专利名称：以时分多路复用发射寻呼信号的系统的制作方法
技术领域：
本发明一般来说涉及一个寻呼系统，详细来说涉及同时发射多路寻呼信号的寻呼系统。
近20年来，寻呼系统经历了重要的变化。从前的寻呼机只是在收到寻呼信号时发出嘟嘟声的简单的无线接收机。携带寻呼机的用户在收到寻呼信号时就采取预先规定的措施，例如呼叫一个电话号码。当他或她收到寻呼信号时，用户没有别的选择来响应。因为寻呼信号中没任何有关采取相应措施的信息。
随着寻呼技术的进步，有可能向寻呼机发射信息数据*信息数据可以包含字符信息以通知用户是谁寻呼或在收到寻呼信号时应采取何种措施。例如，一个信息可以告知用户向家里呼叫，向办事处呼叫，在干洗店旁等候，等等。随着计算机技术的进步，未来的寻呼机将能接收数字语音信息，因而可以作为回答机以及具备向中心位置发回数据的能力--一种所谓双向寻呼系统。
极大多数的近代寻呼系统用了一个连接公共交换电话网的中心计算机系统和部署在整个地区的许多基站。当中心计算机收到一个表示要发射一个寻呼信号的电话呼叫时，中心计算机汇编一个包含要找的寻呼机地址和信息数据的寻呼信息。接着寻呼信息被发送到各基站，并在那里立即被发射，因此，以寻呼信息笼罩了这个地区。当联播寻呼系统正常工作以保证接收寻呼信息时，其效率低下的原因有a)在一个时间内只能发射一个寻呼信息，和b)为了保证消息被收到，寻呼信息要在远远大于需要的区域内播放。由于越来越多的用户携带了寻呼机，希望寻呼系统发展到在同一时间内能发射多路寻呼信息。
本发明是一个在同一时间内能以同一个频率发射多路寻呼信号的系统。将一个地区划分为许多小区，每个小区由一个或几个基站服务，这些基站传送寻呼信息给小区。每个小区都分配有在小区内发射寻呼信息用的时隙。时隙的分配使得有相互重叠射频的复盖区域的基站不在同一时间发送。为了发射一个寻呼信息，首先在整个地区同时播放针对一个指定寻呼机的定位信号。一旦收到定位信号，寻呼机向许多基站发回一个应答信号。寻呼系统根据在基站收到应答信号的强度可以确定该寻呼机定位于哪个小区。为了告知寻呼机它将在何时收到它的寻呼信息，向寻呼机发送一个偏移时间。于是寻呼系统从最靠近寻呼机的基站，即曾收到最强的应答信号的基站，向寻呼机发射寻呼信息。
为了提高基站的效率，基站可以在不同的时隙以许多频率发射。而且，时隙的分配应使得两个有相互重叠射频复盖区域的基站不会在同一时间在同一频率发射。
参照以下详细说明并联系相应的图示，本发明上述各方面和许多附带的优点将更易理解，其中
图1是图解说明用在通常的蜂窝电话系统中蜂窝频率复用图样；图2A-2B是图解说明根据本发明的寻呼系统在同一频率上同时发射寻呼信号用的时隙复用图样；图3是图解说明根据本发明，寻呼系统如何向寻呼机同时发射一个定位信号；图4是定时图解，说明根据本发明在寻呼系统和双向寻呼机之间如何在一个正向和一个反向信道上进行数据传送；图5是根据本发明的一个双向寻呼机的方框图；图6是时间排列图，说明在联播时隙和数据时隙发射的数据的结构；图7是根据本发明的寻呼系统的主要硬件部件图；图8是图解说明从中心计算机系统向许多群控器发射的数据的结构；图9是图解表明在一群小区中的一个寻呼机，本发明如何确定被定位的寻呼机所在的小区；图10A和10B根据本发明的另一个方面，图解说明怎样使用多种频率以增加基站的效率；及图11A和图11B是图解说明根据本发明，时分多路复用寻呼系统是如何用角隅激发基站(corner-activated base stations)实现的。
在蜂窝电话系统中在给定地区内向许多接收机同时发射信号的任务照例是用所谓“频率复用”法完成。在一个蜂窝电话系统中，将一个地区划分为许多小区，每个小区粗略地模仿一个大致位于小区中心的收发信机的无线电复盖区域。每个小区的收发信机被分配给一个与分配给邻近小区中的收发信机频率不同的特有的射频。图1表示这是如何实现的一个简单的例子。
首先，一个地区10被划分为许多小区12-23，其中每个小区用一个正六角形代表。每个小区被分配到三组标号为A，B，或C的射频中的一组。正如图1所见，在地区中每个小区的频率分配组成的一个重复图样称为一个群体。例如，小区12，17，和18组成一个三小区群体。群体中每个小区有一组供它用的特定频率。为了以最少的频率数目得到最大限度的频率复用，每个群体中的小区数目取最小值。这个最小值是由具有同样频率的小区之间不发生共信道干扰要求的距离来确定的。在图1表示的简单例子中分配到同样频率组的小区不能相互靠近以防止相邻小区间的射频干扰。
在一个蜂窝电话系统中，系统首先查找其中设置带有移动电话用户的小区。然后在分配给该小区的一对频率上向用户来回传送。蜂窝电话系统可以在同一频率上处理许多电话呼叫，因为分配到同样频率的小区在地理上是分隔的。相邻小区的射频发送不会干扰，因为它们是用不同的频率进行的。
与蜂窝电话系统不同，寻呼系统不能利用频率复用。首先，寻呼技术目前还是单向服务，寻呼机只接收数据而不能发射。没有从寻呼机的发射就不能确定其位置，因此系统必需在整个复盖区域发送信息以保证被寻呼机接收到。根据规定，频率只能在每个复盖区域“使用”一次。而且，频率复用，根据蜂窝电话使用的模型，要求实现许多频道。寻呼操作台不具有多信道访问。事实上，某些寻呼操作台少到只有一个频率。现存的事实是当前的寻呼机不能发射信号并且缺少可用的寻呼频率，已有的寻呼系统在一个地区内以同一个频率同时发射寻呼信息不能没有共信道干扰。
本发明是一个能在一个地区内以单一频率在无共信道干扰的情况下同时发射寻呼信息的寻呼系统。为了做到这点，一个地区被划分成许多小区，每个小区大致确定一个无线电收发信机的或装在小区内的基站的射频复盖区域。然后每个小区和一个此时可以从该小区内的基站发生射频发送的时隙相联系。
图2A表示一个地区被划分成许多小区30-50。每个小区有一个布置在其中的基站(未画)，并配给许多分离的，重复的，周期的时隙中一个。在本例中表示有三个时隙A，B，和C。不过，其它的时隙数目如五个，七个，或十二个等也是可用的。分配给小区的时隙使得相邻的小区有不同的时隙。分给小区44的是时隙A，而分给与它相邻的小区32，34，38，42，46，和50的分别是时隙B，C，B，C，B，和C。在小区30，36，40，44，和48中的基站的射频复盖区域通常以圆形阴影区表示，并可能扩展到小区边界之外。然而，可以看到，没有一个配给时隙A的小区的射频复盖区和其他具有同样时隙(A)的小区相重叠。
布置在各个小区30，36，40，44，和48中的基站在它们的射频复盖区内同时向寻呼机发射寻呼信息。例如，在小区30中的一个寻呼机P1被分配到时隙A。在小区48中的一个寻呼机P2也被分配到时隙A。寻呼信息可以同时用同样的频率被发射到寻呼机P1和P2，因为发生在小区30和48中的发射的射频复盖区是不重叠的。
为了发射一个寻呼信息到布置在地区内的任意处的寻呼机，分配到时隙的基站依次地被激发。例如图2A所示，布置在小区中所有分配到时隙A的基站首先被激发。然后，如图2B所示，布置在小区中所有分配到时隙B的基站被激发。同样，布置在小区中与时隙C相关的基站在下一周期重复之前被激发。
为了从单个基站向寻呼机发射寻呼信息，首先要寻找该寻呼机。在本发明中，是从地区内所有基站同时播放一个“定位”信号来完成的。图3表示当地区内所有基站同时发射一个定位信号时所包括的射频复盖区。全部基站的射频复盖区相互重叠以达到不论所寻找的寻呼机在地区的任何地方都可找到。正如以后将详细说明，定位信号唯一地识别出地区内单个寻呼机。一旦待寻的寻呼机收到定位信号，将要从寻呼机向寻呼系统发回一个应答信号。一个或几个基站收到并分析该应答信号，用来确定哪个基站最靠近该寻呼机，实际上是确定寻呼机是在哪个小区中。
一旦寻呼系统确定寻呼机在那个小区，寻呼信息只是从基站在与寻呼机的小区相关的时隙内向寻呼机发射。因为具有重叠射频复盖区的基站不会在同时发射，多个寻呼信息可以用同一频率同时向不相邻的小区中不同的寻呼机发射。
图4是定时图解，说明在根据本发明的寻呼系统和一个寻呼机之间如何传送数据。在一个划分为许多时隙的正向信道上，数据被发射到一个寻呼机。一个反向信道用来从寻呼机向布置在各小区中的基站送回射频信号。上面已指出，在一个寻呼信号被送到寻呼机之前，必需找到该寻呼机。第一步，一个包含一个地址，或其他唯一地识别一个单独寻呼机的码的定位信号在联播时间从一个地区中的全部基站同时发射*第二步，具有匹配地址或编码的寻呼机在预定时间送回一个应答信号，表示它收到定位信号。如下面将详细说明，收到应答的基站于是分析收到的应答信号并把分析结果发送到一个群控器，群控器从收到的信号中选出最好的，以确定哪个基站最靠近寻呼机。群控器为此基于收到应答信号的质量识别出寻呼机是在哪个小区中。第三步，同时向寻呼机发送数据偏移时间。显然，特定的偏移时间发送与时隙相对应，也因此而与寻呼机所在的小区相对应。例如，如果寻呼机是在分配到时隙C的一个小区中，必需通知寻呼机，它的寻呼信息将在时隙C周期内发射。在第三步，寻呼信息从寻呼机所在的小区中的基站向寻呼机发射。如果寻呼信息比一个单个时隙长，寻呼信息被分段并在一系列相应的时隙中发射。第四步，寻呼机发射一个应答信号(Ack)表明在第三步发送的寻呼信息已被正确接收。如果寻呼信息没有被正确接收，寻呼机会发射一个否定--应答信号(Nak)，然后该部分寻呼信息将在寻呼机所在的小区的下一次时隙重发。如果根本没有收到寻呼信息，寻呼机就不会发射任何形式的应答信号，以此通知寻呼系统要求重发寻呼信息。通常，如果寻呼信息已经重发或随后就是寻呼信息的其余部份，则发生在第一和第二步的定位处理就不必重复。
现在转到图5的方框图，根据本发明的一个双向寻呼机60包含一个天线62，一个收发信机64，一个微处理器68，一个存储器72和经一个定时器76。寻呼机还包含一个显示器80和一个报警器82。微处理器经一套地址/数据引线70耦合到存储器72和经一套数据引线74耦合到定时器76。显示器80和报警器82经一套引线78耦合到微处理器。微处理器可以通过馈线66从收发信机64发射或接收射频信号。电池84向寻呼机提供电能。
除了能向寻呼系统发回信号，并且能在一个根据寻呼机在地区中所在位置而选择的时隙中接收信号之外，寻呼机60用和已有技术的单向寻呼机相同的方式操作。如上所述，寻呼机在联播时间监视正向信道，确定寻呼机的地址是否被发射。一旦在联播时隙收到一个地址，寻呼机把收到的地址和存在存储器72中它本身的地址相比较。当寻呼机收到它本身的地址时，它在预定的时间周期向寻呼系统发回一个应答信号。在随后的联播时隙中，寻呼机的地址和一个偏移时间码一起被再次发射。偏移时间码指出从联播时隙起点到给寻呼机的寻呼信息开始的时间。偏移时间码存储在寻呼机的存储器72中。一旦收到指出何时将发送寻呼信息的偏移时间码，寻呼机用定时器76测定一个长度等于偏移时间码的数值减去联播时隙的积累时间的时间周期。当定时器测到计算出的偏移周期，微处理器开始读取在正向信道上发射的数据以读出它的寻呼信息。
当收到一个信息，显示器80和报警器82被微处理器68激发。例如寻呼信息可能显示在显示器80上给用户观看，报警器82鸣叫或震动，向用户指出已收到一个寻呼信号。在本发明最优的实施例中，报警待到整个信息被接收后才被激发。如上所述，如果发往寻呼机的寻呼信息比一个单个时隙或最大允许信息段的长度长，可能需要分成许多段来接收寻呼信息。因此寻呼机等到整个寻呼信息已经正确收到后才通知用户寻呼信息已经收到。
每个信息段带有一个序号，序号在每次信息段正确发射后加上一。同时每个信息段还带一个数位指出该信息段是一个完整寻呼信息的最后一段。因此，一个适合在一段内的信息常常设置它的“最后段数位”。如果寻呼电话接收机收到一个该数位没有被设置的分段，表明在寻呼信息终了之前还接着有一些分段。寻呼电话接收机用这个方法断定是否丢失一些分段和寻呼信息是否被完整接收。
图6表示寻呼系统在正向信道上发射的数据的结构。如上所述，在联播时隙100之后的是一系列含有寻呼信息的数据时隙110，112，和114。在最后的数据时隙之后，发射另一个联播时隙，而且是周而复始。联播时隙100被分成许多小段。在联播时隙的开始，发射一个同步码102，它允许每个寻呼机把自身与数据流同步。同步码不仅标出同步时隙的起点，还可以被寻呼机用来调整它的内部定时器。紧接在同步码102后面的是一个描述联播时隙的联播时隙长度码104。联播时隙长度可以根据定位信号的数目和发射的偏移时间码改变。在联播时隙长度码104后面的是一个指出要发射定位地址数目的码106。该106码是供寻呼机用来确定为它的地址监视正向信道要用多长时间。联播时隙后面还有一系列寻呼电话收发信机的地址和偏移108，它指出寻呼机发射应答信号以及在正向信道上寻找它的寻呼信息的时间。
寻呼地址和偏移数据108再被分成一系列子段。每个要定位的寻呼机地址在子段108a时发射。在子段108a时发射的地址数目就是上述106码指出的数目，因而寻呼机监视正向信道直到它接收的地址数目与代码106指定的数目相同。如果在子段108a发射最后一个地址时没有发射寻呼机的地址，该寻呼机就明白在联播时隙中再没有数据发射给它，因此寻呼机直到下一个联播时隙之前不必监视正向信道。
如果在子段108a时发射一个寻呼机的地址，寻呼机就明白它将在子段108c中接收它的反向信道应答时隙指派。例如，如果寻呼机的地址是在子段108a中被发射的第三个地址，反向信道应答时隙指派就是在子段108c发射的第三个这样时隙指派。寻呼机用这样方法可以读出正确的反向信道应答时隙指派。
反向信道应答时隙指派被发射给寻呼机，因此不会同时有两个寻呼机在反向信道上发射应答信号。况且寻呼系统将会明白在什么时候从寻呼机接收一个应答信号，并且可以记录下收到寻呼机应答信号的时间，从而借此识别出该寻呼机。
一旦寻呼机收到反向信道应答时隙指派。并在适当时间发射应答信号，它就监视正向信道，等候指出要发射寻呼信息时间的数据偏移量。寻呼机明白这个数据偏移量将在下一个联播时隙中发射。因此它监视子段108b等候它的地址。然后它又监视108d等侯被发射的一个数据偏移量。同样，如果寻呼机的地址是子段108b中第二个被发射的，它的数据偏移量就是在子段108d中第二个被发射的数据偏移量。如果经过一定数目的联播时隙，寻呼机在子段108b仍没有收到它的地址，它就认为出错并转而从子段108a中找寻它的地址。
数据时隙110，112，和114包含一段或多段信息段115。每个信息段115又被分为许多小段。信息段115开头四个小段含有一个指出某些信息参数的信息头116。这些信息参数包含一个在数据时隙发射的指出信息段长度的信息长度码117。在信息长度码117之后是一个序号码118，它指出寻呼机正在接收寻呼信息的哪一段。序号码在每次发射后都要加一，因此寻呼机可以检查是否丢失了一段。随序号码118之后的是一个段结束位120，它向寻呼机指出正在发射的信息段是一个寻呼信息的最后一段。如果这个位没有被设置，寻呼机就明白还要发射一些段才能使信息完全。
随段结束位120之后的是一个偏移量122，它指出寻呼机在什么时间发射它的表明已经正确收到信息段的应答信号。偏移量122被发射到寻呼机，因此不会同时有两个寻呼机在反向信道上发射应答信号。偏移量122被发射后，寻呼信息数据在一个小段124中被发射。寻呼机收到寻呼数据后就判定它是否已正确地收到数据，如果正确，就在上述偏移量122说明的时间向寻呼系统发射一个应答。如果寻呼信息太长，不能作为单个段发射，信息将被分为许多段。这些段将在连续的数据时隙或一个单独的数据时隙中被发射。如果寻呼机在一个数据时隙中要收到不止一段信息，对寻呼机要接收的每段都要在子段108b把寻呼机的地址发射一次。例如，如果寻呼机要在同一数据时隙接收两段信息，寻呼机的地址就要在子段108b中随两个在子段108d中发射的数据偏移量一起被发射两次。
在子段108d中发射的数据偏移量决定了某些预定的起点，如上述同步码102的起点，和信息段115的起点之间的时间。例如，如果联播时隙长度是200毫秒，每个数据时隙的长度是500毫秒，并且寻呼机要把它的寻呼信息作为数据时隙C中的第一个信息段接收，那么在子段108d中规定的偏移量就应设置为1200毫秒加上考虑由于基站起动延迟附加的一点时间。所有在联播或数据时隙发射的数据包含适当的前向纠错编码，该偏码是无线电数据通信常规技术所熟知的。
在图7中表示根据本发明的寻呼系统的主要部件图。寻呼系统包含一个耦合到公共交换电话网132的中心计算机系统130。公共交换电话网132在语音信息中是一个电话机133的接口，或者在数据信息中是一个计算机系统133a的接口。中心计算机对从公共交换电话网接收到的包含在一个寻呼信息中的数据进行运算，并向许多群控器134，136发送寻呼信息。群控器给在上述每个小区内发射寻呼信息的基站编制数据，并接收从寻呼机向基站发回的应答信号。中心计算机系统130通过专用的通信中继150a，150b分别耦合到群控器134和136。这些通信中继可以是租用的电话线，微波中继，卫星中继或其他适当的通信路径。
众多基站经各自的专用通信中继耦合到群控器134-138。基站138经通信中继138a耦合到群控器134，而基站140和142经通信中继140a和142a耦合到群控器134。基站144，146和148经通信中继144a，146a和148a耦合到群控器136。每个群控器控制的基站数目等于这一群中的小区数目。在图7的例中，每个群控器控制三个基站，由此说明寻呼系统中每一群体包含三个小区。
从中心计算机向群控器发送的数据的结构表示在图8中。数据作为信息包170的一个数据流发送，每个信息包相应于联播数据或时隙数据。
联播信息包190被群控器用来向寻呼机播送定位和偏移量信号。联播信息包190包含一个信息头191a，上述并表示如图6的在联播时隙100发射的数据，和一个或几个错误校验位191b。错误校验位允许基站认证在联播时隙100发射的数据的正确接收。
信息头191a再包含一个或几个基站标识符192，它指出哪个基站要发射信息包。联播信息包设计成使发射能同时复盖到整个地区。在本发明的最佳实施例中，基站标识符192识别所有耦合到一个群控器的基站。然而，如果不用全部基站发射就能复盖到整个地区，基站标识符192就只识别那些需要盖过地区的基站。随着基站标识符192之后的是一个指出在什么时候在联播时隙100中要发射数据的码194。每个基站带有一个很精确的时钟，用它确定在联播时隙100中数据发射的时间。随在定时码194之后的是一个指出联播时隙100持续期的码196。换而言之，码196可以是联播时隙100的结束时间或数位率。随在码196之后的是一个信息长度码198，它指出在联播时隙100中发射的数据按位计算的长度。码198通知基站联播时隙100中的数据在哪里结束，和错误校验位191b在哪里开始。随在码198之后的是一个码199，它指出基站用来在联播时隙100发射联播时隙数据的射频调制类型。
数据时隙信息包200，210，220和联播信息包190类似。数据时隙信息包200含有一个和上述类似的信息头191a，只是信息头191a说明在数据时隙110，112，或114中的数据。显然，对一个数据时隙信息包指定的基站识别符只指定一个基站。
联播信息包190和数据时隙信息包200，210，和220的长度随着寻呼系统的当时要求而变。联播时隙100中的数据只含有要查找或要发送寻呼信息的寻呼机的地址。通常数据时隙110，112，和114的长度大致相等，但可以改变以适应寻呼机的不均匀分布。例如，如果在一个小区中接收数据多的寻呼机，那么，时隙110，112，或114中一个指定数据时隙的长度就可能增加而其他的就减少。此外，如果在某个特定的小区中有一个寻呼机要求信息传递有较高的优先权，数据时隙110，112，或114发射或排队的顺序可能改变。显然，在地区内所有的群体必须以同样的顺序从小区发射，以避免共信道干扰。
现在转到图9，表示出本发明确定一个寻呼机位置的方法。一个小区群体255含有小区260，270，和280。小区260含有一个在小区内发射射频信号的基站262。同样，小区270和280各含有基站272和282。基站262经通信中继264耦合到群控器290，而基站272和282经通信中继274和284来连接。示例中表明小区260中装有一个寻呼机P1。如上所述，在定位信号发射以后，寻呼机在预定的时间周期发射它的应答信号。应答信号是一个特殊的位图，它使基站在某些位接收得不好的情况下也能确定发送时间。每个基站262，272，和282含有一个接收机可以测量它收到的信号强度。接收机还耦合到一个准确时间参考，如全球卫星定位系统，测量信号到达的时间。基站262在时间T1收到应答信号的信号强度S1。同样，基站272在时间T2收到应答信号的信号强度S2。最后，基站282在时间T3收到应答信号的信号强度S3。每个基站向群控器290发送信号强度和时间的信息*群控器290用信号强度选择它认为最靠近寻呼机的基站。通常，选择具有最强信号强度的基站。在两个基站都收到同等强度的应答信号时，选择最先收到应答信号的基站。群控器290从选中的基站向中心计算机系统130发送信号强度和时间的指示。中心计算机系统从连接到收到寻呼机应答信号的基站的所有群控器接收这样信号。中心计算机系统130就用信号强度和时间准则判定那个基站最靠近寻呼机。除了信号强度之外，每个基站还确定应答信号的质量(即正确接收多少位)。这个信息可以传送到群控器用来单独地或和信号强度和/或接收时间一起作为选则那个基站最靠近寻呼机的准则。
显然，一个以上述方式运作的基站在联播时隙或分配给它的数据时隙不发射数据时仍然是空闲的。例如，如果寻呼系统具备有三个数据时隙的群体，一个基站几乎将有三份之二的时间是空闲的。提高基站效率的一个方法是每个基站在它的空闲时间以另一个频率发射数据。图10A和图10B表示如何在本发明的寻呼系统第二个实施例将其实现的。
图10A表示八个基站同时发射寻呼信息的射频复盖范围。小区32，38和46中的基站，在数据时隙B用第一个频率F1以上述方式发射寻呼信息*可是，在小区30，36，40，44，和48中的基站(在上述实施例中，它们是用在数据时隙A的)在数据时隙B时也不空闲，而是用第二个频率F2在同一数据时隙B发射寻呼信息。第二个频率F2可以是另一个寻呼信道，或是从原来的频率F1分割出的两个或几个子信道派生的信道。在发射时，关于一个基站用那一个频率的信息从中心计算机向群控器传送。频率信息在上述的通信中继上发送到群控器。因为频率F1和F2是不相同的，虽然在同一个时隙同时发射寻呼信息，在重叠的射频复盖区之间也没有共信道干扰。
图10B表示八个基站同时发射寻呼信息的射频复盖范围小区30，36，40，44和48在数据时隙A用第一个频率F1发射寻呼信息。在小区34，42和50中的基站(在上述实施例中用于时隙C)在同一数据时隙中同时以第二个频率F2发射寻呼信息。因此一个分配有时隙A的基站在数据时隙A以频率F1发射，在数据时隙B以频率F2发射，而在数据时隙C仍然是空闲的。如果要求基站100％被利用，应当加上第三个频率。显然，给寻呼系统增加多个频率的效果是对第一个频率时隙的顶部增加一个相移时分多路复用线路。一般来说，有n个时隙，则一个基站可以在n个频率上发射寻呼信息。当频率的数目等于数据时隙的数目时，发射机的使用效率可达100％。
在图10A和10B所示的系统中假设一个联播时隙用两个频率。因此，所有的寻呼机必需用同样的频率接收联播数据。在这样一个系统中运作，寻呼机必需收到一个关于用那个频率发送它的寻呼信息以及在甚么时候发送的指示。因此，寻呼机要有频率可变接收机，可以根据收到哪个信号来改变频率。
另一方法，系统可以用在单个频率上接收信号的寻呼机实现。为了这样，对每个频率要提供多个联播时隙。每个频率的联播时隙在一个预定的，总是在该频率的时隙A之前的时间发射。因此建议设计寻呼机使之只监视一个频率而不注意其他频率产生的发射。
根据本发明的一个寻呼系统也可以用“角隅激发”基站实现。极大多数的现代蜂窝电话系统用角隅激发小区，因为它们可以减少每个群体中的小区数目。在本发明的寻呼系统中用角隅激发小区此以得到同样的效果。图11A表示用角隅激发基站而不是上述中心激发基站的许多小区。例如，图示三个基站222，224，和226在同一个时隙发射。每个基站有一个或几个各复盖约120°的扇状天线*每个基站可以在任意给定时间用它的任意一个或全部扇状天线发射射频信号。
为了实现根据本发明用角隅激发小区的寻呼系统，分配给每个天线扇区一个可以在那时发射信号的时隙。同时发射信号的基站在地理上是分开的，使得它们的射频复盖区不重叠。在图11A的示例中。地区被分成三小区的群体。例如一个单独群体含有小区228，230，和232。为了向整个群体发射射频，需要九个时隙。这些时隙标号为A1的在小区232中发射，A2在小区228中发射，A3在小区230中发射，B1的在小区228中发射，B2在小区230中发射，B3在小区232中发射，C1的在小区230中发射，C2在小区232中发射，C3在小区228中发射。
在运作中，用角隅激发小区的时分多路复用系统和上述用中心激发小区的运作方式相同。从各角隅激发基站向各方联播一个定位信号以便笼罩整个地区。一旦收到定位信号，寻呼机就发射它的应答信号作响应，这个应答信号被角隅激发基站的扇状天线所接收*根据如上所述应答信号的强度和其他信息，寻呼系统确定那个角隅激发小区最靠近寻呼机。于是在与那个最靠近寻呼机的角隅激发小区的扇状天线有关的时隙中发射寻呼信息给该寻呼机。如图11A所示，因为保证发射寻呼信息的基站的射频复盖区的发射不重叠，不同的寻呼信息可以在同一个时隙向许多不同小区中的寻呼机发射。例如，图11A所示基站222，224，和226在时隙A1时的射频复盖区。由于基站的射频复盖区不重叠，寻呼信息可以在各自的射频复盖区向一个寻呼机同时发射。图11B表示基站222，224，和226在时隙A2时的射频复盖区。用同样的方式，在各个时隙A3，B1，B2，B3，和C1，C2，和C3，可以发射许多寻呼信息。
正如所示，本发明的寻呼系统允许用同一个频率同时发射许多寻呼信息。由于保证在同一个复盖区不会有两个基站同时发射射频寻呼信息信号，避免了共信道干扰。
在本发明最佳的实施例图示的说明和描述中，显然可以在不背离本发明的精神和范围内做各种改变。因此应由以下权利要求书来唯一地确定本发明的范围。
权利要求
1.在一个分成许多小区的地区内用单一频率向一个或几个寻呼机同时发射寻呼信息的方法，包含步骤将许多分离的，重复的，周期的时隙中的一个分配给每个小区，用来在小区中发射射频信号，这里，给小区分配时隙使得分配有相同时隙的小区在地理上是足够分隔的，使得用同一射频在同一时隙发射的信号不会互相干扰；在所有的小区中向地区内的寻呼机发射一个定位信号；寻呼机一旦接收到定位信号就发射一个应答信号；从寻呼机接收应答信号并从应答信号确定出寻呼机所在的小区；和在分配给寻呼机所在小区的时隙中向寻呼机发射寻呼信息。
2.权利要求1的方法，其中时隙的数目少于地区内小区的数目，使得不止一个小区被分配有同一个时隙。
3.权利要求1的方法，其中定位信号在整个地区内同时发射。
4.权利要求1的方法，还包含一个步骤是判断寻呼信息是否比一个单个时隙长，并且如果是长了，就在不同重复周期的同一时隙中发射寻呼信息。
5.权利要求1的方法，还包含一个步骤是分配给每个小区一个第二组分离的，重复的，周期的时隙，信号在这些时隙中用第二个频率在小区内发射，这里分配给小区的第二个时隙使得分配到同一个第二时隙的小区在地理上有足够的距离，使得在同一时隙用第二个射频发射的信号没有干扰。
6.权利要求1的方法，还包含一个步骤是向寻呼机发射一个偏移时间指出寻呼信息将在什么时候向寻呼机发射。
7.权利要求1的方法，其中向寻呼机发射至少一个寻呼信息的步骤还包含的步骤是接收要发射到至少一个这种寻呼机的寻呼信息；把这样的寻呼信息分成两段或多段使得每段能在重复的单个时隙中发射；和在分配给至少有一个这种寻呼机的小区的时隙的不同的重复中顺序地发射寻呼信息的每一段。
8.权利要求1的方法，其中每个小区和一个基站相联系，基站在小区中发射寻呼信息并接收来自小区中的寻呼机的应答信号，该方法还包含步骤由许多布置在整个地区的基站接收从一个寻呼机发射的应答信号；确定每个基站收到的应答信号的信号强度；和选择收到应答信号强度最强的基站以确定寻呼机是装在哪个小区。
9.权利要求1的方法，其中分配给一个小区的时隙可以根据寻呼系统要发射的寻呼信息数目而改变。
10.寻呼系统向装在寻呼系统服务的地区内的两个或多个寻呼机同时发射寻呼信息的运作方法，包含步骤找出地区内的两个或多个寻呼机；和从分离的基站向两个或多个寻呼机发射寻呼信息，每个基站在一个分离的，重复的，周期的时隙向两个或多个寻呼机中的单独一个发射一个寻呼信息，为基站选择的时隙使得从基站发射的射频不受干扰。
11.权利要求10的方法，其中找出地区内的两个或多个寻呼机的步骤还包含步骤发射一个在整个地区唯一地识别两个或多个寻呼机的定位信号；在两个或多个寻呼机接收定位信号；从两个或多个寻呼机发射应答信号表示已收到定位信号；布置在整个地区的许多基站接收应答信号；和分析收到的应答信号以确定最靠近这两个或多个寻呼机的基站。
12.权利要求11的方法，其中分析收到的应答信号的步骤还包含步骤确定每个基站收到的应答信号的信号强度。
13.权利要求11的方法，其中分析收到的应答信号的步骤还包含步骤确定每个基站收到的应答信号的时间。
14.权利要求11的方法，其中分析收到的应答信号的步骤还包含步骤＞确定基站收到的应答信号中的错误数目。
15.权利要求10的方法，其中发射寻呼信息的步骤还包含步骤向两个或多个寻呼机发射一个偏移时间指出寻呼信息将在什么时隙发射。
16.权利要求10的方法，其中由两个或多个寻呼机发射的应答信号是装载在一个反向信道上，该方法还包含步骤向两个或多个寻呼机发射一个时间指示，指出两个或多个寻呼机在反向信道上要在什么时候发射应答信号。
17.接收由一个寻呼系统在单个射频上从一个或多个基站向一个地区内的多个寻呼机同时发射寻呼信息的一个寻呼机，寻呼机包含一个天线；一个接收机，和天线耦合，用来接收一个正向信道上的射频信号；一个发射机，和天线耦合，用来在一个反向信道上向一个或多个基站发射射频信号；存储从一个或多个基站向寻呼机发射的偏移量的存储装置，这个偏移量指出在什么时候发射寻呼信息，其中偏移量是由地区内的寻呼机的定位决定的；和使接收机在偏移量指出的时间监视正向信道以接收寻呼信号的定时装置。
18.权利要求17的寻呼机，其中至少一个寻呼信息被分段发射，寻呼机还包含确定什么时候寻呼机已收到组成寻呼信息的全部分段的装置；和全部分段已经收到后，提示用户寻呼信息已经收到的装置。
19.权利要求17的寻呼机，其中发射机在反向信道上发射一个应答信号，寻呼机还包含接收一个指出在什么时候发射应答信号的时间信号的装置和一个使发射机准时发射应答信号的定时装置。
20.权利要求17的寻呼机，其中接收机可以在不止一个射频上接收寻呼信息，寻呼机还包含存储一个指出接收机在哪个频率上接收寻呼信息的装置。
21.一个用单一频率向布置在整个地区中多个寻呼机发射寻呼信息信号的寻呼系统，包含布置在整个地区上的许多基站，每个基站有一个定义为小区的射频复盖区，每个小区被分配了许多分离的，重复的，周期的时隙中的一个，在这时隙中与之相关的基站在小区中发射信号，每个基站还包含从寻呼机接收一个应答信号的装置；一群群控器把寻呼信息信号送到一个或几个基站；一个中心计算机系统；一个将中心计算机系统连接到一群群控器的通信中继，中心计算机系统包含产生寻呼信息信号和为了用装在地区内的一个基站发射，将寻呼信息信号送到群控器的装置；其中中心计算机系统还包含a)产生一个定位信号和把定位信号送到群控器，由装在整个地域内的众多基站发射的装置。b)根据基站收到的应答信号确定最靠近寻呼机的基站的装置；c)向寻呼机发射一个偏移时间的装置，指出寻呼信息信号将要从最靠近寻呼机的基站发射的时隙的起点；和d)将寻呼信息信号送到最靠近寻呼机的基站的装置，使得基站能在偏移时间指定的时间向寻呼机发射寻呼信息信号。
22.在一个分成许多小区的地区内用单一频率向两个或几个寻呼机同时发射寻呼信息的方法，包含步骤将许多分离的，重复的，周期的时隙中的一个分配给每个小区，用来在小区中发射信号，上述信号在每个分配给小区的时隙用不同的频率发射，其中上述的许多时隙分配给小区，使得用同一频率在同一时隙发射的无线电信号不会互相干扰；在所有的小区中向地区内的寻呼机发射一个定位信号；寻呼机一旦接收到定位信号就发射一个应答信号；从寻呼机接收应答信号并从应答信号确定寻呼机所在的小区；和在分配给寻呼机所在小区的时隙中向寻呼机发射寻呼信息。
全文摘要
一个时分多路复用寻呼系统用来在同一频率上发射多路寻呼信息。一个地区被分成许多小区(30-50)，在小区内有发射射频信号的基站。时隙(A，B或C)分配给各个基站，可以在其中发射寻呼信息。时隙的分配使得在同一时间内基站的射频发射覆盖区没有重叠。为了找寻到寻呼机(P1)，一个定位信号被同时在全部地区内播放。寻呼机(P1)一旦收到定位信号就发射一个应答信号返到寻呼系统。寻呼机(P1)所在的小区(30)是根据收到的应答信号的信号强度确定的。在分配给基站的时隙(A)中，一个寻呼信息由寻呼机(P1)所在的小区(30)中的基站发射。
文档编号H04L12/56GK1158685SQ95194982
公开日1997年9月3日 申请日期1995年3月3日 优先权日1994年9月9日
发明者安德烈·高道佳 申请人:格莱纳瑞电子公司