TW315556B - - Google Patents

Description

3x5556 Α7 Β7 五、發明説明 I明4貝域 本發明有關於無線訊息系統，尤其是指一單向展頻訊息 系統0及一雙向訊息系線含有一下行通訊鍵路與一以展頻 爲基礎的上行通訊鏈路者 張 紙 . —--—______ 本 經濟部t央標準局負工消費合作社印製 發明背景 播線通訊迅速成爲當今世上成長最快速的商業之一，相 關產品與服務之全球市場正經歷一場爆炸t。在無線通訊領 域内兩個成長最快速的市場爲雙向呼.叫:·與.遙測;，即所知之 雙向訊息之更爲概括市場的一部分。在公元2〇〇〇年以前雙 向呼叫與.遙測兩市場預計均將大量成長/目前雙向呼叫器 市場申對上尚未開發，因爲該技術相當新 '個人通訊工業 W會（PCIA)芦計美國在公元2〇〇〇年 q前將有4800萬個單向 呼叫各户、以及800萬個雙向呼叫客户。就全世界而言，估 計在公元2000年時使用中的雙向呼叫器數目可能超過24〇〇 萬個單元.。不過這些估計僅就窄頻帶系統而言，並不影 寬頻帶系統之使用。 傳統單向呼叫系統之特徵爲將_訊息由—中央點送到— 遙控=叫器。呼叫之原來發展僅供數字應用（即想要與持有 呼H器人員接觸—方的電話號碼）。字母數字之單向呼叫最 =發展’但僅供單向呼叫之用。字母數字之單向呼叫 =與數字單㈣叫器相比倍的空中相。 字訊息長:且字母數字訊息需要-種 叫不；：的所矣的子母與各種又法符號，而這些是數字呼 需要的。每—位元資訊所可能增加的數目必須對f (請先S讀背面之注意事項异填寫本頁) Γ 装-- I訂

I......... - -- - I (210χ 29Ί/^ γ • m - - - i 315556 A7 B7 五、發明説明 2 符的位元，比嚴格限制爲數字的 元爲多。此外，字母數字系、㈣增加性=需^ 的系統容量配置以供系統管理功能之用，= = : = 所需者爲多。 僅爲數子呼叫 可=雙：呼” ’遙控呼叫器接收-訊息，接著使用人員 :因:：到中央控制點。雙由特色使此系統獨-:二 叫中，沒有對呼叫器之資料傳輸，中 不取得資料。雙向呼叫通常神母數字式，所以一 ，系統中每—訊息所耗用的Ϊ中時間约料任—字母數 字訊息所耗用的空中相。但是雙向字母數字之 將向字母數字呼叫耗用更多的空中時間，因爲在雙向 呼息在兩個方向上行進，而單向字母數字呼叫訊 息僅由控制器到呼叫單元行進。因此在—雙向系統中訊息 話務量非常高。 遙測系統市場㈣在下個五年巾成長率極大。在美國约 裝有200萬姻無線電遙測單元，在公元2_年、時此數目預 期可升至1500萬個單元。在世界上其他區域預期亦將發生 類似的成長。遙測應用包括將所監視的資訊由一機器站台 或其他裝置傳到某些遙控地點丨並包括由遙控地點對中央 點之資料取得。 遙測本身4可能不能產生充分^效益、，但當連至一管理控 制與資料取得（SCADA)鏈路時\就變得非常有利。SCADA 系統包含一下行鏈路與一上行鏈路：下行鏈路傳送命令與 控制資料’上行鏈路則傳送所獲得的資料回到中央控制處 Λ Km _ n· n n n In I n I n II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--- 經濟部中央棣準扃貝工消費合作衽印袈 A7 B7 經濟部中央揉準局員工消費合作社印笨 015556 五、發明説明 。SCADA上行鏈路可比之於一遙測鏠路、因爲大部分遙測 鏈路均爲單向：SCADA十分重要：因爲其%意味著資料取得 與管理控制可在同一系統中發生:管理控制包.括由一中央 位置控制一裝置。 SCADA與遙測系統之通常作業爲由—固定的中央點至一 固定的遙控站，但在某些系統中，遙控站爲可動的，例如 位於卡車上4鐵路車機上。 其他的遙測與SCADA應用爲護健（.即濫.視病患的醫療狀 況）、製造環境（即監視機器、^序、存貨與出貨追踪）、零 售與財務市場（即監視並控制收銀機（p〇s)、電子付帳記錄 器、自動出納機器（ATMs)、自動售貨機、摸彩機器、計算 機與視像遊戲機）、交通控制（即遙控監視與交通燈號控制） 、公共設施之讀錄（即水、電、瓦斯）、保全系統等。 最近美國的聯邦通訊委員會（FCC)將902至928 MHz之部 分頻帶分配給不用執照的用途上，如遙測與雙向呼叫。目 前存在的傳統單向呼叫系統使用窄頻帶之頻道。時下之傳 統單向呼叫系統如POCSAG已經過於擁塞，此種擁塞限制 了單向字母數字呼叫的發展，以及新的雙向服務如認知呼 叫、聲音壓縮、雙向呼叫與遙測之發展。爲了缓和此種擁 塞，FCC最近將窄頻帶個人通訊服務（PCS)之無線電頻道 中901 - 9〇2，93〇 - 931以及94〇5941 MHz賣出，這些頻帶 内的無線電頻道爲12·5，25與50 KHz之頻寬。 雖然目前單兩呼叫系統幾乎均在窄頻帶之無線電頻道上 作業’但窄頻帶系统無法完美解決頻道擁塞的問題，也無 -6. 衣紙張尺度適用中國國家捸準（CNS ) A<t規格（2!〇χ297公釐 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

315556 1 ............ . B7 五、發明(4 ) ~ "~~- - - ~~~~~ -- 法解決新的雙向訊息服務的發展。有頻帶系統之缺,點爲上 行鏈路或向外鏈路的資料速率相當慢，傳統窄頻帶系統下 行鏈路或向内鏈路的一般資料速率爲6 4 Kbps，上行键路 (資料速率則在8GGbp49,6Kbps之間，由頻道之頻寬與 基礎架構之密度決定。 、 基礎架構密度與區域内每單位面積之基礎架構數量有關 如每平万公里或每平方英里。基礎架構包括三個構成無 線電系統的基本要素：客户終端單元（即呼叫II)、基地台 與控制器。系統的容量爲基礎至構傳送，接.收與處理資訊 話務流量之能力的函數，系統i量與涵蓋範圍可藉增加目 標區内基礎架構之密度而提高。在窄叛帶系統中_ bp以 上之上行鏈路速度.需要漸增的高基礎架構密度，最大的9.6 Kbps之上行鏈路資料速率可能需要密度高達每平方英里之 涵蓋區域要有一個基地台，畛丞在窄頻帶頻道上可以得到 3速的亍鏈％資料速率，只不過是基礎架構成本後高。 此外，f頻帶系統的使用者面臨一種兩難情況，接受極低 的上行鏈路速度，還是增加上行鏈路速度，但基礎架構投 資成本高昂而且伴隨著極高的年度作業成本。 經濟部中央揉準局員工消費合作社印t 一種克服已往技術缺點的嘗試是利用展頻诵訊# &。展 頻通訊是一種免頻帶的射頻（RF)通訊技術，可取得相當窄 的頻帶訊息，並在一相當寬的餐寬上展開。展頻方法就降 低基礎架構声$控—單元/即呼叫器或遙測單元率需求 、增加細胞之再使用、抗干擾與農竊聽方面優於衮 .法.。這些優點轉而形成極低_的基礎架構成本、較便宜的遙 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） A7 B7 五、發明説明（5 控單元與一般上承亡人 供~的.。一.一…的系毵，爲傳統窄頻帶系統無法提 展頻技術^括兩個不同的方法. ii & s , 万忐.g接序列法與頻率跳躍 法。直接序列展頻法是將資了： --- =代碼：合’原來訊息中每-位元以極長的虚擬隨機 =表Γ 是使原來資料流的頻寬模糊成—極長的 -，生更爲改it的抗干擾與抗雜訊。頻率跳躍法則使 用發射機與接收機均已知的冷姐 、 j 0力们虛擬随機霣型在頻率間跳躍亦 可達成在雜訊情況下之改良。 發明總述' 本楚明（-目⑨在〜提供一無線訊息系、统，具有快速的資 料一傳輸速度’基礎架供較少，作業成本較低。 本發明另一目的在提供一雙向無線訊息系統，包括一下 行通訊鏈路碑一上行通訊鏈路。 本發明又一目的在提供一單向無一緩訊息系蜱，具有高速 之傳輸速率」 本發明再一目的爲雙向訊息系—务史的上行與訊鍵路以及 單向訊息系統中的傳輸設計對雜訊.、多路及其他靠近的發 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 年/機所„造成的干擾具有高度抵抗性。 ; —— —_ — 本發明在雙向訊息系统的上行通訊鏈路與單向訊息系统 的發射機中利用直接序列展頻振街達成這些目的。 在兩訊息系統的發射機中使用直接序列展頻的一些優點 概述如下。直接序列展頻當與傳統廣播設計相比時，甚或 當與傳统細胞式技術相比時，在無線電頻道上可容許極高 -8- 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 315556 A7 B7 五、發明説明（6 的：息單7G負載’此使每一訊息單元的基礎架構成本降低 二對於上行鏈路使用直接序列展考，若與其他相㈣轻束 率的技術所需的站台比較，的基㈣勘合較知此 —使系統操作者的年度作業成本降低。本發明的較快位元速 率讓系統操作者能在一特別的無線電頻道上使資料話務量 達至最大，此消除了排隊時間，且使高速應用得以部署。 直接序哪頻亦使訊息單元比使用傳統窄頻帶傳輸設計的 相同單疋查蚊低的功垩位準下.工作，.攀此，訊息單元可用 相當便宜的功率放大器與較低的電池能量，.使單元的 成本降低，。此外，展頻系統對所有環境干擾的形式均具高 度抗性’包括㈣電雜訊、環m、人爲干預與竊聽、。q 本發明爲一無線訊息系統’包括一單向訊息系統與一雙 ’雙向m统採用傳統協定以供下行通訊鍵 路之用’及二直接序列展頻傳輸設計作爲鍵路之 用。含有許多一發射機使用習.用下行鏈路協定發 鍵路信號，以及雙向訊息單元 統 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 下行鏈路信號並纟上上鏈路發射《n处多接收基地 '接收來自〜雙向訊息I元的上行_ 雜。單向訊息系 含有許多單向訊息單元使用直接序列展頻技街發射信號 以及許多接收基地台接收來自單向訊息單元的發射信號。 訊 中 在兩種系統中’各接收基地台各所收到的訊息送到一網路 中心加以處理並送到一電子郵遞閘道，冑眞聞道，聲音郵 遞閘道或客户應用程式。對於呼叫方面的應用而言，— 息終端機送出訊息傳送到發射機。並且揭示接收基地台 -9 - 本紙張尺度賴t g國家樣準（CNS )八4驗（210X^7公爱） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印繁 A7 ----------B7 五、發明(7 ) ~ ' '~~~~ 4發射機與展頻接收機。兩訊息單元中的電源供應器與展 頻發射機也予以揭露，包括雙向訊息單元中的接收機。介 ，接收基地台與訊息單元之間的^射頻_回授設計對系统 提供頻率上的敏捷性。一掃描處理法使接收基地台中的接 收機说補償訊息單元中發射頻率的不準確性。此外並揭示 接收基地台中減少干擾與雜訊等效應之機制。 根據本發明-優選實例，提供—雙向無線訊,％系、统，具 有一下行通訊鏈路及一上行通訊鏈路一包.含至少一發射機 在該下行通訊鏈路之下行鏈路隻號上產生並.傳輸一下行鏈 路説息，至少一雙向訊息單元用以搂收下行通訊鏈路上的 了行鍵路信號，並由其中取出下行鏈路訊息。雙向訊息單 凡在上什通訊鏈路之上行鏈路信號上產生並傳送—上行鏈 路訊息，雙向訊息單元使用直接序列展頻編碼產生上行鍵 路信號。該系統並至少含一接收基地台在上行通訊鍵路上 接收來自雙向訊息單元的直接序列展頻之上行鏈路信號並 加以解碼’由其中取出上行鏈路訊息。 該系統並設置一網路中心，至少與一接收基地台連通， 此網路中心接收至少由—接收基地台所收人且解碼的訊息 。該系統並設置一電子郵遞閘道，與網路中心耦合，該電 子郵遞閘道用以對網路中心提供到電子郵遞系統之通路。 該系統又設置一傳眞閘道，與觸_路中心耦合，該傳眞閘道 用以對網路中心提供到傳眞服務的通路。該系统另設置一 聲音郵遞閛道，與網路中心耦合，-該聲音郵遞閘道對網路 中心提供到聲音郵遞服務之通路。 _____ -10- 本紙浪尺度適用中國®家標i ( CNS ) Μ規在董） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央梯準局員工消費合作社印裝 A7 ^~_____B7 五、發明説明（8 ) — 根據本發明—優選實例，該系統設置-發射機/接收基 地台’能產生下行鏈路信號並送到雙向訊息單元，且能接 收雙向說息單元所傳送的上行鏈路信號並加以解瑪。此外 这系統至+含-訊息終端機’與發射機及網路中心連通 ，該訊息終端機用以構建下行鏈路訊息，並將其傳送到發 射機’該訊息終端機用以聯絡帶有網路中心所收入訊息而 傳輪的訊息。 · 、根據本發明一優選實例並提供一雙向、息單元，含有一 接收天線用以接收一在下行通$鏈路上傳送.的下行鏈路信 號，一接收機與接收天線耦合，該接收機用以接收來自接 收天線的下行鏈路信號，並由下行鏈路信號取出下行鏈路 訊息加以解碼。而且含有一展頻發射機，使用展頻编碼技 術將一上行鏈路訊息编碼，並由其中產生一上行鏈路信號 。此外，包括一發射天線與展頻發射機耦合，該發射天線 用以傳輸上行鏈路信號。又含有一控制器與接收機及展頻 發射機耦合，該控制器由接收機接收下行鏈路訊息並產生 上行鏈路訊息。此外，含一電源供應器用以轉換一與該單 元耦合的外部能源之能量成爲該單元所用的供應電壓、。 ，根據本發明一優選實例，該系統並含一音效指示器，與 控制器耦合，該音效指示器用以對使用者提供一音響警示 裝置，—振動器與控制器耦合&該振動器用以對使用者提 振動警示裝置，一視覺指示器與控制器耦合，該視覺 指不器用以對使用者提供一視覺警.示裝置。 孩系統亦含一資料鏈路，與控制器耦合，該資料鏈路用. -11 - 本紙 (CNS)从絲（21〇><297公慶） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

315556 五、發明説明

1，π郅裝M與控制器之介面…顯示器與控制器_ 二：·不器用以對使用者展示資訊，至少-按鈕與控帝 β，孩按知使—使用者能輸入資訊及/或命令進入每 單元。· / -再根據本發明—優選實例，提供一接收基地台，含有一 接收天相以接收在—上行通訊鏈路上傳輸的展頻上行錯 路信號，-RF接收機與該接收天線輕合，該”接收機用 以接收㈣接收天線的展頻上行鏈路"，且用以將展頻 ^丁鏈路信號與-中頻加以混且含—展頻解碼器舆Μ 接收機_合用以將展頻上行鏈路信號解碼成—基帶資料訊 息，一訊息處理器與展頻解碼器耦合用以取出—收入的資 料訊息，-通訊電路與該訊息處理_合，該通訊電路用 以在一通訊鏈路上傳輸該收入的資料訊息，且—控制器與 RF接收機.、展頻解碼器及訊息處理雜合，該控制器用以 控制並協調接收基地.台的作業。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 此外，根據本發明__優„例提供—單向無線訊息系统 ’至+含有—早向訊息單元用以產生並傳輸由—傳輸斤號 所載送的訊息，該單向訊息單元使用直接序列展頻將二 編碼，並產生該傳輸信號。並至少含—接收基地台接4 自單向訊息單元的直接序列展頻傳輸信號且加以解碼，以 由其中取出訊息。 t 根據本發明一優選實例亦提供—單向訊息單元，含— 頻發射機，使用展頻編碼技術將—訊息編碼，且由其中產 生一發射信號，一發射天線與展頻發射機耦合，該發射天 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公赛 ^56 A7 B7 五、 發明説明（ 10 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 用以發射該發射信號，一控制器與展頻發射機耦合，該 控制器用以產生訊息並管理發射信號的產生，及-電源供 應器將-與該單元耗合的外部㉟源之能量轉成該單元所用 的供應電签。 圖式簡述 本發明參考附圈以例子加以說明，附圖中： 圖1爲一高層次方塊圖，説明一根據本發明優選實例構 建的無線雙向訊息系統； ： 圖2爲-高層次方塊g，説明|地台接收機中所用的方向 性天線； . 圖j爲一高層次功能方塊圖，說明雙向訊息單元； 圖4爲該雙向訊息單元接收機部分的高層次方塊圖； 囷5爲一高層次概略圖，説明雙向訊息單元中接收機的 R F接收機部分； 圖6爲一高層次方塊圖，説明雙向訊息單元的展頻發射機 部分； ' 圖7爲一高層次功能方塊圖，說明雙向訊息單元中展頻發 射機的調變器與RF發射機部分； 、 圖8爲一高層次功能方塊圖，説明雙向訊息單元中的電源 供應部分； ’、 圖9爲一高層次概略圖，説明夔向訊息單元中電源供應的 升壓轉換器部分； ^ 囷1 〇爲一高層次概略圖，説明雙向訊息單元中電源供應 的降壓轉換器部分； 13 本紙張尺度適用中七國家揉準（CNS )八顿^777〇 ><297公变） ---------裝— (請先閲讀背面之注意事項I填寫本頁) —ttf ml 1»1 -- - 、1T----- .w#, 經濟部中央梯準局員工消费合作社印裝 A7 _ __ B7五、發明説明（11 ) 圖11爲-高層次方塊圏，説明雙向訊息系統的接收基地 台部分； 圖12爲一高層次功能方塊圖，説明接收基地台的rf接收 機部分； 圖13爲一高層次功能方塊圖，説明接收基地台的汉^^接收 機部門的IF電路部分； 圖14爲一高層次功能方塊圖，説明接收基地台的展頻解 碼器部分； .； 圖15爲一高層次概略圖，説$接收基地台.中展頻解碼器 的降頻轉換器部分； _ 圖1 6爲一高層次概略圖，説明展頻接收機的匹配濾波器 /相關器部分； 圖]7爲一高層次流程圖，説明產生一資料陣列並加以编 碼而由雙向訊息單元傳輸之程序； 圖1 8爲一高層次流程圖，説明基地台接收機中接降資料 訊息並加以解碼之程序； 圖1 9説明由雙向訊息單元發射到接收基地台的資料訊息 所用的位元格式； 圖20説明接收基地台的接收機部分所接收的取樣信號之 頻譜； 圖2 1説明將接收基地台的接彳‘機部分調諧成雙向訊息單 元所發射信號之中心頻率的方法； 圖2 2説明調整雙向訊息單元所發射信號之中心頻率的方 法； •裝-- a ‘ X 1^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) {· nn nn till 訂— • —.....I - ml 1-.-.1 - -- - -14- I— mm I- i · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） A7 ------ B7 五、發明説明（12T ~~— ~~~—— 圖23爲—高層次方塊圏，銳明簪ώ 口„ _丄Α _ 况明雙向訊息早元中時脈電路 的中心頻率微調電路部分； 圖24説明飛輪機構所產生的檢測窗口， 圖25爲一高層次方塊圖，説明一根據本發明優選實例構 建的無線單向訊息系統；以及 圖26爲一高層次功能方塊囷，説明單向訊息單元。 , 發明詳述 根據本發明—優選實例構建的雙向.訊息系統《高層次方 兔圖示於圖1，大抵以！ 〇指出。—系統1 〇包括供下行通訊鍵 路<用的各發射機以及供上行通訊鏈路之用的各接收機， 一訊息終端機18與一或多個發射，機2 〇耦合，訊息終端機 1 8可構组成供任何式樣之下行鏈路協定使用，如現今使用 的任何一種協定。通常協定使用傳統窄頻帶無線電頻道技 術在下行通訊鏈路上傳輸，所用的協定可有關於呼叫遙測 或SCADA、保全、護健、公共設施之讀錶或任何其他種類 之下行鏈路協定。訊息終端機i 8對傳統單向呼叫系統而言 是本行中眾所週知的，這些傳統系統可採用於本發明中以 供下行通訊鏈路之用。發射機2〇將下行鏈路訊息傳送到許 多雙向訊息單元1 2 ’雙向訊息單元1 2可以構組成利用雙向 通訊鏈路的雙向呼叫、SCADA、遙測或任何其他型態之應 用。，現存的可用雙向訊息單元‘2支援的呼叫協定例子爲 POCSAG、ERMES、FLEX與APOC。此外，一非呼叫協定 可在雙向訊息單元1 2内實施，如SCADA或遙測應用所用的 SCADA協定。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐} '~~~ ' HH · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) n n In 訂 .丨、 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 、發明説明（13 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 根據本發明—優選實例，一或多個接收基地台14接收來 自雙向訊息單元12的上行通訊鏈路上的訊息。在一優選實 例中，接收基地台14接收來自雙向訊息單元12的直接序列 展頻编碼的無線電信號。接著，接收基地台14將收到的訊 息中料i路中心、28，網路中心28經由通訊鏈路連到接 收基地台14以及訊息終端機18。由接收基地台Η到網路 中、28的各通訊鏈路可在各端含—調變解調器與—普通電 話線連通。其他的通訊鏈路也可使用.，如RF調變解調器、 刀封交換X ‘ 2 5，®框中繼:、非-同步移轉模式(A 丁 μ )等。 網路中心28並連到一電子郵遞（e_maii)閘道22、傳眞閘道 24與一聲音郵遞閘道26。按照訊息與客户所訂的服務，可 將來自接收基地台1 4所收到的訊息送到—或多個耦合的閘 道。比方説，若系統10實施成爲一雙向呼叫系統，則雙向 訊息單元12可回應於一在下行通訊鏈路傳輪的收入呼叫。 在一優選實例中，可使用直接序列展頻技術由雙向訊息單 元對一或多個接收基地台M傳輸反應。根據雙向訊息單元 的接近程度或多個接收基地台14能夠接收所傳輪的訊 息。 除了經由一閘道送出資訊外，接收基地台丨4將所收到的 訊息傳送到一或多個客户應用程式27。系統的服務訂户或 其他終端用户接收來自接收基各台的資料訊息；，並使用一 或多個客户應用程式2 7處理這些訊息.。比方説，客户靡用 程式27可使用於如SC ADA、遙測、.販賣機、財務處理等系 統0 _ - -16 - 本紙張尺度適用中國國家捸準（CNS ) A4規格（21〇><297公董) (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝 訂 J. -1«1 二 1 I - - - - ifn r

• ·— I >15556

發明説明

經濟部中央揉準局貝工消費合作社印II 資訊在網路中心28舆訊息終端機1S之間交換，以使由雙 “八單元1 2所收到的訊息與由訊息终端機【8經發射機 20送出的原來訊息相關聯。另—實例中，下行鏈路發射機 在一發射機/接收機基地台16中與上行鏈路接收機結合， 此實例中，發射機/接收機基地台1 6與訊息终端機1 8及網 路中心2 8均保持通訊連蘩。兩實例均不限於一網路中心及 -訊息終端機，一兩訊息系統可含一個以上的網路中心以 及一個以上的訊息終端機。 .. 對於呼叫之應用，雙向訊息1元12可在上'行通訊鏈路上 支援不同型B的訊息。比方説，訊息可事先由使用者加以 程式化送入雙向訊息單元12。此例中，網路中心的服務人 員亦必須知道程式化進入雙向訊息單元的使用者訊息。於 是只需傳輸一短代碼以取代實際訊息，這可節省空中時間 並降低系統的作業成本。此外，雙向訊息單元可將經常使 用的回答如「是」、「否」或「稍後我將回電」預先程式 化，當實際在上行鏈路上傳送這些訊息時，這些訊息亦可 用一極短的代碼表示。此外，使用者可形成不由任何程式 代碼表示的隨機字母數字訊息，此類訊息使用最多的空中 時間，是雙向呼叫系統作業中成本最高的。另一種由雙向 訊息單元12所支援的訊息爲壓縮的聲音，使用者可產生一 聲音訊息在上行通訊鏈路上送&，雙向訊息單元〗2記綠此 聲音訊息’將其格式化並加以壓縮而傳送到接收基地台作 進一步之處理。 接收基地台14 一高層次方塊圖示於圖2。_優選實例中 -17- Μ氏张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（2Ι0χ297公藿） •I nn —^1 I 1 · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) • i nn n^—· 1-1-- I K^i HI— - · 裝

，1T i^. » nn A7 B7 15 五、發明説明（ ，一接收基地台包含一或多個方向性天線3 〇形成一天線辞 列32，各方向性天線30與一各別接收機“耦合，各接收 機3 4能接收直接序列展頻編碼的信號並加以 天線與接收機34均能最佳化成接收8〇〇1^1^與1(}1^間 的任一射頻信號，包括FCC所配置供非執照使用的9〇2· 928 MHz之工業、科學與醫療（ISM)頻帶，許多寬頻帶個 人通訊服務（PCS)之應用目前均使用此種非執照的.頻帶。 此外，天線30與RF接收機34可最佳.化以.接收其他的頻率 如1.9 0取與2_4GHz之ISM頻若使用於—呼叫應用， 比万説，一處理器3 8揍收由接收機34所解碼的資料，並格 式化馬一含有傳送到網路中心28資料的訊息。處理器Μ經 一調變解調器40與一電話通訊鏈路耦合，—監守器w在 接收機3 4或處理器3 8其中之一或以上失掉控制或無法適 當作業時產生-安全邊限，監守電路爲本行中極 的，且可適用於接收基地台〗4。 經濟部中央揉準局員工消費合作社印裝 在雙向訊息系統10中’可能需要一個以上的接收基地 台1 4以涵蓋特定應用所管辖的地理區域。此外，並非每 :個接收基地台14均需部署四個方向性天線3〇如圖2所 :。万向性天線3 0的實際數目是按照特定站台的需要而 定，接收基地台的射頻頻帶亦視應用而定，比方說， 頻頻帶可能根據世界上各國_部署的系統以及：使用 的雙向訊息系統類塑（即今叫、遙測、Scada、保全 健系統、自動販賣機等）而改變。- 王 ？ 雙向訊息單元12一高層次方塊围示於圖3，雙向訊息單 18 本紙張尺度適财關緖準（CNS ) A4規格（21(}χ2· A7 ._ 一 — B7五、發明説明（16 ) - - 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 元12之核心包含-控制器54以管理與協調該單元的各種 動作與功能。對於下行通訊鏈路4發射機2q(圖D發射 的信號由接收天線48接收，接收天線48連至接收機^， 接收機52則連至控制器54。料上行通訊鏈路，控制器 54送出向外的訊息至—展頻發射機5S，^則與—發射天 線60耦合_。一時脈電路56提供時脈與時序信號至控制器 54、接收機52、展頻發射機58以及雙向訊息單元12的其 他部分。控制器h亦連至一資料鏈路電路。，62則與二 外部裝置44相通’控制器54並一與各種使用者介面裝置如 —按鉦/鍵板50、顯示器64、音效指示器66、一振動器 68及一視覺指示器70連接。一電，源供應器46提供所需要 的電壓至雙向訊息單元1 2各部分，並自—能源4 2接受其 電源。 、 接收天線48適於接收爲應用而選的特定射頻頻帶中的 信號，接收機52爲一習用RF窄頻帶接收機，使用本行習 知技術構组。對於呼叫應用，天線4 8與接收機5 2接收傳 統單向下行鏈路之呼叫協定，如P〇CSAG、ERMes、 FLEX或APOC，並加以解調與解碼。基於所收到的訊息或 使用者的命令，一訊息可在一上行通訊鏈路上由雙向^自、 單元12傳送到接收基地台14。如前所述，訊息可預先程弋 化或随機輸入，在任一情況下卜訊息均由控制器54格式化 ’並傳到展頻發射機58，展頻發射機採用直接序列展頻技 術將訊息編碼並調變，随後將訊息調變於上行鏈路的載皮 頻率’通常在800 MHz至I GHz的範圍内，但也可在^ 9 / -19- m ml i ml nn · (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 i _1 訂 i^ 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） S5〇6 五、發明説明 17 Α7 Β7 或2‘4GHz6USM頻帶中，訊息接著經由發射天線⑼ 發射。接收機52與展頻發射機58詳述於下。 雙向訊息單元；[2可彳禽m、λ a 了適用於各種應用，如雙向呼叫、 SCADA、遙測、保全、自 艾π吁4 m六· 自動販賣機、資料蒐集、交通控制 1 2 fl ^ J 土的應用中，雙向訊息單元 I.古爲“以相當小的能源如傳統AA或AAA鹼性電 池作：。電源供應46使用能源42的能量以產生雙向訊息單 疋12中不心件所需的各種電壓。電源供應器Μ詳述如下。 時脈電路56產生雙向訊息單在中所用的各種時脈信號， 包括縣機52，.控制器54與展頻發射機58所用的時脈與 其他時序信號。時脈電路56產生二组規律作業的時脈信號 ，而且另外產生頻率極低的時脈信號以供雙向訊自單元1 路 的 路的低電力作業之用。控制器54 一控制信號決定;;脈電 56產生正常標稱速率的時脈信號或是電力下降作業模式 以 較低頻率。此外’時脈電路56具有頻率調整電路可將用，乂 調變展頻發射機58中發射信號的中心頻率加以微調，此將 業 產 詳述於後。本發明一優選實例中，時脈電路56爲正常作 經濟部中央梯準局負工消費合作社印製 產生一 2 MHz時脈，爲降低電力模式（即休眠模式）作業 生一 32 KHz時脈。 資料鏈路電路62提供裝置以供外部裝置44與雙向訊息單 疋通訊，在一優選實例中，資輕^鏈路電路6 2對外界提供一 標準的RS-232介面，外部裝置44可爲任一能經由rs_232 連通的裝置，说類裝置包括個人電腦（P C )、，手提式電腦、 特用程式裝置等。資料鏈路電路使服務作業員能將各單元 •20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（18 程式化，使便於修理與 該單元，將收自下行二:::能=程式化送入 使用。 耵讯息載入，或供其他相關目的 當實施成爲一雙向呼 纽及/或-键板5。供使雙向訊息單元並含-组按 的部分使用者介面。：：者：入訊息與命令’成爲該單元 行習知的液晶顯示器二使：者介面含-顯示一 傳達字母數字及其他資料U:】64用以對使用者 ,ΣΙ,,, 屋生—聲i警不以代表.某種事件，如 收到訊心之時或低電池指示。一 息或呼叫已經收到之指彳動器8對使用者提供訊 指不，振動器68之用處爲當使用者收 或呼叫時不希望發出聲音警示而影響他人.。單心 並含-或多個視覺指示器7〇以提醒使用者各種不同事件， 如當已收到訊息時，視覺指示器7〇可作爲另一種指示裝置 供使用者使用。 接收機52在圖4更詳細示出，所示爲—接收天線48連至' 接收機52 ’ 52含一 RF接收機92連至—解碼器94。自發射 機2〇(圖1)發射的下行通訊鏈路信號經由接收天線由雙 向訊息單元12所接收，信號自接收天線48進入rf接收機 92，92將所收入的信號混頻解調並輸出—數位資料流代表 收到的訊息。解碼器94接收來^RF接收機92的資^位元 ，且根據該特別系統中所用的特別協定將其解碼，解碼器 94的輸出在雙向呼叫單元的情況下收到新的訊息比方説爲 一數字或字母數字訊息。在呼叫應用中，比方説，所解碼 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -I—1 I · = 11— - ...... -I I......... -- I I- . ! - 1 _____ I * r 、* A ** ^ i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

.—I 經濟部t央樣準局員工消費合作社印裝 315556 at Β7 -- ——--- ~— —-—----------- ----- 五、發明説明（19 ) — 的協定可能是POCSAG、ERMES、FLEX等。如前所述， RF接收機92與解碼器94均適於處理任何發射的信號以適 合於一特別的應用，如呼叫、SCADA、遙測、保全等。在 一優選實例中，解碼器94使用Philips Semiconductors公司 (Sunnyvale，California)所製造的 PCO5003 或 PCF5001T 積 體電路可輕易適用於將POCSAG協定解碼。 解碼器94的輸出接著傳到控制器54(圖3)，然後經由音 效指示器66、振動器68及/或視覺指示器7〇警示使用者 。控制器5 4並將訊息顯示於顯示器6 4，使用者則可回應於 收入的訊息，使用按鉍/键板5 〇而键入回答。 RF接收機92示於圖5，現將詳加*説明。rf接收機包含一 訊差帶通濾波器72、低雜訊放大器74、移相器76與78、 混頻器8 0與8 2、本地振盪器9 〇、低通濾波器8 4與8 6以及 解調器。接收天線48可適用於接收VHF、UHF以及900 MHz類率的信號，且最好是環形天線。帶通濾波器72接收 一來自接收天線48的訊差信號，且構组成僅通過頻帶中含 訊息信號的頻率。帶通濾波器72的輸出亦爲一訊差信號， 且輸入低雜訊放大器74，74則將輸入信號放大至一較高位 準。低雜訊放大器74的訊差輸出同時輸入45角移相器76 、78。移相器76將其輸入信號移動+ 45度，移相器78則將 其輸入信號移動-4 5度，移相器g、7 8爲L C網路，爲本行 習知者。構组成施加正交移相的R F信號I與q至混頻器輸 入端80、82。本地振盪器9〇輪入混頻器8〇、82。混頻器 8 0、8 2的I與Q輸入信號饋入相位上正交的相同的信號頻 / __ — ___-22- 本紙張尺國家梯準（CNS-y74規格（210x 297·^ ~~ •m - - I 11 ί 11 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ ......... { I- —^nl .

、1T 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 —fan 1 mt ml mu tuft ^ϋν— ΙΛ. /五、發明説明（20 ) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 道。低通濾波器8 4、8 6移除不需要的較高頻譜，低通濾波 器的I與Q輸出均輸入解調器88，解調器88在每一頻道中 各零交又點檢測兩輸入頻道信號的相對相位。在一優選實 例中，解調器8 8接收^原來使用移頻鍵控（F SK)調變的信 號’若I頻道信號領先Q頻道，則FSK音調頻率在本地振盡 器頻率之上（即使用POCSAG協定，資料爲「0」）。若I頻 道信號落後Q頻道，則FSK音調在本地振盪器頻率以下（即 POCSAG資料Γ 1」）。解調器輸出的f料位元輸入解碼器 94(圖 4)。RF接收機可用一Philips Semiconductor公司 (Sunnyvale，California)製造的UAA2〇8〇呼叫接收機積體 電路晶片構組。如前所述，解碼器94接收RF接收機92輸 出的資料位元，並根據特別的協定將其解碼，在呼叫協定 的情況下輪出數字或字母數字訊息。在另—種實例中， 接收機92執行傳統的外差法，此爲本行習知者，而非圖5 所示的直接轉換技術。 圖6所示的爲展頻發射機58一詳細方塊圖，“是用以傳 送輸往上行通訊鏈路的發射資料，包括—展類編瑪器％、 碉變器98及RF發射機’展頻發射機58接收含有控制㈣ ^資科訊息的—组資料，使用直接序列展頻技術將資料訊 …编瑪’随後經發射天線6G發射所編碼的訊息。如前 資或由外部裝置44經㈣料鏈路之電路接收-组 料’或由按紐/鍵板50(圖3)接收—组資料。在— 例中，把制器54將一錯誤修正碼（Ecc)、猶環 拾 查（CRC)核對和與同步字組加 几‘一 見打3/1心此外，控制器 本紙張讀朝t酬 V utl n^m fjs· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) m n^il nm

、1T un I- I - - 1 I 1 —Ki 叫 23

經濟部中央標準局員工消费合作社印製 故的4料万塊上進行位元交錯’最好深達人層，產生一交 人包.4元流。在訊息起始處，控制器5 4插入一全爲零或 王：1的」:又作爲訓練序歹1卜以協助接收基地台14鎖住所 料^方=彳。號。展頻編碼器9 6接收來自控制器5 4的格式化資 万，並使用本行習知技術進行直接序列展開與訊差編 碼功能以輸出基帶I與Q符號。 士直接序列展頻通訊採取—具有特別位元速率之輸入資料 且將忑資科流之頻寬在一數倍於原;來頻寬之頻寬上展 開。這是將具有㈣位元長度-之虛擬隨機碼或虛擬雜訊 PN)碼乘以輪人位元流而達成。在-優選實例中，使用一 度爲255的虛擬隨機碼序列作爲’展開功能。在—優選實 ’J中所用的虛擬随機長度碼爲最大的長度碼（即長度爲2 N _ 1)。其他的代碼長度亦可使用，而產生不同的性能結果。 )Kbps之輸入資料位元流展開後可達成i Mbps之最終輸出 貧料速率’通稱爲cps (chips per second)。 在一優選實例中，展頻编碼器96可支援分碼多路 (CDMA)與分❹路（TDMA)，這些設計使展頻爲基礎的 系統能在同一寬頻帶之頻道上（即9〇2至928 mHzIsm頻帶) 同時支援多個使用者。在一CDMA系統中，各⑶隐接收 機僅將其所尋找的終端使用者資訊（即配與接收機的相關於 特定虛擬随機碼之資訊)復原。备他的直接序列展頻信號持 續狀似「白雜訊」’因此對CDMA之優點爲無需將使用者 分隔於不同的頻道或時段内。 - 在一優選實例中，展頻編碼器所用的晶片速率爲i Mcps -24 - 本纸張尺度適用中國國家標準（ϋ ) A4規格（2丨OX29_7公釐)

經濟部中央標準局舅工消費合作社印製 A7 ________ B7 五、發明説明（22 ) ’所用的虛擬隨機碼長度則爲255位元。使用較長的代碼 以達成較佳的抗干擾性，而爲達成位元速率之多路性，可 使用長度較短的PN碼。根據調變器98所用的調變設計， 輸入資料流或保持爲一單一位元流（即I頻道），或分成兩個 交替的位元流（及I與Q頻道），代表資料訊息在上行鏈路上 傳送。在一優選實例中，資料訊息維持爲一資料流，在這 種情況下，格式化訊息的資料位元乘以p N碼序列或與之「 x〇R」。由此位元流產生一訊差位元流以代表—輸出位元 與下一位元之差異。在另一種竺位元流之實.例中，各流乘 以PN序列或與之「x〇R」，其輸出.則通過—訊差编碼器 ‘ 而形成〗與Q基帶頻道。 ’ 調變器98與RF發射機100詳示於圖7。基帶I與Q頻道分 別輸入低通濾波器102，1〇4,低通滤波器102、1〇4之截止 頻率約爲1_33 MHz，已濾波的輸出信號輸入移相鍵控 (PSK)調變器1〇6。在一優選實例中，僅使用I頻道，因此 PSK調變器1〇6產生一二元移相鍵控的（BPSK)輸出信號。 在另一實例中，使用I與Q頻道兩者，P s K調變器106則產 生一正交移相鍵控的（QPSK)輸出信號^ PSK調變器1〇6所 用的本地振盪信號由頻率源108、合成器110與電壓控制的 振查器（VCO)112導出。最好使用一溫度補償（TC)的晶體 振盪器作爲頻率源108，頻率_08的輸出送至合成器11〇 ，在一優選實例中，110爲Philips Semiconductor製造的 UMAIOISM。合成器11〇的輸入送入VC0 112，VCO 112的 輸出提供本地振盪信號供PSK調變器106之用。 / 一 -25- ^紙乐尺度適用中酬家標準（CNS ) A4» ( 21GX297公釐) ' ~ ' .(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 A7 經濟部中央#準局®:工消资合作社印製 ________ """no — -- -~' 五、發明説明（） 一- PSK調變器106的信號輸出首先以RF前置放大器114放大 ，將I5SK調變器的輸出升至約7dBm(即7mW)，信號接著 輸入RF功率放大器116，116最好是Padfic M〇n〇litMcs製 造的PM2103AclassA/B放大器。RF功率放大器116將RF 前置放大器114的輸出放大至一約3〇 dBm的位準，等於1 W 的R.F功率。信號接著加以濾波以符合f c c Part 15之規定 ，並與5 0 Ω的發射天線6 0匹配，將輸出信號發射到空中。 電源供應器46詳示於圖8中。當雙_向;訊-息單元I 2實施成 爲一雙向呼叫單元或一遙控SCADA或遙測單元沒有公用電 源或其他恆定能源時，則其以一可攜式能源作業。因此， *源供應器4 6的電力需求是很嚴格的。接收機5 2 (圖3 )由 能源4 2取出相當少的電力，但展頻發射機5 8則取出極大量 的電力。展頻發射機58的電力消耗爲一種爆發性的，僅在 實際發射時產生。在發射時，RF功率放大器116 (圖7)必須 供以充分的電力以發射1W的信號。發射的訊息可達約1〇〇 ms ’ RF功率放大器約需600 ma的電流，電壓爲5 標準 鹼性電池或NiCad AA或A A A電池無法供應充分電力以滿 足此一需求，爲克服此一問題，電源供應器4 6採用—升壓 轉換器120與一能量儲存裝置122連接，能量儲存裝置122 與一降壓轉換器丨24連接。當訊息已準備在上行通訊鏈路 上傳送時，升壓轉換器120將&量源42的電壓升高，斗二通 常爲標準A A或A A A電池，由標稱【.5 v到約2 5 v。能量以 電荷的形式儲存於能量儲存裝置122 ^最好是，能量错存 裝置122爲一電容器，具有足夠的容量以維持必要的電= / -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) f 裝 訂

• 1^11 Bm «n^l fm— n^n fuel mu me ^i.^n 1^1 I 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 3155S6 A7 --'_— —_B7 五、發明説明（24 ) …- 對RF功率放大器116(圖7)供電。爲提供足夠的電荷容量， ^需要lGOO^F的電容器。溫和起始電路126與升壓轉換 益120連接’提供—控制的平滑斜升電流加到能量錯存裝 置122，當升壓轉換器12〇第一次啓動時，溫和起始電路 126可避免開始時大量電流流經能量错存裝置⑵。 在發射時，降壓轉換器124提供適當電壓位準的足夠電流 以對RF功率放大器116供電。預先错存於能量館存裝置⑵ 内的犯量由降壓轉換器124以一種控，”的方式釋出。溫和 起始％路1：>2控制能量錯存裝置」22的放電速率以避免潛在 的破壞性巨大起始電流及/或電壓。降壓轉換器124與升 壓轉換器詳述於下。 ， DC/DC轉換器128提供電壓、低電流的電力，電池電壓 以DC/DC轉換器128升壓至一標稱値5¥。此外，在控制 控制器54(圖3)時’低電壓輸出可在5 V標稱値與3 V的低電 力作業間切換。最好是，DC/DC轉換器128以ΜΑχ856 可调整輸出之升壓轉換器（Maxim Integrated卩⑺加奶， Sunnyoale，California製造）爲主體而構建。除了提供低電壓 供應外，電源供應器46並經由中間DC/DC轉換器13〇供 應一中間電壓，；DC/DC轉換器130的輸入爲低電壓口匸/ DC轉換器128的低電壓輸出，中間電|DC/DC轉換器將 輸入電壓由一般5V升至i〇V。 造的MAX 680可用以構建中間電壓dc/dC轉換器130。 升壓轉換電路120詳示於圖9。能源42—般爲一 A A或 AAA電池146，與開關134耦合。開關134爲雙向訊息單元 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董）

〇i5556 a? --------- - B7五、發明説明（25 ) - - 經濟部中央揉準局員工消費合作，社印製 1 2提供開/關控制，開關〗34不但對升壓轉換器12〇開關電 力’而且對低電蜃DC/DC轉換器128 (圖8)開關電力。升 壓轉換器120包含電感器136、半導體開關140、開關控制 電路138與二極體142。控制器5 4(圖3)個別控制轉換器12〇 124 ' 128與130的開/關作業，於是各元件僅當需要時 才啓動以減少不必要的電力消耗。 假設開關134閉合著，且控制器5 4已啓動升壓轉換器12〇 ，電池電壓加到電感器13 6。開關控制雷路丨3 8作業以啓閉 半導體開關140，140可以是任一適當的半導體開關，最好 疋一η通道加強模式的金氧半場1電晶體（m〇sfet)，本行 習知的其他型式的半導體開關亦，可使用。開關控制電路 1J8最好以約1〇〇 KHz作業啓閉開關14〇。當開關閉合時 ，電流由電池流經電感器136以及正向偏壓的二極體142以 對能量儲存裝置122之一大電容器144充電。當開關14〇鬆 開時，電感器136上所產生的回返EMF使一大於電池電壓 的電壓出現在電容器144上。二椏體142則防止電容器144 經由電感器136或開關140放電。爲達成111?功率放大器 圖7)之適當的電壓/電流能力，電容器144充電至一 約25V之電壓。如前所述，溫和起始電路126連至開關控 制電路1 >3 8 ’其作用在防止大的起始電流經過電容器⑷。 圖10所示的爲降壓轉換器124—更詳細的示意圖。能量 儲存裝置122(含電容器144)連料壓轉換器124，124包含 半導體開Μ 150、電容态⑻、二極體154、電感器158與電 容器156。降壓轉換器124之作業如—本行習知的傳統降壓 轉換器。在發射時，當以控制器54(囷3)啓動時，開關15〇 _____ -28- ί紙張尺ϋ 中 標準（ I HI i In ----11 · m, --1 n —1 I- m - In -- 1 -V w *^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --訂 • ......... ί - -- -- - 3i55〇6 A7 B7 經濟部中央揉準局员工消費合作社印裝 五、發明説明（26 ) - ~ 以開關控制電路148在約100 KHZ的速率下啓閉。電感器 158與電容器156之功能在降低電容器144上的標稱値25 v 爲为）V而供至功率放大器116。二極體154防止電感器 158的回返EMF將電容器156放電，當開關150閉合時。溫 和起始電路1〇2提供一平滑斜升的輸出電壓，且避免大的 起始電流通過各元件。 私谷器152之功能在提供一地參考電位以使開關15〇(最好 ，—MOSFET元件）導通。開始時，M〇SFET⑼的源極端並 典地參考電位，因此V G s爲零，且無法增加.使開關導通， 爲了產生正vGS&使開關150導通，使用電容器152在源極 端產生一較低電壓，其使電感器H8產生一迴返EMF電壓 ，降低源極端相對於閘極的電壓，於是使開關丨5〇導通。 因此，電源供應器4 6將能量儲存裝置慢慢充電至一較高 電壓，然後將此較鬲電壓降至適當的較低電壓，且在一相 當短的時段内將能量儲存裝置放電，而提供足夠的電力至 RF功率放大器116。 接收基地台1 4的詳細高層次方塊圖示於圖丨丨。接收基地 台14包含天線160、rf接收機162、展頻解碼器164、訊息 處理器166、通訊電路168、控制器Π2及監守器170。作業 時，將部署一或多個接收基地台14以涵蓋—地理區域，所 需的接收基地台14之數目決定叁該地理區域内之地形與面 積，比方説。作業時，自雙向訊息單元12發射的上行鏈路 信號由接收機天線16 0接收，所接·收的信號輸入一 R F接收 機162，162則將該信號混頻降至一中頻。然後展頻解碼器 -29- (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公餐） —二! 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 °^55〇6 Α7 --------________Β7 ________ 五、發明説明（27 ) — 164將信號解碼，164將展頻信號通過一匹配的濾波器及— 相關器，相關器之功能爲取出所傳送訊息的原始資料位元 。一訊息處理器166接收這些原始資料位元，並解開資料 流之交錯，進行ECC與CRC計算。原來的傳送資料訊息由 訊息處理器166輸出到通訊電路168，在一優選實例中ι68 將訊息發射到一通訊鏈路而至網路中心2 8 (圖1)。一控制 器172則導引接收基地台丨4的各種不同的元件，而一監守 計時器17〇則確保控制器172持續地穩.當啣.業。 R F接收機16 2之一詳細高層次方塊圖示於.圖1 2。信號由 天線160接收，並輸入—帶通濾波器.174，174之頻寬足以 通過所用的頻帶，帶通濾波器174可以是任一適當组構的 被動式慮波器’但最好是一具有適宜的較大通帶之空腔遽 波器。帶通濾波器174的輸出則輸入一低雜訊放大器176。 放大器176之位置最好應儘可能靠近天線16〇，以使線纜中 相當大的損耗減至最小。放大器176的增益由一自動增益 控制（AGC)電路196設定，196則構组成使RF接收機162的 IF輸出對AGC控制電路196爲負回授。低雜訊放大器176的 輸出則輸入一帶通濾波器178，178具有一適當設定的通帶 。帶通濾波器178的輸出則輸入混頻器18〇，18〇將輸入信 號與一源自合成器182的本地振盪信號混頻。在一優選實 例中，合成器的輸出頻率使混卷的輸出爲7〇 MHz左右。 對於在9 02至928 MHz ISM頻帶中的接收信號，合成器182 的輸出頻率能由972至998 MHz變化。合成器182在控制器 172(圖11)命令下最好可一步步調諧至4〇〇 KHz，在一優選 ____________-30- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) M規格（210 X 297公釐） f請先閱讀背面之注意事¾再填寫本I } f 裝

I II I _τ· -m* f···—— nn— 1--, ...... ί ίί mV fm · 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝 A7 --：--- B7 五、發明説明（28^ ' ~ '—- 實例中，合成器182亦可提供一頻譜分析功能。RF接收機 162收到的信號可加以掃描以決定各頻率步級中之相對信 號強度，此種特徵可選擇性地用以感測所用頻帶内之干擾 程度·，或尋找上行鏈路之傳送信號，若系統構組成可容許 多個上行鏈路傳送頻率時。通常合成器182起始時構组成 輸出一特定頻率’而且以後並不修正。 一1F低雜訊放大器184將混頻器180的輸出放大，並輸出 此放大的信號至帶通滅波器丨86，186之_中心頻率爲 ，且具適當大小之通帶。帶通多波器186最好是一表面聲 波（SAW)裝置’如 M〇n〇Hthic s，I.nc .製造的 BP 1〇42 70 MHz SAW濾波器。帶通濾波器i 86的輸出由低雜訊放大器 188放大，低雜訊放大器188的輸出則輸入混頻器19〇，本 地振盪器191的信號與低雜訊放大器188的輸出混合。本地 振鱼器191的頻率最好固定爲64.667 MHz，且由一穩定的 印體振盈器導出’一如本行習知者。混頻器19〇將7〇 mHz 信號向下轉換成約5 33 MH2，並輸出此信號至IF電路192 ，192將詳述於下。IF電路的輸出則輸入—具有適.當截止 頻率的低通濾波器194。 IF電路192的詳細高層次方塊圖示於圖13，ip電路192的 功能爲輸出一振幅相當恆定的信號，不論輸入信號振幅太 小爲何。IF電路192對信號施gA GC，使IF電路192的輸 出有一怪定振幅’於是在信號輸入展頻解碼器164的類比 數位（A/D)轉換器時能有最大的_動態範圍。agc是使用 三個可變增益之低雜訊放大器176(圖1 2) , 200與204完成 -31 - 度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公董) : —~' (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁)

M5556 A7 B7 五、發明説明（ 29 經濟部中央襟隼局員工消費合作衽印m 的。各低雜訊放大器成爲一 AOC級而作用，而全部三個級 則產生一統合效果將輸出信號提高到〇 dBm的位準。A G C 控制電路196接收來自IF電路192的IF輸出的一回授信號。 一位準檢測器198提供一控制信號至a G C控制電路196， 196則產生適當的增益控制信號供低雜訊放大器176 (圖1 2) ，200與204之用。 混頻器190的輸出則輪入低雜訊放大器2〇〇，低雜訊放大 器200的增益由AGC控制電路196設定ά放大器2〇〇的輸出 則輸入帶通濾波器202，202之土心頻率最好爲5.33 ΜΗζ。 帶通濾波器202的輸出則輸入低雜訊放大器2〇4，2〇4的增 益控制信號由AGC控制電路196提供。放大器204之輸出信 號振幅在-30 dBm之恆定位準，此信號接著由固定增益的 低雜訊放大器206與208放大，206與208之组合増益爲3〇 dB ,將輸出信號位準提升至〇 dBm，放大器2〇8的輸出以濾 波器194作低通濾波，194則設定一適當的截止頻率。 IF輸出信號由低通濾波器194輸出，並輸入展頻解碼器 164(詳示於圖14中）。IF輸入信號的帶寬約爲〗.33 “Hz， —如展頻發射機58(圖6)中所討論的，中心頻率爲533 MHz。IF輸入信號首先以九/£)轉換電路21〇轉成數位格= ，在一優選實例中，Α/β轉換電路21〇内的A/D轉換器 以16 MHZ頻率作非同步計時。矣/D轉換電路的作業並不 鎖相於所接收的信號，因KRF接收機執行非相干檢測。如 月ϋ所述，調變器9 8 (圖6)所用的調變設計可以是或 QPSK，不論調變設計爲何，在一優選實例中，對於I頻道 -32- 木紙張尺國國家標準（CNS ) A4規格（ 裝—I----訂------v^.f c (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) nn m In tm tm ml 111- - - In a 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 A7 --~~~--- -B7_____ 五、發明説明（) ---- 需要一A/D轉換器。在此實例中，A/D轉換器210的數 位輸出則輸入一降壓轉換器212，2 12將輸入的I頻道資料 與本地振盪器218所產生的信號混頻〇本地振盪器產生餘 弦與正弦時脈信號，使降頻轉換器2 12内一複數乘法器產 生加總的複數乘積。本地振盪器218最好爲一數位式數値 控制的振盪器，可使用一正弦波對照表與一數位類比轉換 器輕合而構成，對照表之構造可變化表之深度與解析度而 達成任何所需的精確度。可採用Startford Telecom, Santa Clara，California的數位式降頻轉換器/載波追踪器STEL- 2130A執行降頻轉換器與本地振盪器之功能。 在另一實例中，使用兩個A/D轉換器而不是使用一個， 以使來自R F接收機的IF數位化，可使用兩個a / D轉換器 以較高速率將位元流數位化若使用兩個A/d轉換器，則j 與Q頻道均將輸入降頻轉換器212，且在兩頻道上執行一複 數相乘，如下詳述。或者是，爲以較高速率將位元流數位 化，仍可使用一個A/D轉換器，但以一較快的時脈速度計 時。 降頻轉換器212複數乘法器部分的詳細高層次方塊圖示於 圖15。在一個A/ D轉換器的實例中，只有j頻道輸入乘法 器224與226，Q頻道輸入端接地，表示在〇輸入端爲零， 以降低該單元的電力消耗。Q每入連到乘法器228與23〇， 本地振盪器218的餘弦信號連到乘法器224與23〇，本地振 皇器218的正弦彳s號連到乘法器22 6,與228。I頻道輸出信號 由乘法器224的輸出減掉乘法器228的輸出而產生，q頻道 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210 X 2打公董） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 A7 __B7__ 五、發明説明（31 ) — 輸出仏號由乘法器226的輸出加上乘法器230的輸出而產生。 再次參考囷14，降頻轉換器212輸出的I與Q信號輸入至 一匹配的濾波器/相關器214。匹配的濾波器/相關器2 Μ 包含一2S6位元之移位暫存器以供〗頻道位元流，Q頻道位 7L流以及P N代碼序列之用。pN代碼序列必須與展頻編碼 器96(圖6)中所用的！>^^代碼序列一樣。匹配的濾波器/相 關器214將詳述於下，是用以尋找pN代碼序列與輪入信號 資料間之相關性。當尋得了一種匹配時對應的位元 就輸出至一解調器216。 匹配的濾波器/相關器214 一一詳細.高層次方塊圖示於圖 16。匹配的濾波器/相關器214包含一 256位元之移位暫存 器供I資料頻道236、Q資料頻道240與係數資料238 (mpN 代碼序列）之用。係數資料暫存器238連至分別與暫存 器236、240相關的乘法器332。在各時脈週期中，pN代碼 序列的各位元分別經由乘法器332與來自頻道資料的 對應位元相乘。256 I頻道乘積在加總器244中加總， Q頻道乘積在加總器244中加總。加總器242、2料的輸出則 輸出I總和與Q總和至解調器216(囷14)。大小產生器246產 生加總器242、244各輸出的平方和的平方根。所產生的大 +與》Π限暫存器250中所存的—門限値—起輸入至一比 較器248。比較器248比較該門雾與該大小，當該大小大於 T門限時就輸出-檢測信號。匹配的濾波器/相關器214 最好採用 Stanford TeieCom，Santa Clara，CaHf〇rnia 製造的 STEL-3310積體電路。在一優選實例中，四個叮肛⑽❶元 __ -34- 度適 家梯準(CNS)八4祕771^7^7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝丨 訂 II-— I:— ，I I ........-1 . ” ------ II . Ο 5556 Α7 Β7 32 經濟部中央椟準局ιβ：工消費合作杜印裂

五、發明説明 件級聯在一起，各執行—64位元係數暫存器，總共256拉 元0 再次參考圖14, E配濾波器/相關器214輸出的1與卩總 和輸入至解調器216。解調器216按照發射機中所用的調變 設計進行BPSK或QPSK解調變。在—優選實例中，解調 器216執行訊差式BPSK解調。訊差解調器216可使用

Stanford Telecom，Santa Clara，California 5ΤΕΙ^212〇位元 =步器/訊差PSK解調器構建。爲·^助.訊差解調器216鎖 定收入的信號，由發射機送出二全1或全0的.前文。此外， 由於發射機所用的頻率源的不i確性，一控制器220進行 一掃描方法，下面將詳細説明。爲了妥適接收一4Kbpst 資料流，本地振堡器21S的輸出頻率必須在接收信號中心 頻率的1版内。-相位或頻率誤差信號由解調器216產生 ，且回授至控制器220’ 200接著爲本地振盪器218計算一 修正量。控制器22〇之動作爲閉合解調器216與降頻 212/本地«器2關之1授環路。控健创也接收 大小產生器246(圖16)所產生的大小。—旦達成接收鎖定 後，-爆發雜訊源或強力干擾可能造成匹配相關 器2^4無㈣測信號。結果，對解調器216之輸人亦受干擾 影響，使輸出敗壞。爲避免展頻解碼器164脱離鎖定且喪 失其檢測信號。飛輪電路222各填當時間插入一人工產生 的檢測信號。飛輪電路222詳述於下。 在雙向訊息單元12中以控制器5.4(圖3)形成訊息之程序 ’以及以訊息處理器166將訊息解除格式的互補程序現將 ___________ -35- 張尺度通用中國國家榡準（CNS ) A4规格（所公董）

五、發明説明

經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 詳加説明。此程序之主要功能在對抗來自周遭雜訊源的干 擾。圖17所示的爲在雙向訊息單元12中形成訊息的程序。 起初，控制器54(圖3)形成原始資料方塊或陣列準備送到 接收基地台14(圖1)(步驟260)。在此資料陣列上產生一 CRC核對和，最好使用本行習知的標準核 對法（步驟262)。核對和接著附於資料方塊，一ecC碼接 著在整個資料方塊上產生，包括CRC核對和（步驟26叫^ 最好是’資料通過一 Hamming編碼器.或迴旋编碼器。在 —優選實例中，使用一 Hamming編碼器。Hamming編碼程 序對每四個資料位元造成約三個代碼位元的過量位元，因 此’在一優選實例中，對每七個位元，可修正一個錯誤位 元。這些位元接著交錯成一8之深度（步驟266)。此交錯程 序避免爆發的雜訊破壞接收機將發射訊息解碼的能力，使 用父錯方法，雜訊或干擾擴張的相鄰位元造成每8個位元 僅失掉~個位元’與連續的位元相反，連續的位元可能破 壞訊息的接收。每七個位元中一錯誤位元可用與資料訊息 起傳送的E C C資料修正。爲便於找到訊息的起點與終點 ’三個同步字组插入訊息中（步驟268 )，一在起點，一在中 間’一在資料訊息的終點。這些同步字組爲唯一的位元圖 型’使接收機能識別訊息的起點與终點。在插入同步字組 後’將前文插在資料訊息的起？私步驟27〇 )。如前所述，前 又可全是0或全是1，接收機使用前文鎖定所接收的展頭信 號並將之解碼。在前文加到資料訊息之後，以控制器5 4將 之送到展頻發射機58(圖3)以供發射（步驟272)。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I—

T 釘---

—nil i i I mu vml HI 本紙張尺度適用中關象榡準（CNS )八4偏_ (21Q.X297公楚〉 31555β Α7 Β7 五、發明説明（ 34 經 中 央 標 準 局 員 工 消 费 合 作 η 装 訊息處理器166 (圖1 1)執行的程序詳示於圖} 8。訊牵 理器166接收來自展頻解碼器164的1與(^資料位元^= Q位元輸出對應於輸入至展頻編碼器96(圖6)的原、 ，但兩兩交錯。訊息處理器166將形成—位元流的冰； 道資料位元流解交錯（步驟274)。首先尋找前文（步驟U 、’然，找到同步字组（步驟278 )。一旦找到同步字組，即知 訊息洛於第-與第二同步字組之間，以及第二與第二 字=之間（步驟280)，然後將資料訊息解交錯（步驟2一82)。 解交錯後，資料通過ECC編碼，（步驟284).。在—優選實 例中’可以修正比率爲七分之一的位元錯誤或較低者： ECC處理後，計算CRC核對和並與傳送的核對和比較（步 驟286)。CRC檢查後，形成完整的資料訊息（步㈣， 並經一通訊鏈路（步驟290)傳送到網路中心28(圖。通常 ，接收基地台1 4利用普通電話線經調變解調器連至網路中 心28 ^資料訊息傳送時的格式詳示於圖19，資料區段 與300爲具有ECC、CRC的原來資料陣列，且已經執行過 交錯。同步字组294、298與302置於資料訊息的起點、中 點與終點，前文292加到訊息的起點。 如前所述，發射機所發射信號的中心頻率可因所用元件 的不精確性而變化。不精確性的來源爲晶體振盪器，比方 説，其精確性在5至1〇 ppm之卩^，此類不精確性可造成發 射信號中心頻率偏移+/_ 1〇KHz。爲改良發射信號之接收 ，接收基地台14中的控制器172(圖u)進行—掃描程序， 在—頻率範圍内逐步尋找發射信號的中心頻率。所接收信 -37- 本紙張尺) Α4· (2獻297公着Γ

In ..... —i- -ml - Γ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -i---N裝丨 、?τ

I..... - » I- - - 1 --1 I > mu m In m —Bn· tmmmemme A7 B7 經濟部中央棣準局員工消費合作社印¥4 五、發明説明（35) …一. 號的頻譜圖示於圖20 ’以協助瞭解掃描程序。掃描程序一 高層次流程圖示於圖21。參考圖20，所發射的信號形成一 sinx/x的頻率圖型。爲妥適接收信號，希望接收機的本地 振盪器鎖定發射信號的中心頻率，以fM表示。通常對於一 頻率範圍’控制器172逐步經過該範團，且將頻率値窝入 RF接收機162(圖1 2)中的本地振盪器19ι。匹配滤波器/ 相關器214 (圖1 4 )所產生的大小由控制器220監視，此程序 一直繼續到找到f Μ爲止。 .. 參考圖20與2 1，掃描程序以苎始本地振蓋·器218開始（步 驟3 04)。本地振盪器191的頻率設定·爲f低，即待掃描頻率 範圍的下限（步驟306) ^其次，控制器172進入一迴路，包 含下列步驟。首先找到發射信號主瓣的較低頻率匕（步驟 308)。爲掃到fL，控制器172增加本地振盪器頻率値直到 匹配:慮波器/相關器214的輸出跨越某一門限τ。在一優選 實例中，T選擇爲高於信號第一侧瓣的期望位準，但低於 主瓣的位準。一旦找到了頻率fL，控制器172繼續掃描〜（ 步驟3 10)。爲找到fu，控制器172增加本地振盪頻率値直 到匹配濾波器/相關器214的輸出落在門限τ以下。一旦找 到了主瓣的上下頻率，即計算出中間頻率&(步驟312)。 本地振盪器191的頻率値設定爲此値£1^(步驟314)。若匹配 濾波器/相關器2 14的輸出在艮以上，且在頻率匕舆f卩 所收到之値以上，則可能已經找到主瓣的中心頻率（步^ ^16)。計算頻率fLS與fus以作核對（步驟317)，這些分別 是較低側瓣與較高側瓣的中心頻率。所選的最終頻率爲頻 ____—____-38- 本紙張尺度適用中國國^^T(_CNS ) A4^格（210X 297錢 — 1 nn *nl—- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装丨

、1T HI—— tln fm ·1· 155, 155, 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明（36 ) - - · ' 率f Μ，f L S與f U S中對應於最大信號大小之頻率（步驟3 i 9 ) 务·步驟3 12所決定的頻率確爲主瓣的中心頻率，則在亡 的信號大小將爲最大。若fM不具最大信號大小，則主瓣^ 際爲此瓣之左或右。其次，展頻解碼器164中的本地振湯 器218以控制器220(圖14)微調（步驟318)。基於解詞器216 的誤差信號，控制器220調整本地振盪器218所用的頻率値 以產生降頻轉換器212所用的參考信號。若在掃描程序中 ，當尋找匕或〜時到達f高，則產生”錯誤狀況，且無法收 到信號。 爲進一步克服改進接收基地台〗4中上行鏠路信號的接收 ，本發明一優選實例含有一機制以調整雙向訊息單元〗 圏3)展頻發射機中發射信號的中心頻率。常 地台“與雙向訊息單元12之間建立一回授.路:=; 路以控制器172 (圖11)閉合，控制器m在傳統下行鏈路上 發射一頻率修正信號或修正値回到雙向訊息單元12。此誤 差信號由雙向訊息單元i 2中的控制器54(圖3 )使用以微調 輪入至合成器110的參考時脈信號，參考時脈信號以調變 器98(圖7)中的時脈電路56輸入合成器11〇。一示出中心頻 率微調程序的高層次流程圖示於圖22。第一步是決定接收 基地台Μ中實際收到信號的中心頻率（步驟32〇)，這是使 用則面时論的择描程序完成的^_在進行掃描程序後留下的 中心頻率偏差量由控制器172用以計算頻率誤差値（步驟 )22 )產生一控制訊息含著頻率誤差値，並使用下行鏈路 協定傳送到雙向·訊息單元12(步驟324)。雙向訊息單元12 _________ -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（c叫Μ規格（2]〇><297公羞） D n H - n n - n n n In n I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --NI /iv^i · —II - t^n - - · I — -: A7 B7 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 五、發明説明（37 ) — ^ 丨後控制器5 4使用所收到的頻率誤差値微調時脈 ，路56(步驟）26)，於是pSK調變器1〇6(圖7)可產生一信 號具有極佳的中心頻率準確性。 變發射機頻率的能力（即改變其頻道）尚有其他應用， 非僅作爲微調機制。比方説，若接收機感測到某一特別頻 道漸漸超載或接近容量，可指示雙向訊息單元將其發射機 切換到另頻道。此使系統頻率敏捷變換，且使系統能進 行頻率跳躍，由擁擠頻道跳至輕載的嫔道或其他更好的頻 道。 時脈電路56部分使中心頻率g回授的機制如前討論者之 詳細高層次略圖示於圖23。通常，，使用—可變電容裝置（ 如一 varactor)以改變整體電容而與一晶體振盪器形成一共 振電路。作業時，由接收天線48與接收機52在傳統下行鏈 路上接收控制信號。訊息由控制器5 4解碼，而一適當的頻 率誤差値寫入一頻率誤差資料暫存器34〇。數位類比（D/ A)轉換器342將數位誤差値轉成一類比表示，而暫存器344 、346、350與電容器348形成一濾波器網路以供d/a轉 換器342之類比信號輸出之用。濾波器網路的結果爲一跨 越變容器352而產生的電壓，變容器352的電容値與加於其 上的電壓線性相關’因此，變容器電容與電容器356合起 來有效改變晶鳢360上的電容。身聯於晶體360的電容決定 其共振的頻率。經由變容器352改變晶體360上的電容使輸 入時脈產生器j 64的信號頻率得以變化’於是改變了送到 展頻發射機5 8的時脈信號頻率。利用此種機制，可以對發 / -40- i .............-----II I II ......- ...... I......- * ?) ‘' ( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) nn —HI— · 訂----- .....! ........ /niw/^r - --1 > - a -- —^1 falsi in a^m —^fe— nn 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明 張 紙 ______| 本 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 射訊息中心頻率作中間訊息微調。此外，可以補償雙向訊 息早元1 2中的頻率源不準確性。 展頻解碼器164(圖14)中的飛輪電路222現將詳加説明。 在本發明一優選實例中’飛輪電路222爲另一種對抗接收 信號中干擾、雜訊與多路之機制。參考囷24,其示出匹配 滅波器/相關器214中（圖16)暫存器236、23 8或240其中之 —之位元。若接收信號中的雜訊干擾太大，且持續相當之 晶片時間，則不可能接收該位元，且陧配濾波器/相關器 檢測不到該位元。結果，解調！ 2 16 (圖i 4 y不能輸出適當 的訊息位元。不過，在發射機中使用E C C碼、c Rc碼以及 叉錯法使接收機能由多個位元試揲而將之復原。一旦接收 機鎖走了接收信號，損失一有限數目的連續位元也無法阻 止訊息之正確接收。於是，飛輪電路222在適當時間產生 並插入合成的檢測信號以防止解調器216喪失信號之鎖定 。解調器2 16的不正確位元稍後以訊息處理器丨66 的程序修正。 飛輪電路222之作業是首先定出檢測信號33〇爲接收的特 別訊息一般產生的PN代碼序列時間内的晶片位置a在兩次 或以上之連續位元檢測後找到此晶片位置，然後在檢測信 號一般產生的晶片時間週圍產生一閘窗328，此閘或窗之 寬度约在檢測信號在右+/，2個各片時間，因此，若在達成 起始鎖定之後，在窗328内匹波器/相關器214未產生 一檢測信號，則飛輪電路222所產.生的—檢測信號替入— 般應已產生於其中的晶片位置内1輪電路222將雜訊與 _______ -41 - Ϊ適用中酬家標準—（⑽）A4胁（210X297.公釐)^~------- am im mV fn vm (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝— --訂---- ""ί~-------- 五、發明説明 A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 多路所產生的錯誤檢漁丨栌 A、仏唬擋住而降低多路干擾，任何在 窗__3 2 8外侧產生的錯— 吳拾，，則彳丄站丄 檢則彳5號均由飛輪電路222擋在外面。 早向無線訊息系境之古s 于統之间層次万塊囷示於圖25，大抵以10 、 贫乃馒選實例建三。對一單向系統，僅需 接收基地σ 1 4，因爲沒有下行通訊鏈路。—單向訊息單元 13將資料發射至_或多個接收基地台14,通訊缝 路連至網路中心2 I與雙向訊息系、统相似，圖2 $的單向訊 息系統含有開道22、24、26連至網路中心28。此外，網 路中：一8連至一或多個客户應-用程式27處，27接收單向 Ζ息單元13發射的訊息，並根據使用者或服務訂户的特別 舄夂作進步處理。單向訊息系統之應用包括資料獲取、 遙測、售貨機、或任何其他單向資料蒐集之應用。 單向訊息早元1 3 —咼層次方塊圖示於圖2 6 ,單向訊息單 疋1 3類似於圖3所示的訊息單元1 2。不過，單向訊息單元 1 3無需接收機，因爲其僅在一單向系統中作業，因此單向 訊息單元13僅需發射。根據應用可選擇性含有按鉦5〇、顯 示器64、音效指示器66、振動器68與視覺指示器7〇、與 早向訊息早元1 3連接使用的這些指示器，其目的可能與雙 向訊息早元12所用的不同。 雖然本發明已就有限之實例加以説明，但應瞭解可以作 出本發明許多變化、修正以及备驰的應用。 42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210Χ29?公釐） »1· 1 I— fn In n n n n ______I I ' vij、 f 秦 {請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) • ....... - j --- -- · 訂

•~^ir:K

I- -i I - - i I I I

Claims (1)

1. 經濟部中央揉準局員工消費合作祍印製 AS Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 .一- 1. 一種雙向無線訊息系統，具有一下行通訊鍵路及一上行 通訊鏈路，包含： a.至少一發射機在該下行通訊鏈路一下行鏈路信號上產 生並發射一下行鏈路訊息； b 至少一雙向訊息單元用以接收該下行通訊鏈路上的該 下行鏈路信號’並由其中擷取該下行鏈路訊息，該雙 向訊息單元在該上行通訊鏈路一上行鏈路信號上產生 並發射一上行鏈路訊息，該雙向訊息.單元使用直接序 列展頻產生該上行鏈路信號並將之編碼；.以及 c _至少一接收基地台用.以接彳£·並解.碼來自該雙向訊息單 元在該上行通訊鏈路上的該直，接序列展頻上行鏈路信 號，並由其中擷取該上行鏈路訊息。 2. 根據申請專利範圍第1項之系統，並含一網路中心，轉 合至該至少一接收基地台，該網路中心用以接收由該至 少一接收基地台所接收並解碼的訊息。 3·根據申請專利範圍第2項之系統，並含一電子郵遞閘道 ’與該網路中心耗合，該電子郵遞閘道用以提供該網路 中心對電子郵遞系統之存取。 4-根據申請專利範圍第2項之系統，並含一傳眞閘道，與 該網路中心耦合，該傳眞閘道用以提供該網路中心對傳 眞服務之存取。 g·一 根據申請專利範圉第2項之系統，並含一聲音郵遞閘道 ’與該網路中心耦合，該聲音郵遞閘道用以提供該網路 中心對聲音郵遞服務之存取。 紙張適用中國固家榡準（CNs )㈣祕（灿父加公褒） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) • :--:-1—If -. *-v •丨丨叫裝 訂-- «nn mV flun It '—1» i 1--1 I- »1 · • --- - -I i / 1 I -- - -- 1 B8

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 '申請專利範圍 一. •根據申請專利範圍第1項之系統，並含一發射機/接收 基地台能產生並發射該下行鏈路信號至該雙向訊息單元 並能接收該雙向訊息單元所發射的該上行鏈路信號且 將之解碼。 7’根據申請專利範圍第2項之系統，並含至少一訊息終端 機’與該至少一發射機及該網路中心耦合，該訊息終端 機用以構組該下行鏈路訊息，並將之傳送到該至少一發 射'機，該訊息終端機用以調整以該.網務中心所收到訊息 而發射的訊息。 ’—種雙向無線呼叫系統，具f 一·7.行通訊鏈路及一上行 通訊鏈路，包含： ， a至4 一發射機在該下行通訊鏈路一下行缝路信號上產 生並發射一下行鏈路訊息； b.至少一雙向呼叫單元用以接收該下行通訊鏈路上的該 下行鏈路信號，並由其中擷取該下行鏈路訊息，該雙 向呼叫單元在該上行通訊鏈路一上行鏈路信號上產生 並發射一上行鏈路訊息，該雙向呼叫單元使用直接序 列展頻產生該上行鏈路信號並將之編碼；以及 c -至少一接收基地台用以接收並解碼來自該雙向呼叫單 元在該上行通訊鏈路上的該直接序列展頻上行鏈路信 號，並由其中擷取該上行鏈路訊息。 9-根據申请專利範圍第8項之系統，並含—網路中心，連 至該至少一接收基地台，該網路中心用以接收由該至少 一接收基地台所接收並解碼的訊息。 -44 - 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(11^x297公瘦） n ϋ^— f^n 1 Ufa— ml I n^— nts m^i ff— c ·--·_、 、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂—— • I • m nn fn a— mi k% B8 C8 D8 、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ίο.根據申請專利範圍第9項之系統，並含—電子郵遞閘道 ’與該網路中心耦合，該電子郵遞閘道用以提供該網路 中心對電予郵遞系統之存取。 U·根據申請專利範圍第9項之系統，並含—傳眞閘道，與 該網路中心耦合，該傳眞閘道用以提供該網路中心對傳 眞服務之存取。 泛根據申請專利範圍第9項之系統，並含一聲音郵遞閘道 ’與該網路中心耦合，該聲音郵遞.閘道用以提供該網路 中心對聲音郵遞服務之存取。 以根據申請專利範圍第8項之系統，.並含一發射機/接收 基地台能產生並發射該下行鍵路·信號至該雙向呼叫單元 ’並能接收該雙向呼叫單元所發射的該上行鏈路信號且 將之解碼。 H.根據申請專利範圍第9項之系統，並含至少一訊息終端 機’與該至少一發射機及該網路中心搞合，該訊息終端 機用以構组該下行鏈路訊息，並將之傳送到該至少一發 射機’該訊息终端機用以調整以該網路中心所收到訊息 而發射的訊息。 經濟部中夬標準局員工消費合作社印裝 15. —種雙向無線管理控制/遙測系統，具有一下行通訊鏈 路及一上行通訊鍵路，包含： a.至少一發射機在該下行通路一下行鏈路信號上產 生並發射一下行鏈路訊息； b .至少一雙向管理控制/遙測單.元用以接收該下行通訊 鏈路上的該下行鏈路信號，並由其中棵取該下行鍵路 / -45 - ；^^尺^適用中國國家揉準（(：奶）八4規格（210\ 297公釐） 〇155〇6 --- ' —--- 六、申請專利範圍 ABCD 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 2息，該雙向管理控制/遙測單元在該上行.通訊鏈路 行鍵路信號上產生並發射—上行鏈路訊息，該雙 向管理控制/遙測單'元使用直接序列展頻產生該上行 鏤路信號並將之编碼；以及 c.至少一接收基地台用以接收並解碼來自該雙向管理控 制/遙測單元在該上行通訊鏈路上的該直接序列展頻 上行鏈路信號，並由其中擷取該上行鏈路訊息。 根據申明專利範圍第1 5項之系、統，龙含一網路中心，連 j該至少一接收基地台，該網路中心用以接收由該至少 一接收基地台所接收並解碼的訊息。 17. 根據申請專利範圍第16項之系統，並含—電子郵遞閘道 ’與孩網路中4合，該電子郵遞閘道用以提供該網路 中心對電子郵遞系統之存取。 18. 根據申請專利範圍第16項之系統，並含—傳眞閉道，與 孩網路中心耦合，該傳眞閘道用以提供該網路中心對傳 眞服務之存取。 19·根據申請專利範圍第16項之系統，並含一聲音郵遞閘道 ，與孩網路中心耦合，該聲音郵遞閘道用以提供該網路 中心對聲音郵遞服務之存取。 根據申請專利範圍第15項之系統，並含一發射機/接收 基地〇成產生並發射該下行.气多信號至該雙向管埋控制 /遙測單元，並能接收該雙向管理控制/遙測單元所發 射的該上行鏈路信號且將之解碼。 21.根據申請專利範圍第16項之系統，並含至少—管理控制 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁} -In — - - I* 1 訂--- • nn ill— m fm Hi nn i nn d · -46- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Α8 Β8 C8 DS 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 31555β 六、申請專利範圍 終端機，與該至少—發錢及該網路中心辆合，該管理 控制終鲕機用以構組該下行鏈路訊息，並將之傳送 至少-發射機，該管理控制終端機用以調整以 ； 心所收到訊息而發射的訊息。 τ 22. —種雙向訊息單元，包含： a· 一接收天線用以接收在_下行通訊鏈路上傳送 鏈路信號； ^ b.、一接收機與該接收天線核合，該接:收機用以接收來自 孩接收天線的該下行鏈路信號，並自該下行鍵路信號 解碼擷取一下行鏈路訊息；一 c· 一展頻發射機使用展頻编碼技術將—上行鏈路訊息编 瑪’並由其產生一上行鏈路信號； d-—發射天線，與該展頻發射機耦合，該發射天線用以 發射該上行鏈路信號； e·一控制器與該接收機及該展頻發射機耦合，該控制器 用以接收來自該接收機之該下行鏈路訊息，並產生該 上行鏈路訊息；以及 f.一電源供應器將耦合至該單元的一外部能源中的能量 轉換成該單元所用的供應電壓。 根據申請專利範圍弟22項之單元，並含—§效指示器， 與該控制器輕合，該音效指器用以對一使用者提供一 音響警示裝置。 24·根據申請專利範圍第22項之單元，並含一振動器，與該 控制器耦合，該振動器用以對一使用者提供一振動警示 '尺度適用中國國家榡準（CNS )八4祕 -47 (2iOX297公釐）

   ^55〇6 、申請專利範圍

   經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 裝置。 25_根據申請專利範圍第22項之單元，並含一視覺指示器， 與該控制器耦合，該視覺指示器用以對—使用者提供— 視薏警示裝置。 26_根據申請專利範圍第22項之單元，並含一資料鏈路，與 該控制器耦合，該資料鏈路用以將一外部裝置與該控制 器接口。 27·根據申請專利範圍第2 6項之單元，其中該資料鏈路爲— RS-232資料鏈路。 · 28,根據申請專利範圍第22項之覃元，.並含一顯示器，與該 控制器耦合，該顯示器用以將資，訊呈現予一使用者。 29·根據申請專利範面第22項之單元，並含至少一按鈕，與 該控制器耦合，該至少一按鈕使一使用者能輸入資訊及 /或命令於該單元。' 30.—種接收基地台，包含‘· a，一接收天線用以接收在一上行通訊鏈路上傳送的展頻 上行鏈路信號； t b . — RF接收機，與該接收天線耦合，該Rp接收機用以 接收來自該接收天線的該展頻上行鏈路信號，並將該 展頻上行鏈路信號混頻降至一中頻； c. 一展頻解碼器，與該RF接良機耦合，用以將該展頻上 行鏈路信號解碼成一基帶資料訊息； d_—訊息處理器，.與該展頻解碼器耦合，用以擷取一接 收的資料訊息； 本紙珉尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝丨 nn - 1 - J 1nn Hi 訂 • n I ml nn • n u Kn ml ί ί m

   515556 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8

   e.與孩訊息處理器搞合的通訊電路，該通訊電路用 ~通訊鏈路上傳送該接收的資料訊息；以及 在f·—控制器，與該RF接收機，該展頻解碼器理器耦合.................. 息處業。 WVi，己、麗該控制器用以控制協調該接收基地台的 V r P 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 31. 根據申請專利範圍第3 〇項之接收基地台 器將—直接序列展頻上行鏠路信號解碼， 32. —種單向無線訊息系統，包含： a. 至少一單向訊息單元用以產生並發射叫—贫對信號 载运的訊息’該單向訊息單-元使'用直接序列展頻將該 訊息解碼並產生該發射信號；以及 b. 至少—接收基地台，用以接收來自該單向訊息單元的 該直接序列展頻發射信號並將之解碼，且由其中翔取 該訊息。 33_ —種單向訊息單元，包含： a· 一展頻發射機，使用展頻編碼技術將一訊息編碼，並 由其產生一發射信號； b.—發射天線，與該展頻發射機耦合，該發射天埠用以 發射該發射信號； # c，-控制器’與該展頻發射_合，該控制器用以產生 該訊息，並管理該發射信號奎產生；以及 d.—電源供應器，用以將連£該單元之一外部能源中的 月b量轉成該單元所用的供應電整。 其中展頻解碎 由一發射信號 I— I— In !| m In n 「靖先閑讀背面之注意事項再填寫本頁) ^mt ml Hal 1 m·- 訂--. —1: 0 fm i iMai dm fl^n fm n tm —1— -49- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規相