RU2260912C2 - Способ глубокого пейджинга - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу глубокого пейджинга в системе связи, использующей ортогональные коды формирования каналов, например последовательности Уолша заданной длины m, не требующей пейджинговых каналов высокой мощности. Способ заключающийся в том, что формируют сообщение пейджингового канала, объединяемого с последовательностью Уолша, имеющей длину не меньше 2m, и передают сообщение пейджингового канала на скорости передачи данных меньше 480 бит в секунду (бит/с). Путем передачи сообщения пейджингового канала на низкой скорости передачи данных и интегрирования собираемой энергии сообщение может проникнуть в здания и другие структуры, или в среды с затуханием высокого уровня. Техническим результатом является обеспечение успешного персонального вызова терминала пользователя, находящегося внутри такой структуры, или зоны. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящее изобретение в основном имеет отношение к предмету спутниковых и других систем связи, к большим потерям на тракте, а более конкретно к способу обеспечения пейджинговых сигналов, называемому глубоким пейджингом, который обеспечивает прием пейджинговых сигналов при наличии затухания высокого уровня.

Стандартные системы связи, основанные на спутниковой связи, содержат шлюзы, терминалы пользователей и один или несколько спутников для передачи сигналов связи между шлюзами и терминалами пользователей. Шлюз является наземной станцией, имеющей антенну для передачи сигналов к спутникам и приема сигналов от спутников. Шлюз обслуживает линии связи, использующие спутники, для соединения терминала пользователя с другими терминалами пользователей или пользователями других систем связи, например коммутируемой телефонной сети общего пользования. Терминал пользователя является устройством радиосвязи, например сотовым или спутниковым телефоном, приемопередатчиком данных и пейджинговым приемником, но не ограничивается этим. Терминал пользователя может быть стационарным, переносным, или подвижным, например мобильным телефоном. Спутник является орбитальным приемником, ретранслятором и регенератором, используемым для передачи информации.

Спутник может принимать сигналы от терминала пользователя и передавать ему сигналы в том случае, если терминал пользователя находится внутри зоны обслуживания спутника. Зона обслуживания спутника - это географический регион на поверхности Земли, находящийся в пределах дальности действия сигналов спутника. Обычно, зона обслуживания посредством использования антенн, формирующих лучи, географически делится на «лучи». Каждый луч охватывает конкретный географический регион внутри зоны обслуживания. Лучи могут быть направлены таким образом, что более одного луча от одного спутника охватывают один конкретный географический регион.

Некоторые спутниковые системы связи используют сигналы с расширенным спектром множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), как описано в патенте США №4901307, от 13 февраля 1990 года, называемом «Система связи множественного доступа с расширенным спектром, использующая спутниковые или наземные ретрансляторы», и в патенте США №5691974, от 25 ноября 1997 года, называемом «Способ и устройство для использования передаваемой мощности полного спектра в системе связи с расширенным спектром для отслеживания энергии и фазового времени отдельного адресата».

В спутниковых системах связи, использующих МДКР, для передачи на шлюз и из шлюза сигналов связи, таких как данные или график, используются отдельные линии связи. Конкретно, сигналы связи, исходящие из шлюза, передаются на терминал пользователя через «прямую линию связи», в то время как сигналы связи, исходящие из терминала пользователя передаются на шлюз через «обратную линию связи».

По прямой линии связи информация из шлюза на терминал пользователя передается через один или несколько лучей. Эти лучи часто содержат ряд так называемых подлучей (также называемых каналами множественного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР), или, в случае расширенного спектра, каналами МДКР), охватывающих общую географическую область, при этом каждый занимает отличную полосу частот. Более конкретно, в стандартной системе связи с расширенным спектром для модуляции или «расширения» сигналов информации пользователя сверх заданной полосы пропускания используется одна или несколько заданных псевдослучайных шумовых (ПШ) кодовых последовательностей перед модуляцией на сигнал несущий для передачи, в качестве сигналов связи. ПШ расширение является известным в данной области техники способом передачи с расширением сигнала по спектру и формирует сигнал связи с шириной полосы частот, намного большей ширины полосы частот сигнала данных. На прямой линии связи для различения сигналов, передаваемых разными шлюзами, или через разные лучи, также как для различения сигналов многолучевого распространения используются коды ПШ расширения, или бинарные последовательности. Часто эти коды совместно используются всеми сигналами в данном подлуче.

В стандартной системе связи МДКР с расширенным спектром на прямой линии связи для формирования многих каналов внутри подлуча спутника используются коды «канализирования». Коды канализирования являются уникальными ортогональными «покрывающими» кодами или уникальными ортогональными кодами «канализирования», которые создают ортогональные каналы в подлуче, через который передаются сигналы связи. Для реализации кодов канализирования каналов в основном используют функции Уолша, также известные как коды Уолша, или последовательности Уолша, и создают то, что известно как каналы Уолша. Обычная длина ортогонального кода составляет 64 элемента сигнала кода для наземных систем связи и 128 элементов сигнала кода для спутниковых систем связи.

Большинство ортогональных каналов является каналами графика, обеспечивающими обмен сообщениями между терминалом пользователя и шлюзом. Оставшиеся каналы часто включают в себя канал передачи пилот-сигнала, канал синхронизации и один или несколько пейджинговых каналов. Передаваемые по каналам графика сигналы обычно предназначены для приема одним терминалом пользователя, хотя сообщения также могут посылаться многим пользователям. Напротив, мониторинг пейджингового канала, канала синхронизации и канала передачи пилот-сигнала обычно осуществляется многими терминалами пользователей.

Когда терминал пользователя не вовлечен в сеанс связи (то есть терминал пользователя не принимает и не передает сигналы трафика), шлюз может передавать терминалу пользователя информацию путем передачи терминалу пользователя персонального вызова. Персональный вызов, обычно являющийся коротким сообщением, передается по упомянутому выше пейджинговому каналу. Часто персональные вызовы передаются шлюзом для установления линии связи с терминалом пользователя, для уведомления терминала пользователя о том, что имеется вызов, для ответа терминалу пользователя, осуществляющему попытку доступа к системе связи, и для регистрации терминала пользователя. Персональные вызовы также используются для распределения терминалам пользователей назначений каналов трафика и дополнительной служебной информации. Передаваемые по пейджинговому каналу персональные вызовы обычно имеют скорость передачи данных порядка 9600 или 4800 бит в секунду.

К сожалению, обычно, терминал пользователя при приеме прямых персональных вызовов сталкивается с проблемами, когда он находится внутри здания или когда имеется некоторая структура или другое препятствие, расположенное между терминалом пользователя и спутником (например, дерево, геологический объект или здание). В такой ситуации терминал пользователя не может захватить персональный вызов, пейджинговое сообщение или пейджинговый сигнал, так как персональный вызов не может проникнуть в здание или другой материальный объект из-за потерь сигнала при прохождении, когда он проходит через структуру. Очевидным решением для преодоления потерь при прохождении сигнала является увеличение мощности пейджингового канала. Проблема такого подхода заключается в том, что для преодоления такого затухания сигнала, или затенения, мощность пейджингового канала должна значительно возрасти. В основном, это требует увеличения мощности сигнала до такого уровня, что в окружающей области будет превышено предельное значение плотности потока энергии (ППЭ). То есть государственные лицензионные ограничения и технические ограничения определяют предельные значения для разрешенной величины плотности потока энергии, которую могут иметь сигналы спутника над заданной областью географического региона. Увеличение мощности для обеспечения успешного персонального вызова заблокированного или имеющего помехи терминала пользователя приводит к большей, чем разрешенная, плотности потока энергии (ППЭ) в окружающей области.

Таким образом, требуется способ, который может обеспечить то, что будет называться «глубоким пейджингом» без увеличения мощности пейджингового сигнала. Глубоким пейджингом называется способность осуществления персонального вызова терминала пользователя в среде, в которой требуется преодолеть имеющиеся избыточные потери при прохождении сигнала, более высокие потери, чем встречаются нормально, составляющие обычно порядка 20 или 30 дБ. Такая среда включает в себя ситуацию, в которой терминал пользователя расположен глубоко внутри здания или структуры или за частичным препятствием.

Настоящее изобретение предлагает способ пейджинга глубокого проникновения, или проникновения высокого уровня, не требующий увеличения мощности пейджингового сигнала. Согласно одному аспекту изобретение предлагает способ глубокого пейджинга, заключающийся в том, что формируют сообщение пейджингового канала, покрывают или модулируют сообщение пейджингового канала последовательностью ортогональных кодов, предпочтительно кодовой последовательностью Уолша, имеющей длину не меньше 2m элементов сигнала кода, где m является длиной кодовых последовательностей, обычно используемых для формирования каналов трафика, и передают модулированное сообщение пейджингового канала со скоростью передачи данных, меньшей 4800 бит в секунду (бит/с). Сообщение пейджингового канала при передаче на низкой скорости передачи данных способно проникать через здания и другие структуры, таким образом обеспечивая успешный персональный вызов терминала пользователя, находящегося внутри здания. Предпочтительно сообщение пейджингового канала покрыто последовательностью Уолша длиной 65536, скорость передачи данных меньше 10 бит/с, а последовательность Уолша является вспомогательной последовательностью Уолша.

Изобретение также предлагает способ глубокого пейджинга в системе связи МДКР, в которой несколько ортогональных последовательностей или кодовых последовательностей Уолша используют для формирования нескольких ортогональных каналов. Способ заключается в том, что создают по меньшей мере одну вспомогательную последовательность Уолша из одной последовательности из множества последовательностей Уолша, формируют сообщение пейджингового канала, покрывают или канализируют канал сообщение пейджингового канала с помощью вспомогательной последовательности Уолша, расширяют канализированное в канал сообщение пейджингового канала, и передают расширенное сообщение пейджингового канала на скорости передачи данных, меньшей 4800 бит/с. Вспомогательная последовательность Уолша имеет длину не меньше 128 элементов сигнала, но предпочтительно длина вспомогательной последовательности Уолша составляет 65536 элементов сигнала. Дополнительно, также является предпочтительным, чтобы скорость передачи данных была меньше 10 бит/с. Преимущественно согласно способу дополнительно создают вторую вспомогательную последовательность Уолша из одной последовательности из множества последовательностей Уолша и покрывают или модулируют сигнал синхронизации второй вспомогательной последовательностью Уолша для создания вспомогательного канала синхронизации. Дополнительные вспомогательные последовательности Уолша могут быть созданы из одной последовательности или из нескольких последовательностей Уолша и могут использоваться для покрытия, или модуляции, дополнительных пилот-сигналов, сигналов синхронизации или пейджинговых сигналов.

Изобретение также предлагает способ компенсации эффекта Доплера в системе связи, в которой сообщения передают на низкой скорости передачи данных терминалу пользователя, находящемуся внутри здания или имеющему иные препятствия. Способ заключается в том, что захватывают терминалом пользователя пилот-сигнал до внесения его в здание, устанавливают терминал пользователя в режим глубокого пейджинга после захвата терминалом пользователя пилот-сигнала, переходят в здание с терминалом пользователя, отслеживают доплеровский сдвиг части при переходе терминала пользователя в здание, вводят режим более длительного интегрирования сигнала и осуществляют мониторинг вспомогательного пейджингового канала после активации режима глубокого пейджинга. Сообщения пейджингового канала, передаваемые через вспомогательный пейджинговый канал, модулируют последовательностью Уолша, имеющей длину не меньше 2m элементов сигнала, где m является длиной кода, используемого для нормальной модуляции сигналов канала трафика, и передают на скорости передачи данных, меньшей 4800 бит/с. Предпочтительно сообщения пейджингового канала, передаваемые по вспомогательному пейджинговому каналу, формируют с использованием последовательности Уолша, имеющей длину около 65536, и передают на скорости передачи данных 10 бит/с или меньше.

Изобретение также предлагает альтернативный способ компенсации эффекта Доплера в системе связи, в которой сообщения передают на низкой скорости передачи данных к терминалу пользователя, находящемуся внутри здания или имеющему иные препятствия. Альтернативный способ заключается в том, что принимают сообщения эфемерид, передаваемые от шлюза к терминалу пользователя, сохраняют в терминале пользователя сообщения эфемерид или содержащиеся в них данные, определяют местоположение терминала пользователя, определяют доплеровский сдвиг частоты на основе определения местоположения терминала пользователя и сообщений эфемерид, которые хранятся в терминале пользователя, и захватывают пилот-сигнал. В первом варианте осуществления при определении местоположения терминала пользователя сохраняют местоположение терминала пользователя каждый раз, когда терминал пользователя регистрируют в шлюзе, и определяют текущее местоположение терминала пользователя, основываясь на местоположении терминала пользователя во время последней регистрации терминала пользователя шлюзом. Во втором варианте осуществления при определении местоположения терминала пользователя принимают сигнал глобальной системы позиционирования (ГСП) или другой системы, определяющей местоположение позиции, и определяют местоположение терминала пользователя на основе сигнала ГСП.

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения, также как функционирование и структура различных вариантов осуществления настоящего изобретения, подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Прилагаемые чертежи, формирующие часть описания, иллюстрируют настоящее изобретение и совместно с описанием дополнительно служат для пояснения принципов изобретения, а также обеспечивают специалистов в данной области техники возможностью произвести и использовать изобретение. В чертежах аналогичные ссылочные позиции указывают идентичные или функционально подобные элементы. Дополнительно, крайний левый символ(ы) ссылочной позиции определяет чертеж, в котором данная ссылочная позиция появилась впервые.

Фиг.1 иллюстрирует возможный вариант системы радиосвязи, в которой может быть применимо настоящее изобретение.

Фиг.2 иллюстрирует возможный вариант приемопередатчика для использования в терминале пользователя.

Фиг.3 иллюстрирует возможный вариант устройства приемопередатчика для использования в шлюзе.

Фиг.4 иллюстрирует возможные линии связи между шлюзом и терминалом пользователя.

Фиг.5 иллюстрирует возможный вариант подлуча.

Фиг.6 иллюстрирует подлуч согласно одному варианту осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

I. Введение

Настоящее изобретение особенно подходит для использования в системах связи, применяющих низкоорбитальные спутники (НОС), в которых спутники не являются стационарными относительно точки на поверхности Земли. Однако изобретение также применимо для систем связи не низкоорбитальных спутников или для систем связи, в которых устройства ретрансляции или пользователи имеют высокую скорость относительно друг друга. Изобретение также применимо к не спутниковым системам связи, в которых имеются относительно высокие или значительные потери при прохождении сигнала, возникающие между передатчиком и приемником.

Ниже подробно описан предпочтительный вариант осуществления изобретения. Несмотря на то что описаны конкретные операции, конфигурации и устройства, следует отметить, что это делается только в пояснительных целях. Предпочтительно применение в системах радиосвязи МДКР с расширенным спектром.

II. Возможный вариант спутниковой системы связи

А. Краткий обзор

Возможный вариант системы радиосвязи, в которой может быть использовано настоящее изобретение, иллюстрируется фиг.1. Предполагается, что эта система связи использует сигналы связи типа МДКР, что не требуется строго в соответствии с настоящим изобретением, пока для создания уникальных каналов для пейджинга используются ортогональные коды. В иллюстрируемой фиг.1 части системы 100 связи показаны два спутника 116 и 118 и два шлюза, или хаба, 120 и 122 для осуществления связи с двумя удаленными терминалами 124 и 126 пользователей. Общее число шлюзов и спутников в таких системах связи зависит от требуемой пропускной способности системы связи и других факторов, очевидных в данной области техники.

Каждый из терминалов 124 и 126 пользователей включает в себя устройство радиосвязи, например радиотелефон, но не ограничивается этим, приемопередатчик данных, или приемник определения пейджинга или позиции, и, если требуется, может быть переносным или установленным на транспортном средстве. На фиг.1 терминал 124 пользователя иллюстрируется как устройство, установленное на транспортном средстве, а терминал 126 пользователя иллюстрируется как переносный телефон. Однако также понятно, что изобретение применимо к стационарным устройствам, в которых требуется дистанционное радиообслуживание. Терминалы пользователя, в зависимости от предпочтения, в некоторых системах связи иногда также называются устройствами абонента, подвижными станциями, подвижными устройствами или просто "пользователями" или "абонентами".

В основном, лучи от спутников 116 и 118 охватывают различные географические области в заданных диаграммах направленности. Лучи разных частот, также называемые каналами МДЧР или "подлучами", могут быть направлены для перекрытия одной области. Для специалистов в данной области техники также очевидно, что охват луча или областей обслуживания для многих спутников могли быть разработаны для полного или частичного перекрытия в данном регионе в зависимости от проекта системы связи и типа предлагаемого обслуживания и в зависимости от того, обеспечено ли пространственное разнесение.

Для обслуживания большого количества терминалов пользователей был предложен ряд многоспутниковых систем связи с возможным вариантом системы связи, использующей порядка 48 или большее количество спутников, перемещающихся в восьми различных орбитальных плоскостях по орбитам НОС. Однако для специалистов в данной области техники понятно, как настоящее изобретение используется для ряда спутниковых систем и конфигураций шлюзов, включая другие орбитальные расстояния и группировки.

Согласно фиг.1 иллюстрируются некоторые возможные тракты сигналов для связи между терминалами 124 и 126 пользователей и шлюзами 120 и 122 через спутники 116 и 118. Линии связи спутник - терминал пользователя между спутниками 116 и 118 и терминалами 124 и 126 пользователей иллюстрируются линиями 140, 142 и 144. Линии связи шлюз - спутник между шлюзами 120 и 122 и спутниками 116 и 118 иллюстрируются линиями 146, 148, 150 и 152. Шлюзы 120 и 122 могут использоваться как часть систем односторонней или двусторонней связи или просто передавать сообщения или данные на терминалы 124 и 126 пользователей.

В. Возможный вариант приемопередатчика терминала пользователя.

Фиг.2 иллюстрирует возможный вариант приемопередатчика 200 для использования в терминалах 124 и 126 пользователей. Приемопередатчик 200 использует по меньшей мере одну антенну 210 для приема сигналов связи, передаваемых на аналоговый приемник 214, где их преобразуют с понижением частоты, усиливают и оцифровывают. Часто используется элемент 212 антенного переключателя для обеспечения обслуживания одной антенной функций передачи и приема. Однако некоторые системы используют отдельные антенны для функционирования на разных частотах приема и передачи.

Цифровые сигналы связи на выходе аналогового приемника 214 передаются по меньшей мере на один приемник 216А цифровых сигналов данных и по меньшей мере на один приемник 218 поискового устройства. Для специалистов в данной области техники очевидно, что в зависимости от допустимого уровня сложности приемопередатчика для обеспечения требуемых уровней разнесения сигналов могут использоваться дополнительные приемники 216В-216N цифровых данных.

С приемниками 216A-216N цифровых сигналов данных и приемником 218 поискового устройства соединен по меньшей мере один процессор 220 управления терминала пользователя. Процессор 220 управления обеспечивает, среди других функций, управление основной обработкой сигналов, синхронизацией, мощностью и передачей обслуживания, или их координацию, и выбор частоты, используемой для несущих сигналов. Другой основной функцией управления, часто выполняемой процессором 220 управления, является выбор или манипулирование псевдошумовыми (ПШ) кодовыми последовательностями, или ортогональными функциями для использования при обработке сигнала связи. Обработка сигнала процессором 220 управления может включать в себя определение относительной мощности сигнала и вычисление различных связанных параметров сигнала. Такие вычисления параметров сигнала, как синхронизации и частоты, могут включать в себя использование дополнительных или отдельно выделенных схем для обеспечения повышенной эффективности или скорости измерений или улучшенного распределения ресурсов обработки управления.

Выходы приемников 216A-216N цифровых данных соединены с цифровыми схемами 222 основной полосы частот внутри терминала пользователя. Пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы частот содержат элементы обработки и воспроизведения, используемые для передачи информации к пользователю терминала пользователя и от него. То есть элементы хранения сигналов или данных, например кратковременная или долговременная цифровая память; устройства ввода и вывода данных, например экраны дисплеев, громкоговорители, терминальные устройства клавиатуры и телефонные трубки; А/Ц элементы, вокодеры и другие элементы обработки речевых и аналоговых сигналов; и т.п., все части форм, используемых в пользовательских цифровых схемах 222 основной полосы частот, известны в данной области техники. Если используется обработка разнесенных сигналов, то пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы частот могут содержать объединитель разнесения и декодер. Некоторые из этих элементов также могут функционировать под управлением процессора 220 управления или будучи связанными с ним.

Когда речевые или другие данные подготовлены в качестве выходного сообщения или сигнала связи, исходящего из терминала пользователя, пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы частот используются для приема, хранения, обработки и другой подготовки для передачи требуемых данных. Пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы частот подают эти данные на модулятор 226 передачи, функционирующий под управлением процессора 220 управления. Выходные данные модулятора 226 передачи передаются на контроллер 228 мощности, подающий управление выходной мощностью на усилитель 230 мощности передачи для окончательной передачи выходного сигнала из антенны 210 к шлюзу.

Приемопередатчик 200 также может использовать элемент 232 предварительной коррекции тракта передачи для настройки частоты исходящего сигнала. Это может быть выполнено с использованием известных способов преобразования с повышением частоты и преобразования с понижением частоты сигнала передачи. В качестве альтернативы, элемент 232 предварительной коррекции может формировать часть механизма выбора частоты или управления для операции (230) аналогового преобразования с повышением частоты и модуляции терминала пользователя так, чтобы настроенная соответствующим образом частота использовалась для преобразования цифрового сигнала к требуемой частоте передачи в одной операции.

Приемопередатчик 200 также может использовать элемент 232 предварительной коррекции на тракте передачи для настройки синхронизации исходящего сигнала. Это может быть выполнено с использованием известных способов добавления или выделения задержки в сигнале передачи.

Цифровые приемники 216A-N и приемник 218 поискового устройства сконфигурированы с элементами корреляции сигнала для демодуляции и отслеживания конкретных сигналов. Приемник 218 поискового устройства используется для поиска пилот-сигналов или других относительно сильных сигналов с фиксированной диаграммой направленности, в то время как цифровые приемники 216A-N используются для демодуляции других сигналов, соответствующих обнаруженным пилот-сигналам. Однако после захвата для отслеживания пилот-сигнала может быть назначен приемник 216 сигналов данных для точного определения соотношения сигнал/шум для энергий элементов сигнала, чтобы определить мощность пилот-сигнала. Следовательно, может осуществляться мониторинг выходных данных этих устройств для определения энергии, или частоты, пилот-сигнала или других сигналов. Эти приемники также используют элементы отслеживания частоты, мониторинг которых может осуществляться для подачи текущей информации о частоте и синхронизации для демодулируемых сигналов на процессор 220 управления.

Процессор 220 управления использует такую информацию для определения степени смещения принимаемых сигналов относительно частоты генератора, при масштабировании к тому же соответствующему диапазону частот. По требованию эта и другая информация о частотных ошибках и доплеровских сдвигах может храниться в элементах 236 хранения или памяти.

С. Возможный вариант приемопередатчика шлюза

Фиг.3 иллюстрирует возможный вариант устройства 300 приемопередатчика для использования в шлюзах 120 и 122. Иллюстрируемая фиг.3 часть шлюза 120, 122 имеет один или несколько аналоговых приемников 314, соединенных с антенной 310, для приема сигналов связи, которые затем преобразуют с понижением частоты, усиливают и оцифровывают с использованием различных, известных в данной области техники, схем. В некоторых системах связи используется много антенн 310. Цифровые сигналы на выходе аналогового приемника 314 подаются в качестве входных сигналов по меньшей мере на один блок цифрового приемника, обозначенный пунктирными линиями с общей ссылочной позицией 324.

Каждый блок 324 цифрового приемника соответствует элементам обработки сигналов, используемым для осуществления управления связью между шлюзом 120, 122 и одним терминалом 124, 126 пользователя, хотя в данной области техники известны некоторые варианты. Один аналоговый приемник 314 может подавать входные данные для многих блоков 324 цифрового приемника, и в шлюзах 120, 122 часто используется несколько таких блоков для приспособления к обработке всех лучей спутников и сигналов, возможно находящихся в режиме разнесения, в любое заданное время. Каждый блок 324 цифрового приемника имеет один или несколько приемников 316 цифровых данных и приемник 318 поискового устройства. Приемник 318 поискового устройства, в основном, осуществляет поиск соответствующих режимов разнесения сигналов, отличных от пилот-сигналов. В системах связи, в которых осуществлена реализация, для приема разнесенных сигналов используются много приемников 316A-316N цифровых данных.

Выходные сигналы приемников 316 цифровых данных подаются на элементы 322 последующей обработки основной полосы частот, содержащие устройства, известные в данной области техники и не поясняемые здесь подробно. Возможный вариант устройства основной полосы частот включает в себя объединители разнесения и декодеры для объединения сигналов многолучевого распространения в один выходной сигнал для каждого пользователя. Возможный вариант устройства основной полосы частот также включает в себя схемы интерфейса для подачи выходных данных к цифровому коммутатору или в сеть. Ряд других известных элементов, например вокодеры, модемы данных и коммутаторы цифровых данных и компоненты хранения, но этим не ограничивается, могут формировать часть элементов 322 обработки основной полосы частот. Эти элементы функционируют для управления или направления передачи сигналов данных к одному или нескольким блокам 334 передачи.

Каждый из сигналов для передачи на терминалы пользователя соединен с одним или с несколькими соответствующими блоками 334 передачи. Стандартный шлюз использует несколько таких блоков 334 передачи для обеспечения одновременного обслуживания многих терминалов 124, 126 пользователей и для нескольких спутников и лучей одновременно. Количество блоков 334 передачи, используемое шлюзом 120, 122, определяется известными в данной области техники факторами, включая сложность системы, количество видимых спутников, пропускную способность пользователя, степень выбранного разнесения, и т.п.

Каждый блок 334 передачи содержит модулятор 326 передачи, осуществляющий модуляцию данных с расширением спектра для передачи. Модулятор 326 передачи имеет выход, соединенный с цифровым контроллером 328 мощности передачи, управляющий мощностью передачи, используемой для исходящего цифрового сигнала. Цифровой контроллер 328 мощности передачи применяет минимальный уровень мощности для уменьшения помех и распределения ресурсов, но, когда это необходимо, применяет соответствующие уровни мощности для компенсации затухания на тракте передачи и других характеристик передачи на тракте. При расширении сигналов модулятор 326 передачи использует по меньшей мере один ПШ генератор 332. Эта генерация кода может также формировать функциональную часть одного или нескольких процессоров управления или элементов хранения, используемых в шлюзе 122, 124.

Выходной сигнал контроллера 328 мощности передачи передается на сумматор 336, где он суммируется с выходными сигналами других блоков передачи. Такие выходные сигналы являются сигналами для передачи на другие терминалы 124, 126 пользователей на той же частоте и внутри того же луча, что и выходной сигнал контроллера 328 мощности передачи. Выходной сигнал сумматора 336 подается на аналоговый передатчик 338 для цифроаналогового преобразования, преобразования к соответствующей частоте РЧ несущей, дополнительного усиления и выходит к одной или нескольким антеннам 340 для излучения на терминалы 124, 126 пользователей. Антенны 310 и 340 могут быть одними и теми же антеннами в зависимости от сложности и конфигурации системы.

По меньшей мере один процессор 320 управления шлюза соединен с блоками 324 приемника, блоками 334 передачи и схемами 322 основной полосы частот; эти устройства физически могут быть отделены друг от друга. Процессор 320 управления подает сигналы команд и управления для осуществления функций, например, обработки сигналов, формирования сигналов синхронизации, управления мощностью, управления передачей обслуживания, объединения разнесения и сопряжения систем, но не ограничивается этим. Дополнительно процессор 320 управления назначает ПШ коды расширения, ортогональные кодовые последовательности и конкретные передатчики и приемники для использования при связи пользователя.

Процессор 320 управления также управляет формированием и мощностью сигналов канала передачи пилот-сигналов, сигналов канала синхронизации и сигналов пейджингового канала и их соединением с контроллером 328 мощности передачи. Канал передачи пилот-сигнала является просто сигналом, не модулируемым данными, и может использовать повторяющийся неизменный шаблон или неизменный тип структуры кадров (шаблон), или вход тонального типа на модуляторе 326 передачи. Это означает, что ортогональная функция, код Уолша, используемый для формирования канала для пилот-сигнала, в основном имеет постоянное значение, например все единицы 1, или нули 0, или известный повторяющийся шаблон, например структурированный шаблон перемеженных единиц 1 и нулей 0. Если, как обычно, используемым кодом Уолша является код из всех нулей 0, это приводит действительно к передаче только ПШ кодов расширения, полученных из ПШ генератора 332.

Хотя процессор 320 управления может быть соединен непосредственно с элементами блока, например блока 324 передачи, или блока 334 приема, в основном каждый блок содержит процессор конкретного блока, например процессор 330 передачи или процессор 321 приема, управляющий элементами этого блока. Таким образом, согласно фиг.3 в предпочтительном варианте осуществления процессор 320 управления соединен с процессором 330 передачи и процессором 321 приема. Таким образом, один процессор 320 управления может более эффективно управлять функционированием большого количества блоков и ресурсов. Процессор 330 передачи управляет формированием и мощностью сигналов: пилот-сигналов, сигналов синхронизации, пейджинговых сигналов, сигналов канала трафика и сигналов любых других каналов и их соответствующим соединением к контроллеру 328 мощности. Процессор 321 приемника управляет поиском, расширяющими ПШ кодами для демодуляции и мониторинга принимаемой мощности.

Для некоторых операций, таких как управление мощностью совместно используемого ресурса, шлюзы 120 и 122 принимают от терминалов пользователей в сигналах связи информацию, например мощности принимаемых сигналов, измерений частоты или других параметров принимаемых сигналов. Эту информацию процессоры 321 приема могут получить из демодулированных выходных сигналов приемников 316 данных. В качестве альтернативы, эта информация может быть обнаружена как возникающая в заданных местоположениях в сигналах, мониторинг которых осуществляется процессором 320 управления или процессорами 321 приема и передается на процессор 320 управления. Процессор 320 управления использует эту информацию для управления синхронизацией и частотой сигналов, передаваемых и обрабатываемых с использованием контроллеров 328 мощности передачи и аналогового передатчика 338.

D. Возможные варианты линий связи

Фиг.4 иллюстрирует дополнительные подробности связи между шлюзом 122 и терминалом 124 пользователя системы 100 связи. Линии связи между терминалом 124 пользователя и спутником 116 обычно называются пользовательскими линиями связи, а линии связи между шлюзом 122 и спутником 116 обычно называются фидерными линиями связи. В "прямом" направлении связь осуществляется из шлюза 122 по прямой фидерной линии 460 связи, и затем из спутника 116 на терминал 124 пользователя вниз, по прямой пользовательской линии 462 связи. В "обратном" или "реверсивном" направлении связь осуществляется из терминала 124 пользователя к спутнику 116 по обратной пользовательской линии 464 связи и затем от спутника 116 к шлюзу 122 по обратной фидерной линии 466 связи.

В возможном варианте осуществления шлюз 122 передает информацию по прямым 460, 462 линиям связи с использованием частотного разделения и поляризационного уплотнения. Используемый диапазон частот разделен на заданное количество частотных "лучей". К примеру, частотный диапазон делится на 8 отдельных "лучей" 16,5 МГц, использующих правую круговую поляризацию (ПКП) и 8 отдельных "лучей" 16,5 МГц, использующих левую круговую поляризацию (ЛКП). Эти частотные "лучи" дополнительно состоят из заданного количества частотно разделенных уплотненных "подлучей" (ЧРУ). К примеру, отдельные лучи 16,5 МГц могут, в свою очередь, состоять из "подлучей" ЧРУ, числом до 13 «подлучей» с шириной полосы частот 1,23 МГц.

Е. Возможный вариант структуры подлуча

Каждый подлуч ЧРУ может включать в себя много каналов Уолша (также называемых ортогональными каналами). Фиг.5 иллюстрирует возможный вариант подлуча 500, имеющего шестьдесят четыре канала Уолша 502-508. Как показано на фиг.5, возможный вариант подлуча 500 включает в себя канал 502 передачи пилот-сигнала, канал 504 синхронизации, семь пейджинговых каналов 506 (1)-(7) и пятьдесят пять каналов 508 (1)-(55) трафика для общего количества в шестьдесят четыре ортогональных канала. Для специалистов в данной области техники очевидно, что может использоваться другое количество каналов, к примеру меньшее или большее количество пейджинговых каналов, или меньшее или большее количество всех каналов. К примеру, некоторая система связи разрабатывает запрос на использование кодов, имеющих 128 элементов сигнала кода, или бинарных элементов, приводящих к 128 ортогональным каналам, которые в приведенном ниже примере будут обозначены W_i ¹²⁸.

Канал 502 передачи пилот-сигнала используется терминалом 124 пользователя, кроме прочих задач, для захвата подлуча (несущей МДКР). Канал 504 синхронизации включает в себя повторяющуюся последовательность информации, которую терминал 124 пользователя может считать после захвата канала 502 передачи пилот-сигнала. Эта повторяющаяся последовательность информации, как известно, используется терминалом 124 пользователя для захвата исходной синхронизации времени. Когда терминал 124 пользователя осуществил захват синхронизации времени, он настраивает свою регулировку времени в соответствии с так называемой нормальной синхронизацией системы. Затем терминал 124 пользователя определяет и начинает осуществлять мониторинг одного или нескольких назначенных пейджинговых каналов 506 для сообщений пейджингового канала, передаваемых из шлюза.

Сообщения пейджингового канала передают информацию из шлюза на терминал пользователя. Для пояснения представленного примера имеются по меньшей мере пять основных типов сообщений пейджингового канала. Эти основные типы сообщений включают в себя: сообщения дополнительной служебной информации, пейджинговые сообщения, сообщения команд, сообщения назначения каналов и сообщения службы коротких сообщений (СКС). Сообщения дополнительной служебной информации используются для конфигурирования системы. Пейджинговые сообщения обычно передаются, когда шлюз принимает вызов или запрос для линии связи с терминалом пользователя и требует получения ответа из терминала пользователя. Сообщения команд используются для управления конкретным терминалом пользователя посредством передачи команд на этот терминал. К примеру, сообщение команды может использоваться для блокировки или предотвращения передачи из ошибочного терминала пользователя. Сообщения назначения канала позволяют шлюзу изменить назначение пейджингового канала для терминала пользователя и назначить терминал пользователя одному из пятидесяти пяти каналов 508 трафика. В заключение, сообщения СКС позволяют шлюзу передавать терминалу пользователя короткие цифровые сообщения для предоставления информации пользователю, к примеру, путем отображения для просмотра на экране. Такие сообщения, в основном, используются для визуальных пейджинговых сообщений как в стандартных пейджерах, чтобы обеспечить краткие показания о состоянии системы или другую информацию, включающую в себя новости, бизнес или спортивные данные. Передача сообщения этого типа является важным соображением в решении применить режим глубокого пейджинга.

Канал 508 трафика назначается при запросе линии связи (к примеру, при поступлении вызова). Обмен сообщениями между терминалом пользователя и шлюзом 122 в продолжении обычного телефонного вызова осуществляется через канал 508 трафика.

Обычно каждый канал 502 передачи пилот-сигнала, канал 504 синхронизации, до семи пейджинговых каналов 506, и пятьдесят пять каналов 508 трафика формируются, или генерируются, с использованием набора уникальных ортогональных последовательностей Уолша, обозначаемых W_i ⁶⁴ (где i является индексом последовательности Уолша, а 64 является длиной последовательности, в общем виде W_i ^m). Конкретно, канал 502 передачи пилот-сигнала обычно формируется с использованием последовательности Уолша W_O ⁶⁴, канал синхронизации может быть сформирован с использованием последовательности Уолша W₁ ⁶⁴, пейджинговые каналы 506 (1) - 506 (7) могут быть сформированы с использованием последовательностей Уолша W₂ ⁶⁴-W₈ ⁶⁴ соответственно, а каналы 508 (1) - 508 (55) трафика формируются с использованием последовательностей Уолша W₉ ⁶⁴-W₆₃ ⁶⁴ соответственно. Для специалистов в данной области техники очевидно, что данное изобретение также применимо к применению с более длинными ортогональными кодами, такими как W_i ¹²⁸, которые приводят к большему количеству каналов, делаемых доступными, и к наборам ортогональных бинарных кодов, которые строго не определены как последовательности Уолша.

Каждая из уникальных последовательностей Уолша W₀ ⁶⁴-W₆₃ ⁶⁴ является ортогональной относительно друг друга. Для передачи данных по конкретному каналу Уолша данные покрываются, или канализируются, то есть объединяются с последовательностью Уолша, или модулируются с использованием последовательности Уолша, используемой при формировании этого конкретного канала Уолша. К примеру для передачи персонального вызова, или пейджинговой информации или данных по пейджинговому каналу 506 (1), сначала персональный вызов покрывается, или канализируется, с использованием последовательности Уолша W₂ ⁶⁴. Аналогично, для передачи трафика по каналу 508 (3) трафика, сначала трафик должен быть покрыт последовательностью Уолша W_II ⁶⁴, и т.д. для каждого соответствующего канала. Канал 502 передачи пилот-сигнала покрывается последовательностью Уолша W₀ ⁶⁴, которая в действительности не обеспечивает никакой модуляции.

III. Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Ниже подробно описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Хотя описываются конкретные операции, конфигурации и устройства, понятно, что это делается исключительно в пояснительных целях. Для специалистов в данной области техники очевидно, что, не отступая от сущности и объема настоящего изобретения и не выходя за его рамки, можно использовать другие операции, конфигурации и устройства. Настоящее изобретение может найти применение в ряде информационных радиосистем и в ряде систем радиосвязи, включая системы, предназначенные для определения позиции.

Как описано выше, терминал пользователя сталкивается с проблемами при приеме сообщений пейджингового канала, когда он находится внутри здания и в отдалении от отверстий вовне, таких как двери или окна, или когда он иным способом покрыт или окружен структурой или физическим материалом или объектами, например деревьями, которые блокируют или приводят к затуханию сигнала. В такой ситуации обычно имеет место затухание сигнала по меньшей мере от 20 до 30 дБ. Одно решение, уже описанное, состоит просто в увеличении мощности одного из пейджинговых каналов 506, к примеру, пейджингового канала 506 (1) и в мониторинге терминалами пользователей этого пейджингового канала на заданной основе. Проблема с этим подходом состоит в том, что мощность должна быть увеличена до такой степени, что будут превышены пределы ППЭ, что является неприемлемым.

Предпочтительное решение состоит в том, чтобы уменьшить скорость передачи данных одного из пейджинговых каналов 506, к примеру пейджингового канала 506 (1), от стандартной скорости передачи данных (4800 бит/с или 9600 бит/с) до очень низкой скорости передачи данных (к примеру, 10 бит/с или меньше) при поддержании стандартного уровня мощности. В то же время увеличивается период интегрирования, используемый для приема такого пейджингового сигнала, чтобы обеспечить сбор дополнительной энергии сигнала. Это позволяет пейджинговому каналу 506 (1) успешно доставлять несколько десятков сообщений пейджингового канала в час на терминал пользователя, местоположение которого находится, к примеру, в здании, в котором имеются избыточные потери при прохождении сигнала, которые нужно преодолеть, находятся в диапазоне от 20 до 30 дБ. Кроме того, это позволяет использовать большую часть мощности подлуча 500 для каналов 508 трафика.

Однако решение использовать очень низкую скорость передачи данных на одном из пейджинговых каналов, к примеру пейджинговом канале 506 (1), требует использования одного из ортогональных кодов или одной из последовательностей Уолша, назначенных для этого канала. Для поддержания пропускной способности системы и, чтобы не потерять использование пейджингового канала для ограниченного количества пользователей внутри областей охвата с высоким затуханием, был принят новый подход использования намного более длинного ортогонального кода чем код, обычно используемый при формировании пейджингового канала. Как описано выше, пейджинговые каналы 506 (1) - 506 (7) и каждый из других каналов Уолша, формирующих подлуч 500, обычно формируются с использованием набора последовательностей Уолша, каждая из которых имеет длину m из шестидесяти четырех (64) элементов сигнала или ста двадцати восьми (128) элементов сигнала. Такая длина кодовой последовательности может использоваться для глубокого пейджинга, и код остается ортогональным относительно других кодов каналов, которые могут найти применение в некоторых системах связи.

Однако обычно существует потребность в обеспечении или планировании для динамического расширения многих каналов глубокого пейджинга для использования в зонах обслуживания, в которых ожидается, что большее количество терминалов пользователей столкнется с увеличивающимся затуханием путем формирования многих каналов, используемых для осуществления пейджинга этого количества пользователей. В такой ситуации или конфигурации при распределении ресурсов кода многим каналам должно использоваться много кодов, из общего количества в 64 или 128 Уолша, или ортогональных кодов, используемых для каналов, к примеру, для обеспечения 5 каналов глубокого пейджинга должно использоваться 5 кодов. В конечном счете, это убыточно влияет на пропускную способность системы для других пейджинговых каналов или каналов трафика. Но если для формирования каналов глубокого пейджинга использовать много вспомогательных кодов Уолша, которые все получаются из одного "корневого" кода Уолша, то только один код Уолша (из 64 или 128, или другого соответствующего количества, используемого в системе) используется для обеспечения каналов глубокого пейджинга, оставляя большее количество кодов для использования при формировании регулярных пейджинговых каналов или каналов трафика.

Предложенный способ имеет преимущество перед существующим процессом формирования кода и использует одну из последовательностей Уолша, обычно применяемых при формировании пейджингового канала, для создания намного более длинной "вспомогательной" последовательности Уолша, и затем формирует пейджинговый канал 506 с использованием этой более длинной вспомогательной последовательности Уолша. К примеру, можно использовать стандартную последовательность Уолша (W₂ ⁶⁴), обычно используемую для пейджингового канала 506 (1), чтобы создать намного более длинную "вспомогательную" последовательность Уолша, и затем формировать новый, или вспомогательный, пейджинговый канал, используя эту более длинную вспомогательную последовательность Уолша.

Для специалистов в данной области техники очевидно, что последовательность Уолша, обозначенная W_i ^m (где i является индексом последовательности Уолша, a m является длиной последовательности Уолша) может использоваться для формирования N других последовательностей Уолша, называемых здесь вспомогательными последовательностями, каждая длиной N*m, где N является степенью 2 (то есть N=2ⁿ, n - неотрицательное целое число). Вспомогательная последовательность Уолша является последовательностью Уолша, построенной путем конкатенации W_i ^m N раз, причем каждая конкатенированная W_i ^m может иметь отличную полярность. Последовательность полярности должна быть выбрана для формирования N дополнительных ортогональных последовательностей Уолша длиной N*m.

Возьмем, к примеру, N, равное 4, из W_i ^m можно построить следующие четыре вспомогательные последовательности Уолша, длиной 4*m:

Где

обозначает логическое дополнение W_i ^m, то есть

=-W_i ^m, и W_i ¹=1.

Каждая из N*m вспомогательных последовательностей Уолша, сформированных из W_i ^m, является ортогональной ко всем другим последовательностям Уолша длиной m, кроме последовательности Уолша W_i ^m, и они ортогональны друг другу.

Следовательно, из последовательности Уолша W₂ ⁶⁴ может быть сформировано N вспомогательных последовательностей Уолша длиной N*64. Дополнительно, все из N вспомогательных последовательностей Уолша, сформированных из последовательности Уолша W₂ ⁶⁴, ортогональны друг другу, и все каналы, получающиеся при использовании этих последовательностей, будут ортогональны другим каналам, включая каналы, сформированные с использованием других последовательностей Уолша W_j ⁶⁴ (j≠2). Предпочтительно, N выбирается равным 1024, что дает 1024 вспомогательных последовательности Уолша длиной 65536 (1024*64=65536). Любая из этих 1024 вспомогательных последовательностей Уолша может быть сформирована, или сгенерирована, из кода, исходно используемого для пейджингового канала, такого как 506 (1). Для специалистов в данной области техники очевидно, что N может быть установлено в другие требуемые значения, как могут быть выбраны и ортогональные коды, имеющие другие длины.

Формирование одной из 1024 вспомогательных последовательностей Уолша длиной 65536 из последовательности, иначе используемой при формировании пейджингового канала 506 (1), позволяет понизить скорость передачи данных пейджингового канала 506 (1) от стандартной скорости передачи данных 4800 бит/с или 9600 бит/с к скорости передачи данных 10 бит/с или меньшей при "сохранении" ортогональных кодов (Уолша). Конкретно, использование последовательности Уолша длиной 65536 для формирования пейджингового канала 506 (1) позволяет пейджинговому каналу 506 (1) поддерживать низкую скорость передачи данных в 9,375 битов в секунду. Это следует из факта, что каждый бит данных передается за более длительный период времени при определенном уровне мощности, и схемы приема сигнала установлены для накопления во входящем сигнале большего количества энергии на бит. При наличии затухания это увеличивает возможность успешной корреляции с пейджинговым сигналом и демодуляции пейджингового сигнала.

Как описано выше, понижение скорости передачи данных пейджингового канала 506 (1) до 10 бит/с или меньше, при использовании примерно той же величины мощности, что обычно используется, позволяет пейджинговому каналу 506 (1) доставлять сообщения пейджингового канала пользователю, находящемуся в здании, в котором избыточные потери при передаче, которые нужно преодолеть, находятся в диапазоне от 20 до 30 дБ.

Дополнительно к объединению одной из 1024 вспомогательных последовательностей Уолша с данными, используемыми для пейджингового канала 506 (1), одна из других 1024 вспомогательных последовательностей Уолша может использоваться для создания вспомогательного синхроканала, или канала синхронизации, в дополнение к каналу 502 передачи пилот-сигнала и каналу 504 синхронизации. Если вспомогательному каналу синхронизации дается тот же уровень мощности, что и каналу 504 синхронизации, то вспомогательный канал синхронизации может преодолеть затухание в 20-30 дБ и, таким образом, проникнуть через здания и другие подобные препятствия. Это обеспечивает соответствующий опорный сигнал синхронизации для использования при захвате и демодуляции сигналов глубокого пейджинга. Также, если потребуется, может использоваться не требуемый вспомогательный канал передачи пилот-сигнала. Здесь, одна из 1024 вспомогательных последовательностей Уолша может использоваться для создания вспомогательного канала передачи пилот-сигнала в дополнение к каналу 502 передачи пилот-сигнала.

Фиг.6 иллюстрирует подлуч 600, имеющий структуру сигнала согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Подобно подлучу 500 подлуч 600 включает в себя канал 602 передачи пилот-сигнала, канал 604 синхронизации, до семи пейджинговых каналов 606 (1)-(7), включая вспомогательный пейджинговый канал 606 (1), и пятьдесят пять каналов 608 (1)-(55) трафика. Используемый для создания вспомогательного пейджингового канала 606 (1), или 606 (l₁) ортогональный код (606 (1)), также может использоваться для создания до 1024 или большего количества вспомогательных ортогональных кодов Уолша, которые могут использоваться, если потребуется, для создания вспомогательного канала передачи пилот-сигнала, дополнительного вспомогательного канала синхронизации и многих вспомогательных пейджинговых каналов. Это иллюстрируется фиг.6, на которой подлуч 600 включает в себя вспомогательный канал 603 передачи пилот-сигнала, вспомогательный канал 605 синхронизации и один или несколько вспомогательных пейджинговых каналов от 606 (l₁) до 606 (l_N). Как выше, по требованию, могут использоваться более длинные и более короткие ортогональные последовательности, в соответствии с конкретным проектом системы связи, который приводит, как известно, в разному количеству каналов.

В одном варианте осуществления канал 602 передачи пилот-сигнала формируется или генерируется с использованием последовательности Уолша W₀ ⁶⁴, канал 604 синхронизации формируется с использованием последовательности Уолша W₁ ⁶⁴, пейджинговые каналы 606 (2)-606 (8) формируются с использованием последовательностей Уолша W₃ ⁶⁴-W₈ ⁶⁴, а каналы 608 (1)-608 (55) трафика формируются с использованием последовательностей Уолша W₉ ⁶⁴-W₆₃ ⁶⁴. В этом варианте осуществления вспомогательный пейджинговый канал 606 (1), или 606 (l₁), формируется с использованием одной из 1024 вспомогательных последовательностей Уолша длиной 65536, сформированной, как описано выше, из последовательности Уолша W₂ ⁶⁴. Дополнительно, вспомогательный канал 605 синхронизации создается или формируется с использованием другой из 1024 вспомогательных последовательностей Уолша, сформированной из последовательности Уолша W₂ ⁶⁴.

Предпочтительно скорость передачи данных на вспомогательном пейджинговом канале 606 (1) установлена 10 бит/с или меньше, в противоположность стандартным скоростям передачи данных в 4800 бит/с и 9600 бит/с. В этой конфигурации данные, передаваемые на вспомогательном канале 605 синхронизации и вспомогательном пейджинговом канале 606 (1), могут проникнуть через структуру (например, здание), где избыточные потери при передаче находятся в диапазоне 30 дБ или меньше, благодаря увеличенной энергии, собираемой на бит за более длительные времена интегрирования сигналов. Следовательно, персональные вызовы, передаваемые через вспомогательный пейджинговый канал 606 (1), или 606 (l₁), могут приниматься терминалом пользователя вне зависимости от того, находится ли терминал пользователя внутри здания.

Однако, так как спутники 116, 118 не находятся на геосинхронной орбите Земли, понижение скорости передачи данных на вспомогательном пейджинговом канале 606(1) до 10 бит/с или меньше усиливает эффект Доплера. То есть, чем ниже скорость передачи данных, тем выше воздействие изменений доплеровских сдвигов частоты и изменений фазы. Более длительный период бита на более низких частотах означает, что возникающее в результате изменение доплеровского сдвига частоты и изменение фазы по каждому биту больше по сравнению с более высокими частотами. К примеру изменение доплеровского сдвига частоты и изменение фазы из-за эффекта Доплера, который возникает по каждому (одному) биту, при приеме сигналов с 10 бит/с является в 1000 раз большим, чем при приеме тех же сигналов с 10,000 бит/с. Это приводит к неспособности или по меньшей мере к уменьшению способности осуществить прием когерентного сигнала, который обычно применяется в системах связи, использующих пилот-сигнал. Величина доплеровского сдвига частоты должна отслеживаться или же компенсироваться для обеспечения правильной синхронизации сигналов для корреляции и слежения.

Для компенсации возрастающего влияния эффекта Доплера на более низких частотах могут использоваться некоторые способы, и ниже описано два таких способа. При использовании первого способа фактически имеет место меньшая проблема, так как схемы терминала пользователя (ТП) эффективно блокируются от эффекта Доплера прежде, чем они начинают принимать на скорости в 10 бит/с. Но во втором предлагаемом способе ТП включается уже внутри здания или области затухания, и он должен осуществлять поиск пилот-сигнала, используя относительно длительное (длительностью как 1000Х) время интегрирования. Не имея довольно хорошего представления относительно того, каким является значение доплеровского сдвига частоты, ТП вряд ли сможет найти или захватить пилот-сигнал или сигнал синхронизации.

Первый способ требует, чтобы терминал пользователя, в то время как он является свободным, был включенным. Затем терминал пользователя устанавливается в "режим глубокого пейджинга" еще до того, как он будет внесен в здание, или имеет иные препятствия. Установка терминала пользователя в режим глубокого пейджинга означает, что он будет осуществлять мониторинг регулярного или вспомогательного канала 603 передачи пилот-сигнала, используя увеличенный период интегрирования, или увеличенное время интегрирования, осуществлять мониторинг регулярного или вспомогательного канала 605 синхронизации и также осуществлять мониторинг пейджингового канала с низкой скоростью передачи данных (вспомогательного пейджингового канала 606(1)). Предпочтительно используется время интегрирования, порядка в 1000 раз более длительное, чем обычно (по сравнению с регулярными пилот-сигналом, пейджинговым сигналом, сигналом трафика и т.д.). Когда терминал пользователя вносится в здание, терминал пользователя автоматически отслеживает доплеровский сдвиг частоты на основе канала с низкой скоростью передачи данных, и, таким образом, используя длительное время интегрирования, может осуществлять отслеживание при больших затуханиях на тракте. Таким образом, ТП может принимать пейджинговые сообщения на пейджинговом канале с низкой скоростью передачи данных, пока затухание не превышает 30 дБ. Единственным недостатком этого способа является то, что пользователь не должен забывать задействовать режим глубокого пейджинга прежде, перед входом в здание, или терминал пользователя должен автоматически обнаружить затухание сигнала и затем автоматически переключиться в режим глубокого пейджинга.

Второй способ обычно является более дорогим, или использует для реализации большее количество элементов схем, чем первый способ, но не требует установки терминала пользователя в режим глубокого пейджинга до внесения его в здание или другую область сильного затухания. Фактически, второй способ работает даже, когда терминал пользователя включается, когда он уже находится внутри области затухания, к примеру внутри здания. Второй способ требует приема и хранения терминалом пользователя сообщений эфемерид, передаваемых в нормальном режиме из шлюза. Принимая и храня сообщения эфемерид, терминал пользователя будет знать или сможет определить ожидаемые доплеровские сдвиги частоты для разных спутников и их эволюцию во времени.

Для использования второго способа терминал пользователя должен также знать свое местоположение. Для терминала пользователя обычно достаточно сохранять местоположение при его регистрации шлюзом и использовать последнюю сохраненную позицию, если новая позиция не доступна иным образом. В качестве альтернативы, местоположение терминала пользователя может быть определено, если терминал пользователя оборудован приемником глобальной системы позиционирования (ГСП), который может осуществлять захват сигналов ГСП при нахождении внутри здания. Затем данные ГСП используются как начальное местоположение. Знание местоположения и прием и хранение сообщений эфемерид позволяет терминалу пользователя определить доплеровский сдвиг частоты и проектировать будущие значения. Таким образом, второй способ позволяет включать терминал пользователя, когда он находится внутри здания и продолжать захват канала 600 передачи пилот-сигнала.

Хотя выше описаны разные варианты осуществления настоящего изобретения, должно быть понятно, что они были приведены только в качестве примера, но не ограничения. Таким образом, широта и объем настоящего изобретения не должны быть ограничены каким-либо из описанных выше возможных вариантов осуществления, но определяются только в соответствии с формулой изобретения и ее эквивалентами.

Claims (26)

1. Способ глубокого пейджинга посредством шлюза с сообщением пейджингового канала в системе связи, в которой каналы связи формируют с использованием набора ортогональных бинарных последовательностей заданной длины m, а данные передают на скорости передачи данных D бит в секунду, заключающийся в том, что формируют по меньшей мере один канал глубокого пейджинга с использованием дополнительной ортогональной последовательности длиной Nm, где N - положительное целое число, сформированной из одной последовательности из упомянутого набора ортогональных последовательностей путем увеличения длины одной последовательности из упомянутого набора ортогональных последовательностей от m до Nm, и передают упомянутое сообщение пейджингового канала на упомянутом пейджинговом канале на скорости передачи данных, меньшей D бит в секунду.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые ортогональные бинарные последовательности и дополнительная ортогональная последовательность являются последовательностями Уолша.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутые ортогональные бинарные последовательности являются последовательностями Уолша длиной 64 или меньше, а упомянутая дополнительная ортогональная бинарная последовательность является дополнительной последовательностью Уолша, имеющей длину, большую или равную 128.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутые ортогональные бинарные последовательности являются последовательностями Уолша длиной 128 или меньше, а упомянутая дополнительная ортогональная бинарная последовательность является дополнительной последовательностью Уолша, имеющей длину не меньше 256.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что упомянутая дополнительная последовательность Уолша имеет длину 65536 элементов сигнала.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что упомянутая дополнительная последовательность Уолша является вспомогательной последовательностью Уолша.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутая скорость передачи данных меньше 10 бит в секунду.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно создают, по меньшей мере, вторую вспомогательную ортогональную последовательность из одной последовательности из упомянутого набора ортогональных последовательностей путем увеличения длины одной последовательности из упомянутого набора ортогональных последовательностей.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно объединяют информацию канала синхронизации с второй вспомогательной ортогональной последовательностью, таким образом создавая вспомогательный канал синхронизации.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно создают дополнительные каналы глубокого пейджинга с использованием дополнительных ортогональных последовательностей длиной Nm, где N - положительное целое число, сформированных из одной последовательности из упомянутого набора ортогональных последовательностей путем увеличения длины одной последовательности из упомянутого набора ортогональных последовательностей.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно создают дополнительные каналы глубокого пейджинга с использованием дополнительных ортогональных последовательностей длиной Nm, где N - положительное целое число, сформированных из других последовательностей из упомянутого набора ортогональных последовательностей путем увеличения длины других последовательностей из упомянутого набора ортогональных последовательностей.

12. Способ глубокого пейджинга посредством шлюза с сообщением пейджингового канала в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), в которой для формирования множества ортогональных каналов используют множество последовательностей Уолша, заключающийся в том, что создают, по меньшей мере, одну вспомогательную последовательность Уолша из одной последовательности из упомянутого множества последовательностей Уолша путем увеличения длины одной последовательности из упомянутого множества последовательностей Уолша, формируют пейджинговый канал с вспомогательной последовательностью Уолша и упомянутым сообщением пейджингового канала и передают упомянутое сообщение пейджингового канала через упомянутый пейджинговый канал на скорости передачи данных меньше 4800 бит в секунду.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что упомянутая вспомогательная последовательность Уолша имеет длину не меньше 128.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что упомянутая вспомогательная последовательность Уолша имеет длину 65536 элементов сигнала.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что скорость передачи данных меньше 10 бит в секунду.

16. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно создают, по меньшей мере, вторую вспомогательную последовательность Уолша из одной последовательности из упомянутого множества последовательностей Уолша путем увеличения длины одной последовательности из упомянутого множества последовательностей Уолша.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что дополнительно объединяют информацию канала синхронизации с второй вспомогательной последовательностью Уолша, таким образом создавая вспомогательный канал синхронизации.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что дополнительно создают дополнительные вспомогательные последовательности Уолша из одной последовательности из упомянутого множества последовательностей Уолша путем увеличения длины одной последовательности из упомянутого множества последовательностей Уолша и формируют дополнительные каналы глубокого пейджинга с использованием дополнительных вспомогательных последовательностей Уолша.

19. Способ компенсации эффекта Доплера в системе связи, в которой сообщения передают на низкой скорости передачи данных к терминалу пользователя, находящемуся внутри здания, заключающийся в том, что захватывают пилот-сигнал перед внесением терминала пользователя в здание, устанавливают терминал пользователя в режим глубокого пейджинга перед внесением терминала пользователя в здание, отслеживают доплеровский сдвиг частоты при переходе терминала пользователя внутрь здания и осуществляют мониторинг вспомогательного пейджингового канала после активации режима глубокого пейджинга.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что сообщения пейджингового канала, передаваемые через упомянутый вспомогательный пейджинговый канал, объединяют с последовательностью Уолша, имеющей длину не меньше 128 элементов сигнала.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно захватывают вспомогательный канал синхронизации.

22. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно захватывают вспомогательный пилот-сигнал.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что сообщения пейджингового канала, передаваемые через упомянутый вспомогательный пейджинговый канал, передают на скорости передачи данных меньше 4800 бит в секунду.

24. Способ компенсации эффекта Доплера в системе связи, в которой сообщения передают на низкой скорости передачи данных к терминалу пользователя, находящемуся внутри здания, заключающийся в том, что принимают в терминале пользователя сообщения эфемерид, передаваемые из шлюза, сохраняют в терминале пользователя сообщения эфемерид, определяют местоположение терминала пользователя, определяют доплеровский сдвиг частоты на основе упомянутого местоположения и упомянутых сообщений эфемерид, которые сохраняют в терминале пользователя, и захватывают пилот-сигнал.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что при определении местоположения терминала пользователя сохраняют местоположение терминала пользователя каждый раз, когда терминал пользователя регистрируют в шлюзе.

26. Способ по п.24, отличающийся тем, что при определении местоположения терминала пользователя принимают сигнал глобальной системы позиционирования (ГСП).

Images