專利名稱：多副天線的檢測(cè)和選擇系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，尤其涉及利用多副天線檢測(cè)和選擇衛(wèi)星通信信號(hào)。
背景技術(shù)：
各種多址通信系統(tǒng)和技術(shù)已被開(kāi)發(fā)，用于在大量的系統(tǒng)用戶之間傳送信息。然而，擴(kuò)展頻譜調(diào)制技術(shù)，例如在碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中使用的技術(shù)與其它調(diào)制技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，尤其是例如當(dāng)為大量的通信系統(tǒng)用戶提供服務(wù)時(shí)。在于1990年2月13日發(fā)布的、名稱為“利用衛(wèi)星或地面中繼站的擴(kuò)展頻譜多址通信系統(tǒng)”的美國(guó)專利No.4,901,307和名稱為“在擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)中跟蹤各接收相位時(shí)間和能量而使用全頻譜傳送功率的方法和裝置”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/368,570中揭示了這些技術(shù)，這兩專利或?qū)＠暾?qǐng)都已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，緩引于此，以作參考。
上述專利揭示了多址通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，大量的一般移動(dòng)用戶或遠(yuǎn)程系統(tǒng)用戶每個(gè)都至少使用一個(gè)收發(fā)機(jī)與其它相連系統(tǒng)(例如公共電話交換網(wǎng))的其它系統(tǒng)用戶進(jìn)行通信。收發(fā)機(jī)也稱為用戶終端，它可以通過(guò)匯接局和衛(wèi)星，或者地面站(有時(shí)也稱為蜂窩站)或其它中繼中端進(jìn)行通信。
基站覆蓋這些區(qū)域(有時(shí)也稱為蜂窩區(qū))，而衛(wèi)星在地球表面上有照射區(qū)(即衛(wèi)星天線波束射到地面的覆蓋區(qū))。在這兩系統(tǒng)之一中，通過(guò)扇區(qū)化，或子劃分被覆蓋的地理區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)容量的增益。在基站利用定向天線可以把蜂窩區(qū)分割成“扇區(qū)”。同樣，利用聚束天線系統(tǒng)可以把衛(wèi)星照射區(qū)在地理上分割成“束”。這些子分割覆蓋區(qū)域的技術(shù)可以被看作利用相對(duì)天線方向性或空間分割多路復(fù)用來(lái)產(chǎn)生隔離。此外，如果有可用的帶寬，則這些子分割每個(gè)(扇區(qū)或束)都可以被通道化。通道化這些子分割的一種方法是利用頻分多路復(fù)用(FDM)來(lái)分配多個(gè)CDMA信道。在衛(wèi)星系統(tǒng)中，每個(gè)CDMA信道被稱為“子束”，因?yàn)槊俊笆庇腥舾蛇@樣的子束。
在使用CDMA的通信系統(tǒng)中，各鏈路用來(lái)向或從匯接局或基站傳送或接收通信信號(hào)。正向鏈路與匯接局或基站發(fā)出的、發(fā)送給系統(tǒng)用戶的通信信號(hào)有關(guān)。反向鏈路與用戶終端發(fā)出的、發(fā)送給匯接局或基站的通信信號(hào)有關(guān)。
在擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)的一種類型中，為了作為通信信號(hào)發(fā)送，在調(diào)制到載波上之前，用一個(gè)或多個(gè)預(yù)選的偽隨機(jī)噪聲(PN)碼序列在預(yù)定的特定帶上調(diào)制或“擴(kuò)展”用戶信息信號(hào)。PN擴(kuò)展，一種在已有技術(shù)中已知的擴(kuò)展頻譜發(fā)送的方法，產(chǎn)生的發(fā)送信號(hào)其帶寬比數(shù)據(jù)信號(hào)大得多。在基站或匯接局至用戶終端的通信鏈路中，用PN擴(kuò)展碼或二進(jìn)制序列來(lái)區(qū)分不同基站發(fā)送的或在不同束上發(fā)送的信號(hào)。這些碼一般由指定蜂窩區(qū)或子束中的所有通信信號(hào)共享。
可以用一對(duì)偽隨機(jī)(PN)碼序列調(diào)制或“擴(kuò)展”信息信號(hào)。一般地，用一個(gè)PN碼序列來(lái)調(diào)制同相(I)信道，而用另一個(gè)PN碼序列來(lái)調(diào)制正交相(Q)信道。該P(yáng)N調(diào)制或編碼在用載波信號(hào)調(diào)制信息信號(hào)并作為通信信號(hào)發(fā)送之前進(jìn)行。PN擴(kuò)展碼也稱為短PN碼，因?yàn)榕c通信系統(tǒng)使用的其它PN碼相比，它們較“短”。
設(shè)計(jì)這種多址通信系統(tǒng)的共同目的是實(shí)現(xiàn)最大可能的用戶容量，也就是說(shuō)，能使最大可能的用戶數(shù)量同時(shí)接入系統(tǒng)。系統(tǒng)容量可以受到幾個(gè)因素的限制，例如，用戶碼數(shù)量和可用的CDMA信道。然而，擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)是“功率受限的”，即受到所有用戶可以允許的全部功率量的限制，以避免出現(xiàn)不能接受的干擾，通常，這是維持向限制系統(tǒng)容量最大的系統(tǒng)用戶正向通信的所需要的功率量。如果僅維持這些鏈路中的一些所需要的功率量足夠大，則在更多的用戶可用的碼或頻率數(shù)量被用完之前，也消耗了全部功率的分配。
因此，通常，必須使“連接”每個(gè)用戶或維持它們的正向鏈路所需要的功率最小，以留出功率用于其它用戶，增加系統(tǒng)容量。這可以通過(guò)為每個(gè)用戶增加天線增益G對(duì)接收機(jī)噪聲溫度T的比率G/T來(lái)實(shí)現(xiàn)。該比率或每個(gè)用戶的天線增益越高，則用戶鏈接所需要的功率就越小。當(dāng)每個(gè)用戶天線的增益較高時(shí)，則維持正向鏈路所需要的功率量就顯著降低，功率可以用于其它用戶。
在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，其它設(shè)計(jì)目的是跟蹤或獲取和同時(shí)與多個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行通信。該目的之后的一個(gè)原因是希望利用信號(hào)分集改進(jìn)接收。另一個(gè)原因是以較短的時(shí)間周期實(shí)現(xiàn)與該范圍內(nèi)的或看得見(jiàn)的衛(wèi)星的通信。實(shí)現(xiàn)這些目的的一個(gè)常用方案是優(yōu)化天線設(shè)計(jì)。
這樣一種設(shè)計(jì)優(yōu)化是使用較大的、可控定向天線。另一種設(shè)計(jì)優(yōu)化是組合多副天線的信號(hào)，形成可控波束。這些方案的一個(gè)缺點(diǎn)是這些天線的制造和綜合都很復(fù)雜和昂貴。
另一種這樣的設(shè)計(jì)優(yōu)化是使用多副天線，諸如“拼接”或螺旋天線單元，每副天線都覆蓋不同的空中扇區(qū)。也就是說(shuō)，每副天線具有的輻射圖形被優(yōu)化成覆蓋指定的天空區(qū)域或衛(wèi)星星座軌道圖形區(qū)域。這將增加每副天線的定向性，并增加每副天線的增益或G/T。這種方案的顯著優(yōu)點(diǎn)是可以使用價(jià)廉的天線。不幸的是，用于多副廉價(jià)天線的主要障礙是難以從這些天線中檢測(cè)和選擇適當(dāng)?shù)男盘?hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種從多副天線中檢測(cè)和選擇衛(wèi)星通信信號(hào)的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括兩個(gè)信號(hào)路徑，每個(gè)信號(hào)路徑耦合到一副獨(dú)立的天線上，還包括組合兩個(gè)路徑來(lái)的信號(hào)的組合器，由信號(hào)處理器進(jìn)行處理。兩個(gè)路徑中至少一個(gè)路徑包括一個(gè)信號(hào)延時(shí)單元。信號(hào)處理器可以根據(jù)信號(hào)延時(shí)單元產(chǎn)生的信號(hào)延時(shí)區(qū)分在天線之一上從源處接收到的信號(hào)和在另一副天線上從源處接收到的信號(hào)。
每個(gè)信號(hào)路徑包括可變衰減器，選擇性地把每個(gè)信號(hào)路徑耦合到信號(hào)處理器上。信號(hào)處理器確定沿這些信號(hào)路徑接收到的信號(hào)的質(zhì)量，并把與信號(hào)質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)提供給控制處理器。控制處理器操縱衰減器把信號(hào)質(zhì)量最高的信號(hào)路徑耦合到信號(hào)處理器和其它處理單元上。
根據(jù)本發(fā)明，最初把信號(hào)路徑之一耦合到多個(gè)天線之一上，并對(duì)該信號(hào)路徑的衰減器加上一預(yù)定的最小衰減，把數(shù)據(jù)傳送給信號(hào)處理器。該路徑稱為“數(shù)據(jù)路徑”。其它信號(hào)路徑稱為“搜索路徑”用于檢查余下的每副天線，以確定是否從那些天線中的一個(gè)接收到比當(dāng)前連接到數(shù)據(jù)路徑上的天線更好的信號(hào)質(zhì)量。
為了檢查特定天線，通過(guò)一預(yù)定的延時(shí)，利用開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)把它耦合到信號(hào)處理器上。該延時(shí)與輸出到處理器的天線串聯(lián)設(shè)置，該處理器與天線、輸出相鄰或沿著信號(hào)路徑該延時(shí)，可以使處理器區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)和搜索路徑。然后信號(hào)處理器確定沿搜索路徑接收到的信號(hào)的質(zhì)量。
較佳的切換處理可利用設(shè)置在搜索路徑上的衰減器，加上一預(yù)定的最大的衰減來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而有效地把搜索路徑與信號(hào)處理器分開(kāi)。然后利用開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)把搜索路徑耦合到特定的天線上，例如利用電子開(kāi)關(guān)或可開(kāi)關(guān)的放大器級(jí)。減小搜索路徑衰減器的衰減，直到搜索路徑和數(shù)據(jù)路徑的噪聲功率電平基本一致。然后信號(hào)處理器確定沿搜索路徑接收到的信號(hào)的質(zhì)量。
對(duì)每副天線重復(fù)這種處理。當(dāng)一些或全部天線都已被檢查，如果搜索路徑發(fā)現(xiàn)的最高質(zhì)量信號(hào)超過(guò)了數(shù)據(jù)路徑上的信號(hào)的質(zhì)量，則交換搜索路徑和數(shù)據(jù)路徑的角色。在一個(gè)實(shí)施例中，加到數(shù)據(jù)路徑衰減器上的衰減增加直到數(shù)據(jù)路徑信號(hào)有效地與信號(hào)處理器斷開(kāi)，搜索路徑上的衰減器的衰減減小到預(yù)定的最小量。在這一點(diǎn)上，搜索路徑和數(shù)據(jù)路徑具有相反的角色，原搜索路徑現(xiàn)在是新數(shù)據(jù)路徑。而新搜索路徑繼續(xù)搜索更好的信號(hào)。
附圖概述本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述變得更明顯，圖中，相同的參照數(shù)字表示相似的單元。此外，參照數(shù)字最左面的數(shù)字與首次出現(xiàn)該參考數(shù)字的圖一致。


圖1是示出了一般的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
圖2A和圖2B示出了適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的典型的單個(gè)接收器系統(tǒng)。
圖3是適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的雙接收機(jī)解決方案的典型接收機(jī)系統(tǒng)的電路框圖。
圖4是適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的時(shí)間延時(shí)搜索器解決方案的典型接收機(jī)系統(tǒng)的電路框圖。
圖5示出了適用于實(shí)現(xiàn)具有衰減的時(shí)間延時(shí)的典型接收機(jī)系統(tǒng)。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的接收機(jī)系統(tǒng)的操作方法的流程圖。
本發(fā)明的實(shí)施方式I.介紹本發(fā)明是一種在軌道運(yùn)行衛(wèi)星通信系統(tǒng)(例如低地軌道(LEO)衛(wèi)星通信系統(tǒng))中選擇和組合多副天線接收到的衛(wèi)星通信信號(hào)的系統(tǒng)和方法。對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)是明顯的，本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于非軌道運(yùn)行的衛(wèi)星的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的原理也可以應(yīng)用于無(wú)線地面通信系統(tǒng)中，在該地面通信系統(tǒng)中，用戶終端接收多個(gè)源的信號(hào)，信號(hào)的強(qiáng)度處于運(yùn)動(dòng)或變化。
下面詳細(xì)地討論本發(fā)明的較佳實(shí)施例。雖然討論了特定的步驟、構(gòu)造和布置，但是應(yīng)當(dāng)理解，這樣做僅是為了圖示目的。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員將認(rèn)識(shí)到，不脫離本發(fā)明的精神和范圍也可以使用其它步驟、構(gòu)造和布置。
II.一般衛(wèi)星通信系統(tǒng)圖1示出了利用衛(wèi)星和匯接局或基站的一般無(wú)線通信系統(tǒng)100。在一較佳實(shí)施例中，通信系統(tǒng)100是CDMA擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)。無(wú)線通信系統(tǒng)100包含一個(gè)或多個(gè)匯接局102、衛(wèi)星1-4和用戶終端106。用戶終端106每個(gè)都具有或包含無(wú)線通信設(shè)備，例如無(wú)線電話，但并不限于這一設(shè)備，也可以使用數(shù)據(jù)傳送設(shè)備(例如便攜式計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)據(jù)助理、調(diào)制解調(diào)器)。用戶終端106一般是三種類型固定用戶終端106A、它一般以固定的結(jié)構(gòu)安裝；移動(dòng)用戶終端106B，它一般安裝在汽車(chē)上；便攜式用戶終端106C，它一般是手持的。用戶終端有時(shí)也稱為用戶單元、移動(dòng)站或者在一些通信系統(tǒng)中簡(jiǎn)稱為“用戶”或“定戶”，這些都根據(jù)習(xí)慣。
匯接局102(這里為102A)也稱為基站、集線器或各種系統(tǒng)中的固定站，它通過(guò)衛(wèi)星104A和/或104B與用戶終端106通信。通常，使用多個(gè)在不同軌道平面(例如低地軌道(LEO)，但并不限于此)上運(yùn)行的衛(wèi)星。然而，本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員容易理解，本發(fā)明如何可以應(yīng)用于各種衛(wèi)星系統(tǒng)、匯接局或基站結(jié)構(gòu)?；?02B(也稱為蜂窩站或站)可以在一些系統(tǒng)中用來(lái)與用戶終端106直接通信。匯接局和基站也可以與提供全系統(tǒng)控制或信息的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)控制器相連接，系統(tǒng)控制器把它們連接到公共交換電話網(wǎng)(PSTN)上。
每個(gè)用戶終端106使用一副或多副天線，進(jìn)行信號(hào)發(fā)送的接收。在一較佳實(shí)施例中，固定用戶終端106A使用一組天線，也稱為天線“場(chǎng)”，每副天線覆蓋天空中獨(dú)立的部分。也就是說(shuō)，每副天線的輻射圖形被優(yōu)化成覆蓋天空或衛(wèi)星軌道的指定區(qū)域。在一較佳實(shí)施例中，該天線組包括四副接插天線，每副天線覆蓋的方位角為90°從預(yù)定本地地平面起仰角大約為20°-90°，一個(gè)四向天線覆蓋方位角360°而仰角大約為0°至25°。在另一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)支許可，則移動(dòng)用戶終端106B和便攜式用戶終端106C可以使用多副天線，雖然由于通常所需要的體積和資源而不大這樣使用。
當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過(guò)天空時(shí)，它運(yùn)行經(jīng)過(guò)該組天線中一個(gè)以上的天線的覆蓋區(qū)域。為了滿足高G/T的要求，并使接收信號(hào)質(zhì)量最優(yōu)，固定用戶終端106A應(yīng)當(dāng)確定多副天線中哪副天線在指定的瞬時(shí)接收到的衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量最好。然后，把該天線用于與該衛(wèi)星的通信鏈路。本發(fā)明提供了對(duì)這一問(wèn)題的幾種解決方案。
為了圖示說(shuō)明，本發(fā)明以衛(wèi)星通信系統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述。如上所述，本發(fā)明也可以應(yīng)用于其它類型的通信系統(tǒng)，在閱讀了本描述之后，這對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)是明顯的。
III.單個(gè)智能接收機(jī)圖2A示出了適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的典型單個(gè)接收系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包括多副天線202A至202N，開(kāi)關(guān)或開(kāi)關(guān)裝置204把它有選擇地耦合到單個(gè)信號(hào)路徑250上。信號(hào)路徑250包括放大級(jí)(較佳地為低噪聲放大器(LNA))206、混頻器208、帶通濾波器210、自動(dòng)增益控制(AGC)放大器212和基帶電路214。在一較佳實(shí)施例中，基帶電路214一般被實(shí)施成專用集成電路。信號(hào)路徑250被耦合到信號(hào)理器216上。在一較佳實(shí)施例中，信號(hào)處理器216被實(shí)現(xiàn)成專用集成電路。信號(hào)處理器216也耦合到控制處理器220上，接著由一條或多條控制線240耦合到開(kāi)關(guān)204上。在另一實(shí)施例中，控制處理器220被加入到信號(hào)處理器216內(nèi)。本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員容易理解，信號(hào)處理器216和控制處理器220是可以在用戶終端中使用的各種已知信號(hào)處理電路中實(shí)現(xiàn)的單元。
在操作時(shí)，控制處理器220選擇特定天線202，并通過(guò)操控開(kāi)關(guān)204把該天線耦合到信號(hào)路徑上。然后由LNA206放大被選擇的天線接收到的信號(hào)。再把經(jīng)放大的信號(hào)饋送給混頻器208，與本地振蕩器(未圖示)提供的信號(hào)組合，以把信號(hào)頻率從射頻(RF)減小到所要的已知中頻(IF)上。IF信號(hào)通過(guò)濾波器210，濾波器210對(duì)IF信號(hào)進(jìn)行濾波，并傳送給AGC放大器212。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用帶通表面塊波(SAW)類濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波器210。濾波器210可以提供與頻率變化基本上是線性的相位變化。
AGC放大器212調(diào)整IF信號(hào)的電壓范圍，以與基帶電路214的輸入電壓范圍匹配。在一較佳實(shí)施例中，信號(hào)處理器216確定AGC放大器212要加的適當(dāng)?shù)脑鲆骐娖?，利用控制線242把該增益電平指定給AGC放大器212。在另一實(shí)施例中，這種確定和指定是由控制處理器220來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在另一個(gè)實(shí)施例中，要加的增益電平是部分或全部基于匯接局102提供的信息，例如功率控制反饋信息。在一較佳實(shí)施例中，在控制線242上提供的信號(hào)是脈沖密度調(diào)制(PDM)信號(hào)。在另一實(shí)施例中，在控制線242上提供的信號(hào)是幅度可變的模擬信號(hào)。其它變量也可以不脫離本發(fā)明的精神和范圍，這點(diǎn)對(duì)于相關(guān)技術(shù)的熟練人員來(lái)說(shuō)是明顯的。
基本電路214可以包括下變頻器，以把IF信號(hào)的頻率減小到基帶。基帶電路214也包括模-數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，以把模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再饋送給信號(hào)處理器216。信號(hào)處理器216利用本技術(shù)領(lǐng)域已知的電路單元對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展和解調(diào)，提供糾錯(cuò)等。信號(hào)處理器216的輸出信號(hào)218是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)。輸出信號(hào)218可以饋送給聲碼器等，進(jìn)行進(jìn)一步處理，這點(diǎn)對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)是明白的。把信號(hào)處理器216耦合到控制處理器220上，控制處理器220利用控制線240上的信號(hào)操控開(kāi)關(guān)204，選擇不同的天線202。
在圖2B中描述了接收機(jī)系統(tǒng)200的另一個(gè)實(shí)施例。在圖2B中，開(kāi)關(guān)204被可開(kāi)合的LNA222A至222N代替。在該實(shí)施例中，控制處理器220利用一條或多條控制線240操控可開(kāi)合的LNA222，選擇天線202。在一個(gè)實(shí)施例中，除去加到可開(kāi)合的LNA222上的電源使可開(kāi)合的LNA222轉(zhuǎn)換到“打開(kāi)”，從而不提供輸出信號(hào)?？梢栽谕ǔ魉蚏F信號(hào)所用的相同的同軸電纜線上提供DC電源，或者使用多種已知的技術(shù)之一。在另一個(gè)實(shí)施例中，由輸出級(jí)224(224A-224N)把每個(gè)可開(kāi)合的LNA222耦合到LNA206上，圖中以虛線示出。一般利用內(nèi)部電子開(kāi)關(guān)元件使輸出級(jí)224“斷開(kāi)”，或者使其輸入斷開(kāi)，以中斷傳送信號(hào)。
接收機(jī)系統(tǒng)200可以被用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的智能單接收機(jī)解決方案。在操作時(shí)，接收機(jī)系統(tǒng)200使用空閑時(shí)間和/或備用容量，監(jiān)視天空中在它們的軌道上的衛(wèi)星104的通過(guò)。在較佳實(shí)施例中，當(dāng)通信信道未被用于通信時(shí)，實(shí)現(xiàn)備用容量。因?yàn)檫@些通過(guò)是有規(guī)律的，所以接收機(jī)系統(tǒng)200“學(xué)習(xí)”了衛(wèi)星時(shí)間表。利用這一信息，接收機(jī)系統(tǒng)200構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)(未圖示)，詳述衛(wèi)星的時(shí)間表和在天線202視野上的它們的通過(guò)?；谠撔畔?，接收機(jī)系統(tǒng)200選擇期望在特定時(shí)間上從特定衛(wèi)星104接收到的信號(hào)最佳的天線。在一個(gè)實(shí)施例中，在安裝之前，向固定用戶終端106A提供部分或全部衛(wèi)星時(shí)間表信息，通過(guò)上述的“學(xué)習(xí)”處理精加工該信息。
一旦接收機(jī)系統(tǒng)200學(xué)習(xí)了衛(wèi)星時(shí)間表，控制處理器220就在適當(dāng)時(shí)間激活適當(dāng)?shù)奶炀€，從衛(wèi)星獲得最佳的信號(hào)。然而，天線覆蓋圖形、天線阻塞、衛(wèi)星軌道等的變化可以強(qiáng)制使接收機(jī)系統(tǒng)200“重新學(xué)習(xí)”衛(wèi)星時(shí)間表。如本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員所明白的，控制處理器220可以使用各種已知的存儲(chǔ)元件或裝置230，例如RAM來(lái)存儲(chǔ)學(xué)得的或事先已知的衛(wèi)星時(shí)間表。
IV.雙接收機(jī)另一種解決方案是使用包括兩個(gè)或多個(gè)完全信號(hào)路徑和兩個(gè)信號(hào)處理器的接收機(jī)系統(tǒng)。在該實(shí)施例中，控制處理器把信號(hào)處理器的輸出信號(hào)進(jìn)行比較，使用質(zhì)量最佳的信號(hào)。
圖3是適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的雙接收機(jī)方案的典型接收系統(tǒng)300的框圖。為方便起見(jiàn)。圖3僅示出了兩條信號(hào)路徑250A和250B。當(dāng)然，可以使用兩條以上的信號(hào)路徑，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，這點(diǎn)對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)在閱讀了該描述之后將是明顯的。
再參照?qǐng)D3，信號(hào)路徑250A包括LNA206A、混頻器208A、帶通濾波器210A、AGC放大器212A和基帶電路214A。信號(hào)路徑250A由開(kāi)關(guān)或開(kāi)關(guān)裝置204A耦合到多副天線202A-202N之一上。同樣，信號(hào)路徑250B包括LNA206B、混頻器208B、帶通濾波器210B、AGC放大器212B和基帶電路214B。信號(hào)路徑250B通過(guò)開(kāi)關(guān)204B耦合到天線202A-202N之一上。每個(gè)信號(hào)處理器216耦合到控制處理器220上。
如已知的一樣，開(kāi)關(guān)204A和204B可以形成單個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，被構(gòu)置成在任意指定的時(shí)間上把多路輸入連接到獨(dú)立的輸出上。利用一條或多條控制線240(240A，240B)選擇搜索路徑使用的天線(204A-204N)。通常，獨(dú)立控制線240(240A，240B)用于每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置204，除非以一些已知的形式多路復(fù)用控制命令。
在操作時(shí)，每條信號(hào)路徑250假定為兩個(gè)角色中不同的一個(gè)，它們被標(biāo)記為數(shù)據(jù)路徑和搜索路徑。當(dāng)被稱為數(shù)據(jù)路徑的信號(hào)路徑之一接收天線202(202A-202N)的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳送給信號(hào)處理器216，例如216A時(shí)，稱為搜索路徑的另一信號(hào)路徑接收另一天線202的信號(hào)，并把它傳送給另一信號(hào)處理器216，例如216B。即，控制處理器220不斷的監(jiān)視信號(hào)處理器216(216A，216B)，即連接到數(shù)據(jù)路徑的信號(hào)處理器和連接到搜索路徑的信號(hào)處理器的輸出。
在一較佳實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量每個(gè)碼片相對(duì)于背景噪聲電平的能量來(lái)確定信號(hào)質(zhì)量，稱為比率Ec/Io。在一具有兩個(gè)以上的信號(hào)路徑的實(shí)施例中，把一條信號(hào)路徑用作數(shù)據(jù)路徑，其它信號(hào)路徑用作搜索路徑。當(dāng)然，信號(hào)處理器或控制器也可以使用其它測(cè)量信號(hào)質(zhì)量的方法，例如使用位出錯(cuò)率、校驗(yàn)和等，這些測(cè)量方法并不脫離本發(fā)明的精神和范圍，這點(diǎn)對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)是明白的。
開(kāi)始時(shí)，由控制處理器220把一條信號(hào)路徑選擇成數(shù)據(jù)路徑。提供輸出信號(hào)218。當(dāng)搜索路徑找到了接收信號(hào)質(zhì)量比數(shù)據(jù)路徑上的信號(hào)更高的天線，控制處理器220就選擇該搜索路徑作為新的數(shù)據(jù)路徑，提供輸出信號(hào)218，把原數(shù)據(jù)路徑選擇成搜索路徑。因此，該搜索路徑用來(lái)繼續(xù)搜索提供的信號(hào)質(zhì)量比數(shù)據(jù)路徑上正在處理的信號(hào)更高的天線。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)搜索路徑找到更高質(zhì)量的信號(hào)時(shí)，則數(shù)據(jù)路徑和搜索路徑交換角色。在另一個(gè)實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)路徑和搜索路徑交換角色之前，評(píng)估部分或全部天線。雙接收解決方案提供了較高的性能度，因?yàn)樗阉骱托盘?hào)路徑是完全獨(dú)立的。
V.延時(shí)搜索器把公共點(diǎn)(即，兩個(gè)信號(hào)路徑交叉點(diǎn))移到靠近天線更近可以實(shí)現(xiàn)低成本的解決方案。然后以RF組合這些信號(hào)。當(dāng)在信號(hào)處理器的上游(比信號(hào)處理器更靠近天線)組合這些信號(hào)時(shí)，信號(hào)處理器必須設(shè)置有區(qū)分組合信號(hào)的方法。有一種議案，這里作為延時(shí)搜索器解決方案。在延時(shí)搜索器解決方案中，把延時(shí)引入到一條或兩條信號(hào)路徑中，這樣，在組合信號(hào)之后，根據(jù)信號(hào)延時(shí)可以區(qū)分一副天線的信號(hào)與另一副天線的信號(hào)。雖然接收機(jī)可以容易地區(qū)分開(kāi)利用不同PN擴(kuò)展碼的不同信號(hào)，但是從同一源(相同PN碼)經(jīng)過(guò)多條路徑到達(dá)的多種形式的信號(hào)一般是不能被區(qū)分的，除非在它們之間達(dá)到最小的相對(duì)延時(shí)。
圖4是適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的延時(shí)搜索器解決方案的典型接收機(jī)系統(tǒng)400的電路框圖。在接收系統(tǒng)400中，開(kāi)關(guān)204A和204B分別有選擇地把天線202A-202N耦合到兩條信號(hào)路徑450A和450B上。接著，組合器430把信號(hào)路徑450A和450B耦合到AGC放大器212、基帶電路214、信號(hào)處理器216上。信號(hào)處理器216被耦合到控制處理器220上，控制處理器220通過(guò)一條或多條控制線240A和240B控制開(kāi)關(guān)204。信號(hào)路徑450A包括LNA206A、混頻器208和帶通濾波器410A。同樣，信號(hào)路徑450B包括LNA206B、混頻器208和帶通濾波器410B。
在較佳實(shí)施例中，每個(gè)帶通濾波器410(410A，410B)包括信號(hào)延時(shí)單元(如圖4所示)。在另一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)延時(shí)可以被實(shí)施成獨(dú)立的單元，這點(diǎn)對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)是明白的。在又一個(gè)實(shí)施例中，每副天線202A-202N具有與天線的輸出相關(guān)聯(lián)的延時(shí)元件412(412A-412N)，這里用虛線圖示。這些延時(shí)元件中每個(gè)都具有與單副天線相關(guān)聯(lián)的預(yù)選延時(shí)值?？梢愿鶕?jù)期望的信號(hào)參數(shù)，在設(shè)計(jì)天線組時(shí)選擇延時(shí)。然而，通常這要花更多的代價(jià)來(lái)實(shí)施。
組合器430在AGC放大器212的上游組合這些被延時(shí)的信號(hào)。由于在這點(diǎn)上進(jìn)行信號(hào)組合，僅需要一個(gè)AGC放大器和一個(gè)信號(hào)處理器216就可以支持兩條信號(hào)路徑，節(jié)約了費(fèi)用、減少了復(fù)雜性，提高了可靠性。
為了適應(yīng)擴(kuò)展頻譜通信信號(hào)，信號(hào)處理器216包括瑞克接收機(jī)，它能區(qū)分來(lái)自相同的源所接收到的但具有不同信號(hào)延時(shí)的信號(hào)的兩種形式。用于分集接收的瑞克接收機(jī)是熟知的，在于1992年4月28日授予的、名稱為“CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中的分集接收機(jī)”的美國(guó)專利No.5,109,390中揭示了這種瑞克接收機(jī)，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，援引于此，以作參考。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，在搜索路徑和數(shù)據(jù)路徑之間引入的相對(duì)信號(hào)延時(shí)被選擇成大于擴(kuò)展信號(hào)時(shí)所用的PN碼的一個(gè)碼片時(shí)間。延時(shí)的寬范圍是可能的，但是用檢測(cè)和與擴(kuò)展頻譜信號(hào)同步所用的典型信號(hào)和搜索接收機(jī)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，延時(shí)范圍在1.0至1.8微秒明顯地工作得最好。使用1.22M數(shù)量級(jí)的PN擴(kuò)展碼碼片速率。相對(duì)延時(shí)1.5微秒對(duì)于在這種測(cè)試時(shí)所用的搜索/數(shù)據(jù)路徑來(lái)說(shuō)是較佳的。
如上所述，本發(fā)明的延時(shí)搜索解決方案具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于搜索路徑總是耦合到信號(hào)處理器216上，所以搜索路徑上的信號(hào)將對(duì)接收機(jī)系統(tǒng)400的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
VI.具有衰減的延時(shí)搜索器改進(jìn)接收機(jī)系統(tǒng)的性能的一種途徑是在搜索操作期間把搜索路徑與數(shù)據(jù)路徑斷開(kāi)。斷開(kāi)信號(hào)路徑的一種方法是使用信號(hào)衰減器。
圖5示出了適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具有衰減的延時(shí)搜索器方案的典型接收機(jī)系統(tǒng)500。在接收系統(tǒng)500中，開(kāi)關(guān)204A和204B分別把天線202有選擇地耦合到信號(hào)路徑550A和550B上。接著，組合器430把信號(hào)路徑550A和550B耦合到AGC放大器212、基帶電路214和信號(hào)處理器216上。信號(hào)處理器216被耦合到控制處理器220上，控制處理器220通過(guò)一條或多條控制線240(240A，240B)控制開(kāi)關(guān)204。信號(hào)路徑550A包括LNA206A、混頻器208A和帶通濾波器410A。同樣，信號(hào)路徑550B包括LNA206B、混頻器208B和帶通濾波器410B。
在較佳實(shí)施例中，每個(gè)帶通濾波器410(410A，410B)包括信號(hào)延時(shí)單元(如圖5所示)。如相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員所明白的，信號(hào)延時(shí)可以實(shí)施成獨(dú)立的單元。在一較佳實(shí)施例中，每條信號(hào)路徑還包括可變衰減器526(VA)。每個(gè)可變衰減器526可以被構(gòu)置成并被稱為電壓可變衰減器(VVA)?？刂铺幚砥?20通過(guò)一條或多條控制線540(在這里為540A和540B)控制每個(gè)可變衰減器526(526A，526B)。可變衰減器526A和526B用于有選擇地從信號(hào)處理器216耦合和斷開(kāi)信號(hào)路徑。由于搜索路徑可以從信號(hào)處理器216上斷開(kāi)，所以接收系統(tǒng)500的性能顯著改善。
當(dāng)僅使用單個(gè)衰減器(VA/VVA)或以已知的方式多路復(fù)用控制命令，以便連接到公共控制線或總線上的每個(gè)VVA(526A，526B)可檢測(cè)各個(gè)衰減器控制命令時(shí)，可以使用單條控制線540。如下將討論的，可以在實(shí)現(xiàn)另外的信號(hào)路徑上使用另外的衰減器或VVA。
在較佳實(shí)施例中，衰減變化率保持在低于預(yù)定的最大速率上。這樣做是為了防止影響系統(tǒng)的其它功能和操作特征，例如功率控制，這點(diǎn)對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)是明白的。
使用可變衰減器526A和526B也可以使接收機(jī)系統(tǒng)500對(duì)加到信號(hào)處理器216上的兩條信號(hào)路徑上呈現(xiàn)的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。如下所述，這種均等化可以使信號(hào)處理器216對(duì)于公共基線進(jìn)行質(zhì)量測(cè)量。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的接收機(jī)系統(tǒng)500的操作方法的流程圖。在描述該操作方法之前，首先描述接收機(jī)系統(tǒng)500的初始條件情況。開(kāi)始時(shí)，作為數(shù)據(jù)路徑的信號(hào)路徑通過(guò)開(kāi)關(guān)204耦合到天線202上，并通過(guò)將其可變衰減器526設(shè)置到預(yù)定最小的衰減量上而耦合到信號(hào)處理器216上。作為搜索路徑的另一條信號(hào)路徑通過(guò)開(kāi)關(guān)204開(kāi)始時(shí)與天線202斷開(kāi)，并通過(guò)將其衰減器526設(shè)置到預(yù)定最大衰減量而與信號(hào)處理器216斷開(kāi)。
參照?qǐng)D5，假設(shè)信號(hào)路徑550A最初起數(shù)據(jù)路徑的作用，信號(hào)路徑550B最初起搜索路徑的作用。作為數(shù)據(jù)路徑，開(kāi)關(guān)204A把信號(hào)路徑550A耦合到天線202A上，并通過(guò)將衰減器516A設(shè)置到預(yù)定最小衰減電平而與信號(hào)處理器216耦合。作為搜索路徑，信號(hào)路徑550B耦合到另一天線202A上，盡管它可能與任何天線斷開(kāi)，并通過(guò)將衰減器516B設(shè)置到預(yù)定最大衰減電平而與信號(hào)處理器216斷開(kāi)，也如步驟602所示。
為了開(kāi)始搜索，控制處理器220指令開(kāi)關(guān)204B把搜索路徑耦合到除了被耦合到數(shù)據(jù)路徑上的天線之外的天線上，如步驟604所示。通常，根據(jù)所學(xué)的或期望的衛(wèi)星時(shí)間表，這是一個(gè)被期望在一些預(yù)定時(shí)間上具有改善的信號(hào)的天線。然后控制處理器220指令搜索路徑衰減器526B逐步減少搜索路徑上的衰減量，直到搜索路徑上的噪聲功率電平基本上與數(shù)據(jù)路徑上的噪聲功率電平相等，如步驟606所示。
在已知的噪聲背景占支配地位的擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)中，例如，CDMA擴(kuò)展頻譜型衛(wèi)星通信信號(hào)中，噪聲功率電平一般超過(guò)信號(hào)功率電平。因此，這種加權(quán)步驟為信號(hào)處理器216提供了公共基線，以便可以評(píng)估數(shù)據(jù)路徑和搜索路徑的信號(hào)的相對(duì)質(zhì)量。
在較佳實(shí)施例中，接收機(jī)系統(tǒng)500監(jiān)視由AGC放大器212所加的增益電平的變化，確定數(shù)據(jù)路徑和搜索路徑上的噪聲功率電平是基本上相等。這種方案對(duì)于噪聲背景與接收信號(hào)功率相比占支配地位的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是較佳的。在具有較高信噪比的系統(tǒng)中，也可以使用其它已知的技術(shù)來(lái)檢測(cè)搜索路徑和數(shù)據(jù)信號(hào)路徑上接收到的信號(hào)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度。
當(dāng)搜索路徑信號(hào)的噪聲功率電平到達(dá)數(shù)據(jù)路徑信號(hào)的噪聲功率電平時(shí)，則AGC放大器212接收到的輸入功率是僅從數(shù)據(jù)路徑接收到的輸入功率的兩倍。AGC放大器212通過(guò)將加到信號(hào)上的增益減少3dB作為響應(yīng)。因此，當(dāng)控制處理器220觀察到加到AGC放大器212上的增益下降了3bB時(shí)，則確定數(shù)據(jù)路徑和搜索路徑的噪聲功率電平基本上相等。
在這種技術(shù)中，一是看與檢測(cè)的功率成反比的放大器級(jí)的增益的變化。在該搜索或檢測(cè)方案中，檢測(cè)信號(hào)功率增加3dB的任何手段都可以使用。在一較佳實(shí)施例中，由控制處理器220觀察在控制線242上發(fā)送給AGC放大器212的增益控制信號(hào)的值，確定AGC放大器212所加的增益電平的變化。模擬型控制信號(hào)的幅度或PDM控制信號(hào)中使用的每個(gè)周期的脈沖數(shù)都可以用來(lái)檢測(cè)放大器的增益變化量，作為AGC控制環(huán)的一部分。因此，對(duì)控制線242或提供給控制線的命令的觀察指示了3dB變化發(fā)生的時(shí)間。該信息顯然地可以用于控制處理器220。
在該點(diǎn)上，信號(hào)處理器216評(píng)估在搜索路徑上的信號(hào)的質(zhì)量(即通過(guò)耦合到搜索路徑的天線接收到的信號(hào))，如步驟608所示。在較佳實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量每個(gè)碼片比Ec/Io的能量來(lái)確定信號(hào)質(zhì)量。在一較佳實(shí)施例中，把信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)元件、設(shè)備或存儲(chǔ)裝置530中，例如RAM電路(未圖示)，以便以后與其它信號(hào)質(zhì)量測(cè)量值作比較。接收機(jī)系統(tǒng)500對(duì)所有余下的天線重復(fù)該相同的處理過(guò)程，除了連接到數(shù)據(jù)路徑上的天線(當(dāng)前的天線202A)，如步驟610所示。一旦評(píng)估了所有天線202的信號(hào)，控制處理器220就選擇找到的最高質(zhì)量的信號(hào)，并把其質(zhì)量與數(shù)據(jù)路徑信號(hào)的質(zhì)量相比較，如步驟612所示。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量高于數(shù)據(jù)路徑信號(hào)的信號(hào)，則重復(fù)對(duì)天線的評(píng)估，如步驟604的箭頭所示。
然而，如果發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最高的信號(hào)的質(zhì)量超過(guò)數(shù)據(jù)路徑信號(hào)的質(zhì)量，則數(shù)據(jù)路徑和搜索路徑交換(即，信號(hào)路徑550A與信號(hào)路徑550B交換角色)。如步驟614所示，把被發(fā)現(xiàn)接收最高質(zhì)量信號(hào)的天線耦合到搜索路徑(當(dāng)前信號(hào)路徑550B)上。然后把加到搜索路徑上的衰減減小到預(yù)定的最小值上，有效地把搜索路徑耦合到信號(hào)處理器上，如步驟616所示。然后，如步驟618所示，把加到數(shù)據(jù)路徑(當(dāng)前信號(hào)路徑550A)上的衰減增加到預(yù)定的最大值上，因此，有效地把數(shù)據(jù)路徑與信號(hào)處理器216斷開(kāi)。因此，平滑地反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)路徑與搜索路徑的作用，而不會(huì)對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。
然后只要希望，就可以繼續(xù)搜索。通常只要使用天線的無(wú)線裝置是有效的(通信或?qū)ず?，并且要檢測(cè)其它信號(hào)和有潛在的使用，則就進(jìn)行搜索。搜索一般通過(guò)使無(wú)線裝置無(wú)效(掛起或不能建立呼叫)而中斷，或者確定在一定時(shí)間周期上沒(méi)有更好的信號(hào)可使用而中斷。通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員是了解中斷搜索所用的準(zhǔn)則的。
較佳實(shí)施例的前述描述可以使本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員制造或使用本發(fā)明。雖然參照其較佳實(shí)施例圖示和描述了本發(fā)明，但是本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)其可以作各種形式和細(xì)節(jié)上的各種變化而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中選擇天線的系統(tǒng)，該衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有發(fā)送信號(hào)的衛(wèi)星和具有多副天線的用戶終端，上述選擇天線的系統(tǒng)包括第一信號(hào)路徑，耦合到多副天線的第一副天線上；第二信號(hào)路徑，耦合到多副天線的第二副天線上，所述第二信號(hào)路徑包括信號(hào)延時(shí)單元；以及信號(hào)處理器，耦合到所述第一和第二信號(hào)路徑上，根據(jù)所述信號(hào)延時(shí)單元產(chǎn)生的信號(hào)延時(shí)區(qū)分多副天線的所述第一副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)與多副天線中所述第二副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號(hào)路徑包含另一個(gè)信號(hào)延時(shí)單元。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號(hào)路徑包括第一可變衰減器。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二信號(hào)路徑包括第二可變衰減器。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含控制處理器，確定多副天線中所述第一副天線接收到的信號(hào)與多副天線中所述第二副天線接收到的信號(hào)的質(zhì)量；以及根據(jù)所述確定的質(zhì)量，所述第一和第二可變衰減器有選擇地把所述第一和第二信號(hào)路徑耦合到所述信號(hào)處理器上。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述質(zhì)量是根據(jù)接收到的信號(hào)的每個(gè)碼片上的能量來(lái)確定的。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含第一開(kāi)關(guān)，設(shè)置在多副天線與第一信號(hào)路徑之間，耦合到所述控制處理器上，可工作成根據(jù)所述控制處理器的所述選擇，有選擇地把多副天線之一耦合到所述第一信號(hào)路徑上。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含設(shè)置在多副天線與第二信號(hào)路徑之間的第二開(kāi)關(guān)，耦合到所述控制處理器上，可工作成根據(jù)所述控制處理器的所述選擇，把多副天線之一耦合到所述第二信號(hào)路徑上。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還至少包含一條第三信號(hào)路徑，耦合到多副天線之第三上，所述信號(hào)處理器還具有信號(hào)延時(shí)單元，與其串聯(lián)設(shè)置，所述信號(hào)處理器根據(jù)所述信號(hào)延時(shí)單元產(chǎn)生的信號(hào)延時(shí)區(qū)分所述第一、第二和第三或多副天線中更多的天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)。
10.在具有發(fā)送信號(hào)的衛(wèi)星和具有多副天線的用戶終端的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，多副天線中每副天線可以有選擇地耦合到多個(gè)信號(hào)路徑之一上，信號(hào)路徑耦合到信號(hào)處理器上，信號(hào)路徑中的第一信號(hào)路徑開(kāi)始在多副天線的第一副天線上接收信號(hào)，并開(kāi)始時(shí)把預(yù)定的最小衰減量加到該信號(hào)上，一種選擇這些天線的方法，包含下列步驟把預(yù)定最大衰減電平加到所述信號(hào)路徑的第二信號(hào)路徑上；把多副天線的第二副天線耦合到所述第二信號(hào)路徑上；減小加到所述第二信號(hào)路徑上的衰減電平，直到所述第二信號(hào)路徑上的噪聲功率電平基本上與第一信號(hào)路徑上的噪聲電平相等；以及當(dāng)多副天線中的所述第二副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)質(zhì)量超過(guò)多副天線中所述第一副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)的質(zhì)量時(shí)，把所述預(yù)定最大衰減量加到所述第一信號(hào)路徑上，把預(yù)定最小衰減量加到所述第二信號(hào)路徑上。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包含下列步驟把多副天線中所述第二副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)延時(shí)預(yù)定的信號(hào)延時(shí)；以及根據(jù)所述預(yù)定的信號(hào)延時(shí)區(qū)分多副天線中所述第一副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)與多副天線中所述第二副天線接收到的信號(hào)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包含這一步驟，確定所述多副天線中所述第二副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)質(zhì)量與多副天線中所述第一副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)質(zhì)量。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包含這一步驟根據(jù)信噪比確定多副天線中所述第二副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)的質(zhì)量與多副天線中所述第一副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)質(zhì)量。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述信噪比根據(jù)接收到的信號(hào)的每個(gè)碼片的能量相對(duì)于信號(hào)噪聲來(lái)確定。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包含下列步驟在所述第一和第二信號(hào)路徑與所述信號(hào)處理器之間加入自動(dòng)增益控制(AGC)操作；以及監(jiān)視所述AGC操作所加的增益電平。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述減小步驟還包含這一步驟確定何時(shí)所述AGC所加的增益電平下降了預(yù)定量的時(shí)間。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定量為3dB。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包含下列步驟對(duì)于每個(gè)其它天線，把多副天線中至少一第三副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)延時(shí)另一預(yù)定信號(hào)延時(shí)；以及根據(jù)所述預(yù)定信號(hào)延時(shí)，區(qū)分多副天線中所述第一副、第二副和第三副以及更多副天線從衛(wèi)星接收到的信號(hào)。
19.一種在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中根據(jù)接收信號(hào)質(zhì)量選擇天線的系統(tǒng)，所述衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有發(fā)送信號(hào)的衛(wèi)星和具有多副接收信號(hào)的天線的用戶終端，所述系統(tǒng)包含第一信號(hào)路徑，耦合到多副天線中所述第一副天線上；第二信號(hào)路徑，耦合到多副天線中所述第二副天線上；第一信號(hào)處理器，耦合到所述第一信號(hào)路徑上；第二信號(hào)處理器，耦合到所述第二信號(hào)路徑上；以及控制處理器，耦合到所述第一和第二信號(hào)處理器上，確定所述第一信號(hào)路徑上的信號(hào)與所述第二信號(hào)路徑上的信號(hào)的相對(duì)質(zhì)量，選擇多副天線中的第一和第二副天線中接收信號(hào)質(zhì)量較高的一副天線。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，還至少包含一條耦合到多副天線中第三副天線上的第三信號(hào)路徑和耦合到所述第三信號(hào)路徑和所述控制處理器上的第三信號(hào)處理器。
全文摘要
一種從多副天線中選擇和組合衛(wèi)星通信信號(hào)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)至少包括兩條信號(hào)路徑(550A,550B),每條信號(hào)路徑耦合到一個(gè)獨(dú)立的天線(202A－202N)上,還包括組合器(430),組合兩條路徑來(lái)的信號(hào),由信號(hào)處理器(216)處理。兩條路徑(550A,550B)中至少一條路徑包括信號(hào)延時(shí)單元(410A－410B)。信號(hào)處理器(216)可以根據(jù)信號(hào)延時(shí)單元(410A,410B)產(chǎn)生的信號(hào)延時(shí)區(qū)分天線(202A－202N)之一從源接收到的信號(hào)與另一天線從源接收到的信號(hào)。每條信號(hào)路徑(550)包括可變衰減器(526),有選擇地把每條信號(hào)路徑(550)耦合到信號(hào)處理器(216)上。信號(hào)處理器(216)確定沿信號(hào)路徑(550)接收到的信號(hào)的質(zhì)量,把與信號(hào)質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)提供給控制處理器(220),控制處理器(220)操控衰減器把信號(hào)質(zhì)量最高的信號(hào)路徑(550)耦合到信號(hào)處理器(216)上。
文檔編號(hào)H04B7/08GK1269075SQ98805054
公開(kāi)日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1997年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月13日
發(fā)明者G·格拉納他, J·H·湯普生 申請(qǐng)人:夸爾柯姆股份有限公司