JPH04502844A - Ｃｄｍａセルラ電話システムにおけるダイバーシティ受信機 - Google Patents

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】 ＣＤＭＡセル電話システムにおけるダイパーシティ受信機発明の背景 １、発明の分野 本発明はセル電話システムに関する。特に、本発明はセル電話環境における信頓 性および通信を向上させる新しい改良された受信機の設計に関する。

■、従来技術の説明 コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）変調技術の使用は、非常に多数のシステム 利用者が存在している通信を容易にするいくつかの技術の１つである。時間分割 多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（Ｆ　Ｄ　ｈ−Ｉ　Ａ　） のような他の技術および振幅圧縮単一サイドバンド（ＡＣ３ＳＢ）のようなＡＭ 変調技術が知られているが、ＣＤＭＡはこれらの他の技術に対して大きい利点を 有する。多重アクセス通信システムにおけるＣＤλ、ＩＡ技術の使用は、本発明 の出願人に対する米国特許第４．９０１．３０７号明細書（１９８６年］０月１ ７日出願、“５ＰＲＥＡＤ　ＳＰＥＣＨｊＵＭ　＆ＩＵｔＴ＋ｐｔＥ　ＡＣＣＥ ＳＳ　ｃｏｈ＋ＭｔＩＮ＋ｃｏ＋ｏＮ　ｓｙｓｏＭＵＳＩＮＧ　ＳＡ丁ＥＬＬＩ ＴＥ　ＯＲＴＥＲＲＥＳＴＲＩＡＩ、　ＲＥＰＥＡＴＥＲ５”）１こ記載されて いる。

上記の特許明細書において、トランシーバをそれぞれ有する非常に多数の自動皐 電話システム利用者がコード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）拡散スペクトル通信 信号を使用する衛星中継装置または地球ベースステーション（セル位置ステーシ ョン、すなわちセル位置としても知られている）を通して通信する多重アクセス 技術が示されている。ＣＤＭＡ通信を使用することによって、周波数スペクトル は多数回再使用されることができ、したがってシステム利用者８旦を向上させる ことを許す。ＣＤＭＡの使用は結果的に他の多重アクセス技術を使用して実現さ れ得るよりかなり高いスペクトル効率をもたらす。ＣＤＭＡシステムにおいて、 システム８愈の向上は別のシステム利用者への妨害を減少するように各自動ホ利 用１者の送信電力を制御することによって実現されることができる。

ＣＤＭＡ通信技術の衛Ｍ適用において、自動車ユニットトランシーバは衛星中継 器を介して受信された信号の電力レベルを測定する。衛星トランスポンダ下流リ ンク送信電力レベルおよび自動車ユニット受信機の感度の知識と共にこの電力測 定を使用して、自動車ユニットトランシーバは自動車ユニットと衛星との間のチ ャンネルの通路損失を評価することができる。自動車ユニットトランシーバは自 動車ユニットと衛星との間における信号送信のために使用される適切な送信電力 を決定し、通路損失測定、送信されたデータ率および衛星受信機感度を考慮に入 れる。

自動車ユニットによって衛星に送信された信号は衛星によってハブ制御システム 地球ステーションに中継される。ハブは各アクチブな自動車ユニットトランシー バによって送信された信号から受信された信号電力を測定する。ハブは所望の通 信を維持するために必要な受信された電力レベルにおける偏差を決定する。所望 の電力レベルはシステム干渉を結果的に減少させるように高品質の通信を維持す るために必要な最小の電力レベルであることが好ましい。

ハブは自動車ユニットの送信電力を調節または“微調節“するように各自動車利 用者に電力制御命令信号を送信する。

この命令信号は所望の通信を維持するために必要とされる最小レベルに近くなる ように送信電力レベルを変化させるように自動車ユニットによって使用される。

典型的に自動車ユニットの移動のためにチャンネル状態が変化すると、自動車ユ ニット受信機パワー測定およびハブからフィードバックされたパワー制御の両者 は適切な電力レベルを維持するように送信電力レベルを連続的に再調節する。ハ ブからフィードバックされた電力制御は一般に１秒のほぼ１／２の伝播時間を必 要とする衛星を通る往復遅延のために非常に遅い。

衛星または地球ベースステーションシステムとの間における１つの重要な相違は 自動車ユニットと衛星またはセル位置を分離する相対的な距離である。衛星対地 上システムの別の重要な相違はこれらのチャンネルにおいて生じるフエイディン グのタイプである。したがって、これらの相違は地上システムに対するシステム 電力制御の方法における種々の改良を必要とする。

衛星／自動車ユニットチャンネル、すなわち衛星チャンネルにおいて、衛星中継 器は通常地球静止軌道に配置されている。このようにして、自動車ユニットは衛 星中継器から全てほぼ同じ距離であり、したがってほぼ同じ伝播損失を経験する 。さらに、衛星チャンネルはほぼ逆平方の法則に従う伝播損失特性を有する。す なわち、伝播損失は自動車ユニットと使用されている衛星中継器との間の距離の 平方に逆比例する。

したがって、衛星チャンネルにおいて距離変化による通路損失の変化は典型的に １乃至２ｄＢ程度である。

衛星チャンネルと反対に、地上／自動車ユニットチャンネルすなわち地上チャン ネルにおいては、自動車ユニットとセル位置との間の距離は大きく変化すること ができる。例えば、１つの自動車ユニットはセル位置から５マイルの距離に位置 し、一方別の自動車ユニットは数フィート離れて位置している。距離の変化は１ ００対１の係数を越えることがある。地上チャンネルは衛星チャンネルが行った ように伝播損失特性を経験する。しかしながら、地上チャンネルにおいて伝播損 失特性は逆の４乗の電力の法則に対応する。すなわち通路損失は通路距離の４乗 の逆数に比例する。したがって、５マイルの半径を有するセルにおいてほぼ８０ ｄＢを越える通路損失変化が生じる可能性がある。

衛星チャンネルは典型的にＲ１ｃｉｘｎとして特徴付けられるフエイディングを 経験する。したがって、受信された信号はレイリーフエイディング統計を持つ複 合反射成分と合計された直接成分からなる。直接成分と反射成分との間の電力比 は典型的に６乃至１０ｄＢ程度であり、自動車ユニットアンテナの特性および自 動車ユニットの周囲の環境に依存する。

地上チャンネルと衛星チャンネルを対比すると、地上チャンネルは典型的に直接 成分のないレイリーフエイド成分から成る信号フエイディングを経験する。した がって、地上チャンネルはＲｉｃｉａｎフエイディングが優先的なフエイディン グ特性である衛星チャンネルより厳しいフエイディング環境を与える。

地上チャンネル信号におけるレイリーフエイディング特性は物理的な環境の多数 の異なる特性から反射された信号によって発生させられる。結果として、信号は 異なる送信遅延を有して多数の方向からほぼ同時に自動車ユニット受信機に到達 する。セル自動車電話システムを含む自動車無線通信に対して通常使用されるＵ ＨＦ周波数帯域において、異なるパス上を進行する信号において大きい位相差が 生じる。信号の破壊的合計の可能性が生じ、しばしばディープフェイドが発生す る。

地上チャンネルフエイディングは、自動車ユニットの物理的な位置の非常に強い 関数である。自動車ユニットの位置における小さい変化は信号伝播路全ての物理 的な遅延を変化し、これはさらに環境フエイディング処理を経る各パスに対して 異なる位相を生じる。したがって、例えば自動車の移動は結果的に８５０ＭＨｚ セル無線周波数帯域で非常に速くなり、このフエイディングは典型的に自動車速 度の１マイル／時間当りの１秒当り１フエイドの速さであることができる。この 程度のフエイディングは地上チャンネルにおける信号に対してかなり破壊的であ り、結果的に低い通信品質になる可能性がある。しかしながら、付加的な送信電 力はフエイディングの問題を克服するために使用されることができる。

地上セル自動車電話システムは、典型的に通常の配線された電話システムによっ て設けられるように電話変換の両方向通話を同時にアクチブにさせるために設け られる完全送受切替えチャンネルを必要とする。この完全送受切替え無線チャン ネルは通常アウトバウンドリンク、すなわちセル位置送信機から自動車ユニット 受信機への送信に対して１つの周波数帯域を使用することによって設けられる。

異なる周波数帯域はインバウンドリンク、すなわち自動車ユニット送信機からセ ル位置受信機への送信に対して使用される。したがって、この周波数帯域分離は 送信機から受信機へのフィードバックまたは干渉なしに自動車ユニット送信機お よび受信機を同時にアクチブにさせる。

通常のセル電話システムにおいて、利用可能な周波数帯域は帯域幅内で典型的に ３０ＫＨｚのチャンネルに分割され、一方アナログＦＭ変調技術が使用される。

システムサービス領域は変動する大きさのセルに幾何学的に分割される。利用可 能な周波数チャンネルはセットに分割され、各セットは通常等しい数のチャンネ ルを含んでいる。周波数セットはセルに共通チャンネル妨害の確率を最小にする ように割当てられている。例えば７つの周波数セットが存在し、セルが等しい大 きさの６角形であるシステムを考慮する。１つのセルにおいて使用される周波数 セットは６つの最も近い、またはそのセルを包囲している近隣のセルにおいて使 用されない。さらに、１つのセル中の周波数セットはそのセルの１２個の２番目 に近い近隣セルにおいて使用されない。

通常のセル電話システムにおいて行われるハンドオフ技術は、自動車電話機が２ つのセルの間の境界を横断したときに通話を連続させるように意図されている。

あるセルから他のセルへのハンドオフは呼びを処理するセル位置受信機が自動車 電話から受信された信号強度が予め定められたしきい値より下になったことを認 めたときに開始される。低い信号強度表示は自動車電話がセル境界の近くになけ ればならないことを意味する。信号レベルが予め定められたしきい値より下にな ったとき、セル位置は隣接したセル位置が現在のセル位置より良好な信号強度を 持つ自動車電話信号を受信するか否かを決定することをシステム制御装置に要求 する。

現在のセル位置要求に応答するシステム制御装置は、ハンドオフ要求により隣接 したセル位置にメツセージを送信する。

現在のセル位置に隣接したセル位置は、特定されたチャンネル上の自動車ユニッ トからの信号を捜す特別の走査受信機を使用する。隣接したセル位置位置の１つ がシステム制御装置に対して適切な信号レベルを報告した場合、ハンドオフが試 みられる。

ハンドオフは新しいセル位置において使用されたチャンネルセットから空いてい るチャンネルが選択されたときに開始される。制御メツセージは現在のチャンネ ルから新しいチャンネルに切替えるように命令する自動車電話機に送られる。

同時に、システム制御装置は第１のセル位置から第２のセル位置に呼びを切替え る。通常のシステムにおいて、フエイドを克服する際に可能なダイパーシティ受 信がないメイクビフォーブレイクスキムが使用される。

さらに、自’ｆｄｒ　ＴＢ　電話がチャンネルを切替える命令を開（ことができ ない場合、ハンドオフは失敗する。実際の動作経験はシステムの信頼性を低くす るハンドオフの失敗が頻繁に発生することを示している。

通常のセル電話システムにおいて、パスフエイディングは通信に悪影響を及ぼし 、呼びサービスにおいて破壊を発生させることができる。したがって、本発明の 目的はセル電話システムにおいて１つ以上のセル位置から送信された最も強い信 号の受信および処理を容易にする受信機設計を提供することであり、これらの信 号は単一のセル位置からの多重バス信号または多重セル位置によって送信された 信号である。

発明の要約 ＣＤ　ＭＡセル電話システムにおいて、同じ周波数帯域は全てのセルの通信に対 して使用される。処理利得を提供するＣＤＭＡ波形特性はまた同じ周波数帯域を 占有する信号間において識別するために使用される。さらに、高速疑似雑音（Ｐ Ｎ）変調は、バス伝播遅延における差がＰＮチップ期間すなわち１／帯域幅を越 えた場合に多数の異なる伝播路を分離させる。ＩＪ４ＨｚのＰＮチップ率がＣＤ ＭＡシステムにおいて使用された場合、システムデータ率に対する拡散帯域幅の 比率に等しい完全な拡散スペクトル処理利得は、所望のバスからバス遅延で１マ イクロ秒だけ異なっているバスに対して使用されることができる。１マイクロ秒 のバス遅延差は１．０００フイートのパス長差に対応する。都市環境は典型的に １マイクロ秒を越えるパス遅延差を提供し、ｌＯ乃至２０マイクロ秒までいくつ かの領域で報告されている。

通常の電話システムによって使用されるアナログＦ　Ｍ変調のような狭帯域変調 システムにおいて、多重バスの存在は結果的に深刻な多重バスフエイディングに なる。しかしながら、広帯域ＣＤＭＡ変調に関して異なるバスは復調処理の際に 識別されることができる。この識別は多重バスフェイディングのｇ！を密性を大 幅に減少する。多重パスフエイディングは、特定のシステムに対して最小のバス 遅延より小さい遅延差を持つバスがしばしば存在しているためＣＤＭＡＸＡ別技 術を使用して完全には除去されない。この程度のバス遅延を有する信号は復調器 において識別されることができない。したがって、システムはさらにフェイディ ングの効果を減少するためにダイパーシティを提供することが望ましい。

フエイディングの悪影響は、ＣＤＭＡシステムにおける送信機電力を制御するこ とによって制御されることができる。

セル位置および自動車ユニット電力制御に対するシステムは本発明の出願人によ る米国特許出願第０７／４３３．０３１号明細書（“ＭＥＴＢＯＤ　ＡＮＤ　Ａ ＰＰＡＲ＾丁ＵＳ　ＦＯＲＣ０ＮＴＲ０ＬＬＩＮＧＴＲＡＮＳ１．ｌｌ５ＳＩＯ Ｎ　ＰＯＷＥＪＩ　ＩＮ　Ａ　ＣＤＭＡ　ＣＥＬＬυＬＡＲＭＯＢＩＬＥ　置Ｅ ＰＨＯＮＥ　ＳＹＳＴＥＭ　”　、１９８９年１１月７日出願）に記載されてい る。さらに、多重バスフエイディングの効果は自動車ユニットがハンドオフ処理 中に自動車ユニットがセル位置と通信しているセル位置サービス領域間において 転移しているときにハンドオフモードにおいて減少されることができる。ハンド オフスキムは、本発明の出願人による米国特許出願第０７／４３３．０３０号明 細書（５ＯＦＴ　ＨＡＮＤＯＦＦ　ＩＮ　Ａ　ＣＤＩＪＡ　ＣＥＬＬＵＬＡＪＩ 　置ＥＰ）ＩＯＮＥ　ＳＹＳＴＥＭ　”　、　１９８９年１１月７日出願）に記 載されている。

多重パスの存在は広帯域Ｐ　Ｎ　ＣＤ　Ｍ　Ａシステムにバスダイパーシティを 提供することができる。２つ以上のバスが１マイクロ秒より大きいパス遅延差で 利用できる場合、２つ以上のＰＮ受信機はこれらの信号を分離して受信するよう に使用されることができる。これらの信号は典型的に多重パスフエイディングに おける独立性を呈し、すなわちそれらは通常−緒にフエイドせず、２つの受信機 の出力はダイパーシティ結合されることができる。したがって、特性における損 失は両受信機が同時にフエイドを経験したときにのみ生じる。したがって、本発 明の１つの観点はダイパーシティ結合器と組合わせて２つ以上のＰＮ受信機を提 供することである。

本発明の別の観点は、自動車ユニットが物理的環境を移動したときに多重パスの 数およびそれらの信号強度が一定して変化することである。したがって、本発明 は多重バス環境における信号の存在、時間ドメインにおける位置および相対的、 な信号強度を決定するためにチャンネルの時間ドメインを一定して走査する探索 受信機と呼ばれる特別な受信機を使用する。探索受信機は異なるバスで利用でき る最も良い信号を追跡するときにデータ受信機を制御する。

ＣＤＭＡセル電話システムにおいて、各セル位置は複数の変調器−復調器ユニッ トまたは拡散スペクトルモデムを有している。各モデムはデジタル拡散スペクト ル伝送変調器、少なくとも１つのデジタル拡散スペクトルデータ受信機および探 索受信機から構成される。セル位置における各モデムは自動車ユニットとの通信 を行う必要があるため自動車ユニットに割当てられている。したがって、多数の 例において多数のモデムが利用可能であり、一方その他は各自動車ユニットとの 通信においてアクチブであることができる。ソフトノλンドオフスキムは、新し いセル位置モデムが自動車ユニットに割当てられ、一方古いセル位置が呼びを連 続的にサービスし続けるＣＤＭＡセル電話システムに対して使用される。自動車 ユニットが２つのセル位置間の転移領域に位置されたとき、呼びは信号強度が指 示されたときにセル位置間において往復して切替えられることができる。自動車 ユニットは常に少なくとも１つのセル位置を通じて通信されるため、自動車ユニ ットに対してまたはサービスにおいて生じる破壊的な効果はない。本発明は、ハ ンドオフ処理または単一セルにおけるダイパーシティ機能でも使用される自動車 ユニットの多重受信機を使用する。

ＣＤＭＡセル電話システムにおいて、各セル位置は”パイロットキャリア″信号 を送信する。このパイロット信号は最初のシステム同期を行い、セル位置伝送信 号の強い（ｒｏｂｕｓｔ）時間、周波数および位相追跡を行うために自動車ユニ ットによって使用される。

各セル位置はまたセル位置識別、システムタイミング、自動車ベイジング情報お よび種々の他の制御信号のような拡散スペクトル変調情報からなる″設定“チャ ンネルを提供する。

各セル位置から送信されたパイロット信号は同じ拡散コードであるが、異なるコ ード位相オフセットを持つ。位相オフセットはパイロット信号が互いに識別され ることを許容し、結果的にそれらが生じたセル位置間の識別を与える。同じパイ ロット信号コードの使用は全パイロット信号コード位相を通じて一度の探索で自 動車ユニットにシステタイミング同期を発見させる。各コード位相に対する相関 処理によって決定されたような最も強いパイロット信号は容易に識別されること ができる。識別されたパイロット信号は最も近いセル位置によって送信されたパ イロット信号に対応する。

最も強いパイロット信号の獲得、すなわち最も強いパイロット信号を持つ自動車 ユニットの最初の同期のときに、自動車ユニットはそのセル位置の適切な設定チ ャンネルを探索する。設定チャンネルは複数の異なる予め定められた拡散スペク トルコードの１つを使用するセル位置によって送信される。

本発明の実施例において、２１個の異なるコードが使用される。

しかしながら、それより多い、或は少ないコードがシステムパラメータによって 決定される設定チャンネルにおいて使用されることができることが理解されなけ ればならない。自動車ユニットは設定チャンネルにおいて使用された異なる全コ ードの探索を開始する。

自動車ユニットはそのセル位置に適切な設定コードを識別したとき、システム情 報は受信され処理される。自動車ユニットはさらに制御メツセージのために設定 チャンネルを監視する。１つのこのような制御メツセージは呼びがこの自動車ユ ニットへの伝送を待機していることを示す。

自動車ユニットは、パイロット信号を送信された隣接したセル位置に対応するコ ードオフセットにおいて受信されたパイロットキャリア信号コードを連続的に走 査する。この走査は隣接したセルから生じたパイロット信号が最初に最も強いと 決定されたパイロット信号より強くなるか否かを決定するために行われる。この 呼びのインアクチブモードにおいて、隣接したセル位置のパイロット信号が最初 のセル位置の送信されたパイロット信号よりも強くなった場合、自動車ユニット は強いパイロット信号および新しいセル位置の対応した設定チャンネルを獲得す る。

呼びが開始されたときに、疑似（ＰＮ）コードアドレスはこの呼び中に使用する ために決定される。コードアドレスはセル位置によって割当てられるか、或は自 動車ユニットの識別符号に基づいたプレ配列によって決定される。呼びが開始さ れた後、自動車ユニットは隣接したセル中に配置されたセル位置によって送信さ れたパイロット信号を連続的に走査する。パイロット信号走査は隣接したセル位 置送信パイロット信号の１つが自動車ユニットが通信しているセル位置によって 送信されたパイロット信号より強くなるかどうかを決定するために連続して行わ れる。隣接したセルに配置されたセル位置によって送信されたパイロット信号が 現在のセル中のセル位置によって送信されたパイロット信号より強くなった場合 、新しいセルに入り、ハンドオフが開始されなければならないことを自動車ユニ ットに示す。このパイロット信号強度決定に応答して、自動車ユニットは制御メ ツセージを発生し、現在呼びをサービスしているセル位置に伝送する。新しいセ ル位置送信パイロット信号が現在のセル位置送信パイロット信号より強いことを 示すこの制御メツセージはシステム制御装置に供給される。制御メツセージはさ らに新しいセル位置およびＰＮコードを識別する情報を含む。識別された新しい セル位置への自動車ユニット中のハンドオフが開始するシステム制御装置に中継 された制御メツセージが翻訳される。

システム制御装置はハンドオフ処理を開始する。ノ＼ンドオフ中、ハンドオフ処 理を経験する特定の自動車ユニットのＰＮコードアドレスは変化する必要はない ことが理解されなければならない。システム制御装置は新しいセル位置に配置さ れたモデムを呼びに割当てることによってハンドオフを開始する。このモデムは 自動車ユニットと現在のセル位置モデムとの間で通信している呼びと関連された ＰＮアドレスを与えられる。呼びをサービスするように割当てられた新しいセル 位置モデムは自動車ユニット送信信号を探索し、発見する。

セル位置モデムはまたアウトバウンド信号を開始する。自動車ユニットは新しい セル位置によって提供された信号および設定チャンネル情報にしたがってアウト バウンド信号を探索する。

新しいセル位置モデム送信信号が獲得されたときに、自動車ユニットはこの信号 のりスニングに切替えられる。自動車ユニットはハンドオフが終了したことを示 す制御メツセージを送信する。制御メツセージは古いおよび新しいセル位置のモ デムの一方または両方によってシステム制御装置に与えられる。この制御メツセ ージに応答して、システム制御装置は新しいセル位置モデムに呼びを切替え、一 方古いセル位置モデムを通す呼びを遮断する。古いセル位置モデムは再割当てに 利用できる一群の空きモデムとなる。

しかしながら、自動車ユニットは、セル位置信号が多重バス信号である単一のセ ルサービス仙域内にある場合、対応したセル位置送信信号は自動車ユニットで受 信される受信される他のセル位置の送信信号より強い。動作の単一セルモードに おいて、探索受信機は多重バス信号を監視し、種々の多重バスで受信されたとき に最も強いものを識別する。探索受信機はこれらの最も強いバス上で信号を追跡 するようにデータ受信機に命令する自動車ユニット制御プロセッサにこの情報を 提供する。信号はそれらがダイパーシティ結合器に供給されるデータ受信機から 出力される。

呼びハンドオフ中、種々のセル位置との自動車ユニット通信はバスダイパーシテ ィにさらされる。これらの通信はまたダイパーシティ結合のために自動車ユニッ トにおいて多重受信機によって処理される。さらに、種々のセル位置を通じて送 信された信号はシステム制御装置におけるダイパーシティ結合器において結合さ れる。本発明はさらにハンドオフ以外のときにセル位置ダイパーシティモードと してここで呼ばれているものを許容する。このモードにおいて、自動車ユニット は進行ベースで種々のセル位置と通信することが許容される。

セル位置ダイパーシティモードにおいて、呼びは２つセル位置によって処理され ている呼びを参照して呼鈴を上記のように相互間状態にさせておく。本発明の自 動車電話を参照してここに示された実施例において、２つのｆＪ）Ｎプロセッサ または受信機の全てが使用される。受信機の１つは走査機能にために使用され、 一方２つの別の受信機は２チヤンネルダイパ一シテイ受信機として使用される。

単一セルにおける動作中、走査受信機は自動車ユニットへの多重バス上を進むセ ル位置送信信号を発見しようと試みる。これらの多重バス信号は典型的に地勢、 ビルディングまたは他の信号障害物からの信号の反射によって生成させられる。

２つ以上のこのような反射が発見されたとき、２つの受信機は２つの最も強いバ スに割当てられる。走査受信機はバス状態が変化したときに２つの最も強いパス 上の信号と２つの受信機の同期を維持するように多重バスを連続的に評価する。

セル位置ダイパーシティモードにおいて、各セル位置からの最も強い２つのバス は探索受信機によって決定される。２つの受信機は最初のセル位置および新しい セル位置から利用できるバスの最も強い２つのバスの信号を復調するように割当 てられる。データ復調処理はダイパーシティ組合せ動作でこれらの受信機の両方 からの情報を使用する。このダイパーシティ組合せ動作の結果は、多重バスセル 電話環境において生じ得る有害なフエイディングに対する大きく改良された抵抗 性を与える。

本発明は自動車セル電話システムにおける通信の品質および信頼性を太き（進展 させるダイパーシティ組合せを使用する。本発明において、最大比の組合せの形 態が使用される。

ｔ＝号対雑音比は相応して荷重される２つのバスからの影響と組合せられた両バ スに対して決定される。組合せは、パイロット信号復調が各バスの位相を決定さ せるためコヒーレントである。

自動車ユニットから２つのセル位置までのバスにおいて、バスダイパーシティ受 信はまた両セル位置に自動車ユニット送信信号を復調させることによって得られ る。両セル位置は、セル位置受信機における信号品質の指示と共にシステム制御 装置にそれらの復調されたデータ信号を転送する。システム制御装置は自動車ユ ニット信号の２つの変形を結合し、最高の品質の指示を持つ信号を選択する。良 好なダイパーシティ組合せ処理が使用できるようにするためにデコードされない 、または復調されていない信号をシステム制御装置に送信することができること が理解されなければならない。

システム制御装置は新しいセル位置におけるモデムに呼びを接続することによっ て応答する。システム制御装置は２つのセル位置によって受信された信号のダイ パーシティ組合せを実行し、一方自動車ユニットは２つのセル位置から受信され た信号のダイパーシティ組合せを行う。セルダイパーシティモードは、両セル位 置から受信された信号が良好な品質の復調を許容するのに十分なレベルである限 り連続する。

自動車ユニットは他のセル位置から送信された信号の探索を連続する。第３のセ ル位置送信信号が最初の２つのセル位置信号の一方より強くなる場合、制御メツ セージは少なくとも１つの現在のセル位置を介して自動車ユニットによってシス テム制御装置に送信される。制御メツセージは）１ンドオフに対するこのセル位 置の識別符号および要求を示す。システム制御装置は３つのうち最も弱いセル位 置信号を介して通信される呼びを遮断し、一方２つの最も強いセル位置を介して 呼びを提供する。自動車ユニットが３つの受信機のような付加的な受信機を具備 しているならば、３重セル位置ダイパーシティモードが行われる。

セル位置ダイパーシティモードは、自動車ユニットが１つのセル位置だけが品質 復調のために適切な信号を供給することを決定したときに終了される。自動車ユ ニットはセル位置ダイパーシティモードの終了の際に通信で残っているセル位置 を示す制御メツセージを送る。セル位置ダイパーシティモードはまたシステムが 全自動車ユニット要求を全て支持するために利用できるには不十分な数のモデム により過負荷された場合にシステム制御装置によって終了される。論じられたよ うなセル位置ダイパーシティモードは、セル位置ダイパーシティモードで動作す るように自動車ユニットで成された決定によって行われる。しかしながら、セル 位置ダイパーシティモードはシステム制御装置において成されたこのモードでの 動作に対する決定により行われることができることが理解されなければならない 。セル位置受信機は、信号がＩＰＮチップ遅延差より大きい進行後、自動車ユニ ットからセル位置に到達したときダイパーシティ受信を行うために上記の多重受 信機構造を使用することができることも理解されなければならない。

よって信号フエイドの減少に関して通常のセル電話システムに対する実質的な改 良を提供する。

図面の簡単な説明 本発明の特徴および利点は図面を参照した部分に付されている以下の詳細な説明 からさらに明らかになるであろう。図において同じ参照符号は対応する。

図１は本発明の１実施例のＣＤＭＡセル電話システムの概略全体図である。

図２はＣＤＭＡセル電話システムにおけるＣＤＭＡ通信に対して構成された自動 車ユニット電話機のブロック図である。

図３はＣＤ　Ｍ　Ａセル電話システムにおけるセル位置装置のブロック図である 。

図４は自動車電話スイッチング局装置のブロック図である。

好ましい実施例の詳細な説明 本発明の１実施例の電話システムは図１に示されている。

図１に示されたシステムはシステム自動車ユニットまたは自動車電話機間の通信 においてＣＤＭＡ変調技術を使用する。

大都市のセルシステムは数千の自動車電話機のうち数百をサービスする数百のセ ル位置ステーションを有する。ＣＤＭＡ技術の使用は通常のＦＭ変調セルシステ ムに比較してこの大きさのシステムにおける利用者容置を容易に高める。

図１において、システム制御装置およびスイッチ１０はまた自動車電話スイッチ ング局（ＭＴＳ○）と呼ばれ、典型的にセル位置にシステム制御を提供するよう にインターフェイスおよび処理回路を含む。制御装置ｌＯはまた適切な自動車ユ ニットへの送信のために公共電話交換回路網（Ｐ　Ｓ　ＴＮ）から適切なセル位 置への電話機の呼びのルーティングを制御する。

制御装置１０はまた少なくとも１つのセル位置を介してＰＳＴＮへの自動車ユニ ットからの呼びのルーティングを制御する。

制御装置ｌＯは、このような自動車ユニットが典型的に互いに直接通信しないた めに適切なセル位置ステーションを介して自動車利用者間の呼びを導く。

制御装置ｌＯは専用の電話線、光フアイバリンクのような種々の手段またはマイ クロ波通信リンクによってセル位置に結合される。図１において、セル電話機を それぞれ含む自動車ユニット１６および１８と共に２つのこのような例示的セル 位置１２および１４が示されている。矢印２０！−２０ｂおよび２２！　−２２ ５はそれぞれセル位１１２と自動車ユニット１６および１８との間において可能 な通信リンクを限定する。同様にして、矢印２４ｇ−２４ｂおよび２６Ｍ−２６ ｂはそれぞれセル位Ｈ１４と自動車ユニット１６および１８との間において可能 な通信リンクを限定する。セル位置１２および１４は通常等しい電力を使用して 送信する。

セル位置サービス領域またはセルは、自動車ユニットが通常１つのセル位置に最 も近くなるような幾何学的な形状に設計されている。自動車ユニットは空き、す なわち実行されている呼びかないとき、自動車ユニットは付近の各セル位置から のパイロット信号送信を一定に監視する。図１に示されているようにパイロット 信号はそれぞれ各セル位置１２および１４によって通信リンク２０！および２６ ！で自動車ユニツ）１６に送信される。自動車ユニットは、これらの特定のセル 位置から送信されたパイロット信号の信号強度を比較することによってそれがあ るのはどのセルかを決定する。

自動ホユニット１６はセル位置１２および１４によってパス２０ａおよび２６ａ 上で送信されたパイロット信号中の全受信電力を測定する。同様にして、自動車 ユニット１８はセル位置１２および１４によってパス２２ｔおよび２４ａ上で送 信されたノくイロ・ント信号中の全受信電力を測定する。各自動車ユニット１６ および１８において、パイロット信号電力は、信号が広帯域信号である受信機に おいて測定される。したがって、この電力測定は疑似雑音（ＰＮ）スペクトル拡 散信号による受信された信号の補正の前に行われる。

自動車ユニット１６がセル位置１２に近い場合、受信された信号パワーはパス２ ０！上を進行している信号によって優先される。自動車ユニッＮ６がセル位１１ ４に近い場合、受信された信号パワーはパス２６！上を進行している信号によっ て優先される。同様にして自動車ユニット１８がセル位置１４に近い場合、受信 されたパワーはパス２４！上の信号によって優先される。

自動車ユニット１８がセル位置１２に近い場合、受信されたパワーはパス２２ｍ 上を進行する信号によって優先される。

各自動車ユニット１６および１８は、通路損失を評価するときにセル位置送信電 力および自動車ユニットアンテナ利得と共に結果的な測定を使用する。自動車ア ンテナ利得およびセル位置Ｇ／Ｔ　（受信機雑音レベルＴで除算された受信アン テナ利得Ｇ）の知識と共に評価された通路損失は、セル位置受信機における所望 のキャリア対雑音比を得るために要求される公称送信機電力を決定するために使 用される。セル位置パラメータの自動車ユニットによる知識は特定のセル位置に 対して公称的な状態以外を示すためにメモリにおいて固定されるか、或は設定チ ャンネルのようなセル位置情報放送信号で送信される。

図１に示された例において、自動車ユニット１６はセル位置１２に最も近いと考 えられる。自動車ユニット１６が呼びを開始したとき、制御メツセージは最も近 いセル位置であるセル位置１２に送信される。セル位ｗ］２が呼び要求メツセー ジを受信したときにシステム制御装置１０に信号を送り、呼びの電話番号を伝送 する。システム制御装置１０はＰＳＴＮを通して意図された受信者に呼びを接続 する。

呼びがＰＳＴＮ内において開始されるならば、制御装置ｌＯは領域中の全てのセ ル位置に呼び情報を送信する。それに応じてセル位置は自動車ユニットの目的の 受信者にベイジングメッセージを送信する。自動車ユニットがペイジメッセージ を聞いたとき、それは最も近いセル位置に送信された制御メツセージに対応する 。この制御メツセージは、この特定のセル位置が自動車ユニットと通信している ことをシステム制御装置に通知する。その後、制御装ｆｌＯはこのセル位置を通 じて自動車ユニットに呼びを送る。

自動車ユニット１６が最初のセル位置のカバレージ領域の外に移動したならば、 別のセル位置を通して呼びを送ることによって呼びを連続するように試みられる 。ハンドオフ処理において、呼びのハンドオフを開始するか、または別のセル位 置を通して送るかの２つの異なる方法がある。

セル位置開始メツセージと呼ばれる第１の方法は、現在使用されている原形の第 １世代アナログセル電話システムにおいて使用されるハンドオフ方法に類似して いる。セル位置開始方法において、最初のセル位置であるセル位置１２は自動車 ユニット１６によって送信された信号があるしきい値レベルの下になることを認 知する。セル位置１２はシステム制御装置１０にハンドオフ要求を送信する。制 御装置１０はセル位２１４を含む全ての隣接したセル位置に要求を中継する。制 御装置送信要求は自動ホユニット１６によって使用されたＰＮコードシーケンス を含むチャンネルに関連した情報を含む。セル位置１４は自動車ユニットによっ て使用されているチャンネルに受信機を切替え、典型的にデジタル技術を使用し て信号強度を測定する。セル位置１４の受信機が最初のセル位置の報告された信 号強度より強い信号を報告した場合、ハンドオフはこのセル位置に対して行われ る。

ハンドオフを開始する第２の方法は自動車開始ハンドオフと呼ばれる。自動車ユ ニットは、他の機能を実行することに加えて隣接したセル位置１２および１４の パイロット信号送信を走査するために使用される探索受信機を具備している。セ ル位置１４のパイロット信号がセル位置１２のパイロット信号より強いことが認 められた場合、自動車ユニット１６は現在のセル位置であるセル位ａ１２に制御 メツセージを送信する。この制御メツセージはこのセル位置のハンドオフを認求 する情報に加えて大きい信号強度のセル位置を識別する情報を含む。セル位置１ ６は制御装置１０にこの制御メツセージを送信する。

自動車開始ハンドオフ方法は、セル位置開始ハンドオフ方法にまさる種々の利点 を有する。自動車ユニットは、セル位置が行うことができるより速く小さい努力 でそれ自身と種々の隣接したセル位置との間のパスにおける変化を認識する。

しかしながら、自動ｊｌＪｉ開始ハンドオフを実行するために各自動車ユニット は走査機能を実行するために探索受信機を具備していなければならない。自動車 ユニットＣＤ八４Ａ通信容量のここに記載された実施例において探索受信機はそ の存在を要求する付加句な機能を有している。

自動車ユニット１６がセル位置１４の送信信号が最も強いようにセル位ｆ１４の カバレージ領域内にある場合、自動車ユニッ、ト１６の探索受信機は多重データ 送信機における処理のために最も強い強度の多重バス信号を使用する。

自動車ユニット１６が開始セル位置であるセル位置１２のカバレージ領域外に移 動した場合、別のセル位置を通して呼びを送ることによって呼びを連続すること が試みられる。セルダイパーシティモードにおいて、呼びは多重セル位置を通し て送られる。本発明のダイパーシティ受信機システムの使用は自動車ユニット１ ６とセル位置１２．　１４および種々の別のセル位置との間の通信を可能にする 。

図２は例示的なセル電話用自動車ユニットをブロック図の形態で示す。自動ホユ ニットは送受切替器３２を通じてアナログ受信機３４および送信電力増幅器３６ に結合されたアンテナ３０を含む。アンテナ３０および送受切替器３２は標準的 な設計であり、単一のアンテナを通じて同時的な送信および受信を許容する。ア ンテナ３０は送信された信号を受信し、送受切替器３２を通じてアナログ受信８ １３４にそれらを供給する。受信機３４は典型的に増幅およびＴＦ周波数への周 波数下流変換のための８５０ＭＨｚ周波数帯域であるＲＦ周波数信号を送受切替 器３２から受信する。この変換処理は、受信機がセル電話周波数帯域全体の受信 周波数帯域内の任意の周波数に調整されることを可能にする標準設計の周波数シ ンセサイザを使用して達成される。

ＩＦ倍信号好ましい実施例においてほぼ１．２５ＭＨｚの帯域幅である表面音波 （ＳＡＷ）バンドパスフィルタを通過される。ＳＡＷフィルタの特性は、好まし い実施例において１．２５ＭＨｚである予め定められた率でクロックされたＰＮ シーケンスによって変調された直接シーケンス拡散スペクトルヲ有するセル位置 によって送信された信号の波形と整合するように選択される。このクロック率は 、１６Ｋｂｐｓ　、　９．６　Ｋｂｐｓおよび４．８１（ｂｐｓのような多数の 共通のデータ率の整数倍であるように選択される。

受信機３４はまた自動車ユニットの送信電力を調節する電力制御機能を実行する 。受信機３４は、送信電力制御回路３８に供給されるアナログ電力制御信号を発 生する。自動車ユニット電力制御特性の制御および動作は米国特許出願第０７／ ４３３．０３１号（“＆１ＥＴＢＯＤ　ＡＮＤ　ＡＡＰＰＡＲＡＴυＳ　ＦＯＲ Ｃ０ＮＴＲ０ＬＬＮＧ　ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ　ＰＯＷＥＲＩＮ　Ａ　ＣＤ ＭＡ　ＣＥＬＩＵＬＡＲＭＯＢＩＩＥ　置ＥＰＨＯＮ　ＳＹＳＴＥＭ　”　。

１９８９年１１月７日）に記載されている。

受信機３４はまた正確に８倍のＰ　Ｎチップ率である好ましい実施例において９ ．２１６　ＭＨｚのクロック速度で生じる変換により、デジタル信号にＩＦ倍信 号変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器（示されていない）を具備してい る。デジタル化された信号は２つ以上の信号プロセッサまたはデータ受信機のそ れぞれに供給され、それらの一方は探索受信機であり、残りのものはデータ受信 機である。

図２において、受信機３４から出力されたデジタル化された信号はデジタルデー タ受信機４０および４２、並びに探索受信機４４に供給される。安価な低い特性 の自動車ユニットは単一のデータ受信機だけを有し、一方高い特性のユニットは ダイパーシティ受信を行うために２つ以上有していることが理解されるべきであ る。

デジタル化されたＩＦ倍信号現在および全ての隣接したセル位置によって送信さ れたパイロットキャリアと共に多数のオンゴーイング呼びの信号を含んでいる。

受信機４０および４２の機能は適切なＰＮシーケンスとＩＦサンプルを相関する ことである。この相関処理は適切なＰＮシーケンスと整合する信号の信号対雑音 比を高め、一方他の信号を高めない“処理利得”として技術的に良く知られた特 性を提供する。相関出力は、キャリア位相基学のような最も近いセル位置からパ イロットキャリアを使用して同期的に検出される。この検出処理の結果はエンコ ードされたデータシンボルのシーケンスである。

本発明において使用されるようなＰＮシーケンスの特性は、識別が多重パス信号 に対して行われることである。信号が２以上のパスを通過した後自動車受信機に 到達したとき、信号の受信時間において差が生じる。この受信時間差は光速で除 算された距離の差に対応する。この時間差が１マイクロ秒を越えた場合、相関処 理はパスの１つを識別する。受信機は最初または後のパスを追跡して受信するか 否かを選択することができる。受信ＩＪ４０および４２のような２つの受信機が 設けられた場合、２つの独立したパスは並列に追跡されることができる。

制御プロセッサ４６の制御の下の探索受信機４４は、同じセル位置からの別の多 重パスパイロット信号に対して、および別のセル位置の送信されたパイロット信 号に対してセル位置の受信されたパイロット信号のほぼ公称時間で時間ドメイン を連続的に走査するためのものである。受信機４４は公称時間以外の時間におけ る所望の波形の任意の受信の強度を測定する。

受信機４４は受信された信号において信号強度を比較する。受信機４４は最も強 い信号および相対的な時間関係を示す制御プロセッサ４６に信号強度信号を供給 する。

プロセッサ４６は、最も強い信号の異なる一方をそれぞれ処理するデジタルデー タ受信機４０および４２に信号を制御する。

場合によっては別のセル位置の送信パイロット信号が現在のセル位置信号強度よ り大きい信号強度である。そのときには制御プロセッサ４６は強いパイロット信 号に対応したセル位置へのセルの転送を要求する現在のセル位置を介してシステ ム制御装置への送信用の制御メツセージを発生する。したがって、受信機４０お よび４２は２つの異なるセル位置を通して呼びを処理する。

受信機４０および４２の出力はダイパーシティ結合器およびデコーダ回路４８に 供給される。回路４８内に含まれるダイパーシティ結合器回路は整列するように 受信された信号の２つの流れのタイミングを調節してそれらを加算する。この加 算処理は２つの流れの相対信号強度に対応した数により２つの流れを乗算するこ とによって進められる。この動作は最大率ダイパーシティ結合器と考えられるこ とができる。結果的な結合された信号流は回路４８内にも含まれる前方流エラー 検出デコーダを使用してデコードされる。

実施例において、通常のエンコーディングが使用される。

通常のエンコーディングは制限長９およびコード率１／３を有する。すなわち３ つのエンコードされたシンボルは送信されるべき全ての情報ビットに対して生成 され送信される。このタイプのコードに対して最適のデコーダはソフト決定Ｖｉ ｌｅ＋ｂｉアルゴリズム設計である。結果的なデコードされた情報ビットは利用 者デジタルベースバンド回路５０に送信される。

ベースバンド回路５０は典型的にデジタルボコーダ（示されていない）を含む。

ベースバンド回路５０はさらにハンドセットまたはＦｆ意の他のタイプの周辺装 置を備えたインターフェイスとして機能する。ベースバンド回路５０は種々の異 なるボコーダ設計に適合する。ベースバンド回路５０は回路４８から供給された 情報にしたがって利用者に出力清報信号を供給する。

典型的にハンドセットにより与えられた利用者アナログ音声信号は入力としてベ ースバンド回路５０に供給される。ベースバンド回路５０は、デジタル形態にア ナログ信号を変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器（示されていない）を 含む。デジタル信号はそれがエンコードされるデジタルボコーダに供給される。

ボコーダ出力はエラー補正のために前方エラー補正エンコーディング回路（示さ れていない）に供給される。このエンコードされたデジタル音声信号は送信変調 器５２にベースバンド回路５０から出力される。

送信変調器５２は、呼びに割当てられたアドレス機能にしたがってＰＮシーケン スが選択されたＰＮキャリア信号をエンコードされた信号で変調する。ＰＮシー ケンスはセル位置によって送信された呼び設定情報から制御プロセッサ４６およ びデコードされた受信８１４０および４２によって決定される。その代りとして 、制御プロセッサ４６はセル位置による予備配列によりＰＮシーケンスを決定す る。制御プロセッサ４６は送信変調器５２に、また呼びデコーディングのために 受信機４０および４２にＰＮシーケンス情報を提供する。送信変調器５２の出力 は送信電力制御回路３８に供給される。信号送信電力は、受信機３４から供給さ れたアナログ電力制御信号によって制御される。

制御ビットは電力調節命令の形態でセル位置によって送信され、データ受信機４ ０および４２によって処理される。電力調節命令は自動車ユニット送信において 電力レベルを設定する際に制御プロセッサ４６によって使用される。この命令に 応答して、制御プロセッサ４６は回路３８に供給されるデジタル電力制御信号を 発生する。受信機４０および４２、制御プロセッサ４６および送信電力制御回路 ３８の相互関係に関する別の情報はまたさらに上記特許出願明細書において説明 されている。

送信電力制御回路３８は、送信電力増幅回路３６に電力制御変調信号を出力する 。回路３６は、適切な出力周波数に信号を同調する周波数シンセサイザ出力信号 と混合することによってＲＦ周波数にＩＦ倍信号増幅し変換する。回路３６は最 終の出力レベルに電力を増幅する増幅器を含む。意図された送信信号は回路３６ から送受切替器３２に出力される。送受切替器３２はセル位置に送信するために アンテナ３０に信号を結合する。

制御プロセッサ４６はまたセルダイパーシティモード要求およびセル位置通信終 了命令のような制御メツセージを発生することができる。これらの命令は送信の ために送信変調器５２に与えられる。制御プロセッサ４６はハンドオフおよびダ イパーシティ結合に関する決定を行うためにデータ受信機４０および４２並びに 探索受信機４４から受信されたデータに応答する。

図３はセル位置装置の１実施例をブロック図の形態で示す。

セル位置において、空間ダイパーシティ受信のために分離したアンテナおよびア ナログ受信機をそれぞれ有する２つの受信システムが使用される。各受信システ ムにおいて、信号は信号がダイパーシティ結合処理を受けるまで同様に処理され る。破線内の素子はセル位置と１つの自動車ユニットとの間の通信に対応する素 子に対応する。アナログ受信機の出力はまた別の自動車ユニットとの通信に使用 された別の素子に供給される。

図３において、第１の受信システムはアンテナ６０．アナログ受信機６２、探索 受信機６４およびデジタルデータ受信機６６がら構成されている。この受信シス テムはまた任意のデジタルデータ受信機６８を含む。第２の受信システムはアン テナ７０゜アナログ受信機７２、探索受信機７４およびデジタルデータ受信機７ ６を含む。またセル位置制御プロセッサ７８はハンドオフおよびダイパーシティ のための信号処理および制御において使用される。両受信システムはダイパーシ ティ結合器およびデコーダ回路５０に結合される。デジタルリンク８２は、制御 プロセッサ７８の制御下においてセル位置送信変調器８４および回路８０を具備 したＭＴＳＯ（図４）との間で信号を通信するために使用される。

アンテナ６０で受信された信号はアナログ受信機６２に供給される。受信機６２ 中の増幅器によって増幅された受信信号は、周波数シンセサイザ出力信号と混合 することによってＩＦ周波数に変換される。ＩＦ倍信号バンドパスフィルタで処 理され、自動車ユニットアナログ受信機を参照して記載されたものと同じ処理で デジタル化される。デジタル化されたＩＦ倍信号デジタルデータ受信機６６、任 意のデータ受信機６８および探索受信機６４に供給され、図２における自動車ユ ニットのデジタルデータ受信機および探索受信機を参照して記載された１　もの と同様にしてそれぞれ処理される。しかしながら、デジタルデータ受信機および 探索受信機による処理は、いくつかの点でセル位置リンクへの自動車ユニットに 対して自動車リンクにおいてセル位置で使用されるものと異なっている。

帰ってくるすなわちセル位置リンクへの自動車ユニットにおいて、自動車ユニッ トはセル位置における信号処理の際にコヒーレントな基準のために使用されるこ とができるパイロット信号を送信しない。したがって、セル位置リンクへの自動 車ユニットは６４個の直交信号を使用するコヒーレントでない変調および復調ス キムを使用する。

探索受信機６４は再び関連したデジタルデータ受信機６６、およびもし使用され るならばデータ受信機６８が最も強い利用可能な時間ドメイン信号を追跡して処 理することを保証するように受信信号に関して時間ドメインを走査するために使 用される。この追跡処理は自動車ユニットを参照して示されたものと同一である 。探索受信機６４は処理のために適切な受信信号を選択するようにデジタルデー タ受信機６６および６８に制御信号を供給するセル位置制御プロセッサ７８に信 号を供給する。

６４個の直交信号処理において、自動車ユニットの送信されたシンボルは６４の 異なる可能性の１つを有する。６ビツトシンボルは２６すなわち６４の異なる２ 進シーケンスの１つにエンコードされる。選択されたシーケンスのセットは、Ｗ 　ａ　ｉ　ｓ　ｈ関数として知られている。Ｗ　ａ　Ｉ　ｓ　ｈ関数として叢適 な受信関数は高速Ｈ２ｄｘｍａｒｄ変換（ＦＨＴ）である。探索受信機６４およ びデジタルデータ受信機６６および６８において、入力信号は自動車ユニット受 信機を参照して論じられたように相関され、相関出力はＦＨＴプロセッサに供給 される。ＦＨＴプロセッサは全ての６シンボルに対して１組の６４係数を生成す る。６４個のシンボルは受信機において発生された荷重関数によって乗算される 。荷重関数は測定された信号強度に結合される。

荷重されたデータは、ダイパーシティ結合器およびデコーダ回路８０への出力と して供給される。

第２の受信システムは、図３における第１の受信システムに関して論じられた同 じ方法で受信された信号を処理する。

受信機６６および７６から出力された荷重された６４個のシンボルはダイパーシ ティ結合器およびデコーダ回路８０に供給される。

回路８０は受信器７６からの荷重された６４個のシンボルに受信器６６から荷重 された６４個のシンボルを加算する加算器を含む。

結果的な６４の係数は最大係数を決定するために互いに比較される。同一性また は６４の係数の最大のものを伴う比較結果の大きさは、回路８０中に構成された Ｖ　１ｌｃｒｂｉアルゴリズムデコーダ内において使用するための１組のデコー ダ荷重およびシンボルを決定するために使用される。

Ｖ　１ｌｅｒｂｉデコーダは制限長９であり、コード率１／２であることが好ま しい。Ｖ　１ｌｒｒｂｉデコーダは最も類似した情報ピットシーケンスを決定す るために使用される。各ボコーダデータブロック、公称１５ミリ秒のデータに対 して信号品質評価が得られ、自動車ユニットへのデータと共に自動車ユニット電 力調節命令として送信される。この品質評価の発生に関する別の情報は、上記の 特許明細書においてさらに詳細に論じられている。この品質評価は１５ミリ秒間 隔に対する平均信号対雑音比である。

図３において、任意のデジタルデータ受信機６８はシステムの特性を改良するた めに含まれている。単独または付加的な受信機と組合わせられたこの付加的なデ ータ受信機は自動車ユニット送信信号の他の可能な遅延バスを追跡して受信する ことができる。この受信機における構造および動作はデジタルデータ受信機６６ および７６を参照して記載されたものと類似している。受信機６８は付加的なダ イパーシティモードを得るために使用される。付加的なダイパーシティモードを 与える任意の付加的なデジタルデータ受信機は、多重パス信号の多数の可能性が 発生する密集した都市領域に配置されたこれらのセル位置においてかなり有効で ある。

ＭＴＳＯからの信号は、制御プロセッサ７８の制御の下にデジタルリンク８２を 介して適切な送信変調器に結合される。送信変調器８４の拡散スペクトルは制御 プロセッサ７８によって割当てられるような予め定められた拡散関数にしたがっ て意図された受信自動車ユニットへ送信するためにデータを変調する。送信変調 器８４の出力は、制御プロセッサ７８の制御の下に送信電力が制御される送信電 力制御回路８６に供給される。回路８６の出力は送信電力増幅回路８８に供給さ れる。

回路８８は、セル位置において別の送信変調器の出力と送信変調器８４の出力を 合計する合計装置を含む。回路８８はさらに合計された送信変調器出力信号とパ イロット信号発生器９０がらのパイロット信号出力を合計する合計装置を含む。

回路８８はまたアナログ信号にデジタル信号を変換するデジタルアナログ変換器 、送信変調器からの出力のＩＦ周波数信号をＲＦ周波数に変換する周波数アップ 変換回路およびＲＦ倍信号増幅する増幅器を含む。回路８８からの出力はセル位 置サービス領域内の自動車ユニットに放射されるアンテナ９２に供給される。

セル位苫制御プロセッサ７８は、デジタルデータ受信機および変調器の特定の呼 びに対する割当てを行う。制御プロセッサ７８はまた呼びの進行、信号の品質を 監視し、信号の損失時の停止を開始する。セル位置はそれが標準的な電話線、光 ファイバまたはマイクロ波リンクによって結合されたリンク８２を介してＭＴＳ Ｏと通信する。

図４は、ＭＴＳＯにおいて使用された装置をブロック図の形態で示す。ＭＴＳＯ は典型的にシステム制御装置または制御プロセッサ１００、デジタルスイッチ１ ０２、ダイパーシティ結合器１０４、デジタルボコーダ１０６およびデジタルス イッチ＋０８を具備している。示されてはいないが、付加的なダイパーシティ結 合器およびデジタルボコーダはデジタルスイッチ１０２と１０８との間に結合さ れてもよい。

セルダイパーシティモードがアクチブである場合、呼びは信号が公称的に同じ情 報を持つ１つ以上のセル位置からＭＴＳＯに到達するように２つのセル位置によ って処理される。

しかしながら、自動車ユニットからセル位置へのインバウンドリンク上のフエイ ディングおよび干渉のために、１つのセル位置における信号は他のセル位置の信 号よりも良い品質である。

デジタルスイッチ１０２は、１つ以上のセル位置からダイパーシティ結合器１０ ４またはシステム制御プロセッサ１００からの信号によって決定されるような対 応したダイパーシティ結合器への所定の自動車ユニットに対応した情報流を送る 際に使用される。システムがセルダイパーシティモードにないときに、ダイパー シティ結合器１０４はバイパスされるか或は同じ情報を各入力ポート上に供給さ れる。

多数の直列結合ダイパーシティ結合器およびボコーダは処理される各呼びに対し てそれぞれ１つづつ並列に公称的に設けられる。ダイパーシティ結合器１０４は ２つ以上のセル位置信号からの情報ビットを伴う信号品質インジケータを比較す る。ダイパーシティ結合器１０４は、ボコーダ１０６への出力に対する情報のフ レームごとのベースで最高品質のセル位置信号に対応したビットを選択する。

ボコーダ１０６は標準的な６４Ｋｂｐｓ　ＰＣＮ電話フォーマット、アナログま たはその他の標準フォーマットへデジタル化された音声信号のフォーマットを変 換する。結果的な信号はボコーダ１０６からデジタルスイッチ１０８に送信され る。システム制御プロセッサ１００の制御の下に、呼びはＰＳＴＮに送られる。

自動車ユニットに対して意図されたＰＳＴＮから入来した音声信号は、システム 制御プロセッサ１００の制御下においてボコーダ１０６のような適切なデジタル ボコーダへのデジタルスイッチ１０８に供給される。ボコーダ＋０６は入力デジ タル音声信号をエンコードし、得られた情報ビット流をデジタルスイッチ１０２ に直接供給する。デジタルスイッチ１０２はシステム制御プロセッサの制御下に おいて自動車ユニットが通信１２ているセル位３にエンコードされたデータを導 く。自動車ユニットが多重セル位置へ通信するハンドオフモードまたはセルダイ パーシティモードであるならば、デジタルスイッチ１０２は適切なセル位置送信 機による意図された受信自動車ユニットへの送信のために適切なセル位置に呼び を送る。しかしながら、自動車ユニットがただ１つのセル位置だけと通信してい るか、または呼びダイパーシティモードでない場合、信号は単一のセル位置だけ に導かれる。

システム制御プロセッサ１００はＭＴＳＯとの間でデータを送受するデジタルス イッチ１０２および１０６に対する制御を行う。システム制御プロセッサ１００ はまたＭＴＳＯにおけるセル位置およびボコーダに対する呼びの割当てを決定す る。さらに、システム制御プロセッサ１００は、ＭＴＳＯとセル位置との間にお ける特定の呼びの割当ておよび呼びに対するＰＮコードの割当てに関して各セル 位置制御プロセッサと通信する。さらに、図４に示されたように、デジタルスイ ッチ１０２および１０６は２つの分離したスイッチとして示されているが、この 機能は単一の物理的なスイッチングユニットによって行われることが理解されな ければならない。

セルダイパーシティモードが使用されている場合、自動車ユニットは２つの各セ ル位置からの最も強い多重パス信号を発見し、トラップするために探索受信機を 使用する。デジタルデータ受信機は最も強い信号を復調するように探索受信機お よび制御プロセッサによって制御される。受信機の数が情報を並列に送信してい るセル位置の数より少ない場合、スイッチングダイパーシティ能力が可能である 。例えば、単一のデータ受信機および２つのセル位置送信により、探索機は両セ ル位匝からのパイロットを監視し、復調するために受信機に対して最も強い信号 を選択する。この実施例において、選択はボコーダフレームごとに、すなわち約 １５ｍ秒ごとに頻繁に行われることができる。

好ましい実施例の前述の説明は当業者の全てが本発明を形成し、或は使用するこ とを可能にするように行われている。

これらの実施例に対する種々の修正は容易に理解され、ここに限定された一般的 な原理は発明能力を使用せずに他の実施例に適用されるであろう。したがって、 本発明はここに記載、された実施例に限定されるものではなく、ここに開示され た新しい特徴の原理により構成された広範囲の技術的範囲を含むものである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）異なる伝播路をそれぞれ進行し、互いに関して結果的な時間差を有する多 重パイロット信号を受信し、各受信されたパイロット信号の信号強度および互い に関する対応した時間関係を決定し、最大の信号強度および対応した時間関係の 受信されたパイロット信号を示す探索制御信号を供給する探索器手段と、 前記パイロット信号の異なるものにそれぞれ対応する拡散スペクトル変調情報信 号を受信し、最大の信号強度の前記パイロット信号の１つに対応する前記拡散ス ペクトル変調情報信号の１つを復調し、情報を含むエンコードされた出力信号を 供給するために前記探索器制御信号に応答する受信機手段とを具備している拡散 スペクトル受信機サブシステム。 （２）前記受信機手段はさらに２番目に大きい信号強度の前記パイロット信号の 各別の１つにそれぞれ対応した前記拡散スペクトル変調情報信号の少なくとも１ つの付加的なものを復調し、前記情報をそれぞれ含む対応した付加的な出力信号 を供給するために探索器制御信号に応答する請求項１記載の受信機サブシステム 。 （３）前記出力信号および前記付加的な出力信号を受信し、コヒーレントに結合 し、前記情報を含む対応した結合された出力信号を供給する結合器手段を具備し ている請求項２記載の受信機サブシステム。 （４）前記出力信号および前記付加的な出力信号のそれぞれを受信して結合し、 結果的な結合出力信号を供給する結合器手段を具備している請求項２記載の受信 機サブシステム。 （５）前記結合された出力信号はエラー補正コード化されたフォーマットの前記 情報を含み、さらに前記結合された出力信号を受信してエラー補正デコードする デコーダ手段を具備している請求項４記載の受信機サブシステム。 （６）前記多重パイロット信号の各１つは前記探索器手段により受信者への異な る伝播路を進行する単一のセル位置の送信パイロット信号から結果的に生じ、前 記多重パイロット信号の各１つは伝播路に対応した時間的にオフセットされた同 じ拡散コードである請求項１記載の受信機サブシステム。 （７）前記多重パイロット信号は同じ拡散コードによって変調された単一のパイ ロット信号拡散スペクトルを送信する異なるセル位置から生じ、各セル位置の送 信した単一のパイロット信号は前記探索器手段によって受信者に異なる伝播路を 進行し、各セル位置は単一のパイロット信号を送信されたセル位置で互いに関し てオフセットされた異なるコード位相で各単一のパイロット信号を送信し、前記 多重パイロット信号の１つはその伝播路に対応して時間的にオフセットされた同 じ拡散コードの単一のパイロット信号を送信された同じセル位置から結果的に生 じる請求項１記載の受信機サブシステム。 （８）利用者情報信号が拡散スペクトル通信信号を使用してセル位置によって意 図された受信利用者に通信され、前記セル位置は予め定められたコード位相の拡 散スペクトルパイロット信号を送信し、前記セル位置の送信された拡散スペクト ル通信信号およびパイロット信号は多重パス伝播に感応するセル通信システムに おいて、受信利用者拡散スペクトル受信機は、 セル位置によって送信されたパイロット信号の多重パス伝播を含み、各多重バス 伝播パイロット信号は異なる伝播路を進行し、コード位相で対応したパス依存性 オフセットを有する入力信号を受信し、前記多重パス伝播パイロット信号の少な くとも１つの存在を検出するように異なるコード位相で走査し、各検出された多 重パス伝播パイロット信号の信号強度を測定し、それぞれ検出された多重パス伝 播パイロット信号のコード位相を決定し、最大の信号強度および対応したコード 位相の多重バス伝播パイロット信号を表す探索器制御信号を供給する探索器手段 と、 前記探索器制御信号を受信し、対応した意図された受信利用者情報信号をそれか ら抽出するように最大の信号強度の前記多重パス伝播パイロット信号に対応した 前記拡散スペクトル通信信号の前記多重パス伝播のあるものを拡散スペクトル処 理するために前記探索器制御信号に応答して各多重パス伝播パイロット信号に対 応した前記セル位置によって送信された拡散スペクトル通信信号の多重パス伝播 を含む前記入力信号を受信し、前記抽出された意図された受信利用者情報信号を 表す対応した出力信号を供給する受信機手段とを具備していることを特徴とする 受信機。 （９）前記受信機手段は前記探索器制御信号の異なるものを受信し、拡散スペク トル通信信号の前記多重パス伝播を前記入力信号において受信し、対応した多重 パス伝播パイロット信号によって与えられた同期において前記探索機制御信号に 応答した前記拡散スペクトル通信信号の前記多重バス伝播の異なる選択されたも のを拡散スペクトル処理し、前記出力信号の対応したものを供給する複数のデー タ受信機手段を具備している請求項８記載の受信機。 （１０）前記出力信号を受信し、前記受信された出力信号をコヒーレントに結合 し、対応した結合された出力信号を供給する結合器手段を含む請求項８記載の受 信機。 （１１）予め定められた周波数帯域でＲＦ信号を受信し、ＲＦ信号を増幅し、対 応したＩＦ信号を生成するように中間周波数範囲に前記増幅されたＲＦ信号を周 波数下方変換し、前記ＩＦ信号をフィルタしデジタル化する入力受信機手段を含 み、前記デジタル化されたＩＦ信号は前記パイロット信号の多重パス伝播および 前記拡散スペクトル通信信号の対応した多重パス伝播に対応し、前記探索器手段 および前記受信機手段に前記入力信号として前記ＩＦ信号を供給する請求項８記 載の受信機。 （１２）利用者情報信号が拡散スペクトル通信信号を使用した少なくとも１つの セル位置によって意図された受信利用者に通信され、各セル位置は同じ拡散コー ドおよび予め定められた異なるコード位相の拡散スペクトルパイロット信号を送 信し、各セル位置の送信拡散スペクトル通信信号およびパイロット信号が多重パ スに感応するセル通信システムにおいて、受信利用者拡散スペクトル受信機は、 少なくとも１つのパイロット信号の多重パス伝播を含む入力信号を受信し、各パ イロット信号が複数のセル位置のそれぞれ１つによって送信され、各多重パス伝 播パイロット信号が異なる伝播バスを進行し、コード位相で対応したパス依存オ フセットを有し、前記多重パス伝播パイロット信号の少なくとも１つの存在を検 出するように異なるコード位相で走査し、各検出された多重パス伝播パイロット 信号の信号強度を測定し、各検出された多重パス伝播パイロット信号のコード位 相を決定し、最大の信号強度および対応したコード位相のの多重パス伝播パイロ ット信号を表す探索器制御信号を供給する探索器手段と、 前記探索器制御信号を受信し、前記複数のセル位置の少なくとも１つによって送 信された拡散スペクトル通信信号の多重パス伝播を含む前記入力信号を受信し、 対応した意図された受信利用者情報信号をそれから抽出するように最大の信号強 度の前記多重パス伝播パイロット信号に対応した前記拡散スペクトル通信信号の 前記多重パス伝播のあるものを拡散スペクトル処理し、前記抽出された意図され た受信利用者情報信号を表す対応した出力信号を供給するために前記拡散スペク トル通信信号の各多重パス伝播が前記探索器制御信号に応答して各多重パス伝播 パイロット信号に対応する受信機手段とを具備している受信機。 （１４）前記受信機手段は前記探索器制御信号の異なるものを受信し、拡散スペ クトル通信信号の前記多重バス伝播を前記入力信号において受信し、対応した多 重パス伝播パイロット信号によって与えられた同期において前記探索器制御信号 に応答した前記拡散スペクトル通信信号の前記多重パス伝播の異なる選択された ものを拡散スペクトル処理し、前記出力信号の対応したものを供給する複数のデ ータ受信機手段を具備している請求項１２記載の受信機。 （１５）前記出力信号を受信し、前記受信された出力信号をコヒーレントに結合 し、対応した結合された出力信号を供給する結合器手段を含む請求項１２記載の 受信機。 （１６）予め定められた周波数帯域でＲＦ信号を受信し、ＲＦ信号を増幅し、対 応したＩＦ信号を生成するように中間周波数範囲に前記増幅されたＲＦ信号を周 波数下方変換し、前記ＩＦ信号をフィルタし、デジタル化する入力受信機手段を 含み、前記デジタル化されたＩＦ信号は前記パイロット信号の多重パス伝播およ び前記拡散スペクトル通信信号の対応した多重パス伝播に対応し、前記探索器手 段および前記受信機手段に前記入力信号として前記ＩＦ信号を供給する請求項１ ２記載の受信機。 （１７）利用者情報信号が拡散スペクトル通信信号を使用した少なくとも１つの セル位置によって意図された受信利用者に通信され、各セル位置は同じ拡散コー ドおよび予め定められた異なるコード位相の拡散スペクトルパイロット信号を送 信し、各セル位置の送信拡散スペクトル通信信号およびパイロット信号が多重パ ス伝播に感応するセル通信システムにおいて、意図された受信利用者拡散スペク トル通信信号を獲得して処理する方法は、 （ａ）各パイロット信号が複数のセル位置のそれぞれ１つによって送信され、各 多重パス伝播パイロット信号が異なる伝播パスを進行し、コード位相で対応した パス依存オフセットを有する少なくとも１つのパイロット信号の多重パス伝播と 、（ｂ）前記複数のセル位置の少なくとも１つによって送信され、前記拡散スペ クトル通信信号の各多重パス伝播が各多重パス伝播パイロット信号に対応する拡 散スペクトル通信信号の多重パス伝播とを含む入力信号を受信し、前記多重パス 伝播パイロット信号の少なくとも１つの存在を検出するように異なるコード位相 で前記入力信号を走査し、各検出された多量パス伝播パイロット信号の信号強度 を測定し、 それぞれ検出された多重パス伝播パイロット信号のコード位相を決定し、 最大の信号強度および対応したコード位相の多重パス伝播パイロット信号を表す 探索器信号を供給し、前記探索器信号に応答して、対応した意図された受信利用 者情報信号をそれから抽出するように最大の信号強度の前記多重パス伝播パイロ ット信号に対応した前記拡散スペクトル通信信号の前記多重パス伝播されたもの を拡散スペクトル処理し、 前記抽出された意図された受信利用者情報信号を表す対応した出力信号を供給す るステップを含む方法。 （１８）前記出力信号を結合し、 対応した結合された出力信号を供給するステップを含む請求項１７記載の方法。 （１９）予め定められた周波数帯域でＲＦ信号を受信し、前記ＲＦ信号を増幅し 、 対応したＩＦ信号を生成するように中間周波数範囲に前記増幅されたＲＦ信号を 周波数下方変換し、前記ＩＦ信号をフィルタし、 前記ＩＦ信号をデジタル化し、 前記探索器手段および前記受信機手段に前記ＩＦ信号を前記入力信号として供給 するステップを含む請求項１７記載の方法。