JPH04267638A - 拡散スペクトル送信を使用した改良セル電話サービス - Google Patents

拡散スペクトル送信を使用した改良セル電話サービス

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JPH04267638A
JPH04267638A JP3291710A JP29171091A JPH04267638A JP H04267638 A JPH04267638 A JP H04267638A JP 3291710 A JP3291710 A JP 3291710A JP 29171091 A JP29171091 A JP 29171091A JP H04267638 A JPH04267638 A JP H04267638A
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William E Sagey
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    • H04W88/08—Access point devices
    • H—ELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にセル電話システム
、特に既存の音声通信サービスを劣化せずに付加的なサ
ービスを提供する拡散スペクトル伝送を使用し、一方現
在のセル電話機基本構造のほとんどを使用したセル電話
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】セル電話帯域は自動車利用者への非常に
多数の両方向音声対話を伝達するために設計され、例え
ば自動車位置決定およびメッセージサービス、緊急ＳＯ
Ｓ情報および自動車盗難防止サービスを提供するために
セル電話帯域を使用することに関心が向けられている。 しかしながら、セル帯域の狭帯域の音声チャンネルに一
致させる現在のシステムが生成するのは、これらのサー
ビスを提供するために必要とされるものよりも約２桁低
い位置の正確さであり、これらは一般に大部分の適用に
有効ではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第４，３５９
，７３３　号明細書および第４，７４０，７９２　号明
細書に示された従来の全国的な自動車位置システムは、
例えば比較的高い衛星使用開始資本費用のために今日ま
で達成されていない。 別の全国的な位置システムが計画されている（ＴＥＬＥ
ＴＲＡＣおよびＧＥＯＳＴＡＲ　）が、それらはセル帯
域以外の周波数帯域で動作し、したがって非常に高価な
特別目的の基本構造を必要とする。現在ニューヨーク、
シカゴおよびロサンジェルス区域で機能しているＩＢＭ
モトローラ自動車データサービスはまた使用料が高価に
なる特別目的の基本構造を必要とする。
【０００４】セル音声チャンネルと関連した拡散スペク
トル通信の使用が近年研究されている。カリフォルニア
州サンディエゴのカルコム社によって提案されたある構
造は、１ＭＨｚの周波数帯域が拡散スペクトル音声通信
に対して送信および受信帯域のそれぞれに専用化され、
一方２つの帯域のバランスが標準的なセルサービスを連
続的に提供するようにセル帯域を分割する。拡散スペク
トルシステムの普及に応じて、帯域の拡散スペクトル部
分は必要に見合うように寸法的に増大している。この提
案されたシステムはそれ自身の専用周波数サブバンドを
必要としているため、カルコム社の拡散スペクトル通信
構造は標準的なセル音声チャンネルの動作を妨害する。
【０００５】したがって、本発明の目的は、音声チャン
ネルの品質および能力に悪影響を与えずにメッセージお
よび自動車追跡能力を提供するために広帯域拡散スペク
トル信号により狭帯域セル電話音声信号をオーバーレイ
する技術を使用することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はセル音声チャン
ネルの利用者にとって不愉快な妨害を生ぜずに既存のセ
ルサービスへのメッセージおよび自動車位置決定能力の
内蔵を可能にする。特有の信号構造／波形デザインを使
用する拡散スペクトルプロセッサはこの能力にとって重
要である。
【０００７】既存のセル音声信号にわたってオーバーレ
イされた広い帯域幅の拡散スペクトル無線送信の使用に
より、自動車の位置を正確に決定する能力に依存する新
しいサービスが提供される。さらに、第２のクラスの拡
散スペクトル無線送信は低率デジタルメッセージを送信
する非常に多数の利用者を支持している。機能の両区域
（自動車位置およびメッセージ）は既存の音声チャンネ
ル容量を犠牲にせずに得られる。本発明の概念を使用す
ることによって、大部分のセル電話システム基本構造が
共通して使用されているため、開発費用はかなり節約さ
れることができる。
【０００８】本発明のシステムは既存のセル周波数、セ
ル位置の土地、セル位置アンテナタワーおよびアンテナ
およびセル位置無線周波数受信機チェーンにおいて使用
される低雑音増幅器を共有するように設計される。付加
的なセル位置装置だけが特有の拡散スペクトル信号プロ
セッサである。自動車における配置のための新しい自動
車電話機装置は本発明による拡散スペクトル送信機を含
む。したがって、このシステムは地域および全国的の両
配置に対して経済的に有効である。衛星基本構造を使用
した全国的なシステムに比較した場合、自動車電子回路
パッケージは送信距離が衛星を使用するシステムに対す
る２０，０００マイルの代わりに２０マイル程度である
ためかなり低いパワー送信機を必要とするだけである。 自動車送信機のパワーは１ユニット当りの費用で結果的
に安価になるように修正したものにより数百ワットから
１ワット以下に減少される。
【０００９】本発明はセル電話サービスに対して割当て
られた周波数スペクトルの二重利用を可能にする。現在
、音声通話は個々の３０ＫＨｚのチャンネルにスペクト
ル空間を分割することによって支持される。セルサービ
ス提供者は、１０ＭＨｚを上回る帯域幅をカバーする隣
接方式で割当てられたチャンネルのブロックである。特
有の拡散スペクトル波形の使用（１０ＭＨｚの全帯域幅
にわたってエネルギを拡散する）により、デジタル信号
は同じスペクトル空間中で既存の音声トラフィックの存
在時に支持される。拡散スペクトル送信はデジタルメッ
セージに対する通常の雑音レベルより下か、或はそれら
が位置決定用に対する通常のバースト雑音背景で感知で
きないような短い期間のいずれかであるため、同時に既
存のトラフィックに影響を与える不愉快な妨害が発生さ
れない。
【００１０】２つの新しいクラスの機能は本発明によっ
て生成される。クラスＩは、通常の電話機ネットワーク
にアクセスするために３００　ビット／秒の速度でそれ
ぞれデータメッセージを送る公称的に１００　台の自動
車からの同時伝送を可能にするデジタルメッセージサー
ビスである。デジタル信号の別のクラス（クラスＩＩ）
は１００　フィート程度の正確さを持つ自動車の正確な
位置を提供する。この技術の適用は多数である。例えば
、システムに結合された運動センサが進行中の自動車盗
難を識別し、自動車送信機を励起した場合、システムは
法執行官による自動車の位置追跡を可能にする。警察、
救急車および、または牽引車のサービスは正確な位置に
導かれることができる。自動車位置の情報に依存してい
る注文製のイエローページ電話帳サービスはまた容易に
される。
【００１１】自動車位置に対して、１０ミリ秒またはそ
れ以下程度のバースト期間を有するバースト拡散波形パ
ターンは位置の精度を最大にし、既に存在している狭帯
域セルＦＭ受信機のクリップ動作によって自然に抑制さ
れる妨害を最小にするように使用される。自動車位置に
対して、拡散スペクトルシステムは急速な同期技術を使
用し、送信している自動車によりシステムにアクセスす
るために単一コードを使用する。
【００１２】盗難防止装置において、比較的短い時間期
間で多数の連続的な位置測定を行うことが必要である場
合、波形変化が使用される。この場合、セル周波数の全
体的な帯域幅はｆ１　乃至ｆｎ　に中心周波数を持つｎ
（例えば１０）個の狭い拡散スペクトルチャンネルに分
割されることができる。その後、各バースト送信（パル
ス振幅および期間は不変）は新しい中心周波数で送られ
る。減少された帯域幅送信はある程度位置精度を犠牲に
するが、しかし各送信により新しい組の音声利用者に感
知できない音声チャンネルブロックを分配する。したが
って、不愉快でない妨害特性が保存される。
【００１３】メッセージとして既存の狭帯域セル受信機
においてＦＭリミタにより自然に抑制される低雑音連続
波（ＣＷ）拡散スペクトル波形が使用される。サービス
要求およびパワー制御構造は妨害を最小にし、メッセー
ジ能力を最大にするように使用される。システムはセル
位置内およびセル位置間で負荷分配を容易にするように
多数の分離した拡散スペクトルコードを使用する。コー
ド再利用概念は、現在存在するセルシステムで利用され
る周波数再利用技術に類似している。
【００１４】要約すると本発明は以下の手段を提供する
。第１に、本発明はその帯域の音声電話機利用者にとっ
て不愉快な妨害を生ぜずに全国的なセル電話システムの
送信帯域で自動車から信号を放射する手段を提供する。 第２に、その帯域での現在の送信によって可能なものを
上回る２桁以上の大きさで改良された自動車位置精度を
達成する手段を提供する。第３に、本発明は受信位置に
対する無線信号路損失の著しく大きい変動（ダイナミッ
クレンジ）に抵抗する自動車送信機の送信パワー制御を
実現する手段を含む。主な変動は建造物、地理的特性お
よび他の自動車による位置ラインへの障害物の侵入によ
って生じる距離およびマルチパスである。第４に本発明
は、新しい広帯域の成功的な受信を通常は妨害するパワ
ー制御下にないかなり強い通常の音声セル信号を受信機
で付勢する手段を具備している。
【００１５】
【実施例】図を参照すると、図１は本発明の原理を使用
して構成されたセルシステム１０を示し、また本発明に
よって与えられる２つの主サービスすなわち自動車位置
およびメッセージサービスの動作を示す。特に、セルシ
ステム１０は複数のセル位置１３，２０乃至２６を含む
。第１の自動車送信機１１を有する第１の自動車は中心
セル位置２０内に位置し、一方第２の自動車は局部セル
位置１３内に位置している。隣接した局部セル位置２０
乃至２６のそれぞれに自動車位置信号２９を送信する第
１の送信機１１は示されている。局部セル位置１３にデ
ジタルメッセージ１８または第２の拡散スペクトル信号
１８を送信する第２の送信機１２が示され、一方プロー
ブ信号２９を送信する局部セル位置１３が示されており
、以降この信号を詳細に説明する。局部セル位置１３お
よびセル位置２０乃至２６（しかし図を簡明にするため
に示されていない）はマイクロ波通信リンク１７によっ
て自動車電話切替え局（ＭＴＳＯ）１４に結合され、次
にこれはマイクロ波通信リンク１７により公共電話交換
機ネットワーク１５を通って区域配置処理センタ１６に
配線接続路３０を使用して結合される。ＷＣＳ１９９０
年１１月　７日のセルシステム１０の通常のアスペクト
は当業者に良く知られており、その設計および動作の通
常のアスペクトはここには詳細に示されていない。
【００１６】図２は典型的なセル位置２１の詳細を示す
が、しかし本発明の原理による拡散スペクトルプロセッ
サ４０も含まれている。典型的なセル位置２１は低雑音
増幅器３２に結合されたアンテナ３１を含む。低雑音増
幅器３２は４８：１パワー分割器３３によって複数の受
信機３４に結合され、３３３　個の可能な受信チャンネ
ルの典型的な電話機は単一サービスプロバイダおよび地
上基地電話システムに割当てられている。受信機３４の
出力は公共電話交換機ネットワーク１５に結合された音
声信号である。本発明の原理による拡散スペクトルプロ
セッサ４０は、４８：１パワー分割器３３の１出力に結
合され、次に上記のように自動車電話機切替え局（ＭＴ
ＳＯ）１４、公共電話交換機ネットワーク１５および区
域配置処理センタ１６に結合されている。
【００１７】本発明の拡散スペクトルプロセッサ４０は
既存のセル周波数、セル位置の土地、セル位置アンテナ
タワーおよびアンテナ、並びにセル位置低雑音増幅器お
よびセル位置パワー分割器を共有するように設計されて
いる。したがって、セルシステム中へのプロセッサ４０
の内蔵は区域的および全国的な両配置に対して経済的に
有効である。さらに、本発明により使用される自動車電
子回路パッケージ（以下図４および図５を参照して示さ
れている）は、送信距離が衛星を使用するシステムに対
する２０，０００マイルの代わりに２０マイル程度であ
るためかなり低いパワー送信機しか必要としない。自動
車送信機パワーは数百ワットから１ワットよりも小さく
減少され、１つの送信機１１当りの費用で結果的に安く
なる。
【００１８】本発明はセル電話機サービスのために割当
てられた周波数スペクトルの二重利用を可能にする。現
在の音声通話は個々の３０ＫＨｚチャンネルにスペクト
ル空間を分割することによって支持される。セルサービ
ス提供者は１０ＭＨｚを上回る帯域幅をカバーする隣接
方式でチャンネルのブロックを割当てられる。特有の拡
散スペクトル波形（１０ＭＨｚの帯域幅全体にわたる拡
散エネルギ）の使用により、デジタル信号は同じスペク
トル空間中において既存の音声トラフィックの時に支持
される。同時に不愉快でない妨害は、拡散スペクトル送
信はデジタルメッセージに対して通常の雑音レベルより
下か、或は位置配置適用に対して通常のバースト雑音背
景で感知できないような短い期間のいずれかであるため
既存のトラフィックに影響を与えるように生成される。
【００１９】拡散スペクトルプロセッサ４０のような拡
散スペクトルプロセッサは一般に技術的に良く知られて
おり、米国特許第４，７４０，７９２　号明細書が参照
されており、その内容はここでは参考にされている。こ
こで説明された拡散スペクトルプロセッサは本発明で使
用するために容易に構成される。以下、米国特許第４，
７４０，７９２　号明細書のプロセッサに対する修正お
よび本発明の特性を説明する。さらに、本発明は米国軍
のために本発明の出願人であるヒューズエアクラフト社
により製造された修正された位置配置および報告システ
ム（ＰＬＲＳ）拡散スペクトルプロセッサを使用する。
【００２０】図３は図２の拡散スペクトルプロセッサ４
０の詳細を示す。拡散スペクトルプロセッサ４０はハイ
ブリッド結合器４２に結合された低雑音増幅器４１を含
む。ハイブリッド結合器４２の１つの出力は、クラスＩ
メッセージ（コード“Ａ”）に応答するように構成され
た到達相関器４３の１つ以上の時間に結合され、通常の
電話機ラインによってデータバッファ４４を通じてそれ
から区域位置処理センタ１６に出力信号を伝送する。相
関器４３は、特定の送信機１１によって送信された異な
るセル位置２０乃至２６で受信された信号の到達の対応
した時間差が個々の送信機の位置が決定される区域処理
センタ１６において後で決定されるように異なる送信機
１１からほぼ同時的なランダム送信のために互いに重な
る信号を分類するように構成される。ハイブリッド結合
器４２の別の出力は、クラスＩＩメッセージ（コード“
Ｂ”）に対応し、自動車切替え局１４を通じて公共電話
交換機ネットワーク１５に“Ｍ”個の相関器のバンクお
よび対応した複数のメッセージバッファを含むメッセー
ジ相関器４６を通じてそれから出力信号を伝送するよう
に構成された“Ｐ”個の相関器の空白を含むメッセージ
プレアンブル相関器４５に結合される。 メッセージプレアンブル相関器４５およびメッセージ相
関器４６を含む相関器およびバッファは一般に良く知ら
れており、ここでは詳細に説明されない。これらのタイ
プの装置の詳細は米国特許第４，７４０，７９２　号明
細書に与えられている。
【００２１】図４は緊急情報等を送信するために使用さ
れる本発明の原理を含む典型的な自動車送信機１１を示
す。送信機１１は基準発振器またはクロック５１、シー
ケンサまたは動作タイマ５２、ＰＲＯＭ５４およびバッ
ファ５５を含むメモリ５３、論理制御装置５６、ローパ
スフィルタ５７、エキサイタ５８、パワー増幅器５９、
パルス形成ネットワーク６１およびアンテナ６０を含む
。エキサイタ５８はＵＨＦ発振器６３、位相ロックルー
プ６４および加算器６５を含む。運動センサ６６、衝突
センサ６７、自動車盗難防止システム６８および手動メ
ッセージセレクタ６９を含む随意選択的な装置もまた含
まれている。
【００２２】運動センサ６６およびクラッシュセンサ６
７は異なるレベルの加速に対して設定または選択される
通常の加速度計を含む。盗難防止システム６８は自動車
への侵入、いたずら、または認承されない移動に応答し
て電気信号を供給する任意の市販の盗難防止装置である
。一方、メッセージセレクタ６９は通常のキーボードま
たはスイッチ（示されていない）を備えていてもよく、
それによっていくつかの予め蓄積されたメッセージコー
ドが送信機１１の送信における符号化のために選択され
ることができる。
【００２３】動作において、シーケンサ５２はＲＦ信号
反復率および送信されたＲＦ信号のフォーマットを制御
する。ＰＲＯＭ５４およびデータバッファ５５を含むメ
モリ５３は例えば送信機識別コードおよび特定メッセー
ジコードを含む信号フォーマッティング情報を含む。予
め定められた数のメッセージに対するコードおよび“偶
発性”または“必要な補助”コードはＰＲＯＭ５４に蓄
積され、衝突センサ６７または盗難防止システム６８か
らの信号によって自動的に選択されるか、或は手動メッ
セージセレクタ６９によって手動で選択されることがで
き、これらは論理制御装置５６の制御の下に送信される
。
【００２４】送信機１１により自動車位置に対して送信
されたデータに関して、１０ミリ秒程度またはそれ以下
のバースト期間を有するバースト拡散波形パターンは位
置精度を最大にし、既存の狭帯域セルＦＭ受信機のクリ
ップ動作によって自然に抑制される妨害を最小にするた
めに使用される。自動車位置決定に関して、拡散スペク
トルシステムは急速な同期技術を使用し、送信自動車に
よるシステムへのアクセスのために単一コードを使用す
る。
【００２５】盗難防止適用において比較的短い時間期間
で多数の連続した位置測定を行うことが必要である場合
、波形変形が使用される。この場合、セル周波数の全体
的な帯域はｆ１　乃至ｆｎ　において中心周波数を持つ
ｎ（例えば１０）個の狭い拡散スペクトルチャンネルに
分割される。その後、各バースト送信（パルス振幅およ
び期間は不変）は新しい中心周波数で送信される。減少
された帯域の幅送信は若干位置決定精度を犠牲にするが
、各送信により新しい組の音声利用者に感知できない音
声チャンネルブロックを分配する。したがって、不愉快
でない妨害特性が保存される。
【００２６】図５は、メッセージを送信するために使用
される本発明の原理を含む典型的な自動車送信機１２を
示す。図４および図５に示された送信機１１，１２は単
一の送信機に集積され、孤立ユニットとしての使用に限
定されない。送信機１２は基準発振器５１、メモリ５３
、論理制御装置５６、ローパスフィルタ５７、エキサイ
タ５８、パワー増幅器５９およびアンテナ６０を含む図
４を参照して示された多数の素子を含んでいる。残りの
素子の置換は、データバッファ６７を通じて論理制御装
置５６に結合されるキーボード６６である。動作におい
て、論理制御装置５６は通常の方法で送信機１２からの
送信のためにキーボード６６またはメモリ５３のいずれ
かから各入力を選択する。
【００２７】メッセージとして送信機１２により送信さ
れたデータに関して、既存の狭帯域セル受信機３４中の
ＦＭリミタ（図２）によって自然に抑制される低雑音連
続波（ＣＷ）拡散スペクトル波形が使用される。サービ
ス要求およびパワー制御構造は妨害を最小にし、メッセ
ージ容量を最大にするために使用される。例えば、シス
テムはセル位置内およびセル位置間で負荷分配を容易に
する多数の分離した拡散スペクトルコードを使用する。 コード再利用概念は、現在存在するセルシステムで使用
されている周波数再利用技術に実質的に類似している。
【００２８】図６は、本発明の原理にしたがって生成さ
れ、セル位置２０乃至２６から区域配置処理センタ１６
に送信された自動車配置信号２９を処理する区域配置処
理センタ１５に配置されたデータプロセッサ７５を示す
。データプロセッサ７５は到達時間（ＴＯＡ）累算器７
７、到達時間差（ＴＤＯＡ）プロセッサ７８、データプ
ロセッサ７９、オペレータディスプレイおよび制御装置
８０、および加入者インターフェイス８１を含む。加入
者インターフェイス８１は通常の電話機配線により計算
された位置情報を加入者に送信するように構成された複
数のモデム８２を含む。
【００２９】セル２０乃至２６で行われた到達時間測定
はそれらのＩＤによって分類される累算器７７に供給さ
れる。 個々の送信機の位置は米国特許第４，７４０，７９２　
号明細書に示された方法で決定される。送信機１１およ
びデータ処理ステーションの設計および動作に関するさ
らに詳細な情報は米国特許第４，７４０，７９２　号明
細書から得られる。
【００３０】図７を参照すると、自動車送信機１１，１
２に対してパワーレベル制御を設定する技術は以下の通
りである。１つの標準的な管理セル電話チャンネル（広
さが３０ＫＨｚ）はプローブ信号２９を使用してセル位
置１３，２０乃至２６から自動車に通信するために設定
される。セル位置で利用できる大きい送信パワーの高い
効率の送信のために、ＴＤＭＡ（時間分割多重アクセス
）デジタル通信信号が使用される。プローブ信号２９は
通信を望む自動車中の送信機１１，１２において開始パ
ワーレベル設定を行うためにセル位置１３，２０乃至２
６から送信される。ほとんどの無線周波数送信路が両方
向性であるという仮定に基づくと、図７に示された形態
を有するプローブ信号２９が使用される。短い期間のパ
ルス（ほぼ８ｍｓｅｃ）を含むプローブ信号２９は例え
ば１ステップ当り１５ｄＢだけ強度を変化する階段状パ
ワーレベルにより各セル位置１３，２０乃至２６から毎
秒ごとに送信される。ステップ＃１信号が弱すぎるため
、特定の自動車送信機１１，１２によって傍受できない
場合、自動車送信機１１，１２は高いパワーレベルの１
つで受信が可能になるまで待機する。各レベルでの送信
は送信されたパワーレベル、セル位置識別番号およびそ
のセル位置受信機における信号の雑音レベルを限定する
情報ビットを含む。このようにして、自動車送信機１１
，１２は位置１３，２０乃至２６における成功的な受信
に対してそれ自身のパワーレベルを設定させることを可
能にする情報を導出する。別のセル位置１３，２０乃至
２６から送信された信号は、それらが自動車送信機１１
，１２において重ならないと仮定するために時間的に同
期される。このようにして、最適なセル位置受信機が選
択される。これは送信パワーを最小にし、全体的なシス
テム容量を最大にする。
【００３１】再び図１を参照して、以下本発明のシステ
ムの全体的な動作を説明する。自動車位置決定に対して
、第１の自動車送信機１１は例えば５メガチップ／秒コ
ード率を使用する拡散スペクトルコード位置信号２８の
短い（ほぼ１ミリ秒）バーストを放射する。短いバース
ト期間は全パワーであっても不愉快な妨害を生じさせな
い。全パワーはさらに遠いセル位置２１乃至２６におけ
る受信を保証することを助けるために使用される。この
場合、信号パワーは広い帯域幅（通常の音声送信帯域幅
の１００　倍）にわたって拡散され、したがってそのエ
ネルギ密度は標準的な音声信号の雑音中にある。位置信
号２８は例えばセル位置２０乃至２６で受信される。適
切な位置に対して、位置信号２８は７つの隣接した位置
２０乃至２６の３つで傍受されることだけが必要である
。各セル位置２０乃至２６における拡散スペクトル信号
プロセッサ４０は信号の正確な到達時間、信号を送信す
る自動車の識別番号、および要求されたサービスのクラ
スを識別する特有のデータビットを決定するために信号
をデコードする。
【００３２】このデコードされたデータは“パケット化
”され、区域配置処理センタ１６に送信される。区域配
置処理センタ１６の機能は、単一の自動車送信機１１に
関する情報パケットを全て収集して分類し、信号２８を
傍受するセル位置２０乃至２６の各対における単一の送
信バーストの到達時間の差を計算することである。この
ような各対は位置の双曲線を生成する。位置のこれらの
双曲線の少なくとも２つの交差点において、自動車位置
は２つのディメンション的空間において表される。
【００３３】メッセージサービスに対して、例えばデジ
タルメッセージ１８を含む送信されたメッセージ信号（
第２の拡散スペクトシル信号１８）は単一のセル位置１
５で受信されることだけが必要である。したがって、デ
ジタルメッセージ１８の信号送信レベルは、３００　ビ
ット／秒のメッセージが例えば送信されたときに自動車
位置信号２８のものより振幅が減少される。メッセージ
は、デジタルメッセージが拡散スペクトル技術によって
エンコードされることを除いて音声メッセージと同様に
して処理される典型的なデータメッセージである。デジ
タルメッセージ１８は、クラスがデコードされるセル位
置１３に送信される。それはデジタルメッセージ１８に
含まれる目的地への送信のために公共電話交換機ネット
ワーク１５に伝送される。
【００３４】２つの新しい機能クラスが本発明によって
生成される。クラスＩは、それぞれが公共電話交換機ネ
ットワーク１５にアクセスするために３００　ビット／
秒の速度でデータメッセージを送信する公称的に１００
　台の自動車からの同時送信を可能にするデジタルメッ
セージサービスである。デジタル信号（クラスＩＩ）の
別のクラスは自動車の正確な位置を提供し、精度は１０
０　フィート程度である。この技術の適用は多様である
。例えば、運動センサ６６または盗難防止システム６９
（図４）が自動車の盗難が進行中であると識別した場合
、システムは実時間で警察官に報告される自動車の位置
追跡を可能にする。警察、救急車および、または牽引車
のサービスは本発明によって決定された正確な位置に導
かれることができる。 自動車位置の情報に依存している注文製のイエローペー
ジ電話帳サービスも提供される。
【００３５】要約すると本発明は以下のことを達成する
。本発明は、音声電話機利用者に対して不愉快な妨害を
生じることなく全国的なセル電話システムを使用して付
加的な通信能力を提供する。それはセル帯域で現在の送
信により可能な大きさの２オーダー以上改良された自動
車位置精度を決定する手段を提供する。それはセル位置
２０乃至２６への無線信号路損失の著しく大きい変形（
ダイナミックレンジ）を抑制するように自動車送信機１
２の送信パワー制御を行う。それは広帯域拡散スペクト
ル信号１８，２８の成功的な受信を通常妨害するパワー
制御下にない強過ぎる通常の音声セル信号を除去する除
去装置を使用する。
【００３６】セル送信周波数帯域の２４ＭＨｚ全体が使
用された場合、システム１０が音声チャンネル上に不適
切な妨害を生ぜずに支持する多数の同時拡散スペクトル
送信を示す解析が以下に与えられている。狭帯域セルチ
ャンネル上の拡散スペクトル信号の影響は以下の通りで
ある。与えられた３ＫＨｚの音声情報率が３ワットパワ
ーレベルを要求した場合、３００　Ｈｚのデータ情報速
度は０．３　ワットのパワーレベルを必要とする。した
がって、＋１０ｄＢの利得が音声信号に対して存在する
。与えられた３０ＫＨｚの音声送信帯域および２４ＭＨ
ｚのデータ送信帯域幅ならば、＋２９ｄＢの拡散係数が
存在する。それ故＋３９ｄＢの音声信号が拡散スペクト
ル信号当り存在する。 １００　個の同時拡散スペクトル信号に対して与えられ
た−２０ｄＢの損失ならば、狭帯域音声信号に対する信
号対雑音比は１００　個の同時拡散スペクトルチャンネ
ルに対して＋１９ｄＢであり、これはセル業界により良
好な品質であると認められている。
【００３７】単一対象拡散スペクトル送信の成功的な受
信に対する音声チャンネル送信および拡散スペクトル送
信全体の影響は以下の通りである。与えられた２４ＭＨ
ｚのデータ送信帯域幅および３００　ＭＨｚのデータ情
報速度ならば、４９ｄＢの処理利得が得られる。セル音
声チャンネルが完全に負荷された場合、３ワットのパワ
ーを使用する６６６　の狭帯域利用者が存在し、これは
２０００ワットの雑音（妨害）パワーを発生する。拡散
スペクトルチャンネルが完全に負荷された場合、０．３
　ワットのパワーを使用する１００　の広帯域利用者が
存在し、３０ワットの雑音（妨害）パワーを発生する。 これは結果的に合計２０３０ワットの雑音（妨害）パワ
ーを生じる。１拡散スペクトル利用者×０．３　ワット
は０．３　ワットの信号パワーを生成する。したがって
、拡散スペクトルチャンネルに対する入力信号対雑音比
は−３８ｄＢである。処理利得が４９ｄＢである場合、
出力信号対雑音比は＋１１ｄＢである。適切なビットエ
ラー率特性に対して＋９ｄＢしきい値がある場合、２ｄ
Ｂの余裕が与えられる。しかしながら、通信ネットワー
クはたとえ完全に負荷されたとしても稀であるから付加
的な余裕が示される。
【００３８】本発明はまた拡散スペクトル変調技術を使
用するシステム１０によって達成可能なリソース割当て
におけるフレキシビリティを提供する。本発明は機能的
なニーズにチャンネルリソース割当てを適合させ、異な
るデータ速度利用者の同時混合を可能にする。例えば、
本発明は１００　名の利用者が０．３　ワットパワーレ
ベルを使用して３００　ビット／秒のデータ速度で、ま
たは１０名の利用者が３．０　ワットパワーレベルを使
用して３０００ビット／秒のデータ速度で、或は１名の
利用者が３０．０ワットパワーレベルを使用して３０，
０００ビット／秒のデータ速度で送信することを可能に
する。
【００３９】以上、既存のシステム素子を変化させず、
音声通信を劣化させずに付加的なサービスを提供するた
めに拡散スペクトル送信を使用する既存のセル電話シス
テムに対する新しい付加を説明してきた。上記の実施例
は、本発明の原理の適用を表す多数の特定の実施例のい
くつかを説明したに過ぎない。明らかに、種々のその他
の構造が本発明の技術的範囲を逸脱することなく当業者
によって考えられることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理による拡散スペクトル信号プロセ
ッサを含むセルシステムの概要図。
【図２】本発明を含む典型的なセル位置の詳細図。
【図３】図２の拡散スペクトルプロセッサの詳細図。
【図４】本発明の原理を含む典型的な自動車送信機構成
図。
【図５】本発明の原理を含む典型的な自動車送信機構成
図。
【図６】本発明の原理にしたがって生成された信号から
得られたデータを処理する区域位置処理センタに配置さ
れたデータ処理ステーションのブロック図。
【図７】マルチステッププローブ信号を使用したパワー
レベル制御を設定する技術の説明図。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　セル電話システムが各自動車システム
    中に配置された狭帯域音声信号トランシーバに結合され
    た低雑音増幅器を備え、各セル位置に音声通信信号、自
    動車位置およびデジタルメッセージシステムを送信およ
    び受信するように構成されたアンテナを備えている自動
    車と地上基地電話機システムとの間における両方向音声
    通信を可能にするように構成された音声通信装置を具備
    した複数のセル位置を有するセル電話システムにおいて
    、位置メッセージが自動車位置信号を送信した自動車の
    相対位置に対応した各セル位置によって受信された到達
    情報の時間を含み、複数のセル位置から送信されたエン
    コードされた自動車位置メッセージを処理するように構
    成されたセル電話システムに結合された自動車位置プロ
    セッサと、テジタルメッセージおよび自動車位置信号を
    含むデジタル拡散スペクトル無線送信信号を受信して処
    理するように構成され、地上基地電話システムによって
    識別された目的地にデジタルメッセージ信号を送信する
    ように構成され、送信している自動車の相対的な位置を
    決定するために自動車位置プロセッサに自動車位置信号
    を送信するように構成されたセル電話位置の低雑音増幅
    器に結合された拡散スペクトルプロセッサと、アンテナ
    を使用してデジタル拡散スペクトル無線送信信号を送信
    するように構成され、無線送信信号が地上基地電話シス
    テムによって処理されるデジタルメッセージ信号および
    自動車位置信号を含み、音声送信に悪影響を与えずにセ
    ル電話システムによって送信された両方向音声通信信号
    によって同時に送信される各自動車システムのトランシ
    ーバに結合された拡散スペクトルプロセッサとを備えて
    いる拡散スペクトル無線伝送システムとを具備している
    ことを特徴とするデジタルメッセージシステム。
  2. 【請求項２】　　予め定められたステップ構造を有し、
    セル位置で受信されたデジタルメッセージ信号のエネル
    ギ密度がそこに配置された各狭帯域音声信号トランシー
    バにおいて雑音レベルより下であることを保証するため
    に自動車中の送信機の送信パワーを制御するように構成
    されているプローブ信号を送信する各セル位置に配置さ
    れたプローブ信号送信手段を具備していることを特徴と
    する請求項１記載の自動車位置およびデジタルメッセー
    ジシステム。
  3. 【請求項３】　　プローブ信号送信手段によって送信さ
    れたプローブ信号を受信し、それによって受信されたプ
    ローブ信号の強度にしたがって自動車システムのトラン
    シーバの送信パワーを調節するために各自動車システム
    のトランシーバ中に配置されたプローブ信号受信手段を
    具備していることを特徴とする請求項２記載の自動車位
    置およびデジタルメッセージシステム。
  4. 【請求項４】　　プローブ信号は予め定められた時間間
    隔で送信される短期間パルスである請求項２記載の自動
    車位置およびデジタルメッセージシステム。
  5. 【請求項５】　　プローブ信号はほぼ８ミリ秒の期間を
    有するパルスである請求項４記載の自動車位置およびデ
    ジタルメッセージシステム。
  6. 【請求項６】　　各拡散スペクトルエキサイタによって
    送信された拡散スペクトル位置信号のバースト波形は、
    それらがセル電話システムの通常のバースト雑音背景に
    おいて感知できないように比較的短い期間を有すること
    を特徴とする請求項１記載の自動車位置およびデジタル
    メッセージシステム。
  7. 【請求項７】　　各スペクトルエキサイタによって送信
    された拡散スペクトル信号のバースト率は１０ミリ秒よ
    り小さいことを特徴とする請求項１記載の自動車位置お
    よびデジタルメッセージシステム。
  8. 【請求項８】　　連続した拡散スペクトル追跡信号は連
    続した高い拡散スペクトルサブバンドで連続的に送信さ
    れ、最も高いサブバンドに到達すると処理が反復される
    ことを特徴とする請求項１記載の自動車位置およびデジ
    タルメッセージシステム。
  9. 【請求項９】　　音声チャンネルの利用者にとって妨害
    ではなく、送信自動車における緊急状況を示し、波形が
    狭帯域幅の音声チャンネル全体にわたって拡がる比較的
    短い拡散スペクトルパルスであり、パルスの期間が１０
    ミリ秒程度またはそれ以下であり、予め定められた時間
    間隔で送信される位置波形を送信する拡散スペクトル送
    信手段を具備することを特徴とする請求項１記載の自動
    車位置およびデジタルメッセージシステム。
  10. 【請求項１０】　　拡散スペクトルパルスはほぼ２ミリ
    秒の期間を有することを特徴とする請求項９記載の自動
    車位置およびデジタルメッセージシステム。
  11. 【請求項１１】　　音声チャンネルの利用者にとって妨
    害ではなく、送信自動車の位置を示す追跡波形を送信す
    るように構成され、波形はほぼ１０ミリ秒の期間を有す
    るフルパワー拡散スペクトルパルスを含み、そのパルス
    が連続した予め定められた時間間隔で送信され、各連続
    したパルスが自動車送信音声帯域全体にわたって分配さ
    れた複数のサブバンドの異なる拡散スペクトルサブバン
    ドで送信される請求項９記載の自動車位置およびデジタ
    ルメッセージシステム。
  12. 【請求項１２】　　拡散スペクトルパルスはほぼ２ミリ
    秒の期間を有する請求項１１記載の自動車位置およびデ
    ジタルメッセージシステム。
  13. 【請求項１３】　　音声チャンネルの利用者にとって妨
    害でなく、音声チャンネルと適合する連続的なデジタル
    メッセージ送信に適しており、波形が音声チャンネルの
    全帯域にわたって拡がり、狭帯域音声チャンネルの雑音
    レベルよりも常に低い信号レベルを有するメッセージ波
    形を送信する拡散スペクトル送信手段を具備することを
    特徴とする請求項１記載の自動車位置およびデジタルメ
    ッセージシステム。
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