TW255081B - - Google Patents

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55〇8i ---- 立、贫明説明（疋 發明領域： 本發明乃是闞於細胞式行動無線電話通訊系統中有關 間多工進接方法的使用，例如：時間分割多工進接（TDMa) =士編碼分割多工進接（CDMA)通訊技術，特別是闞於行動 電台傳精之發送器功率及時序的控制架構。 發明背景： 細跑式電話工業在美國以及世界各地的商業應用中已 大有進展。大都會區的成長已遠超出意料，且系統容量也 已不敷使用。如果此趙勢一直持續，則即使是最小的市場 其快迷增加的影響也將很快的出現。因此，須有革新的方 法以因應此一增加容量的需求，並同時維持高品質服務與 避免成本增加。 在細跑式系統中，由類比侔輸改變成數位傳輸是—個 遍及全球的重要步驟。而用來實行下一代細胞式技術之有 故數位傳輸架構的選擇也是同樣重要。此外，一般相信， 第代個人通訊網路（PCN)(採用紙成本，封包大小，容易 攜带且可在家，辦公室，街道，汽車等處使用並接收的無 線電話）可由細胞式栽波利用下一代數位細胞式系統基礎 架構與细胞式頻率來提供。此種新系統所訴求的主要特色 是話務容量增加。 在使用時間多工進接方法，如：抑似或CDMA的細跑式 行動無線電話系統中，行動發送器通常必須依據與基地電 台的距離以使用適當的發送器功率，以及依照與基地電台 的不同侔遞延遲而採用合適的發送器時序。選擇適當的^ 2 本紙張尺度適用中國國家棟準（CNS > A4规格（210Χ297公釐） ' --------* 1^-------1T-----^ (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印«. A7 B7 <55〇8i 五、發明説明（2 送器功率可使得基地電台所接收之所有行動發送器信號維 持在幾乎相同的程度，以避免程度差距過多而導致較強作 號的干援。 货 在TDMA系統中，行動發送器信號的時序是以與基地電 台的距離為函數來控制，以確保信號可正確地依指定的時 槽，且不重疊地抵達基地電台。在CDMA系統中，特别是在 行動電台開始發送時，控制時序以減少编碼相闞接收器必 須搜辱之時序不確定區域的寬度。在這兩種系統中，一旦 行動電台獲得舆基地電台的雙工通訊後，則基地電台所傳 檢的資訊可繼續控制行動電台發送器的功率與時序。 在CDMA應用中，功率與時序的正確性最難維持。當作 號在時間及頻率上重疊時，最重要的就是維持正確的功半 位準。如果功率位準的差距並不明顯，則這些信號在接收 器中可藉由將接收到信號與其對應散佈編碼做相關而分離。 在俾統的CDMA接收器中，在相關處理中除去不要的信 號會受限於所謂的處理增益。如果不要的信號比要的信號 大到超遇處理增益很多，則無法解碼出所要的信號。 在本發明者所提的美國專利第5,151,919以及5,218,619 號的"CDMA減式解調變，，中，其中所述的系統襄，所有信號 依照由強至弱的頫序都在基地電台解碼。將較強的信號在 解碼後與解調較弱的信號之前，自複合信號中扣除。因此 ’在接收器知道有什麼信號出現以及他們的信號強度順序 的情沉下’可容忍較大的位準差異。然而，即使是最新式 的減式CDMA系統也無法解決任意信號位準的新信號突然地 3 ( CNS ) A4^S- ( 210X297^1:) 裝 訂.#- {請先閎讀背面之注意事項再填寫本 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印家 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^ 〇5〇81 a7 B7 五、發明説明（3 ) ，無法預料地出現。 本發明藉由使行動電台估計功率及/或時序的必然增 加，以作為與基地電台之第一次俾輸的方法，來克服上述 問題。 發明概要： 本發明乃闞於一種方法及裝置，藉此一多工進接散佈 頻譜通訊系統之基地電台所廣播的資訊，可免許行動電台 根據平均接收信號強度來估測其與相對基地電台的距離， 此外，運允許行動電台估計必要的特性以侔輸至基地電台 。在基本的實施例中，此廣播資訊包括信號強度對距離的 平均放射分佈情沉，且與其方位方向無關。在另一實施例 中，根據信號強度的放射分佈可能於不同方向而有所不同 的情沉，基地電台因而額外地廣播關於不同區段的資訊。 行動電台可用幾種方法來決定它位在那一個區段内。 行動電台可決定它可接收那些周遭的基地電台，或是基地 電台對不同的區段賦予不同的頻率，或是基地電台使用一 對相位天線來廣播一旋轉之信號強度型態，此信號相位相 對於廣播資料中的記號，以允許行動電台決定其方向。 行動電台接收基地電台信號，並測量且平均各個信號 強度。在接收到基地電台的廣播資訊後，行動電台確定其 侔輸至基地電台的侔遞漏失後，也因此決定了應在相反方 向上使用的適當功率。此外，行動電台可利用依行動所在 之區段的放射傳遞法則來估計與基地電台的距離。所以， 行動電台在某一時間俾輸至基地電台所需的時序增加值（ 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I 裝 訂 I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 <55081 _ B7 五、發明説明（4 ) timing advance )可估"If 出0 再者，行動電台可利用一随著基地電台角度而改變的 無線導航調變方法來調變廣播信號，以更正確地決定其區 段與方位。警如說，基地電台廣播信號可在兩個分開的天 線上，以連續旋轉相對相位差距而產生旋轉信號強度型態 的方式來放射。所選取之相位藉由資料調變中的時序記號 (timing mark )而相關聯，以便行動電台可決定其相對於 基地電台的方位。此種無線導航技巧稱為.c〇HS〇L系統。 基地電台通常在不同的細胞半徑中使用不同的功率， 而且在細胞之間各有不同的信號強度分佈。因此，廣播資 訊必須依每個特定細胞來調整，以使行動電台可決定其功 率與時序。所以，本發明的進一步實施例中，排除了此種 依每個細胞而調整廣播資訊的信號強度探究運算的需求。 取而代之的是，在與基地電台的通話期間，行動電台報告 他們所接收的信號強度，以及所使用的時序增加值。因此 ，基地電台在知道自己的俾輸ERP(有效放射功率）以及行 動電台的抵達時間後，如同不同行動電台每隔一段時間所 報告的，它可決定出與行動電台的距離以及信號強度與距 離間的關係。 本發明的進一步實施例是在基地電台做CDMA傳輸時所 實行的。由於正確地選擇CDMA系统中必要的參數，所以周 遭的基地電台可重覆使用相同頻率。系統容量的優點包括 每平方公里内所提供的每百萬赫茲頻譜中，可同時進行的 通話數目增加。在CDMA系統中，行動電台可同時由相鄰的 —5 — 本紙涞尺度適用中國國家榡準（CNS) A4規格（2l〇X297公釐） --------L I裝------訂-----線 (請先閎讀背面之注$項再4.寫本頁) 經濟部中央楳準扃貝工消费合作社印*. 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 5 5 Ο 81 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 基地電台以及目前指定的基地電台接收廣播資訊。當同一 頻率的所有基地電台有同步的CDMA俾輸時，行動電台可由 3個不同的接收基地電台之相對時序而決定其位置。基地 電台送至行動電台的廣播資訊可包括用來決定行動電台位 置的絕對基地電台座標，或是廣播之基地電台的範圍，以 及相對於鄰近基地電台的方位。這使得行動電台可確定其 相對位罝。 圖示之說明： 接著，本發明將參考本發明的較佳實施例，以及下列 圖示來做更詳細的說明，其中： 圖1為典型細胞式電話系統中的細胞式涵蓋型態； 圖2為依本發明之基地電台的方塊圖；以及 圖3為依本發明之行動電台的方塊圖。 較佳實施例的詳細說明： 在下文中包括可撝式或行動無線電話及/或個人通訊 網路等細胞式通訊系統的描述中，精於本技藝者將可瞭解 本發明也可應用在其它通訊應用上。警如說，根據CDMA系 統所描述的較佳實作，本發明也可將其應用在FDMA或TDMA 系統上，以避免過多的信號位準差異而導致接收器選取困 難，或是可在TDMA系統中預測初始傳輸的時序增加值0 圖1為簡化的細胞式涵蓋型態，基地電台所涵蓋的細 跑B。為相鄰的細胞〜至〜所包圍，而1至86又為各個基地 電台涵蓋。為方便說明，假設行動電台位在細胞B。中。為 一 6 一 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^ I I —裝 訂 I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局工消费合作杜印装 55081 at _ B7 五、發明説明（6 ) 了簡化，所以細胞皆以同樣大小的圓形顯示，但實際情形 中，不同基地電台天線發射的區域可能是圓形，橢圓，或 各種不規則形狀的區段。 基地電台以相同頻率來俾輸CDMA信號，但每個基地電 台使用不同的編碼。行動電台接收器將已知序列與負贵此 行動電台的基地電台及其每個鄰近電台的編碼做相關，以 解碼此CDMA信號，並收聽鄰近電台的廣播頻道。行動電台 通常不可能接收到所有基地電台的俾輸。警如說，行動電 台在進入細胞1與1的邊緣區時可能無法接收由細胞b4中 之基地電台的俾輸。然而，行動電台知道它所在的區域無 法接收那些俾輸，因此，將有一個滅別用來說明它是位在 細胞Ββ之六個區段中的那一個。 Β。廣播的資訊中包括延著〜到^路線上的信號強度概 沉，以及Β。到Β 2，Ββ到Β 3等路線上的信號強度狀況。信號 強度概沉資訊的確切格式並不很重要。警如說，信號強度 概沉可為自細胞中心起等距的一串列以dBm為單位的期望 信號強度值，或是在連續等大之環狀區間的區塊，或是一 串列等大信號強度的距離，或是以信號強度為距離函數公 式中所用的放射距離的乘方。同樣的，其它細胞也廣播類 似的資訊。因此，如果行動藉由有時接收Ββ，有時接收\ 的方式，將自已置於Bo至钔間的一個區段上，則可獲得Β。 至1上兩種不同的距離估計值，其中一個以B。為原點，一 個以為原點。將這2個估計值合併後，獲得另一估計值 以減少不確定性。如果行動電台可偶爾憤測B2或Β β，則可 本紙張从適用中βΒ家制t ( CNS ) A4*l# ( 21GX297公釐） ---------1 I裝------訂------線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 ^ 〇5〇81 A7 B7 五、發明説明（7 ) 獲得另一個位置估計值。 在較佳實施例中，位在細胞BQ-Be的基地電台以同步 CDMA碼來傳輸，所以，當行動電台同時接收到2個基地電 台時，或是接連地接收到時，可由相關接收器中得到時序 差異值，以更正確地定出行動電台在某一雙曲線中的位置 。偶爾可接收第3電台，以利用此雙曲線導航系統來確定 行動電台的位罝。 用來定出行動電台位置的必要資訊包括每個電台與其 鄰居的放射距離與方位，並在每個基地控制頻道上廣播此 資訊0因此，B。廣播Bo-Bt ,Β。-B2 等路線的距離及 方位，而I則廣播31-3。，81-32,31-36路線上的距離與角 度。為方便行動的計算，距離將以CDMA晶片周期單位的延 遲來表示，而不以英哩或公里來表示。 行動電台使用其估計位置及基地電台的已知位置來決 定其與基地電台的距離（以CDMA晶片周期為單位）。接著 ，決定出約略的時間增加值，以接收的基地電台信號所導 出之時序參考的兩倍單向傳遞時間，來做行動電台至基地 電台的第一次俾輸，接著，使用和送出信號大約相同的時 間對準（即不超過時間對準的些微差異值）來產生基地電 台所接收的信號。 警如說，基地電台廣播資訊可提供每個角區段一個表 格，例如表格1 : —8 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） --------1 J裝------訂-----^ -線 (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) Γν 55081 a? B7 五、發明説明（8 ) 表格1 如果行動接收此 則行動可能位 信號強度： 在此距離： --40 dBm 300 公尺 —50 dBm 800 公尺 -60 dBm 2315 公尺 -70 dBm 5240 公尺 -80 dBm 8771 公尺 -90 dBm 14308 公尺 -100 dBm 23580 公尺 -110 dBm 40980 公尺 -120 dBm 65000 公尺 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 接著，行動電台可使用測得的信號強度值由表格中内 插而估計出距離。行動接著可得知相當於光速通過2倍此 距離的雙向傳遞延遲。因此，行動可計算基地電台接收之 信號的傳輸信號時序應增加多少，以使傳回的信號以所需 的時序關係返回基地電台。事實上，行動可將己依據時序 增加單位縮放的距離資訊（如：以晶片的1/4為單位）廣播 出去的方式來節省許多計算。 這是位置決定系統中的初級範例，而信號強度對距離 的實際曲線並不是單調函數，這是由於地形不規則或是陰 影的闞係。為了減少異常現象並提升故能，可以採用由幾 個可接收之基地電台所估計的距離。如果沒有一個鄰近基 地電台可以接收，則位於最捿近細胞中心的行動可接收俾 —9 — 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---------1 I裝------訂-----' 線 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 C55081 _ B7_ 五、發明说明（9 ) 輸。加強初級導航系統正確性的其它已知方法是採用Kaliaan 遽波器。這說明了何以行動採用平穩的估計位置，所以其如 瞬間改變位置或速度的能力受限’這可避免睥間位置或速 度改變，並只允許合理的加迷度（謦如：小於0.2g)。 更進一步的提升尚包括使基地電台的CDMA傳輸同步， 因此，行動可決定各個信號的相對抵達時間以及三角距離 。由於行動與2個基地的已知三角距離之軌跡呈雙曲線， 所以形成一雙曲線導航系統。CONSOL型態的方位決定系統 也可使用，其中基地電台由天線陣列相位俾輸信號，而行 動所接收的此一信號具有一與基地呈360度方位的可變特 性。行動藉由測量此特性來決定其方位。決定2個電台的 方位後，可定出行動的位置。基地電台廣播資訊應包括此 一計算中所用的電台座標。 謦如說，在TDMA系統中，不同的行動在上連與上連方 向上分配不同的時槽。第一行動的信號可位在下連的第一 時槽傳輸，而第二行動的信號可位在緊跟在第一時槽後的 第二時槽上。相反的，在上連時，第一行動在第二時槽傳 輸，第二行動在第三時槽等等。第一行動接收第一時槽並 在第二時槽俾輸，所以行動不必同時俾輸與接收。 因為行動與基地的距離會改變，所以基地俾輸的信號 是以不同的時間延遲來接收的。因此，在接收之後，行動 轉向傳輸，此傳輸信號將由基地電台以一個時槽加上往返 延遲來接收。因此，接收自遠方行動之信號的延遲較多， 所以很有可能與下個時槽的附近行動之信號重φ而產生干 本紙張尺度逋用中國國家襟率（CNS ) A4规格（210X291公漦） --------」丨裝------訂-----^ 線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印«- 經濟部中央標準局I工消費合作社印製 55081 五、發明説明（lo ) 擾。所以，TDMA行動可增加其俾輸時序為迴路傳 2倍，以使傳輸可在正確的賴抵達。為確保俾^的 侵佔到接收時序，所以整個上連槽的格式與下連I序不 隔開一個時槽以上，也就是說，隅開行動在最 ，式 用的最大時序增加。 時所 在CDMA系統中，俾輸時序不一定要分成時槽。— 說，可允許行動信號重疊。然而，仍有幾個重要般來 不避免不同行動信號間的連續相對延逯。首先，常不得 同行動使用正交散佈碼。正交散佈碼彼此間的相不 。因此，即使時間與頻率重疊，使用此碼的行動也不^零 相干擾。然而，只有當字碼的前端恰好對齊時才可錐會互 交。如果字碼間有一個或以上的移位，則無法保，正 因此，行動俾輸的時間增加最好根據他們與基地的K哭。 定，以使其正交CDMA碼可恰好在彼此前端處接收。而 反饋迴路完成，其中基地電台包括一位於下連俾^可由 元，它可周期性表示建立雙向通話時合迷的增加值 值。本發明的目的之一是在建立通話及雙向通話之^逯滯 漸獲: 寻適當的時序。這是因為當基地電台不二J 編碼對準為那-種時，將很難傾測到 電台在一晶片的步驟中使用相關碼的各 其行動通話。但是，如果此晶片只有。.8微秒長且 具離為0-30公里的延遲不確定值為〇_2〇〇微 ，且 2行碼移位來搜辱。因此，最好在通話建立^Γ二 行動俾餘時序，以減少基地電台所遣遇的時序不確定。重纪 -11 - 本紙張尺度適用Α4规格（210Χ 297公釐 --------1 I裝------訂-----、線 (請先閎讀背面之注意#-¾再填寫本頁} 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 ^55081 A7 B7 五、發明説明（LI ) 接著，參考圖2與圖3所示的基地及行動電台方塊圖 來描述本發明的較佳實施例。圖2顯示基地電台CDMA發送 器1在相同頻率上使用不同的編碼來俾輸多工重疊信號。 有些信號為話務負栽頻道，可將編碼語音信號栽送至不同 的行動。重疊信號中至少有一個為廣播及通話頻道，它可 廣播某些資訊到所有行動上，並且將行動ID碼或電話號碼 包括到此訊息中，以將某些通話定址到特定的行動上。控 制電腦3提供有闞行動電台之位置估計函數的廣播資訊給 CDMA發送器1。廣播頻道包含下列資訊：（i)至每個鄰近 基地電台的距離（以CDMA晶片周期為單位};( ϋ )至每個鄰 近基地電台的方位（以i|為單位）；（iii)每個鄰近基地電 台所使用的CDMA碼；（iv )以dBw為單位的基地電台發送器功 率；以及（V )行動電台接收器沿著到每個鄰近基地電台路 線上，每隔一CDMA晶片周期延遲之各個點上，以OdB天線增 益所期望的平均信號強度，此信號強度以dBm第一絕對值 之每一連續點之間的d -dBs來編碼0 基地電台控制電腦3透過CDMA接收器2搜集行動電台 的資訊，以允許控制電腦3推導並持續地修正廣播資訊。 廣播資訊由基地電台在送出話務通話期間，使用一具有話 務資訊的關聯控制頻道（ACCH)來發送至基地電台。行動電 台發送的資訊發括：（i )行動電台發送器所使用的功率位 準；（ii)行動電台目前使用的時序增加（以晶片周期為單 位基地電台目前所接收以維持目前通話的信號強度 (dBm); (iv )由所有周遭基地電台在相同頻道上接收到的平 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） s 丨裝 訂 線 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 ^55081 A7 B7 五、發明説明“） 均信號強度（也就是超過最後2秒），而其通話頻道已經連 續地解調過了（即，在前2秒内）；以及（v)在其它基地電 台與目前指定之基地電台所接收之信號間的相對延遲（以 CDMA晶片周期為單位）。 控制電腦3在初級位置決定程式裏處理上述所有資訊 ，以確定行動電台的位置。在決定之位置上的行動電台所 傳回的信號強度，與之前所有其它行動電台侔回的結果平 均，以大約定出在細胞内發展信號強度圖的相同位置。則 平均信號強度圖提供了基地電台必須廣播的資訊。 較佳實施例的行動電台方塊圖如圖3所示。行動電台 CDMA發送器5與行動電台CDMA接收器6以固定頻率間距來 操作，所以他們可用雙工器4來連接到同一個行動天線。 在行動電台的CDMA發送器5只可發送一個CDMA編碼信號。 相反的，基地電台CDMA發送器1使用許多不同的編碼來發 送。行動電台發送器5使用的編碼是由行動電台控制處理 器7所指定的。然而，行動電台CDMA接收器6可與控制處 理器7所提供的許多不同編碼相關，以便一起解調許多重 疊的CDMA信號。所採用的解調技巧最好是如前述的美國專 利第5,151,919號及5,218,619號所述的減式CDMA解調以及 雜混Walsh-Hadaaard正交編碼法，但是仍可使用任一種足 以解調一些重疊信號的CDMA接收器0 再者，也可使用申請中之應用序列第857,433號，標題 為”多樣搜集接收器_中所迷的搜集接收技巧。以輸入信 號取樣的不同時間移位所執行的搜集接收器相關來說明時 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） --------i —t.------ΐτ-----0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明t3 ) 序不確性與回聲，並將相闞以連貫或非連貫加權來合併。 與不同時間移位做相闞的結果也可送至控制處理器7，以 決定不同信號間的抵達時間差異。 行動電台解調的信號包括行動電台所在細跑區的廣播 頻道，以及周遭任何強度足以接收（即，超過某一臨界值 )之鄰近細胞的廣播頻道。當建立了與基地電台的通話後 ，行動電台接收器6也解調基地電台所發送的話務方位 CDMA信號，且行動電台發送器以話務信號如：數位解碼語 音來調變行動電台發送器。 行動電台接收其指定基地電台之廣播頻道上的各種資 料。所以，行動電台可由平均接收信號強度，並以CDMA晶 片周期的時間延遲為單位，來估計與基地電台的距離。CDMA 接收器2以接收信號之不同時間移位上的相闞測量形式， 而提供瞬間信號強度指示給控制電腦3。控制電腦3將相 關測量中的能量合併，並計算總能量的移動平均。 基地電台之廣播頻道的較佳結構為每20毫秒期間有16 個訊息槽的時間多工格式，且每320毫秒一循環。當網路 呼叫行動電台時，根據行動電話號碼或ID碼的最後位元或 幾個位元，將它放在一時槽中送出。在其餘時槽時間，行 動電台可”休息_並在15/16的時間襄保留功率，且只有 在指定的時槽中恢復擷取資料。在特定時槽中呼叫的行動 電台合稱為”休息群v 。一般而言，休息群的行動電台其 電話號碼不一定有關，而是與個別程式碼有闞。 根據廣播頻道格式，行動電台可在另一個將位罝估計 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） --! - - H _ H -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 55081 Α7 Β7 經濟部中央橾準局貝工消费合作杜印製 五、發明説明匕4 ) 資訊廣播的時槽中恢復。在較佳實施例中，此資訊是在網 路啟動至行動電台之通話間的開里時間中廣播。所有基地 電台最好同步，以使此資訊可同時廣播。這可避免行動電 台必須在其它時槽恢復接收相鄰的基地電台。 行動電台控制處理器7由CDMA接收器6中接收所有可 偵測到之相鄰基地電台的信號強度與相對時序測量，以及 可提供相鄰基地電台間之相對距離及方位的廣播資訊，及 沿放射方向至相鄰基地電台的期望信號強度概況。 行動電台控制處理器7以位里找尋或導航程式來處理 上迷所有資訊。此程式包括根據是否可收聽到相鄰基地而 操作的不同模式。在一模式中，無法收聽到任何相鄰基地 電台，因此導航程式只能根據接收到的信號強度來估計與 指定基地電台間的距離。行動電台所在的區段位置也可能 只能由過去情沉來決定。餮如說，如果行動電台原木屬於 ’而目前移到b。，則可假設行動電台是在跨越^路 線上的區段中。如果無法收聽到任一相鄰基地電台，則1導 航程式假設行動是位在細胞最大半徑的7〇%内，接著再使 用廣播信號強度對距離資訊來估計行動電台的位置。 在另一種模式中，至少可收聽到一個以上的相鄰基地 電台。至2個基地電台的距離都可由信號強度估計出，而 基地電台間之距離的差異則可根據接收信號間的時序差異 來估計。遑可提供行動電台由其細胞中心起的距離一個較 正確的估計。如果可收聽到3個或以上的基地，則可由雙 曲線導航計算來定出行動的位置。 —15 — 本紙张尺度適用中國國家槺率（CNS ) Μ規格 (210X297公釐） (讀先闖讀背面之注項再填寫本頁} -裝 、11 線 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 ^55081 A7 _ B7 五、發明説明江5 ) 位置估計程式的正確性可由行動電台的有限速度而提 升。警如說，可使用著名的Kalman濾波器技巧來維持行動 電台之位罝及速度的估計。

Kalman技巧的操作如下所述：⑴使用過去的位置與速 度來獲得新位置估計值，其中行動電台位置是以外插來計 算的；⑵使用基地電台的廣播資訊，並預測應由不同基地 電台接收的信號強度，以及時序差異；⑶將實際信號強度 及時序差異測量值與估計值作比較，並依此修正位罝與速 度估計值。 一旦獲得至基地電台之距離的估計值後，行動使用一 適當時間增加值，它相當於第一次傳輸信號至基地電台之 距離2倍的傳遞延遲。控制處理器7提供時序增加值給CDMA 發送器5。 行動電台根據接收到之平均信號強度來決定第一次通 訊所使用的功率位準。其基本假設為行動電台發送器至基 地電台接收器的平均侔遞漏失相等於其他方向上的平均傳 遞漏失。因此，如果已知基地發送功率及接收信號強度， 則可在基地上計算出所要的接收信號強度所需的行動發送 功率。 若有必要的話，基地電台廣播資訊可包含位於廣播信 號之ERP的資訊。由於接收之信號強度與ERP有關，所以行 動可決定下連方向的侔遞漏失。除非基地電台的廣播資訊 指出其接收天線增益與其發送天線增益不同（即出話/入 話差異），否則行動將假設上連方向的傳遞漏失相同。在 本紙張尺度逍用中國國家檫準（CNS ) A4洗格（210X297公釐〉 --------* f裝------訂-----線 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 55081 a? B7 五、發明説明0L6 ) 此情形中，行動以此原因而將下連侔遞漏失換算成上連傳 遞漏失的估計值。 随機進接訊息將由行動電台以計算得的功率位準與時 序來送至基地電台。随機進接訊息的主要資訊為行動電台 識別數目。當基地電台回覆訊息給具有相同行動電台識別 數目之位址，則已完成大部份随機進接程序。基地電台的 訊息可命令行動電台切換至不同的無線頻率以及用來維持 本通話的編碼。已建立雙向通訊後，行動電台依上述方法 將接收信號強度與時序的資訊報告給基地電台。基地電台 控制處理器3處理此資訊以修正細胞内的信號強度圖。 本發明的特定實施例僅供說明之用而不代表限制性， 精於本技藝者將可瞭解任何涵蓋在本發明之内涵及範園内 之變更，皆應視為包括在本發明之範圍内。 I------- 1^------ΐτ------.it (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局負工消费合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 -55081 H C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種建立第一無線電台與第二無線電台間之通訊的方法 ，包含下列步驟： 在上述第一電台接收第二電台包括時序參考的廣播 信號之步驟； 根據接收之廣播信號，在上述第一電台估計至上述 第二電台的傳遞延遲之步驟； 以將上述時序參考值增加2倍的侔遞延遲，在上述 第一電台決定傳輸信號的信號時序之步驟；以及 以決定之信號時序，由上述第一電台發送上述傳輸 信號至上述第二電台之步驟。 2. 在多工進接散佈頻譜之通訊系統中，一種建立行動電台 與基地電台間之通訊的方法，包含下列步驟： 由至少一個基地電台廣播信號至上述行動電台之步 驟，其中由上述至少一個基地電台所廣播的信號中包含 資料； 在上述行動電台上接收上述至少一個基地電台的廣 播信號之步驟； 決定上述接收廣播信號的平均信號強度之步驟；以 及 根據上述資料及上述接收廣播信號的上述平均信號 強度，來估計行動電台與上述至少一個基地電台之間的 距離之步驟。 3. 依申請專利範圍第2項之方法，尚包含下列步驟： 根據廣播信號的上述資料以及上述估計距離上的時 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） 裝 訂， 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 -55081 is8 C8 D8 六、申請專利範圍 序參考，以決定信號俾輸時序之步驟；以及 依照決定之信號傳輸時序，由上述行動電台發送信 號至至少一個基地電台之步驟。 4. 依申請專利範圍第2項之方法，其中上述廣播信號中的 上述資料中包括由上迷至少一個基地電台不同距離上的 信號強度。 5. 依申請專利範圍第4項之方法，其中上述廣播信號中的 上述資料尚包括由上述至少一個基地電台至鄰近基地電 台至少一個的距離以及傳遞時間延遲。 6. 依申請專利範困第5項之方法，其中上迷廣播信號中的 上迷資料尚包括由上述至少一個基地電台至上述鄰近基 地電台的方位。 7. 依申請專利範圍第6項之方法，其中上述廣播信號中的 上述資料尚包括上述至少一個基地電台的絕對位置以及 可唯一識別上述至少一個基地電台的識別碼。 8. 依申請專利範圍第2項之方法，尚包括將上述至少一個 基地電台與上述行動電台間的估計距離以及上述行動電 台所接收的平均信號強度，由上述行動電台報告給上述 至少一個基地電台之步驟。 9. 依申請專利範圍第8項之方法，尚包括下列步驟： 根據廣播信號的上述資料及上述估計距離上的時序 參考，以決定信號傳輸時序之步驟；以及 將已決定之信號侔輸時序由上述行動電台報告給上 本紙張尺度逍用中國國家橾率（CNS ) A4规格（210X297公釐） I I I I — i n 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局另工消费合作社印製 55081 会 88 C8 D8六、申請專利範圍 述至少一個基地電台之步驟。 10. 依申請專利範圍第9項之方法，尚包括將來自其它與上 迷至少一個基地電台大約相同距離之行動電台的以前信 號強度報告平均，而在上述至少一個基地電台上決定不 同距離之至少一個基地電台的信號強度之步驟。 11. 依申請專利範園第ίο項之方法，尚包括： 由其它行動電台報告上述其它行動電台與至少一個 基地電台間的估計距離之步驟；以及 以報告之估計距離來識別與上述至少一個基地電台 大約相同距離的每一個其它行動電台之步驟。 12. 依申請專利範困第11項之方法，其中其它基地電台具有 一個與上述至少一個基地電台相同的時序參考。 13. 依申請專利範圔第12項之方法，尚包括下列步驟： 由上述其它基地電台透過無線連結或地面通訊網路 ，將相對於上述至少一個基地電台之時序參考的行動電 台信號抵達時間，報告給上述至少一個基地電台之步驟 ;以及 使用抵達時間報告及已報告之估計距離，以識別與 上述至少一個基地電台相距的其它行動電台之步驟。 14. 在多工進接散佈頻譜之通訊系統中，一種建立行動電台 與基地電台間之通訊的方法，包含下列步驟： 由第一基地電台廣播信號至上述行動電台之步驟， 其中上述第一基地電台廣播信號包括含有距上述第一基 地電台不同距離位於第二基地電台寬方向的信號強度概 --------—^.------1T-----> ^ (請先閲讀背面之注意事項再4-寫本頁) -20 - 本紙張尺度適用中國國家樑準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央梯準局負工消费合作社印製 C55081 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 沉的第一資訊； 由上述第二基地電台廣播信號至上述行動電台之步 驟，其中上述第二基地電台廣播信號包括含有距上述第 二基地電台不同距離位於上述第一基地電台寬方向的信 號強度概況的第二資訊； 測量上述第一基地電台廣播信號及上述第二基地電 台廣播信號的平均信號強度之步驟； 根據上述第一資訊，上述第二資訊以及測得之平均 信號強度，以決定上述第一基地電台至行動電台的方位 是否位在上述第二基地電台的寬方向之步驟；以及 如果其方位為第二基地電台寬方向，則使用上述第 一基地電台信號強度概沉來估計上述行動電台至上述第 一基地電台的距離。 15. 依申請專利範圍第14項之方法，其中上述第一資訊包括 可識別上述第二基地電台的唯一減別碼。 16. 在多工進接散佈頻譜之通訊系統中，一種建立行動電台 與指定給上述行動電台之基地電台間之通訊的方法，包 含下列步驟： 在行動電台接收指定基地電台的廣播信號之步驟； 測量廣播信號的接收信號強度之步驟； 根據接收信號強度來估計行動電台位罝之步驟；以 及 根據估計位置，決定由行動電台至指定基地電台之 信號傳輸的適當時序增加之步驟。 -21 - 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） ! 裝 I ~訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局属工消費合作社印裝 05081 il C8 D8 六、申請專利範圍 17. 依申請專利範圍第16項之方法，尚包括下列步驟： 自至少一個鄰近基地電台接收廣播信號之步驟；以 及 測量上述至少一個鄰近基地電台所接收之廣播信號 間的時序相異值之步驟，其中上述行動電台位置估計步 驟尚根據所測得的時序相異值。 18. 依申請專利範園第17項之方法，其中接收自上述至少一 個鄰近基地電台的上述廣播信號包括連接指定基地電台 與上述至少一個鄰近基地電台路線上的信蟓強度概沉。 19. 依申請專利範困第18項之方法，尚包括自第一鄰近基地 電台與第二鄰近基地電台接收廣播信號之步驟，其信號 中包括上述第一鄰近基地電台與上述第二鄰近基地電台 間的放射距離與方位，其中上述第一鄰近基地電台與上 述第二鄰近基地電台相鄰。 20. 依申請專利範圍第18項之方法，其中行動電台所接收的 上述廣播信號為上述指定基地電台與上述至少一個鄰近 基地電台的同步傳輸。 21. 依申請專利範圍第16項之方法，其中上述位置估計步驟 尚包括行動電台速度估計之步驟。 22 .依申請專利範圍第21項之方法，其中使用Kalman濾波技 巧來決定估計速度。 23.依申請專利範圍第16項之方法，其中上述時序增加值相 當於行動電台至指定基地電台之距離上的傳遞延遲之2 倍0 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) r 55081 A8 B8 C8 D8 六 、申請專利範圍 24. 在多工進接散佈頻譜之通訊系統中，一種建立行動電台 與指定給上述行動電台之基地電台間之通訊的方法，包 含下列步驟： 自指定基地電台廣播信號之步樣； 自指定基地電台接收行動電台廣播信號之步驟，其 中廣播信號包括發送功率位準； 測量接收之廣播信號的信號強度之步驟；以及 根據上述信號強度與上述發送功率位準，以決定上 述行動電台至上述指定基地電台之信號侔輸的適當功 位準之步驟。 25. 依申請專利範困第24項之方法，尚包括以決定之功率位 準，由上述行動電台發送信號至上述指定基地電台之步 驟0 26. 在多工進接教佈頻譜之通訊系統中，一種建立行動電台 與指定給上述行動電台之基地電台間之通訊的方法，【 含下列步驟： 自鄭近基地電台與指定之基地電台廣播信號之步驟 ，而上述廣播信號包括方位資訊； 在上述行動電台接收廣播信號之步驟； 根據廣播信號，計算上述指定基地電台與上述鄰近 基地電相對於行動電台的方位之步驟； 根據上迷計算方位，估計行動電台至指定基地電台 的距離，以及自上述行動電發送信號至上述指定基地電 台的信號時序之步驟；以及 ---------^----I-I.玎------0 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局Ϊ消费合作社印製 -23 - A8 B8 C8 D8 ^55081 申請專利範圍 上述自上述行動電台發送信號至 27tr=利範園第26項之方法，其中上述估計步驟尚包 t定t述㈣€台至上_定基地Μ料遞延遲之 其中上述信號時序大約為上述俾遞延倍。 28ti:r^7?^ 29·==η用來推導與指定給上迷行μ台之基 ΐΐζ 離舆料延逯的粗估計，以建立上 此系舆指定基地電台間之通訊的位置找辱系統， 上述重台中，，序參考來廣播信號至 在上述行動電台中，用來接收上述 估計上述廣播信號的侔遞延遴之裝置.。號疋裝置 將上述廣播信號的上述時庠參丨 延遲，以決定信號傳輸時序之裝置.=«上逑傳遞 在上述行動電台中，使用上 送-傳輸信號至上述指定基地電jjj:，序，以發 丨I I I 裝— ： 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樑準局身工消費合作社印$L 24 ΜΛ張尺度逋用t國國家棣準（CNS ) A4规格（210X297公釐）