TW405303B - Determination of frequency offsets in communication systems - Google Patents

Description

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五、發明説明（ 發明背景 h 發明的範圍 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 本發明通常相關於頻率的控 於-料通訊Μ接收器之參考振湯广且更特別是閱 償頻率錯誤的方法。本發 ：…用以決足及相 ^ ^ H ^ Γ Γ ^在 術。 耵連動所坆成的都卜勒效應之相 H.相關技藝的說明 如無線資料或電話系料之代表性的先進地面通訊系絲 α用基地台’也參考到像格場一般’不超過預定義的地理 :戈或格〃中繼通訊訊號到及從—個或多個用戶端或系 用戶人13衛星基底的通訊系統使用參考到像閘道器顧 的基地σ ’而且—個或多個人造衛星用來中繼在該等閘道 器與一個或多個用戶端間的通訊訊號。基地台和閘道器揭 供從各用戶端到其他用戶端或其他已連通訊系統使用者之 通訊鏈結，例如，公用電話交換網路。在此系統的用戶结 可以疋固定或車用（如車用電話），並且置於一閘道器附边 或位於遠地。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 某些通說系統運用劃碼多重存取（CDMA )的展開頻譜朝 號’如同美國專利號碼4 9〇丨，3〇7號所揭示，發佈於199( 年2月13曰’其標題為"使用人造衛星或地面中繼器的展 頻訊號多重存取通訊系統（Spread Spectrum Multiple Acces Communication System Using Satellite Or T errestria Repeaters)”，及專利申請序號08/368,570，存檔於1995年 -4 - 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 405303 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（2 ) 元月4日’其標題為"在展頻通訊系統中，為追縱個別接 收者階段的時間和能量，而使用全頻譜傳送電力的方法及 裝置（Method And Apparatus For Using Full Spectrum Transmitted Power In A Spread Spectrum Communication System For Tracking Individual Recipient Phase Time And

Energy)" ’這兩者皆指定給本發明的受讓人，並且合併於 此提供參考。 在一代表性的展開頻譜通訊系統中，於當做通訊訊號般 傳送而調變成一載波訊號前，一個或多個預選偽亂（pN ) 碼序是用來跨越一預決定頻譜帶，以調變或”展開，，資訊 Λ號。PN碼的展開使用一種在本技藝中極為有名的展開 频譜傳送之方法’會產生頻寬比資料訊號的頻寬大很多的 訊號’以用於傳送。在一基地台至用戶端或閘道器至用戶 端之路徑或鏈結上，ΡΝ展開碼或二進序列被用於在由不 同基地台或跨越不同波束等所傳送的訊號間、及多重路徑 訊號間之判別。這也會在正向鏈結中被參考到。 在一代表性的CDMA展開頻譜系中，通道化碼用於為在 正向鏈結之一個格或一個人造衛星次波束内的各用戶端， 而分化訊號。各使用者收發器有其自己的於正向鏈結上使 用一惟一”通道化"正交碼之正交通道。在此等通道傳送 的訊號通常被參考為”交通訊號’'。附加的正向鏈結通道 或訊號被用於"調頁"、”同步"、與其他傳送到系統使用 者的訊號。威爾斯（Walsh )函數通常用來建置通道化碼。 有關本型態的傳送裝置之額外的操作細節，可在美國專 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX 297公釐） —--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 、ϋ5303 五、發明説明（3 ) 利號碼5，103,459號中找到，其標題為"在CDMA格狀電話 中’用於產生訊號波形的系統及方法（SySteni And Method For Generating Signal Waveforms In A CDMA Cellular Telephone)”，前者指定給本發明的同一受讓人，並且合併 於此提供參考。 揭示於上述專利的CDMA展開頻譜通訊系統期待於正 向鏈結用戶端通訊的同調調變及解調之使用。在使用該方 式之通訊系統中，一”引導"載波訊號或單單的一，，引導訊 號”是為正向鏈結訊號而被用來當做一同調階段的參考。 一引導訊號通常是一種沒有包含資料調變的訊號，並且經 由一閘道器或基地台如參考般的傳送到遍佈整個區域。 用戶端使用引導訊號來獲得初始的系統同步及時間、頻 率、與追蹤由基地台或閘道器所傳送訊號的階段。階段資 訊得自追蹤一被當做一用於其他系統訊號或交通（資料）訊 唬的同調解調的載波階段參考之引導訊號的載波。此技術 允許許多交通訊號如階段參考般共享一共用引導訊號，以 提供一低成本和高效率的追蹤機制。一單_的引導訊號是 由各基地台或閘道器依各個使用頻率來傳送，該訊號如 CDMA通道或次波束般的被參考到，而且由所有從該頻率 來源接收訊號的用戶端所共享。 ^用戶端沒有接收或傳送交通訊號時’資訊能夠使用— 個或多個已知如調頁訊號或通道般的訊號，來被輸送到這 些用戶端。例如，當一呼叫已被放在一特別的車用電話 時，一基地台或閘道器藉由一調頁訊號來警示該車用電 -6- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} ^^^1 ! - 「- .n I-'β! ml m^i —I .. ...... I ^^1 -i - — 1 t ---1 - I» I —— 11 HI tn n - -I— . 405303

五、發明説明（4 »舌調頁訊號伴隨著系統戶的特定訊息，而被用來指定呼 4的存在、使用那—個交通訊號，而且也被用來分送系統 的負擔資訊。一通訊系統可能有多個調頁訊號或通道。同 步化訊號也此夠被用來傳送有助於時間同步化的系統資 訊。所有的這些訊號以如引導訊號之共享資源般的活動。 用戶端能夠經由跨越該反向鏈結送出一存取訊號，來回 應在一調頁訊號上的—訊息。所以，該訊號從該用戶端行 進到孩基地台或閘道器。當存取訊號發起呼叫時，其也被 用戶端所使用’而且有時候如存取探針般的被參考到。另 外’附加的非正交長PN碼被代表性地使用來製造反向鏈 結叉通通道。同時—使用正交碼集的M_ary調變的形式能 夠被用來改善反向鏈結的資料傳送。 在伴隨任何通訊系統時，正向鏈結通訊訊號由該用戶端 接收，並且為進一步的處理而向下轉換成基頻頻率。一旦 向下轉換後’該等訊號被數位地處理，以偵測該特別的引 導訊號或正被接收的訊號，並且去解調關聯的調頁、同步 化、與交通訊號。對展開頻譜系統而言，該p N展開碼在 解調期間，被應用來解展該等訊號和通道化碼相關於該等 訊號以遞送資料。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 I:„1」------^—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,τ 為了使接收、向下轉換、與解調等處理在此等系統正確 地工作’該用戶端必需共享一具有發送正被處理的訊號的 基地台或閘道器之共用頻率參考 '。因為資訊被載運在該訊 號載波的階段’所以必須精確地偵測該載波頻率，而且也 必須決定該多重載波的相對階段之位置。沒有合理的精確 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2ΐ0χ297公釐） Μ 05303 五、發明説明（5 ) 料調諧’則該載體不能被正.常地移除，和該該等數位訊 號精確地解展及解調。 沒有適當的系統時序或訊號同步化，則不能夠精確地移 除PN展開碼和正交通道化碼。如果該等編碼伴隨不正確 同步化而被應用，則該等訊號將如嗓音般的單純地出現， 而且沒有資訊被遞送。決定使用於此等系統的人造衛星之 位置、用戶端、與編碼的時序偏移，也依據於時間的精確 知識或相對的時序位移。用戶端依賴區域振盪器的精確 度，以維護-相關於基地台或閘道器時序之合適的時率、 事件時序、與相對的時間值，和絕對 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 為了，助此處理，在用戶端的區域振屋器頻=能夠 被製成來伴隨面猜度而運作，或能夠合併極先進的時序電 路或頻率產生H。接收器能夠被附加來偵測"環球時間 ，’，以維護正交猜確度，諸如，經由已知Gps系統訊號的 使用。不管如何，此等元件基於多個理由，通常是不良 的。首先’它們的材料或製造成本在很多商業應用作業是 禁止使用的’例如格狀電話。其次’它們的複雜度影響用 戶端的信賴度，特別是用於代表性的商業環境。另外，電 力消耗可能因更複雜或特殊化電路而增加，這會負面衝^ 手提式通訊裝置的功率格壽命。 該參考來源的輸出頻率也能夠使用各種回饋控制的形 式，來被檢查和調整或調諸。不-管如何，通訊系統運用具 非同步轨道人造衛星，來展現一相對用戶端的高程度及二 造衛星行動。這會在該通訊鏈結中的該訊號之顯然的載波 -8- 本紙張尺度適财酬家標^ A7 B7 ^05303 五、發明説明（6 ) 頻率上’公平地建立相當的都卜骷 、 w 7 ’卜勒移位。當決定振盪器錯 誤時、或在使用期間的漂移、與在減少習知階段己鎖迴圈 的有用性時及其他回饋控制，此等都卜勒效應也必須在通 訊鏈結中被計算。再來’不需要的複雜性必須建置解答。 在用高速移動的車用用戶端或其他移動中繼站平台來通訊 的非人造衛星基底的通訊系統中，這些相同的運作也是真 實的。 所以任何想要在振堡器輸出頻率上偵測漂移或不精確性 的系統，也必須能夠在訊號正被傳送時，計算都卜勒效 應。不幸i也’當在問道器和人造衛星間的該相對行動被良 好定義時，在人造衛星和用戶端間的行動並沒有。現今的 適訊系統設計因為該後者的行動，已無法計算都卜勒的衝 每’特別在並存振盪器錯誤的展現時。 一技術運用可暫時儲存一段已收訊號的被參考到而視為 deskew暫存器之東西，可用來f助對都卜勒或振盘器錯誤 3補彳員所以匕們能夠及時的移位。deskew暫存器的大小 及儲存能力定限了它們所補償頻率偏移或錯誤之數量。暫 丨子益大小受限於有名的成本及電路設計因素。不幸地，對 大量的都卜勒移位而言，需要補償的訊號之儲存數量超越 代表性的deskew暫存器能量。另外，或許是系統使用廉 價振盛器’如果用戶端的振盪器充分地漂移，或在通訊期 ^連績漂移，則頻率錯誤也會超越deskew暫存器能量， 而且通訊鏈結同步化會遺失。 所以’所需要的是一方法和該等裝置，可用於分隔及決 -9 - U張尺度適用中_家樣準（CNS ) A4· ( 21GX297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 策------.1 ---- 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 i- 鲤濟郎中央標準局員工消費合作社印掣 ^05303 五、發明説明（7 ) =在^訊系統内的用戶端之減器精確度或頻率調错錯 所經歷的都卜勒效應。這些應該不要用過度複雜或 ^人^來非常可靠地完成。在用戶端和正中繼通訊訊 ^〜ί星間，特別需要測量及計算都卜勒效應。 發明概述 =明的—目標是提供—技術，用來對—通訊系統中的 嘴’分隔接收器的振I器錯誤和都卜勒效應的出現。 :明的另一目標是提供一技術’用來決定在通訊訊號 土 〇層/入都卜勒位移的通訊系統接收器的振器 誤相對量。 丨〜知 :發明的再一目標是提供一技術’用來在通訊系統的用 ”，決疋已接收訊號頻率之都卜勒位移的相對量。 本發明的-優點是能夠以最小的複雜度來建置，甚至於 不要求調整該用戶端的振盪器頻率。 口其他的目標、優點、肖目的是被瞭解為—方法及該等裝 置’以用於快速地偵測由通訊系統中的用戶端所用之振盛 器的錯誤所製造之頻率偏移’或都卜勒位移。範例通訊系 现包括使用低地球軌道人造衛星的無線展開頻譜⑽八通 =系統、和該包括代表性無線電話的用户端。不管如何， 对精擅於4目關技藝的人將會明顯地表丨，本發明也能夠應 用到各種人造衛星系統及波形，或應用到非人造衛星的中 繼器系統。 二 依據本發明的較佳具體實施例，在—預決載波頻率上， 使用類比訊號發送器，來從一閘道器或基地台傳送一訊號 •10- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0Χ 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) — ΓΙΓ |_,---I ^------^------- A7 B7 405^03 五、發明说明（8 ) —. Κ------袈-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 到一用戶端。雖然也能夠使用其他形式或訊號指定，但該 说號是代表引導或洲頁訊號。最好是’該訊號是為首都卜 勒因子而被預校正，該因子是為了出現在一基地台或閘道 器，和用來傳送訊號的人造衛星間之已知的都卜勒頻率位 移。當沒有人造衛星被用於傳送訊號時，通常不補償此都 卜勒。該過程造成伴隨該基地台或閘道器的類比發送器之 預校正元件的使用，最佳是在基頻的輸入途徑。 一用戶端的接收器測量當訊號到達該用戶端時，相對於 一預期的標稱傳送載波頻率之頻率偏移的數量。該偏移相 對於一用戶端的振盪器而被決定，並定標於合適的頻帶。 該已測偏移視同如僅從一次都卜勒因子或出現在該人造衛 星和該用戶端間的都卜勒位移所得的結果，並且建立一所 需頻率的預校正因子’其能夠被用在合適的回程或反向鏈 結的通訊訊號。在未使用一人造衛星從該通訊系統接收訊 號時’該已測偏移被视同為次都卜勒因子，但發生在一基 地台和用戶端間。 經濟部中央螵準局員工消費合作社印製 琢用户端使用一發送器來產生反向鏈結的通訊訊號，以 經由使用的同一人造衛星來傳送到該閘道器、或基地台。 反向鏈結訊號通常但不是必須要的標稱地被產生於另外的 載波頻率’但是合併任何振盪器錯誤後，由於向上轉換而 足標到該傳送頻帶。該訊號能夠使用所需的預校正因子而 相'校正其頻率’或該預校正因子能在訊號傳送中，視為頻 毕偏移資訊而被附加或嵌入，當該反向鏈結訊號在該閘道 备被接收時’在那裡有_首都卜勒因子，藉由如接收器考 本紙張尺度適 A7 B7 405303 五、發明说明（9 ) 頻率的調整、或使用旋轉器· ’其將被從頻率測量中移除 如果該用戶端未應用頻率預校正到次都卜勒因子（知上錯 誤），該閘道器使用由用戶端所提供資訊來做到。 對該用戶端鏈結而言，有一測量是由在被用戶端的反向 鍵結訊號所校正的首都卜勒因子之頻率’和被該閘道器戶^ 期望的該反向鏈結頻率間的該頻率偏移或差異所組成。兮 偏移提供一標稱的錯誤測量，其能夠藉由基地台或問道器 而被活動’例如，藉由使用一個或多個處理器，枝.· ° 以婿该值 分半，並且將其定標到該用戶端的振盪器頻率，因為對該 用戶端而言’它展示該振盪器錯誤的兩倍，1知 * "、那卜勒的該 条轉鏈結通訊路徑己被移除。 然後’本發明所偵測的錯誤能被傳送到該用戶端，以進 一步用於調整或補償該振盪器的該輸出頻牵，以 山沏+，或被基地台 和閘道器用來補償在己收訊號上的頻率錯誤。4 /、 a成。也就是，該 用戶端能夠調整或補償該振盪器的頻率供兔 ,, 人、千知5吳，以趨近閘道 器振盈器的精確度’如此可減少在該效_故4很 仏戌、、5崎设備的頻率錯 誤。如此的調整能夠依週期間隔地發生， 、 或依特別通訊系 統的精確度所需而發生。 該振盪器的錯誤資料也能夠用來調整附加於頻率之用戶 端的時序 '時間追縱、或相對時間。即 疋，在用戶遮的該 區域時間被調整來計算由振邊器的頻率錯 致之錯誤，所以更精確地決定該時間相依參數。=所: 碉整時序和内部計時器訊號，所以p N及正六石 _ 導前或遲緩此編碼的應用而被調整， 馬的時序由 冬則或遲緩是藉由 -12- M氏張尺度樓準(CNS ) A4規格(21〇xl^i7 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本莨〕 裝. •r 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央橾準局員工消费合作社印装 405303 五、發明説明（10) 曰θ片的預決數來计算由振I器錯誤授給的時序錯誤。 在某些通訊系統或終端設備上，當需要精確頻率校正 時，用戶端要做良好的傳送頻率校正可能不方便或成本過 高。可替換地，该用戶端未調整該振盪器頻率，但是儲存 誤差值於記憶體元件或其他已知的儲存裳置，然後該誤差 值在相同的預決基準上被梅取、與附加到或嵌入通訊訊號 以通知在給定時間上，振盪器錯誤的近似數量的正在接收 的閘道器。該誤差值能夠當做存取要求或探針訊息或交通 訊號的一部份而被送出。如果必要，該錯誤也能夠當做在 特別訊號中的惟一資料而被傳送。 未確實校正振盪器參考頻率的錯誤資料之傳送被本發明 參考成”虚擬預校正”。即是，該己收訊號能夠被基地台 或閘道器所處理’恰像預枝正有這些資料。 、在一個代替的具體實例中，在用戶端所測量的頻率偏移 被視為單獨地從用戶端的振盪器錯誤來獲得，而且它用來 對反向鏈結通訊訊號建立所需的頻率預校正值。在此架構 下，反向鏈結訊號的頻率在基地台或閘道器被測量，伴 著已知閘道器至人造衛星的都卜勒被移除，提供一人造衛 星至用戶端或基地台至用戶端之都卜勒的標稱估計。因為 該值展示在該用戶端上都卜勒移位的兩倍，所以它能夠被 減半，伴隨著對該用戶端的振盪器錯誤己被移除。如前所 述，此都卜勒估計能夠傳送到該用戶端，以改善頻率預校 正或用於虛擬預校正。 ' 該結果是一快速機制，以用於從用戶端的都卜勒效應， * 13 - 本紙張ΑΑϋ冑巾S ϋ £料(CNS ) Α4祕（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 __ S 405303五、發明説明（11) — ^ ' 分隔振盪器錯誤，如此能夠不需要不良的複雜或昂貴電 路，便能被決定。此能夠不要求該用戶端去校正此錯誤或 都卜勒效應，便能被完成。 圖式之簡單說明 當與圖示一起使用，本發明的特徵、目的、與優點將因 下述的詳細說明而變得更明顯，該等圖式中，到處有如參 考字元般做相關的指示，最左上的參考數目之數字指示參 考數字首先出現其上的圖示，而其中： 圖1描述本發明所用的一代表通訊系統； 囷2描述用於用戶端的範例收發器裝置； 圖3描述用於一閘道器或基地台的範例傳送及接收裝 置； 圖4描述用於圖1的該通訊系統之接收器的範例頻率追 蹤裝置； 圖5描述依據本發明而用來建置一頻率錯誤偵測處理的 步驟；及 圖6描述依據本發明而用來建置一都卜勒位移偵測處理 的步騾。 元件符號說明： 1〇〇 通訊系統 112 基地台 116 人造衛星 118 人造衛星 120 閘道器或集線器 -14- 本纸張尺度埴用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· .η -—.知 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 4053(95 377五、發明説明（12) 122 閘道器或集線器 124 用戶端 126 用戶端 130、132 基地台至用戶端的通訊鏈結 140、142及144 人造衛星至用戶端的通信鏈結 146、148、150及152 閘道器至人造衛星的通信鏈結 160 系統廣域控制器或交換網路 、 162 閘道器至控制器的通訊鏈結 200 用戶端或收發器 210 天線 212 雙工器元件 214 類比接收器 216 數位資料接收器 218 搜尋器接收器' 216A-216N 額外的數位資料接收器 220 控制處理器 222 數位基頻電路 226 傳輸調變器 228 功率控制器 230 傳輸功率放大器 232 預校正器 234 預校正器 236 儲存或記憶元件 238 時間參考元件 -15- (請先聞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標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） 405303 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 B7五、發明説明（13) 240 參考振盪器 242 時序電路 300 發送及接收裝置 310 天線 314 類比接收器 316 數位資料接收器 316A-316N 數位資料接收器 318 搜尋器接收器 320 控制處理器 321 接收處理器 322 基頻處理元件 323 接收信號強度裝置 324 接收器模组 326 發送調變器 328 發送電力控制器 330 發送處理器 332 PN產生器 334 發送模組 336 和器 338 類比發送器 340 天線 342 頻率預校正器 344 頻率預校正器 346 儲存元件 -16- I--：-----裝---丨丨.1_訂--------k (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 405303 ；；五、發明説明（14) 348 時間及頻率單元（TFU) 400 頻率追踪迴圈 402 旋轉器 404 合併元件 406 編碼產生器或來源 414 累加器 416 符號時間延遲元件 418 交叉產品產生器 ' 422 累加器 424 時序控制電路 500 在標稱頻率產生閘道器的訊號 510 都卜勒效應擷取或計算 512 預校正都卜勒 514 用戶端發送及接收 516 追踪/測量頻率 518 用戶端測量偏移 520 準備訊號用以傳送至閘道器 522 應用該頻率預校正 524 嵌入偏移頻率 526 傳送信號到閘道器 528 測量/計算閘道器内之頻率 530 在接收頻率fGREC和參考間計算差異 532 減半和定標 534 發送振盪器錯誤 -17- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、11 J. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） _405303 五、發明説明（15) 536 接收及調整振盪器 538 接收及儲存振盪器錯誤 540 附加、嵌入 '發送振盪器錯誤 542 頻率未預校正 620 產生用戶端反向鏈結訊號 622 應用頻率預校正 624 嵌入偏移頻率 626 傳送訊號至閘道器 628 測量/追踪閑道器頻率 630 在接收頻率fGREC和參考間計算差異 632 減半和定標 634 發送都卜勒 636 接收和調整 638 接收和馈存都卜勒 640 附加、嵌入、發送都卜勒 642 頻率未預校正 較佳具禮實施例之詳細說明 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 本發明是一方法與該等裝置，在都卜勒的展現，可用於 在用戶端的振盪器頻率，測量振盪器錯誤或改變；或在振 垔器錯誤的展現而用於測量都卜勒。本發明從某正向鏈結 的都卜勒位移有效地分隔振盪器錯誤，所以它們能夠被偵 測和補償。本發明能完成這些是藉由測量在由用戶端接收 的正向鏈結訊號之頻率（對閘道器至人造衛星都卜勒的預 枝正是適當的）和一區域參考或希望頻率間的偏移。已測 -18- 本紙張尺度適用中國困家標率（CMS ) A4& ( 2丨〇x297公簸.)- 405303 at ________B7_ 五、發明説明（16 ) 偏移被視為僅從在一基地台或—人造衛星，和該用戶端 間，而獲得的結果，而且被用來建立一所需的頻率預校正 值或用於反向鏈結通訊系統的因子。對來自該用戶端的此 反向鍵結通訊訊號，在其到達基地台或閘道器時，要測量 相對於期望頻率的頻率偏移，伴隨著已知閘道器至人造衛 星都卜勒被移除是適當的，以提供一標稱的錯誤測量。因 為i對該用戶端’展示兩倍的振盪器錯誤，所以該測量被 減半’並定標到該用戶端的振盪器頻率，伴隨著對該反向 鍵結通訊途徑的所有部份的都卜勒己被移除。 可替換地’在用戶端的已測偏移被視為僅從用戶端振盪 器錯誤’而獲得的結果’而且被用來建立一所需的頻率預 校正值。在此情況下’反向鏈結訊號在其到達基地台或閘 道器時’要測量頻率偏移，伴隨著已知閘道器至人造衛星 都卜勒被移除，以提供一標稱的正向鏈結或人造衛星至用 戶端的都卜勒估計。然後，該值被減半，而且用來當做用 戶端的都卜勒估計。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明特別適用於運用低地球軌道人造衛星的通訊系 先不管如何，對精擅相關技藝是顯而易見的，本發明的 概念也能應用到非通訊用途的人造衛星系統。如果在閘道 器或基地台，和用戶端間’有足夠的相對行動，以衝擊已 接收的載波頻率，則本發明也能應用到繞行在非le〇執道 的人造衛星系統，或應用到非人造衛星的中繼器系統。 本發明的較佳具體實施例被詳細討論於後。在某些特定 步驟’架構和安排被討論，應了解那只是為描述的目的而 -19-

本紙張纽A财H® CNS ) MWHr ( 210X29^iT A7 B7 405303 五、發明説明（17) 已。一個精擅相關技藝的人將認知能使用架構和安排，而 不用從本發明的精神和範圍分離。本發明能發現用於各種 無線資訊及通訊系統，包括那些想要位置決定、與人造衛 星和地面格狀電話系統。一較佳的應用是在用於車用或手 提電路服務的CDMA無線展開頻譜通訊系統，一般皆使用 人造衛星中繼器。 描述於圖1的範例無線通訊系統，對本發明極為有用。 雖然預期該通訊系統使用CDMA形式的通訊訊號，但並非 本發明所要求的。在描述於圖i的通訊系統1〇0部份，— 個基地台112 '兩個人造衛星116和118、與兩個禅合的閘 道器或集線器120和122等被展示來效應兩個遠程用戶端 124和126的通訊。雖然這並不是一定要，但—般而言， 基地台和人造衛星/閘道器是分離的通訊系統之组件，而 參考到如地面或人造衛星基底。在此系統的基地台、閘道 器、與人造衛星等的總數，取決於所需系統容量和在本技 藝熟知的其他因素。 用戶端124和126各別有或包含一無線通訊裝置，如格 式電路、資科收發器、或調頁或位置決定接收器等（但不 限於此），而且可視需要而手持或車載。在這裡，描述如 手持電話的用戶端。不管如何，也必須了解本發明的技術 可應用到固定單元，但需要遠程無線服務，包括’室内· 和’室外’的位置。 通常’從人造衛星116和118來的波束在預定義的型樣 下’涵蓋不同的地理地區。不同頻率的波束也參考為 -20- 本紙張尺度ϋ財iig家料（CNS)〜胁（21Qx297公董） I - #-.. 裝------1T-------k (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央樣準局具工消費合作社印製 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 405303 五、發明説明（18 ) CDMA通道或”次波束"，其能被導向到同—地區重疊。對 精擅本技藝的人也備妥了解波束覆蓋或對多重人造衛星的 服務地區、或對多重基地台的天線型樣等，可能要依據通 訊系統設計和所提供的服務形態，來設計重疊全部或部 份’與空間分集是否可被得到。 一多重人造衛星通訊系統的變化己被提出，其具備運用 48或更多人造衛星的範例系統，運轉於在低地球軌道 (LEO )的8個不同軌道面，以服務大量的用戶端。不管如 何，對精擅本技藝的人備妥了解本發明的技術如何應用到 人造衛星及閘道器架構的變化，包含其他軌道距離和星 座。本發明同時平均地應用到各種基地台架構的地面基底 系統。 在圖1，某些可能的訊號途徑被描述，以建立在用戶端 124和126，和基地台112間，或經由人造衛星116和 118，和閘道器120和122間的通訊。基地台至用戶端的通 訊鏈結用線130和132描述。人造衛星至用戶端的通訊鏈 結用線140、142、與144，在人造衛星116和118，和用戶 端124和126間描述。閘道器至人造衛星的通訊鏈結，用 線146、148、150、與152，在閘道器120和122，和人造衛 星116和118間描述。閘道器120和122，和基地台112可 能用做單向或雙向通訊系統的部份，或向用戶端124和 I26簡單地傳送訊息或資料。 通訊系統100通常包括一個或多個系統廣域控制器或交 換網路160。用於此控制器的範例元件是車用電路交換辦 -21 - 本紙張尺度逋用中國國家標车（CNS ) A4規格（210X297公釐） j I I I I I 裝 ———————— 訂 I I I I I K (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央棣準局員工消费合作社印製 405303__^__ 五、發明説明（19 ) 公1： ( MTSO ) ’其包括界面和處理電路，以用於控制在公 用父換電話網路（PSTN )和閘道器間的電話呼叫之尋徑。 其他範例設備包括地面操作控制和命令中心，其可為閘道 器和人造衛星，提供跨越時序、PN及正交碼和頻率指 定、系統存取等等。通訊鏈結162連結控制器16{)到各種 閘道器或基地台能夠使用己知技術建立如專屬電話線、光 纖鏈結、或微波或專屬人造衛星的通訊鏈結等級（但不限 於此）。 使用於用戶端124或126的範例收發器200被描述於圖 2。收發器200至少使用一天線21〇，以接收傳送到類比接 收器214的通訊訊號，在該處它們被向下轉換、放大、與 數位化。雙工器元件212代表允許同一天線可服務傳送及 接收功能。不管如何，某些系統運用分開的天線，以在不 同的傳送及接收頻率上操作。 數位通訊訊號藉由類比接收器214輸出，其傳送到至少 一個數位資料接收器216A和至少一個數位搜尋器接收器 218。额外的數位資料接收器216B_216N依據元件複雜度 的可接受層級，能被用來得到所需訊號分集的層級，對^ 擅本相關技藝者是顯而易見的。 至少一個用戶端的控制處理器220被連結到資料接收器 216A-216N和搜尋器接收器218。在其他功能中控制處 理器220提供基本的訊號處理、時序、電力和斷話控制或 協調、與用於訊號載波的頻率選擇。其他經常被控制處理 器220履行的基本功能是PN碼序列或用於處理通訊訊號 -22- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS〉A4規格（210 X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装·

• I -I— I ^^5303 a? -----------B7_ _ 五、發明説明（20) 一 皮/的正乂功能的選擇或調處。控制處理器2別的訊號處 夠包括相對訊號強度的決^，和各種相關的訊號參數 運算。如相對時序及頻率等的訊號參數之運算可能包括 使用附加或分離的電路，以在控制處理資源的測量或改善 配置上，提供更高的效率或速度。 數位資料接收器216A-216N的輸出被連結到在用戶端内 的數位基頻電路222。使用者數位基頻電路Μ2包含處理 =顯不元#，以冑來傳送資訊到或從用戶端的使用者。即 疋如瞬時或長期數位記憶體等的訊號或資料儲存元件、 如顯示榮幕、t八、鍵盤終端設備、與機座等的輸入及輸 出，置、A/D兀件、聲碼器和其他聲音和類比訊號處理元 =寺使用本技藝中著名的元件，來形成用戶基頻電路的部 份。如果運用分集訊號處理，則使用者數位基頻電路222 能夠包含—分集合併器和解碼器。某些元件也可能在控制 處理器220的控制下操作或和其通訊而操作。 當聲音或其他資料準備用來當做由用戶端初始的輸出訊 息或通訊訊號時，使用者數位基頻電路奶被用來接收、 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 儲存、處i、與準備戶斤需資料來傳送。❹者數位基頻電 路222在控制處理器220的控制下，提供 調變器226。傳輸調變器226的輸出被傳送功〜料 228。功率控制器228提供輸出功率控制給傳輸功率放.大器 230，以用於輸出訊號從天線21〇到閘道器的最後傳輸。 在如下的進-步討論，為了建置本發明的具體實施例， 用戶端200也能運用一個或多個預校正元件或預校正器 *23- 本紙铢尺度適用中國國家捸準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ^05303 A7 —__ ____ B7 五、發明説明（21 ) 232和234最好疋，預校正元件232被用來調整在基頻頻 率的數位功率控制器228的數位輸出頻率。該基頻頻譜資 訊包括孩頻率調整，其於傳輸功率放大H 23〇上履行向上 轉換期間，被變換成該合適的中心頻率。預校正或頻率調 整使用技藝已知的技術來完成。例如，複雜的訊號旋轉能 夠影響預校正，這相當於將訊號乘以ejwt，此處w是以已 知人造衛星的瞬漂（ephemrides )和所需的通道頻率為基底 而運算得到。通訊訊號在入階段（1)和正交階段通道（Q) 上處理是極為有用的。一直接的數位合成裝置能被用來產 生某些旋轉產品。可替換地，—協調的旋轉數位運算元件 能被用來運作二進位移位、加、與減等，以履行一系列的 離散旋轉，而得到所需的總旋轉。在本技藝，此技術與相 關的硬體中是被熟知的。 經濟部中央橾隼局貝工消资合作杜印装 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如當做另一方法，在傳輸功率放大器23〇的輸出上預 校正元件234能夠被配置在傳輸途徑，以調整外向訊號的 頻率。這可以用著名的技術來完成，如傳輸波形的向上轉 換或向下轉換。無論如何，在類比發送器上的頻率之改變 將比常有的一序列用來使波形成形的過濾器困難，並1在 該連結的改變可能需與過濾處理界接。另一方式是，預校 正元件234能夠形成頻率選擇或控制機制的部份，以用於 類比的向上轉換和用戶端的調變階段（230)，所以_個人 適的己調整頻率被用來轉換該數位訊號成一在單—步‘驟上 的所需傳輸頻率。 資訊或資料為己接收通訊訊號，而相關於—個或多個已 24- 本紙張尺度適用中國a家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 A7 B7 _ 五、發明説明（22 ) 測量訊號參數’或一個或多個共享的資源訊號，其能夠使 用本技藝中的各種技術，而被送到該閘道器。例如，該資 訊能夠以分離的資訊訊號被傳送，或藉由使用者基頻電路 222的準備，而被附加到其他訊息來被傳送。可替換地， 在控制處理器2 2 0的控制下，該資訊以經由傳輸調變器 226或傳輸功率控制器228的預決定控制位元，來被插 入。 資料接收器216A-N和搜尋器接收器218是與單一相關元 件一起配置’以解調和追蹤特定的訊號。在資料接收器 216A-N被用來解調結合己測引導訊號的其他訊號時，搜 尋器接收器218被用來搜尋引導訊號，或其他相關的圖樣 之強列訊號。所以’這些單元的輸出能被監控，以決定該 引導訊號或其他訊號的能量或頻率。這些接收器用頻率追 蹤能夠被監控的元件，以提供現今頻率和時序資訊，並為 正被解調訊號，提供給控制處理器220。 當定標到同一頻率頻帶時，控制處理器220使用此資訊 以合適地決定何者會擴充該己接收訊號，而該等訊號是來 自期望的接收頻率或該振盪器頻率的偏移。當需要時，所 有討論於後且相關於頻率錯誤和都卜勒位移的資訊能夠被 儲存於一個或多個錯誤/都卜勒的儲存或記憶體元件 236。該資訊能被控制處理器22〇使用，以調整該振盧器

的操作頻率’或能夠使用各式各樣通訊訊號，來傳送到閉 道器或基地台。 T 最後，一時間參考元件238被用來產生和儲存交資訊， -25- 本紙張適用中國國家梯準（Cns ) ( 210Χ 297公羞) ' — ~~~. nd Hi··——·* am m u i In t^i— n^i I 1^1TJ ^TJse {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 405303 五、發明説明（23) 如曰期和時間。該資訊的一種使用是幫助在已知軌道内， 決定人造衛星的位置》 該時間能夠被週期地儲存及修改，而且來自一 Gps接收 器的環球時間（UT)訊號能夠在某些應用上，用做該處理 的部份。該時間也可能由閘道器被週期的供應到用戶端。 另外’每次用戶端進入一不活動模態時，如當它”當機,, 時，該現今時間便被儲存。該時間值用來接合"開機，，時 間，以決定各種時間相依的訊號參數和用戶端位置的改 變。通常，該區i振盪器如一參考到計時器般的活動，被 使用來在時間參考元件238上，產生或追縱時間，而且錯 誤能肇致該"時"的漂移或變成不正確。 如圖2所示，一區域或參考振盪器24〇被當做對類比 接收器214的一參考，以用來在所需頻率上，將到基頻的 該進入訊號向下轉換。當需要時，它也能運用在多重的中 間轉換步驟，直到該訊號位於該所需的.基頻頻率。如所展 示的，振盪器240對類比發送器230也被用來當倣一參 考，也用來對反向鏈結傳輸，從基頻向上轉換到該所需的 載波頻率。所以，區域振盪器錯誤衝擊輸入及輸出等兩者 的訊號處理。 振盪器240也用來當做一參考標準，或對時序電路Μ] 的參考。時序電路2U為其他階段或在用戶端2〇〇内的處 理元件，產生時序訊號，該等元件如計時器追蹤電路或 在數位接收器216A-N和218的相關器、或發送調變器 226、時間參考元件238，與控制處理器220。此為本技蔽 -26 - I _ S- - - H 1 —^1 .1 , m m In Bn ! (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社印裝 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 ---ifiSiQ_3__b7 五、發^一———— 所著名的，該振盪器輸出的頻率可能使用已知電路調整， ::成所需的時序訊號。對許多電路而言，此時序訊號被 v 地參考為計時器訊號。在處理器控制下，時序電路 也此夠被架構，以製造中繼或延遲，或在計時器訊號 的相對時序上導前。即是，時間追蹤能夠藉由預決定量而 被調整。如果需要，此也允許編碼的應用從”正常"時序 被，前或延遲，_般是一個或多個晶片週期，所以PN碼 或晶片導致該編碼能夠伴隨不同時序而被應用。 由此而顯而易見，為什麼振盪器24〇的輸出在通訊訊號 的接收及解調上，扮演如此的關鍵角色，而在向外通訊訊 號的產生上也一樣。振盪器240在頻率上所輸出的錯誤\ 或在使用期間該頻率的漂移，會影響所用的頻率值和用 戶端200的所有輸出及輸入階段之時序。 一用於閘道器120和122、或基地台的範例發送及接收 裝置300，被描述於圖3。閘道器12〇和122被描述於圖3 的部份，有一個或多個連接到天線310,用來接收通訊訊 號的類比接收器314，然後使用本技藝所著名的各種方 案，將該等通訊訊號被向下轉換、放大、與數位化。某些 通訊系統使用多重天線310。類比接收器3 14輸出的數位 化訊號被當做輸入，提供給至少一個數位接收器模組，用 虚線在324指示。 雖然說在本技藝中，某些變化已被熟知，各個數位接收 器模组324對應到訊號處理元件，該元件用來管理在閘道 器120、122和用戶端124、126間的通訊。一類比接收器 -27- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公羞） --------- 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A八 A7 召 05303___B7___ 五、發明説明（25) 3 14能對許多數位接收器模組324提供輸入，而且常在閘 道器120或122使用大量的該類模組，以調節所有的人造 衛星波束，和在任一給定時間正被處置之可能的分集模式 訊號。各個數位接收器模組324有一個或多個數位資料接 收器316和搜尋器接收器318。搜尋器接收器318通常搜 尋有別於引導訊號的訊號之合適的分集模式。當建置在該 通訊系統時，多重數位資料接收器3 16A-3 16N用於分集訊 號的接收。 資料接收器3 16的輸出被提供給後績的基頻處理元件 322，其包含本技藝所著名的裝置，而沒有在此進一步的 詳細描述。範例基頻裝置包括分集合併器和解碼器，以合 併多重路徑訊號到各個使用者的輸出。範例基頻裝置也包 括提供輸出資料的界面電路，一般是給數位交換或網路。 其他已知元件的變化，如聲碼器、資料數據機、與數位資 料交換及儲存組件等（不限於此），可能形成基頻處理元件 3 22的一部份。該等元件也操作來控制或指揮資料訊號到 一個或多個發送模組334的傳送。 各個被發送到用戶端的訊號皆耦合到一個或多個合適的 發送模組334。代表性的閘道器使用大量此種發送模組 334，來同時對許多用戶端124、126提供服務，並且同時 用於多個人造衛星和波束。閘道器120、122使用的發送 模組334之數量取決於本技藝中所熟知的因素，包括系統 的複雜度、所見人造衛星的數量、使用者的容量、所擇分 集的程度等等。 -28 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M规格（2丨0χ297公釐） • _ . . . I .....I n- 1 » - I . m 1^1 -s I- - .1 丁 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣隼局貝工消费合作社印製 仙 5303 b7 _ 五、發明説明（26 ) 各個發送模組334包括發送調變器326 ,該調變器的展 開頻譜調變發送的資料，而且有一耦合到數位發送電力控 制器328的輸串，該控制器控制用於向外數位訊號的發送 電力。數位發送電力控制器328應用電力的最小層次，其 目的疋干擾的減少和資源分配，但是當需要在發送途徑中 補償衰減和其他途徑傳送特徵時，便應用電力的合適層 次。最後，發送調變器326在展開該等訊號時，使用pN 產生器332。該碼的產生也能夠形成一個或多個處理器的 功能部份，或用於閘道器122、124、或基地台112的儲存 元件，而且可能是時間共享。 數位發送電力控制器328的輸出被傳送到和器336，在 该處’來自其他的發送電力控制器328的輸出，將被加 總。那些輸出是在同一頻率及在同—波束中，發送到其他 用戶端124、126的訊號。和器336的輸出被提供給類比發 送器338 ’用於數位至類比的轉換' 轉換到合適的RF載 波頻率、進一步的放大、過濾、與輸出到一個或多個天線 340，以輕射到用戶端124、126。天線310和340可能是同 一個天線’其取決於該通訊訊號的複雜和架構。 最後，閘道器控制處理器320耦合到接收器模組324 ' 發送模組334 '與基頻電路322 ;該等單元可能各自實體的 为隔。控制處理器32〇提供命令及控制訊號，以影響功 能，如訊號處理、時序訊號產生、電力控制、斷話控制、 刀集。併與系統界接等（不限於此）。另外，控制處理器 320指疋PN展開碼、正交碼序列、與特定發送器和接收器 -29- 本紙張®®210X297^1) •H ^1· ^^^^1 etw^i tm nn tn· ml i n^flj leJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 405303 五、發明説明（27) 或用於使用者通訊的模組。 控制處理器320也控制引導、同步化、與調頁通道訊號 的產生及電力，並且它們輕合到發送電力控制器328。引 導訊號或通道僅是一未被資料調變的訊號，並且可使用一 重複的未改變圖樣或非變化的框架構型式，以輸入到發送 調變器326。即是，正交功能、威爾斯碼等用來形成通常 具疋值之引導訊號的通道，例如全是1或〇，或一個有名 的重複圖樣，例如一個散佈1和〇的結構圖樣。此有效地導 致僅發送PN展開碼，該碼從PN產生器3 3 2應用而來。 當控制處理器320能被直接耦合到模組的該元件，如發 送模組334或接收模组324等，各個模通常包含一模組特 足處理器，如發送處理器330或接收處理器321，這些處 理器控制該模組的元件。因此，在一較佳具體實施例中， 如圖3所示，控制處理器32〇耦合到發送處理器，33〇和接 收處理器321。在此情況下，單一的控制處理器32〇能夠 控制大量模組和資源的操作更具效率__發送處理器33〇控 制引導、同步化、調頁訊號、與交通通道訊號等的產生和 訊號電力和它們各別的耦合到電力控制器328。接收處理 器321控制搜尋、解調的PN展開碼、與監控已接收電力。 對如共享資源電力控制筝的特定操作而言，閘道器12〇 和122接收資訊，如已接收訊號的強度、頻率測量值、或 來自用戶端在通訊訊號的其他已接收訊號的參數。該資訊 旎夠藉由接收處理器321，解調資料接收器316的輸出而 被導出。可替換地，當出現在該等訊號的預定義位置時， -30- 本紙張尺度it用中國國家標準（CNS )从胁（2ωχ297公^ ---~~- - n Γ— n n n n I n . 裝.—訂 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局員工消费合作社印裝 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 --_ 五、發明説明（28) 遠資就能被偵測，而該等訊號由控制處理器320或接收處 理器32 1監控’並且傳送到控制處理器320。此外，習知 之裝置如接收信號強度裝置323可用以測量由閘道器接收 的k號。控制處理器320使用該資訊（描述如後），透過使 用電力控制器328和類比發送器33 8，去控制正被發送和 處理之訊號的時序和頻率。 為了建置本發明的具體實施例，需使用一個或多個預校 正器或頻率預楫正元件342和344。最好是，預校正元件 3 42用來在基頻頻率上’調整數位電力控制器328的數位 輸出頻率。當在用戶端時’基頻頻諧資訊包括在類比發送 器338履行向上轉換期間，轉換到合適的中央頻率的頻率 調整。頻率預校正是使用本技藝已知的技術來完成，如前 面討論過的複合訊號旋轉，而其旋轉角度以已知人造衛星 的瞬漂（ephemrides)和所需的通道頻率為基底而運算得 到。在本技藝中’當在用戶端時，其他訊號旋轉技術與其 相關硬體是為人熟知的》 在圖3 ’預校正器342在發送途徑上，被分配在和器336 之前。當需要時，便允許個別跨越各個用戶端控制。無論 如何，當預校正被履行於和器336之後，單一的頻率預校 正元件能被使用，因為用戶端共享從閘道器到人造衛星的 同一個發送途捏。 另一種替代方式是，預校正器344在發送途徑上，被分 配在類比發送器的輸出上，以使用有名的技術，來調整外 向訊號的頻率。無論如何’改變在類比發送器的輸出上之 -31 - 本紙張尺度適用中SH家料（CNS ) ( 210x297公釐） ~ ---------裝---- -- 訂--—II---i (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} A7 405303 —---- 五、發明説明（29) 頻率更困難，並且可能被訊號過濾處理所干擾。可替換 地’類比發送器338的輸出頻率能直接被控制處理器32〇 調整’以提供一個位移輸出頻率、得自正常中心頻率的偏 移。 位於外向用戶端訊號、正向鏈結等的頻率校正量是經由 已建的通訊’以在該閘道器和各個人造衛星間已知的都 卜勒為根本。需要用來計算人造衛星都卜勒的位移量能由 控制處理器320，使用已知人造衛星的軌道位置資料而運 算得到。該資料能對一個或多個如查找表或記憶體元件等 的儲存7G件346儲存和擷取。如果需要，該資料也能夠從 其他資料來源提供。如RAM和R〇M等有名裝置的變化， 或磁性儲存裝置能被用来建構儲存元件346。該資料用來 為各個在任何給定時間為閘道器所用的人造衛星建立都卜 勒調整。 如圖3所示，一個時間及頻率單元（TFU) 348為類比接收 器314’提供參考頻率訊號。在某些應用’來自Gps接收 器的環球時間（UT)訊號能用來當做該處的部份。如果需 要’它也能在多重中間轉換步驟運作。如圖所示，TFU 348也當做對類比分器338的參考。TFU 348也提供時序訊 號到其他階段或在閘道器或基地台3〇〇内的處理元件，例 如在數位接收器316 A-N和318的相關器、或發送調變器 326、與控制控制器32〇。如果需要，在處理器控制下藉 由預決定量，TFU 34S也架構來遲延或導前（計時器）訊號 的相對時序。 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） --------一裝----—-^--訂--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局男工消费合作杜印装 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 405303 A7 —_____B7 五、發明説明（30) 在通訊系統1 〇〇操作期間，一個通訊訊號s(t)由閘道器 (120、122)發送到用戶端（124 ' 126)，其使用一個產生載 頻率fF，經歷時間延遲，肇因於都卜勒的頻率位移，與其 他影響。首先，當從閘道器中轉到人造衛星（116、U8)， 其次，當從人造衛星串轉到用戶端。在訊號一被接收時， 在送出轉回訊號時有進一步的延遲，而且都卜勒在從用戶 端（124、126)到人造衛星（116、U8)間的中轉，和再從人 造衛星到閘道器間的中轉。 如果大多數的變化肇因於大氣影響或人造衛星的移行 (transponder)和發送器特徵等被視為有負面衝擊。到達接 收者的訊號頻率被從初始絕對或參考頻率，經由都卜勒 效應’被基本地（顯然地）的移位。所以，在正向鏈結上， 來自閘道器而被人造衛星接收的通訊訊號，有一個新或移 位的載波頻率fSatF，其得自下面關係： fsatF = fF(l- Kgs/c) * (1) 在此’ Wgs是閘道器-人造衛星的相對速度、或分隔距離的 改變或時間流逝的範圍（參考為範圍率），而c是光速，它 是訊號經由傳送介質（空氣）的相近速度。 當經歷該都卜勒位移的通訊訊號，經由人造衛星在同一 頻率（fsatF)再發送’並摟著被用戶端接收時，它們根據下 述關係，被以另一個新的載波頻率fUrec接收： furec = fsatF(l_ W s\»/C) = fF(l- ygs/c)(l- L>su/C)， (2) 在此，ysu是人造衛星-用戶端的相對速度、或範圍率。用 戶端所接收的載波頻率fUrec是發送載波頻率fSatF藉由都卜 -33- 本紙張尺度逋用中國國家棣準（CNS ) A4规格（210X297公釐） --------袭------1T---1---k (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^05303 A7 B7 五、發明説明（31) 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印衷 勒位移而得的，該量在此點是未知的。 如果用戶端的接收器被調整來在該新的頻率（fuf )接 收，並且在同一頻率上，轉回或發送訊號，然後在從用戶 端到達該閘道器時，它們根據下述關係，有—個新的載波 頻率fGrec，來轉回鏈結訊號： fGrec ~~ furec( 1 U sg/c)( 1 · I· us/。）’ （3) 在此’ yus是用戶端-人造衛星的相對速度或範圍率，而等 於’而y sg是人造衛星-閘道器的相對速度，而等於υ 。 8 s 上述關係假設正使用一個單一的標稱頻率《無論如何， 就所熟知的理由，人造衛星通訊系統一般地架構來為正向 及反向通訊鏈結的各部份，使用不同的標稱頻率或頻率頻 帶。例如，它們可能用來極小化界面或強化特定的放大器 控制’以獲得人造衛星的功能.此即是，不同的中心或標 稱頻率個別的被用在各個閘道器至人造衛星、人造衛星至 用戶端、用戶端至人造衛星、與人造衛星至閘道器等鏈 結。例如’當·一個正向鏈結的人造衛星至用戶端之訊號發 送出現在fF2標稱頻率期間，閘道器可能位於fF1發送，該 用戶端分送的反向鏈結訊號，可能有一個fR1標稱頻率， 而該反向鏈結訊號的人造衛星發訊一個fR2標稱頻率。在 此情況下，對該等鏈結該已接收頻率fsatF率、fUre。率、 fSatR率、與fGree，個別地在都卜勒位移後變成：

SatF

[F1 (1- vss/c) ⑷ --------- 政|_ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

ί A furec = fF2(l- V SJ c) fsatR = fRl(l- yus/c) (5)(6) 34- 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS > A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印氧 40530^__ 五、發明説明（32 ) fGrec = fR2(l- U sg/c) (7) 無論如何，為了明確的目的，除了某些通用化外、下面 的討論通常有所限制到使用兩個頻率，每一個皆用於整個 閘道器至用戶端的正向和其後的反向鏈結，所終歸的鏈結 訊號關係是： furec = fF(l- l>gS/c)(l- ijsu/c) (8) fGrec = fR(l- yus/c)(l- l»sg/c) (9) 在此，fF = fF1 = fF2和fR = fR1 = fRy熟悉本技藝者將已了 解如何使本發明的技術應用在各種多重頻率環境。 在一個人造衛星基底的通訊系統，於任一給定時間，在 人造衛星的軌道内它們的位置和相對行動被極為明確的知 道（已知的瞬漂）。擴而言之，該人造衛星的位置在任—給 定時間皆變化，在本技藝中有已知的技術可精確決定此種 變化或新位置和軌跡。例如，訊號能被從閘道器傳送到人 造衛星並送回，用來相較預存資料，以決定速度或距離的 改變。如此，使用如査找表、記憶體元件、内插 (interpolation)、與各種運算技術等（不限於這些）已知的 技術，使用在通訊系統中的各個人造衛星，其相對於任何 閘道器之位置及行動是已知的。該資訊能被在各個閘道器 错存或運算，或週期地從中央化控制中心提供。 在任一例子，中使用已知人造衛星的位置及行動資訊該 閘道器至人造衛星途徑的都卜勒因子（1_^3/(；)和人造衛星 至閘道器途徑的都卜勒因子（l_ysg/c)或任何通訊鏈結的部 份，是可決定的或已知的量。這些都卜勒值能被閘道器為 L--------- .裝-------訂-------Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -35- 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印装 405303 A7 B7 五、發明説明（33) 虚擬的任何人造衛星#通訊鏈結組合，而產生或決定。 如，此藉由標幟人造衛星至閘道器途徑的都卜勒期間為 D!’和人造衛星至用戶端途徑的都卜勒期間為d2，上述 對 f<3rec 和 flJrec 的關係能被重述為： furec = fpDl〇2 (10) fGrec = fF〇l2D22 (Π) 用於一個單一 的標稱頻率模態（f = fR = fF)，和 f〇rec = fRD2Di (12) 用於一個雙標稱頻率模態（鈴隔反向鏈結頻率，fR关fF)， 當訊號傳送時時，具有D2是對閘道器（或用戶端）的惟一 未知量"

因為該人造衛星的瞬漂（ephemeris )或軌道位置對該閘道 器是已知的’該閘道器能對都卜勒預校正。此即是，在訊 號頻率被發送前，該閘道器調整對所.用.的特別人造衛星之 閘道器至人造衛星都卜勒（Di)的訊號頻率。例如，此可使 用相關於圖3所討論的預校正元件來做到。在此情況下， 該已接收頻率fGrec和F

Urec 變成： ^Urec = fF〇2 (13) fGrec = fR〇2Di (14) 其（14 )的頻率在閘道器接收時即被調整，以對已知都卜 勒（D〇移除或補償。可替換地，在某些系統初始發送期 間’該正向鏈結發送能為該轉回链結的已知的都卜勒 (D〇，而被預校正。 無論如何，如上所述’在該用戶端的該參考振盪器可能 -36- 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 、裝丨-----丨訂丨------， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 405303 五、發明説明（34) 不能在預期的接收或發送頻率4或&上，被精確操作。取 代的是’根據不精確或振盡器漂，該振盪器的精出是被— 個錯誤％所移位，其一般以所需頻率的分數部份呈現以 零件數/每百萬（ppm)為單位。該等錯誤因子個別對頻率 偏移foffF或foffR從fF或fR之一，給予提高。此即是，該振 盪器不在合適的頻率上操作’以提供期望或需要的4或4 頻率，直接地或透過一個所需的轉換程理定標到該等頻& 率。該正規化正向或反向鏈結的訊號頻率偏移（頻率定標 到）是相關到該錯誤Z，根據： X = f〇ffF/fF = f〇ffR/fR 用於二頻率模態，和 X= f〇ffFl/fFl = f〇ffF2/fF2 = f〇ffRl/fR1 = f〇ffR2/fR2 用於四頻率模態。 如此’當用戶端接收到通訊訊號時，該"己測量,，載波頻 率fMUirec根據下述關係，相關到已傳送頻率fF : fMUrec(l+f〇ffF/fF) = fMUre。= fFDiD2/(l+f〇ffF/fF) (15) 或 fMUrec = fFDiD2/(l+/ ) (16) 如果為所用特別人造衛星之閘道器至人造衛星的都卜勒 效應（D!)之閘道器預校正訊號，然後此變成： fMUrec = fVD2/(l+ X ) (17) 然後，該用戶端在fR頻率發送該反向鏈結訊號，但是使 用預校正來為人造衛星至用戶端的都卜勒效應（D2)計數。 37- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） , , -: . t — --------裝——-----II--II-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁V-. 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印装 ^05303 A7 B7五、發明説明（35 ) 無論如何，此預校正因子將包括該振盪器錯誤或頻率偏移 因子（1+X)，而且該頻率錯誤X或偏移f〇ffR/fR也將直接衝 擊該訊號的產生，終歸在訊號fsatR以下述頻率到達該人造 衛星： fsatR = fR(l+f〇ffR/fR)D2/(D2/(l+f〇ffF/fF)) (18) 或 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印裝 fsatR = fR(l+ X )D2/(D2/(1+ X ))= fR(l+ χ )2 (19) 和，當該訊號在該閘道器接收： f〇rec = fR(l+ X )2〇1 (20) 沒有頻率錯誤被由定義的該閘道器、或基地台、或振I 器等所通知。該訊號經由應用一個負向都卜勒位移，再由 閘道器做都卜勒補償，以移除該都卜勒位移值Di。 上述振盡器錯誤的分析將像要導致另外的不確定程度， 或在系統中用來解決的其他變數。無論如何，本發明者發 現有一個較不複雜的答案，然後用本技藝了解，用於獲得 頻率偏移和用於校正用戶端的振盪器錯誤。如此，根據本 發明，結合迴圈旅程通訊訊號的頻率資訊和都卜勒，在惟 一的狀態下被處理’以獲得振盪器錯誤，並於之後被補 償。 首先，需注意的是’上迷對fGree的關係，也能呈現成： fGrec = fF Di(1+2 )2) (2j) 對所感興趣的通訊訊號和系統而言，具指數的第三項趨 近零。這個結果是因為頻率錯誤項非常小，其通常在每百 萬1至10幾個零件（10'10·5)，導致其平方提供一個無法 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装·

，1T -38 - 五 ^05303 、發明説明（36 ) A7 B7 經濟部申央橾準局貝工消費合作社印製 4 I的貢獻（10 ]〇 1。卜該載波頻率（&、&)是非常大， Μ通常在數個十億赫兹（10V例如使用1618 GHZ和 92 GHz的範例標稱載波頻率，用來發送及接收，一個 ίο ppm (ίο )代表性的錯誤個別產生16和24 92 kHz的頻率偏移’此時上述的最後項個別產生冊z和24 Η z的衝擊。 如此，對代表性通訊系統之訊號而言上述對b…的關 係，能夠簡化成這種形式： ^Grcc =f〇 Di(1 + 2% ) (22) 此被用於本發明，來當做決定頻率錯誤的基本。 為了在發明的較佳具體實施例中，決定和分隔頻率錯 誤’假設在各個用戶端上，對閘道器所接收的訊號，該標 稱載波頻率的任何頻率偏移是都卜勒d2的結果。此即 疋’任何來自期望頻率fF的偏移fMurec ’立基於其振盡器 (用來當做對fF的一個參考），被視為〇2。如此，在經由同 一個人造衛星’發送訊號回同一個閘道器時，該用卢端藉 由調整其發送頻率，以補償該己察覺都卜勒D2。例如， 這是藉由使用前述的預校正元件，以應用一個負都卜勒因 子來完成，其有和02平方一樣的量值》 當該訊號到達人造衛星時該Dz2因子將不是呈現不存 在，就是被移除（被補償），對該反向鏈結，終歸於一個已 接收訊號頻率fSatR，在人造衛星是： fsatR = fR(l+2%) (23) 和在閘道器是： -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I!-------敏-------II—--1---k (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 405303 A7 B7 五、發明说明（37 fGrec =fR 〇l(l+2 % ) (24) 如上所述’該閘道器知道Di的值，並且只要已接收訊號 的頻率被決定，就能夠補償已知的都卜勒效應，和移除所 呈現的該Di因'子。進而使用上述的該預校正元件，以應 用到負都卜勒因子’其有和Di —樣的量值。如此，在款 閘道器接收的迴圈旅程訊號之頻率，在計算該都卜勒補償 後，變成： f〇rec = fR (1+2^) 或 (25) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 fGrec =fR (l+2f〇ffR/fR) =fR+2f〇ffR (26) 因為閘道器知道該己接收的載波訊號率fGM (測量得 到）’和該期望發送頻率fR (在系統指定）這兩者，該振| 器錯誤或由在用戶端的錯誤製造之該鏈結的偏移，能夠根 據此關係運算： (fGrec-fR)/2 fR = % 和 噑 (fR - ^Grec)/2 具有 f〇ffR/f*R = %。 被用戶端轉回到該閘道器的訊號僅合併由振盪器錯誤製 造的兩倍頻率偏移、或錯誤加倍。當來自閘道器的訊號在 用戶端被接收時，該錯誤被分解，並且被追蹤或其頻率被 測量’且當發送到閘道器或基地台的轉回訊號已被產生， 則再做一遍《在己接收和期望頻率間的己測差異被減半， (27) n I HI 1^1 m In Is·- 1^1 MiJ -5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

[OffR (28) 40- 經濟部中央橾準局負工消费合作社印製 -__i〇53〇3___B； 五、發明説明一 〜 以提供該錯誤偏移（在此是f〇fm)，並定標到用戶端的振盡 器頻率（f〇ffR/fR)，以提供錯誤义。 在此時，閘道器或基地台已對和其通訊和需要振盪器錯 誤資訊的各個特別用戶端（124、126 )做成振盪器錯誤的決 定用戶如的振盪器錯誤或偏移資訊能夠被發送回到各個 相對應的用戶端，以允許終端設備來校正振盪器頻率。 履行頻率測量的一個具體實施例描述在圖4，它呈現用 於用戶端或閘道器接收器之頻率追蹤迴圈4〇〇的综覽。在 圖4，來自類比接收器的通訊訊號被輸入到旋轉器*⑽， 其在預選頻率下或在傳送抽樣到下一階段的階段中操作， 旋轉抽樣被傳送到一個或多個合併元件4〇4 (代表物是乘 法器），用來個別合併合適的所用的系統pN展開和正交 碼。這些編碼由至少一個編碼產生器或來源4〇6所提 供。為了頻率追蹤，正交碼通常被用來產生引導或調頁訊 號。可替換地，PN展開碼和正交碼能被一起合併，然後 在一個單一步驟和抽樣合併。在此處交通通道被用來調 整該頻率，FHTit件可能用來取代合併器4〇4*編碼產生 器406。此技術展示在美國專利應用號碼〇8/625 481號， 其標題為”對正交威爾斯調變的頻率追縱"，此指定給本 發明的受讓人’並且合併於此提供參考。 解展和解碼訊號在累加器414上，跨越一個符號週期被 累積，以供一個資料符號，而且該結果同時提供給向量交 又產品產生元件或產生器418和符號時間延遲元件416。 在傳送符號到交叉產品產生器418前，延遲元件416提供 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 袈；-----|、訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 翅濟部中央樣率局男工消费合作社印製 〜--ii-Q53Q3___ 五、發明説明（39) 一個單一符號週期延遲。交叉產品產生器418在一個給定 符號和該前導符號（符號週期）間，形成一個向量交叉產 品’以決定符號間的階段錯誤。對引導訊號而，言，此在 輸出訊號的相位旋轉’提供錯誤的測量。來自交又產品產 生器418的輸出用來提供為頻率錯誤的估計420或調整因 子’給旋轉器402和編碼產生器406。 和以前一樣’對毁滅、解展、與解碼等處理的時序控制 是由如時序控制電路424等電路所提供。如前所述，此時 序可能被提供當做來自一個或多個時間追縱迴圈或控制元 件的輸出。 各個手指或數位接收器調整其相位或頻率，來對準一輸 入訊號的數量’其用在到達訊號上，以決定相對頻率偏 移。此即是，該毁滅器（decimator)必須被調整來對準該等 訊號的數量，指示該到達訊號頻率是從該預期或區域參考 頻率偏移的數量。 因為該通訊系統在通訊訊號之固定頻帶集内操作，所以 該接收器知道使用或預期的中心或標稱載波頻率。由於都 卜勒的結果’該到達訊號將不會位於該預期中心頻率。上 述所討論的調整定義一偏移，其能用來定義該都卜勒、和 到達訊號的真正頻率。 藉由追縱由頻率追蹤迴圈400所建置的改變總量而極容 易完成它。一累加器422能被用來簡單地累積和加總跨越 一預選週期的各個錯誤估計、訊號、或命令。此提供一需 要對準該等進入訊號和接收器頻率之總量或淨量，並再度 -42- 本紙张尺度適用中國國家橾準（CNS ) M規格（210X297公簸） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央搮準局負工消费合作杜印装 --87 一 五、發明説明（40 ) 呈現來自區域用戶端或接收器頻率的訊號之頻率偏移及 定標剽該合適的頻帶。 本發明約定的方法或處理被以流程圖形式描述於圖5。 在孩處理期間，在一個或多個用戶端的該等相對的頻率偏 移或錯誤被決定。然後，在訊號解調期間，該等已偵測錯 誤被用來補償頻率錯誤》 如圖5所示，在500步驟，於一閘道器上，以標稱頻率 4產生一通訊訊號。該訊號代表一如引導訊號的共享資源 訊號，以致於所有用戶端事實上由—基地台（隸屬到扇形 化）服務或閘道器接收一 CDMA通道。可替換地，該訊號 能是其他共享資源或該等強大訊號，如閘道器定期發送的 該等調頁或同步化訊號。 在發送前’在512步騾，為都卜勒，預校正該外向訊 號。此即是’該已知都卜勒效應為在該閘道器和一給定人 造衛星間遨遊的該等訊號出現，經由它則該正被傳送的訊 號被補償。如上所論，使用在該發送列物上的頻率預校正 元件能完成此預校正。在發送前調整該等訊號頻率的技術 在本技藝是著名的，且在此不再深入討論。在510步 驟’從一串的查找表或資訊儲存裝置，能擷取計算人造衛 星都卜勒所需的位移量，或由使用已知人造衛星的轨道位 置資料而計算得到。在任一給定時間，此資訊被用來建立 該都卜勒調整，以應用到該等向外或正向鏈結訊號。當一 人造衛星未被用來傳送該正向鏈結訊號，則任一都卜勒代 表一未知量，且在此時未被補償。 -43- 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS > M规格（210X297公釐） 裝------1T----1—.1 L. (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社印製 A7 B7 五、發明説明（41) 如果需要，因為所有關注的用戶端共享該相同從該閘道 器到該人造衛星的發送途徑，所以能使用一單一的頻率預 校正元件或電路。當該人造衛星傳送該等通訊訊號到各個 在不同次波束中具不同位置的用戶端時，便會出現途徑的 差異。 在514步帮’該等用戶端通訊訊號被發送和接收，雖然 能使用該等交通訊號，但仍再度以引導或調頁訊號為代 表。各個用戶端使用尋找器型式的接收器、或尋求該等可 能通訊訊號或調頁的尋找器，以獲取來自一閘道器或基地 台的該等正等達之通訊訊號。由於是處理的一部份，尋找 器尋找多種頻率、和PN碼、假設或推演的潛在值，以债 測通訊訊號。在516步騾，用戶端追蹤該等通訊訊號的頻 率’並測量它們的頻率，或以在518步驟的用戶端振盧器 之輸出為基本’決定來自一該預期正向鏈結頻率（由通訊 系統設定）的差異或偏移。 然後，在520步驟，該用戶端為經由同—人造衛星發送 到該閘道器，而準備一通訊訊號。該用戶端運用該基頻的 型式、數位調變、與描述於前且相關到圖2的類比電路。 該轉回訊號可以是一用於一交通通道以製造一呼叫之要 求、一對一調頁或廣播訊號的回應、或其他已知訊號的型 式。此訊號不是單單被準備來使用該振盪器為一個參考， 而是在準備該基本訊號後，在522步驟調整該頻率，以補 償在該人造衛星和該用戶端間的都卜勒效應。 在522步驟，該用戶端應用該頻率預校正，並涉及使用 -44- 本紙張尺度遑用中國國家橾準（CNS 1 A4规枝（ 2l〇y?Q7A# . .裝-------訂----------L, (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 五、發明説明（42

經濟部t央揉隼局負工消费合作社印装 前的頻率預校正器，且情沉同於間道器。在該向 m 、反向鍵結上徵收的頻率校正量取決於來自 5 18步驟的該等，結果。 ;^ 526 ί驟〜適當的人造衛星傳送被各用戶端發送之 二：，瀛閘道器’並五在528步驟，相對到該預期反向 :了訊號頻率的頻率或頻率偏移在該閘道器上被測量。除 非乂人造衛星正在其應用頻率預校正之架構下操作。否則 到達該閘道器的訊號具有—都卜勒偏移。所以該間道器 首先藉由從該已測量頻率減掉該已知（512步驟）都卜勒偏 移’以補償此都卜勒偏移。可替換地，縱使在搜尋接收器 嘗試獲得此種訊號和決定它們的頻率偏移之前，所有從一 給定人造衛星接收的訊號能有一都卜勒校正的自動量。 在530步驟，在移除該已知都卜勒的情況下該閉道器 測量在該已接收頻率fGre。和為該預期反向鏈結頻率& (在 系統中被設定和已知）之該閘道器參考間測量該差異。在 532步驟，該結果減半，以形成該估計的振盪器偏移錯誤 (f〇ff)。此偏移被定標到該用戶端振盪器的頻率，以形成 该最後的誤差值χ。然後，在534步驟，該振盪器錯誤能 被當做一正向鍵結訊號的部分，而發送到該相對應的用 端（124、126)。 在536步驟’該用戶端使用本技藝中著名技術之數值 來調整該振盪器的輸出頻率。或在建立各通訊鏈結前，w 或在通訊期間以頻繁為準，此調整能週期該地發生。校正 間隔或時序的選擇以一所需的最小系統精確度為基本， 戶 抑 且 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 45- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 405S03 B7 _ 五、發明説明（43) 能以—該錯誤量的定限值，或以一在前校正後之預決定的 時間通道為基本。這些都是在本技藝中甚知的因子，而且 在使用期間，部分是以頻率的預期漂移為基本，且在特別 用戶端的振盡器上改變，它們也可能被一操作環境所衝 擊。 在某些通訊系統’該用戶端振盪器可能沒有一良好的頻 率調整或調頻能力。此即是，在使用期間，該振盪器可能 .重設定到一固定頻率操作，而沒有任何調整能力，或架構 成使用一預選的頻率集，而不具任何的調頻。在某些通訊 系統’由於考量提供一極低成本通訊解答的商業重要性， 所以可能因成本考量而使用這些架構。在此等系統中，許 多用戶端將無法使用該已偵測的振盪器錯誤，來真正改變 該振盪器輸出。 經濟部中央樣準局負工消费合作社印製 無論如何，縱使當一用戶端無法調整該振盪器頻率以補 償錯誤，在資訊閘道器接收器能運用於獲得和追蹤來自該 用戶端的訊號時，它能包括該錯誤的決定資訊於後續的訊 號發送。如果正接收閘道器具有調整能力，則該用戶端將 其需調整該參考頻率的量值通知它。此資訊用於該閘道器 或一基地台，在多數情況下，已知都卜勒也被使用，以調 整該等搜尋器頻率來獲得和追蹤訊號。 另外’在圖5的522步驟，於未提供該振盪器的良好調 頻之處，該振盪器可能也無法補偾在已接收訊號的都卜 勒。在此狀況下，該用戶端能如在518步驟般的決定一偏 移值，而且提供此資訊給閘道器。如524步驟，可藉由嵌 -46- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4规格（2丨0X297公釐） a5303 :77五、發明説明（44) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 入或附加該資訊到反向鍵結訊號而做到，或藉由產生一僅 用於將此資訊當做資料（520 )傳送的訊號。在具有來自該 用戶端的此資料和該實際測量的反向鏈結訊號時，一閘道 器能如前般的決定該振盪器錯誤。 在538步驟，縱使該用戶端未調整該振盪器頻率，該用 戶端無論如何會接收和儲存該振盪器錯誤，如在236的記 憶體元件。然後，在540步驟’該資訊在後續通訊訊號 中，被附加、嵌入、或者發送到一閘道器。如542線所 示’於此，有該頻率未預校正。 上述的該等頻率調整能在週期時段或當該特別通訊系統 的精確度所需時，而發生。該用戶端在一記憶體或其他已 知的儲存裝置儲存該誤差值，並在一給定時間，該等誤差 值在某預決定基準上被擷取，以通知正接該振盪器錯誤趨 近量<閘道器們。該誤差值能以存取要求訊息之部分來被 送出，或形成交通訊號的部分。當需要時，該錯誤能當做 在一特別訊號的惟一資料，而發送到一閘道器。 田 根據上述該等步驟決定該誤差值，其也被用來調整用戶 端時序或時間，以替代或附加到頻率。例如，在—用戶端 計算或儲存的該區域時間能被調整來計算由振盪器的頻率 錯誤所導致之錯誤量。該用戶端控制處理器能以一週期基 準，抑或在啟動時，來改變儲存在記憶的該時間值/。如 此，當該用戶端為固定的訊號處理工作而維護時間時，和 /或當該用卢端儲存之後更新時間時，時間能被維護的更 精確。在用戶端狀態改變時特別重|，即當從*活動改變 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 L,, -47- A7 B7 405303 五、發明説明（45) 到活動的操作模式時，或經歷所謂"冷,，或”溫"開機時， 在這些時候資訊被用來獲取訊號。 另外，孩PN碼的時序能藉由此碼應用的導前或延遲， 或藉由一㈣定數量的晶片I計算由振I器錯誤所給μ 時序錯誤，而被調整。此等調整能使用上述為該計時器/ 時序元件的控制輸入來建置。在本技藝中已知的其他電路 也能用來接收或截取和調整使用在該用戶端内的訊號時 序。 孩通訊訊號的頻率測量能發生在通訊鏈結設置期間或在 真正通訊系統期間。如果該測量發生在呼叫設置或建立期 間則由用戶端124、126正測量的該訊號通常發送自閘道 "22 124，而被當做一調頁訊號的部分。對此訊號的該 重發送，處理通常以一存取訊號或存取通道探針的部分 來几成。如果該頻率測量在一呼叫期間發生，則正被測量 的該訊號被從閘道器122'124傳送，之後並當做正向或反 =鏈結交通訊號的部分，而被送回。對熟諳本相關技藝者 疋明顯的’該等已測量訊號能有其他功能或標籤，或併入 或形成其他訊號的部分，而不會脫離本發明的精神和範 圍。 在上述方式允許—改善的技術來偵測和校正或補償在用 戶响的振盪器錯誤時，如果該人造衛星至用戶端的都卜勒 位移也被決定’則對系統操作能做進一步的改善。此能藉 由轉回上述的該等陳式並以都卜勒效應取代來預校正頻率 錯誤而完成β - : -.' 裝 訂 /^·· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 48-

(31) A7 1 ϋ 5 303 Β7 五、發明説明（46) 在本發明的替換性具體實施例中，各用戶端假設為接收 自一閘道器的訊號而來自該區域產生的載波中心頻率之該 已接收載波頻率的任何偏移是，振i器錯誤或偏移foffF 的結果。在發送訊號回該閘道器或基地台時，該用戶端藉 由再調整發送頻率而補償該已認知的振i器錯誤。當該訊 號到達該人造衛星時，該振盪器錯誤已被預校正（補償）， 而結果是一為該人造衛星的反向鍵結之已接收頻率fsatR : fsatRT = fR(l+%)D2/((l+x)/D2)=fRD22 (29) 和’當在該閘道器接收該訊號時： ^Grec = fR〇22Dl (30) 在為已知都卜勒校正（D!)校正和插入該都卜勒因子d2的定 義後，它們變成： fGrec = fR[l-2( y us/c) + ( y es/c)2] 因為對通訊訊號或系統所關注的，該最後項趨近零，或產 生一相當地少的衝擊，進而提供： force = fR[l-2( L»us/c)] (32) 和 (fGreo - fR)/2 fR =-( 1»US/C) (33) 此能用來當做為估計或決定在該人造衛星和該用戶端間的 都卜勒之基準》 本發明所從事用來在該人造衛星和一用戶端間都卜勒移 位之方法和處有部份以流程圖形式描述於圖6。在此，通 常在補償都卜勒效應後，一通訊訊號早已被—閘道器在頻 率fF發送’並由該用戶端獲得（如500、510 ' 514、與516 -49- 本紙張从適用中帥家橾準（CNS )从胁（公羡） 訂 I k- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局貝工消费合作杜印製 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印裝 ____ 405303 β77 五、發明説明（47 ) 步驟）之後’在518步驟，該用戶端以該振盪器頻率以 基準，從該預期正向鏈結的頻率，測量該差異或偏移，並 在620步帮’準備一通訊訊號以經由相同人造衛星發送到 該閘道器。 . 在622步驟，像以前—樣，在準備該基本訊號後，該頻 率能被預枝正或調整，以補償用戶端的振盪器錯誤。應用 在 步帮的頻率預校正引用一前述的預校正器，而強制 的頻率校正量取決於518步驟的結果。在此具體實施例的 差異是應用該預校正來移除已認知的振盪器錯誤，而不是 都+卜勒位移。 在626步驟，各用戶端發送由一合適的人造衛星所傳輸 t訊號，到一在628步驃再度測量該頻率的閘道器。除非 孩人造衛星應用頻率預校正，否則該閘道器藉由減去該從 该已知的頻率偏移製造偏移之已知的都卜勒（512步驟）， 以補償都卜勒位移。當然’對使用基地台的系統，對人造 衛星都卜勒沒有使用預校正的需要。可替換地，在接收器 嘗試去獲取或追蹤該等訊號和決定該頻率前，所有接自— 給定人造衛星的訊號能有一都卜勒校正的自動量可應用。 不管怎樣，在630步驟，於移除該已知都卜勒時，該閘 道器測量在該已接收頻率fGrec和該閘道器預期的反向鏈結 頻率fR間的差異。在632步驟，該結果減半，並定標到該 鏈結頻率，以形成該已估計的未知都卜勒位移。之後，在 634步驟，該已估計的都卜勒被當做一正向鏈結訊號的部 分，而被發送到該相對應的用戶端（124 ' 126 )。 -50- 本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS ) A4規格（21〇χ297公羞） I n I n ϋ I I I i I I I 訂— I I i—·" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局貝Η消费合作杜印製 405303 A7 _；_______B7 五、發明説明（48 ) 之後，在636步驟，該用戶端使用本技藝著名的多種技 術，來調整該振盪器輸出頻率。此調整能週期間隔發生， 或在建立各通訊鏈結前，或在通訊期間以頻繁為基準。像 以前一樣，校正頻率的選擇是以本技藝所著名或了解的因 子為基準，其也可能由操作系統所衝擊。 此外，像以前有關振盪器錯誤一樣，當該振盪器的良好 調諧未提供或不需要時，後績的訊號發送能包括該都卜勒 的決定資訊，如同資訊閘道器接收器能運用於獲取和追蹤 來自該用戶端的訊號。如果可能或必要的話，則該用戶端 以該轉回鏈結訊號已調整的量值通知閘道器。在多數情況 下使用已知的都卜勒，但此資訊用於該閘道器，以調整接 收器頻率來獲取和追縱訊號《另外，此資訊能運用於一用 戶端’來調整時序和計時器訊號，以對頻率預校正。例 如’該PN碼的應用之時序能被調整來提供補償編碼的都 卜勒。 在此情況下，在638步驟，該用戶端接收和儲存該都卜 勒的估計’如在記憶禮元件236。之後，在640步驟，此 資訊被附加、嵌入、或者於後績通訊訊號中發送到一閘道 器。在此，如642線所示，沒有該頻率的預校正。 另外，在未提供該振盪器的良好調諧之處，該用戶端可 能也無法補償於圖6之622步驟所測的該已接收頻率之振 盪器錯誤。在此情況下，如416步驟，該用戶端能決定一 偏移值’和如624步驟，提供此資訊給閘道器。—具有此 資料和該等來自該用戶端的真正已測量反向鏈結訊號之閘 -51 - 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS > A4规格（21〇x297公釐） I n 11 I ' I 111 — I 訂——111 I —k (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 4Ω5303 五、發明説明（49 ) 道器能像以前一樣的決定該都卜勒。 如上所述’相關於都卜勒效應的資訊之調整或發送能在 週期間隔或為該特別通訊系統的精確所需時而發生。另 外，此資訊能被運用於一用戶端，來調整時序和計時器訊 號以對抗頻率。 前述較佳具體實施例之描述是提供給任何熟諳本技藝的 人，使其能製作或使用本發明。這些号體實施例的各種更 改對熟諳本技藝的人是明顯，而該定義於此的通用原理可 能被應用到其他具體實旆例，而不必另行發明。如此，本 發明無意侷限於此處所展示的該具體實施例，而是根據與 該等原理一致的最廣範圍和此處揭示的新顏特徵。 ........II »— I - - I n . 1 - . j— I— HI ....... f請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 52

Claims (1)

1. 經濟部中央揉準局工消费合作社印製 A8 405303 !S ____ D8 六、申請專利範圍 ι· 一種用以自至多、；_多數用戶端之一端之一預期通訊訊號 中心頻率中乂決定頻率偏移之方法，該等用戶端位於一 具有至少一，固/定訊號收發器，用以發送揉訊訊號到用戶 端並自用戶端接收訊號之通訊系統令、夢方法包括之步驟 有： .5 使用一第一預定載波頻率及在1知情況下用於通訊鏈 結都卜勒的第一都卜勒效應預校值，以便從至少一個固 定訊號收發器發送正向鏈結的通訊訊號； 在該用戶端上接收該正向鏈結通訊訊號，並且為相對 於第一預決载波頻率所關聯之已接收載波頻率，決定其 偏移； 在也合併任何用戶端的振盪器之第二預決載波頻率上 產生反向鏈結訊號，該訊號定標在第二預決載波頻率； 應用頻率預校於以該已決定偏移為基本的該反向鏈結 訊號； ' 在已知情況下再為通訊鏈結都卜勒應用該第一都卜勒 效應預校值之後，在該固定訊號收發器上，接收該反向 .鍵結.通訊訊號，並為關聯的載波頻率決定偏移，_該载波 頻率相對於關聯於用戶端通訊的該第二預決載波頻率； 並且 將所得的差異減半，以產生一個用戶端通訊鏈結的頻 率偏移，該頻率偏移將於通訊期間被補償。. 2.如申請專利範圍第1項之方法，尚且包括下列步驟： 基於該己決定的偏移，將該頻,預校當做為用戶端的 -53- ¥紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ' ----— — IT— I 裝 I ――訂 *^.. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Α8 405303 ?! π、申請專利範圍 次都卜勒值之校正，而應用於固定訊號發送器都卜勒； 並且 調放該將結?果除半所得的差異，以產生一個用卢.端參 考源頻率誤差值。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中該參考源包括—個 本地振盪器。 4·如申請專利範園第3項之方法，尚且包括將振盪器誤差 值當做後續通訊訊號的一部份’發送到該用戶端之步 驟。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，尚且包括該等步驟：將 振盪器誤差值當做後續通訊訊號的一部份，在該用卢端 接收’及藉由該誤差值調整該振盪器輸出頻率，以使振 盪器輸出頻率趨近固定訊號收發器的參考頻率。 6. 如申請專利範圍第4項之方法，尚且包括該等步騾；將 振畫器誤差值當做後績通訊訊號的一部份_，在該用户端 接收’及插入該後績通訊訊號的頻率誤差值到固定訊號 收發器》 7. 如申請專利範圍第6項之方法’在其中該誤差值插入作 為一存取要求訊號中的資料。 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 8. 如申請專利範圍第1項之方法，尚且包括下列步鄉： 基於該已決定偏移’將該頻率預校當做為該用戶端的 參考來源頻率錯误之校正’而應用於固定訊號發送器都 卜勒；並且 將該所得的差異減半’以產生一個甩戶端到固定訊號 -54 - 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS〉A4规格（210X297公釐〉 Α8 Β8 C8 D8 405303 六、申請專利範圍 收發器的都卜勒值。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，尚包括傳送用戶端到收 發器的都卜勒;值到該用戶端，以當'做後績通訊訊號的一 部份之步騾。 10. 如申請專利範圍第9項之方法，尚包括在該用戶端上接 收用戶端到收發器的都卜勒偉，以當做該後績通訊訊號 之一部分之步驟’及將在後續通訊訊號中的該用戶端到 固定訊號收發.器，以當做已知的都卜勒。 11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該用戶端到收發 器的都卜勒值被當做在存取要求訊號的資料插入。 12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該固定訊號收發器 包括一基地台。 13. 如申請專利範圍第1項之方法’其中該固定訊號收發器 包括一閘道器和一配合該閘道器用來傳送該正向及反向 鏈結訊號的人造衛星β 14. 如申請專利·範圍第1項之方法，其中該人造衛星通訊系 統包括一無線展頻CDMA通訊系統》 15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該用戶端包括一無 線電話。 ，*Ί· 16. -種裝置’用以在至少一個的通訊系統之多數用戶端， 在并一個期望的通訊訊號中心頻率決定頻率偏移，該通訊 :系、:統至少有一個固定訊號收發器，用於發送通訊訊號到 —角戶端且用於從用戶端發送通訊訊號，該裝置包栝： 一裝置，使用一第一預定載波頻率及在已知情況下用 -55 - 本紙張尺度速用t國國家檩準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ^ ,裝— (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 、ΤΓ: ,k 經濟部中央標準局貝工消费合作社印策 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 於通訊鏈結都卜勒的第一都卜勒效應預校值，從至少一 個固定訊號收發器發送一個正向鏈結通訊訊號； 一裝置，用以在該用戶端上接收該正向鏈結通訊訊 號’並且為相對於第一預決載波頻率所關聯載波頻率決 定其偏移； 一裝置，用以在也合併任何用戶端的振盪器錯誤之第 二預決的載波參考頻率上，產生一個反向鏈結訊號，並 且定標於第二預決頻率； 一裝置，用以應用一個頻率預校於以該已決偏移為基 本的該反向鏈結訊號； 一裝置’用以發送該反向鏈結通訊訊號到該固定訊號 收發器； 一裝置’用以在已知情況下再為通訊鏈結都卜勒應用 該第一都卜勒效應預校值之後’在該固定訊號收發器 上’接收該反向鏈結通訊訊號，並為關聯的載波頻率決 定偏移，該載波頻率相對於關聯於用戶端通訊的該第二 預決載波頻率；及 一裝置，用以將所得的差異減半，以產生一個用戶端 通訊鏈結的頻率偏移，該頻率偏移將於通訊期間被補 償。 17.如申請專利範圍第16項之裝置，尚且包括： 一裝置’以該已決定偏移為基本，用以應用該頻率預 校為用戶端到固定訊號收發器都卜勒的第二都卜勒值之 校正；及 -56- ( CNS ) Α4Λ#· ( 210X297^ )- --------，•裝------訂——----k (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) Α8 Β8 C8 D8 t、申請專利範圍 —裝置，用以定標該所得的差異，該差異被減半以產 生一個用戶端參考來源的頻率誤差值》 «.— (請先閑讀背面之注#^項再填寫本頁) 18·如申請專利範圍第1 7項之裝置，其中該參考來源包括 一區域振盪器。 19_如申請專利範園第is項之裝置，尚且包括將振盪器的 誤差值當做後續通訊訊號的一部份傳送到該用戶端之裝 置。 20_如申請專利範圍第19項之裝置，尚且包括一裝置用以 在該用戶端接收振盪器的誤差值，並將其當做後續通訊 訊號的一部份，且藉由該誤差值調整該振盪器輸.出頻 率’以使該振查器輸出頻率趨近閘道器參考頻率^ 21. 如申請專利範圍第19項之裝置，尚且包括一裝置用以在 該用戶端接收振盪器的誤差值’並將其當做後續通訊訊 號的一部份，且用以將在後續通訊訊號中的該頻率誤差 值插入到閘道器。 Λ 22. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中該誤差值被插入成 為在存取要求訊號中的資料。 23. 如申請專利範圍第16項之裝置，尚且包括： 經濟部中央梂隼局I工消费合作社印製 •^裝置’以該已決定偏移為基本，用以·應用該頻率預 校為該用戶端上的參考來源頻率錯誤之校正；及 一裝置用以將該所知差異減半以產生一用戶端到固定 訊號收發器的都卜勒值。 24. 如申請專利範圍第23項之裝置，尚且包括一裝置用以 傳送用戶端至收發器的都卜勒值到該用戶端，來當做後 -57- 本紙張又度逋用中國國冢揉準（CNS ) A4規格（210X297公羞） 405303 A8 B8 C8 D8 經濟部中央梯準局員工消费合作社印裝 六、申請專利範圍 績通訊訊號的一部份。 25. 如申請專利範圍第24項之裝置，尚且包括一裝置用以 在該用戶端接收用戶端至收發器的都卜勒值，並將其當 做該後、續通訊訊號的一部份，且插入於後績通訊訊號中 的該用戶端至收發器的都卜勒值至該固定訊號收發器， 來當做已知都卜勒。 26. 如申請專利範圍第25項之裝置’其中該用戶端至收發 器的都卜勒值被插入成為在存取要求訊號中的資料。 27. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該固定訊號收發 器包括一基地台？ 28_如申請專利範圍第16項之裝置，其中該固定訊號收發 器包括一閘道器和一配合該閘道器而用來傳送該正向及 反向鏈結訊號的人造衛星。 29. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該人造衛星通訊 系統包括一無線展頻CDMA通訊系統》 30. 如申請專利範園第16項之裝置，其中該用戶端包括一無 線電話。 31_ —種裝置，用以對使用在人造衛星通訊系統的至少一個 之多數用戶端決定振盪器錯誤，該人造衛星通訊系統有 至少一個閘道器，且至少一個人造衛星用於在閘道器與 用戶端間發送通訊訊號，包括下列步驟： 一裝置用以經由該人造衛星，從至少—個閘道器，使 用一個第一預決的載波參考頻率及—個閘道器至人造衛 星通訊鏈結的第一都卜勒效應預校值，發送一個正向鏈 -58- --------'-裝— (请先聞讀背面之注意f項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度逋用中BB家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 405303 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局WC工消費合作社印製 六、申請專利範圍 結通訊訊號； 一裝置用以在該用戶端上接收該正向鏈結通訊訊號， 並且為相對於第一預決的載波參考頻率所關聯之載波頻 率決定偏移； 一裝置用以在也合併任，何振盘器錯誤之第二預決的載 波參考頻率上，產生一個反向鏈結訊號，並且定標於第 二預決頻率； 一裝置用以已決偏移為基本，應用一個頻率預校於用 戶端至人造衛星都卜勒的第二都卜勒值之該反向鏈結訊 號；. 一裝置用以經由該人造衛星發送該反向鏈結通訊訊號 到至少一個閘道器； 一裝置用以在補償該第一都卜勒預校值後，在該閘道 器上接收該反向鏈結通訊訊號，並為關聯的載波頻率決 定偏移’該載波頻率相對於關聯於用戶端通訊的該第二 預決載波頻率；及 、 一裝置用以將所得的差異減半，並且定標到用戶端的 振盪器頻率’以產生一個用戶端的誤差值。 32_ —種方法’用以對使用在人造衛星通訊系統的至少一個 之多數用戶端決定振盪器錯誤，該人造衛星通訊系統有 至少一個閘道器’且至少一個人造衛星用於在閘道器與 用戶端間發送通訊訊號，包括下列步驟： 從至少一個閘道器，使用一第一預決的載波參考頻率 及一閘道器至人造衛星通訊鏈結都卜勒的第一都卜勒效 -59- --------,|裝-- (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 訂： 本紙張尺度適用中••家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 405^03 六、申請專利範圍 應預校值，發送一個正向鏈結通訊訊號； 在該用戶端上，接收該正向鏈結通钒訊號，並且為相 對於第—預決載波頻率所關聯載波頻率決定偏移； 在也合併任何振盪器錯誤之第二預決的載波參考頻率 上，產生一個反向鏈結訊號，並且定標於第二預決頻 率； 以已決偏移為基本，應用一個頻率預校於用戶端至人 造衛星都卜勒的第二都卜勒值之該反向鏈結訊號； 經由該人造衛星發送該反.向鍵結通訊訊號到該閘道 器； 在補償該第一都卜勒預校值後，在該閘道器上接收該 反向鏈結通訊訊號，並為關聯的載波頻率決定偏移，該 載波頻率相對於關聯於用戶端通訊的該第二預決.載波頻 率；及 將所得的差異減半，並且定標到用戶.端的振盈器頻 率’以產生一個用戶端的誤差值。 * 装--I I--訂—- - -----‘ (請先Η讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央橾率局貝工消費合作杜印«. -60- 本纸張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐）