专利名称：用于检测无绳电话系统中的导频伪噪声偏移的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测无绳电话系统中的导频PN(伪噪声)偏移的装置和技术，更具体地说是涉及用于检测具有一个蜂窝手机和一个连接到PSTN(公共交换电话网)上的中心站的无绳电话系统的导频PN偏移的装置和方法，其能够为了检测出一个没有被其它用户使用的导频偏移而对中心站服务区域内的所有导频PN偏移进行检测。
通常，工作于800～900MHz频带内的无绳电话系统，提供有一个用于授话及接听的手机和一个用于当手机接入其上时对其计费并提供预先设计的其它服务的中心站。中心站通常建在某个便于能量供给及与PSTN连接的地方。在利用这样一种无绳电话系统进行的信号发送中，信号通过中心站从手机被发送到PSTN。与此相反，在使用这样一种无绳电话系统进行的信号接收中，从PSTN接收的信号是通过中心站发送到手机上的。在现有技术的无绳电话系统中，为打电话给某个用户或从某个使用手机的用户那里接听电话，在无绳电话系统的中心站和手机之间应建立一个某频率的信道。
在现有技术的无绳电话系统中，信道是按照如下的步骤建立的。
无绳电话系统中的一个控制部件确定当前模式是否处于通过对无绳电话系统的能量供给所形成的待机状态。如果当前模式处于接收或发送模式，便按预定的顺序从预定的一组信道中锁定一个信道，并且检测被锁定的信道的RSSI(接收信号强度指示器)。如果所检测到的RSSI低于预定的水平，则确定该信道此刻没有被中心站周围的用户所占用，从而通过该锁定信道执行发送或接收模式。另一方面，如果所检测到的RSSI高于预定的水平，则确定该信道此刻正被中心站周围的用户所占用，因此锁定下一个信道，并继续重复上述处理。如果在预置频带内从所有信道中所检测到的RSSI均高于预定的水平，则确定所有的信道均被中心站周围的用户占用着，并将该情况通知到呼叫者的手机上。然而，现有技术的无绳电话系统存在一个问题在于该系统对中心站周围的电气设备所产生的电磁波的反应是如此灵敏以致于将实际上并未被其它用户所占用的信道误认为正被其它用户占用着，从而只能提供有限的信道到中心站。在此情况下，如果在现有技术的无绳电话系统周围有多个用户在相同的时间内试图呼叫的话，在该时间内相对较晚尝试的用户将可能分配不到信道，或者由于电磁干扰的缘故而将实际正被使用的信道误认为未被使用，从而可能在使用中发生串线现象。
现有技术的无绳电话系统的另一个问题是由于其分频多路传输系统的原因使得可用于在中心站和手机之间被建立的信道数目十分有限。因此，当许多的办公室位于建筑物的同一层，或当无绳电话系统的中心站的位置和服务区域位于公寓中时，上述的问题可能会更频繁的出现。为了克服现有技术的无绳电话系统的这些问题进行了许多研究，其中之一是建议在无绳电话系统的中心站和手机之间应用CDMA系统的蜂窝网。换句话说，手机被用作蜂窝移动通信系统中的一个移动站，而中心站则作为一个基站。然而，该建议有以下的问题。如
图1所示，在蜂窝移动通信系统的设计中，一个与GPS(全球定位系统)时间即标准时间同步的PN序列，被分成特定的间隔(PN偏移＝0，64，或256)，并且PN序列的PN偏移以如此方式分配给基站在相邻的通信站之间PN偏移互不重叠以将基站BS1，BS2和BS3相互区分开来。然而，因为此类系统已被广泛的分布，使得出现了当许多办公室位于建筑的同一层或中心站的位置类似于公寓的位置时而产生PN偏移发生重叠的情况，所以相同的原理不能被应用到该无绳电话系统的中心站上。即，如图2所示为一个用于无绳电话系统中的中心站的导频PN偏移的示例，服务区域可能在多个中心站HS1，HS2和HS3及所用的导频偏移(例如，PN偏移＝0，64，0)之间发生重叠。
因此，本发明旨在提供能够显著地避免一个或多个由于相关技术的局限性和缺陷而产生的问题的用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的装置和方法。
本发明的一个目的是提供用于检测无绳电话系统的导频PN偏移的装置和方法，其中为检测出没有被其它用户使用的导频PN偏移并将所检测到的导频PN偏移提供给相应的手机而对中心站的服务区域内的所有导频PN偏移进行检测。
接下来的说明中将阐述本发明的另外的特点和优点，其部分地从说明中被阐明，或通过本发明的实践被了解。通过在所写的说明和权利要求及附图中所特别指明的结构可以领会及获得本发明的目标和其它优点。
为了根据本发明的目的实现这些和其它的优点，如被具体实施并大致说明的，用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的装置包括多个导频PN序列发生器，用于为其自身分别产生一个用来跟踪导频信道信号的同步的导频PN序列；用于将从各个导频PN序列发生器提供来的导频PN序列及在重叠服务半径内所检测到的信道数据信号相互反向传送的反向传送器；一个在一时间周期上用于累加由反向传送器提供的导频信道的数据流的累加器；一个用于计算来自累加器的一个信号的关于接通时间和延迟时间的能量值的能量值计算器；一个用于存储在设定服务区域内所检测到的至少一个不同的导频PN偏移及能量值阈值的存储区，和一个用于利用存储于该存储区内的导频PN偏移和此PN偏移的能量值确定存在于一个重叠服务区内的不同的导频PN偏移，并检测出一个未被使用的导频PN偏移从而提供一个最优的导频信道信号的控制部件。
根据本发明的另一方面，其还提供了一种用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的方法，包括如下步骤初始化存储区，对一参考偏移测量导频信道信号的一个能量值，获取在一个重叠服务半径内所检测到的所有不同的导频PN偏移，将测量所得的能量值以预定顺序与PN偏移的能量值的阈值进行比较，在测量所得的能量值超过PN偏移的能量值的阈值的情况下，利用当前的导频PN偏移和当前导频PN偏移的能量值构造一个数据库，及当确定比较步骤已完成时选择一个未被包含在该数据库中的导频PN偏移。
应被理解的是上述的一般性说明和接下来的详细说明是示意性及解释性的，是为了提供对所要求的发明的进一步说明。
包括在本说明书之中构成了其一部分的附图，显示了本发明的实施例并与说明一起用于对本发明的原理进行说明。
图1A所示为一种现有技术的蜂窝/个人通信网中导频信道PN偏移的分配情况；图1B所示为一种现有技术无绳电话系统中的导频信道PN偏移的分配情况；
图2所示为根据本发明的一个优选实施例的用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的装置的方框图；图3所示为用于解释根据本发明的一个优选实施例的用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的处理的步骤的流程图。
现在将对本发明的优选实施例进行详细的说明，其示例如图2所示。图2所示为根据本发明的一个优选实施例的用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的装置的方框图。
参照图2，根据本发明的一个优选实施例的用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的装置包括用于为其自身分别产生用于跟踪导频信道信号的同步的导频PN序列的Q及I信道导频PN序列发生器201及202；分别用于将来自导频PN序列发生器201和202的导频PN序列及从其服务半径内的无绳电话提供来的信道数据信号相互(反向)传送的乘法器203，204，205和206；一个用于获取通过乘法器203，204，205和206检测到的I和Q信道相关的数据流的增益的增益放大器210；一个用于在一时间周期上累加从增益放大器210提供来的I和Q导频信道的数据流的累加器221；一个用于计算来自累加器221的一个信号的关于接通时间和延迟时间的能量值的能量值计算部件270；一个用于存储在预定服务区域内所检测到至少一个不同的导频PN偏移及I，Q能量的阈值的寄存器250；一个用于利用存储于该寄存器250中的导频PN偏移和此PN偏移的能量值确定存在于一个重叠服务区内的不同的导频PN偏移，检测出一个未被使用的导频PN偏移，并提供一个最优的导频信道信号的控制部件260。
本发明用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的上述装置的操作将被说明。
本发明的导频PN偏移检测装置只在有能量供给或整个系统被复位的情况下才进行该操作。
首先，由I，Q信道PN序列发生器202及201分别提供给其自身以具有特殊参考偏移的PN序列及由其它无绳电话系统中的邻近中心站提供的I，Q导频数据信号通过乘法器203，204，205和206被传送，计算该传送中所获得的导频PN信道数据流的相关性。随后，I，Q导频信道数据流被解调并被供给到一个同步积分电路(未示出)以通过增益放大器210获取某个增益，并且在累加器221中被持续累加达一定时段(一个特别窗口大小＝n个芯片时间)。能量值计算器222将累加的数据值平方以分别获取关于起动值和延迟值的能量值I2+Q2。在控制部件260中将所得的能量值与一个预定的初始阈值Vn进行比较。如果所得的能量值超过初始阈值，则所得的能量值被加载到一个异步积分电路上(未示出)，为更精确地检测，累加器225和226的累加时段(窗口大小)被减小，并进行一次同步积分操作。另一方面，如果所得的能量值没超过初始阈值Vti，则I，QPN序列发生器202及201的参考偏移被增大(一个代码相位增量为一个芯片时间)，并重复同步积分操作。一旦完成了对该窗口内的所有PN序列的相位的检测，一个检测结束信号被依次供给到I，Q PN序列发生器202及201以通知控制部件260。一旦其确定初始阈值被经过n次时，控制部件260便将在异步积分电路中累加得到的接通时间和延迟时间之和的能量值与一个通过其可以确定是否存在由其它无绳电话系统提供的PN偏移的阈值Vtn进行比较。当能量值超过Vtn时，导频PN偏移及其此刻的能量值被存储进寄存器250中。随后，控制部件260读取所存储的数值并利用分配给其自己服务区周围的无绳电话系统的PN偏移的信息构造一个数据库。另一方面，如果能量值低于Vtn，则计数被增加，且上述步骤被依次重复。控制部件260根据利用由邻近的无绳电话系统所提供的导频PN偏移及其能量值构造的该数据库选择一个具有相邻的PN偏移的导频PN偏移，其相距足够远并且具有较低的能量，用该导频PN偏移更新PN序列发生器201及202的代码相位以转换导频PN序列发生器201及202，并控制导频PN序列发生器201及202连续地产生导频信道信号。
图3所示为用来解释根据本发明的一个优选实施例的用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的处理的步骤的流程图。
参照图3，根据本发明的一个优选实施例的无绳电话系统的导频PN偏移检测装置一旦有能量供给或复位，控制部件260便初始化一个存储器区，使得在本发明的中心站的服务区域内的其它的中心站的PN偏移及其能量值可以被存储于其中(ST1)。测量某个参考偏移的导频信道信号的能量值(ST2)，并将测量所得的能量值与从本发明的中心站的服务区域内其它中心站提供，获取及测量的另一个导频偏移的能量的阈值进行比较(ST3)。在此步骤(ST3)中，如果测量所得的能量值超过一个导频PN偏移的阈值，则当前导频PN偏移及其能量值被存储进寄存器250中(ST4)。随后，控制部件260利用所存储的值一个存储区内构造一个数据库(ST5)。控制部件260判断在本发明的中心站的服务区域内的对所有导频PN偏移的搜索是否进行完毕(ST6)。然而，如果在判断步骤(ST3)中其确定计算所得的能量值低于一个预定的阈值的话，流程直接跳到上述的判断步骤(ST6)。在本例中，如果在判断步骤(ST6)中确定还没有完成全部的搜索，则在参考偏移被增加一个芯片相位之后步骤(ST2到ST5)被重复执行(ST7)，如果在判断步骤(ST6)中确定已完成全部搜索，则选择没有被包含在数据库中的一个最优导频PN偏移值(ST8)。在最优导频PN偏移的选择中，根据该数据库中所不包含的导频PN偏移的状态赋予其相应的优先权，一个具有该优先次序中的最佳状态的导频PN偏移被选择为最优导频PN偏移。随后，用该最优导频PN偏移转换导频PN偏移序列发生器201及202(ST9)，并根据该最优导频PN偏移连续地提供导频信道信号(ST10)。
导频PN序列具有总数为215-1＝32,767(不包括0偏移)的代码相位。在当前的蜂窝网络中，全部的代码相位可以被分成64个芯片(1芯片间隔＝1/1.2288MHz)单位的代码偏移，以使得可以为最多为512(32,768/64＝512)个基站或中心站分配互不相同的导频PN偏移。一个偏移被设为具有64芯片的大小，使其值足够得大以适应最大的延迟时间，这是由于从一个基站发送的信号是以经过蜂窝网的几公里的服务半径的多路径信号的形式以互不相同的时间延迟抵达的。与此相反，无绳电话系统中的中心站将需要一个明显小于此的服务半径，采用一个被减小的到中心站的延迟时间以允许使用一个小于蜂窝网的偏移间隔。用于无绳电话系统的中心站中的PN偏移的大小可以通过实验被设计为最优大小。
如上所说明的，当一个应用本发明的导频PN偏移检测装置的无绳电话系统由通信待机模式转而进行通信时，在其自己的服务区域内所有导频PN偏移均可以被检测到，并可以选择一个未使用的导频PN偏移提供给其自己的手机，使得可以分配更多的通信信道给更多的无绳电话系统用户并在通信中快速地建立通信信道。
当用户位于无绳电话系统的服务范围之内时，本发明的无绳电话系统的手机是通过无绳电话系统中的一个中心站进行电话通信的；而当用户在该服务范围之外时，用户将手机用作蜂窝移动通信系统的一个移动站。因此，手机既可使用公共交换电话网又可使用蜂窝移动通信网而不再各别地需要一个移动站计费装置。
对于技术熟练者，十分明显的是在本发明的用于检测无绳电话系统的导频PN偏移的装置和方法中可以进行不背离发明的精神和范围的多种形式的修正及变化。因而，其意味着本发明包括了在附加的权利要求及其等价物的范围之内的本发明的修正和变化。
权利要求
1.一种用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的装置，其特征在于包括用于为其自身分别产生用来跟踪导频信道信号的同步的导频PN序列的多个导频PN序列发生器；用于将从导频PN序列发生器提供来的导频PN序列和在一个重叠服务半径内检测到的信道数据信号相互反向传送的反向传送器；一个用于在一个时间周期上累加从反向传送器提供来的导频信道的数据流的累加器；一个用于计算来自累加器的信号的关于接通时间和延迟时间的能量值的能量值计算器；一个用于存储在设定服务区域内检测到的至少一个不同的导频PN偏移和能量值的阈值的存储区；及一个用于利用存储于存储区中的导频PN偏移和该PN偏移的能量值来确定存在于重叠服务区域中的导频PN偏移，并检测出未被使用的导频PN偏移，从而提供一个最优导频信道信号的控制部件。
2.如权利要求1所要求的装置，其中存储区至少分别包括一个寄存器和存储区。
3.如权利要求1所要求的装置，其工作于有初始能量供给或被完全复位的情况中。
4.一种用于检测无绳电话系统中的导频PN偏移的方法，其特征在于包括a)初始化一个存储器区；b)测量某参考偏移的导频信道信号的能量值；c)获取所有在重叠范围半径内检测到的导频PN偏移；d)将测量所得的能量值以预定的顺序与PN偏移的能量值的阈值进行比较；e)在所测量的能量值超过PN偏移的能量值的阈值的情况下，利用当前的导频PN偏移和该导频PN偏移的能量值构造一个数据库；及f)当确定步骤d)已被完成之后，选择一个没有被包含在该数据库中的导频PN偏移。
5.一种如权利要求4所要求的方法，其中步骤a)由能量的初始供给，或系统的复位来执行。
6.一种如权利要求4所要求的方法，其中步骤a)一旦建立便被一直保持，即使能量在被切断达固定时间后被再次供给。
7.一种如权利要求4所要求的方法，其中步骤e)包括用于按一定顺序存储步骤d)的结果的第一步骤，和用于当第一步骤完成时利用该结果构造数据库的第二步骤。
8.一种如权利要求7所要求的方法，其中第二步骤与第一步骤同时进行。
9.一种如权利要求4所要求的方法，其中步骤f)包括步骤根据导频PN偏移的状态给没有被包含在数据库中的导频偏移赋予优先权。选择处于此优先顺序中的最佳状态的导频PN偏移。
10.一种如权利要求4所要求的方法，另外包括根据所选择的导频PN偏移连续地传送导频信道信号的步骤。
全文摘要
用于检测具有一个蜂窝手机和一个连接到PSTN中心站的无绳电话系统中导频PN偏移的装置和方法,其能够为检测出并提供一个没有被其它用户使用的导频PN偏移给其自身手机而检测中心站服务区域内的所有导频PN偏移。该装置包括导频PN序列发生器,反向传送器,累加器,能量值计算器,存储区,导频PN偏移,以及控制部件。
文档编号H04B1/707GK1200003SQ9810193
公开日1998年11月25日 申请日期1998年5月15日 优先权日1997年5月15日
发明者卓龙相, 金大铉 申请人:Lg情报通信株式会社