система избирательного вызова и используемая в ней вторичная станция

Формула изобретения

1. Система избирательного вызова, содержащая контроллер (10), имеющий средство (106) формования сигналов в виде адресного кодового слова (RIC) и соединенных в последовательность кодовых слов передаваемого блока данных, а также по меньшей мере одну базовую станцию (BS1, BS2), связанную с контроллером, причем базовая станция (BS) имеет передатчик (Тх) для передачи сигналов передаваемого блока данных и по меньшей мере одну вторичную станцию (BS), имеющую средство приема (20) для приема сигналов, передаваемых по меньшей мере одной базовой станцией (BS), средство декодирования (22), связанное со средством приема, и средство управления (24), отличающаяся тем, что контроллер (10) предусматривает средства для соединения в последовательность имеющего повышенную скорость передачи в битах блока данных с адресным кодовым словом, идентифицирующим вторичную станцию, при этом адресное кодовое слово указывает скорость передачи в битах кодовых слов передаваемого кодированного блока данных, при этом кодовые слова передаваемого блока данных имеют повышенную по сравнению с адресным кодовым словом скорость передачи в битах, а средство управления (24) по результатам декодирования адресного кодового слова адаптирует вторичную станцию к приему переданных по меньшей мере одной базовой станцией с повышенной скоростью передачи в битах кодовых слов передаваемого блока данных.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что форматирование кодового слова производят иначе, чем форматирование адресного кодового слова.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что указанная система является синхронной системой, а контроллер (10) форматирует передаваемый пакет, который имеет групповую структуру, при этом каждая группа состоит из синхронизирующего кодового слова (S) и заданного числа циклов сигнала, а для вторичной станции назначают некоторый заданный цикл временного объединения сигнала, при этом по каждой группе контроллер (10) выбирает синхронизирующее кодовое слово (S), указывающее по меньшей мере скорость передачи данных адресного кодового слова, кроме того, вторичная станция имеет средство, реагирующее на указанное синхронизирующее кодовое слово, для конфигурирования вторичной станции в состояние готовности к приему адресного кодового слова, которое может быть передано в заданном цикле временного объединения цифрового сигнала данной группы.

4. Система по любому из пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что вторичная станция содержит средство (44) выравнивания информативного сигнала с более высокой скоростью передачи.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что вторичная станция имеет средство определения окончания информативного сигнала с более высокой скоростью передачи и средство, реагирующее на окончание информативного сигнала с более высокой скоростью передачи для инициирования его выравнивания.

6. Система по любому из пп. 1 - 5, отличающаяся тем, что вторичная станция также содержит передатчик (46) и средство (24, 48, 50) для формирования сигнала отклика, причем данная или каждая базовая станция (BS) также содержит приемник (Rx).

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что вторичная станция имеет средство (48, 50) формирования кодовой последовательности и умножения ответного сигнала на кодовую последовательность, причем произведение этого умножения передается в виде сигнала с расширенным спектром, а приемник (Rx) в данной или каждой базовой станции (BS) содержит средство (116) для формирования указанной кодовой последовательности и для умножения сигнала расширенного спектра на указанную сформированную кодовую последовательность.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что базовые станции (BS1 - BS3) определяют географически распределенные ячейки (С1, С2, С3), а передачи базовых станций объединены в едином канале передачи.

9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что контроллер (10) имеет средство, обеспечивающее передачу поочередно каждой базовой станцией адресного сигнала вторичной станции (SS), при этом вторичная станция (SS) при обнаружении своего адреса передает сигнал отклика, а контроллер (10) регистрирует вторичную станцию как присутствующую в ячейке базовой станции, принимающей сигнал отклика.

10. Система по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что контроллер (10) имеет средство запоминания предпочтительных регистраций ячейки вторичной станции.

11. Система по любому по пп. 8 - 10, отличающаяся тем, что контроллер (10) имеет средство для запоминания относящейся к вторичной станции информации о местоположении ячейки и средство для применения указанной информации при определении схемы поиска приемника избирательного вызова.

12. Система по п. 6, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна вторичная станция имеет средство (48) для запоминания некоторой совокупности кодовых последовательностей, указывающих соответствующие возможные заранее определенные виды реагирования на некоторое сообщение, содержащее кодовые слова передаваемого блока данных, при этом средство управления (24) выбирает одну последовательность из числа указанной совокупности кодовых последовательностей, подлежащих передаче средством передатчика (46), а контроллер (10) имеет средство (102, 116) для идентифицирования кодовой последовательности в принимаемом сигнале и, соответственно, определения вида отклика со стороны вторичной станции.

13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что контроллер (10) имеет средство для создания некоторой последовательности адресных кодовых слов, относящихся к соответствующим вторичным станциям и подлежащих передаче вместе с указанием того, когда должна ответить вторичная станция, тем, что контроллер имеет средство для определения из ответов тех адресуемых вторичных станций, которые действуют, и, реагируя на это, для передачи имеющих более высокую скорость передачи в битах информативных сигналов в виде сигналов с расширенным спектром на эти действующие адресуемые вторичные станции.

14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что контроллер (10) имеет средство для упорядочивания последовательности и определения длительности соответствующих имеющих повышенную скорость передачи в битах информативных сигналов и средство, обусловливающее передачу подлежащих передаче знаков на те вторичные станции, на которые направляют имеющие повышенную скорость передачи в битах информативные сигналы, с указанием того, когда относительно эталонного времени каждая из вторичных станций должна ожидать приема своего имеющего повышенную скорость передачи в битах информативного сигнала.

15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер (10) также содержит средство для формирования сигналов приглашения на регистрацию в целях передачи их по меньшей мере одной базовой станцией, причем по меньшей мере одна базовая станция также содержит приемник (Rx), а по меньшей мере одна вторичная станция (SS) также содержит передатчик (46), и средство для формирования сигнала регистрации при реагировании на прием сигнала приглашения, при этом указанный сигнал регистрации передают передатчиком (46).

16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что по меньшей мере, одна вторичная станция имеет средство для передачи сигнала регистрации в виде сигнала с расширенным спектром, а приемник каждой базовой станции имеет средство для приема сигнала с расширенным спектром и для восстановления сигнала регистрации.

17. Система по п. 15 или 16, отличающаяся тем, что контроллер (10) обуславливает передачу по меньшей мере одной базовой станцией сигналов приглашения на регистрацию в группах.

18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что одна базовая станция или некоторая совокупность базовых станций обслуживает соответствующую заранее определенную географическую зону, а сигналы запроса регистрации передают по принципу "от зоны к зоне".

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системе избирательного вызова, а также к используемой в такой системе вторичной (secondary, вспомогательной) станции.

Примером системы избирательного вызова является пейджинговая система (paging system). В общем случае пейджинговая система включает контроллер, формирующий пейджинговые коды радиоопознавания (radio identification codes, RIC_s, KPO) и информационные сообщения в соответствии с частными протоколами, принятыми в системе, например, в соответствии с протоколом CCIR Radiopaging Code N1, известным также как POCSAG, а также содержит множество пространственно разнесенных базовых станций. Обычно передача информации базовыми станциями осуществляется в так называемом режиме одновременной передачи (simulcast), при которой один и тот же сигнал практически одновременно передается всеми базовыми станциями в зоне обслуживания. Режим одновременной передачи хорошо известен и не нуждается в подробном описании. Абонент с приемником пейджинговой связи, перемещающийся между различными базовыми станциями (roaming, "роаминг"), может принимать их КРО, в случае передачи этих кодов двумя или более базовыми станциями, находящимися в пределах досягаемости. Если пейджер удален на разные расстояния от антенн базовых станций, то время прихода сообщения будет различным вследствие, например, разницы времен распространения. Еще одной причиной отличий времен прихода сообщений является несинхронизированность передатчиков базовых станций. Уровни сигналов могут совпадать, несмотря на различие расстояний до базовых станций, что объясняется наличием таких топографических особенностей трассы распространения, как высотные здания, холмы и т. п. , что приводит к появлению эффекта межсимвольной интерференции. Если соответствующие биты сообщения принимаются пейджером сдвинутыми относительно друг друга на четверть периода элементарной посылки, например, то сообщение может быть достаточно устойчиво декодировано без применения каких-либо дополнительных мер. В результате для таких сигналов существует предельная скорость передачи, при которой еще обеспечивается их уверенный прием. Для передатчиков, разнесенных более чем на 10 км, эта предельная скорость составляет около 10 кбит/с. Если обстоятельства таковы, что различия во времени распространения приводят к высокой степени перекрытия, тогда возникает значительная межсимвольная интерференция (МСИ) и восстановление сигнала может оказаться невозможным без его предварительного выравнивания, устраняющего МСИ. Такое выравнивание подробно описано в литературе, однако, достаточно сказать, что при этом требуется большой объем вычислений, и если выравнивание выполняется для высокоскоростного сигнала в реальном масштабе времени, то необходимо мощное вычислительное устройство с относительно высоким энергопотреблением. С другой стороны, это означает, что требуются источники питания с высоким предельным током, а такие могут оказаться неприемлемыми для разработчиков по причине их высокой стоимости и/или размеров. В любом случае для батарей питания пейджеров, длительное время находящихся в состоянии готовности, необходимо сохранять энергию батарей так долго, насколько это практически возможно. Из соображений сохранения тока батарей предложения по использованию высокоскоростных сигнальных протоколов в пейджинговых системах являются малоприемлемыми.

Задачей настоящего изобретения является разработка высокоскоростной системы избирательного вызова, а также используемой в ней вторичной станции.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения разрабатывается система избирательного вызова, включающая контроллер и по крайней мере одну базовую станцию, подключенную к контроллеру, причем эта или все эти базовые станции содержат передатчики, далее контроллер включает приспособления для кодирования сигналов информационных сообщений со скоростью, превышающей скорость адресных сигналов вторичных станций, а по крайней мере одна вторичная станция имеет приспособления для приема сигналов, декодирующие приспособления, подключенные к приемным приспособлениям, а также управляющие приспособления, которые в ответ на опознавание адресного кодового слова (address code word) подготавливают вторичную станцию к приему сигнала сообщения с более высокой скоростью.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения разрабатывается вторичная станция, используемая в системе избирательного вызова, причем вторичная станция имеет приспособления для приема сигналов, декодирующие приспособления, подключенные к приемным приспособлениям, управляющие приспособления, которые в ответ на опознавание адресного кодового слова подготавливают вторичную станцию к приему сигнала сообщения с более высокой скоростью, передаваемого базовой станцией.

В соответствии с настоящим изобретением система избирательного вызова полностью может обеспечивать передачу информационных сообщений, или может являться частью существующей системы избирательного вызова, в которой адресные кодовые слова и короткие информационные сообщения передаются с одной и той же скоростью. При передаче более длинных информационных сообщений с высокой скоростью происходит эффективное укорачивание сигналов во временной области, однако следствием этого является то, что при возрастании МСИ требуется выравнивание этих сообщений на вторичных станциях в масштабе времени, отличном от реального.

При выравнивании только выборочных частей передачи расход энергии на каждой вторичной станции значительно сокращается. Следовательно, вторичная станция может быть рассчитана на использование батарей малой энергетической емкости или аналогичных источников энергии.

Далее при выравнивании принятых информационных сообщений в масштабе времени, отличном от реального, например, после того, как сообщение принято, различные вычисления можно проводить со скоростью, при которой расход энергии батарей будет меньше, чем расход при обработке в реальном масштабе времени. Отсюда высокоскоростная система избирательного вызова может быть выполнена без применения на вторичных станциях специальных мощных вычислительных устройств и при этом не потребуются источники энергии с большим предельным выходным током.

Кроме того, ввиду того, что не все пользователи системы избирательного вызова будут иметь вторичные станции, обеспечивающие прием высокоскоростных информационных сигналов, необходимо разработать сигнальный формат, который подходил бы и для этих пользователей. Это может быть достигнуто путем передачи синхронизирующих кодовых слов со скоростью, используемой большинством основных вторичных станций системы, передачи адресных кодовых слов с более высокой скоростью и передачи информационных сообщений со скоростью еще более высокой, чем для адресных кодовых слов, причем выбор определенного синхронизирующего кодового слова позволяет определить скорость, используемую для передачи адресного кодового слова, а выбор определенного адресного кодового слова указывает на скорость, используемую для передачи информационного сообщения. Средства управления после выявления определенного синхронизирующего кодового слова, меняющего тактовую частоту декодера так, чтобы обеспечить прием и декодирование адресного кодового слова, и при обнаружении присоединения высокоскоростного сообщения к адресному кодовому слову обеспечивают запоминание принятого сообщения и его соответствующее выравнивание.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения разрабатывается система избирательного вызова, включающая контроллер и по крайней мере одну базовую станцию, причем эта или все эти базовые станции содержат передатчик и приемник, контроллер имеет приспособления для выдачи сигналов высокоскоростных сообщений с использованием базовых станций, а также по крайней мере одну вторичную станцию, имеющую приспособления для приема сигналов, приспособления для декодирования информационных сообщений, адресованных по крайней мере одной вторичной станции, приспособления для хранения декодированных информационных сигналов, передающие приспособления, приспособления для хранения множества кодовых последовательностей, используемых для обозначения соответствующих возможных заданных откликов на принимаемые информационные сигналы, а также предусмотрены приспособления для выделения одной из упомянутого множества кодовых последовательностей, передаваемых с использованием вышеупомянутых передающих приспособлений, причем контроллер имеет приспособления для опознавания кодовой последовательности в принятом сигнале и, на основе этого, опознавания отклика от вторичной станции.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения разрабатывается система избирательного вызова, включающая по крайней мере одну базовую станцию, причем эта или все эти базовые станции имеют приемопередающие приспособления и по крайней мере одну вторичную станцию, имеющую приемопередающие приспособления, далее эта или все эти базовые станции имеют приспособления для формирования сигналов приглашения к регистрации (registration invitation signals) и для передачи вышеупомянутых пригласительных сигналов, причем вышеупомянутая по крайней мере одна вторичная станция имеет приспособления для формирования регистрационного сигнала в ответ на приход пригласительного сигнала и для передачи вышеупомянутого регистрационного сигнала.

Настоящее изобретение далее описывается на примере со ссылками на сопутствующие чертежи, в которых:

фиг. 1 - структурная схема системы избирательного вызова с одновременной передачей, обеспечивающей передачу обычных сигналов пейджинговой связи, а также высокоскоростных информационных сигналов;

фиг. 2 - временная диаграмма кода CCIR Radiopaging Code N1 (или POCSAG);

фиг. 3 - временная диаграмма высокоскоростного кода;

фиг. 4 - временная диаграмма альтернативного варианта кода передачи информационных сообщений, показанного на фиг. 3;

фиг. 5 - структурная схема вторичной станции;

фиг. 6 - алгоритм одного способа обработки высокоскоростных сообщений;

фиг. 7 - временная диаграмма, иллюстрирующая использование одновременных сигналов опознавания с расширенным спектром перед передачей высокоскоростных сообщений;

фиг. 8 - временная диаграмма, иллюстрирующая использование сигналов опознавания;

фиг. 9 - диаграмма, на которой показана сотовая система избирательного вызова;

фиг. 10 - временные диаграммы, связанные с расположением и регистрацией вторичных станций;

фиг. 11 - структурная схема управляющего терминала и базовой станции;

фиг. 12 - диаграмма, на которой показана географическая область, в которой находятся городские районы А1-А5 и сельский район В.

На чертежах одинаковые ссылочные номера используются для обозначения соответствующих признаков.

Показанная на фиг. 1 система избирательного вызова, которая может быть персональной радиопочтовой системой, включает управляющий терминал 10, принимающий запросы на выполнение пейджинговых вызовов и, в некоторых случаях, сообщения, которые в зависимости от конфигурации системы могут быть переданы вместе с пейджинговым вызовом или отдельно от него. Управляющий терминал 10 содержит кодер 12, который кодирует и форматирует пейджинговые вызовы, а также при необходимости связанные с ними сообщения в соответствии с подходящим информационным кодом типа POCSAG. Управляющий терминал 10 с использованием наземных линий связи 14, 16 подключен к базовым станциям БС1, БС2 соответственно. Базовые станции БС1, БС2 оснащены передатчиками, работающими в режиме одновременной передачи. Компенсация различий во временах распространения сигналов от управляющего терминала 10 к базовым станциям БС1, БС2 по наземным линиям 14, 16 осуществляется в управляющем терминале 10 одним из известных способов.

Вторичная станция ВС, которая может быть выполнена в виде пейджера, беспроводного телефона, сотового телефона или оконечного устройства сбора данных (data terminal) может перемещаться в областях обслуживания передатчиков базовой станции и в общем случае обеспечивает прием пейджинговых вызовов. Однако время прихода сигналов на вторичную станцию ВС и относительный уровень сигналов зависят от расстояний dl, d2 между базовыми станциями БС1, БС2 соответственно, и вторичной станцией ВС, а также от наличия таких топографических особенностей, как высотное здание ВЗ на пути распространения сигналов от базовой станции БС2 до вторичной станции ВС. Полагая расстояние d1= 10 км, а d2= 1 км получим, что разница во временах прихода сигналов составляет около 30 мкс. Если скорость передачи пейджингового сигнала не превышает 10 кбит/с, то МСИ, обусловленная разностью времен прихода, может не учитываться даже в том случае, когда сигналы имеют одинаковую мощность, и сигнал пейджингового вызова может быть восстановлен без применения дополнительных мер типа выравнивания сигналов.

Для ясности формат пейджингового сигнала POCSAG будет кратко описан со ссылками на фиг. 2. Обычно управляющий терминал передает длинную последовательность сигналов, продолжительность которых достигает, например, одной минуты. Так как POCSAG является асинхронной системой, каждая последовательность начинается с преамбулы "Прмб" длиною 576 бит, которая служит для тактовой синхронизации пейджера. За преамбулой "Прмб" передаются пачки (пакеты) "Пч", каждая из которых состоит из 32-битного кодового слова синхронизации "С" и 8 кадров, причем каждый кадр имеет продолжительность двух 32-битных кодовых слов. Каждой вторичной станции ВС выделяется одно или более адресных кодовых слов, известных как коды радиоопознавания (КРО), помещаемых в определенный один из восьми кадров. В коде POCSAG КРО включает не только адресное кодовое слово, но также и индикатор того, в какой из восьми кадров это слово помещается. Это означает, что если управляющий терминал 10 выполняет пейджинговый вызов определенной вторичной станции ВС, то ее КРО или один из ее КРО передается в кадре, выделенном этой вторичной станции ВС. Как хорошо известно, пейджер системы POCSAG подает питание на свой приемник для приема преамбулы "Прмб" и первого синхронизирующего кодового слова "С", а затем мощность снимается вплоть до момента прихода назначенного ему кадра, когда питание подается вновь. После того как кадр будет проанализирован и будет выявлено, что нет необходимости далее подавать питание на приемник, мощность от приемника отключается вплоть до момента прихода следующего синхрослова.

В случае передачи сообщения КРО вторичной станции, которой это сообщение предназначено, присоединяется к началу сообщения и отправляется в назначенном ей кадре. Если соединенные 32-битные кодовые слова сообщения превышают продолжительность кадра, тогда, за исключением вставки кодовых слов синхронизации "С" в начало каждой пачки, передаваемое сообщение прерывается. Стандарт POCSAG требует, чтобы скорости передачи КРО и информационных кодовых слов совпадали и составляли в настоящее время 1200 бит/с. Буквенно-цифровые сообщения кодируются с использованием кода ASCII, требующего 7 бит на один символ. Продолжительность пачки "Пч" формата POCSAG при скорости передачи 1200 бит/с составляет 0,4533 с.

В то же время такая скорость передачи слишком мала для передачи длинных сообщений автографического типа (telescript type), например, сообщений электронной почты, длина которых может превышать 500 знаков. Настоящее изобретение может быть выполнено различными способами, каждый из которых должен быть ясен для, скажем, тонального (tone-only, см. Примечание - 1) режима пейджера системы POCSAG. Однако для совместимости основная скорость 1200 бит/с используется для передачи синхрослова, скорость 6,4 кбит/с используется для передачи по крайней мере адресных кодовых слов нескольких типов, которые применяются для установки/конфигурирования вторичной станции при приеме высокоскоростного сообщения ВСС, а более высокая скорость порядка, скажем, 30 кбит/с, используется для передачи длинных информационных сообщений.

Следующий пример начинается в левой части рисунка на фиг. 3 с передачи синхронизирующего кодового слова "С" с нормальной скоростью, используемой в системе избирательного вызова. Синхронизирующее кодовое слово выбирается из набора синхрослов, каждое из которых приводит вторичную станцию в состояние готовности к приему по крайней мере первого кодового слова в следующей далее передаче. В данном случае синхронизирующее кодовое слово является синхрословом, обозначающим, что для декодирования последовательно передаваемых адресных кодовых слов КРО(х) необходима тактовая скорость 6,4 кбит/с. Определенное адресное кодовое слово КРО(х), выбранное из набора кодов радиоопознавания, назначается вторичной станции и обозначает не только адрес, но также и информационную скорость присоединенных высокоскоростных сообщений ВСС. Следующее кодовое слово синхронизации "С" передается с основной скоростью 1200 бит/с и, как и прежде, синхрослово указывает на скорость, с которой будет передаваться по крайней мере первое кодовое слово последующей передачи в пределах текущей передаваемой последовательности. В начале соответствующего кадра передается КРО(х), соединенный с высокоскоростным сообщением ВСС. КРО(х) передается на скорости, например, 6,4 кбит/с, а ВСС - на более высокой скорости, скажем, 30 кбит/с, ВСС может иметь отличающийся формат, структура кодовых слов в котором отличается от обычных кодовых слов стандарта POCSAG. В случае, когда ВСС занимает две пачки, кодовые слова синхронизации передаются в начале каждой пачки с нормальной скоростью.

На фиг. 4 показан альтернативный формат сообщения тому, что был показан на фиг. 3, но совместимый с форматом POCSAG. Этот альтернативный формат является синхронным форматом и имеет циклическую структуру, причем продолжительность каждого цикла составляет 6,8 с, что в 15 раз превышает продолжительность пачки стандарта POCSAG. Каждому циклу может, хотя и не обязательно, предшествовать преамбула "Прмб" длиной 32 бит. Каждый цикл включает 15 пачек "Пч-0" "Пч-14", но в отличие от стандарта POCSAG число кадров в пачке (n) и число кодовых слов в кадре (m) зависит от таких факторов, как тактовая скорость и/или способ модуляции, используемые в пачке. Каждой вторичной станции выделяется один из n кадров в соответствии с кадром, заданным ее кодом радиоопознавания (КРО), а также только проверяемые кодовые слова в этом кадре. Вторичная станция может ограничиваться проверкой выделенного кадра только в одной из пачек цикла (также определяемой кодом радиоопознавания). Для того чтобы вторичная станция могла опознать начало цикла при работе в пакетном режиме в первый кадр первой пачки "Пч-0" цикла вставляется кодовое слово, называемое маркером нулевой пачки (МНП). МНП является невыделенным адресным кодовым словом. При работе в циклическом режиме вторичной станции выделяется только один кадр в каждом цикле и в результате МНП не требуется. При работе кадровое слово синхронизации в начале каждой пачки передается со скоростью 1200 бит/с, чтобы обеспечить совместимость со стандартом POCSAG, КРО передается со скоростью 6,4 кбит/с, а ВСС с более высокой скоростью, скажем, 30 кбит/с. Формат кода передачи высокоскоростного числового сообщения может отличаться от формата, принятого для передачи высокоскоростных буквенно-цифровых кодовых слов.

Как было показано со ссылками на фиг. 1, сигнал ВСС может подвергаться МСИ, в результате чего требуется, чтобы принимаемый сигнал выравнивался с целью получения сигнала, который может быть успешно декодирован. Если выравнивание выполнено на вторичной станции в реальном масштабе времени, то потребление тока будет сравнительно высоким и возникнет необходимость в применении источников энергии с большой выходной мощностью, нежелательных в данном случае.

Эта проблема может быть преодолена на базовой станции за счет приема высокоскоростного сообщения ВСС, записи всего принятого сообщения в буферную память, объем которой известен управляющему терминалу, а после получения всего сообщения - выравнивания информации в автономном режиме в масштабе времени, отличном от реального, что значительно сокращает предельный расход тока батарей. Используемый способ выравнивания может быть одним из подходящих известных способов, как, например, выравнивание с решающей обратной связью (decision feedback equalisation) или выравнивание Витерби. После выравнивания ВСС декодируется и записывается в память с произвольным доступом (RAM) так, что оно может быть отображено по желанию пользователя.

На фиг. 5 показана структурная схема вторичной станции ВС, обеспечивающей передачу подтверждающих сигналов или других сообщений в виде сигналов с расширенным спектром. Описание передатчика 46, памяти ключей МДКР 48 и перемножителя 50 на время откладывается в связи с тем, что эти элементы связаны с усовершенствованиями базового варианта реализации изобретения.

Вторичная станция ВС включает антенну 18, которая подключена к приемному каскаду 20. Выходной сигнал приемного каскада 20 подается, в случае невысокоскоростного режима, на выход декодера 22 через демодулятор 21. Микроконтроллер 24, подключенный к выходу декодера 22, управляет функционированием вторичной станции в соответствии с программой, хранящейся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) 26. Микроконтроллер 24 имеет входы/выходы, подключенные соответствующим образом к оповещающим приспособлениям 28, которые могут быть звуковыми, визуальными или тактильными, клавиатуре 30, приспособлениям для выдачи информации, например, драйверу жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) 32, подключенному к экрану ЖКИ 34, а также к запоминающему устройству с произвольным доступом (ЗУПД) 36 для хранения всех принятых и декодированных сообщений.

При работе питание на декодер 22 и микроконтроллер 24 подается постоянно, а приемный каскад 20 запитывается в соответствии с особым протоколом экономии батарей, принятым на вторичной станции ВС. После приема адресное кодовое слово демодулируется, декодируется, в нем исправляются ошибки, а затем проверяется, предназначено ли оно данной вторичной станции. Если это так, то в зависимости от программы микроконтроллера 24 оповещающие приспособления 28 могут быть задействованы для информирования абонента о получении вызова. Абонент, пользуясь кнопкой или кнопками на клавишной панели 30, при необходимости может отключить одно или несколько выходных устройств оповещающих приспособлений. Если с пейджинговым вызовом связано короткое сообщение, передаваемое с той же скоростью, что и адресное кодовое слово, то после декодирования этого сообщения и выявления/исправления в нем ошибок микроконтроллер 24 обеспечивает запись декодированного сообщения в ЗУПД. Пользуясь клавишей или клавишами на клавиатуре 30, пользователь может выдать команду микроконтроллеру 24 о необходимости чтения из ЗУПД 36 и выдачи его в драйвер ЖКИ 32, который обеспечит отображение сообщения на экране 34. Описанный порядок функционирования является типичным для многих буквенно-числовых пейджеров стандарта POCSAG.

Для приема при помощи устройства, показанного на фиг. 5, высокоскоростных сообщений ВСС типа описанных со ссылками на фиг. 3, вторичная станция далее включает первые и вторые переключающие приспособления 38, 40, чьи передвижные контакты (или их электронные эквиваленты) подключаются соответственно к выходу приемного каскада 20 и ко входу декодера 22. Соответствующие фиксированные контакты "а" переключающих приспособлений подключают соответственно ко входу и к выходу демодулятора. Другой фиксированный контакт "b" переключающих приспособлений 38 подключается к ЗУПД 42, выход которого подключен ко входу устройства выравнивания 44, которое также выполняет функции демодулятора. Выход устройства выравнивания 44 подключен к другому фиксированному контакту "b" переключающих приспособлений 40. Работа переключающих приспособлений 38, 40 управляется микроконтроллером 24.

Передвижные контакты переключающих приспособлений 38, 40 находятся в положении "а", когда вторичная станция ВС находится в состоянии готовности. При получении синхронизирующего кодового слова, указывающего на то, что адресное кодовое слово, передаваемое в следующем кадре пакета, будет передаваться с более высокой скоростью, скажем, 6,4 кбит/с, микроконтроллер обеспечивает повышение тактовой частоты, поступающей на демодулятор 22. При получении вторичной станцией адресного кодового слова, которое опознается не только как слово, назначенное данной вторичной станции, но и которое указывает скорость присоединенного высокоскоростного сообщения ВСС, микроконтроллер 24 обеспечивает перевод переключающих приспособлений 38, 40 в положение "b", в результате чего принимаемое высокоскоростное сообщение ВСС запоминается в ЗУПД 42, которое тактируется с частотой следования элементарных посылок высокоскоростного сообщения ВСС. После прихода всего сообщения информация считывается из ЗУПД 42 для выравнивания в масштабе времени, отличном от реального, при низких затратах энергии. Выровненный сигнал соответственно декодируется и записывается в ЗУПД 36.

На фиг. 6 показана временная диаграмма последовательности операций по приему и последующему выравниванию высокоскоростных сообщений.

Блок 52 соответствует началу временной диаграммы, причем предполагается, что на вторичной станции уже обеспечена тактовая и пакетная синхронизация. Блок 54 означает, что вторичная станция запитывается для приема синхронизирующего кодового слова. Блок 56 соответствует проверке того, является ли синхронизирующее кодовое слово специальным синхрословом, индицирующим, в числе прочего, что для передачи адресного кодового слова в следующем кадре пакета используется скорость, превышающая нормальную.

Если получен ответ "Нет" (N), то происходит переход к блоку 58, означающему подачу питания на вторичную станцию для приема всех адресных кодовых слов, передаваемых в выделенном данной станции кадре. Блок 60 соответствует проверке назначения вторичной станции всех принятых адресных кодовых слов. При отрицательном ответе (N) происходит возврат к блоку 54. При положительном (Y) в блоке 62 происходит проверка отключенности устройств оповещения, и если устройства не отключены (N), то происходит переход к блоку 64, который означает подачу питания на устройства оповещения. Если в блоке 62 получен положительный ответ (Y), то далее из блоков 62, 64 происходит переход к блоку 66, в котором проверяется наличие присоединенного пейджингового сообщения. Если сообщения нет (N), то осуществляется возврат к блоку 54. Но если есть (Y), то далее происходит переход к блоку 68, обозначающему операцию запоминания сообщения. Блоки 70, 72 обозначают соответственно операции считывания выбранного сообщения по команде пользователя с клавиатуры и отображения этого сообщения.

При положительном ответе в блоке 56 (Y) происходит переход к блоку 74, который характеризует операцию переключения тактовой частоты микроконтроллером в соответствии со значением, переданным в кодовом слове синхронизации. Блок 76 обозначает подачу питания на вторичную станцию в течение прохождения кадра этой станции с тем, чтобы обеспечить прием всех передаваемых адресных кодовых слов. Блок 78 связан с операциями приема и декодирования адресных кодовых слов. В блоке 80 декодированные адресные кодовые слова проверяются на предназначенность их данной вторичной станции. Если ответ "Нет" (N), то происходит возврат к блоку 54, а если "Да" (Y), то выполняется проверка отключенности устройств оповещения и при отрицательном ответе (N) на эти устройства подается питание, блок 84. При положительном ответе (Y) происходит переход от блока 82 и от блока 84 к блоку 86, который связан с перестройкой микроконтроллером вторичной станции таким образом, чтобы обеспечить прием присоединенного ВСС. Блок 88 означает запоминание информации ВСС. Блок 90 связан с проверкой окончания запоминаемой информации. При отрицательном ответе (N) происходит возврат вновь к блоку 88, а при положительном (Y) - переход к блоку 92, который связан с самостоятельной переустановкой вторичной станции в готовность к приему очередного синхронизирующего кодового слова.

Ветвь диаграммы с выхода "Y" блока 90 поступает далее в блок 94, связанный со считыванием и выравниванием информации ВСС, а затем в блок 96, который связан с декодированием ВСС. Далее происходит переход к блоку 68, в котором декодированное ВСС запоминается.

Подчеркнем, что данная временная диаграмма относится ко вторичной станции, которая может функционировать как пейджер по стандарту POCSAG и как оконечное устройство для приема ВСС. Однако, вторичная станция может быть конфигурирована таким образом, чтобы работать в системе избирательного вызова, в которой передаются только автографические сообщения с использованием формата, описанного в общих чертах со ссылками на фиг. 4, когда во временной диаграмме опускаются по крайней мере блоки 58 и 60, но могут добавляться другие операции, например, регистрации, подтверждений и проверок. Более того, если МСИ не представляет опасности, то может быть опущена и операция выравнивания.

Проиллюстрированная вторичная станция ВС включает маломощный передатчик 46, посредством которого на любую из находящихся в пределах досягаемости базовых станций могут быть переданы подтверждения (квитанции) и/или отклики, такие, как сообщения об ошибках. Действительные подтверждающие посылки формируются микроконтроллером 24 и представляют собой одиночный импульс или короткий низкоскоростной сигнал. В случае одиночного импульса длительностью 100 мс и передаваемого при выходной мощности 300 мВт оценочная дальность действия составляет 10 км. В усовершенствованном варианте эти сигналы могут передаваться в виде сигналов с расширенным спектром прямой последовательности (direct sequence spread spectrum signal). Для этого в запоминающем устройстве 48 хранятся одна или несколько ортогональных псевдослучайных кодовых последовательностей. Микроконтроллер 24 управляет считыванием кодовых последовательностей из запоминающего устройства 48, которое подключено к перемножителю 50, в котором импульсы перемножаются с кодовой последовательностью.

В варианте реализации системы сорок восемь кодовых последовательностей размещены в восьми наборах по шесть последовательностей, так, что в приведенном выше примере каждому кадру в пакете формата POCSAG соответствует набор последовательностей. Все базовые станции в системе избирательного вызова и все вторичные станции запоминают восемь наборов кодовых последовательностей, а адресное кодовое слово (слова), выделенное вторичной станции, определяет кадр пакета, в котором адресные кодовые слова будут передаваться, и далее будет выбираться кодовая последовательность, используемая вторичной станцией для формирования отклика на сигнал. Необходимость выделения шести кодовых последовательностей в каждом из наборов объясняется тем, что вторичная станция должна через базовые станции посылать контроллеру системы элементарные отклики (simple reply). В качестве примера можно привести следующие сообщения, назначенные соответствующим кодовым последовательностям в каждом из наборов

кодовая последовательность 1 - вторичная станция находится в зоне обслуживания исключительно с целью регистрации;

кодовая последовательность 2 - получено последнее сообщение;

кодовая последовательность 3 - читать сообщение (сообщения);

кодовая последовательность 4 - ответ "Да";

кодовая последовательность 5 - ответ "Нет";

кодовая последовательность 6 - последнее сообщение передать заново.

Когда управляющий терминал посылает ВСС на вторичную станцию, микроконтроллер в адресуемой вторичной станции в случае успешного приема и декодирования сообщения будет перемножать импульс отклика с кодовой последовательностью 2, например, и передавать сигнал. Если управляющему терминалу известно, на какую вторичную станцию передано высокоскоростное сообщение, то протоколом будет предоставляться необходимое время, которое пройдет прежде, чем будет выдано следующее сообщение на эту вторичную станцию.

Преимущества использования сигналов с расширенным спектром по сравнению с узкополосными сигналами заключается в том, что сигнал длительностью 100 мс имеет ширину спектра 10 Гц и такой сигнал сложно будет обнаружить, учитывая, что стабильность кварцев передатчика и приемника не лучше 100 Гц. Расширение спектра сигнала до ширины пейджингового канала, 25 кГц, например, облегчает обнаружение. Кроме того, две и более вторичных станций могут одновременно передавать отклики без риска того, что один из откликов будет невозможно восстановить.

В том случае, когда управляющий терминал имеет 2 или более длинных информационных сообщений для одной и той же вторичной станции, терминалом должна быть выбрана, что особенно важно при работе со вторичными станциями, не оснащенными передатчиком 46, стратегия передачи первого длинного информационного сообщения, выжидания в течение периода времени, который, как это известно терминалу, необходим вторичной станции для выравнивания, декодирования и записи первого длинного информационного сообщения, а затем передачи второго длинного информационного сообщения. Если вторичная станция оснащена передатчиком 46, то он может передавать подтверждающий импульс, после которого управляющему терминалу будет известно, что можно передавать второе длинное сообщение.

Способность вторичной станции к передаче подтверждающего импульса, независимо от того, перемножается ли этот импульс с кодовой последовательностью, может быть по-разному использована для усовершенствования способа. Во-первых, возможность подтверждения готовности вторичной станции к приему сообщения, что означает не только, что станция находится в пределах района обслуживания, но и то, что она включена. Для этого управляющий терминал, имеющий длинное информационное сообщение для вторичной станции, передает специальный КРО, который требует от вторичной станции практически немедленно подтвердить свою готовность к приему информации. После этого выполняется описанная выше процедура.

Во-вторых, дополнительные возможности появляются в том случае, если подтверждающий импульс может быть использован в качестве сигнала регистрации.

Например, если управляющий терминал имеет несколько длинных информационных сообщений, которые должны быть переданы на различные вторичные станции, то терминал может обеспечить последовательную передачу адресных кодовых слов, КРО1-КРО5, например (см. фиг. 7), с одновременной индикацией получения ответных сигналов вторичных станций с использованием сигналов с расширенным спектром. Как показано на фиг. 7, эти отклики передаются с применением способа передачи сигналов с расширенным спектром. После получения сигналов подтверждения/регистрации "ВС. Отклик" управляющему терминалу становится известно, какие вторичные станции включены, например, станции с КРО1, КРО3 и КРО4, и он может последовательно выдать длинные информационные сообщения "КРО1. Сооб", "КРО3. Сооб" и "КРО4. Сооб". Каждая из включенных вторичных станций после получения адресованного ей информационного сообщения, может отключать питание от своего приемника и при необходимости выровнять принятый сигнал в автономном режиме. В качестве варианта описанной процедуры управляющий терминал путем выдачи соответствующих инструкций на каждую из включенных станций может указать, в какое время относительно некоторого события, относительно момента прихода синхроимпульса, например, необходимо подать питание на приемные каскады для обеспечения приема длинных информационных сообщений.

В другом примере, проиллюстрированном на фиг. 8, управляющий терминал вырабатывает регистрационную последовательность (диаграмма "А"), с которой следует последовательность, предназначенная для передачи сообщения (диаграмма "В"). Регистрационная последовательность выполняется с использованием пакетного формата POCSAG, в котором каждый пакет начинается синхронизирующим кодовым словом "С", за которым следуют восемь кадров. Выделенное кодовое слово синхронизации "С" указывает на то, что адресное кодовое слово будет передаваться со скоростью, например, 6,4 кбит/с и все включенные вторичные станции в ответ на это будут самостоятельно реконфигурироваться соответствующим образом. Первый кадр "К1" выделяется управляющим терминалом для передачи восьми адресных кодовых слов, в которых базовым станциям указывается переключиться на прием в период времени, соответствующий "К2". В течение "К2" вторичные станции, которым адресуются сообщения, в случае подачи на них питания, передают свои подтверждающие сигналы одновременно в случае использования сигналов с расширенным спектром, либо в последовательности, соответствующей передаче адресных кодовых слов, а при необходимости - по запросу управляющего терминала. Этот цикл повторяется в трех парах кадров, оставшихся в пачке. После того как регистрационная последовательность, которая может занимать несколько пакетов, получена, управляющий терминал начинает передачу последовательности, в которой закодировано передаваемое сообщение, которая не обязательно удовлетворяет стандарту POCSAG и начинается с передачи синхронизирующего кодового слова "С", которое не только указывает скорость передачи адресного кодового слова "А", но также и указывает на то, что для передачи сообщения используется последовательность специального вида. Затем следуют комбинации адресных кодовых слов "А" и присоединенных ВСС, вплоть до того, как будут переданы все ВСС. Как было отмечено выше, адресное кодовое слово содержит указание на скорость передачи ВСС. Также управляющий терминал будет разделять передачи двух ВСС на одну и ту же вторичную станцию для того, чтобы позволить выполнить выравнивание первой ВСС в этот промежуток времени. Подтверждения и/или отклики могут быть переданы по окончании передачи последовательностей, в которых закодированы сообщения.

Если вторичная станция не зарегистрирована, управляющий терминал сохраняет сообщение.

Следующий пример использования подтверждающих импульсов приводится в предположении, что ежедневно управляющий терминал на каждую вторичную станцию передает в среднем по 3 длинных информационных сообщения. Для сокращения числа передач, выполняемых вторичной станцией, подтверждение второй, скажем, передачи может нести, например, путем выбора заданного кода с расширенным спектром, отклик на первое сообщение. Примеры откликов были приведены выше.

В случае, когда вторичная станция принимает длинные информационные сообщения лишь изредка, приведенный выше вариант не является приемлемым. Управляющий терминал в таких ситуациях может выдавать команду базовой станции (станциям) на передачу запроса пейджерам с целью подтверждения получения ими переданных длинных информационных сообщений.

Регистрационный сигнал, выработанный вторичной станцией, может быть использован для определения местоположения вторичной станции в сотовой системе с неодновременной передачей, показанной на фиг. 9, или в сотовой системе, в которой каждая ячейка фактически является группой передатчиков, работающих в режиме одновременной передачи. На фиг. 9 ячейки "Яч. 1", "Яч. 2" и "Яч. 3" для удобства показаны в виде шестиугольников, однако их действительные очертания определяются топографическими особенностями зоны обслуживания. Каждая ячейка включает по крайней мере одну базовую станцию БС1, БС2 и БС3 соответственно, которые могут работать на канале с одной частотой или на разных частотах, что потребует от вторичной станции ВС переключения рабочей частоты. Одним из преимуществ сотовой системы связи на одной частоте по сравнению с системой с одновременной передачей является то, что как только будет установлена ячейка, в которой находится вторичная станция, управляющему терминалу 10 необходимо всего лишь выдать команду базовой станции этой ячейки на передачу пейджингового вызова и при необходимости присоединенного к нему сообщения. Это позволяет базовой станции, находящейся в удаленной ячейке, одновременно передавать различные сообщения разным вторичным станциям на одном и том же частотном канале. Также возможны мультиплексированные передачи базовыми станциями с использованием одного частотного канала путем, например, временного разделения.

Для установки ячейки, см. фиг. 9, в которой находится вторичная станция ВС, управляющий терминал 10 обеспечивает передачу каждой базовой станцией адресных кодовых слов этой вторичной станции, по очереди, как это показано на диаграмме "А" фиг. 10. Вторичная станция при получении адресного кодового слова, требующего регистрации станции, передает маломощный отклик, который может включить единичный импульс "ВС. Отклик" (диаграмма "В" на фиг. 10), как это было выше описано. Каждая из базовых станций БС1-БС3 включается на прием после передачи адресных кодовых слов вторичных станций и ожидает получения регистрационного сигнала в течение отведенного промежутка времени. Если регистрационный сигнал не получен, то принимается решение о том, что вторичная станция находится не в этой ячейке. Возможно, однако, если вторичная станция находится вблизи перекрывающихся границ двух или более ячеек, что регистрационные сигналы будут получены всеми этими базовыми станциями. В этих условиях в контрольный терминал 10 посылаются оценки качества принятого сигнала, а контрольный терминал решает или выбирает голосованием сигнал, который имеет лучшее качество и указывает ячейку с соответствующей базовой станцией как ячейку, в которой находится данная вторичная станция. Диаграмма "С" на фиг. 10 иллюстрирует выбор и регистрацию "Рег", проводимые управляющим терминалом.

Операция поиска вторичной станции может быть начата управляющим терминалом 10 с использованием информации о том, в какой ячейке (ячейках) вторичная станция была обнаружена ранее. Оператор системы может потребовать от пользователей вторичных станций выбрать ячейку, в которой они будут находиться с наибольшей вероятностью, после чего поиск местонахождения вторичной станции начинается оператором с этой указанной ячейки.

Вместо поиска в одной ячейке за другой может быть осуществлена передача адресных кодовых слов вторичной станции по каналу вещания на широкий район обслуживания или по сотовой сети поочередно с передачей сообщений, причем последняя передача осуществляется в каждую ячейку.

В любом случае после определения положения вторичной станции, способом, описанным выше, выполняется прием длинного информационного сообщения, а при необходимости и его выравнивание.

Фиг. 11 приведена для пояснения структурной схемы управляющего терминала 10 и базовой станции БС, которая подключена к управляющему терминалу 10 при помощи наземной линии 100. Управляющий терминал подключен к телефонной сети общего пользования (PSTN, ТСОП) для получения сообщений, передаваемых передатчиком базовой станции "Пд" и дальнейшей передачи откликов вторичных станций, принимаемых приемником базовых станций "Пр", причем в том и другом случае функционирование осуществляется под управлением процессора 102. Процессор состоит из микроЭВМ (с прилагающимся программным обеспечением) 104, приспособления для форматирования сообщений 106 и кодера/декодера 108. В ЗУПД сообщений 110 хранятся сообщения, ожидающие их передачи базовой станцией БС. В ЗУПД откликов 112 хранятся отклики, полученные при помощи приемника "Пр". Кроме того, к процессору 102 подключают запоминающее устройство 114 для хранения КРО всех вторичных станций, запоминающее устройство 116 для хранения всех псевдослучайных кодовых последовательностей и запоминающее устройство 118 для хранения регистрационных записей. Основной частью базовой станции являются передатчик и приемник "Пд"/"Пр", но станция может включать также приспособления для измерения интенсивности принятого сигнала.

На фиг. 12 показан географический район 120, в котором находится пять густонаселенных центров, обозначенных соответственно городами А1-А5, которые расположены вокруг слабонаселенного сельского района В. Каждое из поселений Al-A5 имеет свою собственную систему избирательного вызова, причем все системы работают на одной и той же частоте, а расстояние между поселениями таковы, что передачи не приводят к возникновению взаимных помех. В сельском районе также есть своя система избирательного вызова, которая работает на той же частоте, что и городские системы. Для того чтобы учесть разницу в уровнях информационных потоков в городских и сельских районах, поселения Al-A5 рассматриваются как пять автономных районов, базовые станции в каждом из которых передают последовательности избирательных вызовов и сообщений одновременно в первый период времени, а базовые станции в сельском районе передают потоки избирательных вызовов во второй период времени, отличный от первого периода. За счет объединения таким образом городских и сельского районов становится возможным, например, для каждого города устанавливать высокоскоростной режим передачи сообщений, при котором избирательные вызовы, передаваемые со скоростью 6,4 кбит/с, чередуются с длинными информационными сообщениями, скорость передачи которых составляет 30 кбит/с, а для сельского района установить режим функционирования со скоростью передачи избирательного вызова и сообщений 1200 бит/с в соответствии со стандартом POCSAG. Кроме того, объединение городов в данном случае и попеременная передача сообщений с районом В позволяет втрое повысить пропускную способность системы, что следует из простого выражения



Хотя настоящее изобретение описано применительно к пейджинговой системе, изобретение может быть использовано в персональных радиопочтовых системах, не зависящих от существующих пейджинговых систем.

После прочтения настоящего описания специалистами могут быть предложены варианты реализации изобретения. Такие модификации могут включать дополнительные признаки, уже известные при разработке, изготовлении и применении систем избирательного вызова и приемников для них, эти признаки могут быть использованы отдельно или в дополнение к признакам, описанным выше. Хотя формула изобретения основывается на отдельном конкретном сочетании признаков, ясно, что область действия раскрываемого изобретения также включает любые новые признаки или любые новые сочетания признаков, раскрытых в настоящем описании подробно, либо подразумевает, либо представленных в общем виде, независимо от того, относятся ли они к тому же самому изобретению, соответствующему одному из пунктов формулы, а также от того, облегчают ли они некоторые или все технические проблемы, такие же, как и в представленном изобретении. Настоящим заявители делают уведомление, что новые формулы могут быть построены для таких признаков и/или комбинаций таких признаков в процессе ведения дел по представленной заявке или по любой последующей заявке, вытекающей из нее.

Промышленная применимость

Высокоскоростные системы передачи сообщений для передачи автографических (telescript) сообщений. Совмещенные пейджинговые системы и высокоскоростные системы передачи сообщений. Персональные радиопочтовые системы.