1995年11月15日受付で本出願と同じ譲渡人に譲渡された、特許出願番号第08/559,692号は、ページング信号が大きな量の減衰を受ける時、ユーザ端末のページングを容易に行うページング方式を開示している。この出願中特許の内容は、参考として本出願の中に取り込まれている。
本発明の実施例が動作している間、ユーザ端末２４のようなユーザ端末が、正規のページング・チヤンネルまたは前記の出願中特許に開示されているような高浸透短メーセージ・サービス・チヤンネルのいずれかで送信されたページング信号を受け取る時、ユーザ端末は認識信号と共にページング信号の受信を認知する。
1996年３月29日受付けで本出願と同じ譲渡人に譲渡された、名称「無線通信システムの通信局間の通信を開始するための回路と方法（Circuitry and Method for Initiating Communication Between Communication Stations of a Radio Communication System）」の特許出願番号第08/626,182号はまた、認識信号のさらによい通信を容易に実行するために、認識信号を符号化することにより認識信号の余裕度が増加するページング方式を開示している。もし認識信号が選定された時間間隔内に受信されないならば、ページング信号が通信システムにより再び発生され、しかし増大した電力レベルで発生される。このように、ユーザ端末がページング信号を受信する場合には冗長なページング信号は発生しなく、そしてページング信号がユーザ端末によって受信されたとは認知されない時、ページング信号の電力レベルを増加させることによりページング信号の余裕度が増加する。またはそれとは異なって、ページング信号の余裕度を増大するために、ページング信号を最初に符号化することができる。この出願中特許の内容はまた、参考として本出願の中に取り込まれている。
図２は、ユーザ端末にページングを行うために、通信システムの動作期間中に送信されるページング信号の中に含まれる情報の図である。図２において、ページング信号は３２で全体的に示されている。
ページング信号はページング・チヤンネルＰＣＨで送信される。ページング・チヤンネルＰＣＨは、１個の通信プロトコルの中で、４個のバーストの信号長である。これらのバーストのおのおのは156ビットで形成される。前記の出願中特許にまた説明されたように、ユーザ端末にページングを行うために、高余裕度・高浸透度短メッセージ・サービス信号をその代わりに用いることができる。正規のページング・チヤンネルまたは高浸透度短メッセージ・サービス信号が送信されるチヤンネルのいずれかで送信されるページング信号の情報内容は、類似している。
図に示されているページング信号３２は、ユーザ端末識別子コード３４を有する。この識別子コードは、図１に示されたユーザ端末２４のような、ユーザ端末を独自に識別する値である。識別子３４は例えば、ザ・アソシエイション・オブ・サウスイースト・アジアン・ネーションズ（ＡＳＥＡＮ、The Association of SouthEast Asian Nations）のセルラ衛星（ＡＣｅＳ）通信システムに定められたテンポラリ・モービル・サブスクライバ・アイデンティティ（ＴＭＳＩ、Temporary Mobile Subscriber Identity）値またはインタナショナル・モービル・サブスクライバ・アイデンティティ（ＩＭＳＩ、International Subscriber Identity）値で作成することができる。ユーザ端末がページング信号を受信する時、識別子３４の値はページングが行われるユーザ端末を識別する。
前記特許出願番号第08/626,182号にさらに詳細に説明されているように、ページング信号３２は、ページング信号が送信される電力レベルを指示する指示器３６をさらに有する。この電力レベルは、１ビット・コードに対する２２０個の電力レベルの間、またはｎビット・コードに対する２ⁿ個の電力レベルの間にあることができる。またはそれとは異なって、ページング信号３２は、ページング信号を符号化するのに用いられる特定の符号化方式に対する指示器を有することができる。
図２にさらに示されているように、ページング信号３２は、コーディング・ビット３８、ここでは従来型のサイクリック冗長コード（ＣＲＣ、cyclic redundancy code）ビット、をさらに有する。ページング信号は、他の目的のために用いられるフラッグ・ビット４２をさらに有する。
１つの実施例では、ユーザ端末に対するその通信を容易に行うために、ページング信号３２は適切な符号化技術により符号化される。ページング信号は、識別子３４により識別されたユーザ端末によって受信される時、ユーザ端末に入ってくる呼出しの指示を提供する。
前記米国特許出願番号第08/626,182号にさらに詳細に説明されているように、ユーザ端末がページング信号３２を受信する時、符号化された信号で形成される認識信号がネットワーク局に返信される。認識信号は識別子コード３４を形成するＴＭＳＩまたはＩＭＳＩから得られ、そしてページング信号の電力レベル指示器３６を用いて、認識信号を符号化するのに用いられる符号化方式が選定される。例えばページング信号３２が正規の電力レベルで送信される時、認識信号は１つの方式で符号化され、そしてページング信号の電力レベルがさらに高い電力レベルであるように高められる時、認識信号は第２の方式で符号化される。
前記米国特許出願番号第08/626,182号に示されているまた別の実施例では、ユーザ端末は認識信号を複数回も発生する。ネットワーク制御センタ１８のようなネットワーク局は、その認識信号がそのぺーじに対する正しい認知であることを確実に行うために、受信された認識信号とそのネットワーク局に対して既知である期待される信号との間の相関が行われることがもちろん理解されるはずである。この認識信号とその相関との詳細は下記で説明される。
図３は、前記の図１で示されたネットワーク制御センタ１８と、送受信機２２と、ユーザ端末２４とを再び示した図である。ユーザ端末２４に呼び出しが行われるべきである時、ネットワーク制御センタはページング信号の送信を開始する。ページング信号は、送受信機２２を通してユーザ端末２４に送信される。ネットワーク制御センタ１８は、図では送信機５２および受信機５４で形成されると示されている送受信機回路を有する。送信機５２および受信機５４は、制御装置５６に接続される。制御装置５６が動作することにより、ページング信号を形成しおよび送信機５２によりページング信号を送受信機２２に対して送信する。送受信機２２の受信機６２は、このページング信号を受信する。
送受信機２２はさらに、送信機６４および制御装置６６を有することが示されている。ネットワーク制御センタ１８により発生された信号が送受信機２２の受信機６２によりいったん受信されると、制御装置６６は送信機６４に、ページング信号をユーザ端末２４に送信させる。それにより送受信機２２は、ネットワーク制御センタ１８で発生したページング信号を中継する中継器として機能する。制御装置６６が動作することにより、例えば、ページング信号がユーザ端末にそれを通して中継される周波数チヤンネルを変える。制御装置５６および６６は一緒になってページング信号の送信を制御し、および制御装置５６および６６は一緒になって制御素子６８を形成する。
もしユーザ端末２４がそれに送信されたページング信号を検出する時、端末２４は認識信号７２を発生する。認識信号７２は、送受信機２２を通して、ネットワーク制御センタ１８に戻すように送信される。送受信機２２の中で、認識信号が受信機６２により受信され、そして送信機６４により中継されて、ネットワーク制御センタ１８の受信機５４により受信される。
送信局、例えば回路網制御センタ１８、を有することにより、高電力短メッセージ・サービス（ＨＰ−ＳＭＳ、high power short message service）が付加的な白色ガウス型雑音（ＡＷＧＮ、additive white Gaussian noise）を越えて約20〜30ｄＢの接続余裕度で放射するのが通常であるようなページング信号３２の送信は、約７〜10ｄＢだけ送信電力を増大する、ことが理解されるはずである。このように、チヤンネル接続余裕度が信頼性のある音声通信に対して十分であることからは通常は程遠い建物またはトンネルの中でも、短いＨＰ−ＳＭＳまたは機敏なメッセージ、例えば電話番号またはビーッいう音により、電話または他のユーザ端末に到達することができる。逆方向の等価な接続余裕度がユーザ端末、例えば無線電話、から要望されるけれども、バイオハザード（bio-hazard）規制だけでなくまた電話電子装置に関する制約により、電話の送信電力を増大することはできない。必要な27〜30ｄＢの逆方向余裕度を得る１つの方法は、前記の特許出願番号第08/626,182号に開示されている。
図４Ａは、例えば時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ、Time Division Multiple Accss）フレームにおける従来の時間スロットのような、送信バーストの１つの例を示した図である。この時間スロットの中に、時間スロット送信のバースト長に実質的に等しい長さを有する符号化されたｍシーケンスの認識信号７２がある。前記の特許出願番号第08/626,182号において、このｍシーケンスは高余裕度ランダム・アクセス・チヤンネル（ＨＭ−ＲＡＣＨ、high margin randaom access channel）認識信号７２であり、１個のこのような信号７２だけが与えられたバーストの中で送信される。
ネットワーク制御センタ１８の制御装置５６は、受信された信号が相関工程によって選定されたユーザ端末２４により発生された、必要な認識信号を形成するかどうかを決定する。もし受信された信号が正しく相関しているならば、ユーザ端末２４に対する呼出しが継続することが許可される。もし正しい認識信号が受信されなかったと制御装置５６が決定するならば、制御装置５６はその電力レベル指示器３６の値を適切に変更してページング信号を再送信させる。送信機６４により再送信されたページング信号の電力レベルは、信号の減衰に打ち勝ってユーザ端末２４がページング信号を受け取ることができる程度に、増大される。この時、ユーザ端末２４は必要な認識信号に応答する。
けれども、前記特許出願番号第08/626,182号に開示されているＨＭ−ＲＡＣＨ認識信号７２および相関工程が有する１つの問題点は、可能な認識信号と実際の認識信号を表す記憶されたパターンとの複雑で精密なビットに関する比較を有する前記の相関工程が、例えば搬送波の位相が一定に保たれたままであるという、理想的な条件の下でのみ通常は可能であることである。正規の多重位相動作の期間中、メッセージの持続時間中にわたって位相が円の周りを多数回回転することができ、それにより相関工程と干渉するので、このことは問題である。この場合、相関を支援するために付加的な回路が必要である。
前記の工程が有する付加的な問題点は周波数とタイミングのエラーであり、これらはいずれも相関に悪い影響を与えるであろう。これらの相関の問題点は、前記の出願中特許に開示された技術を用いて前記の相関を実行するために、単一の相関フィルタを用いることに主として依っている。したがって、もし理想的な条件が存在しないならば、またはおのおのが異なる周波数オフセットに整合した別個のフィルタのバンクがもし用いられないならば、ｍシーケンス信号全体の相関は不可能ではないにしても困難であることが理解されるはずである。けれども、このためには付加的なハードウエアと計算上の複雑さとが要求され、その結果、寸法とコストが非常に増大する。したがって、前記特許出願番号第08/626,182号に開示されている従来の解決法を越えた、さらに改良された解決法が本発明により提供される。
図４Ｂは本発明の第１実施例の図である。この実施例により、前記で説明した図４Ａのｍシーケンスが、好ましくは等しい長さＮ／Ｍの多数個のセグメントまたはサブシーケンスに受信の際に分割される。ここで、Ｎは送信バーストの中のビットの数を表し、Ｍは分割／サブシーケンスの数を表す。図４Ｂに示された例では、Ｍは４である。Ｎの値は、例えば速い車両速度に対して、このシステムが動作しなければならない最悪の場合のドップラに従属して、Ｎは小さくなければならないことが当業者には分かるはずである。ネットワーク制御センタ１８の受信機５４の中の相関器の対応する数は、従来の方式のオリジナルのｍシーケンスの明確なサブシーケンス分割にそれぞれ整合する。サブシーケンス送信の間、チヤンネルは大幅には変わらないように数Ｍが選定される、ことが理解されるはずである。
図５は、Ｍ個の相関器が対応するシーケンスと整合していることを示した図である。図面ではＭは４であり、この４個の相関器、すなわち７４、７６、７８および８０、が対応するシーケンスと整合している。すなわち、相関器７４がｍシーケンス信号のサブシーケンス１に整合している、などである。それぞれの相関器の相関の結果が、ノンコヒーレント結合器８２の中で従来の方式で結合される。次に、この結合された結果が決定デバイス８４に送られ、そして前記で説明した認識信号７２が受け取られたかどうか、またはまた別のページが必要であるかどうか、の決定が行われる。
受信機５４により受信されるｍシーケンス信号のそれぞれのサブシーケンスは、長いメッセージを構成成分に分割する際に期待されるように、他のサブシーケンスのビット・パターンとは異なるビット・パターンを通常は含むことが、もちろん理解されるであろう。したがって、相関器のおのおのは通常、比較の目的のために、実際の認識信号７２のそれぞれの部分を表す異なるビット・パターンを含む。次に、相関器７４、７６、７８および８０の中の異なる相関が、説明されたように、結合器８２に送られる。
再び図４Ｂを参照して、本発明の第２実施例では、第１実施例に用いられたｍシーケンス全体よりは短い認識信号であるけれども、バーストの中のサブシーケンスのおのおのは前記で説明した認識信号を含んでいる。この実施例の相関器７４、７６、７８および８０のおのおのは、短い認識信号７２であるけれども、全体を表す同じビット・パターンを有する。この実施例の利点は、構成成分の同じ「サブシーケンス」の相関の性質が、バースト長ｍシーケンスの明確で異なるサブシーケンスとは対照的に、良好な相関の性質を示すことが保証されることである。
特性を増強する１つの努力において、第２実施例のように同じシーケンスを繰り返し用いる代わりに、明確なサブシーケンス・メッセージを用いることができることが理解されるはずである。システムの複雑さと負荷を処理するその性能とに依存する本発明のこの第３実施例において、高い成功の確率でもって認識信号を検出することができる。もし明確なサブシーケンスが用いられるならば、異なるサブシーケンスが適切な交差相関を有するはずである。
本発明の動作により、衛星セルラ通信システムまたは地球セルラ通信システムのような、無線通信システムの通信を容易に行うことができる。ページング信号を受信することに応答して認識信号を供給することにより、冗長なページングが避けられ、および衛星の電力をさらに効率的に用いることができる。そして認識信号の電力レベルを増加することなく認識信号の余裕度が増加するので、高いレベルの減衰を示す送信チヤンネルで認識信号を送信しなければならない時でも、認識信号の通信を実行することができる。さらに受信されたｍシーケンス信号の別々に相関する部分により、前記特許出願番号第08/626,182号の技術を用いる際に出会う前記で説明した問題点が非常に小さくなり、さらに効率的でかつコストについても効率的な方式で通信を容易に実行することができる。
通信チヤンネルを通して送信されるページング信号および認識信号を、衛星セルラ通信システムの衛星送受信機から放射することができおよびこのシステムの中のユーザ端末から放射する、ことができることが分かるはずである。
衛星ベースの通信システムまたは地球ベースの通信システムまたはその中の高浸透短メッセージ・サービス信号において、ページング信号は従来のページング信号を構成することができることが理解されよう。
前記の説明は、本発明を実施するための好ましい実施例についての説明である。本発明の範囲は、この説明に必ずしも限定されるわけではない。本発明の範囲は、下記の請求の範囲によって定められる。

Claims (18)

1. 第２無線通信局との通信を開始するための第１無線通信局の中の通信開始回路であって、
   前記第１無線通信局に取り付けられて、選定された余裕レベルのページング信号をフォワード・リンク・チヤンネルで第２無線通信局に送信する送信機と、
   前記第１無線通信局および前記送信機に取り付けられて、前記第２無線通信局から前記第１無線通信局に対して１つの送信バーストで送信された、前記第２無線通信局における前記ページング信号の受信を認知する１つの認識信号を、前記第１無線通信局において受信したことの指示を受け取る制御装置であって、内部に多数個の相関器を有し、前記相関器のおのおのが前記受信された１つの認識信号のそれぞれのサブシーケンスの相関を行い、前記相関器の数が前記１つの認識信号のサブシーケンスへの分割の数に等しく、前記第２無線通信局が前記ページング信号の受信を認知するのに失敗したかを検出し、かつ前記第２無線通信局が前記ページング信号の受信を認知するのに失敗したことを検出する毎に増大した余裕度レベルで、前記送信機に対し前記ページング信号を前記第２無線通信局にさらに再送信させるように構成された制御装置とを具備することを特徴とする通信開始回路。
2. 請求項１記載の通信開始回路において、前記第１無線通信局および第２無線通信局がそれらの間で一連の送信されたバーストを用いて前記チヤンネルを通して通信を行い、前記認識信号が前記第２無線通信局から前記第１無線通信局に少なくとも１つの前記バーストで送信されることを特徴とする通信開始回路。
3. 請求項１記載の通信開始回路において、前記第１無線通信局で受信された前記認識信号が単一の信号であり、前記相関器のおのおのが前記単一の信号のそれぞれの部分の相関を行うことを特徴とする通信開始回路。
4. 請求項１記載の通信開始回路において、前記第１無線通信局で受信された前記認識信号がその中に多数個の副信号を有し、前記多数個の副信号が前記多数個の相関器に対応し、前記相関器のおのおのが前記多数個の副信号のそれぞれ１つに対して相関を行うことを特徴とする通信開始回路。
5. 請求項４記載の通信開始回路において、前記多数個の副信号のおのおのが同じであることを特徴とする通信開始回路。
6. 請求項４記載の通信開始回路において、前記多数個の副信号のおのおのが異なることを特徴とする通信開始回路。
7. 請求項４記載の通信開始回路において、前記制御装置は、前記多数個の相関器のおのおのに結合され、前記多数個の相関器に対応するそれぞれの多数個の前記副信号を受信して前記副信号を結合する結合素子をさらに有することを特徴とする通信開始回路。
8. 請求項７記載の通信開始回路において、前記制御装置は、前記結合素子に結合し、前記副信号の結合を受信して、前記認識信号の受信および前記認識信号の検出の失敗を決定する決定素子をさらに有することを特徴とする通信開始回路。
9. 請求項１記載の通信開始回路において、前記制御装置は、前記多数個の相関器のおのおのに結合され、前記多数個の相関器の相関の出力を受信して前記出力を結合する結合素子をさらに有することを特徴とする通信開始回路。
10. 請求項９記載の通信開始回路において、前記制御装置は、前記結合素子に結合し、相関出力の前記結合を受信して、前記認識信号の受信および前記認識信号の検出の失敗を決定する決定素子をさらに有することを特徴とする通信開始回路。
11. 請求項１記載の通信開始回路において、前記第１無線通信局が衛星セルラ通信システムの衛星送受信機を有し、前記第２無線通信局が衛星セルラ通信システムのユーザ端末を有し、前記フォワード・リンク・チヤンネルに送信される前記ページング信号が衛星セルラ通信システムの正規のページングのために定められた正規のページング・チヤンネルを通して送信されることを特徴とする通信開始回路。
12. 請求項１記載の通信開始回路において、前記第１無線通信局が衛星セルラ通信システムの衛星送受信機を有し、前記第２無線通信局が衛星セルラ通信システムのユーザ端末を有し、前記ページング信号が衛星セルラ通信システムの中に定められた高浸透短メッセージ・サービス信号を有することを特徴とする通信開始回路。
13. 第１無線通信局と第２無線通信局とを有する無線通信システムの中の通信を開始する方法であって、
    前記第１無線通信局から前記第２無線通信局に選定された余裕度レベルのページング信号を送信する段階と、
    前記第２無線通信局による前記ページング信号の受信に応答して前記第２無線通信局で発生した、前記ページング信号の受信を認知するための１つの認識信号を、前記第２無線通信局から前記第１無線通信局に１つの送信バーストで返信する段階と、
    前記第１無線通信局の中で、前記認識信号に対して前記第１無線通信局の多数個の相関器を用いて相関を行う段階であって、前記相関器のおのおのが前記１つの認識信号のそれぞれのサブシーケンスの相関を行い、前記相関器の数が前記１つの認識信号のサブシーケンスへの分割の数に等しく、前記１つの認識信号が相関の後に認知される段階とを具備することを特徴とする方法。
14. 請求項１３記載の方法において、
    前記第２無線通信局が前記ページング信号の受信を認知するのに失敗したかを前記第１無線通信局で検出する段階と、
    前記第２無線通信局が前記ページング信号の受信の認知に失敗したことを検出する毎に増大した余裕度レベルで、前記ページング信号を前記第１無線通信局から前記第２無線通信局に再送信する段階とをさらに有することを特徴とする方法。
15. 請求項１３記載の方法において、前記第１無線通信局で受信された前記認識信号が１つの命令であり、前記相関器のおのおのが前記認識信号のそれぞれのサブシーケンスに対して相関を行うことを特徴とする方法。
16. 請求項１３記載の方法において、前記第１無線通信局で受信された前記認識信号が多数個の副信号を有し、前記多数個の副信号が前記多数個の相関器に対応し、前記相関器のおのおのが前記多数個の副信号のそれぞれの１つに対し相関を行うことを特徴とする方法。
17. 請求項１６記載の方法において、前記多数個の副信号のおのおのが同じであることを特徴とする方法。
18. 請求項１６記載の方法において、前記多数個の副信号のおのおのが異なることを特徴とする方法。

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