CN1510953A - 运用脱机样本存储的组合搜索和寻呼监测 - Google Patents

Abstract

描述一种执行寻呼的新颖的经改进的方法。在本发明的一个实施例中，用搜索器检测扩展频谱信号。将样本接收RF信号存储在样本缓冲器中。在备用模式下，在分配给移动站的寻呼时隙期间聚集样本。对样本执行一组搜索，而且如果检测到导频信号，那么执行附加解调以检测寻呼消息。可以组合所得解调数据组以增加检测。在检测到寻呼消息之后，可以激励附加解调资源以处理更完整的寻呼消息或其它信息信道。在本发明的一个实施例中，搜索器包括解调器来执行快寻呼检测，而不用指元件来减小空闲模式功率消耗。

Description

运用脱机样本存储的组合搜索和寻呼监测

本申请是申请号为99814319.9，国际申请日为1999年10月12日，发明名称为“运用脱机样本存储的组合搜索和寻呼监测”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线通信。具体地说，本发明涉及在扩展频谱通信中检测寻呼消息的新颖的经改进的搜索器。

背景技术

在名为“对于扩展频谱多址通信系统的多路径搜索处理器”的美国专利申请号08/316,177(′177申请)中，描述了对检测扩展频谱信号的搜索。这种搜索特别适用于在基于CDMA信号蜂窝电话系统中识别在CDMA系统内发送的导频信号。一旦识别导频信道，电话或“用户单元”用相关定时信息来执行诸如监测寻呼消息并进行通信的功能。

′177搜索器一般结合设在单个集成电路上的一组指元件(finger element)和解码器一起工作。此外，这些元件执行CDMA通信和寻呼监测所需的处理。例如，为了接收CDMA信号，搜索器以各种时间偏移进行导频信道搜索。一旦检测到导频信道，就启动指元件处理相关数据信道，诸如寻呼信道或话务信道。为了进行搜索和信号处理，搜索器和指元件接收响应于用户单元接收到的RF信号产生的样本(sample)。一般，由移动电话或用户单元内的RF/IF单元产生样本。

一般，希望减小用户单元的功率消耗以减小电池大小和重量。此外，希望增加用户单元接收和处理寻呼和其它消息的可靠性。为该目的以及其它目的进行本发明。

发明内容

依照本发明，提供一种接收寻呼的设备。该设备包括下列步骤：用于存储第一接收样本的装置；用于在所述第一接收样本中搜索导频信道，以产生一组检测到的导频信道的装置；用于根据所述检测到的导频信道组，为快寻呼消息解调所述第一接收样本的装置；用于当检测到所述快寻呼消息时，产生第二接收样本的装置；用于为第二寻呼信道解调所述第二接收样本的装置。

在本发明的一个实施例中，用搜索器来检测扩展频谱信号。将接收RF信号的样本存储在样本缓冲器中。在备用状态下，在分配给移动站的寻呼时隙期间收集样本。对样本执行一组搜索，而且如果检测到导频信号，那么执行附加解调以检测寻呼消息。可组合所得的一组解调数据以增加检测。在检测寻呼消息之后，可启动附加的解调资源来处理更完整的寻呼消息或其它信息信道。在本发明的一个实施例中，搜索器包括一解调器，以执行快速寻呼检测，不用指元件，从而减小了空闲模式功率消耗。

附图说明

结合附图，从下面的详细描述中，本发明的特征、目的和优点将显而易见，在附图中相同标号做相应表示：

图1是根据本发明的一个实施例构成的蜂窝电话系统；

图2是根据本发明的一个实施例构成的用户单元的方框图；

图3是示出当根据本发明的一个实施例执行时在用户单元内执行的处理的流程图；

图4是当根据本发明的一个实施例构成时搜索的方框图。

具体实施方式

描述检测寻呼消息的新颖的经改进的方法和装置。这里所述的示例实施例是在数字蜂窝电话系统的前提下提出的。虽然在该前提下使用是有利的，但是可将本发明的不同实施例结合到不同的环境或结构中去。一般，运用软件控制的处理器、集成电路或离散逻辑，可形成这里所述的各种系统，然而，最好在集成电路上执行。用电压、电流、电磁波、磁场或微粒、光场或微粒或它们的组合来表示在整个应用中可参考的数据、指令、命令、信息、信号、码元和码片是有利的。此外，在每个方框图中示出的方框可表示硬件或方法步骤。

图1是根据本发明的应用构成的蜂窝电话系统的高度简化方框图。移动电话和其他通信系统(用户单元)10位于基站12之间，其中基站12耦合到基站控制器(BSC)14。移动交换中心MSC16将BSC14连接到公共电话交换网(PSTN)18。在操作期间，通过与基站12连接，一些移动电话进行电话呼叫，同时在它们监测寻呼消息的情况下，另一些移动电话处于空闲模式或备用模式，它们在该模式下监测寻呼消息。

根据一些CDMA通信协议的运用，用户单元10可以同时与处于软越区切换的两个基站连接。在名为“在CDMA蜂窝电话系统中产生信号波形的系统和方法”的美国专利5,103,459中描述运用CDMA技术操作蜂窝电话的系统和方法，其中上述专利申请已转让给本发明的受让人，并作为参考资料在此引入(′459专利)。实质上，根据IS-95在空中接口标准的运用，构成′459专利的系统。

此外，在本发明的一个实施例中，实际上根据众美国专利申请序号08/865,650和08/890,355中所述的寻呼方法，执行用户单元10的寻呼，其中上述两个专利申请都名为“双信道时隙寻呼”，并已转让给本发明的受让人，且作为参考资料在此引入(双信道寻呼应用)。在那些专利申请中，描述在减小的编码信道上发送的快速寻呼消息(快寻呼)的应用。在全寻呼消息(全寻呼)之前发送一个或多个快寻呼以允许用户单元减小寻呼监测时间，并因此减小备用功率消耗。如果用户单元不接收正快寻呼，那么它不监测全寻呼，从而减小空闲模式功率消耗。

图2是根据本发明的一个实施例，处理CDMA信号的解调器的方框图。RF/IF系统190和天线系统192产生接收(Rx)样本，其中上述系统接收RF信号、滤波、下变频和数字化RF信号到基带。对多路复用器202和样本RAM204供应样本。向耦合到控制单元210的搜索器单元206和指元件208提供多路复用器202的输出。一般，控制单元210是由软件控制的微处理器，而且可位于相同的集成电路或分开的集成电路上。

在操作期间，将接收样本(样本)存储在样本RAM200中并向多路复用器202提供。多路复用器202向搜索器单元206和指元件208提供实时样本或存储样本。控制单元210构成指元件208以根据来自搜索器单元208的搜索结果在不同时间偏移执行解调。组合解调的结果并传送到解码器214，它输出该数据。

一般，搜索器208执行的搜索用导频信道的非相干解调来测试与各扇区相对应的定时假设，同时通过数据信道的相干解调执行由指元件208执行的解调。非相干解调不要求载波相位信息，但是检测信号能量，而不是包含在信号中的数据(用于某种类型的波形)。相干解调要求相位信息，并因此要求关于信号的更多信息，但可以确定在信号上发送的数据。在该应用中，术语解调只表示相干解调，而搜索表示非相干解调。在本发明的一个实施例中，通过在单个定时假设下，将接收到的样本与PN相连的复共轭以及分配的沃尔什函数相乘，并数字滤波所得样本(通常用集成和转储累加器电路(integrate and dumpaccumulator circuit)实施)，执行去扩展。

在本发明的一个实施例中，提供增强的搜索器，它执行导频信道搜索并在存储在样本RAM中的样本上解调寻呼信道。可在各种数据偏移处，执行解调和搜索，而且组合解调结果以确定是否接收寻呼消息。较佳的是，由搜索器解调的寻呼信道类似于在前面参考的双信道寻呼应用中描述的快速寻呼信道。正如对于快速寻呼消息持续时间是短的(以1.2288Mcps的128或256PN码片是104或208微秒)而且所需抗失真很小一样，可以容易地(大约100-400微秒)缓冲所需接收样本，并“脱机”处理以节约功率。

图3是根据本发明的一个实施例，在空闲模式下，图2的解调器的操作流程图。空闲模式是给用户单元加电(power up)但不进行呼叫的状态。在空闲模式期间，用户单元检测发给它的寻呼消息。寻呼消息可表示入局通信或电话呼叫。如上所述，在如双信道寻呼应用中所述的两个信道寻呼系统前提下描述本发明。

在步骤300中，用户单元在步骤302中，在分配给它的快速寻呼时隙期间，收集和存储接收样本。在一个实施例中，通过激励RF/IF单元190、将样本存储在样本RAM中并然后去激励RF/IF系统190，执行搜索。一般，用户单元在比单个快速寻呼时隙更长的持续时间内收集样本，从而将多个时间偏移信号存储在接收样本组中。

在步骤304中，搜索器单元206(图2)在各时间偏移下对存储的样本执行导频搜索。此外，可对于不同信号执行导频搜索。例如，可对来自运用不同或不同偏移的导频码的不同基站的信号执行搜索。当检测到本地最大值(localmaxima)高于某一门限，并且对特定搜索窗口使能组合函数时，解调和组合所得假设。一旦完成在搜索表中的所有假设，完成该步骤。

在本发明的一个实施例中，较佳的是，使样本RAM302大得足以覆盖一组多路径信号的时间偏移。于是，通过简单地搜索在不同偏移下的同一组样本，可以检测到不同的导频信号。类似地，可以在不同偏移下解调同一组样本以处理快寻呼。虽然为相干信令设计的快寻呼信道提供更好的性能，而且在多数情况下是较佳的。而且可为非相干信令设计快寻呼系统。

在步骤306中，将搜索器206切换到解调模式，而且解调与在搜索模式期间检测到的每个信号相关的寻呼信道以确定是否接收到快寻呼。通过对与在搜索期间检测到的一组导频信道相对应的一组寻呼信道执行相关解调，处理快寻呼。于是，在本发明的一个实施例中，在执行搜索之后，在搜索器内解调快寻呼信道。在样本内，在特定偏移处执行每个解调，而且运用在搜索器206内的累加器，所得的分集组合解调软确定数据组。

在步骤308中，检查组合解调数据，以确定是否已接收正快寻呼(即，表示可将下列全寻呼消息送到该用户单元10)。如果不是，用户单元回到步骤300。如果是，那么在步骤3lO激励指元件208、解码器214和RF/IF单元190，而且全寻呼在步骤312进行处理。在本发明的另一个实施例中，用户单元继续搜索对于其它导频的样本，以找到当发生下一个寻呼时隙时要处理的新的信号。此外，如果没有以足够质量接收快寻呼信道，那么就要执行步骤310以保持不丢失全寻呼消息。

通过在搜索器单元206内执行搜索和快寻呼处理，可监测快寻呼信道而不必激励指元件，直至接收到正快寻呼。一般，大多数快寻呼消息是负的，指示没有呼叫或消息是未决的。于是，大大减小激励指元件208和其它电路的时间。因此，减小用于执行快寻呼信道监测的电路增加了用户单元10的备用时间。

该电路减小是通过利用减小编码等级的快寻呼信道和快寻呼消息的优点并存储接收要处理的样本来完成的。这种减小的编码允许以有限量的解调功能以及搜索器内有限量的附加复杂度，执行快寻呼信道的解调。此外，运用样本RAM204允许运用在搜索器206内的单个解调引擎执行多时间偏移解调，这大大减小了监测寻呼消息所需的电路。

通过运用存储的样本，执行搜索和寻呼信道监测，实现附加功率节省。在一个实施例中，快寻呼信道是发送一次或两次的未编码BPSK或OOK位。特别是，通过产生时存储样本，减小了RF/IF单元190在每个寻呼循环期间操作的时间。一旦存储样本，用户单元去激励RF/IF以保持功率，而且仅用数字电路在不同偏移或不同导频信号或两者下重复搜索样本。

如上所述，对相同样本执行不同搜索允许一旦收集初始样本组就关闭RF单元。关闭RF单元减小移动站在空闲模式下的功率消耗。相反，如果不存储样本，那么只要需要搜索各导频信号和时间偏移，就必须聚集附加样本。这种连续聚集导频数据要求RF单元在更长的时间内继续并因此消耗功率，这减小了用户单元10的备用时间。

本发明的所述实施例提供性能加强以及改进的空闲模式功率消耗。特别是，通过对相同样本组执行解调和搜索，改进了解调的性能。这是因为由导频信道搜索测定的最佳信号将是用于寻呼信道解调的最佳信号，因为样本组是相同的。在另一些系统中，对第一组样本执行搜索而且用该搜索结果来确定如何解调在第二组样本中的寻呼信道。虽然如果在两个事件之间的时间跨度很小，那么在搜索结果和寻呼信道质量之间的一致性(correspondence)一般是合理的，但是与衰减信道去相关时间相比，实际上消除了在搜索和解调之间的任何信道差异，其中上述的消除是通过对相同样本执行搜索和解调来实现的。

图4是当根据本发明的一个实施例构成时的搜索器206的方框图。从样本RAM302(图2)读取同相和正交相位样本并由QPSK去扩展器402运用来自PN码发生器404的PN码去扩展，其中PN码包括同相部分(PNI)和正交相位部分(PNQ)。将来自QPSK去扩展器402的所得同相和正交相位分量用于乘法器406a-d。在样本RAM之后的处理可能在任意时钟频率下发生，诸如19MHz，而与原始码片速率无关。

在搜索模式下，沃尔什码发生器408和410产生施于乘法器406a-406d的导频信道沃尔什码。乘法器406a-406d和累加器408a-408d一起操作以用来自导频沃尔什码发生器408的导频沃尔什码去覆盖去扩展样本。QPSK去扩展器和WALSH乘法可依次发生或者作为单个运算综合发生以获得同等结果。

将来自累加器408a和408b的去覆盖(decover)导频样本施于乘法器420和422两次：一次直接，而一次通过多路复用器422。结果是对去覆盖的导频样本求平方，而且用加法器412将平方输出相加。于是，在搜索模式下，计算去覆盖的导频数据的点积(dot product)，以及在当前偏移下的导频信道的相关能量。

类似地，将来自累加器408c和408d的去覆盖导频样本施于平方电路(square circuit)410，用加法器412相加其输出。于是，平方电路410和加法器412用于计算去覆盖导频数据和它自己的点积，以及在当前偏移下的导频信道的相关能量。

由本地最大值计算器414接收来自加法器412和422的点积。本地最大值计算器414根据相关能量从搜索器尝试的一组偏移(或假设)中确定最可能偏移或多个偏移。例如，本地最大值计算器414可节省在一组附加采样相关能量中的本地最大能量，以隔离离真实偏移最近的样本。乘法器406a和406b和累加器408a和408b一起操作以用来自快寻呼沃尔什码发生器的快寻呼沃尔什码去覆盖去扩展样本。

作为PN码的定时，产生偏移组，并且相对于样本调节沃尔什码。在示例搜索中，以特定搜索区域的较小增量调节PN和沃尔什码。一般，由控制系统构成码发生器，其中上述控制系统还以开始偏移和结束偏移定义搜索区域。控制系统可以是受存储在存储器中的软件控制的微处理器或数字信号处理器。

N-最大值(N-max)跟踪器416收集一组N最大相关能量用于不同搜索区域。N是整数，最好在范围4至6之间。用校正搜索结果的其它准则(诸如，信号源分集)与本发明的运用是一致的。向控制系统报告相关能量和相关偏移(搜索结果)的所得组。

在本发明的示例实施例中，一旦执行搜索操作，控制系统就构成搜索器来在寻呼信道上对一组寻呼进行解调并根据搜索结果偏移。为了执行寻呼信道的解调(最好快速寻呼信道)，构成沃尔什发生器410以产生寻呼信道沃尔什码，而且构成多路复用器423以将累加器408e和408d的输出施于乘法器420。此外，构成累加器408a和408b以在位持续时间内精确地集成。

对于要解调的各信号，控制系统在特定偏移下构成PN发生器和沃尔什发生器，而且再次解调样本。将来自累加器408a和408b的快寻呼信道去覆盖样本施于乘法器420。此外，通过多路复用器423将导频信道去覆盖样本施于乘法器420。

为了执行导频和寻呼数据的点积，由加法器422相加乘法器420的输出，而且锁存器424接收所得预计(projected)快寻呼信道软确定数据。调节载波相位的各种其它方法是显而易见的，包括对叉积运算或其它相位旋转方法的运用。点积去覆盖与导频同相的数据并对其加权以组合。于是，组合器累加器426接收锁存器424的输出。对于解调的每个信号，累加器426添加解调结果。一旦解调信号组，就将组合的快速寻呼数据输出到控制系统，它通过根据累加的软确定数据进行硬确定来预计发送的数据。根据硬确定，确定是否发送快寻呼。

此外，在本发明的一个实施例中，通过执行点积操作，再次计算去覆盖导频信道数据的能量，而且累加器426累加对于每个信号的所得导频能量。将累加的导频能量前送到控制系统。

在本发明的一个实施例中，控制系统确定是否根据累加的导频能量依赖快寻呼数据。如果累加的导频能量高于某一门限，那么依赖快寻呼信道结果。否则，处理下一个快寻呼时隙或者处理全寻呼信道。如上所述，运用相同的样本处理导频和寻呼信道保证该信道对于两个处理都是相同的，这提高了解调性能。

于是，描述了执行寻呼监视的系统和方法。提供较佳实施例的上述描述以使得熟悉本技术领域的人员进行或运用本发明。对这些实施例的各种变化对于熟悉本技术的人员都是显而易见的，而且可将专利定义的一般原理用于其它实施例，而无需进行创造性劳动。于是，本发明并不限于这里所示的实施例，而是根据与这里揭示的原理和新颖性特征一致的最宽范围。

Claims (5)

1.一种接收寻呼的设备，其特征在于，包括：

用于存储第一接收样本的装置；

用于在所述第一接收样本中搜索导频信道，以产生一组检测到的导频信道的装置；

用于根据所述检测到的导频信道组，为快寻呼消息解调所述第一接收样本的装置；

用于当检测到所述快寻呼消息时，产生第二接收样本的装置；

用于为第二寻呼信道解调所述第二接收样本的装置。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括在来自潜在邻近基站的一系列导频信道上进行搜索的装置。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括用于激励一解调元件以解调所述第二接收样本的装置。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括用于激励一RF单元以产生所述第二接收样本的装置。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，还包括在存储所述第一接收样本之后去激励所述RF单元的装置。

Images