DE60023310T2

DE60023310T2 - Verfahren zu weitreichendem funkruf

Info

Publication number: DE60023310T2
Application number: DE60023310T
Authority: DE
Inventors: N. Leonard SCHIFF
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 2000-08-16
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: EP1950894A2; EP1598957B8; CN1523781A; HK1122144A1; JP2012075127A; CN1783750A; WO2001013541A3; DE60040937D1; EP1598957A3; JP4944258B2; CN1783750B; EP1205040B1; KR100700757B1; WO2001013541A2; JP4860863B2; EP1950894B1; CN1377536A; EP1205040A2; HK1048206B; HK1089005A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Satelliten- oder andere Kommunikationssysteme, die im hohen Maße einen Pfadverlust erfahren und insbesondere auf ein Verfahren zum Vorsehen von Paging- bzw. Funkrufsignalen, worauf als Deep-Paging bzw. weitreichendes Paging Bezug genommen wird und was in Paging-Signalen resultiert, die bei Vorliegen von Hochpegeldämpfungen empfangbar sind.
II. Verwandte Techniken
Herkömmliche satellitengestützte Kommunikationssysteme beinhalten Gateways, Benutzerterminals und einen oder mehrere Satelliten, um Kommunikationssignale zwischen Gateways und den Benutzerterminals weiterzuleiten. Ein Gateway ist eine Erdstation mit einer Antenne zum Senden von Signalen zu und zum Empfangen von Satelliten. Ein Gateway sieht Kommunikationsverbindungen unter Verwendung von Satelliten zum Verbinden eines Benutzerterminals mit anderen Benutzerterminals oder Benutzern von anderen Kommunikationssystemen, wie zum Beispiel einem öffentlichen Telefonnetz, vor. Ein Benutzerterminal ist ein drahtloses Kommunikationsgerät, wie zum Beispiel ein zellulares oder Satellitentelefon, ein Datentransceiver und ein Paging-Empfänger, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Ein Benutzerterminal kann fest angebracht, tragbar oder mobil sein, wie zum Beispiel ein Mobiltelefon. Ein Satellit ist ein sich in einer Erdumlaufbahn befindlicher Empfänger, Repeater oder Regenerator, der verwendet wird um Information zu relayen bzw. weiterzuleiten.
Ein Satellit kann Signale von einem Benutzerterminal empfangen bzw. Signale zu einem Benutzerterminal senden, wenn der Benutzerterminal innerhalb des "Fußabdrucks" des Satelliten angeordnet ist. Der Fußabdruck bzw. Footprint eines Satelliten ist die geographische Region auf der Oberfläche der Erde innerhalb der Reichweite der Signale des Satelliten. Der Fußabdruck wird normalerweise geographisch in Strahlen geteilt durch die Verwendung von strahlformenden Antennen. Jeder Strahl bzw. Beam deckt eine bestimmte geographische Region innerhalb des Fußabdrucks ab. Strahlen können so ausgerichtet sein, dass mehr als ein Strahl von demselben Satelliten dieselbe spezielle geographische Region abdeckt. Einige Satellitenkommunikationssysteme verwenden Codemultiplex-Vielfachzugriffs- bzw. CDMA-Spreizspektrumsignale, wie es in dem US-Patent 4,901,307, erteilt am 13. Februar 1990, betitelt "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters", und in dem US-Patent Nr. 5,691,974, das am 25. November 1997 erteilt wurde, betitelt "Method and Apparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power in a Spread Spectrum Communication System for Tracking Individual Recipient Phase Time and Energy", beschrieben ist, wobei beide dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen sind.
In Satellitenkommunikationssystemen, die CDMA verwenden, werden separate Kommunikationsverbindungen verwendet um Kommunikationssignale, wie zum Beispiel Daten oder Verkehr, zu und von einem Gateway zu senden. Insbesondere werden Kommunikationssignale, die von dem Gateway abstammen, zu einem Benutzerterminal über eine "Vorwärtskommunikationsverbindung" gesendet, während Kommunikationssignale, die von dem Benutzerterminal abstammen, über eine "Rückwärtskommunikationsverbindung" gesendet werden.
Auf der Vorwärtskommunikationsverbindung wird Information von einem Gateway zu einem Benutzerterminal über einen oder mehrere Strahlen gesendet. Die Strahlen bzw. Beams bestehen oft aus einer Anzahl von so genannten Unterstrahlen (auf die auch als Frequenzmultiplex-Vielfachzugriffs- bzw. FDMA-Kanäle (FDMA = frequency division multiple access) oder in dem Fall von Spreizspektrum als CDMA-Kanäle Bezug genommen wird), die eine gemeinsame geographische Fläche abdecken und jeweils ein unterschiedliches Frequenzband belegen. Im Speziellen werden in einem herkömmlichen Spreizspektrumkommunikationssystem eine oder mehrere vorausgewählte Pseudorausch-(PN)-Codesequenzen verwendet, um Benutzerinformationssignale zu modulieren oder zu "spreizen", und zwar über ein vorbestimmtes spektrales Band vor der Modulation auf ein Trägersignal für die Übertragung als Kommunikationssignal. PN-Spreizen ist ein Verfahren für die Spreizspektrumübertragung, das auf dem Fachgebiet gut bekannt ist und Kommunikationssignale mit einer Bandbreite erzeugt, die viel größer ist als die des Datensignals. Auf der Vorwärtsverbindung werden PN-Spreizcodes oder binäre Sequenzen verwendet um zwischen Signalen zu unterscheiden, die von unterschiedlichen Gateways über unterschiedliche Strahlen gesendet werden, sowohl als auch zwischen Mehrwegesignalen. Diese Codes werden oft durch alle Kommunikationssignale innerhalb eines gegebenen Teilstrahls geteilt.
In einem herkömmlichen CDMA-Spreizspektrumkommunikationssystem werden "Kanalisierungs"-Codes verwendet um mehrere Kanäle innerhalb eines Satellitenteil- bzw. unterstrahl auf einer Vorwärtsverbindung zu bilden. Die Kanalisierungscodes sind einmalige "Abdeckungs"- oder "Kanalisierungs"-Orthogonalcodes, die orthogonale Kanäle in einem Teilstrahl, über die Kommunikationssignale transferiert werden, erzeugen. Walsh-Funktionen werden im Allgemeinen verwendet um die Kanalisierungscodes, die auch als Walsh-Codes oder Walsh-Sequenzen bekannt sind, zu implementieren und erzeugen so genannte Walsh-Kanäle. Eine typische Orthogonalcodelänge ist 64 Codechips für terrestrische Systeme und 128 Codechips für Satellitensysteme.
Die Mehrzahl der orthogonalen Kanäle sind Verkehrskanäle, die einen Nachrichtenaustausch bzw. Messaging zwischen einem Benutzerterminal und einem Gateway vorsehen. Die verbleibenden Kanäle beinhalten oft einen Pilotkanal, einen Sync-Kanal und einen oder mehrere Paging- bzw. Funkrufkanäle. Signale, die über die Verkehrskanäle gesendet werden sind im Allgemeinen für den Empfang durch einen Benutzerterminal bestimmt, obwohl Nachrichten auch an mehrere Benutzer ausgestrahlt werden können. Im Gegensatz hierzu werden Paging-, Sync- und Pilotkanäle im Allgemeinen durch mehrere Benutzerterminals überwacht. Wenn ein Benutzerterminal in einer Kommunikations sitzung nicht mit einbezogen ist (d.h. das Benutzerterminal empfängt nicht oder sendet nicht Verkehrssignale), kann das Gateway Information an das Benutzerterminal durch Senden eines Funkrufes bzw. Pages an das Benutzerterminal übermitteln. Der Page, was normalerweise eine kurze Nachricht ist, wird über den oben erwähnten Paging-Kanal gesendet. Pages werden oft durch das Gateway gesendet, um eine Kommunikationsverbindung mit einem Benutzerterminal aufzubauen, um ein Benutzerterminal dahingehend zu informieren, dass es angerufen wird, um anderen Benutzerterminals zu antworten, die versuchen auf das System zuzugreifen und zur Benutzerterminalregistrierung. Pages werden außerdem verwendet, um Verkehrskanalzuweisungen und Systemoverheadinformation an Benutzerterminals zu verteilen. Pages, die über den Paging-Kanal gesendet werden, haben typischerweise eine Datenrate in der Größenordnung von 9600 oder 4800 Bits pro Sekunde.
Unglücklicherweise erfährt ein Benutzerterminal typischerweise zahlreiche Probleme beim Empfang von Pages, wenn sich das Benutzerterminal innerhalb eines Gebäudes befindet oder es Strukturen oder andere Hindernisse gibt, die zwischen dem Benutzerterminal und dem Satelliten positioniert sind (wie z.B. ein Baum, geologische Objekte oder ein Gebäude). In solch einer Situation ist das Benutzerterminal nicht in der Lage einen Page, eine Paging-Nachricht oder ein Paging-Signal zu akquirieren, da der Page nicht in der Lage ist, in das Gebäude oder ein Material aufgrund der Ausbreitungsverluste des Signals, während es sich durch die Struktur ausbreitet, einzudringen. Eine offensichtliche Lösung für die Überwindung des Ausbreitungsverlustes ist es, die Leistung des Paging-Kanals zu erhöhen. Das Problem bei diesem Ansatz ist es, dass um die Signaldämpfung oder Blockade zu überwinden, die Leistung des Paging-Kanals signifikant erhöht werden muss. Im Allgemeinen verlangt dies, dass die Signalstärke auf solch einen Pegel erhöht wird, dass das Leistungsflussdichtelimit bzw. PFD-Limit (PFD = power flux density) in dem umgebenden Gebiet überschritten wird. Dies bedeutet, dass die Regierungslizenzauflagen und technischen Beschränkungen eine Grenze hinsichtlich des erlaubten Betrages der Leistungsflussdichte, die Satellitensignale haben können, über einen gegebenen Bereich oder geographische Region auferlegen.
Ein Erhöhen der Leistung, um erfolgreich ein blockiertes oder eingeschränktes Benutzerterminal zu pagen führt dazu, dass das umgebende Gebiet über der erlaubten Leistungsflussdichte bzw. PFD liegt.
Was daher benötigt wird ist ein Verfahren, das ein, im Folgenden als solches bezeichnetes "Deep-Paging" bzw. "weitreichenden Funkruf" vorsieht, ohne dabei die Leistung des Paging-Kanals zu erhöhen. Mit Deep-Paging bzw. einem weitreichenden Paging wird bezeichnet, dass es möglich ist, einen Benutzerterminal in einer Umgebung zu pagen, in der ein übermäßiger Ausbreitungsverlust zu überwinden ist, wobei der Verlust viel höher ist als derjenige, der normalerweise angetroffen wird, und zwar typischerweise in der Größenordnung von 20 bis 30 dB. Solch eine Umgebung beinhaltet eine Situation, in der ein Benutzerterminal tief innerhalb eines Gebäudes oder einer Struktur oder teilweise hinter einem Hindernis angeordnet ist.
Die internationale Patentanmeldung WO9832290 richtet sich auf ein Paging-System mit einer erhöhten Leistungseffizienz und mit der Robustheit von nicht kohärenter Detektierung. Die Anmeldung offenbart ein Verfahren des Pagens, welches eine einmalige digitale Adresse an Mobilstationen zuweist, wobei jede einmalige digitale Adresse in einen orthogonalen Signalsatz abgebildet wird, der dann an alle Mobilstationen gesendet wird. Jede Mobilstation korreliert dann eine empfangene Orthogonalsignalfunktion gegen eine orthogonale Funktion, die dieser Adresse entspricht. Insbesondere weist jeder orthogonale Signalsatz einen binären orthogonalen Signalsatz, wie zum Beispiel einen Satz von Rademacher-Walsh-Funktionen auf. Andere bekannte Orthogonalfunktionssätze können verwendet werden. Zum Beispiel kann eine m-Bit-Adresse in g binäre Sequenzen partitioniert werden und jede Sequenz wird dann einmalig in eine von 2<m/g> orthogonalen Funktionen abgebildet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen dargelegt ist, sieht ein Verfahren und ein System vor für ein tiefes oder im hohen Maße eindringendes Paging, das nicht eine Erhöhung der Leistung des Paging-Signals verlangt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für ein weitreichendes Paging (Deep-Paging) vorgesehen, das folgende Schritte aufweist: Generieren einer Paging-Kanal-Nachricht, Abdecken oder Modulieren der Paging-Kanal-Nachricht mit einer orthogonalen Codesequenz, bevorzugter Weise einer Walsh-Code-Sequenz mit einer Länge, die größer als oder gleich zu 2m Codechips ist, wobei m die Länge der Codesequenzen ist, die typischerweise zum Generieren von Verkehrskanälen verwendet wird, und Senden der modulierten Paging-Kanal-Nachricht mit einer Datenrate von weniger als 4800 Bits pro Sekunde (bps). Durch Senden der Paging-Kanal-Nachricht mit einer niedrigeren Datenrate ist die Nachricht in der Lage, in Gebäude und andere Strukturen einzudringen, wodurch es einem Benutzerterminal, das innerhalb eines Gebäudes ist, ermöglicht wird, erfolgreich gepaged zu werden. Bevorzugter Weise ist die Paging-Kanal-Nachricht durch eine Walsh-Sequenz der Länge 65536 abgedeckt, wobei die Datenrate weniger als 10 bps beträgt und die Walsh-Sequenz eine Hilfs- bzw. Zusatz-Walsh-Sequenz ist.
Die Erfindung sieht außerdem ein Verfahren vor für ein weitreichendes Paging in einem CDMA-Kommunikationssystem, wo mehrere orthogonale oder Walsh-Code-Sequenzen verwendet werden um mehrere orthogonale Kanäle zu bilden. Das Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte: Erzeugen zumindest einer Zusatz- bzw. Hilfs-Walsh-Sequenz von einer der Vielzahl von Walsh-Sequenzen, Generieren einer Paging-Kanal-Nachricht, Abdecken oder Kanalisieren der Paging-Kanal-Nachricht mit der Hilfs-Walsh-Sequenz, Spreizen der kanalisierten Paging-Kanal-Nachricht und Senden der gespreizten Paging-Kanal-Nachricht mit einer Datenraten von weniger als 4800 bps. Die Hilfs-Walsh-Sequenz hat eine Länge, die größer ist oder gleich ist zu 128 Chips, wobei die Hilfs-Walsh-Sequenz bevorzugter Weise eine Länge von 65536 Chips besitzt. Weiterhin ist die Datenrate bevorzugter Weise geringer als 10 bps. Vorteilhafter Weise beinhaltet das Verfahren weiterhin den Schritt des Erzeugens einer zweiten Hilfs-Walsh-Sequenz von einer der Vielzahl von Walsh-Sequenzen und das Abdecken oder Modulieren eines Synchronisati onssignals mit der zweiten Hilfs-Walsh-Sequenz um einen Hilfs- bzw. Zusatzsynchronisationskanal zu erzeugen. Weitere Zusatz-Walsh-Sequenzen können von einer oder mehreren der Walsh-Sequenzen erzeugt werden und verwendet werden, um weitere Pilot-, Synchronisations- oder Paging-Signale abzudecken oder zu modulieren.
Ein Verfahren kann vorgesehen werden um hinsichtlich des Dopplereffekts in einem Kommunikationssystem, in dem Nachrichten mit einer niedrigen Datenrate zu einem Benutzerterminal gesendet werden, das sich innerhalb eines Gebäudes befindet oder auf andere Weise mit einem Hindernis versehen ist, zu kompensieren. Das Verfahren beinhaltet folgende Schritte: Akquirieren durch den Benutzerterminal eines Pilotsignals bevor das Benutzerterminal das Gebäude betritt, Platzieren des Benutzerterminals in einem Modus für weitreichendes Paging nachdem das Benutzerterminal das Pilotsignal akquiriert hat, weiteres Eintreten des Benutzerterminals in das Gebäude, Verfolgen des Dopplers während das Benutzerterminal sich in dem Gebäude fortbewegt, Eintreten in einen Modus für eine längere Signalintegration, und Überwachen eines Zusatz-Paging-Kanals nach Aktivieren des Modus für das weitreichende Paging. Paging-Kanal-Nachrichten, die über den Zusatz-Paging-Kanal gesendet werden, werden durch eine Walsh-Sequenz moduliert, die eine Länge besitzt, die größer als oder gleich zu 2m Chips ist, wobei m die Länge des Codes ist, der normalerweise für das Modulieren von Verkehrskanälen verwendet wird, und die mit einer Datenrate von weniger als 4800 bps gesendet werden. Bevorzugter Weise werden die Paging-Kanal-Nachrichten, die über den Zusatz-Paging-Kanal gesendet werden, unter Verwendung einer Walsh-Sequenz mit einer Länge von ungefähr 65536 gebildet und mit einer Datenrate von 10 bps oder weniger gesendet.
Ein alternatives Verfahren kann vorgesehen werden zum Kompensieren des Dopplereffekts in einem Kommunikationssystem, wobei Nachrichten mit einer niedrigen Datenrate zu einem Benutzerterminal gesendet werden, das sich innerhalb eines Gebäudes befindet oder auf andere Weise ein Hindernis aufweist. Das alternative Verfahren beinhaltet die Schritte des Empfangens von Ephemeris-Nachrichten, die von einem Gateway gesendet werden, und zwar bei dem Benutzerterminal, Speichern der Ephemeris-Nachrichten oder -Daten oder Daten die darin enthalten sind, in dem Benutzerterminal, Bestimmen des Ortes des Benutzerterminals, Bestimmen von Doppler basierend auf dem bestimmten Ort des Benutzerterminals und der Ephemeris-Nachrichten, die in dem Benutzerterminal gespeichert sind und Akquirieren eines Pilotsignals. In einem ersten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Schritt des Bestimmens des Ortes des Benutzerterminals die Schritte des Speicherns des Ortes des Benutzerterminals jedes Mal wenn das Benutzerterminal sich bei einem Gateway registriert und Bestimmen des momentanen Ortes des Benutzerterminals basierend auf dem Ort des Benutzerterminals zu dem Zeitpunkt, bei dem sich das Benutzerterminal zum letzten Mal bei einem Gateway registriert hat. In einem zweiten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Schritt des Bestimmens des Ortes des Benutzerterminals die Schritte des Empfangens eines Signals eines globalen Positionierungssystems bzw. GPS oder eines anderen Positionsbestimmungssystems, und Bestimmen des Ortes des Benutzerterminals basierend auf dem GPS-Signal.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, sowie der Aufbau und der Betrieb von verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind im Detail unten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind und einen Teil der Beschreibung bilden, stellen die vorliegende Erfindung dar, und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern und den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen identische oder funktionell ähnliche Elemente. Zusätzlich identifiziert die erste Ziffer bzw. Ziffern eines Bezugszeichens die Zeichnung in der das Bezugszeichen als erstes auftaucht.
1 stellt ein beispielhaftes drahtloses Kommunikationssystem dar, in dem die vorliegende Erfindung nützlich ist.
2 stellt einen beispielhaften Transceiver zur Verwendung in einem Benutzerterminal dar.
3 stellt eine beispielhafte Transceivervorrichtung zur Verwendung in einem Gateway dar.
4 stellt beispielhafte Kommunikationsverbindungen zwischen einem Gateway und einem Benutzerterminal dar.
5 stellt einen beispielhaften Subbeam bzw. Teilstrahl dar.
6 stellt einen Teilstrahl gemäß einem Ausführungsbeispiel dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
I. Einleitung
Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet zur Verwendung in Kommunikationssystemen, die Satelliten in tief liegenden Erdumlaufbahnen (LEO = low Earth orbits) verwenden, wobei die Satelliten nicht stationär sind bezüglich eines Punktes auf der Oberfläche der Erde. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch für Nicht-LEO-Satellitensysteme anwendbar oder Systeme, in denen Relay- bzw. Weiterleitungsgeräte verwendet werden oder in denen Benutzer eine hohe relative Geschwindigkeit zueinander besitzen. Die Erfindung ist ebenfalls anwendbar auch Nicht-Satelliten-Kommunikationssysteme, in denen ein relativ hoher oder signifikanter Ausbreitungsverlust zwischen einem Sender und einem Empfänger auftritt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Detail unten diskutiert. Während spezifische Schritte, Konfigurationen und Anordnungen diskutiert werden, sei anzumerken, dass dies nur zum Zwecke der Darstellung geschieht. Eine bevorzugte Anwendung sind drahtlose CDMA-Spreizspektrumkommunikationssysteme.
II. Ein beispielhaftes Satellitenkommunikationssystem
A. Übersicht
Ein beispielhaftes drahtloses Kommunikationssystem, in dem die vorliegende Erfindung nützlich ist, ist in 1 dargestellt. Es wird erwägt, dass dieses Kommunikationssystem Kommunikationssignale des CDMA-Typs verwendet, jedoch wird dies nicht durch die vorliegende Erfindung verlangt, solange orthogonale Codes verwendet werden um einmalige Kanäle zum Paging zu erzeugen. In einem Teil eines Kommunikationssystems 100, das in 1 dargestellt ist, sind zwei Satelliten 116 und 118 und zwei Gateways oder Hubs 120 und 122 gezeigt um Kommunikationen mit zwei entfernten Benutzerendgeräten 124 und 126 zu bewirken. Die Gesamtanzahl von Gateways und Satelliten in solchen Systemen hängt von einer gewünschten Systemkapazität und anderen Faktoren, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, ab.
Benutzerterminals bzw. -endgeräte 124 und 126 beinhalten jeweils ein drahtloses Kommunikationsgerät, wie zum Beispiel ein drahtloses Telefon, einen Datentransceiver oder einen Paging- oder Positionsbestimmungsempfänger, wobei dies Beispiele sind, jedoch das Gerät nicht hierauf beschränkt ist, und kann handgestützt oder in einem Fahrzeug montiert sein, je nach Wunsch. In 1 ist das Benutzerterminal bzw. -endgerät 124 als ein fahrzeugmontiertes Gerät dargestellt und Benutzerendgerät 126 ist als ein handgestütztes Telefon dargestellt. Es sei jedoch ebenfalls angemerkt, dass die Lehren der Erfindung ebenso auf fixierte Einheiten, wo ein drahtloser Ferndienst erwünscht ist, anwendbar ist. Benutzerendgeräte werden manchmal als Teilnehmereinheiten, Mobilstationen, Mobileinheiten oder einfach als "Benutzer" oder "Teilnehmer" in einigen Kommunikationssystemen bezeichnet, und zwar je nach Präferenz.
Im Allgemeinen decken Beams bzw. Strahlen von Satelliten 116 und 118 unterschiedliche geographische Bereiche in vordefinierten Strahlmustern ab. Strahlen mit unterschiedlichen Frequenzen, auf die auch als FDMA-Kanäle oder "Teilstrahlen" Bezug genommen wird, können so ausgerichtet sein, dass sie sich auf derselben Region überlappen. Es wird ebenfalls leicht durch den Fachmann erkannt, dass Strahlabdeckung oder Dienstbereiche für mehrere Satelliten so konstruiert sein können, dass sie vollständig oder teilweise in einer gegebenen Region überlappen, und zwar in Abhängigkeit von dem Design des Kommunikationssystems und der Dienstart, die angeboten wird und in Abhängigkeit davon, ob eine räumliche Diversity erreicht werden soll.
Eine Vielzahl von Multi-Satelliten-Kommunikationssystemen wurde vorgeschlagen, wobei ein beispielhaftes System in der Größenordnung von 48 oder mehr Satelliten einsetzt, die in acht unterschiedlichen Orbitalebenen in LEO-Umlaufbahnen sich bewegen um eine große Anzahl von Benutzerterminals zu versorgen. Für den Fachmann wird es jedoch leicht offensichtlich sein, wie die Lehren der vorliegenden Erfindung auf eine Vielzahl von Satellitensystemen und Gateway-Konfigurationen anwendbar sind, und zwar inklusive anderer Umlaufbahnabstände und Konstellationen.
In 1 sind einige mögliche Signalpfade für Kommunikationen zwischen Benutzerterminals 124 und 126 und Gateways 120 und 122 durch Satelliten 116 und 118 dargestellt. Die Satellitenbenutzerterminalkommunikationsverbindungen zwischen Satelliten 116 und 118 und Benutzerterminals 124 und 126 sind durch Linien 140, 142 und 144 dargestellt. Die Gateway-Satelliten-Kommunikationsverbindungen zwischen Gateways 120 und 122 und Satelliten 116 und 118 sind durch Linien 146, 148, 150 und 152 dargestellt. Die Gateways 120 und 122 können als ein Teil von einem Einweg- oder Zweiwege-Kommunikationssystem verwendet werden oder können einfach Nachrichten oder Daten zu Benutzerterminals 124 und 126 transferieren.
B. Beispielhafter Benutzerterminaltransceiver
Ein beispielhafter Transceiver bzw. Sendeempfänger 200 zur Verwendung in Benutzerterminals 124 und 126 ist in 2 dargestellt. Der Transceiver 200 verwendet zumindest eine Antenne 210 zum Empfangen von Kommunikati onssignalen, die zu einem Analogempfänger 214 transferiert werden, wobei sie herunterkonvertiert, verstärkt und digitalisiert werden. Ein Duplexerelement 212 wird oft verwendet um es derselben Antenne zu erlauben, beides, Sende- und Empfangsfunktionen zu bedienen. Einige Systeme verwenden jedoch separate Antennen zum Betreiben von unterschiedlichen Sende- und Empfangsfrequenzen.
Die digitalen Kommunikationssignale, die durch Analogempfänger 214 ausgegeben werden, werden zu zumindest einem Digitaldatenempfänger 216A und zumindest einem Sucherempfänger 218 transferiert. Zusätzliche Digitaldatenempfänger 216B–216N können verwendet werden um gewünschte Level von Signal-Diversity zu erhalten, und zwar in Abhängigkeit eines akzeptablen Levels der Transceiverkomplexität, wie es für den Fachmann leicht offensichtlich ist.
Zumindest ein Benutzerterminalsteuerprozessor 220 ist an Digitaldatenempfänger 216A–216N und Sucherempfänger 218 gekoppelt. Steuerprozessor 220 sieht, neben anderen Funktionen, eine Grundsignalverarbeitung, Timing, Leistungs- und Handoff-Steuerung oder -Koordination und Auswahl von Frequenzen, die für Signalträger verwendet werden, vor. Eine andere Grundsteuerfunktion, die oft vom Steuerprozessor 220 ausgeführt wird, ist die Auswahl und Manipulation von Pseudorausch- bzw. PN-Code-Sequenzen (PN = pseudonoise) oder orthogonalen Funktionen, die verwendet werden für die Verarbeitung von Kommunikationssignalwellenformen. Signalverarbeitung durch Steuerprozessor 220 kann die Bestimmung einer relativen Signalstärke beinhalten und die Berechnung von verschiedenen verwandten Signalparametern. Solche Berechnungen von Signalparametern, wie zum Beispiel Timing und Frequenz, beinhalten die Verwendung von zusätzlichen oder separaten hierfür zugewiesenen Schaltungen, um eine erhöhte Effizienz oder Geschwindigkeit in Messungen oder einer verbesserten Zuordnung von Steuerverarbeitungsressourcen vorzusehen.
Die Ausgaben der Digitaldatenempfänger 216A–216N werden an Digitalbasisbandschaltung 222 innerhalb des Benutzerterminals gekoppelt. Benutzerdigitalbasisbandschaltung 222 weist Verarbeitungs- und Präsentationselemente auf, die verwendet werden um Information zu und von einem Benutzer eines Benutzerterminals zu transferieren. Dies sind Signal- oder Datenspeicherelemente, wie zum Beispiel flüchtiger oder Digitalspeicher mit langer Speicherdauer; Eingabe- und Ausgabegeräte wie zum Beispiel Anzeigedisplays, Lautsprecher, Tastaturterminals und Handgeräte; A/D-Elemente, Vocoder und andere Sprach- und Analogsignalverarbeitungselemente; und Ähnliches, was alles ein Teil der Benutzerdigitalbasisbandschaltung 222 bildet, und zwar unter Verwendung von Elementen, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Wenn Diversity-Signalverarbeitung eingesetzt wird, kann die Digitalbasisbandschaltung 222 einen Diversity-Kombinierer und -Decodierer aufweisen. Einige dieser Elemente können ebenfalls unter der Steuerung von, oder in Kommunikation mit dem Steuerprozessor 220 operieren.
Wenn Sprache oder andere Daten als Ausgabenachricht oder Kommunikationssignal, das von dem Benutzerterminal herrührt, vorbereitet werden, wird die Benutzerdigitalbasisbandschaltung 222 verwendet, um die gewünschten Daten für die Transmission bzw. Übermittlung zu empfangen, zu speichern, zu verarbeiten und anderweitig vorzubereiten. Benutzerdigitalbasisbandschaltung 222 sieht diese Daten an einen Sendemodulator 226 vor, der unter der Steuerung des Steuerprozessors 220 operiert. Die Ausgabe des Sendemodulators 226 wird an ein Leistungssteuerelement 228 transferiert, das eine Ausgangsleistungssteuerung an einen Sendeleistungsverstärker 230 vorsieht für die schlussendliche Übertragung des Ausgabesignals von der Antenne 210 an ein Gateway.
Transceiver 200 kann außerdem ein Vorkorrekturelement 232 in dem Übertragungsweg verwenden um die Frequenz des abgehenden Signals anzupassen. Dies kann erreicht werden mittels bekannter Techniken der Aufwärts- und Abwärtsumwandlung der Übertragungswellenform. Alternativ kann ein Vorkorrekturelement 232 ein Teil eines Frequenzauswahl- oder Steuermecha nismus für die Analogaufwärtskonvertierungs- und -modulationsstufe (230) des Benutzerterminals bilden, so dass eine auf geeignete Weise angepasste Frequenz verwendet wird, um das Digitalsignal auf eine gewünschte Übertragungsfrequenz in einem Schritt zu konvertieren.
Transceiver 200 kann außerdem ein Vorkorrekturelement 232 in dem Übertragungsweg einsetzen, um das Timing des abgehenden Signals anzupassen. Dies kann erreicht werden mittels bekannter Techniken des Addierens oder Subtrahierens von Verzögerung in der Übertragungswellenform.
Die Digitalempfänger 216A–N und Sucherempfänger 218 sind mit Signalkorrelationselementen konfiguriert, um spezifische Signale zu demodulieren und zu erfassen. Sucherempfänger 218 wird verwendet, um nach Pilotsignalen oder nach anderen relativ starken Signalen mit festem Muster zu suchen, während Digitalempfänger 216A–N verwendet werden, um andere Signale zu demodulieren, die detektierten Pilotsignalen zugeordnet sind. Ein Datenempfänger 216 kann jedoch zugeordnet werden, um ein Pilotsignal nach der Akquisition zu verfolgen bzw. erfassen um genau ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis für Chipsignalenergien zu bestimmen, um Pilotsignalstärke zu bestimmen. Daher können die Ausgaben dieser Einheiten überwacht werden um die Energie in oder die Frequenz von dem Pilotsignal oder anderen Signalen zu bestimmen. Diese Empfänger verwenden ebenfalls Frequenzverfolgungselemente, die überwacht werden können, um momentane Frequenz- und Timing-Information an Steuerprozessor 220 für Signale, die demoduliert werden, vorzusehen.
Steuerprozessor 220 verwendet solche Information, um zu bestimmen, in welchem Maße die empfangenen Signale von der Oszillatorfrequenz versetzt sind, wenn diese auf dasselbe Frequenzband, je nach Bedarf, skaliert sind. Diese und andere Information, die sich auf Frequenzfehler und Dopplerverschiebung bezieht, kann in einem Speicher oder Speicherelement 236, je nach Wunsch, gespeichert werden.
C. Beispielhafter Gatewaytransceiver
Eine beispielhafte Transceivervorrichtung 300 für die Verwendung in Gateways 120 und 122 ist in 3 dargestellt. Der Teil des Gateways 120, 122 der in 3 dargestellt ist hat einen oder mehrere Analogempfänger 314, die mit einer Antenne 310 zum Empfangen von Kommunikationssignalen verbunden sind, wobei die Signale dann abwärtskonvertiert, verstärkt und digitalisiert werden mittels verschiedener Schemata, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Mehrere Antennen 310 werden in einigen Kommunikationssystemen verwendet. Digitalisierte Signale, die vom Analogempfänger 314 ausgegeben werden, werden als Eingaben an zumindest ein Digitalempfängermodul vorgesehen, was durch die gestrichelten Linien im Allgemeinen bei 324 angezeigt ist.
Jedes Digitalempfängermodul 324 entspricht Signalverarbeitungselementen, die verwendet werden um Kommunikationen zwischen einem Gateway 120, 122 und einem Benutzerterminal 124, 126 zu handhaben, obwohl bestimmte Variationen auf dem Fachgebiet bekannt sind. Ein Analogempfänger 314 kann Eingaben an viele Digitalempfängermodule 324 vorsehen und eine Anzahl von solchen Modulen wird oft in Gateways 120, 122 verwendet, um alle Satellitenstrahlen und mögliche Diversity-Modussignale, die zu einem gegebenen Zeitpunkt gehandelt werden, aufzunehmen. Jedes Digitalempfängermodul 324 hat einen oder mehrere Digitaldatenempfänger 316 und einen Suchempfänger 318. Der Such- bzw. Sucherempfänger 318 sucht im Allgemeinen nach geeigneten Diversity-Modi von Signalen mit der Ausnahme von Pilotsignalen. Wo dies in dem Kommunikationssystem implementiert ist, werden mehrere Digitaldatenempfänger 316A–316N verwendet für den Diversity-Signalempfang.
Die Ausgaben von Digitaldatenempfänger 316 werden an nachfolgende Basisbandverarbeitungselemente 322 geliefert, die eine Vorrichtung, die auf dem Fachgebiet bekannt ist, aufweist und nicht in größerem Detail hier dargestellt wird. Eine beispielhafte Basisbandvorrichtung enthält Diversity-Kombinierer und Decodierer um Mehrwegesignale in eine Ausgabe für jeden Benutzer zu kombinieren. Eine beispielhafte Basisbandvorrichtung enthält außerdem Inter face-Schaltungen bzw. Schnittstellenschaltungen zum Vorsehen von Ausgabedaten an einen digitalen Switch oder Netzwerk. Eine Vielzahl von anderen bekannten Elementen, wie z.B. Vocodern, Datenmodems und digitale Datenschalt- und Speicherkomponenten, wobei die Elemente nicht hierauf beschränkt sind, können einen Teil der Basisbandverarbeitungselemente 322 bilden. Diese Elemente operieren zur Steuerung oder zum Anweisen des Transfers von Datensignalen zu einem oder mehreren Sendemodulen 334.
Signale, die zu Benutzerterminals gesendet werden sollen werden jeweils an ein oder mehrere geeignete Sendemodule 334 gekoppelt. Ein herkömmliches Gateway verwendet eine Anzahl von solchen Sendemodulen 334 um einen Dienst an viele Benutzerterminals 124, 126 gleichzeitig zu senden und für verschiedene Satelliten und Strahlen gleichzeitig. Die Anzahl von Sendemodulen 334, die von Gateway 120, 122 verwendet werden, wird durch Faktoren, die auf Fachgebiet bekannt sind, bestimmt, und zwar inklusive Systemkomplexität, Anzahl von Satelliten im Sichtfeld, Benutzerkapazität, Grad der gewählten Diversity, und Ähnlichem.
Jedes Sendemodul 334 enthält einen Sendemodulator 326, der Daten für die Übertragung spreizspektrummoduliert. Sendemodulator 326 hat einen Ausgang, der an Digitalsendeleistungssteuerelement 328 gekoppelt ist, und zwar zu Steuerung der Sendeleistung, die für das abgehende Digitalsignal verwendet wird. Digitalsendeleistungssteuerelement 328 legt einen minimalen Leistungspegel an zum Zwecke der Interferenzreduzierung und Ressourcenzuordnung, legt jedoch geeignete Leistungspegel an, wenn dies benötigt wird, um hinsichtlich der Dämpfung in dem Übertragungsweg oder aufgrund von anderen Pfadtransfercharakteristiken zu kompensieren. Zumindest ein PN-Generator 332 wird durch Sendemodulator 326 im Spreizen der Signale verwendet. Diese Codegenerierung kann außerdem einen funktionellen Teil von einem oder mehreren Steuerprozessoren oder Speicherelementen, die im Gateway 122, 124 verwendet werden, bilden.
Die Ausgabe des Sendeleistungssteuerelements 328 wird an einen Summierer 336 transferiert, wo sie mit den Ausgaben von anderen Sendemodulen summiert wird. Solche Ausgaben sind Signale für die Übertragung zu anderen Benutzerterminals 124, 126 auf derselben Frequenz und innerhalb desselben Strahles, wie die Ausgabe des Sendeleistungssteuerelements 328. Die Ausgabe des Summierers 336 wird an einen Analogsender 338 für die Digital-zu-Analog-Umwandlung, Umwandlung auf die geeignete HF-Trägerfrequenz, zur weiteren Verstärkung und zur Ausgabe an eine oder mehrere Antennen 340 für das Abstrahlen an Benutzerterminals 124, 126 vorgesehen. Antennen 310 und 340 können dieselben Antennen sein in Abhängigkeit von der Komplexität und Konfiguration des Systems.
Zumindest ein Gateway-Steuerprozessor 320 ist an Empfängermodule 324, Sendemodule 334 und Basisbandschaltung 322 gekoppelt; diese Einheiten können physisch voneinander separat sein. Steuerprozessor 320 liefert Befehls- und Steuersignale um Funktionen wie zum Beispiel (jedoch nicht hierauf beschränkt) Signalverarbeitung, Timing-Signalgenerierung, Leistungssteuerung, Handoff-Steuerung, Diversity-Kombinierung und Systeminterfacing zu bewirken. Zusätzlich weist Steuerprozessor 320 PN-Spreizcodes, Orthogonalcodesequenzen und spezifische Sender und Empfänger zur Verwendung in den Benutzerkommunikationen zu.
Steuerprozessor 320 steuert außerdem die Generierung und die Leistung von Pilot-, Synchronisations- und Paging-Kanal-Signalen und deren Kopplung an Sendeleistungssteuerelement 328. Der Pilotkanal ist einfach ein Signal, das nicht mit Daten moduliert wird, und kann ein sich wiederholendes, nicht veränderndes Muster oder eine nicht-variierende Rahmenstrukturart (Muster) oder eine Tonart, die an Sendemodulator 326 eingegeben wird, verwenden. D.h. die orthogonale Funktion, Walsh-Code, die verwendet wird um den Kanal für das Pilotsignal zu bilden, hat im allgemeinen einen konstanten Wert, wie zum Beispiel nur 1en oder nur 0en oder ein bekanntes sich wiederholendes Muster, wie zum Beispiel ein strukturiertes Muster von zwischenverteilten 1en und 0en. Wenn, was normalerweise der Fall ist, der verwendete Walsh-Code nur 0en-Code ist, resultiert dies im Endeffekt im Senden nur des PN-Spreizcodes, der vom PN-Generator 332 angelegt wird.
Während der Steuerprozessor 320 direkt an die Elemente eines Moduls gekoppelt sein kann, wie zum Beispiel Sendemodul 324 oder Empfangsmodul 334, weist jedes Modul im Allgemeinen einen modulspezifischen Prozessor, wie z.B. Sendeprozessor 330 oder Empfangsprozessor 321 auf, der die Elemente des Moduls steuert. Somit ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Steuerprozessor 320 an Sendeprozessor 330 und Empfangsprozessor 321, wie es in 3 gezeigt ist, gekoppelt. Auf diese Art und Weise kann ein einzelner Steuerprozessor 320 die Operationen einer großen Anzahl von Modulen und Ressourcen effizienter steuern. Sendeprozessor 330 steuert die Generierung von und eine Signalleistung für Pilot-, Sync-, Paging-Signale, Verkehrskanalsignale und jegliche anderen Kanalsignale und deren jeweilige Kopplung an Leistungssteuerelement 328. Der Empfängerprozessor 321 steuert das Suchen, die PN-Spreizcodes für die Demodulation und das Überwachen der empfangenen Leistung.
Bei bestimmten Operationen, wie z.B. der gemeinsamen Ressourcenleistungssteuerung (shared resource power control), empfangen die Gateways 120 und 122 Informationen, wie zum Beispiel empfangene Signalstärke, Frequenzmessungen oder andere empfangene Signalparameter von Benutzerterminals in Kommunikationssignalen. Diese Information kann von den demodulierten Ausgaben des Datenempfängers 316 durch Empfangsprozessor 321 abgeleitet bzw. hergeleitet werden. Alternativ kann diese Information detektiert werden, wenn sie an vordefinierten Orten in den Signalen, die vom Steuerprozessor 320 überwacht werden, auftreten oder aber auch durch Empfangsprozessor 321, und kann an Steuerprozessor 320 transferiert werden. Steuerprozessor 320 verwendet diese Information um das Timing und die Frequenz der Signale zu steuern, die zur Verwendung von Sendeleistungssteuerelementen 328 und Analogsendern 338 gesendet und verarbeitet werden.
D. Beispielhafte Kommunikationsverbindungen
4 sieht zusätzliche Details für die Kommunikation zwischen Gateway 122 und Benutzerterminal 124 des Kommunikationssystems 100 vor. Kommunikationsverbindungen zwischen Benutzerterminal 124 und Satellit 126 werden im Allgemeinen als Benutzerverbindungen bezeichnet und die Verbindungen zwischen Gateway 122 und Satellit 116 werden im Allgemeinen als Feeder-Verbindungen bezeichnet. Kommunikationen laufen in einer "Vorwärts"-Richtung vom Gateway 122 auf Vorwärts-Feeder-Verbindung 460 voran und dann herunter vom Satelliten 116 zum Benutzerterminal 124 auf Vorwärtsbenutzerverbindung 462. In einer "Rückkehr"- oder "Rückwärts"-Richtung läuft Kommunikation vom Benutzerterminal 124 zum Satellit 116 auf Rückwärtsbenutzerverbindung 464 ab und dann herunter vom Satelliten 116 zum Gateway 122 auf Rückwärts-Feeder-Verbindung 466.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird Information vom Gateway 122 auf Vorwärtsverbindungen 460, 462 unter Verwendung von Frequenztrennung und Polarisationsmultiplexing gesendet. Das verwendete Frequenzband wird in eine vorbestimmte Anzahl von Frequenz-"Beams" aufgeteilt. Zum Beispiel wird das Frequenzband in acht individuelle 16,5-MHz-Strahlen unter Verwendung einer rechtsdrehenden Kreispolarisation (RHCP = right hand circular polarization) und 8 individuelle 16,5-MHz-Strahlen zur Verwendung einer linksdrehenden Kreispolarisation (LHCP = left hand circular polarization) aufgeteilt. Diese Frequenz-"Strahlen" werden weiter auf einer vorbestimmen Anzahl von frequenzgetrennten, gemultiplexten bzw. FDM-"Teilstrahlen" gebildet (FDM = frequency division multiplexed). Die individuellen 16,5-MHz-Strahlen können zum Beispiel wiederum zusammengesetzt sein aus bis zu 13 FDM-"Teilstrahlen", die jeweils eine 1,23-MHz-Bandbreite haben.
E. Beispielhafte Teilstrahl- bzw. Subbeam-Struktur
Jeder FDM-Teilstrahl kann mehrere Walsh-Kanäle (auf die auch als orthogonale Kanäle Bezug genommen wird) enthalten. 5 stellt einen beispielhaf ten Teilstrahl 500 mit 64 Walsh-Kanälen 502–508 dar. Wie es in 5 gezeigt ist, beinhaltet der beispielhafte Teilstrahl 500 einen Pilotkanal 502, einen Sync-Kanal 504, sieben Paging-Kanäle 506(1)–(7), und fünfundfünfzig Verkehrskanäle 508(1)–(55) für insgesamt vierundsechzig orthogonale Kanäle. Der Fachmann wird leicht erkennen, dass eine andere Anzahl von Kanälen verwendet werden kann, wie zum Beispiel weniger oder mehr Paging-Kanäle oder eine kleinere oder größere Anzahl von Gesamtkanälen. Zum Beispiel verlangen einige Kommunikationssystemkonstruktionen nach der Verwendung von Codes mit 128 Codechips oder binären Elementen, was in 128 orthogonalen Kanälen resultiert, was W_i ¹²⁸ in dem unten folgenden Beispiel wäre.
Pilotkanal 502 wird vom Benutzerterminal 124 neben anderen Dingen dazu verwendet, einen Teilstrahl (CDMA-Träger) zu akquirieren. Sync-Kanal 504 enthält eine sich wiederholende Sequenz von Information, die Benutzerterminal 124 nach Akquirierung des Pilotkanals 502 lesen kann. Diese sich wiederholende Sequenz von Information wird vom Benutzerterminal 124 dazu verwendet, eine anfängliche Zeitsynchronisation zu akquirieren, was bekannt ist. Sobald Benutzerterminal 124 die Zeitsynchronisation akquiriert hat, passt er sein Timing so an, dass es dem Normalsystemtiming, was im Allgemeinen so bezeichnet wird, entspricht. Benutzerterminal 124 bestimmt dann einen oder mehrere zugewiesene Paging-Kanäle 506 und überwacht diese hinsichtlich von Paging-Kanal-Nachrichten, die von einem Gateway gesendet werden.
Paging-Kanal-Nachrichten übermitteln Information von einem Gateway zu einem Benutzerterminal. In Zusammenhang mit dem vorliegenden Beispiel gibt es mindestens fünf Haupttypen von Paging-Kanal-Nachrichten. Diese Haupttypen von Nachrichten beinhalten Overhead-Nachrichten, Paging-Nachrichten, Auftragsnachrichten, Kanalzuweisungsnachrichten und Nachrichten des Short Message Services (SMS). Overhead-Nachrichten werden verwendet für die Konfigurierung des Systems. Paging-Nachrichten werden normalerweise gesendet wenn ein Gateway einen Anruf oder Anfrage nach einer Verbindung mit einem Benutzerterminal empfängt und es erwünscht wird, eine Antwort von dem Benutzerterminal zu erhalten. Auftragsnachrichten werden verwendet um ein bestimmtes Benutzerterminal durch Transfer von Befehlen zu dem Terminal zu steuern. Zum Beispiel kann eine Auftragsnachricht (order message) verwendet werden um ein fehlerhaftes Benutzerterminal zu verriegeln bzw. vom Senden abzuhalten. Kanalzuweisungsnachrichten erlauben es einem Gateway eine Paging-Kanal-Zuweisung für einen Benutzerterminal zu ändern und einem Benutzerterminal einen von fünfundfünfzig Verkehrskanälen 508 zuzuweisen. Schlussendlich erlauben es SMS-Nachrichten den Gateways, kurze digitale Nachrichten zu einem Benutzerterminal zu übermitteln um Information dem Benutzer zu präsentieren, wie zum Beispiel durch Anzeigen dieser auf einer Anzeige um ein Lesen zu ermöglichen. Solche Nachrichten werden für visuelle Paging-Nachrichten verwendet, wie in herkömmlichen Pagern, um einen kurzen Hinweis hinsichtlich des System-Status oder anderer Information, wie zum Beispiel Nachrichten, Businessnachrichten oder Sportdaten vorzusehen. Der Transfer von dieser Art von Nachrichten ist eine wichtige Überlegung bei der Entscheidung zur Implementierung eines Modus für ein weitreichendes Paging.
Ein Verkehrskanal 508 wird zugewiesen, wenn eine Kommunikationsverbindung beantragt wird (z.B. wenn ein Anruf platziert wird). Ein Messaging zwischen einem Benutzerterminal und einem Gateway 122 während eines herkömmlichen Telefonanrufs findet durch einen Verkehrskanal 508 statt.
Herkömmlicherweise werden der Pilotkanal 502, der Sync-Kanal 504 und bis zu sieben Paging-Kanäle 506 und die fünfundfünfzig Verkehrskanäle 508 mittels Verwendung eines Satzes von einmaligen orthogonalen Walsh-Sequenzen, die mit W_i ⁶⁴ bezeichnet werden, generiert (wobei i der Index der Walsh-Sequenz und 64 die Sequenzlänge der allgemeinen Form W_i ^m ist). Im Speziellen wird der Pilotkanal 502 normalerweise unter Verwendung von Walsh-Sequenz W₀ ⁶⁴ gebildet, ein Sync-Kanal kann geformt werden unter Verwendung von Walsh-Sequenz W₁ ⁶⁴, Paging-Kanäle 506(1)–506(7) können geformt werden durch die jeweiligen Walsh-Sequenzen W₂ ⁶⁴–W₈ ⁶⁴ und Verkehrskanäle 508(1)–508(55) können geformt werden unter Verwendung der jeweiligen Walsh-Sequenzen W₉ ⁶⁴–W₆₃ ⁶⁴. Wiederum wird der Fachmann leicht erkennen, dass die Lehren der Erfindung ebenfalls auf Anwendungen mit längeren Orthogonalcodes, wie z.B. W_i ¹²⁸, angewendet werden kann, was in mehr Kanälen die zur Verfügung stehen resultiert und die Erfindung auch auf Sätze von orthogonalen binären Codes, die nicht streng genommen als Walsh-Sequenzen definiert sind, angewendet werden kann.
Jede der einmaligen Walsh-Sequenzen W₀ ⁶⁴–W₆₃ ⁶⁴ sind orthogonal zueinander. Um Daten auf einem bestimmten Walsh-Kanal zu senden werden die Daten durch die Walsh-Sequenz, die zum Bilden des bestimmten Walsh-Kanals verwendet wird, abgedeckt und kanalisiert, d.h. mit der Walsh-Sequenz kombiniert oder moduliert. Um zum Beispiel einen Page oder Paging-Information oder Daten über den Paging-Kanal 506(1) zu senden, wird der Page zuerst unter Verwendung von Walsh-Sequenz W₂ ⁶⁴ abgedeckt oder kanalisiert. Ähnlich um über Verkehrskanal 508(3) zu senden muss der Verkehr zuerst durch Walsh-Sequenz W₁₁ ⁶⁴ abgedeckt werden und so weiter für jeden jeweiligen Kanal. Ein Pilotkanal 502 wird durch Walsh-Sequenz W₀ ⁶⁴ abgedeckt, der im Endeffekt keine Modulation vorsieht.
III. Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unten im Detail diskutiert. Während spezifische Schritte, Konfigurationen und Anordnungen diskutiert werden sei anzumerken, dass dies nur zu Zwecken der Darstellung geschieht. Ein Fachmann wird andere Schritte, Konfigurationen und Anordnungen erkennen, die verwendet werden können, ohne dabei den Sinn und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung könnte ihre Verwendung in einer Vielzahl von drahtlosen Informations- und Kommunikationssystemen finden, inklusive solcher, die für Positionsbestimmungen gedacht sind.
Wie es oben diskutiert wurde, erfährt ein Benutzerterminal Probleme hinsichtlich des Empfangs von Paging-Kanal-Nachrichten wenn das Benutzerterminal innerhalb eines Gebäudes ist und nicht in der Nähe einer nach außen gerich teten Öffnung, wie zum Beispiel Tür oder Fenster angeordnet ist, oder wenn das Terminal anderweitig von einer Struktur oder physischem Material oder Objekten, wie Bäumen, die dazu tendieren Signale zu blockieren oder zu dämpfen, abgedeckt oder umgeben ist. In solch einer Situation gibt es typischerweise mindestens 20 bis 30 dB Signaldämpfung. Eine Lösung, die bereits diskutiert wurde, ist das einfache Erhöhen der Leistung einer der Paging-Kanäle 506, wie zum Beispiel Paging-Kanal 506(1) und Vorsehen, dass Benutzerterminals den Paging-Kanal auf einer vorbestimmten Basis hin überwachen. Das Problem bei diesem Ansatz ist es, dass die Leistung so erhöht werden müsste, dass PFD-Limits überschritten werden würden, was nicht akzeptabel ist. Eine bevorzugte Lösung ist das Senken der Datenrate auf einem der Paging-Kanäle 506, zum Beispiel Paging-Kanal 506(1) von der herkömmlichen Datenrate (4800 bps oder 9600 bps) auf eine sehr niedrige Datenrate (z.B. 10 bps oder weniger), während der herkömmliche Leistungspegel beibehalten wird. Gleichzeitig wird die Integrierperiode, die für den Empfang eines solchen Paging-Signals verwendet wird, erhöht, um das Sammeln von zusätzlicher Signalenergie zu ermöglichen. Dies ermöglicht es dem Paging-Kanal 506(1) erfolgreich mehrere Dutzend (tens) von Paging-Kanal-Nachrichten pro Stunde an ein Benutzerterminal auszuliefern, die sich z.B. in einem Gebäude befinden, wobei der Zugriffsausbreitungsverlust, den es zu überwinden gilt, im Bereich von 20 bis 30 dB liegt. Weiterhin ermöglicht dies den Hauptanteil der Leistung der Teilstrahlen 500 für Verkehrskanäle 508 zu verwenden.
Die Lösung des Verwendens einer sehr niedrigen Datenrate auf einem der Paging-Kanäle, wie z.B. Paging-Kanal 506(1) verlangt jedoch, dass einer der Orthogonalcodes oder Walsh-Sequenzen, der diesem Kanal zugewiesen ist, verwendet wird. Um die Systemkapazität beizubehalten und nicht die Verwendung eines Paging-Kanals für eine begrenzte Anzahl von Benutzern innerhalb von Abdeckungsbereichen mit hoher Dämpfung zu verlieren, wurde ein neuer Ansatz zur Verwendung eines viel längeren Orthogonalcodes im Vergleich zu dem, der herkömmlich für das Bilden eines Paging-Kanals eingesetzt wird, implementiert. Wie oben diskutiert wurde werden Paging-Kanäle 506(1)–506(7) und jeder der anderen Walsh-Kanäle, die Teilstrahl 500 bilden, her kömmlich unter Verwendung eines Satzes von Walsh-Sequenzen, von denen jeder eine Länge "m" von vierundsechzig (64) Chips oder einhundertachtundzwanzig (128) Chips besitzen, gebildet wird. Solch eine Codesequenzlänge kann für weitreichendes Paging verwendet werden und der Code verbleibt orthogonal zu den anderen Kanalcodes, die in einigen Kommunikationssystemen Anwendung finden können.
Es gibt jedoch im Allgemeinen einen Wunsch danach, mehrere weitreichende Paging-Kanäle entweder vorzusehen oder dahingehend aus Gründen einer dynamischen Erweiterung zu planen, und zwar für eine Verwendung in Dienstbereichen, in denen eine große Anzahl von Benutzerterminals erwartungsgemäß eine erhöhte Dämpfung erfahren, was es nützlich macht, mehrere Kanäle für das Paging einer solchen Anzahl von Benutzern vorzusehen. In dieser Situation oder Konfiguration würde das Zuordnen von Coderessourcen an mehrere Kanäle, z.B. um fünf weitreichende Paging-Kanäle vorzusehen, mehrere Codes, hier fünf, der gesamten 64 oder 128 Walsh- oder orthogonalen Codes, die für die Kanäle verwendet werden, verwenden. Dies würde schlussendlich die Systemkapazität hinsichtlich anderer Paging-Kanäle oder Verkehrskanäle opfern. Aber, wenn man mehrere Zusatz-Walsh-Codes (auxiliary Walsh codes) verwendet um die weitreichenden Paging-Kanäle zu bilden, wobei diese von demselben "Root"- bzw. Basis-Walsh-Code abgeleitet werden, wird nur ein Walsh-Code (aus den 64 oder 128 oder einer anderen geeigneten Zahl, die in dem System verwendet wird) verwendet, um die weitreichenden Paging-Kanäle vorzusehen, was mehr Codes für die Verwendung zur Bildung der normalen Paging- oder Verkehrskanäle übrig lässt.
Die vorgeschlagene Technik zieht den Vorteil aus dem existierenden Codegenerierungsprozess und verwendet eine der Walsh-Sequenzen, die herkömmlich zum Bilden eines Paging-Kanals verwendet wird um eine viel längere "Zusatz"-Walsh-Sequenz zu erzeugen und bildet dann einen Paging-Kanal 506 unter Verwendung der längeren Zusatz-Walsh-Sequenz. Zum Beispiel kann man die herkömmliche Walsh-Sequenz (W₂ ⁶⁴) verwenden, die normalerweise für Paging-Kanal 506(1) verwendet wird, um eine viel längere Zusatz-Walsh- Sequenz zu erzeugen und bildet dann einen neuen oder Zusatz-Paging-Kanal unter Verwendung der längeren Zusatz-Walsh-Sequenz.
Wie der Fachmann verstehen wird, kann eine Walsh-Sequenz, die mit W_i ^m bezeichnet ist (wobei i der Index der Walsh-Sequenz und m die Länge der Walsh-Sequenz ist) dazu verwendet werden um N andere Walsh-Sequenzen, worauf im Folgenden als Zusatzsequenzen Bezug genommen wird, zu generieren, wobei jede hiervon eine Länge N·m besitzt, wobei N eine Potenz von 2 ist (d.h, N = 2ⁿ, wobei n eine nichtnegative ganze Zahl ist). Eine Zusatz-Walsh-Sequenz ist eine Walsh-Sequenz, die durch eine N-fache Verknüpfung von W_i ^m gebildet wird, wobei jede Verknüpfung W_i ^m eine unterschiedliche Polarität besitzen kann. Die Sequenz der Polarität (polarity) muss ausgewählt werden, um N zusätzliche orthogonale Walsh-Sequenzen der Länge N·m zu generieren.
Wenn N gleich 4 als ein Beispiel angenommen wird, können die folgenden vier Zusatz-Walsh-Sequenzen der Länge 4·m von W_i ^m gebildet werden: Wi m Wi m Wi m Wi m; (1) W i m Wi m W i m Wi m; (2) W i m W i m Wi m Wi m; (3) und Wi m W i m W i m Wi m;. (4)wobei W _i ^m das logische Komplement von W_i ^m bezeichnet, d.h. W _i ^m= –W_i ^m und W_i ¹ = 1.
Jede der N·m Zusatz-Walsh-Sequenzen, die von W_i ^m generiert werden ist orthogonal zu allen anderen Walsh-Sequenzen der Länge m mit der Ausnahme der Walsh-Sequenz W_i ^m und sind orthogonal zueinander.
Als Folge hieraus können N Zusatz-Walsh-Sequenzen der Länge N·64 aus der Walsh-Sequenz W₂ ⁶⁴ gebildet werden. Weiterhin ist jede der N Zusatz-Walsh-Sequenzen, die von Walsh-Sequenz W₂ ⁶⁴ gebildet wird orthogonal zueinander und alle Kanäle, die aus der Verwendung dieser Sequenzen resultieren sind orthogonal zu den anderen Kanälen inklusive solcher, die unter Verwendung von anderen Walsh-Sequenzen W_j ⁶⁴ (j ≠ 2) gebildet werden. Bevorzugter Weise wird N als 1024 gewählt, was 124 Zusatz-Walsh-Sequenzen der Länge 65536 (1024·64 = 65536) ergibt. Eine jede dieser 1024 Zusatz-Walsh-Sequenzen kann generiert oder geformt werden von dem Code, der ursprünglich für einen Paging-Kanal, wie zum Beispiel 506(1) verwendet wurde. Der Fachmann wird erkennen, dass N auf einen anderen Wert, je nach Wunsch, eingestellt werden kann genauso wie es möglich ist, andere Längen für die orthogonalen Codes zu wählen.
Die Generierung einer von 1024 Zusatz-Walsh-Sequenzen der Länge 65538 mit oder ausgehend von der Sequenz, die anderen Falls für das Bilden des Paging-Kanals 506(1) verwendet wird, erlaubt es, die Datenrate für den Paging-Kanal 506(1) von der herkömmlichen Datenrate von 4800 bps oder 9600 bps auf eine Datenrate von 10 bps oder weniger zu senken, während orthogonale (Walsh-)Codes "eingespart" werden. Insbesondere ermöglicht das Verwenden einer Walsh-Sequenz der Länge 65536 für das Bilden eines Paging-Kanals 506(1), dass Paging-Kanal 506(1) eine Datenrate, die bis auf 9,375 Bits pro Sekunde heruntergeht, unterstützt. Dies gelingt aufgrund der Tatsache, dass jedes Datenbit über eine längere Zeitperiode auf einem bestimmten Leistungspegel gesendet wird und die Signalempfangsschaltung eingestellt ist mehr Energie pro Bit in dem ankommenden Signal zu akkumulieren. Dies erhöht die Fähigkeit sich erfolgreich mit dem Paging-Signal zu korrelieren und es zu demodulieren, und zwar beim Vorliegen einer Dämpfung.
Wie oben diskutiert wurde, ermöglicht das Absenken der Datenrate des Paging-Kanals 506(1) auf 10 bps oder weniger, während derselbe Leistungsbetrag, der herkömmlich verwendet wird, annähernd verwendet wird, dass Pa ging-Kanal 506(1) Paging-Kanal-Nachrichten an einen Benutzer liefert, der sich in einem Gebäude befindet, wo der übermäßige Ausbreitungsverlust, den es zu überwinden gilt, im Bereich von 20 bis 30 dB liegt.
Zusätzlich zum Kombinieren von einer der 1024 Zusatz-Walsh-Sequenzen mit Daten, die für Paging-Kanal 506(1) verwendet werden, kann eine der anderen 1024 Zusatz-Walsh-Sequenzen verwendet werden um einen Zusatz-Sync- oder Synchronisationskanal zu erzeugen, und zwar zusätzlich zu Pilotkanal 502 und Sync-Kanal 504. Wenn dem Zusatz-Sync-Kanal derselbe Leistungspegel wie Sync-Kanal 504 gegeben wird, dann ist der Zusatz-Sync-Kanal in der Lage, eine 20–30 dB Dämpfung zu überwinden und somit in Gebäude oder andere ähnliche Hindernisse einzudringen. Dies sieht eine geeignete Timing-Referenz zur Verwendung in der Akquirierung und Demodulierung der weitreichenden Paging-Signale vor. Ein Zusatzpilotkanal, obwohl er nicht verlangt wird, kann ebenfalls je nach Wunsch verwendet werden. Hierfür kann eine der 1024 Zusatz-Walsh-Sequenzen verwendet werden um einen Zusatzpilotkanal zusätzlich zu dem Pilotkanal 502 vorzusehen.
6 stellt einen Teilstrahl 600 mit einer Signalstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Wie Teilstrahl 500 beinhaltet Teilstrahl 600 einen Pilotkanal 602, einen Sync-Kanal 604, bis zu sieben Paging-Kanäle 606(1)–(7) inklusive einem Zusatz-Paging-Kanal 606(1) und 55 Verkehrskanäle 608(1)–(55). Der Orthogonalcode (606(1)), der verwendet wird um einen Zusatz-Paging-Kanal 606(1) oder 606(1₁) zu erzeugen kann ebenfalls verwendet werden um bis zu 1024 oder mehr Zusatzorthogonal- bzw. -Walsh-Codes zu erzeugen, die verwendet werden können für einen Zusatzpilotkanal (wenn erwünscht), weitere Zusatz-Sync- und mehrere Zusatz-Paging-Kanäle. Dies ist in 6 gezeigt, wobei Teilstrahl 600 einen Zusatzpilotkanal 603, Zusatz-Sync-Kanal 605 und einen oder mehrere Zusatz-Paging-Kanäle 606(1₁) bis 606(1_N) enthält. Wie zuvor können längere oder kürzere orthogonale Sequenzen je nach Wunsch verwendet werden, und zwar gemäß der spezifischen Kommunikationssystemkonstruktion, was bekannter Weise in einer unterschiedlichen Anzahl von Kanälen resultiert.
In einem Ausführungsbeispiel wird Pilotkanal 602 unter Verwendung von Walsh-Sequenz W₀ ⁶⁴ generiert oder geformt, Sync-Kanal 604 unter Verwendung von Walsh-Sequenz W₁ ⁶⁴ gebildet, Paging-Kanäle 606(2)–606(8) unter Verwendung von Walsh-Sequenzen W₃ ⁶⁴–W₈ ⁶⁴ gebildet und Verkehrskanäle 608(1)–608(55) gebildet unter Verwendung von Walsh-Sequenzen W₉ ⁶⁴–W₆₃ ⁶⁴. In diesem Ausführungsbeispiel wird Zusatz-Paging-Kanal 606(1) oder 606(1₁) unter Verwendung von einer der 1024 Zusatz-Walsh-Sequenzen der Länge 65536 gebildet, die von Walsh-Sequenz W₂ ⁶⁴, wie oben beschrieben, gebildet wird. Weiterhin wird Zusatz-Sync-Kanal 605 unter Verwendung einer weiteren Sequenz der 1024 Zusatz-Walsh-Sequenzen, die von Walsh-Sequenz W₂ ⁶⁴ gebildet werden, erzeugt bzw. gebildet.
Bevorzugter Weise wird die Datenrate auf dem Zusatz-Paging-Kanal 606(1) auf 10 bps oder weniger gesetzt im Gegensatz zu den herkömmlichen Datenraten von 4800 bps und 9600 bps. Mit dieser Konfiguration sind Daten, die auf dem Zusatz-Sync-Kanal 605 und Zusatz-Paging-Kanal 606(1) gesendet werden in der Lage, in eine Struktur (z.B. ein Gebäude) einzudringen, wenn der übermäßige Ausbreitungsverlust im Bereich von 30 dB oder weniger liegt, und zwar aufgrund der erhöhten Energie, die pro Bit von längeren Signalintegrierungszeiten eingefangen wird. Als Folge hiervon können Pages, die über Zusatz-Paging-Kanäle 606(1) oder 606(1₁) gesendet werden, durch ein Benutzerterminal empfangen werden unabhängig davon, ob sich das Benutzerterminal in einem Gebäude befindet oder nicht.
Da Satelliten 116, 118 sich nicht in geo-synchronen Erdumlaufbahnen befinden verschlimmert das Absinken der Datenrate auf Zusatz-Paging-Kanal 606(1) auf 10 bps oder weniger den Dopplereffekt. D.h. umso niedriger die Datentransferrate, umso höher ist der Einfluss von Dopplerfrequenzverschiebungen und Phasenveränderungen. Die längere Bitperiode bei der niedrigeren Frequenz bedeutet, dass die resultierende Dopplerveränderung und Phasenveränderung über jedes Bit größer ist als im Vergleich zu höheren Frequenzen. Zum Beispiel ist die Dopplerveränderung und die Phasenveränderung aufgrund von Doppler die während eines (1) Bit beim Empfang von Signalen mit 10 bps auftreten, 1000mal größer als wenn dieselben Signale mit 10000 bps empfangen werden. Dies resultiert in einer Unfähigkeit, oder zumindest in einer schlechteren Fähigkeit, einen kohärenten Signalempfang auszuführen, der normalerweise in Kommunikationssystemen, die ein Pilotsignal verwenden, eingesetzt wird. Der Betrag des Dopplers muss verfolgt werden und auf andere Weise kompensiert werden, um ein geeignetes Signaltiming für die Korrelation und die Erfassung zu ermöglichen.
Techniken können verwendet werden um den gestiegenen Einfluss des Dopplers bei niedrigeren Frequenzen zu kompensieren, und zwei solche Techniken werden im Folgenden diskutiert. In der ersten Technik stellt es tatsächlich weniger ein Problem dar, da die UT-Schaltung (UT = user terminal) effektiv auf den Doppler verriegelt wird, bevor sie den Empfang mit der 10-bps-Rate beginnt. In der zweiten vorgeschlagenen Technik wird die UT ein geschaltet, wenn man sich bereits in dem Gebäude oder dem Gebiet der Dämpfung befindet, und sie muss nach einem Pilot unter Verwendung von einer relativ langen (1000mal so lang) Integrationszeit nach einem Pilot suchen. Ohne eine relativ gute Vorstellung von dem Dopplerwert zu haben ist es relativ unwahrscheinlich, dass die UT die Pilot- oder Sync-Signale findet oder akquiriert.
Die erste Technik verlangt, dass ein Benutzerterminal angeschaltet ist während es nicht behindert oder eingeschränkt wird. Als nächstes wird das Benutzerterminal dann in dem Modus für weitreichendes Paging bzw. für das "Deep-Paging" gesetzt, und zwar gerade bevor das Benutzerterminal ein Gebäude betritt oder es anderweitig behindert wird. Das Platzieren eines Benutzerterminals in einen Modus für weitreichendes Paging bedeutet, dass das Benutzerterminal den regulären oder Zusatzpilotkanal 603 unter Verwendung einer erhöhten Integrationsperiode oder Zeit überwacht, den regulären oder Zusatz-Sync-Kanal 605 überwacht und ebenfalls den Paging-Kanal mit niedriger Datenrate (Zusatz-Paging-Kanal 606(1)) überwacht. Bevorzugter Weise wird eine Integrations- bzw. Intergrierzeit verwendet, die in der Größenordnung von dem 1000fachen länger ist als die, die normalerweise verwendet wird (im Vergleich zu regulären Pilot-Paging-Verkehrssignalen usw.). Wenn das Benutzerterminal das Gebäude betritt verfolgt das Benutzerterminal automatisch den Doppler basierend auf dem Kanal mit niedriger Datenrate und erlaubt somit, unter Verwendung einer längeren Integrationszeit, das Erfassen bzw. das Tracking bei großen Pfaddämpfungen. Daher ist ein UT in der Lage, Paging-Nachrichten auf dem Paging-Kanal mit niedriger Datenrate zu empfangen, solange die Dämpfung nicht 30 dB überschreitet. Der einzige Nachteil dieser Technik ist, dass ein Benutzer daran denken muss, den Modus für weitreichendes Paging zu aktivieren, bevor der Benutzer ein Gebäude betritt oder das Benutzerterminal muss automatisch die Signaldämpfung detektieren und dann automatisch in den Modus für weitreichendes Paging schalten.
Die zweite Technik ist im Allgemeinen teurer oder verwendet mehr Schaltungselemente für die Implementierung im Vergleich zu der ersten Technik, verlangt jedoch nicht dass das Benutzerterminal in einen Modus für weitreichendes Paging versetzt wird, bevor das Benutzerterminal ein Gebäude oder ein anderes Gebiet mit schwerer Dämpfung bzw. Abschwächung betritt. Tatsächlich funktioniert die zweite Technik sogar dann, wenn das Benutzerterminal angeschaltet ist während das Benutzerterminal sich bereits innerhalb des Gebiets der Dämpfung, wie z.B. innerhalb eines Gebäudes, befindet. Die zweite Technik verlangt, dass ein Benutzerterminal Ephemeris-Nachrichten, die von einem Gateway während des normalen Modus gesendet werden, empfängt und speichert. Durch Empfangen und Speichern von Ephemeris-Nachrichten bzw. -Mitteilungen wird das Benutzerterminal die erwarteten Dopplerfrequenzverschiebungen für die verschiedenen Satelliten und deren zeitliche Entwicklung wissen oder kann sie bestimmen.
Um die zweite Technik zu verwenden muss das Benutzerterminal ebenfalls seine Position bzw. Standort kennen. Es ist im Allgemeinen ausreichend für ein Benutzerterminal eine Position zu speichern, wenn es sich bei einem Gateway registriert und die letzte gespeicherte Position zu verwenden wenn ansonsten eine neue Position nicht zu Verfügung steht. Alternativ kann die Position des Benutzerterminals bestimmt werden, wenn das Benutzerterminal mit einem Empfänger des Global Positioning Systems (GPS) ausgestattet ist, das GPS-Signale akquirieren kann, während es innerhalb eines Gebäudes ist. Die GPS-Daten werden dann als eine Startposition verwendet. Das Wissen hinsichtlich seiner Position und das Empfangen und Speichern der Ephemeris-Nachrichten erlaubt es dem Benutzerterminal den Doppler zu bestimmen und zukünftige Werte zu projizieren. Somit ermöglicht die zweite Technik es dem Benutzerterminal angeschaltet zu verbleiben, während es in einem Gebäude ist und ermöglicht es immer noch einen Pilotkanal 600 zu akquirieren.
Während verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden sei anzumerken, dass sie nur als Beispiel präsentiert wurden und nicht als Einschränkungen. Somit sollte die Breite und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht durch die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern sollte vielmehr nur gemäß der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert sein.

Claims

Ein Verfahren für einen weitreichenden Funkruf bzw. Paging mit einer Funkruf- bzw. Paging-Kanal-Nachricht in einem Nachrichtensystem, in dem Nachrichten- bzw. Kommunikationskanäle unter Verwendung eines Satzes von orthogonalen binären Sequenzen einer vorgewählten Länge m erzeugt werden und Daten mit einer minimalen Datenrate von D Bits pro Sekunde übertragen werden, wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind: a) Erzeugen einer zusätzlichen orthogonalen binären Sequenz der Länge Nm aus einem des erwähnten Satzes von orthogonalen Sequenzen, wobei N eine positive ganze Zahl ist, b) Formen von mindestens einem weitreichenden (deep = tiefen) Funkruf bzw. Paging-Kanal unter Verwendung der erwähnten zusätzlichen orthogonalen Sequenz; und c) Übertragen bzw. Senden der erwähnten Paging-Kanal-Nachricht über den erwähnten tiefen oder weitreichenden Paging-Kanal mit einer Datenrate kleiner als D Bits pro Sekunde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Satz von orthogonalen binären Sequenzen ein Satz von Walsh-Sequenzen ist, und wobei die zusätzliche orthogonale Sequenz eine Walsh-Sequenz ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei jede Sequenz des erwähnten Satzes von Walsh-Sequenzen eine Länge von 64 oder weniger besitzt, und wobei die erwähnte zusätzliche Walsh-Sequenz eine Länge größer als oder gleich 128 besitzt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die zusätzliche Walsh-Sequenz eine Länge von 65536 Chips besitzt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei jede Sequenz des erwähnten Satzes von Walsh-Sequenzen eine Länge von 128 oder weniger besitzt, und wo bei die erwähnte zusätzliche Walsh-Sequenz eine Länge größer als oder gleich 256 besitzt.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Datenrate kleiner als 10 Bits pro Sekunde ist.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die zusätzliche Walsh-Sequenz eine Hilfs-Walsh-Sequenz ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ferner der Schritt des Erzeugens von mindestens einer zweiten Hilfsorthogonalsequenz vorgesehen ist, und zwar aus der erwähnten einen Sequenz der erwähnten Vielzahl von orthogonalen Sequenzen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei ferner folgender Schritt vorgesehen ist: Kombinieren von Synchronisationskanalinformation mit der zweiten Hilfsorthogonalsequenz, wodurch ein Hilfssync-Kanal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind: Erzeugung zusätzlicher orthogonaler binärer Sequenzen mit einer Länge Nm aus der erwähnten einen Sequenz des erwähnten Satzes von orthogonalen Sequenzen, wobei N eine positive ganze Zahl ist; und Bilden von zusätzlichen tiefen bzw. weit reichenden Funkruf- bzw. Paging-Kanälen unter Verwendung der erwähnten zusätzlichen orthogonalen Sequenzen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind: Erzeugen zusätzlicher orthogonaler binärer Sequenzen der Länge Nm für andere Sequenzen des erwähnten Satzes von orthogonalen Sequenzen, wobei N eine positive ganze Zahl ist; und Bilden zusätzlicher tiefer bzw. weit reichender Funkruf- bzw. Paging-Kanäle unter Verwendung der erwähnten zusätzlichen orthogonalen Sequenzen.
Ein Nachrichten- bzw. Kommunikationssystem in welchem Nachrichtenkanäle unter Verwendung eines Satzes von orthogonalen binären Sequenzen vorgewählter Länge m erzeugt werden, und Daten mit einer minimalen Datenrate von D Bits pro Sekunde übertragen werden, wobei für weit reichenden oder tiefen Funkruf bzw. Paging mit einer Paging-Kanal-Nachricht das Nachrichtensystem Folgendes aufweist: a) Mittel zur Erzeugung einer zusätzlichen orthogonalen Sequenz der Länge Nm aus einer Sequenz des erwähnten Satzes von orthogonalen Sequenzen, wobei N eine positive ganze Zahl ist, b) Mittel zur Bildung von mindestens einem weitreichenden oder tiefen Funkruf oder Paging-Kanal, unter Verwendung der erwähnten zusätzlichen orthogonalen Sequenz; und c) Mittel zum Übertragen bzw. Senden der Paging-Kanal-Nachricht über den erwähnten weitreichenden Funkrufkanal mit einer Datenrate von weniger als D Bits pro Sekunde.