用于在一个通信系统中发射和接收信令消息的装置和方法

1．发明领域

本发明一般涉及在一个通信系统中发射和接收信令消息，更具体地 说，涉及这样一种通信系统，它包括一个用于以可变容限电平发射信令 消息的控制单元和多个移动无线电话，当该移动无线电话通过其容限电 平大于一指定容限电平的寻呼信道收到信令消息时，将提供一个信号来 提示用户。

2．相关技术描述

本发明涉及一个通信系统以及该通信系统向移动无线电话发射关于 有等待接收的消息的信令的方式。例如，卫星通信系统通常将包括一个 用于构造信令消息的陆地控制单元、和用于接收来自控制单元的信令消 息的陆地地球站(被称为LES)。然后LES通过经由中间卫星的寻呼信道 向移动卫星电话发射该条信令消息。在条件有利时，移动卫星电话能够 与寻呼信道取得同步。在其它时间，例如电话天线没有拉开或电话在大 楼内被屏蔽时，移动卫星电话无法取得同步。

尽管可以提供比标准容限电平高的寻呼信道，但这一般来源自功率 的提高，而提高功率会消耗卫星通信系统的宝贵资源。使用这种高容限 寻呼信道的另一个缺点是：由于链路容限不足，移动卫星电话通常不能 可靠地确认接收的任何信令消息。这是因为移动卫星电话有限的峰值发 射功率不足以提供与这种高容限寻呼信道等效的反向链路。

在本发明拥有者的一系列专利申请中揭示了解决这些问题的几种技 术。这些专利申请分别题为“用于无线通信系统的高穿透传输方法”(序 列号08/559,692)、“用于无线通信系统的高穿透传输方法”(序列号 08/579,015)、“使用专用载频的高功率短消息业务”(序列号 08/588,507)、和“使用TDMA帧的高功率短消息业务”(序列号 08/578,945)，这其中的每一份专利申请都为本发明受让人所拥有，此 处将其包含在内以作参考。这些先有的专利申请适合于它们各自的目 的，但是本发明还提供了一种涉及信令消息在通信系统中发送和/或接收 的方法。

根据以上所述，本发明的主要目的是提供一种移动无线电话，当它 从不同于常规寻呼信道的其它信道上收到一条消息时，将产生一个信号 以提示用户。

本发明的另一个目的是提供一种移动无线电话，当它从不同于常规 寻呼信道的其它信道上收到一条信令消息时，将产生各种不同的信号来 提示用户。

本发明还有一个目的是提供一种移动无线电话，它允许用户选择当 从不同于常规寻呼信道的其它信道上收到一条信令消息时产生的提示信 号类型。

本发明的另一个目的是提供一种移动无线电话，当它从常规寻呼信 道上收到一条信令消息时，将发射一个确认信号。

本发明还有一个目的是提供一种移动无线电话，当它从容限电平比 常规寻呼信道更高的寻呼信道上收到一条信令消息时，将产生一个信号 以提示用户。

本发明的另一个目的是提供一种移动无线电话，它能够识别具有不 同容限电平的若干寻呼信道。

本发明的一个目的是提供一种移动无线电话，当它从容限电平高于 指定容限电平的寻呼信道上收到一条信令消息时，将产生一个信号以提 示用户。

本发明的另一个目的是提供一种移动无线电话，它能对具有不同的 容限电平的多个寻呼信道进行区分。

本发明的一个目的是提供一种移动无线电话，它当通过具有比特 定容限电平高的容限电平的寻呼信道接收信令消息时，产生一个提示用 户的信号。

本发明的另一个目的是当移动无线电话从常规寻呼信道之外的其它 寻呼信道上收到一条信令消息时，提供一种提示移动无线电话用户的方 法。

本发明还有一个目的是当移动无线电话从容限电平高于指定容限电 平的寻呼信道上收到一条信令消息时，提供一种提示移动无线电话用户 的方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于通信系统的控制单元，它能以 可变的容限电平向移动无线电话发射信令消息。

本发明的另一个目的是提供一种用于通信系统的控制单元，一旦收 到移动无线电话指示在指定容限电平上收到来自控制单元的信令消息的 确认信号时，它能与移动无线电话交换消息。

本发明还有一个目的是提供一种用于通信系统的控制单元，它能以 可变的容限电平通过单条寻呼信道向移动无线电话发射信令消息。

本发明还有一个目的是提供一种用于通信系统的控制单元，它能以 可变的容限电平通过多条寻呼信道向移动无线电话发射信令消息，其中 每条寻呼信道的容限电平都不同。

本发明的另一个目的是提供一种在通信系统的控制单元和移动无线 电话之间以递增的容限电平发射信令消息的方法，直至移动无线电话收 到信令消息。

本发明还有一个目的是提供一种通信系统，它包括用于以递增的容 限电平向移动无线电话发射信令消息直至移动无线电话收到信令消息的 控制单元。

参考以下根据附图所作的描述，可以逐步明显地看到本发明的这些 目的以及其它特点。

                        发明概述

根据本发明的一个部分，提供了一种移动无线电话，它包括使移动 无线电话与常规寻呼信道和至少一个其它寻呼信道同步的装置、在与移 动无线电话同步的寻呼信道上监测消息的装置、通过同步的寻呼信道接 收消息的装置、以及当通过常规寻呼信道之外的寻呼信道收到一条消息 时用于提供一个信号来提示移动无线电话用户的装置。提示信号提供装 置包括与目视指示器、音响指示器、以及/或振动机构连接的传感器。常 规寻呼信道的容限电平最好比其它寻呼信道低。

根据本发明的第二个部分，提供了一种移动无线电话，它包括使移 动无线电话与通信系统中具有可变容限电平的寻呼信道同步的装置、在 寻呼信道上以移动无线电话与之同步的容限电平监测消息的装置、通过 寻呼信道以同步容限电平接收消息的装置、以及当通过寻呼信道以大于 指定容限电平的同步容限电平收到一条信令消息时用于提供一个信号来 提示移动无线电话用户的装置。提示信号提供装置包括与目视指示器、 音响指示器、以及/或振动机构连接的传感器。

根据本发明的第三个部分，揭示了一种移动卫星电话，它带有一个 主机壳、位于机壳内的信号处理电路、以及与信号处理电路连接的用于 接收来自和发射到寻呼信道的信号的天线。信号处理电路用于控制移动 卫星电话工作在卫星通信方式下，它包括使移动卫星电话与第一寻呼信 道和至少一个容限电平高于第一寻呼信道的可替换的寻呼信道同步的装 置；当移动卫星电话与这些相应的寻呼信道之一同步时用于在第一寻呼 信道和可替换的寻呼信道上监测消息的装置；当监测这些相应的寻呼信 道时用于通过第一寻呼信道和可替换的寻呼信道接收消息的装置；以及 提供信号来提示移动卫星电话用户已通过可替换的寻呼信道收到一条信 令消息的装置。移动卫星电话的信号处理电路还可以包括当移动卫星电 话通过第一寻呼信道收到信令消息时用于发射一个确认信号的装置。

在本发明的第四个部分，揭示了一种用于当通过指定寻呼信道之外 的信道收到一条信令消息时提示移动无线电话用户的方法。该方法包括 以下步骤：使移动无线电话与多个寻呼信道之一同步，在移动无线电话 与之同步的寻呼信道上监测消息，在同步寻呼信道上接收消息，以及在 通过指定寻呼信道之外的寻呼信道上收到一条信令消息时提示移动无线 电话用户。可以通过目视指示器、音响指示器、以及/或振动机构来提示 移动无线电话用户。指定寻呼信道是具有指定容限电平的信道，其它所 有寻呼信道的容限电平都高于指定容限电平。该方法还可以包括在与任 何一个其它寻呼信道同步之后尝试与指定寻呼信道取得同步的步骤。

根据本发明的第五个部分，揭示了一种用于包括多个移动无线电话 的通信系统的控制单元。控制单元包括通过第一寻呼信道以第一容限电 平向所想要的移动无线电话发射信令消息的第一装置，确定所想要的移 动无线电话是否与第一寻呼信道同步的装置，以高于第一容限电平的容 限电平发射信令消息的第二装置，以及当所想要的移动无线电话一旦以 第一容限电平与第一寻呼信道同步时用于与所想要的移动无线电话交换 消息的装置。

在本发明的第六个部分中，揭示了一种在通信系统中的控制单元和 多个移动无线电话之间发射信令消息的方法。该方法包括步骤：由控制 单元通过第一寻呼信道以第一容限电平向一个移动无线电话发射信令消 息；确定移动无线电话是否与第一寻呼信道同步；当控制单元以第一容 限电平进行的预定次数的传输尝试内没有建立移动无线电话与第一寻呼 信道的同步时，以高于第一容限电平的容限电平发射信令消息；以及移 动无线电话一旦与第一寻呼信道同步时，在控制单元与移动无线电话之 间交换消息。

在本发明的第七个部分中，揭示了一种通信系统，它包括多个移动 无线电话、用于向所想要的移动无线电话发射信令消息的控制单元、以 及至少一条寻呼信道，控制单元通过该寻呼信道能够以可变容限电平发 射信令消息。控制单元开始时以指定容限电平发射信令消息，该发射经 过预定次数的尝试，然后渐进地以高于指定容限电平的容限电平继续发 射信令消息，直至所想要的移动无线电话收到信令消息。

                     附图简述

尽管本申请末尾的权利要求书具体指明了本发明的权利要求范围， 应当相信，通过以下根据附图进行的说明可以更好地理解这些内容，其 中：    

图1是符合本发明的一个卫星通信系统的方框图；

图2是图1所示移动无线电话部分的方框图；

图3是描述图1中控制单元向移动无线电话发射消息所用规程的流 程图；以及

图4A和4B是描述图2所示移动无线电话所用规程的流程图，该规 程监测来话消息和在从常规寻呼信道之外的信道上收到消息时提供一个 信号来提示用户。

                      发明的详细描述

就本发明而言，应当理解术语“移动无线电话”包含了在蜂窝和/ 或卫星通信方式以及陆地移动无线方式下工作的电话。通信信息的主要 类型一般是话音，不过其它信息类型可包括数据、寻呼和大功率寻呼。 因此，尽管此处将根据卫星通信系统中的话音通信更详细地描述本发 明，应当认为它并不局限于此。

下面详细地参考附图，其中所有图中相同的代号指示同一单元，图1 用方框图描述了一个卫星通信系统(总的用数字5表示)，它包括用于构 造和向陆地地球站(LES)14发射信令消息12的陆地控制单元10。然后 LES 14借助卫星18向移动卫星电话16发射信令消息12。

更具体地说，LES 14通过常规寻呼信道20(它被定义为一个其所具 有的容限电平能使移动卫星电话16在正常工作和环境条件下可与之同 步的寻呼信道一约8dB或更低)或一条可替换的寻呼信道22发射信令消 息12。可替换的寻呼信道22(以及提供的其它任何可替换的寻呼信道) 最好具有比常规寻呼信道20高的容限电平，从而改善移动卫星电话16 的信号接收(例如按5-40dB的数量级)。“容限”指寻呼信道的可用链路 容限量。应当理解容限上的差别来源于诸如功率电平、格式、调制技术 以及天线或天线方向图的变化等因素。当然，通信系统中转发器的类型 以及分配资源的方式是一个附加因素。因此，不同容限电平起因于各种 寻呼信道的方式在本发明中并不重要，重要的只是这种容限差别存在于 这些寻呼信道之间这一事实。

应当理解移动卫星电话16最好通过常规寻呼信道20接收信令消息 12，以节省卫星18有限的可用功率资源。因此，正如图3的流程图所示， 控制单元10所用规程涉及方框21指示的以小功率电平发射信令消息 12。这样，与移动卫星电话16的通信首先通过常规寻呼信道20进行。 正如反馈环路24和符号Nmax所示，信令消息12将以这种方式发射预定 次数。

如果移动卫星电话16与常规寻呼信道20同步，并收到信令消息12， 最好从移动卫星电话16向控制单元10发回一个确认信号26(正如这里 更详细的讨论)。在发射完信令消息12之后，控制单元10就不断查询它 是否收到了确认信号26(由判决方框23代表)。假设控制单元10收到确 认信号26，后续消息就将在控制单元10和移动卫星电话16之间进行交 换(如方框25所示)。如果控制单元10在小功率信令的最大预定尝试次 数Nmax内没有收到确认信号26，控制单元10将尝试借助大功率信令(如 方框27所示)通过可替换的寻呼信道22或提供的链路容限高于常规寻呼 信道20的其它寻呼信道向移动卫星电话16发射消息。如图3中的反馈 环路28所示，控制单元以高容限发射信令消息12也只进行预定的Mmax 次。

即使控制单元10在预定的Mmax次高容限信令中通过可替换的寻呼信 道22发射的信令消息12到达移动卫星电话16，移动卫星电话仍将继续 尝试与常规寻呼信道20同步(正如下文参照图4B的描述)。假设由于移 动卫星电话用户16采取的正确操作使同步得以建立(例如正确放置移动 卫星电话16或天线)，如上所述，确认信号26将由移动卫星电话16发 射，而由控制单元10接收。这样就允许在控制单元10和移动卫星电话 16之间交换后续消息(由方框31表示)。因此，控制单元10继续确定是 否收到确认信号26(见判决方框29)。如果控制单元10没有收到确认信 号26，它将放弃继续发射信令消息12的尝试或过一段时间重试(见方框 33)。当然，应当理解控制单元10可以使用几条寻呼信道，直至移动卫 星电话16收到信令消息12，其中每条寻呼信道的容限电平要递增。另 外，控制单元10也可以使用容限电平可变的单条寻呼信道。

可以看到，在图2中提供了一个信号处理电路30，用于控制移动卫 星电话16工作在卫星通信方式下。信号处理电路30位于移动卫星电话 16的主机壳17(见图1)内，并通过一个复用器或发射-接收开关34与天 线32连接。移动卫星电话16内提供有合适的接收电路36和发射电路 38，并与复用器34连接，使得移动卫星电话16可以通过无线32同时接 收和发射信号。当然，也可以提供分离的发射和接收天线，这就避免了 使用复用器34。应当指出信号处理电路30还与键盘40、存储器42以及 与移动卫星电话16有关的显示器44连接。

更重要的是，应当理解当有足够的链路容限时，信号处理电路30能 使移动卫星电话16与常规寻呼信道20和可替换的寻呼信道22同步。移 动卫星电话16与常规寻呼信道20同步的能力与移动卫星电话16的物理 位置、以及天线32的方向有关。如图4所示，移动卫星电话16首先尝 试与常规寻呼信道20同步(由方框37所示)。因此，移动卫星电话16 中的信号处理电路30不断地确定是否出现同步(见判决方框39)。如果 成功，移动卫星电话16监测常规寻呼信道20上的信令消息12(方框 41)。移动卫星电话16还要确定这种同步是否在保持(判决方框43)。如 果是，移动卫星电话16经过反馈环路45继续监测常规寻呼信道20上的 消息；否则，它将尝试与可替换的寻呼信道22或其它容限更高的寻呼信 道同步(由方框47表示)。

同步一旦建立，最好进行一次是否收到信令消息的查询(如方框49 所示)。如果答案为肯定，就将发射确认信号26(如方框51所示)，移动 卫星电话16将继续监测常规寻呼信道20。如果没有信令消息到来，就 不发射确认信号，移动卫星电话16只检查是否保持着与常规寻呼信道 20的同步(根据前面定义的判决方框43)。

应当指出移动卫星电话在经过指定次数与常规寻呼信道20同步的 不成功尝试(由反馈环路46中的符号Imax指示)之后，还将尝试与可替换 的寻呼信道22同步(见上面定义的方框47)。因此，移动卫星电话16不 断地确定是否出现这种方式的同步(见判决方框53)。如果出现，移动卫 星电话16就监测可替换的寻呼信道22上的其它消息并还检查同步是否 在保持(分别由方框55和判决方框57表示)。当没有建立到可替换的寻 呼信道22的同步或同步没有保持时，如反馈环路59所示，移动卫星电 话16重新尝试与可替换的寻呼信道22同步。

假设保持着与可替换的寻呼信道22的同步，移动卫星电话16接着 就确定是否收到来自可替换的寻呼信道22的任何消息(见方框61)。如 果答案为否定，移动卫星电话16继续监测寻呼信道22(方框55)。如果 移动卫星电话16发现在可替换的寻呼信道22上收到消息，就向移动卫 星电话16的用户发送一个信号50，向用户提示这一事件(由方框63表 示)。具体地说，从图2中将看出，信号50被送给传感器52，后者与目 视指示器54(例如指定颜色的发光二极管)、音响指示器56(例如报警 器)、以及/或振动机构48(即可使得移动卫星电话16振动的器件)。信 号58还可以送给显示器44，从而在屏幕上出现一个报警图标60。

应当理解，通过上述任何或所有方式传给移动卫星电话16用户的提 示信号将会指示移动卫星电话16和/或它的天线32处于一个不利的位置 (即无法与常规寻呼信道20同步的位置)。这将提醒用户需要在他这一方 面采取一些补救措施，例如把天线方向32改变到一个合适的位置或把移 动卫星电话16移到大楼窗口附近。当然，应当理解用户通过使用键盘 40对信号处理电路30编程，可以选择通过信号50和传感器52收到的 提示信号类型。

向移动卫星电话16用户提示当前环境不利之后，移动卫星电话16 将再次进行指定次数(由反馈环路62中的Jmax指示)的与常规寻呼信道20 同步的尝试(如图4B中的方框65所示)。如判决方框67所示，移动卫星 电话16确定这种同步是否建立。如果与常规寻呼信道20的同步建立， 移动卫星电话16向控制单元10发射确认信号26(方框69)，然后在常规 寻呼信道20上交换消息(方框71)。但是，如果在指定次数的循环中没 有完成与低功率寻呼信道20的同步，返回环路66就会使移动卫星电话 16重新尝试与可替换的寻呼信道22同步(方框47)。

根据移动卫星电话16和它实现的处理，当在常规寻呼信道20之外 的寻呼信道上收到消息时，用户会受到提示。应当理解常规寻呼信道20 和可替换的寻呼信道22工作的容限电平由与卫星18和移动卫星电话16 有关的几个因素决定。不过，本领域的那些技术人员应当认识到在常规 寻呼信道20和可替换的寻呼信道22之间在链路容限上将存在明显差 别。事实上，除可替换的寻呼信道22之外，可以实现任意数目的可替换 的寻呼信道，而移动卫星电话16则可用于确定何时由于通过常规寻呼信 道之外的信道收到消息而应该向用户提供提示信号。

可以对移动卫星电话16编程，使得只有在它以指定容限电平(或以 下)收到信令消息12时才向控制单元发射确认信号26。这样就可以使用 具有可变容限电平的单条寻呼信道。另外，容限电平高于常规寻呼信道 20、但是小于指定容限电平的可替换的寻呼信道可以激活对确认信号26 的发射。

表示和描述了本发明的优选实施例之后，对通信系统5、控制单元 10和移动卫星电话16(以及它的信号处理单元30)的进一步改进可以 由本领域的普通技术人员在不脱离发明范围的前提下进行合适的修改来 完成。例如，如果提供了多个与不同链路容限对应的寻呼信道，移动卫 星电话16可以在与具有指定链路容限电平的寻呼信道建立同步时提供 提示信号。另外，可以修改本发明所述用于提示移动卫星电话用户的方 法和发射信令消息的方法中的步骤。

                      发明背景