Управление ресурсами искателя и средства слежения в устройстве беспроводной связи

Управление ресурсами искателя и средства слежения в устройстве беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

I. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к устройствам беспроводной связи (WCD), и более конкретно к такому устройству беспроводной связи (WCD), которое способно взаимодействовать с многими лучами в спутниковой или наземной системе связи.

II. Предшествующий уровень техники

Известная спутниковая система связи использует спутниковые лучи от многих спутников связи для обеспечения взаимодействия посредством сигнала связи между большим числом географически распределенных пользовательских спутниковых терминалов и многих спутниковых наземных станций, называемых шлюзами. В любое заданное время один или более спутниковых лучей от одного или более спутников освещают каждый пользовательский терминал. Типичный пользовательский терминал, также называемый здесь устройством беспроводной связи (WCD), включает в себя конечное число ресурсов средства слежения за спутниковыми лучами, называемых «отводами» приемника. Отводы приемника отслеживают сигналы связи в спутниковых лучах, освещающих устройство беспроводной связи (WCD). В типичном случае отвод отслеживает различные характеристики сигнала связи, такие как уровень энергии, сдвиг частоты, смещение кода расширения спектра, когда сигнал представляет собой сигнал с расширенным спектром, и т.д., для обеспечения возможности для устройства беспроводной связи (WCD) демодулировать и восстанавливать информацию из сигнала связи.

Относительное движение между спутниками и устройством беспроводной связи (WCD) создает динамическую среду, в которой распространяются различные спутниковые лучи, и тем самым освещают WCD с течением времени. Для того чтобы приспособиться к этой динамической среде, желательно для устройства беспроводной связи (WCD) иметь способность распределять и перераспределять конечное число отводов между различными лучами динамически, при помощи чего устройство беспроводной связи (WCD) может поддерживать взаимодействие с системой связи во времени. Другими словами, желательно для устройства беспроводной связи (WCD) быть способным назначать и переназначать различные из отводов различным спутниковым лучам во времени, так чтобы в любое заданное время отводы отслеживали один или более спутниковых лучей, освещающих устройство беспроводной связи (WCD).

Способность отвода отслеживать спутниковый луч успешно, то есть способность отвода отслеживать сигналы в пределах спутникового луча, зависит от энергии луча, когда он принимается на устройстве беспроводной связи (WCD). Например, чем больше энергия луча, тем выше способность указателя отслеживать этот луч успешно. Следовательно, желательно, чтобы устройство беспроводной связи (WCD) распределяло указатели на спутниковые лучи динамически, и так, чтобы максимизировать энергии лучей, доставляемые на отводы.

Сущность изобретения

Особенность настоящего изобретения состоит в управлении ресурсами средства слежения за спутниковым лучом, такими как отводы, в устройстве беспроводной связи (WCD), которое взаимодействует с системой беспроводной связи, такой как система спутниковой связи. Настоящее изобретение распределяет и перераспределяет отводы между различными спутниковыми лучами в системе спутниковой связи динамически, посредством чего устройство беспроводной связи (WCD) может поддерживать взаимодействие с системой спутниковой связи во времени. Другими словами, настоящее изобретение назначает и переназначает различные из отводов разным спутниковым лучам в течение времени, так что в любой заданный момент времени отводы отслеживают один или более «лучших» спутниковых лучей, освещающих устройство беспроводной связи (WCD). Лучшие лучи являются лучшими/самыми простыми лучами для демодуляции, и могут иметь наибольшую энергию лучей, при измерении на устройстве беспроводной связи (WCD). Тем самым, настоящее изобретение распределяет отводы по спутниковым лучам динамически, и таким образом, чтобы попытаться максимизировать энергии лучей, доставляемые на отводы. Это обеспечивает успешное отслеживание луча и демодуляцию, по мере того как различные спутниковые лучи освещают устройство беспроводной связи (WCD) в течение времени.

Настоящее изобретение использует искатель, который работает одновременно с отводами. Искатель включает в себя средство оценки энергии для оценки энергии луча, принятого беспроводным устройством связи (WCD), т.е. освещающего его. Искатель также осуществляет поиск уровней энергии луча, указывающих на присутствие неотслеживаемых лучей, освещающих устройство беспроводной связи (WCD), т.е. лучей, которые не отслеживаются отводами. Искатель является быстрым в том смысле, что он выполняет такие поиски способом, который в целом оптимизирован по скорости. Следовательно, искатель оценивает энергию луча и осуществляет поиск присутствия неотслеживаемых лучей относительно быстро. Тем самым, в то время как отводы отслеживают соответственно назначенные им лучи, настоящее изобретение использует искатель для определения лучших неотслеживаемых (т.е. не назначенных) лучей, которые должны стать отслеживаемыми лучами. Настоящее изобретение использует искатель и логическую схему управления для определения того, какие неотслеживаемые лучи должны стать отслеживаемыми лучами, и когда такие неотслеживаемые лучи должны стать отслеживаемыми лучами. Настоящее изобретение назначает, или альтернативно, переназначает отводы для неотслеживаемых лучей, которые, как было определено, должны стать отслеживаемыми лучами. Настоящее изобретение называют как средство управления отводами и искателем (FSM).

Один вариант осуществления представляет собой способ управления свойствами отслеживания лучей в устройстве беспроводной связи (WCD). Устройство беспроводной связи (WCD) включает в себя множество отводов, которые отслеживают один или более лучей траспондера, каждый из которых исходит от соответствующих одного или более отслеживаемых транспондеров. Транспондеры могут быть спутниками, связанными с системой спутниковой связи, или базовыми станциями, связанными с наземной системой связи. Способ содержит определение энергии искателя отслеживаемого луча для каждого из отслеживаемых лучей и энергии искателя неотслеживаемого луча для каждого из одного или более неотслеживаемых лучей от каждого из отслеживаемых транспондеров. Способ также содержит осуществление попыток определить предпочтительный один из неотслеживаемых лучей, который должен стать отслеживаемым лучом. Это определение осуществляется на основе энергий искателя отслеживаемых лучей и неотслеживаемых лучей. Способ также содержит назначение, или альтернативно, переназначение отвода для предпочтительного неослеживаемого луча, когда попытка определить предпочтительный неотслеживаемый луч является успешной.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой устройство для управления свойствами отслеживания луча в устройстве беспроводной связи (WCD). Устройство основано на варианте осуществления способа, описанном выше. Другие варианты осуществления настоящего изобретения станут очевидны из последующего описания.

Перечень чертежей

Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из подробного описания, представленного ниже, взятого в сочетании с чертежами, на которых используется сквозная нумерация позиций и на которых:

Фиг.1 - пример системы беспроводной связи.

Фиг.2 - иллюстрация примерного набора сигналов связи прямой линии связи, доставляемых на устройство беспроводной связи (WCD), показанное на Фиг.1.

Фиг.3 - структурная диаграмма иллюстративного приемника в устройстве беспроводной связи (WCD), показанном на Фиг.1, выполненного с возможностью обрабатывать сигналы CDMA (множественного доступа с кодовым разделением каналов).

Фиг.4А - структурная диаграмма иллюстративного ресурса отслеживания или отвода, используемых в приемнике, показанном на Фиг.3.

Фиг.4В - структурная диаграмма иллюстративного искателя в приемнике, показанном на Фиг.3.

Фиг.5 - иллюстрация двух примерных окон поиска кода-частоты различного размера, используемых с искателем, показанным на Фиг.4В.

Фиг.6 - иллюстрация примерного сценария работы системы связи, включающей в себя первый, второй и третий соответственно отслеживаемые спутники, каждый в поле зрения приемника, показанного на Фиг.3.

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций иллюстративного способа управления ресурсами искателя и отвода в приемнике, показанном на Фиг.3.

Фиг.8 - блок-схема последовательности операций иллюстративного способа, расширяющего способ, показанный на Фиг.7.

Фиг.9 - блок-схема последовательности операций иллюстративного способа, дополнительно расширяющего способ, показанный на Фиг.7.

Фиг.10 - итоговая блок-схема последовательности операций, соответствующая способам, показанным на Фиг.7,8 и 9.

Фиг.11 - блок-схема последовательности операций иллюстративного способа управления ресурсами искателя и указателя в приемнике, показанном на Фиг.3, в то время как приемник работает в режиме поискового вызова с выделением временных слотов.

Фиг.12 - структурная диаграмма иллюстративных модулей контроллера, используемых для контролирования и управления искателем и множеством отводов приемника, показанного на Фиг.3.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Многообразие систем связи и методик множественного доступа были разработаны для передачи информации большому числу пользователей системы. Однако технологии модуляции с расширенным спектром, такие как используемые в системах связи с множественным доступом с кодовым разделением каналов (CDMA), обеспечивают существенные преимущества по сравнению с другими схемами модуляции, особенно при предоставлении услуг для большого числа пользователей системы связи. Такие технологии раскрыты в Патенте США № 4901307, выданном 13 февраля 1990 г. под названием «Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters» («Система связи множественного доступа с расширенным спектром, использующая спутниковые или наземные повторители»), который включен сюда путем ссылки.

I. Иллюстративная среда связи

Фиг.1 представляет пример системы беспроводной связи. Система 100 связи использует технологии модуляции расширенного спектра при связи с устройствами 126 и 128 беспроводной связи (также называемыми мобильными станциями, пользовательскими терминалами и пользовательским оборудованием). Система 100 связи может использовать технологии модуляции спектра, как установлено в Патенте СЩА № 4901307, упомянутом выше. В наземных системах система 100 связи осуществляет связь с устройствами 126 и 128 беспроводной связи, используя базовые станции (показанные как базовые станции 114 и 116). Системы типа систем сотовой телефонии в больших городах могут иметь много базовых станций 114 и 116, обслуживающих тысячи устройств 126 и 128 беспроводной связи.

В спутниковых системах система 100 связи использует спутниковые повторители (показанные как спутники 118 и 120) и шлюзы системы (показанные как шлюзы 122 и 124) для осуществления связи с устройствами 126 и 128 беспроводной связи. Шлюзы 122 и 124 направляют сигналы связи на устройства 126 и 128 беспроводной связи через спутники 118 и 120.

В этом примере каждая из мобильных станций или устройств 126 и 128 беспроводной связи имеет или содержит устройство или компоненту/устройство беспроводной связи, такие как, но не в ограничительном смысле, сотовый телефон, приемопередатчик данных или устройство передачи (например, компьютер, карманный компьютер, факсимильное устройство) или приемник поискового вызова или приемник для определения местоположения. В типичном случае, такие устройства являются либо ручными, портативными как смонтированные на транспортных средствах (включая машины, грузовики, корабли, поезда или самолеты), либо стационарными, как требуется. Например, Фиг.1. иллюстрирует мобильную станцию 126 как ручное устройство и мобильную станцию 128 как устройство, монтируемое на транспортном средстве. В то время как эти устройства беспроводной связи обсуждаются как мобильные, понятно также, что положения изобретения применимы к стационарным устройствам или другим типам терминалов, где требуются дистанционные беспроводные услуги. Этот последний тип услуг особенно подходит для использования спутниковых повторителей для установления линий связи во многих удаленных регионах мира. Устройства беспроводной связи также называют иногда абонентскими устройствами, мобильными устройствами, мобильными станциями, мобильными радиоприемниками или радиотелефонами, беспроводными устройствами или просто «пользователями», «мобильными телефонами», «абонентами» или «терминалами» в некоторых системах связи, в зависимости от предпочтения.

Для этого примера предполагается, что спутники 118 и 120 обеспечивают множественные лучи в пределах зон обслуживания, которые направлены так, чтобы охватывать отдельные в общем не перекрывающиеся географические регионы. В целом множественные лучи на разных частотах, называемые также каналами CDMA, «под-лучами» или сигналами, мультиплексированными с частотным разделением (FDM), частотными интервалами или каналами, могут быть направлены так, чтобы перекрывать один и тот же регион. Однако легко понять, что покрытие лучей или области обслуживания для различных спутников или диаграммы направленности антенн для наземных узлов сотовой связи, могут перекрываться полностью или частично в данном регионе, в зависимости от конструкции системы связи и типа предлагаемых услуг. Пространственное разнесение может также быть достигнуто между любыми из этих регионов связи или устройств. Например, каждое может обеспечивать услуги различным группам пользователей с различными признаками на разных частотах, или данное мобильное устройство может использовать множественные частоты и/или многих поставщиков услуг, каждый с перекрывающимся географическим покрытием.

Как показано на Фиг.1, система 100 связи в основном использует контроллер системы или коммутационную сеть 112, называемую также офисом коммутации мобильной телефонии (MTSO) в наземных системах и (наземных) центрах управления и контроля (GOCC) для спутниковых систем, которые также осуществляют связь со спутниками. Такие контроллеры в типичном случае включают в себя интерфейс и схемы обработки для обеспечения контроля в масштабе всей системы за базовыми станциями 114 и 116 или шлюзами 122 и 124 по определенным операциям, включающим в себя генерацию псевдошумового кода (PN), назначение и синхронизацию. Контроллер 112 также управляет маршрутизацией линий связи или телефонных вызовов в коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN), и базовыми станциями 114 и 116 или шлюзами 122 и 124, и устройствами 126 и 128 беспроводной связи. Интерфейс коммутируемой телефонной сети общего пользования в целом формирует часть каждого шлюза для прямого подсоединения к таким сетям или линиям связи.

Линии связи, которые подсоединяют контроллер 112 к базовым станциям 114 и 116 или шлюзам 122 и 124 различных систем, могут быть установлены, используя известные технологии, такие как, но не в ограничительном смысле, выделенные телефонные линии, оптоволоконные линии связи, и микроволновые или выделенные линии спутниковой связи.

В то время как только два спутника показаны на Фиг.1, система связи как правило использует множество спутников 118 и 120, движущихся в различных орбитальных плоскостях. Разнообразие многоспутниковых систем связи было предложено, включая такие, которые используют совокупность спутников низкой околоземной орбиты (LEO) для обслуживания большого числа устройств беспроводной связи. Рабочая конфигурация системы 100 использует, по меньшей мере, сорок восемь (48) LEO спутников, распределенных по восьми (8) различным орбитальным плоскостям. Однако специалисты в данной области легко поймут, как положения настоящего изобретения применимы к множеству как наземных, так и спутниковых конфигураций системы.

На Фиг.1 некоторые из возможных трасс прохождения сигнала для линий связи между базовыми станциями 114 и 116 и устройствами 126 и 128 беспроводной связи показаны как линии 130, 132, 134 и 136. Направления стрелок на этих линиях иллюстрируют характерные направления сигналов для данной линии связи, являющейся либо прямой, либо обратной линией связи, и служат в качестве иллюстрации только для целей ясности, а не как какое-либо ограничение реальной структуры сигнала.

Подобным образом, трассы прохождения сигналов для линий связи между шлюзами 122 и 124, спутниковыми повторителями 118 и 120 и устройствами 126 и 128 беспроводной связи показаны как линии 146, 148, 150 и 152 для линий связи от шлюзов к спутнику и как линии 140, 142 и 144 для линий связи от спутника к пользователю. В некоторых конфигурациях может быть также возможным и желательным установить прямые линии связи спутник-спутник, показанные линией 154.

Как будет очевидно для специалиста в данной области, варианты осуществления подходят либо для систем наземного базирования, либо для систем спутникового базирования. Базовые станции и шлюзы иногда используются на условиях взаимозаменяемости в уровне техники, при этом шлюзы воспринимаются как специализированные базовые станции, которые направляют передачу информации через спутники. Подобно под спутником 118 будут совместно подразумеваться спутники 118 и 120, а под устройством 128 беспроводной связи (WCD) будут совместно подразумеваться устройства 126 и 128 беспроводной связи (WCD). В настоящем варианте осуществления спутники 118 и 120 и базовые станции 114 и 116 представляют транспондеры и, как правило, называются транспондерами для формирования лучей, которые освещают устройства беспроводной связи (WCD). Например, лучи, исходящие от спутников 118 и 120 (то есть, транспондеров 118 и 120), освещают устройства беспроводной связи (WCD) в пределах зоны обслуживания этих лучей. Подобно лучи, исходящие из (то есть, передаваемые посредством) базовых станций 114 и 116 (то есть, транспондеры 114 и 116) освещают пользовательские терминалы устройств беспроводной связи (WCD) в пределах зон обслуживания этих лучей. Зона обслуживания луча, исходящего от базовой станции, может считаться сотой или зоной покрытия сигнала, или одним или более секторами, соответствующими этой базовой станции.

II. Сигнальные линии связи

Каждая из трасс прохождения сигналов или линий связи 130-152, изображенных на Фиг.1, в типичном случае включает в себя как прямую линию связи, так и обратную линию связи. Каждая из прямых линий связи доставляет набор сигналов прямой линии связи, передаваемых базовыми станциями или шлюзами 114, 116, 122 и 124, на устройства 126 и 128 беспроводной связи. Наоборот, каждая из обратных линий связи доставляет набор сигналов обратной линии связи, передаваемых устройствами 126 и 128 на базовые станции и шлюзы 114, 116, 122 и 124. В наземной среде каждая из базовых станций 114, 116 передает набор сигналов прямой линии связи. В спутниковой среде каждый из шлюзов 122, 124 передает множество наборов сигналов прямой линии связи. Каждый набор сигналов прямой линии связи соответствует отличающемуся от других под-лучу из множества под-лучей, упомянутого выше. Следовательно, каждый из спутников 118, 120 доставляет множество под-лучей (то есть, наборы сигналов прямой линии связи) на поверхность земли.

В спутниковой среде каждый из шлюзов 122, 124 использует прямую линию связи, разделенную на множество (например, 8 или 16) лучей, где каждый луч является дополнительно поделенным на множество (например, 13) под-лучей, как каналы FDM. Каждый под-луч ассоциирован с множеством сигналов прямой линии связи. Следовательно, каждый спутник 118, 120 генерирует множество под-лучей, и соответственно, множество наборов сигналов прямой линии связи, посылаемых на поверхность земли.

Фиг.2 представляет иллюстрацию примерного набора сигналов 200 прямой линии связи, доставляемых на устройство 128 беспроводной связи. В наземной среде сигналы 200 прямой линии связи передаются от базовой станции (например, базовой станции 114 или 116). В спутниковой среде сигналы 200 прямой линии связи передаются вверх на спутник (например, спутник 118 или 120) от шлюза (например, шлюза 122 или 124) и затем вниз от спутника на устройство беспроводной связи (WCD)(например, WCD 126 или 128) через конкретный под-луч. Сигналы 200 прямого канала включают в себя один или более из следующих сигналов: пилот-сигнал 204, сигнал 206 синхронизации (sync), связанный с пилот-сигналом; по меньшей мере, один сигнал 208 поискового вызова, связанный с пилот-сигналом, и один или более сигналов 210 трафика голоса и/или данных. Пилот-сигнал 204, сигнал 206 синхронизации, сигнал 208 поискового вызова и сигналы 210 трафика также называются в уровне техники сигналом 204 пилот-канала, сигналом 206 канала синхронизации, сигналом 208 канала поискового вызова и сигналами 210 канала трафика, соответственно.

В наземной среде каждая базовая станция передает соответствующий пилот-сигнал, (например, пилот-сигнал 204). Пилот-сигнал используется устройствами беспроводной связи (WCD)(например, WCD 128) для достижения начальной синхронизации системы и для обеспечения устойчивого отслеживания времени, частоты и фазы других сигналов прямой линии связи, передаваемых базовой станцией. Пилот-сигнал, передаваемый каждой базовой станцией, использует общий код расширения спектра, такой как псевдошумовая (PN) последовательность, но различное смещение кода (также называемое фазовым сдвигом), тем самым позволяя устройству беспроводной связи различать пилот-сигналы, передаваемые от соответствующих базовых станций.

Аналогично, в спутниковой среде каждый шлюз или спутник может быть ассоциирован с предопределенным кодом, таким как псевдошумовая последовательность, который может быть таким же или отличным от кодов, соответствующих другим спутникам или шлюзам, например, каждый луч, ассоциированный с данным спутником, включает в себя пилот-сигнал, в отношении которого выполнено расширение спектра, используя предопределенный код для данного спутника (подверженный повторному использованию между спутниками, которые не находятся в поле зрения), но имеющий фазовый сдвиг кода, отличный от других лучей от этого спутника.

Следовательно, устройство беспроводной связи может проводить различие между различными спутникам, которые используют разные коды, и между разными лучами, ассоциированными с данным спутником, которые используют разные фазовые сдвиги кода или соответствующие временные характеристики. Например, в рабочей конфигурации системы 100:

а) различные спутниковые орбитальные плоскости (например, 8 различных орбитальных плоскостей) ассоциированы с различными кодами (например, каждая орбитальная плоскость ассоциируется с соответствующим одним из 8 различных всевдошумовых кодов), и в типичном случае спутники с одной или более орбитальных плоскостей эффективно освещают устройство беспроводной связи (WCD) в заданное время;

б) все из спутников в пределах одной и той же орбитальной плоскости совместно используют общий код; и

с) все из лучей данного спутника совместно используют общий код, но каждый луч ассоциирован с отличающимся от других фазовым сдвигом.

Альтернативно, каждая плоскость может быть разделена на ряд кодов, сменяющих друг друга между последовательными спутниками на орбите для обеспечения лучшей дифференциации. Например, 6 спутников в одной плоскости могут использовать два или три кода для того, чтобы быть различимыми от других спутников в поле зрения, в контексте повторного использования кода по всей орбитальной плоскости.

Сигнал 206 синхронизации представляет собой модулированный сигнал с расширенным спектром, включающий в себя сообщения временных характеристик системы, используемые устройством 128 беспроводной связи (WCD) для установления общего времени системы связи, соответствующего системе 100 связи. В отношении сигнала 206 синхронизации выполняется расширение спектра, используя код, такой как псевдошумовой код, то есть связанный с кодом, используемым для расширения спектра соответствующего пилот-сигнала 204. Как только пилот-сигнал 206 принят устройством 128 беспроводной связи (WCD), WCD получает сигнал 206 синхронизации, тем самым позволяя устройству беспроводной связи (WCD) синхронизировать внутренние для WCD временные характеристики с общим временем системы.

Сигнал 208 поискового вызова является модулированным сигналом расширенного спектра, используемым для доставки сообщений на устройства беспроводной связи. В отношении сигнала 208 поискового вызова выполняется расширение спектра, используя код, такой как псевдошумовой код, который относится к коду, используемому для расширения спектра соответствующего пилот-сигнала 204. Каждый из сигналов 210 трафика является модулированным сигналом расширенного спектра, используемым для передачи голоса и/или данных к/от устройств беспроводной связи. В отношении сигналов трафика выполняется расширение спектра, используя коды, такие как псевдошумовые коды, которые связаны с кодом, используемым для расширения спектра соответствующего пилот-сигнала 204.

Для удобства описания вышеприведенное обсуждение соотносит только один код с каждым из сигналов синхронизации, пилот-сигналов и сигналов поискового вызова. Однако следует понять, что один или более кодов (например, набор кодов, включающих в себя «внутренний код», «внешний код», и/или код Уолша) в типичном случае используются для расширения спектра и/или формирования каналов в отношении каждого из этих сигналов, и что набор кодов, связанных с каждым сигналом, используется также для синхронизации, сужения спектра и расформирования каналов в отношении этого сигнала.

В рабочей компоновке системы 100 каждый код расширения спектра, например каждая псевдошумовая последовательность, включает в себя последовательность символов псевдошумовой последовательности («чипов»), длящуюся в течение периода предопределенного кода и имеющую скорость передачи чипов (то есть, частоту), намного большую, чем скорость передачи данных основополосного сигнала, в отношении которого выполнено расширение спектра с использованием чипов. Иллюстративная скорость передачи чипов для системы 100 составляет приблизительно 1,2288 МГц с длиной кодовой последовательности в 1024 чипа.

III. Приемник устройства беспроводной связи

Фиг.3 представляет структурную диаграмму иллюстративного приемника 300 устройства беспроводной связи 128 для обработки сигналов CDMA, используемых в системе 100. Приемник 300 включает в себя антенную систему 302 для приема радиочастотных (РЧ) сигналов прямой линии связи (таких как пилот-сигнал, сигнал синхронизации, сигнал поискового вызова и сигнал трафика 204, 206, 208 и 210), и для доставки сигналов на РЧ/промежуточной частоты (ПЧ) систему 304, при использовании. РЧ/ПЧ система 304 фильтрует, преобразует с понижением частоты и оцифровывает РЧ сигналы и доставляет результирующий оцифрованный сигнал 306 на модуль 308 искателя и множество отводов приемника или элементов-отводов 310а...310n.

Искатель 308 обнаруживает/принимает пилот-сигналы, включенные в оцифрованный сигнал 306. То есть, искатель 308 идентифицирует (или, по меньшей мере, начинает идентифицировать) по существу оптимальный фазовый сдвиг кода принятых пилот-сигналов, чтобы изначально синхронизировать приемник 300 с пилот-сигналами. Также, в настоящем изобретении, искатель 308 производит поиск возможных сигналов в оцифрованном сигнале 306. Возможные сигналы представляют возможные лучи для отводов 310 для отслеживания. Дополнительные функции искателя 308 будут описаны ниже.

Искатель 308 сообщает результаты поиска контроллеру 312 приемника, подсоединенному к искателю и элементам-отводам 310. В типичном случае контроллер 312 включает в себя процессор и является подсоединенным к памяти 314. Контроллер 312 также подсоединен к счетчику/таймеру 316, используемому для поддержания времени в приемнике 300. Процессор может быть реализован в программно управляемом процессоре, запрограммированном для выполнения функций, описанных здесь. Такие реализации могут включать в себя широко известные стандартные элементы или обобщенные функции или аппаратные средства общего назначения, включающие в себя многообразие цифровых процессоров сигналов (DSP), программируемых электронных устройств или компьютеров, которые под управлением команд программного обеспечения выполняют требуемые функции.

На основе результатов поиска/получения сигналов, сообщенных искателем 308, контроллер 312 конфигурирует каждый из элементов-отводов 310 для отслеживания и, по меньшей мере, частичного выполнения сужения спектра в отношении различных сигналов из сигналов прямой линии связи (таких как один или более сигналов поискового вызова), которые с наибольшей вероятностью принимаются приемником 300 в заданное время. Контроллер 312 может конфигурировать отвод для отслеживания сигнала путем предоставления на указатель кода (называемый назначенным кодом), который отвод использует для сужения спектра подлежащего отслеживанию сигнала (также называемого назначенным сигналом), и смещения кода назначенного сигнала. Назначенный код является кодом, который, как полагают, использовался на шлюзе для исходного расширения спектра назначенного сигнала.

Элементы-отводы 310 доставляют соответствующие сигналы 320а-320n, в отношении которых выполнено сужение спектра (например, сигналы поискового вызова с суженным спектром) на селектор/мультиплексор 322, управляемый контроллером 312. В соответствии с командой 325 от контроллера 312, селектор 322 направляет выбранный один из сигналов 320 с суженным спектром (указанных как сигнал 324 на Фиг.3) на демодулятор 326. Контроллер 312 конфигурирует демодулятор 326 для демодуляции назначенного сигнала, например, путем предоставления демодулятору кода, ассоциированного с этим сигналом, и информации о временных характеристиках, относящейся к фазовому сдвигу кода сигнала, который должен быть демодулирован. В ответ демодулятор 326 демодулирует выбранный сигнал 324 с суженным спектром для создания демодулированного сигнала 328 (такого как демодулированный сигнал поискового вызова). Демодулятор 326 может предоставить демодулированный сигнал 328 на контроллер 312.

В альтернативной схеме приемника 300 каждый из отводов включает в себя функциональные возможности демодулятора, посредством чего каждый отвод может как отслеживать, так и демодулировать соответствующий сигнал. В этой схеме отдельный демодулятор 326 опускается, и селектор 322 модифицируется для выборочного направления одного из выходов 320 отвода на контроллер 312. В другой альтернативной схеме приемника 300 искатель 308 включает в себя как отслеживание, так и ограниченную возможность демодуляции.

А. Отвод

Фиг.4 представляет структурную схему иллюстративного отвода 402, соответствующего одному или более отводам 310. Отвод 402 включает в себя коррелятор 403, средство 404 слежения за смещением кода или фазы, подсоединенное к коррелятору 403, и средство 406 слежения за частотой, также подсоединенное к коррелятору 403. Средства 404 и 406 слежения за фазой и частотой создают сигналы регулирования временных характеристик коррелятора. Коррелятор 403 выполняет корреляцию, и тем самым сужение спектра, в отношении принятого сигнала с одной или более кодовыми последовательностями, предоставляемыми на отвод 402. Также коррелятор 403 выполняет сужение спектра в отношении принятого сигнала в ответ на сигналы регулирования временных характеристик коррелятора, создаваемые средствами 404 и 406 слежения за фазой и частотой.

Средство 404 слежения за фазой включает в себя контур отслеживания фазы для слежения за фазой или смещением кода принятого сигнала. Средство 406 слежения за частотой включает в себя контур отслеживания частоты для слежения за доплеровским сдвигом частоты от назначенной центральной частоты принятого сигнала. Доплеровский сдвиг частоты в принятом сигнале происходит из-за относительного движения между приемником 300 и источником сигнала, таким как спутник, излучающий принятый сигнал.

В. Искатель

Фиг.4В представляет структурную диаграмму иллюстративной конфигурации искателя 308. Искатель 308 включает в себя контроллер 412 искателя, подсоединенный к контроллеру 312 приемника и локальному запоминающему устройству 414 искателя. Искатель 308 также включает в себя средство 416 оценки неотслеживаемой энергии и компаратор или модуль 418 сравнения (также называемый компаратором 418 или средством сравнения), оба подсоединенные к контроллеру 412 искателя.

Средство 416 оценки неотслеживаемой энергии включает в себя коррелятор 420, за которым следует средство 422 возведения в квадрат сигнала для суммирования нарастающим итогом/интегрирования энергии в оцифрованном сигнале 306 в пределах предопределенного окна поиска кода-частоты, и в течение программируемого периода времени, для определения оценки 430 энергии. Например, средство 416 оценки энергии интегрирует энергию в одном или более принятых сигналах, включенных в сигнал 306, для получения оценки 430 энергии.

Чтобы получить оценку 430 энергии, коррелятор 420 коррелирует один или более принятых сигналов с одной или более кодовыми последовательностями, предоставляемыми искателю 308, для получения результата корреляции. Средство 422 возведения в квадрат возводит в квадрат результат корреляции для получения оценки 430 энергии и предоставляет оценку энергии на контроллер 412. Оценка 430 энергии (также называемая энергией 430 искателя) представляет «неотслеживаемую энергию», потому что она определяется без использования контуров отслеживания фазы и/или частоты, как было бы в случае, если отвод 402 сделал бы оценку энергии, например. Так как искатель 308 не использует контуры отслеживания фазы и/или частоты, он может проводить оценку 430 используемой энергии за более короткий период времени, чем это может отвод 402.

Таким образом, преимущество искателя 38 состоит в том, что он проводит поиск в отношении принятого сигнала 312 для получения оценки 430 энергии принятого сигнала относительно быстро. Чтобы дополнительно сократить время получения оценки 430 в настоящих вариантах осуществления, искатель 308 интегрирует энергию луча по нескольким сигналам в пределах луча. Например, искатель 308 интегрирует энергию для объединенных пилот-сигнала, сигнала синхронизации и сигнала поискового вызова по программируемому периоду времени, например по периоду времени, соответствующему кратному 64 чипов. Таким образом, искатель 308 объединяет энергию от различных сигналов в пределах луча, чтобы сократить время, требуемое для получения оценки 430 энергии используемого луча. Наоборот, отвод собирает энергию на основе только единственного отслеживаемого сигнала в пределах луча в любой заданный момент времени, такого как сигнал синхронизации, поискового вызова или трафика. Путем интегрирования энергии по нескольким сигналам в пределах луча средство 416 оценки энергии может генерировать значимую оценку 430 неотслеженной энергии, то есть оценку энергии луча, который может использоваться в настолько короткое время, как 1 миллисекунда (мс), например.

Локальный контроллер 412 использует компаратор 418 для сравнения энергии(й) 430 искателя с пороговыми значениями энергии искателя и с другими оценками энергии луча, представленными как другие оценки 430 энергии, для получения результатов сравнения. На основе таких результатов сравнения локальный контроллер 412 может определять наличие или отсутствие принятого луча, существование условий переключения луча и «лучшие» лучи, соответствующие максимальным значениям оценок энергии луча. В альтернативной конфигурации оценки 430 энергии искателя предоставляются непосредственно контроллеру 312 приемника, и контроллер 312 сравнивает оценки с пороговыми значениями энергии и другими оценками энергии луча.

IV. Окно поиска

Для заданного кода (например, псевдошумового кода) искатель 308 суммирует энергию во времени при различных смещениях кода в пределах предопределенного диапазона смещений кода и при различных доплеровских сдвигах частоты в пределах предопределенного диапазона сдвигов частоты. Для заданного кода предопределенные диапазоны смещения кода и сдвига частоты, в которых должен выполняться совместный поиск, определяют