DE69738236T2 - Bestimmung von frequenzoffsets in ubertragungsystemen - Google Patents

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DE69738236T2 DE69738236T DE69738236T DE69738236T2 DE 69738236 T2 DE69738236 T2 DE 69738236T2 DE 69738236 T DE69738236 T DE 69738236T DE 69738236 T DE69738236 T DE 69738236T DE 69738236 T2 DE69738236 T2 DE 69738236T2
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/01—Reducing phase shift

Description

  • I. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Steuerung von Frequenz und Timing bzw. Zeitsteuerung und spezieller auf ein Verfahren zum Bestimmen und Kompensieren von Frequenzfehlern in Referenzoszillatoren die in Empfängern in Kommunikationssystemen genutzt werden. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Technik zum Bestimmen und Kompensieren von Doppler-Effekten, die verursacht werden durch eine relative Bewegung zwischen Sendern und Empfängern.
  • II. Beschreibung der verwandten Technik
  • Typische fortgeschrittene terrestrische Kommunikationssysteme, wie z. B. schnurlose bzw. drahtlose Daten- oder Telefonsysteme, nutzen Basisstationen, auch bezeichnet als Zellenstandorte, innerhalb vordefinierter geografischer Regionen oder Zellen zum Weiterleiten von Kommunikationssignalen an und von einem oder mehreren Nutzerterminals oder Systemteilnehmern. Satellitenbasierte Kommunikationssysteme nutzen Basisstationen die als Gateways bezeichnet werden, und einen oder mehrere Satelliten zum Weiterleiten von Kommunikationssignalen zwischen den Gateways und einem oder mehreren Nutzerterminals bzw. -endgeräten. Basisstationen und Gateways sehen Kommunikationsverbindungen vor, von jedem Nutzerterminal zu anderen Nutzerterminals oder zu Nutzern von anderen verbundenen Kommunikationssystemen, wie z. B. einem öffentlichen Telefonnetzwerk. Nutzerterminals in derartigen Systemen können fest oder mobil sein, wie z. B. ein Mobiltelefon und neben einem Gateway positioniert sein oder entfernt davon angeordnet sein.
  • Einige Kommunikationssysteme setzen Spreizspektrumsignale mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division multiple access, CDMA) ein, wie es offenbart ist in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 , herausgegeben am 13. Februar 1990 mit dem Titel „Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite Or Terrestrial Repeaters" und dem U.S. Patent Nr. 5 691 974 , herausgegeben am 25. November 1997 mit dem Titel „Method And Ap paratus For Using Full Spectrum Transmitted Power In A Spread Spectrum Communication System For Tracking Individual Recipient Phase Time And Energy", die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
  • In einem typischen Spreizspektrumkommunikationssystem werden eine oder mehrere vorausgewählte Pseudorausch-(pseudonoise, PN)-Code-Sequenzen genutzt zum Modulieren oder zum „Spreizen" von Informationssignalen über ein vorherbestimmtes spektrales Band, und zwar vor der Modulation auf ein Trägersignal zur Übertragung als Kommunikationssignale. PN Codespreizung, ein Verfahrender Spreizspektrumübertragung, das in der Technik wohl bekannt ist, erzeugt Signale zur Übertragung mit einer Bandbreite, die viel größer als jene von dem Datensignal ist. In einem Basisstations- oder Gateway-zu-Nutzerterminal-Kommunikationspfad oder einer entsprechenden Verbindung werden PN Spreiz-Codes oder binäre Sequenzen genutzt zum Unterscheiden zwischen Signalen, die durch unterschiedliche Basisstationen oder unterschiedliche Strahlen gesendet bzw. übertragen werden, sowie auch zwischen Mehrwege-Signalen. Dies wird auch als die Vorwärtsverbindung bezeichnet.
  • In einem typischen CDMA Spreizspektrumsystem werden Kanalisierungs-Codes genutzt zum Differenzieren bzw. Unterscheiden von Signalen, die für verschiedene Nutzerterminals innerhalb einer Zelle oder eines Satellitenunter- bzw. Substrahls auf der Vorwärtsverbindung gedacht sind. Jeder Nutzer-Transceiver benutzt seinen eigenen orthogonalen Kanal, der auf der Vorwärtsverbindung vorgesehen wird durch Nutzen eines eindeutigen bzw. einmaligen „Kanalisierungs"-Orthogonal-Codes. Signale, die auf diesen Kanälen transferiert werden, werden im Allgemeinen als „Verkehrssignale" bezeichnet. Zusätzliche Vorwärtsverbindungskanäle oder Signale sind vorgesehen für „Rundruf" bzw. „Paging", „Synchronisation" und andere an Systemnutzer gesendete Signale. Walsh-Funktionen werden im Allgemeinen genutzt zum Implementieren der Kanalisierungs-Codes.
  • Zusätzliche Details von dem Betrieb dieser Art von Übertragungsvorrichtung sind zu finden in dem U.S. Patent Nr. 5,103,459 mit dem Titel „System And Method For Generating Signal Waveforms In A CDMA Cellular Telephone", das an den gleichen Rechteinhaber wie bei der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
  • CDMA-Spreizspektrumkommunikationssysteme, wie sie z. B. in den obigen Patenten offenbart sind, sehen die Nutzung vor von kohärenter Modulation und Demodulation für Vorwärtsverbindungsnutzer-Terminalkommunikationen. In Kommunikationssystemen, die diesen Ansatz nutzen, wird ein „Pilot"-Trägersignal oder einfach ein „Pilotsignal" als eine kohärente Phasenreferenz für Vorwärtsverbindungssignale genutzt. Ein Pilotsignal ist ein Signal, das im Allgemeinen keine Datenmodulation enthält und das durch ein Gateway oder eine Basisstation überall in einem Versorgungsgebiet als eine Referenz gesendet wird.
  • Pilotsignale werden durch Nutzerterminals genutzt um anfängliche Systemsynchronisation und Zeit, Frequenz und Phasennachführung von anderen Signalen die durch Basisstationen oder durch Gateways gesendet werden, zu erlangen. Die von dem Nachführen bzw. Verfolgen eines Pilotsignalträgers erlangte Phaseninformation wird als eine Trägerphasenreferenz für kohärente Demodulation von anderen Systemsignalen oder Verkehrs-(Daten)-Signalen genutzt. Diese Technik erlaubt es, dass viele Verkehrssignale ein gemeinsames Pilotsignal als eine Phasenreferenz teilen bzw. gemeinsam nutzen, was einen weniger teuren und effizienteren Nachführmechanismus vorsieht. Ein einzelnes Pilotsignal wird typischerweise durch jede Basisstation oder jedes Gateway für jede genutzte Frequenz gesendet, bezeichnet als CDMA Kanäle oder Subträger bzw. Subbeams und durch alle Terminals gemeinsam genutzt, bzw. geteilt, die Signale von jener Quelle auf jener Frequenz empfangen.
  • Wenn Nutzerterminals Verkehrssignale nicht empfangen oder senden, kann Information an sie befördert werden unter Verwendung von einem oder mehreren Signalen, die als Paging-Signale bzw. Rufsignale oder -kanäle bekannt sind. Z. B. wenn ein Anruf an ein bestimmtes Mobiltelefon platziert worden ist, alarmiert eine Basisstation oder ein Gateway jenes Mobiltelefon mittels eines Paging-Signals. Paging-Signale werden genutzt zum Bestimmen bzw. Bezeichnen der Präsenz eines Anrufs, welcher Verkehrskanal zu nutzen ist und auch zum Verteilen von System-Overhead-Information, zusammen mit systemteilnehmerspezifischen Nachrichten. Ein Kommunikationssystem kann mehrere Paging-Signale oder -kanäle besitzen. Synchronisationssignale können auch genutzt werden zum Transferieren von Systeminformation, die nützlich ist zum Ermöglichen von Zeitsynchronisation. All diese Signale agieren als geteilte bzw. gemeinsam genutzte Ressourcen auf eine Art und Weise, die ähnlich den Pilotsignalen ist.
  • Nutzerterminals können auf eine Nachricht auf einem Paging-Signal antworten durch Senden eines Zugangs- bzw. Zugriffssignals über die Rückwärtsverbindung. D. h. dem Signalpfad von dem Nutzerterminal zu der Basisstation oder dem Gateway. Zugriffssignale werden auch durch Nutzerterminals genutzt, wenn sie Anrufe veranlassen und werden manchmal bezeichnet als Zugriffsproben bzw. -versuche. Zusätzlich werden typischerweise zusätzliche lange PN-Codes, die nicht orthogonal sind, genutzt zum Erzeugen von Rückwärtsverbindungsverkehrskanälen. Zu der gleichen Zeit kann eine Form von M-stufiger Modulation unter Verwendung eines Satzes von orthogonalen Codes genutzt werden zum Verbessern von Rückwärtsverbindungsdatentransfer.
  • Wie bei jedem Kommunikationssystem, werden Vorwärtsverbindungskommunikationssignale durch das Nutzerterminal empfangen und zur weiteren Verarbeitung in eine Basisbandfrequenz herunterkonvertiert. Sobald sie herunterkonvertiert sind, werden die Signale digital verarbeitet zum Detektieren des speziellen Pilotsignals oder der Signale die empfangen werden und zum Demodulieren assoziierter Paging-Synchronisations- und Verkehrssignale. Für Spreizspektrumssysteme werden die PN-Spreiz-Codes während der Demodulation angewendet um die Signale zu entspreizen und Kanalisierungs-Codes werden mit den Signalen korreliert um Daten zu liefern.
  • Damit die Empfangs-Herunterkonvertierungs- und Demodulationsverarbeitung in derartigen Systemen richtig arbeitet, muss das Nutzerterminal eine gemeinsame Frequenzreferenz mit Basisstationen oder Gateways, die Signale die verarbeitet werden senden, teilen bzw. gemeinsam nutzen. D. h. weil Information in der Phase von Signalträgern befördert wird, muss die Trägerfrequenz genau detektiert werden und die Position von relativen Phasen von mehreren Trägern muss auch bestimmt werden. Ohne ausreichend genaue Frequenzabstimmung bzw. -einstellung kann der Träger nicht richtig entfernt werden, und die digitalen Signale können nicht genau entspreizt und demoduliert werden.
  • PN-Spreiz-Codes und orthognale Kanalisierungs-Codes können nicht genau entfernt werden, ohne angemessenes System-Timing oder entsprechender Signal-Synchronisation. Falls die Codes mit unrichtiger Synchronisation angelegt werden, werden die Signale einfach als Rauschen erscheinen und keine Information wird befördert. Das Bestimmen der Positionen von Satelliten, Nutzerterminals und Code-Timing-Versätzen, genutzt in derartigen Systemen hängt auch von einer genauen Kenntnis von Zeit oder relativer zeitlicher Versetzung ab. Nutzerterminals verlassen sich auf die Genauigkeit von lokalen Oszillatoren zum Beibehalten bzw. Führen einer angemessenen Taktrate, Ereigniszeitsteuerng bzw. -Timing und relativen Zeitwerten mit Bezug auf Basisstations- oder Gateway-Timing und absolute chronologische Historie oder Beziehungen.
  • Um diesen Prozess zu unterstützen können Lokaloszillatorfrequenzquellen in Nutzerterminals hergestellt werden, um mit hoher Präzision betrieben zu werden oder können hochfortschrittliche Timingschaltungen oder Frequenzgeneratoren einbeziehen. Empfänger können hinzugefügt werden zum Detektieren von „universaler Zeit" zum Beibehalten chronologischer Genauigkeit, wie z. B. durch die Nutzung von genannten GPS Systemsignalen. Derartige Elemente sind jedoch aus mehreren Gründen im Allgemeinen unerwünscht. Erstens sind ihre Material- oder Herstellungskosten hinderlich für eine Nutzung in vielen kommerziellen Anwendungen wie z. B. für zellulare Telefone bzw. Mobilte lefone. Zweitens beeinflusst ihre Komplexität eine Nutzerterminalzuverlässigkeit, besonders für typische kommerzielle Umgebungen. Zusätzlich kann der Leistungsverbrauch bei komplexeren oder spezialisierteren Schaltungen erhöht sein, was die Batteriestandzeit für portable Kommunikationseinrichtungen negativ beeinflusst.
  • Die Ausgabefrequenz von Referenzquellen könnte auch geprüft und justiert oder abgestimmt werden unter Verwendung verschiedener Formen von Rückkopplungssteuerung. Kommunikationssysteme, die Satelliten mit nicht-geostationären Umlaufbahnen einsetzen, zeigen jedoch einen hohen Grad an Relativbewegung zwischen Nutzerterminal und Satellit. Dies erzeugt ziemlich wesentliche Doppler-Verschiebung in der sichtbaren Trägerfrequenz von Signalen innerhalb der Kommunikationsverbindungen. Derartige Doppler-Effekte müssen auch berücksichtigt werden, wenn ein Oszillatorfehler oder eine Drift während der Nutzung bestimmt wird, und sie reduzieren die Brauchbarkeit von herkömmlichen Phasenregelschleifen und anderen Rückkopplungssteuerungen bzw. -regelungen. Wiederum ist eine unerwünschte Komplexität erforderlich um Lösungen zu implementieren. Das gleiche ist auch zutreffend für nichtsatellitenbasierte Kommunikationssysteme, die mit mobilen Nutzerterminals oder anderen Arten von sich bewegenden Repeater-Plattformen, die sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegen, kommunizieren.
  • Deshalb muss jedes System, das wünscht Drift oder Ungenauigkeiten der Oszillatorausgangsfrequenzen zu detektieren, auch geeignet sein, Doppler-Effekte auf Signalen, die transferiert werden zu berücksichtigen. Während die Relativbewegung zwischen Gateways und Satelliten wohl definiert ist, ist es die Bewegung zwischen Satelliten und Nutzerterminals leider nicht. Aktuelle Kommunikationssystementwürfe sind ungeeignet gewesen, um den Einfluss von Doppler aufgrund dieser letzteren Bewegung zu berücksichtigen, speziell bei der Präsenz von gleichzeitigen Oszillatorfehlern.
  • WO-A-96 08882 widmet sich diesem Problem dadurch dass das Nutzerterminal seine Position schätzt und zwar unter Verwendung von Information die von einem Satelliten empfangen wird. Von der Positionsschätzung und zusätzlicher von dem Satelliten empfangener Information, bestimmt das Nutzerterminal einen Frequenzfehler und die Dopplerverschiebung für Signale, die zwischen dem Nutzerterminal und dem Satelliten übertragen bzw. gesendet werden. Unter Verwendung eines spannungsgesteuerten Oszillators zum Erzeugen der Referenzfrequenz kann das Nutzerterminal die Frequenz von nachfolgenden Übertragungen vorkorrigieren um die Dopplerverschiebung zwischen dem Nutzerterminal und dem Satelliten zu berücksichtigen, und in einigen Fällen, ferner die Frequenz korrigieren, um Variationen in der Frequenz von dem Oszillator zu bekämpfen, die durch Variationen der Temperatur verursacht werden.
  • Ein alternativer Ansatz wird in EP-A-0 337 269 verfolgt, in dem ein Nutzerterminal ein vorläufiges Signal zu einem festen Signal-Transceiver sendet (d. h. vor der Übertragung von Nutzersignalen). Die Frequenzabweichung von dem empfangenen Signal von der permanent zugewiesenen nominalen Frequenz von dem gesendeten Signal wird bei dem festen Signal-Transceiver bestimmt. Diese Abweichung wird an das Nutzerterminal gesendet und die für nachfolgende Nutzersignalübertragung genutzte Frequenz wird um die mitgeteilte Abweichung, jedoch mit einem umgekehrten Vorzeichen, verschoben.
  • Eine andere Technik, die genutzt wird um beim Kompensieren von Doppler- oder Oszillatorfehlern zu helfen, ist es etwas einzusetzen was als Deskew Puffer bzw. Entzerrungs-Puffer bezeichnet wird, welche temporär einen Teil von den empfangenen Signalen speichert, so dass sie bezüglich der Zeit verschoben werden können. Die Größe und Speicherkapazität von Deskew Puffern definiert Grenzen für den Betrag des Frequenzversatzes oder -fehlers, die sie kompensieren können. Puffergrößen sind durch wohlbekannte Kosten- und Schaltungsauslegungsfaktoren begrenzt. Für große Beträge an Doppler-Verschiebung übersteigt leider die Menge an Signalspeicher, die zum Kompensieren erforderlich ist, die typische Deskew Puffer-Kapazität. Zusätzlich, falls ein Nutzerterminal-Oszillator wesentlich driftet oder während der Kommunikation fortfährt zu driften, was wahrscheinlich ist für Systeme, die günsti ge Oszillatoren nutzen, übersteigen die Frequenzfehler auch die Deskew-Puffer-Kapazität und die Kommunikationsverbindungssychronisation geht verloren.
  • Was deshalb erforderlich ist, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Separieren und Bestimmen von sowohl Oszillatorgenauigkeit oder Frequenzabstimmungsfehler für als auch Doppler-Effekte, die erfahren werden durch Nutzerterminals innerhalb eines Kommunikationssystems. Dies sollte sehr zuverlässig erreicht werden, und zwar ohne unangemessene Komplexität oder Kosten. Es ist besonders wünschenswert Doppler-Effekte zu messen und zu berücksichtigen, die zwischen Nutzerterminals und Satelliten die Kommunikationssignale weiterleiten, auftreten.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Zweck ist es eine Technik vorzusehen zum Separieren von Empfängeroszillatorfehlern und Doppler-Effekten, die für Nutzerterminals innerhalb eines Kommunikationssystems auftreten.
  • Ein anderer Zweck ist es eine Technik vorzusehen zum Bestimmen einer relativen Größe für Fehler in Empfängeroszillatoren in Kommunikationssystemen, in denen Kommunikationssignale hohe Pegel an Doppler-Verschiebung erfahren.
  • Noch ein anderer Zweck ist es eine Technik vorzusehen zum Bestimmen einer relativen Größe für die Doppler-Verschiebung von empfangener Signalfrequenz bei Nutzerterminals in Kommunikationssystemen.
  • Ein Vorteil von Ausführungsbeispielen von der Erfindung ist, dass diese mit einem Minimum an Komplexität implementiert werden können und nicht einmal erfordern, das die Nutzerterminaloszillatorfrequenz eingestellt wird.
  • Diese und andere Zwecke, Vorteile und Ziele werden realisiert in einem Verfahren und einer Vorrichtung für schnelles Detektieren von Frequenzversätzen, wie jenen, die erzeugt werden durch Fehler in Oszillatoren, die durch Nutzerterminals in Kommunikationssystemen genutzt werden oder durch Doppler-Verschiebungen. Exemplarische Kommunikationssysteme beinhalten drahtlose Spreizspektrum-CDMA-Kommunikationssysteme unter Verwendung von Satelliten mit niedrigen Erdumlaufbahnen (low earth orbit) und die Nutzerterminals weisen typischerweise drahtlose Telefone auf. Wie es einem Fachmann jedoch unmittelbar klar wäre, können Ausführungsbeispiele von der vorliegenden Erfindung auch auf eine Vielzahl von Satellitensystemen und Wellenformen oder auf Repeater-Systeme ohne Satelliten, angewendet werden.
  • Somit, gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, ist ein Verfahren vorgesehen zum Bestimmen von Frequenzversätzen von einer gewünschten Kommunikationssignal-Mittenfrequenz bei wenigstens einem von einer Vielzahl von Nutzerterminals in einem Kommunikationssystem, das wenigstens einen festen Signal-Transceiver zum Transferieren von Kommunikationssignalen zu und von Nutzerterminals aufweist und zwar gemäß Anspruch 1.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt, ist eine Vorrichtung vorgesehen zum Bestimmen von Frequenzversätzen von einer gewünschten Kommunikationsmittenfrequenz bei wenigstens einem von einer Vielzahl von Nutzerterminals in einem Kommunikationssystem das wenigstens einen festen Signal-Transceiver zum Transferieren von Kommunikationssignalen zu und von Nutzerterminals besitzt und zwar gemäß Anspruch 16.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wird ein Signal mit einer vorher bestimmen Trägerfrequenz von einem Gateway oder einer Basisstation zu einem Nutzerterminal unter Verwendung von analogen Signalsendern bzw. -übertragern gesendet. Dieses Signal ist typischerweise ein Pilot- oder ein Pagingsignal, obwohl andere Arten oder Signalbestimmungen bzw. -zuweisungen auch genutzt werden können. Vorzugsweise wird das Signal vorkorrigiert für einen ersten Doppler-Faktor für eine bekannte Doppler-Frequenzverschiebung, die zwischen einer Basisstation oder einem Gateway und einem Satelliten, der zum Transferieren des Signals genutzt wird, auftritt. Derartiger Doppler wird im Allgemeinen nicht kompensiert, wenn für den Signaltransfer kein Satellit genutzt wird. Dieser Prozess nutzt ein Vorkorrekturelement aus, das mit dem analogen Sender der Basisstation oder dem Gateway gekoppelt ist, vorzugsweise in dem Basisbandeingangspfad.
  • Ein Nutzerterminalempfänger misst die Menge an Frequenzversatz relativ zu einer erwarteten nominalen Sendeträgerfrequenz für Signale, die an dem Nutzerterminal ankommen. Dieser Versatz wird relativ zu einem Nutzerterminaloszillator bestimmt, und zwar skaliert für das entsprechende Frequenzband. Dieser gemessene Versatz wird behandelt als würde er ausschließlich von einem zweiten Doppler-Faktor oder einer zweiten Dopplerverschiebung herrühren, die zwischen dem Satelliten und dem Nutzerterminal auftritt und stellt einen gewünschten Frequenzvorkorrekturfaktor her, der genutzt werden kann beim Erzeugen von entsprechenden Rückgabe- oder Rückwärtsverbindungskommunikationssignalen. Wenn ein Satellit nicht genutzt wird zum Empfangen von Signalen von den Kommunikationssystemen wird der gemessene Versatz genauso behandelt wie der zweite Doppler-Faktor, jedoch zwischen einer Basisstation und einem Nutzerterminal entstehend.
  • Das Nutzerterminal nutzt einen Sender zum Erzeugen von Rückwärtsverbindungskommunikationssignalen zur Übertragung bzw. Senden an das Gateway oder die Basisstation und zwar über den gleichen Satelliten, wenn genutzt. Rückwärtsverbindungssignale werden typischerweise, jedoch ist es nicht erforderlich, das dem so ist, nominal bei einer anderen Trägerfrequenz erzeugt, beinhalten jedoch jeden Oszillatorfehler und zwar aufgrund der Hochkonvertierung auf das Übertragungsfrequenzband skaliert. Dieses Signal kann entweder seine Frequenz unter Verwendung des gewünschten Vorkorrekturfaktors vorkorrigiert besitzen, oder der Vorkorrekturfaktor kann angehängt werden an oder eingebettet sein in das Signal zur Übertragung als Frequenzversatzinformation. Wenn dieses Rückwärtsverbindungssignal bei dem Gate way empfangen wird, wird der erste Doppler-Faktor, wenn es einen gibt, von den Frequenzmessungen entfernt, wie zum Beispiel durch Einstellen einer Empfängerreferenzfrequenz oder unter Verwendung eines Rotators. Falls das Nutzerterminal Frequenzvorkorrektur für den zweiten Doppler-Faktor (plus Fehler) nicht angewendet hat, nutzt das Gateway die durch das Nutzerterminal vorgesehene Information, um dies zu tun.
  • Eine Messung wird durchgeführt von dem Frequenzversatz oder der Differenz zwischen der Frequenz von dem mit dem ersten Doppler-Faktor korrigierten Nutzerterminalrückwärts-Verbindungssignals und der Rückwärtsverbindungsfrequenz, die durch das Gateway erwartet wird und zwar für jene Nutzerterminalverbindung. Dieser Versatz sieht eine nominale Fehlermessung vor, auf die durch eine Basisstation oder ein Gateway reagiert werden kann, wie z. B. unter Verwendung von einem oder mehreren Steuerprozessoren, um den Wert durch zwei zu Teilen und ihn auf die Nutzer-Terminal-Oszillatorfrequenz zu skalieren, weil er zweimal den Oszillatorfehler für das Nutzerterminal repräsentiert, wobei der Doppler für den Rückwärtsverbindungskommunikationspfad entfernt worden ist.
  • Der detektierte Fehler kann dann an das Nutzerterminal gesendet werden zur weiteren Verwendung beim Einstellen oder Kompensieren der Ausgangsfrequenz von dem Oszillator oder kann genutzt werden durch Basisstationen und Gateways zum Kompensieren von Frequenzfehlern in empfangenen Signalen. D. h. das Nutzerterminal kann den Frequenzfehler von dem Oszillator einstellen oder kompensieren, um sich der Genauigkeit von einem Gateway-Oszillator zu nähern, somit um den Phasenfehler in dem Terminal zu reduzieren. Eine derartige Einstellung kann zu periodischen Intervallen stattfinden, oder je nach Wunsch an die Genauigkeit von dem bestimmten Kommunikationssystem.
  • Die Oszillatorfehlerdaten können auch genutzt werden zum Einstellen von Nutzerterminal-Timing, Zeitnachführung oder relativer Zeit und zwar zusätzlich zur Frequenz. D. h. die lokale Zeit an einem Nutzerterminal wird einge stellt, um Fehler zu berücksichtigen, die durch Oszillatorfrequenzfehler oder -ungenauigkeit verursacht wurden, so dass die zeitabhängigen Parameter genauer bestimmt werden. Zusätzlich können Timing- und interne Taktsignale eingestellt werden, so dass das Timing von PN- und orthogonalen Codes eingestellt wird, und zwar durch Vorstellen bzw. Beschleunigen oder Zurücknehmen bzw. Verzögern der Anwendung von derartigen Codes um eine vorherbestimmte Anzahl von Chips zum Berücksichtigen von Timing-Fehlern, die von Oszillatorfehlern vermittelt werden.
  • Bei einigen Kommunikationssystemen oder Terminals könnte es für ein Nutzerterminal nicht bequem oder kosteneffizient sein, so feine Übertragungsfrequenzeinstellungen durchzuführen, wie es für eine präzise Frequenzkorrektur notwendig wäre. Alternativ stellt das Nutzerterminal die Oszillatorfrequenz nicht ein, speichert jedoch den Fehlerwert in einem Speicherelement oder einer anderen bekannten Speichereinrichtung. Der Fehlerwert wird dann auf einer vorherbestimmten Basis wiedergewonnen bzw. abgerufen und angehängt an oder eingebettet in Kommunikationssignale, um empfangende Gateways über den ungefähren Betrag des Oszillatorfehlers zu einer bestimmten Zeit zu informieren. Der Fehlerwert kann als Teil von einer Zugangsanfrage oder Probenachrichten oder Verkehrssignalen gesendet werden. Der Fehler kann auch als die einzigen Daten in einem bestimmen Signal zu einem Gateway gesendet werden, wie gewünscht.
  • Der Transfer von Fehlerdaten ohne die Oszillatorreferenzfrequenz tatsächlich zu korrigieren, wird hierin bezeichnet als "virtuelle Vorkorrektur". D. h. die empfangenen Signale können durch Basisstationen oder Gateways verarbeitet werden, als ob sie vorkorrigiert wären, solang sie diese Daten besitzen.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden Frequenzversätze, die an dem Nutzerterminal gemessen werden, als ausschließlich vom Oszillatorfehler in dem Nutzerterminal herrührend behandelt, und dies wird genutzt zum Herstellen des gewünschten Frequenzvorkorrekturwertes für Rückwärtsverbindungskommunikationssignale. In dieser Konfiguration liefert die an einer Ba sisstation oder einem Gateway gemessene Frequenz von Rückwärtsverbindungssignalen, wobei bekannter Gateway-Satelliten-Doppler entfernt wird, eine nominale Schätzung von Satelliten-zu-Nutzerterminal oder Basisstation-zu-Nutzerterminal-Doppler. Dieser Wert kann durch zwei geteilt werden, weil er das doppelte der Dopplerverschiebung an dem Nutzerterminal repräsentiert, wobei der Oszillatorfehler für das Nutzerterminal entfernt worden ist. Wie zuvor kann diese Doppler-Schätzung zu dem Nutzerterminal transferiert werden für eine verbesserte Frequenzvorkorrektur oder zur Nutzung in virtueller Vorkorrektur.
  • Das Ergebnis ist ein schneller Mechanismus zum Separieren des Oszillatorfehlers von Doppler-Effekten in einem Nutzerterminal, so dass jeder bestimmt werden kann ohne unangemessen komplexe oder teure Schaltungen zu erfordern. Dies kann erreicht werden ohne dass es erforderlich ist, dass das Nutzerterminal entweder derartige Fehler oder Doppler-Effekte korrigiert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Merkmale, Ziele und Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden klarer werden, wenn man die unten angegebene detaillierte Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechendes bezeichnen, wobei die am weitesten links liegende Stelle(n) von einem Bezugszeichen, die Zeichnung identifizieren, in der das Bezugszeichen zuerst auftaucht und wobei die Figuren Folgendes zeigen:
  • 1 stellt ein typisches Kommunikationssystem dar, in dem Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung genutzt werden.
  • 2. stellt eine exemplarische Transceiver-Vorrichtung zur Nutzung in einem Nutzerterminal dar;
  • 3 stellt eine exemplarische Übertragungs- und Empfangsvorrichtung zur Nutzung in einem Gateway oder einer Basisstation dar;
  • 4 stellt eine exemplarische Frequenznachführvorrichtung zur Nutzung in Empfängern in dem Kommunikationssystem der 1 dar;
  • 5 stellt Schritte dar, die genutzt werden zum Implementieren eines Frequenzfehlerdetektionsprozesses gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 stellt Schritte dar, die genutzt werden zum Implementieren eines Doppler-Verschiebungs-Detektionsprozesses gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sehen ein Verfahren und eine Vorrichtung vor zum Messen von Oszillator-Fehlern oder -Änderungen in der Oszillatorfrequenz in einem Nutzerterminal, in der Präsenz von Doppler oder zum Messen von Doppler in der Präsenz von Oszillatorfehlern. Sie trennen bzw. separieren effektiv Oszillatorfehler von bestimmten Vorwärtsverbindungs-Doppler-Verschiebungen, so dass diese detektiert und kompensiert werden können. Dies wird erreicht durch Messen von Versätzen zwischen der Frequenz von Vorwärtsverbindungssignalen, die durch das Nutzerterminal empfangen werden, vorkorrigiert für Satelliten-Doppler, wenn angemessen, und einer lokalen Referenzfrequenz oder erwarteten Frequenz. Gemessene Versätze werden behandelt als würden sie ausschließlich vom Doppler zwischen einer Basisstation oder einem Satelliten und dem Nutzerterminal herrühren und sie werden genutzt zum Herstellen eines gewünschten Frequenzvorkorrekturwertes oder -Faktors für Rückwärtsverbindungskommunikationssignale. Ein Frequenzversatz wird für derartige Rückwärtsverbindungssignale gemessen, die an einer Basisstation oder einem Gateway von dem Nutzerterminal ankommen, relativ zu einer erwarteten Frequenz, wobei bekannter Gateway-Satelliten-Doppler entfernt wird, wenn angemessen, zum Vorsehen einer nominalen Fehlermessung. Diese Messung wird durch zwei geteilt, und skaliert auf die Nutzerterminal-Oszillator-Frequenz, weil sie das doppelte des Oszillator-Fehlers für das Nutzerterminal repräsentiert, wobei der Doppler für alle Teile von dem Rückwärtsverbindungskommunikationspfad entfernt worden ist.
  • Alternativ werden an dem Nutzerterminal gemessene Versätze behandelt als würden sie ausschließlich von dem Nutzerterminal-Oszillator-Fehler herrühren, und werden genutzt zum Herstellen eines gewünschten Frequenz-Vorkorrektur-Werts. In dieser Situation wird der Frequenzversatz von Rückwärtsverbindungssignalen, die an Basisstationen oder Gateways ankommen, gemessen, wobei bekannter Gateway-Satelliten-Doppler entfernt wird, zum Vorsehen einer nominalen Vorwärtsverbindungs- oder Satelliten-zu-Nutzerterminal-Doppler-Schätzung. Dieser Wert wird dann in zwei geteilt bzw. halbiert, und als die Nutzerterminal-Doppler-Schätzung genutzt.
  • Ausführungsbeispiele von der vorliegenden Erfindung sind speziell geeignet zur Nutzung in Kommunikationssystemen die Satelliten mit niedrigen Erdumlaufbahnen (low earth orbit) einsetzen. Wie es einem Fachmann unmittelbar klar ist, kann das vorliegende Konzept jedoch auch auf Satellitensysteme angewendet werden, die nicht für Kommunikationszwecke verwendet werden. Ausführungsbeispiele sind auch anwendbar auf Satellitensysteme, in denen sich die Satelliten in Nicht-LEO-Umlaufbahnen bewegen, oder auf Repeater-Systeme ohne Satelliten, falls es eine ausreichende relative Bewegung zwischen Gateways oder Basisstationen oder Nutzerterminals gibt, um die Trägerfrequenzen, die empfangen werden, zu beeinflussen.
  • Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist unten im Detail erörtert. Während spezielle Schritte, Konfigurationen und Anordnungen erörtert werden, sollte klar sein, dass dies nur für darstellende Zwecke gemacht wird. Ein Fachmann wird erkennen, dass andere Schritte, Konfigurationen und Anordnungen genutzt werden können. Ausführungsbeispiele könnten eine Nutzung in einer Vielzahl von drahtlosen Informations- und Kommunikationssystemen finden, einschließlich jenen, die gedacht sind zur Positionsbestimmung und Satelliten und terrestrischen zellularen Telefonsystemen. Eine bevorzugte Anwendung ist bei schnurlosen bzw. drahtlosen Spreizspektrumkommunikationssystemen mit CDMA für mobilen oder portablen Telefondienst typischerweise unter Verwendung von Satelliten-Repeatern.
  • Ein exemplarisches drahtloses Kommunikationssystem in welchem Ausführungsbeispiele von der vorliegenden Erfindung nützlich sind, ist in 1 dargestellt. Es wird in Erwägung gezogen, dass dieses Kommunikationssystem CDMA-artige Kommunikationssignale nutzt, jedoch ist dies nicht erforderlich. In einem Teil von einem Kommunikationssystem 100, das in 1 dargestellt ist, sind eine Basisstation 112, zwei Satelliten 116 und 118 und zwei assoziierte Gateways oder Hubs 120 und 122 gezeigt zum Durchführen von Kommunikationen mit zwei fernen Nutzerterminals 124 und 126. Typischerweise sind die Basisstationen und Satelliten/Gateways Komponenten von separaten Kommunikationssystemen, die bezeichnet werden als seien sie terrestrisch basiert und satellitenbasiert obwohl dies nicht notwendig ist. Die gesamte Anzahl von Basisstationen, Gateways und Satelliten in derartigen Systemen hängt ab von der gewünschten Systemkapazität und anderen Faktoren, die auf dem Gebiet der Technik wohl verstanden sind.
  • Die Nutzerterminals 124 und 126 besitzen jeweils oder weisen eine drahtlose Kommunikationseinrichtung auf, wie z. B. aber nicht beschränkt auf, ein zellulares Telefon bzw. Mobiltelefon einen Daten-Transceiver, oder einen Ruf- bzw. Paging- oder Positionsbestimmungsempfänger und können je nach Wunsch in der Hand gehalten werden oder fahrzeugmontiert sein. Hier sind die Nutzerterminals als in der Hand gehaltene Telefone dargestellt. Es ist jedoch auch klar, dass die Ausführungsbeispiele von der Erfindung anwendbar auf feste Einheiten sind, wobei ferner drahtloser Dienst gewünscht wird, einschließlich von "innen gelegenen" als auch "Freiluft"-Orten.
  • Strahlen bzw. Beams von den Satelliten 116 und 118 versorgen bzw. decken im Allgemeinen unterschiedliche geografische Gebiete in vordefinierten Mustern ab. Strahlen bei unterschiedlichen Frequenzen, auch als CDMA Kanäle oder "Teilstrahlen" bzw. "Sub-Beams" bezeichnet, können zum Überlagern der gleichen Region angewiesen werden. Es ist Fachleuten auch unmittelbar klar, dass die Strahlabdeckung oder Versorgungsgebiete für mehrere Satelliten oder Antennenmuster für mehrere Basisstationen ausgelegt sein können, um teilweise oder vollständig sich in einer bestimmten Region zu überlagern und zwar abhängig von der Kommunikationssystemauslegung und der Art des angebotetenen Dienstes und ob Raumdiversität erreicht wird.
  • Ein Vielzahl von Mehr-Satelliten-Kommunikationssystemen ist vorgeschlagen worden, wobei ein exemplarisches System in der Größenordnung von 48 oder mehr Satelliten einsetzt, die sich in acht unterschiedlichen Umlaufebenen in niedrigen Erdumlaufbahnen (low earth orbit, LEO) bewegen zur Versorgung einer großen Anzahl von Nutzerterminals. Fachleute werden jedoch unmittelbar verstehen, wie die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf eine Vielzahl von Satellitensystem- und Gatewaykonfigurationen anwendbar sind, einschließlich anderer orbitaler Distanzen und Konstellationen. Zu der gleichen Zeit sind Ausführungsbeispiele in gleicher Weise anwendbar auf erdbasierte Systeme von verschiedenen Basisstationskonfigurationen.
  • In 1 sind einige mögliche Signalpfade dargestellt für Kommunikationen, die hergestellt werden zwischen den Nutzerterminals 124 und 126 und der Basisstation 112 oder durch die Satelliten 116 und 118 mit den Gateways 120 und 122. Die Basisstationsnutzerterminal-Kommunikationsverbindungen werden durch Linien 130 und 132 dargestellt. Die Satellitennutzerterminalkommunikationsverbindungen zwischen den Satelliten 116 und 118 und den Nutzerterminals 124 und 126 sind durch Linien 140, 142 und 144 dargestellt. Die Gateway-Satellitenkommunikationsverbindungen zwischen den Gateways 120 und 122 und den Satelliten 116 und 118 sind durch Linien 146, 148, 150 und 152 dargestellt. Die Gateways 120 und 122 und die Basisstation 112 können genutzt werden als Teil von Ein- oder Zwei-Weg-Kommunikationssystemen oder einfach zum Transferieren von Nachrichten oder Daten an die Nutzerterminals 124 und 126.
  • Das Kommunikationssystem 100 beinhaltet im Allgemeinen einen oder mehrere systemweite Controller bzw. Steuereinrichtungen oder Vermittlungsnetzwerke 160. Exemplarische Elemente, die in derartigen Controllern genutzt werden, sind Mobiltelefonvermittlungsstellen (mobile telephone switching offices, MTSO), welche Interface und Verarbeitungsschaltungen beinhalten zur Steuerung des Leitens von Telefonanrufen zwischen einem öffentlichen Telefonnetzwerk (public switched telephone network, PSTN) und Gateways. Andere exemplarische Ausrüstung beinhaltet Bodenbetriebssteuerung- und befehlszentralen, welche systemweite Steuerung über Timing, PN und orthogonale Code- und Frequenzzuweisungen, Systemzugriff usw. für Gateways und Satelliten vorsehen. Eine Kommunikationsverbindung 162, die Controller 160 mit verschiedenen Gateways oder Basisstationen koppelt kann hergestellt werden unter Verwendung bekannter Techniken wie beispielsweise aber nicht beschränkt auf, dedizierte Telefonleitungen, optische Glasfaserverbindungen, oder Mikrowellen oder dedizierte Satellitenkommunikationsverbindungen.
  • Ein exemplarischer Transceiver 200 zur Nutzung in einem Nutzerterminal 124, 126 ist in 2 dargestellt. Der Transceiver 200 nutzt wenigstens eine Antenne 210 zum Empfangen von Kommunikationssignalen, die zu einem analogen Empfänger 214 transferiert werden, wo sie herabkonvertiert, verstärkt und digitalisiert werden. Ein Duplexer-Element 212 wird typischerweise genutzt um es der gleichen Antenne zu erlauben, sowohl Sende- als auch Empfangsfunktionen zu dienen. Einige Systeme setzen jedoch separate Antennen zum Betrieb bei unterschiedlichen Sende- und Empfangsfrequenzen ein.
  • Digitale Kommunikationssignale, die durch den analogen Empfänger 214 ausgegeben werden, werden an wenigstens einen digitalen Datenempfänger 216A und wenigstens einen digitalen Sucherempfänger 218 transferiert. Zusätzliche digitale Datenempfänger 216B–216N können genutzt werden, um gewünschte Pegel bzw. Niveaus an Signaldiversität zu erlangen, abhängig von dem akzeptablen Pegel von Einheitskomplexität, wie es einem Fachmann klar werden würde.
  • Wenigstens ein Nutzerterminalsteuerprozessor 220 ist mit Datenempfängern 216A–216N und mit einem Sucherempfänger 218 gekoppelt. Der Steuerprozessor 220 sieht neben anderen Funktionen Folgendes vor: grundlegende Signalverarbeitung, Timing- bzw. Zeitsteuerung, Leistungs- und Handoff- bzw. Übergabesteuerung oder Koordination und Auswahl von Frequenz, die ge nutzt wird für Signalträger. Eine andere grundlegende Steuerfunktion die häufig durch den Steuerprozessor 220 durchgeführt wird, ist die Auswahl oder Manipulation von PN-Code-Sequenzen oder orthogonalen Funktionen, die zur Verarbeitung von Kommunikationssignalwellenformen zu nutzen sind. Die Signalverarbeitung durch den Steuerprozessor 220 kann eine Bestimmung von relativen Signalstärken und eine Berechnung von verschiedenen entsprechenden Signalparametern beinhalten. Derartige Berechnungen von Signalparametern, wie z. B. relatives Timing und Frequenz kann die Nutzung von zusätzlichen oder separaten dedizierten Schaltungen zum Vorsehen erhöhter Effizienz oder Geschwindigkeit bei Messungen oder verbesserter Zuordnung von Steuerverarbeitungsressourcen beinhalten.
  • Ausgaben für die digitalen Datenempfänger 216A–216N sind mit digitalen Basisbandschaltkreisen 222 innerhalb des Nutzerterminals gekoppelt. Die Nutzer digitaler Basisbandschaltkreise 222 weisen Verarbeitungs- und Präsentationselemente auf, die zum Transferieren von Information zu und von einem Nutzerterminalnutzer genutzt werden. D. h. Signal- oder Datenspeicherelemente wie z. B. Transienter oder Langzeitdigitalspeicher; Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen, wie z. B. Anzeigebildschirme, Lautsprecher, Tastenfeldterminals und Handapparate; A/D Elemente, Vocoder und andere Sprach- und Analogsignalverarbeitungselemente; usw., die alle Teile von der Teilnehmerbasisbandschaltung bilden unter Verwendung von in der Technik wohl bekannten Elementen. Falls eine Diversitätssignalverarbeitung eingesetzt wird, kann die Nutzerdigitalbasisbandschaltung 222, einen Diversitätskombinierer und Decodierer aufweisen. Einige dieser Elemente können auch betrieben werden unter der Steuerung von oder in Kommunikation mit dem Steuerprozessor 220.
  • Wenn Sprache oder andere Daten vorbereitet werden als eine Ausgabenachricht oder ein Kommunikationssignal das innerhalb des Nutzerterminals veranlasst wird bzw. entspringt, wird die Nutzerdigitalbasisbandschaltung 222 genutzt zum Empfangen, Speichern, Verarbeiten und anderweitigen Vorbereiten der gewünschten Daten zur Übertragung. Die Nutzerdigitalbasisbandschal tung 222 liefert diese Daten an einen Sendemodulator 226 der unter der Steuerung des Steuerprozessors 220 betrieben wird. Die Ausgabe von dem Sendemodulator 226 wird an einen Leistungs-Controller 228 transferiert, welche Ausgangsleistungssteuerung für einen Sendeleistungsverstärker 230 zur finalen Übertragung von dem ausgegebenen Signal von der Antenne 210 zu einem Gateway vorsieht.
  • Wie unten weiter erörtert, um Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu implementieren, kann das Nutzerterminal 200 auch ein oder mehrere Vorkorrekturelemente oder Vorkorrektoren 232 und 234 einsetzen. Vorzugsweise wird ein Vorkorrekturelement 232 zum Einstellen der Frequenz von dem digitalen Ausgang von dem digitalen Leistungs-Controller 228 bei der Basisbandfrequenz genutzt. Die Basisbandspektralinformation, die die Frequenzeinstellung beinhaltet wird auf die geeignete Mittenfrequenz umgesetzt und zwar während der Hochkonvertierung, die in dem Sendeleistungsverstärker 230 durchgeführt wird. Die Vorkorrektur oder Frequenzeinstellung wird erreicht unter Verwendung auf dem Gebiet bekannten Techniken. Z. B. kann die Vorkorrektur erreicht werden durch eine komplexe Signalrotation, die äquivalent ist zum Multiplizieren des Signals mit einem Faktor von ejωt, wobei ω auf der Basis von bekannten Satellitenephemeriden und der gewünschten bzw. Sollkanalfrequenz berechnet wird. Dies ist sehr nützlich wenn Kommunikationssignale als inphasige (I) und quadraturphasige Kanäle (Q) verarbeitet werden. Eine Direkt-Digital-Synthese-Einrichtung kann genutzt werden zum Erzeugen von einigen der Rotationsprodukte. Alternativ kann ein Koordinatenrotationsdigitalberechnungselement genutzt werden, das binäre Verschiebungen, Additionen und Subtraktionen einsetzt, um eine Folge von diskreten Rotationen durchzuführen, was zu der gewünschten Gesamtrotation führt. Derartige Techniken und entsprechende Hardware sind in der Technik wohl bekannt.
  • Als eine Alternative kann das Vorkorrekturelement 234 in dem Übertragungspfad auf dem Ausgang von dem Sendeleistungsverstärker 230 angeordnet werden und zwar zum Einstellen der Frequenz von dem abgehenden Signal.
  • Dies kann erreicht werden unter Verwendung wohlbekannter Techniken wie z. B. Hoch- oder Herabkonvertierung von der Übertragungswellenform. Ändern der Frequenz auf der Ausgabe von dem analogen Sender kann jedoch schwieriger sein, da es häufig eine Folge von Filtern gibt, die genutzt werden zum Formen der Wellenform und Änderungen an diesem Knoten bzw. dieser Verzweigung können mit dem Filterungsprozess interferieren bzw. diesen stören. In der Alternative kann das Vorkorrekturelement 234 Teil von einem Frequenzauswahl- oder Steuermechanismus für die analoge Hochkonvertierungs- und Modulationsstufe (230) von dem Nutzerterminal bilden, so dass eine entsprechend eingestellte Frequenz genutzt wird zum Konvertieren des digitalen Signals auf eine gewünschte Übertragungsfrequenz und zwar in einem Schritt.
  • Information oder Daten, die einem oder mehreren gemessenen Signalparametern für empfangene Kommunikationssignale oder einem oder mehreren geteilten bzw. gemeinsam genutzten Ressource-Signalen entsprechen, können an das Gateway unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken, die auf dem Gebiet bekannt sind, gesendet werden. Z. B. kann die Information als separates Informationssignal transferiert werden oder kann an andere Nachrichten angehängt werden, die durch die Nutzerdigitalbasisbandschaltung 222 vorbereitet werden. Alternativ kann die Information als vorherbestimmte Steuer-Bits durch den Sendemodulator 226 oder den Sendeleistungs-Controller 228 unter der Steuerung von dem Steuerprozessor 220 eingefügt werden.
  • Die Datenempfänger 216A–N und der Sucherempfänger 218 sind mit Signalkorrelationselementen konfiguriert, zum Demodulieren und Nachführen bzw. Verfolgen spezieller Signale. Der Sucherempfänger 218 wird genutzt zum Suchen nach Pilotsignalen oder anderen starken Signalen mit relativ festen Mustern, wobei die Digitalempfänger 218A–N genutzt werden zum Demodulieren anderer Signale, die mit den detektierten Pilotsignalen assoziiert sind. Deshalb können die Ausgaben von diesen Einheiten überwacht werden zum Bestimmen der Energie oder der Frequenz von dem Pilotsignal oder anderen Signalen. Diese Empfänger setzen Frequenznachführelemente ein, die über wacht werden können zum Vorsehen aktueller Frequenz- und Timinginformation und zwar an den Steuerprozessor 220 für Signale, die demoduliert werden.
  • Der Steuerprozessor 220 nutzt eine derartige Information zum Bestimmen in welchem Umfang die empfangenen Signale von einer erwarteten Empfangsfrequenz oder der Oszillatorfrequenz versetzt sind, wenn sie auf das gleiche Frequenzband skaliert werden, und zwar je nach Bedarf. Diese und andere Information die auf Frequenzfehler und Doppler-Verschiebungen bezogen ist, wie unten erörtert, kann in einem oder mehreren Fehler/Doppler-Speichern oder Speicherelementen 236 gespeichert werden, und zwar je nach Wunsch. Diese Information kann durch den Steuerprozessor 220 genutzt werden zum Einstellen der Oszillator-Betriebsfrequenz oder kann an Gateways oder Basisstationen transferiert werden unter Verwendung verschiedener Kommunikationssignale.
  • Wenigstens ein Zeitreferenzelement 238 wird genutzt zum Erzeugen und Speichern chronologischer Information wie z. B. dem Datum und der Zeit des Tages. Eine Verwendung dieser Information ist beim Bestimmen von Satellitenpositionen innerhalb bekannter Umlaufbahnen zu helfen. Die Zeit kann gespeichert und periodisch aktualisiert werden und ein universales Zeit-(Universal Time, UT)-Signal von einem GPS Empfänger kann als Teil dieses Prozesses in einigen Anwendungen genutzt werden. Die Zeit kann auch dem Nutzerterminal periodisch durch ein Gateway zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich wird die aktuelle Zeit jedesmal gespeichert, wenn ein Nutzerterminal in den inaktiven Modus eintritt, wie z. B. wenn es „ausgeschaltet" wird. Dieser Zeitwert wird zusammen mit der „Einschalt"-Zeit genutzt zum Bestimmen verschiedener zeitabhängiger Signalparameter und Nutzerterminalpositionsänderungen. Im Allgemeinen agiert der Lokal-Oszillator als eine Referenz für eine Taktschaltung, die genutzt wird zum Erzeugen oder Nachführen von Zeit in dem Zeitreferenzelement 238 und Fehler können verursachen, dass die „Zeit" driftet oder ungenau wird.
  • Wie in 2 gezeigt, wird ein Lokal- oder Referenz-Oszillator 240 als eine Referenz für den analogen Empfänger 214 genutzt, um das ankommende Signal zum Basisband bei der gewünschten Frequenz herabzukonvertieren. Er kann auch in mehreren dazwischen liegenden Konvertierungsschritten, je nach Wunsch eingesetzt werden, bis das Signal bei der gewünschten Basisbandfrequenz ist. Wie gezeigt, wird der Oszillator 240 auch als eine Referenz für den analogen Sender 230 genutzt, und zwar zur Hochkonvertierung vom Basisband auf die gewünschte Trägerfrequenz für Rückwärtsverbindungsübertragungen. Deshalb beeinflussen Lokaloszillatorfehler sowohl Eingangs- als auch Ausgangssignalverarbeitung.
  • Der Oszillator 240 wird auch als ein Frequenzstandard oder eine Frequenzreferenz für eine Zeitsteuerungs- bzw. Timing-Schaltung 242 genutzt. Die Timing-Schaltung 242 erzeugt Timing-Signale für andere Stufen oder Verarbeitungselemente innerhalb des Nutzerterminals 200 wie zum Beispiel Zeitnachführschaltungen oder die Korrelatoren in den digitalen Empfängern 216A–N und 218 oder dem Sendemodulator 226, dem Zeitreferenzelement 238 und dem Steuerprozessor 220. Die Frequenz von der Oszillatorausgabe kann eingestellt werden, unter Verwendung bekannter Schaltungen zum Bilden der gewünschten Zeitsteuerungssignale bzw. Timing-Signale, wie es auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt ist. Derartige Timing-Signale werden typischerweise als Uhr- bzw. Taktsignale für viele Schaltungen bezeichnet. Die Timing-Schaltung 242 kann auch konfiguriert werden, zum Erzeugen von Verzögerungen oder zum Zurückschreiten oder zum Vorschreiten bzw. Beschleunigen bei dem relativen Timing von Uhr- bzw. Taktsignalen und zwar unter Prozessorsteuerung. D. h. die Zeitnachführung kann um vorherbestimmte Beträge eingestellt werden. Dies erlaubt auch, dass die Anwendung von Codes vorgeschritten bzw. beschleunigt oder zurückgenommen bzw. gebremst wird von dem „normalen" Timing und zwar typischerweise um eine oder mehrere Chipperioden, so dass PN Codes oder Chips aus denen die Codes bestehen, je nach Wunsch mit unterschiedlichem Timing angewendet werden können.
  • Daher ist es klar, warum die Ausgabe von dem Oszillator 240 eine derartige Schlüsselrolle bei dem Empfang und der Demodulation von Kommunikationssignalen sowie auch bei der Erzeugung von abgehenden Kommunikationssignalen spielt. Fehler in der Frequenzausgabe durch den Oszillator 240 oder Driften dieser Frequenz während der Nutzung, beeinflusst die genutzten Frequenzwerte und das Timing für nahezu alle Eingangs- und Ausgangsstufen von dem Nutzerterminal 200.
  • Eine exemplarische Übertragungs- und Empfangsvorrichtung 300 zur Nutzung in Gateways 120 und 122 oder einer Basisstation ist in 3 dargestellt. Der Teil von dem Gateway 120, 122, der in 3 dargestellt ist, besitzt einen oder mehrere analoge Empfänger 314, die mit einer Antenne 310 zum Empfangen von Kommunikationssignalen verbunden ist oder sind, die dann herabkonvertiert, verstärkt und digitalisiert werden unter Verwendung verschiedener Schemata, die in der Technik wohl bekannt sind. Mehrere Antennen 310 werden in einigen Kommunikationssystemen genutzt. Digitalisierte Signale, die durch den analogen Empfänger 314 ausgegeben werden, werden als Eingaben für wenigstens ein digitales Empfängermodul geliefert, was allgemein durch gestrichelte Linien bei 324 angezeigt ist.
  • Jedes digitale Empfängermodul 324 korrespondiert mit Signalverarbeitungselementen, die genutzt werden zum Verwalten von Kommunikationen zwischen einem Gateway 120, 122 und einem Nutzerterminal 124, 126 obwohl bestimmte Variationen in der Technik bekannt sind. Ein analoger Empfänger 314 kann Eingaben für viele digitale Empfängermodule 324 vorsehen und eine Anzahl von derartigen Modulen wird typischerweise in Gateways 120, 122 genutzt zum Aufnehmen aller der Satellitenstrahlen und möglicherweise von Diversitätsmodussignalen die zu jeder bestimmten Zeit gehandhabt werden. Jedes digitale Empfängermodul 324 besitzt einen oder mehrere digitale Datenempfänger 316 und Sucherempfänger 318. Die Sucherempfänger 318 suchen im Allgemeinen nach geeigneten Diversitätsmodi von anderen Signalen, als den Pilotsignalen. Wo sie in dem Kommunikationssystem implementiert wer den, werden mehrere Digitaldatenempfänger 316A–316N für Diversitätssignalempfang genutzt.
  • Die Ausgaben von den Datenempfängern 316 werden an nachfolgende Basisbandverarbeitungselemente 322 geliefert, die Vorrichtungen aufweisen, die in der Technik wohl bekannt sind, und hier nicht weiter detailliert dargestellt sind. Eine exemplarische Basisbandvorrichtung beinhaltet Diversitätskombinierer und Decodierer zum Kombinieren von Mehrpfadsignalen in einer Ausgabe für jeden Nutzer. Die exemplarische Basisbandvorrichtung beinhaltet auch Interface-Schaltungen zum Vorsehen von Ausgangsdaten, typischerweise für einen digitalen Switch- bzw. Umschalter oder ein Netzwerk. Eine Vielzahl von anderen bekannten Elementen wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Vocoder bzw. Sprach-Codierer, Datenmodems und digitale Datenumschalt- und Speicherkomponenten können einen Teil der Basisbandverarbeitungselemente 322 bilden. Diese Elemente werden auch betrieben zum Steuern oder Anweisen des Transfers von Datensignalen an ein oder mehrere Sendemodule 334.
  • Signale, die an Nutzerterminals zu senden sind, werden jeweils mit einem oder mehreren geeigneten Sendemodulen 334 gekoppelt. Ein typisches Gateway nutzt eine Anzahl von derartigen Sendemodulen 334 zum gleichzeitigen Vorsehen von Dienst an viele Nutzerterminals 124, 126 und gleichzeitig für mehrere Satelliten und Strahlen bzw. Beams. Die Anzahl von Übertragungsmodulen 334 die durch die Gateways 120, 122 genutzt werden, wird durch Faktoren bestimmt, die in der Technik wohl bekannt sind, einschließlich von Systemkomplexität, Anzahl der Satelliten im Sichtbereich, Nutzerkapazität, Grad der gewählten Diversität und ähnliches.
  • Jedes Sendemodul 334 beinhaltet einen Sendemodulator 326 welcher die Daten zur Übertragung Spreizspektrum moduliert, und welcher eine Ausgabe besitzt, die mit einem digitalen Sendeleistungs-Controller 328 gekoppelt ist, welcher die Sendeleistung steuert, die für das abgehende digitale Signal genutzt wird. Der digitale Sendeleistungs-Controller 328 legt einen minimalen Leistungspegel an, und zwar für Zwecke der Interferenz-Reduktion und Ressourcenzuweisung, legt aber entsprechende Leistungspegel an, wenn diese notwendig sind zum Kompensieren von Dämpfung in dem Übertragungspfad und anderen Pfadtransfercharakteristika. Wenigstens ein PN-Generator 332 wird durch den Sendemodulator 326 beim Spreizen der Signale genutzt. Diese Codeerzeugung kann auch einen funktionalen Teil von einem oder mehreren Steuerprozessoren oder Speicherelementen bilden, die in den Gateways 122, 124 oder der Basisstation 112 genutzt werden und sie kann zeitlich gemeinsam genutzt bzw. geteilt werden.
  • Die Ausgabe von dem Sendeleistungs-Controller 328 wird zu einem Summierer 336 transferiert, wo sie mit den Ausgaben von anderen Sendeleistungssteuerschaltungen summiert wird. Jene Ausgaben sind Signale zur Übertragung an andere Nutzerterminals 124, 126 und zwar auf der gleichen Frequenz und innerhalb des gleichen Strahls, wie die Ausgabe von dem Sendeleistungs-Controller 328. Die Ausgabe des Summierers 336 wird an einen analogen Sender 338 geliefert und zwar für Analog-zu-Digital-Konvertierung, Konvertierung auf die entsprechende HF-Trägerfrequenz, weiterer Verstärkung, Filterung und Ausgabe an eine oder mehrere Antennen 340 zum Abstrahlen an die Nutzerterminals 124, 126. Die Antennen 310 und 340 können die gleichen Antennen sein und zwar abhängig von der Komplexität und Konfiguration von dem Kommunikationssystem. Wenigstens ein Gateway-Steuerprozessor 320 ist mit den Empfängermodulen 324, den Sendemodulen 334 und der Basisbandschaltung 322 gekoppelt. Diese Einheiten können physikalisch voneinander separiert sein. Der Steuerprozessor 320 liefert Befehls- und Steuersignale zum Bewirken von Funktionen, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Signalverarbeitung, Timing-Signalerzeugung, Leistungssteuerung, Handoff-Steuerung, Diversitätskombinierung und Systemkopplung bzw. Systeminterface. Zusätzlich weißt der Steuerprozessor 320 PN-Spreiz-Codes, orthogonale Code-Sequenzen und spezielle Sender und Empfänger oder Module zur Nutzung in Nutzerkommunikationen zu.
  • Der Steuerprozessor 320 steuert auch die Erzeugung und Leistung von Pilot-Synchronisations- und Ruf- bzw. Paging-Kanalsignalen und ihre Kopplung mit dem Sendeleistungs-Controller 328. Das Pilotsignal oder der -kanal ist einfach ein Signal das durch Daten nicht moduliert ist, und das ein sich wiederholendes nicht änderndes Muster oder nicht variierende Rahmenstrukturtyp nutzt und zwar als Eingabe zum Sendemodulator 326. D. h. die orthogonale Funktion, der Walsh-Code, die genutzt werden zum Bilden des Kanals für das Pilotsignal besitzen im Allgemeinen einen konstanten Wert wie z. B. nur Eisen oder Nullen, oder ein wohlbekanntes sich wiederholendes Muster, wie z. B. ein strukturiertes Muster von eingestreuten bzw. vermischten Einsen und Nullen. Dies führt effektiv zum Senden von nur den PN-Spreiz-Codes, die von dem PN-Generator 332 angelegt werden.
  • Während der Steuerprozessor 320 direkt mit den Elementen eines Moduls gekoppelt werden kann, wie beispielsweise dem Sendemodul 334 oder dem Empfangsmodul 324, weißt jedes Modul im Allgemeinen einen modulspezifischen Prozessor auf, wie beispielsweise den Sendeprozessor 330 oder den Empfangsprozessor 321, welche die Elemente von jenem Modul steuert. Somit ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Steuerprozessor 320 mit dem Sendeprozessor 330 und dem Empfangsprozessor 321 gekoppelt, wie in 3 gezeigt ist. Auf diese Art und Weise kann ein einzelner Steuerprozessor 320 den Betrieb von einer großen Anzahl von Modulen und Ressourcen effizienter steuern. Der Sendeprozessor 330 steuert die Erzeugung von und die Signalleistung für Pilot-, Synchronisations-, Paging-Signale und Verkehrskanalsignale und ihre entsprechende Kopplung zum Leistungs-Controller 328. Der Empfangsprozessor 321 steuert das Suchen, PN-Spreiz-Codes zur Demodulation und Überwachen der empfangenen Leistung.
  • Für bestimmten Betrieb, wie z. B. gemeinsam genutzte Ressourcenleistungssteuerung, empfangen die Gateways 120 und 122 Information wie beispielsweise empfangene Signalstärke, Frequenzmessungen oder andere empfangene Signalparameter von Nutzerterminals in Kommunikationssignalen. Diese Information kann von den demodulierten Ausgaben von den Datenempfängern 316 durch die Empfangsprozessoren 321 abgeleitet werden. Alternativ kann diese Information detektiert werden als bei vorher bestimmten Stellen in den Signalen auftretend, wobei die Signale durch den Steuerprozessor 320 oder die Empfangsprozessoren 321 überwacht werden und an den Steuerprozessor 320 transferiert werden. Der Steuerprozessor 320 nutzt diese Information (wie unten beschrieben) zum Steuern des Timings und der Frequenz von Signalen die gesendet und verarbeitet werden, unter Verwendung der Sendeleistungs-Controller 328 und des Analogsenders 338.
  • Um Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu implementieren werden ein oder mehrere Vorkorrektoren oder Frequenzvorkorrekturelemente 342 und 344 genutzt. Vorzugsweise wird ein Vorkorrekturelement 342 genutzt zum Einstellen der Frequenz der digitalen Ausgabe von dem digitalen Leistungs-Controller 328 bei der Basisbandfrequenz. Wie in dem Nutzerterminal wird Basisbandspektral-Information einschließlich der Frequenzeinstellung auf die entsprechende Mittenfrequenz umgesetzt und zwar während der in dem Analog-Sender 338 durchgeführten Hochkonvertierung. Die Frequenzvorkorrektur wird erreicht unter Verwendung von auf dem Gebiet bekannter Techniken, wie z. B. die oben erörterte komplexe Signalrotation, bei der der Winkel der Rotation auf der Basis von bekannten Satellitenephemeriden und der gewünschten Kanalfrequenz bzw. Sollkanalfrequenz berechnet wird. Wie in dem Nutzerterminal sind andere Signalrotationstechniken und entsprechende Hardware in der Technik wohl bekannt.
  • In 3 ist der Vorkorrektor 342 in dem Übertragungspfad vor dem Summierer 336 angeordnet, gezeigt. Je nach Wunsch erlaubt dies eine individuelle Steuerung über jedes Benutzerterminalsignal. Ein einzelnes Frequenvorkorrekturelement kann jedoch genutzt werden, wenn die Vorkorrektur nach dem Summierer 336 durchgeführt wird, weil die Nutzerterminals den gleichen Übertragungspfad von dem Gateway zu dem Satelliten gemeinsam nutzen.
  • Als eine Alternative kann ein Vorkorrektor 344 in dem Übertragungspfad aus dem Ausgang von dem analogen Sender 338 angeordnet sein, und zwar zum Einstellen der Frequenz von dem abgehenden Signal unter Verwendung wohlbekannter Techniken. Das Ändern der Frequenz auf dem Ausgang von dem analogen Sender kann jedoch schwieriger sein und kann mit den Signalfilterungsprozessen interferieren. Alternativ kann die Ausgangsfrequenz des analogen Senders 338 direkt eingestellt werden durch den Steuerprozessor 320 zum Vorsehen einer verschobenen Ausgangsfrequenz und zwar versetzt von der normalen Mittenfrequenz.
  • Der Umfang an Frequenzkorrektur denen das abgehende Nutzerterminalsignal, die Vorwärtsverbindung auferlegt wird, basiert auf den bekannten Doppler zwischen dem Gateway und jedem Satelliten über den die Kommunikation hergestellt wird. Der Umfang an Verschiebung der notwendig ist zum Berücksichtigen des Satelliten-Dopplers kann durch den Steuerprozessor 320 unter Verwendung bekannter Satellitenumlaufpositionsdaten berechnet werden. Diese Daten können gespeichert werden in und abgerufen werden von einem oder mehreren Speicherelementen 346, wie z. B. Nachschlagtabellen oder Speicherelementen. Diese Daten können auch von anderen Datenquellen geliefert werden, je nach Wunsch. Eine Vielzahl von wohlbekannten Einrichtungen wie z. B. RAM und ROM Schaltungen oder magnetische Speichereinrichtungen können genutzt werden zum Konstruieren von Speicherelementen 346. Diese Information wird genutzt zum Herstellen der Doppler-Einstellung bzw. des Doppler-Abgleichs für jeden Satelliten der durch das Gateway zu jeder bestimmten Zeit genutzt wird.
  • Wie in 3 gezeigt, sieht eine Zeit- und Frequenzeinheit (time and frequency unit, TFU) 348 Referenzfrequenzsignale für den analogen Empfänger 314 vor. Ein universales Zeit-(Universal Time, UT)-Signal von einem GPS Empfänger kann als Teil dieses Prozesses in einigen Anwendungen genutzt werden. Je nach Wunsch kann es auch in mehreren dazwischenliegenden Konvertierungsschritten eingesetzt werden. Wie gezeigt, dient die TFU 348 auch als eine Referenz für den analogen Sender 338. Die TFU 348 liefert auch Timing-Signale zu anderen Stufen oder Verarbeitungselementen innerhalb des Gateways oder der Basisstation 300 wie z. B. die Korrelatoren in den digitalen Empfängern 316A–N und 318 oder dem Sendemodulator 326 und dem Steuerprozessor 320. Die TFU 348 ist auch konfiguriert zum Verzögern oder Beschleunigen des relativen Timings von (Takt-)-Signalen unter Prozessorsteuerung um vorherbestimmte Beträge, je nach Wunsch.
  • Während des Betriebs des Kommunikationssystems 100 wird ein Kommunikationssignal s(t) durch ein Gateway (120, 122) zu einem Nutzerterminal (124, 126) gesendet unter Verwendung einer Gateway-generierten Trägerfrequenz von fF erfährt Zeitverzögerungen, eine Frequenzverschiebung aufgrund von Doppler und andere Effekte. Erstens, während des Übergehens von einem Gateway zu den Satelliten (116, 118) und zweitens, wenn es von Satelliten-zu-Nutzerterminals übergeht bzw. wechselt. Sobald das Signal empfangen wird, gibt es eine weitere Verzögerung beim Senden eines Rückkehr- bzw. Rückgabesignals und Doppler bei dem Übergang von dem Nutzerterminal (124, 126) zu dem Satelliten (116, 118) und wiederum von dem Satelliten zu dem Gateway.
  • Falls die meisten Variationen aufgrund atmosphärischen Effekten oder Satellitentransponder- und Sendercharakteristika behandelt werden als hätten sie einen vernachlässigbaren Einfluss wäre die Frequenz von einem Signal das an einem Empfänger ankommt wesentlich (offensichtlicherweise) von der anfänglichen absoluten oder Referenzfrequenz fF durch Doppler-Effekte verschoben. Deshalb besitzen Kommunikationssignale, die durch einen Satelliten von einem Gateway auf einer Vorwärtsverbindung empfangen werden, eine neue oder verschobene Trägerfrequenz fSatF und zwar gemäß der Beziehung
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    wobei νgs die relative Gateway-Satellitengeschwindigkeit oder die Änderung der Separationsdistanz oder Entfernung über die Zeit (bezeichnet als Entfernungsrate) und c die Lichtgeschwindigkeit ist, die die ungefähre Geschwindigkeit von dem Signal durch das Transfermedium (Luft) ist.
  • Wenn Kommunikationssignale, die diese Doppler-Verschiebung erfahren, durch einen Satelliten, mit der gleichen Frequenz (fSatF) erneut gesendet werden und nachfolgend durch ein Nutzerterminal empfangen werden, werden sie mit noch einer anderen neuen Trägerfrequenz fUrec empfangen und zwar gemäß der folgenden Beziehung: fUrec = fSatF(1 – νsu/c) = fF(1 – νgs/c)(1 – νsu/c), (2)wobei νsu die relative Satellitennutzerterminalgeschwindigkeit oder Entfernungsrate ist. Die Trägerfrequenz fUrec die durch das Nutzerterminal empfangen wird, ist die gesendete Trägerfrequenz fSatF um einen Doppler verschoben, dessen Größe an diesem Punkt unbekannt ist.
  • Falls der Nutzerterminalempfänger eingestellt bzw. abgestimmt wird zum Empfangen bei dieser neuen Frequenz (fUrec) und zum Zurückgeben oder Senden von Signalen mit der gleichen Frequenz, dann werden Rückwärtsverbindungssignale, die an dem Gateway von dem Nutzerterminal ankommen eine neue Trägerfrequenz fGrec besitzen und zwar gemäß der Beziehung: fGrec = fUrec(1 – νsg/c)(1 – νus/c), (3)wobei νus die relative Nutzerterminalsatellitengeschwindigkeit oder Entfernungsrate ist, die gleich ist νsu und νsg die relative Satelliten-Gateway-Geschwindigkeit ist, die gleich zu νgs ist.
  • Die obigen Beziehungen nehmen an, dass eine einzelne nominale Frequenz genutzt wird. Satellitenkommunikationssysteme sind jedoch typischerweise konfiguriert zum Nutzen unterschiedlicher nominaler Frequenzen oder Frequenzbänder für verschiedene Anteile von den Vorwärts- und Rückwärtskommunikationsverbindungen und zwar aus wohlbekannten Gründen. Bei spielsweise können sie genutzt werden zum Minimieren von Interferenz bzw. Störungen oder zum Verbessern bestimmter Verstärkungssteuerung und Verstärkungsfunktionen in Satelliten. D. h. unterschiedliche Mitten- oder Nominalfrequenzen werden für jede von dem Gateway-zu-Satelliten-, Satelliten-zu-Nutzerterminals-, Nutzerterminal-zu-Satelliten- und Satelliten-zu-Gateway-Verbindungen entsprechend genutzt. Beispielsweise kann ein Gateway Signale bei fF1 senden, während eine Vorwärtsverbindungs-Satelliten-zu-Nutzer-Terminalsignalübertragung bei einer Nominalfrequenz von fF2 auftritt, Rückwärtsverbindungssignale, die durch das Nutzerterminal gesendet werden können eine Nominalfrequenz von fR1 und die Rückwärtsverbindungssatellitensignale eine Nominalfrequenz von fR2 besitzen. In dieser Situation werden die empfangenen Signalfrequenzen für diese Verbindungen fsatF, fUrec, fSatR und fGrec entsprechend nach der Doppler-Verschiebung wie folgt: fSatF = fF1(1 – νgs/c) (4) fUrec = fF2(1 – νsu/c) (5) fSatR = fR1(1 – νus/c) (6) fGrec = fR2(1 – νsg/c) (7)
  • Für Zwecke der deutlicheren Darstellung wird die folgende Erörterung jedoch im Allgemeinen, außer für einige Verallgemeinerungen, auf die Verwendung von zwei Frequenzen beschränkt, eine jeweils für die gesamte Gateway-zu-Nutzerterminal-Vorwärts- und dann die andere für Rückwärtsverbindungen, was zu Verbindungssignalbeziehungen wie folgt führt: fUrec = fF(1 – νgs/c)(1 – νsu/c) (8) fGrec = fR(1 – νus/c)(1 – νsg/c) (9) wobei fF = fF1 = fF2 und fR = fR1 = fR2 ist. Fachleute werden unmittelbar verstehen wie Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Mehrfrequenzumgebungen anzuwenden sind.
  • In einem satellitenbasierten Kommunikationssystem ist die Position und relative Bewegung von Satelliten innerhalb ihrer Umlaufbahnen jederzeit mit einer großen Sicherheit bekannt (bekannte Ephemeriden). Aufgrund des Umfangs mit dem die Satellitenpositionen jederzeit variieren könnten, sind Techniken auf diesem Gebiet bekannt um derartige Variationen oder neue Positionen und Bahnen genau zu bestimmen. Zum Beispiel können Signale von einem Gateway zu einem Satelliten und zurück transferiert werden, und zwar zum Bestimmen von Änderungen der Geschwindigkeit oder Distanz, die mit vorgespeicherten Daten verglichen werden. Deshalb können, unter Verwendung bekannter Techniken wie beispielsweise Nachschlagtabellen, Speicherelementen, Interpolation und verschiedenen Berechnungstechniken, aber nicht darauf beschränkt, die Position und Bewegung von jedem Satelliten in einem Kommunikationssystem genutzt, relativ zu jedem Gateway bekannt sein. Diese Information kann an jedem Gateway gespeichert oder berechnet werden oder kann periodisch von zentralisierten Steuerzentralen vorgesehen werden.
  • In jedem Fall sind, unter Verwendung der bekannten Satellitenposition und Bewegungsinformation der Doppler-Faktor für die Gateway-zu-Satelliten-(1 – νgs/c) und Satelliten-zu-Gateway (1 – νsg/c) Pfade oder Teile von jeder Kommunikationsverbindung bestimmbare oder bekannte Größen. Diese Dopplerwerte können erzeugt oder bestimmt werden, mittels eines Gateways für nahezu jede Satelliten- und Gatewaykommunikationsverbindungskombination.
  • Deshalb können, durch Bezeichnen des Satelliten-zu-Gateway-Pfad-Doppler-Ausdrucks als D1, und des Satelliten-zu-Nutzer-Terminal-Pfad-Doppler-Ausdrucks als D2 die obigen Beziehungen für fGrec und fUrec wie folgt umformuliert werden: fUrec = fF D1D2 (10) fGrec = fF D1 2D2 2 (11)für einen einzelnen nominalen Frequenzmodus (f = fR = fF), und fGrec = fR D2D1' (12)für einen Dualnominalfrequenzmodus (separate Rückwärtsverbindungsfrequenz, fR ≠ fF) wobei D2 die einzige Größe ist, die dem Gateway (oder dem Nutzerterminal) nicht bekannt ist, wenn Signale transferiert werden.
  • Da die Satellitenephemeriden oder Umlaufbahnpositionen dem Gateway bekannt sind, kann das Gateway den Doppler vorkorrigieren. D. h. das Gateway stellt die Frequenz von Signalen für den Gateway-zu-Satelliten-Doppler (D1) von dem bestimmten Satelliten der genutzt wird, ein, und zwar bevor sie gesendet werden. Dies kann beispielsweise durchgeführt werden unter Verwendung der in Bezug auf 3 oben erörterten Vorkorrekturelemente. In dieser Situation werden die empfangenen Frequenzen fGrec und fUrec wie folgt: fUrec = fFD2 (13) fGrec = fRD2D1 (14)wobei die letztere Frequenz beim Empfang durch das Gateway eingestellt wird, zum Entfernen oder Kompensieren des bekannten Dopplers (D1). Alternativ könnte die Vorwärtsverbindungsübertragung für den bekannten Doppler (D1) für die Rückwärtsverbindung vorkorrigiert werden, so wie auch während der initialen Übertragung in einigen Systemen.
  • Wie oben erörtert, kann jedoch der Referenzoszillator in dem Nutzerterminal bei den erwarteten Empfangs- oder Übertragungsfrequenzen fF oder fR nicht genau betrieben werden. Stattdessen, aufgrund der Ungenauigkeit oder Oszillator-Drift, wird die Ausgabe von dem Oszillator um einen Fehler χ verschoben, welcher typischerweise ausgedrückt ist als ein Bruchteil von der gewünschten Frequenz in Teilen pro Million (parts per million, ppm). Dieser Fehlerfaktor führt zu einem Frequenzversatz fOffF oder fOffR von entsprechend entweder fF oder fR. D. h. der Oszillator wird nicht mit einer entsprechenden Frequenz betrieben zum Vorsehen der erwarteten oder gewünschten fF und fR Frequenzen, entweder direkt oder wenn er auf jene Frequenzen über einen gewünschten Konvertierungsprozess skaliert wird. Die normalisierten Vorwärts- und Rückwärtsverbindungssignalfrequenzversätze (Frequenz-skaliert) sind bezogen auf den Fehler χ gemäß: χ = fOffF/fF = fOffR/fR für den Zwei-Frequenz-Modus, und χ = fOffF1/fF1 = fOffF2/fF2 = fOffR1/fR1 = fOffR2/fR2 für den Vier-Frequenz-Modus.
  • Wenn ein Kommunikationssignal durch das Nutzerterminal empfangen wird, ist deshalb die „gemessene" Trägerfrequenz fMUrec bezogen auf die gesendete Frequenz fF gemäß der Beziehung: fMUrec(1 + fOffF/fF) = fFD1D2 fMUrec = fFD1D2/(1 + fOffF/fF) (15)oder fMUrec = fFD1D2/(1 + χ) (16)
  • Falls das Gateway Signale vorkorrigiert für den Gateway-zu-Satelliten-Doppler-Effekt (D1) für den bestimmten Satelliten der genutzt wird, wird dies zu fMUrec = fFD2/(1 + χ) (17)
  • Das Nutzerterminal sendet dann das Rückwärtsverbindungssignal mit einer Frequenz von fR aber unter Verwendung von Vorkorrektur zum Berücksichtigen des Satelliten-zu-Nutzerterminal-Doppler-Effekts (D2). Dieser Vorkorrekturfaktor wird jedoch den Oszillatorfehler oder Frequenzversatzfaktor (1 + χ) und der Frequenzfehler χ oder der Versatz fOffR/fR wird auch die Erzeugung dieses Signals direkt beeinflussen, was zu einem Signal fSatR führt, das an den Satelliten ankommt mit einer Frequenz wie folgt: fSatR = fR(1 + fOffR/fR)D2/(D2/(1 + fOffF/fF)) (18) oder fSatR = fR(1 + χ)D2/(D2/(1 + χ)) = fR(1 + χ)2 (19)und, wenn das Signal bei dem Gateway empfangen wird: fGrec = fR(1 + χ)2D1 (20)gibt es keinen Frequenzfehler, der per Definition durch die Oszillatoren durch das Gateway oder die Basisstation weitergegeben wird. Dieses Signal wird wiederum durch das Gateway-Doppler kompensiert und zwar durch das Anlegen einer negativen Doppler-Verschiebung, um den Doppler-Verschiebungswert D1 zu entfernen.
  • Die obige Analyse des Oszillator-Fehlers würde scheinbar einen anderen Grad an Unsicherheit oder eine andere Variable einbeziehen, die innerhalb des Systems zu lösen ist. Die Erfinder haben jedoch aufgedeckt, dass es eine weniger komplexe Lösung gibt, als bislang auf dem Gebiet der Technik verstanden wurde, und zwar zum Erlangen des Frequenzversatzes und somit zum Korrigieren des Nutzerterminal-Oszillator-Fehlers. Deshalb, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, werden die Frequenzinformation und der Doppler, die mit der round trip- bzw. Hin-und-Zurück-Kommunikationssignalen assoziiert sind, auf eine eindeutige Art und Weise verarbeitet um den Oszillatorfehler zu erlangen welcher dann kompensiert wird.
  • Erstens ist zu beachten, dass die obige Beziehung für fGrec auch wie folgt ausgedrückt werden kann: fGrec = fRD1(1 + 2χ + (χ)2) (21)
  • Für Kommunikationssignale oder Systeme, die interessant sind, nähert sich der dritte Ausdruck mit den Exponenten, der Null. Dies ist ein Ergebnis, davon, dass der Frequenz-Fehlerausdruck sehr klein ist, im Allgemeinen in der Größenordung von einem bis zu zehn Teilen pro Million (10–6 – 10–5), so dass sein Quadrat einen im Wesentlichen unmessbaren Beitrag (10–12 – 10–10) liefert. Die Trägerfrequenzen (fF, fR) sind sehr groß, im Allgemeinen in der Größenordnung von mehreren GHz (109). Unter Verwendung der exemplarischen nominaler Trägerfrequenzen von 1,618 GHz und 2,492 GHz zur Übertragung und zum Empfang erzeugt ein typischer Fehler von 10 ppm (10–5) Frequenzversätze von 16,18 kHz bzw. von 24,92 kHz, wobei der letztere Ausdruck oben einen Einfluss in der Größenordnung von 0,16 Hz bzw. 0,24 Hz erzeugt.
  • Für Signale in typischen Kommunikationssystemen kann die obige Beziehung für fGrec deshalb auf die folgende Form reduziert werden: fGrec = fRD1(1 + 2χ) (22)die in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung als die Basis zum Bestimmen des Frequenzfehlers genutzt wird.
  • Um den Frequenzfehler in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zu bestimmen und zu entfernen, wird bei jedem Nutzerterminal angenommen, das jeder Frequenzversatz von der nominalen Trägerfrequenz für, von einem Gateway empfangene, Signale das Ergebnis vom Doppler D2 ist. D. h. jeder Versatz von fMUrec von der erwarteten Frequenz fF, basierend auf ihrem Oszillator (genutzt als eine Referenz für fF) wird behandelt als sei er D2. Beim Senden von Signalen zurück an das gleiche Gateway über den gleichen Satelliten kompensiert das Nutzerterminal deshalb diesen wahrgenommenen Doppler D2 durch Einstellen seiner Übertragungsfrequenz. Dies wird beispielsweise durchgeführt, durch Nutzen der Vorkorrekturelemente die oben erörtert worden sind, zum Anlegen eines negativen Dopplerfaktors, der die gleiche Größe wie das Quadrat von D2 besitzt.
  • Wenn das Signal bei dem Satelliten ankommt, ist der D2 2 Faktor der andernfalls vorhanden gewesen wäre, fehlend oder entfernt (kompensiert worden), was zu einer empfangenen Signalfrequenz fSatR für die Rückwärtsverbindung bei dem Satelliten gemäß der vorliegenden Gleichung führt: fSatR = fR(1 + 2χ) (23)und bei dem Gateway wie folgt ist: fGrec = fRD1(1 + 2χ) (24)
  • Wie oben festgestellt, kennt das Gateway den Wert für D1 und sobald die Frequenz von einem empfangenen Signal bestimmt ist, kann es bekannte Doppler-Effekte kompensieren und den D1 Faktor, der vorhanden ist, entfernen. Wiederum unter Verwendung der oben erörterten Vorkorrekturelemente zum Anlegen eines negativen Doppler-Faktors, der die gleiche Größe wie D1 besitzt. Die Frequenz von dem Round Trip Signal bzw. zurückkehrenden Signal das an dem Gateway empfangen wird, wird deshalb nach dem Berücksichtigen dieser Doppler-Kompensation wie folgt: fGrec = fR(1 + 2χ) (25) oder fGrec = fR(1 + 2fOffR/fR) = fR + 2fOffR (26)
  • Da das Gateway sowohl diese empfangene Trägersignalfrequenz fGrec (gemessen) als auch die erwartete Übertragungsfrequenz fR (in dem System zugewiesen) kennt, kann der Oszillator-Fehler oder der Versatz für diese Verbindung, der durch den Fehler erzeugt wird, in dem Nutzerterminal gemäß den folgenden Beziehungen berechnet werden: (fGrec – fR)/2fR = χ (27) und (fR – fGrec)/2 = fOffR (28)wobei fOffR/fR = χ ist.
  • Das durch das Nutzerterminal an das Gateway zurückgegebene Signal beinhaltet einfach das Doppelte des Frequenzversatzes der durch den Oszillator- Fehler erzeugt wird, oder das Doppelte des Fehlers. Der Fehler wird faktorisiert, wenn das Signal von dem Gateway an dem Nutzerterminal empfangen wird, und er wird nachgeführt oder seine Frequenz wird gemessen, und wiederum wenn das Rückkehrsignal zur Übertragung an das Gateway oder an eine Basisstation erzeugt wird. Die gemessene Differenz zwischen den empfangenen und erwarteten Frequenzen wird halbiert zum Vorsehen des Fehlerversatzes (hier fOffR) und skaliert auf die Nutzerterminal-Oszillator-Frequenz (fOffR/fR) zum Vorsehen des Fehlers χ.
  • An diesem Punkt hat ein Gateway oder eine Basisstation eine Bestimmung des Oszillatorfehlers durchgeführt und zwar für jedes bestimmte Nutzerterminal (124, 126) mit welchem es oder sie kommuniziert und für welches die Oszillator-Fehlerinformation gewünscht wird. Der Nutzerterminal-Oszillator-Fehler oder die Versatzinformation kann zurück an jedes entsprechend Nutzerterminal übertragen werden um zu ermöglichen, dass jedes Terminal die Oszillatorfrequenz korrigiert.
  • Ein Ausführungsbeispiel zum Durchführen von Frequenzmessungen ist in 4 dargestellt, wobei 4 einen Überblick über eine Frequenznachführschleife 400 zur Nutzung in einem Nutzerterminal oder einem Gateway-Empfänger bietet. In 4 werden Kommunikationssignale von dem analogen Empfänger in einen Rotator 402 eingegeben, welcher mit einer vorgewählten Frequenz oder Phasenrotationsgröße betrieben wird zum Transferieren von Tastungen bzw. Abstastwerten an nachfolgende Stufen. Rotierte Tastungen werden an ein oder mehrere Kombinationselemente 404, typischerweise Mulitplizierer, transferiert, und zwar zum Kombinieren mit entsprechenden System-PN-Spreiz- bzw. Orthogonal-Codes, wenn diese verwendet werden. Diese Codes werden durch wenigstens einen Code-Generator oder eine Quelle 406 geliefert. Für die Frequenznachführung bzw. -verfolgung ist der orthogonale Code im Allgemeinen einer der genutzt wird zum Erzeugen eines Pilot- oder Paging-Signals. Alternativ können PN-Spreizen und orthogonale Codes zusammen kombiniert werden und dann mit den Tastungen in einem einzelnen Schritt kombiniert werden. Wenn Verkehrskanäle genutzt werden zum Einstellen der Frequenz, kann ein FHT-Element genutzt werden anstelle des Kombinierers 404 und des Code-Generators 406. Diese Technik ist gezeigt in dem U.S. Patent Nr. 6 330 291 mit dem Titel "Frequency Tracking For Communciation Signals using M-ary Orthogonal Walsh Modulation", welches an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
  • Entspreizte und decodierte Signale werden über eine Symbolperiode in einem Akkumulator 414 akkumuliert, wie bekannt ist, zum Vorsehen eines Datensymbols und die Ergebnisse werden sowohl an ein Vektorkreuzprodukterzeugungselement oder einen Generator 418 als auch an ein Verzögerungselement 416, das um eine Symbolzeit verzögert, geliefert. Das Verzögerungslement 416 liefert eine Verzögerung um eine Symbolperiode, bevor Symbole an den Kreuzproduktgenerator 418 transferiert werden. Der Kreuzproduktgenerator 418 bildet ein Vektorkreuzprodukt zwischen einem gegebenen Symbol und dem vorgehenden Symbol (Symbolperiode) zum Bestimmen des Phasenfehlers zwischen den Symbolen. Für Pilotsignale sieht dies eine Messung des Fehlers in der Phasenrotation von dem Eingangssignal vor. Die Ausgabe vom Kreuzproduktgenerator 418 wird als eine Frequenzfehlerschätzung oder ein Einstellfaktor an den Rotator 402 und den Code-Generator 404 geliefert.
  • Timingsteuerung für die Dezimations-, Entspreizungs- und Decodierungsprozesse ist vorgesehen durch Schaltungen wie z. B. mit einer Timing-Controll-Schaltung 424 und zwar wie zuvor. Dieses Timing kann als eine Ausgabe von einer oder mehreren Zeitnachführschleifen oder Steuerelementen vorgesehen werden, wie oben erörtert ist.
  • Der Betrag um den jeder Finger oder digitaler Empfänger seine Phase oder Frequenz einstellt um sie mit einem Eingangssignal auszurichten, wird genutzt zum Bestimmen relativer Frequenzversätze in den ankommenden Signalen. D. h. der Betrag um den der Dezimator eingestellt werden muss, um die Signale auszurichten, zeigt den Betrag an, um den die Frequenz des ankommenden Signals von der erwarteten oder lokalen Referenzfrequenz für den Empfänger versetzt ist.
  • Da das Kommunikationssystem innerhalb fester Sätze von Frequenz-Bändern für Kommunikationssignale betrieben wird, kennen die Empfänger die Mitten-Träger-Frequenzen oder nominalen Träger-Frequenzen, die zu nutzen oder zu erwarten sind. Als ein Ergebnis des Dopplers wird das ankommende Signal jedoch nicht bei der erwarteten Mitten-Frequenz sein. Die oben erörterten Einstellungen definieren einen Versatz der genutzt werden kann zum Bestimmen des Dopplers und der aktuellen Frequenz von ankommenden Signalen.
  • Dies wird einfach erreicht durch Verfolgen des Gesamtbetrags der Änderung, die durch die Frequenznachführschleife 400 implementiert ist. Ein Akkumulator 422 kann genutzt werden zum einfachen Akkumulieren und Summieren von jedem von den Fehlerschätzungen, Signalen oder Befehlen über eine vorausgewählte Periode. Dies sieht einen Gesamt- oder Nettoänderungsbetrag vor, der notwendig ist zum Ausrichten des ankommenden Signals und der Empfängerfrequenzen und repräsentiert den Frequenzversatz von dem Signal von dem lokalen Nutzerterminal oder der Empfängerfrequenz und zwar skaliert auf das entsprechende Frequenz-Band.
  • Das Verfahren oder der Prozess das bzw. der durch Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unternommen wird, ist in der Form eines Flussdiagramms in 5 dargestellt. Während dieses Prozesses werden relative Frequenzversätze oder Fehler in einem oder mehreren Nutzerterminals bestimmt. Die detektierten Fehler werden dann genutzt zum Kompensieren von Frequenzfehlern, während der Signaldemodulation.
  • Wie in 5 gezeigt, wird ein Kommunikationssignal bei einem Gateway mit einer nominalen Frequenz fF in einem Schritt 500 erzeugt. Dieses Signal ist typischerweise ein geteiltes bzw. gemeinsam genutztes Ressourcen-Signal, wie z. B. ein Pilotsignal, das im Wesentlichen alle Nutzerterminals, die durch eine Basisstation (Sektorisierung unterliegend) oder ein Gateway versorgt werden, für einen CDMA-Kanal empfangen. Alternativ kann das Signal eine andere gemeinsam genutzte bzw. geteilte Ressource oder starke Signale sein, wie z. B. Paging- oder Synchronisationssignale, die regelmäßig durch Gateways gesendet werden.
  • Vor der Übertragung wird das abgehende Signal für Doppler in einem Schritt 512 vorkorrigiert. D. h. der bekannte Doppler-Effekt der für Signale auftritt, die sich zwischen dem Gateway und einem bestimmten Satelliten ausbreiten über den das Signal transferiert wird, wird kompensiert. Diese Vorkorrektur kann erreicht werden unter Verwendung von Frequenzvorkorrekturelementen in dem Übertragungszweig wie oben erörtert. Techniken zum Einstellen der Frequenz von Signalen vor der Übertragung sind auf dem Gebiet wohl bekannt und werden hier nicht detaillierter erörtert. Der Betrag des Verschiebens der erforderlich ist, um den Satelliten-Doppler zu berücksichtigen, kann von einer Reihe von Nachschlagtabellen oder Informationsspeichereinrichtungen abgerufen werden oder er kann berechnet werden unter Verwendung bekannter Satellitenbahnpositionsdaten und zwar in einem Schritt 510. Diese Information wird genutzt zum Herstellen der Doppler-Einstellung die jederzeit an auswärtsgerichtete oder Vorwärtsverbindungssignale angelegt wird. Wenn ein Satellit nicht genutzt wird zum Transferieren bzw. Senden des Vorwärtsverbindungssignals ist jeder Doppler typischerweise eine unbekannte Größe und wird an dieser Stelle nicht kompensiert.
  • Ein einzelnes Frequenzvorkorrekturelement oder eine entsprechende Schaltung kann an dieser Stelle genutzt werden, falls gewünscht, weil alle Nutzerterminals, die interessant sind, den gleichen Übertragungspfad von dem Gateway zu dem Satelliten gemeinsam nutzen. Pfaddifferenzen treten auf, wenn der Satellit Kommunikationssignale zu den verschiedenen Nutzerterminals transferiert, die unterschiedliche Positionen innerhalb unterschiedlicher Sub-Strahlen besitzen.
  • Nutzerterminal-Kommunikationssignale werden gesendet und Empfangen in einem Schritt 514, typischerweise wieder als Pilot- oder Pagingsignale, obwohl Verkehrssignale genutzt werden können. Jedes Nutzerterminal nutzt sucherartige Empfänger oder Empfänger, die nach möglichen Kommunikations signalen und Rufen bzw. Pages suchen, um Kommunikationssignale zu akquirieren, die von einem Gateway oder einer Basisstation ankommen. Als Teil von dem Prozess, suchen Empfänger mehrere Frequenzen und PN-Codes, Hypothesen oder projektierte mögliche Werte ab, um Kommunikationssignale zu detektieren. In einem Schritt 516 verfolgen Nutzerterminals die Frequenz von ankommenden Kommunikationssignalen und messen ihre Frequenz oder Bestimmen eine Differenz oder einen Versatz von der erwarteten Vorwärtsverbindungsfrequenz (eingestellt durch das Kommunikationssystem), basierend auf der Nutzerterminal-Oszillator-Ausgabe und zwar im Schritt 518.
  • Das Nutzerterminal bereitet dann ein Kommunikationssignal vor für die Übertragung an das Gateway durch den gleichen Satelliten und zwar in einem Schritt 520. Das Nutzerterminal setzt die Art von Basisband, digitaler Modulation und analoger Schaltung ein, die oben in Bezug auf 2 beschrieben worden ist. Das Rückgabesignal kann eine Anfrage nach einem Verkehrskanal zum Herstellen eines Anrufs, eine Antwort auf ein Paging- oder Broadcast-Signal oder andere Arten von bekannten Signalen sein. Dieses Signal wird nicht einfach vorbereitet unter Verwendung des Oszillators als eine Referenz, sondern hat die Frequenz in einem Schritt 522 eingestellt, nachdem das Basissignal vorbereitet ist, um Doppler-Effekte zwischen dem Satelliten und dem Nutzerterminal zu kompensieren.
  • Die Frequenz-Vorkorrektur, die durch das Nutzerterminal im Schritt 522 angewendet wird, umfasst das Nutzen eines Frequenzvorkorrektors wie oben erörtert und auf eine Art und Weise, die ähnlich jener von dem Gateway ist. Der Betrag der Frequenzkorrektur, der das abgehende Nutzerterminalsignal, die Rückwärtsverbindung, unterliegt wird aus den Ergebnissen vom Schritt 518 bestimmt.
  • Das durch jedes Nutzerterminal gesendete Signal wird durch einen entsprechenden Satelliten in einem Schritt 526 an das Gateway transferiert, wo die Frequenz oder der Frequenzversatz relativ zu der erwarteten Rückwärtsverbindungssignalfrequenz in einem Schritt 528 gemessen wird. Außer wenn der Satellit in einer Konfiguration betrieben wird, wo er Frequenzvorkorrektur an transferierte Signale anlegt, übermittelt das Signal, das an dem Gateway ankommt, eine Doppler-Verschiebung. Deshalb kompensiert das Signal zuerst diese Doppler-Verschiebung durch Subtrahieren des bekannten (Schritt 512) Doppler-Versatzes von der gemessenen Frequenz. Alternativ kann an alle Signale, die von einem bestimmten Satelliten empfangen werden, ein automatischer Betrag an Doppler-Korrektur angelegt werden, bevor die Suchempfänger überhaupt versuchen, derartige Signale zu akquirieren und ihren Frequenzversatz zu bestimmen.
  • In jedem Fall, wobei der bekannte Doppler entfernt ist, misst das Gateway die Differenz zwischen der empfangenen Frequenz fGrec und der Gateway-Referenz für die erwartete Rückwärtsverbindungsfrequenz fR (eingestellt und bekannt in dem System) und zwar in einem Schritt 530. Das Ergebnis wird im Schritt 532 durch zwei geteilt, um den geschätzten Oszillator-Versatz-Fehler (fOff) zu bilden. Dieser Versatz wird auf die Frequenz von dem Nutzerterminal-Oszillator skaliert, um den finalen Fehlerwert χ zu bilden. Der Oszillatorfehler kann dann zu dem korrespondierenden Nutzerterminal (124, 126) als Teil von einem Vorwärtsverbindungssignal gesendet werden, und zwar in einem Schritt 534.
  • Das Nutzerterminal stellt dann die Oszillator-Ausgangsfrequenz in einem Schritt 536 ein, unter Verwendung irgendeiner Anzahl von Techniken, die auf dem Gebiet wohlbekannt sind. Diese Einstellung kann in periodischen Intervallen stattfinden, entweder bevor jede Kommunikationsverbindung hergestellt wird, oder auf einer häufigen bzw. wiederkehrenden Basis während den Kommunikationen. Die Wahl des Korrekturintervalls oder -Timings basiert auf einer gewünschten minimalen Systemgenauigkeit und kann auch basiert sein auf einem Schwellenwert für die Größe des Fehlers oder einer vorherbestimmten vergangenen Zeit seit einer vorhergehenden Korrektur. Diese Faktoren sind auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt und basieren teilweise auf der erwarteten Drift bezüglich der Frequenz während der Nutzung und Ände rungen in bestimmten Nutzerterminal-Oszillatoren, die auch durch eine Betriebsumgebung beeinflusst werden können.
  • In einigen Kommunikationssystemen könnte der Nutzerterminal-Oszillator nicht eine feine bzw. genaue Frequenz-Einstell- oder Abstimmungsfähigkeit besitzen. D. h. der Oszillator könnte für den Betrieb bei einer festen Frequenz voreingestellt sein, ohne jedwelche Anpassungsfähigkeit während der Nutzung oder könnte konfiguriert sein, zum Nutzen eines vorgewählten Satzes von Frequenzen ohne Feinabstimmung. Diese Konfigurationen könnten in einigen Kommunikationssystemen aufgrund von Kostenüberlegungen genutzt werden, und zwar in Kommunikationssystemen, wo es als wirtschaftlich wichtig erachtet wird eine Kommunikationslösung mit sehr niedrigen Kosten vorzusehen. In derartigen Systemen werden viele Nutzerterminals nicht geeignet sein, den detektierten Oszillator-Fehler zu nutzen, um tatsächlich die Oszillator-Ausgabe zu ändern.
  • Selbst wenn ein Nutzerterminal die Oszillatorfrequenz nicht einstellen kann, um Fehler zu kompensieren, kann sie jedoch die Fehlerbestimmungsinformation in nachfolgenden Signalübertragungen einbeziehen, da Informations-Gateway-Empfänger es beim Akquirieren und Nachführen von Signalen von jenem Nutzerterminal verwenden können. Das Nutzerterminal informiert empfangende Gateways über den Betrag um den es die Referenzfrequenz angepasst haben würde, falls es fähig gewesen wäre, dies zu tun. Diese Information wird in dem Gateway oder einer Basisstation auf im Wesentlichen die gleiche Art und Weise wie bekannter Doppler genutzt wird, genutzt, und zwar zum Einstellen der Sucherfrequenzen zum Akquirieren und Nachführen von Signalen.
  • Zusätzlich wenn eine Feinabstimmung von dem Oszillator nicht verfügbar ist, könnte der Oszillator auch nicht geeignet sein zum Kompensieren des Dopplers in empfangenen Signalen, wie es in 5 im Schritt 522 genutzt wird. In dieser Situation kann das Nutzerterminal einen Versatzwert wie im Schritt 518 bestimmen und diese Information den Gateways liefern. Dies kann durchge führt werden durch Einbetten oder Anhängen der Information in oder an Rückwärtsverbindungssignale, wie im Schritt 524 oder durch Erzeugen eines Signals nur zum Transferieren derartiger Information als Daten (520). Mit diesen Daten und den tatsächlich gemessenen Rückwärtsverbindungssignalen von dem Nutzerterminal kann ein Gateway dem Oszillatorfehler wie zuvor bestimmen.
  • Da das Nutzerterminal die Oszillator-Frequenz jedoch nicht einstellt, empfängt und speichert das Nutzerterminal den Oszillatorfehler in einem Schritt 538, wie z. B. in einem Speicherelement 236. Diese Information wird dann angehängt, eingebettet oder anderweitig in nachfolgenden Kommunikationssignalen zu einem Gateway übertragen und zwar wie im Schritt 540. Hier gibt es keine Vorkorrektur von der Frequenz, wie durch die Linie 542 gezeigt ist.
  • Die Frequenzeinstellungen, die oben beschrieben worden sind, könnten in periodischen Intervallen stattfinden, oder wie es für die Genauigkeit von den speziellen Kommunikationssystem gewünscht ist. Wenn das Nutzerterminal den Fehlerwert in einem Speicher oder einer anderen bekannten Speichereinrichtung speichert, werden die Fehlerwerte auf irgendeiner vorherbestimmten Basis abgerufen, um die empfangenden Gateways über den ungefähren Betrag des Oszillator-Fehlers zu einer bestimmten Zeit zu informieren. Der Fehlerwert kann als Teil der Zugangsanforderungsnachrichten gesendet werden oder er kann Teil von Verkehrssignalen bilden. Wenn gewünscht, kann der Fehler als die einzigen Daten in einem bestimmten Signal zu einem Gateway gesendet werden.
  • Der gemäß den obigen Schritten bestimmte Fehlerwert kann auch genutzt werden zum Einstellen von Nutzerterminal-Timing oder -Zeit und zwar anstelle von oder zusätzlich zur Frequenz. Zum Beispiel kann die lokale Zeit, die berechnet wird durch oder gespeichert wird in einem Nutzerterminal eingestellt werden, um Fehler zu berücksichtigen, die durch Oszillatorfrequenzfehler verursacht werden. Der Nutzerterminal-Steuerprozessor kann den im Speicher gespeicherten Zeitwert ändern und zwar entweder auf einer periodischen Grundlage oder beim Hochfahren bzw. Starten. Auf diese Art und Weise kann die Zeit, wie sie durch das Nutzerterminal für bestimmte Signalverarbeitungsaufgaben geführt wird, und/oder wie sie gespeichert und durch das Nutzerterminal aktualisiert wird, genauer geführt werden. Dies ist besonders wichtig für Änderungen in dem Nutzerterminal-Status und zwar wenn er sich von inaktiven zu aktiven Betriebsmodi ändert oder beim Erfahren, von etwas was bezeichnet wird als „kalte" oder „warme" Starts, bei denen Zeitinformation zum Akquirieren von Signalen genutzt wird.
  • Zusätzlich kann das Timing von PN-Codes eingestellt werden durch Beschleunigen oder Verzögern derartiger Codes um eine vorher bestimmte Anzahl von Chips um Timing-Fehler, die durch Oszillator-Fehler verursacht bzw. vermittelt werden zu berücksichtigen. Derartige Einstellungen können implementiert werden unter Verwendung der Steuereingänge für das oben beschriebene Takt- bzw. Uhr/Timingelement. Andere in der Technik bekannte Schaltungen können auch genutzt werden zum Empfangen oder Abgreifen und Einstellen des Timings von Signalen, die innerhalb des Nutzerterminals genutzt werden.
  • Die Frequenzmessungen für Kommunikationssignale finden entweder während des Kommunikationsverbindungsaufbaus oder während tatsächlicher Kommunikationsperioden statt. Falls die Messung während dem Anrufaufbau oder der Anrufherstellung stattfindet, wird das Signal das durch die Nutzerterminals 124, 126 gemessen wird, im Allgemeinen von dem Gateways 122, 124 als Teil von einem Paging-Signal gesendet. Der „Wiederübertragungs"-Prozess für dieses Signal wird im Allgemeinen als Teil von einem Zugangssignal oder einer Zugangskanalprobe bewerkstelligt. Falls die Frequenzmessung während eines Anrufs stattfindet, wird das Signal, das gemessen wird von den Gateways 122, 124 gesendet und dann zurück als Teil von Vorwärts- und Rückwärtsverbindungsverkehrssignalen. Wie es einem Fachmann auf dem entsprechenden Gebiet klar ist, können die gemessenen Signale andere Funktionen oder Bezeichnungen besitzen oder können in andere Signale einbezogen sein, oder Teile davon bilden.
  • Während der obige Ansatz eine verbesserte Technik zum Detektieren und Korrigieren oder Kompensieren von Oszillator-Fehlern in Nutzerterminals zulässt, können weitere Verbesserungen am Systembetrieb durchgeführt werden, falls die Satelliten-Nutzerterminal-Doppler-Verschiebung auch bestimmt wird. Dies kann erreicht werden durch Zurückgeben der obigen Ausdrücke und Vorkorrigieren des Frequenzfehlers anstelle von Doppler-Effekten.
  • In diesem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung nimmt jedes Nutzerterminal an, dass jedwelcher Versatz von der empfangenen Trägerfrequenz von der lokal erzeugten Träger-Mitten-Frequenz, für Signale die von einem Gateway empfangen werden, das Ergebnis von dem Oszillator-Fehler χ oder dem Versatz fOffF ist. Beim Übertragen bzw. Senden von Signalen zurück zu dem Gateway oder der Basisstation kompensiert das Nutzerterminal den wahrgenommenen Oszillator-Fehler und zwar wiederum durch Einstellen der Übertragungsfrequenz. Wenn das Signal an dem Satelliten ankommt, ist der Oszillatorfehler vorkorrigiert (kompensiert) worden, was zu einer empfangenen Frequenz fSatR für die Rückwärtsverbindung an dem Satelliten wie folgt führt: fSatRT = fR(1 + χ)D2/((1 + χ)/D2) = fRD2 2 (29)und wenn das Signal an dem Gateway empfangen wird: fGrec = fRD2 2D1 (30)was, nach der Korrektur des bekannten Dopplers D1 und des Einfügens der Definition für den Doppler-Faktor D2 zu dem folgenden Ausdruck führt: fGrec = fR[1 – 2(νus/c) + (νus/c)2] (31)
  • Wiederum nähert sich der letzte Ausdruck Null an oder erzeugt einen wesentlich reduzierten Einfluss für Kommunikationssignale oder interessierende Systeme, was Folgendes liefert: fGrec = fR[1 – 2(νus/c)] (32) und (fGrec – fR)/2fR = –(νus/c) (33)was als die Basis zum Schätzen oder Bestimmen des Dopplers zwischen dem Satelliten und dem Nutzerterminal genutzt werden kann.
  • Das Verfahren oder der Prozess das bzw. der durch Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unternommen wird zum Kompensieren von Doppler-Verschiebungen zwischen dem Satelliten und einem Nutzerterminal ist teilweise in der Form eines Flussdiagramms in 6 dargestellt. Hier ist ein Kommunikationssignal bereits durch ein Gateway bei einer Frequenz fF gesendet worden, im Allgemeinen nachdem es für Doppler-Effekte vorkorrigiert worden ist und durch das Nutzerterminal akquiriert wurde (wie in den Schritten 500, 510, 512, 514 und 516). Das Nutzerterminal misst dann die Differenz oder den Versatz von der erwarteten Vorwärtsverbindungsfrequenz basierend auf der Oszillator-Frequenz im Schritt 518 und bereitet ein Kommunikationssignal vor zur Übertragung an das Gateway über den gleichen Satelliten und zwar in einem Schritt 620. Die Frequenz kann wie zuvor vorkorrigiert oder eingestellt werden, in einem Schritt 622, nachdem das Basissignal vorbereitet worden ist, um die Nutzerterminal-Oszillatorfehler zu kompensieren. Die Frequenzvorkorrektur, die im Schritt 622 angelegt wird, beinhaltet das Nutzen eines Frequenzvorkorretors wie oben erörtert und der Betrag der Frequenzkorrektur der eingesetzt wird, wird von den Ergebnissen vom Schritt 518 bestimmt. Der Unterschied in diesem Ausführungsbeispiel ist es, dass die Vorkorrektur angewendet wird zum Entfernen des wahrgenommenen Oszillatorfehlers und nicht der Doppler-Verschiebung.
  • Das durch jedes Nutzerterminal gesendete Signal wird durch einen entsprechenden Satelliten transferiert in einem Schritt 626 zu einem Gateway, an dem die Frequenz wiederum in einem Schritt 628 gemessen wird. Außer wenn der Satellit Frequenzvorkorrektur anwendet, kompensiert das Gateway die Dopplerverschiebung durch Subtrahieren des bekannten (Schritt 512) Doppler-erzeugten Versatzes von dem gemessenen Frequenzversatz. Für Systeme, die Basisstationen nutzen ist natürlich keine Vorkorrektur für Satelliten-Doppler notwendig. Alternativ, kann an alle Signale, die von einem bestimmten Satelliten empfangen werden, ein automatischer Betrag an Doppler-Korrektur angewendet werden, bevor die Empfänger versuchen die Signale zu akquirieren oder nachzuführen und die Frequenz zu bestimmen.
  • In jedem Fall, wenn der bekannte Doppler entfernt ist, misst das Gateway die Differenz zwischen der empfangenen Frequenz fGrec und der am Gateway erwarteten Rückwärtsverbindungsfrequenz fR und zwar in einem Schritt 630. Das Ergebnis wird im Schritt 632 durch zwei geteilt und auf die Verbindungsfrequenz skaliert, um die geschätzte unbekannte Doppler-Verschiebung zu bilden. Der geschätzte Doppler kann dann an das entsprechende Nutzerterminal (124, 126) als Teil von einem Vorwärtsverbindungssignal gesendet werden und zwar in einem Schritt 636.
  • Das Nutzerterminal stellt dann die Oszillatorausgangsfrequenz in einem Schritt 636 ein, und zwar unter Verwendung irgendeiner Anzahl von Techniken, die auf dem Gebiet wohlbekannt sind. Diese Einstellung kann in periodischen Intervallen stattfinden, entweder bevor jede Kommunikationsverbindung hergestellt wird, oder auf einer wiederkehrenden bzw. häufigen Basis während den Kommunikationen. Wie zuvor basiert die Wahl der Korrekturfrequenz auf Faktoren, die in der Technik wohl bekannt oder verstanden sind, und die auch durch die Betriebsumgebung beeinflusst werden können.
  • Auch kann wie zuvor mit Bezug auf Oszillatorfehler, wenn die Feineinstellung des Oszillators nicht verfügbar oder nicht gewünscht ist, die Doppler- Bestimmungsinformation in nachfolgenden Signalübertragungen einbezogen werden, und zwar als Information die Gateway-Empfänger beim Akquirieren und Nachführen von Signalen von jenem Nutzerterminal einsetzen können. Das Nutzerterminal informiert die Gateways über den Betrag um den das Rückwärtsverbindungssignal eingestellt worden wäre, falls es möglich oder wünschenswert gewesen wäre, dies zu tun. Diese Information wird in dem Gateway genutzt und zwar auf im Wesentlichen die gleiche Art und Weise wie der bekannte Doppler genutzt wird, zum Einstellen von Empfängerfrequenzen zum Akquirieren und Verfolgen bzw. Nachführen von Signalen. Zusätzlich kann diese Information in einem Nutzerterminal eingesetzt werden, zum Einstellen von Timing- und Taktsignalen, und zwar im Gegensatz zu Frequenzvorkorrektur. Zum Beispiel kann das Timing der Anwendung von PN-Codes eingestellt werden zum Vorsehen von Kompensation für Code-Doppler.
  • In dieser Situation empfängt und speichert das Nutzerterminal die Dopplerschätzung in einem Schritt 638, wie z. B. in einem Speicherelement 236. Diese Information wird dann angehängt, eingebettet oder anderweitig in nachfolgenden Kommunikationssignalen an ein Gateway gesendet und zwar wie im Schritt 640. Hier gibt es keine Vorkorrektur von der Frequenz wie durch die Linie 642 gezeigt ist.
  • Zusätzlich, wenn Feinabstimmung von dem Oszillator nicht verfügbar ist, könnte das Nutzerterminal auch nicht fähig sein, Oszillator-Fehler zu kompensieren, die für die empfangenen Signale detektiert worden sind, wie sie in der 5 im Schritt 522 genutzt werden. In dieser Situation kann das Nutzerterminal einen Versatzwert wie im Schritt 518 bestimmen und diese Information an die Gateways vorsehen, wie im Schritt 624. Mit diesen Daten und den tatsächlich gemessenen Rückwärtsverbindungssignalen von dem Nutzerterminal kann ein Gateway dem Doppler wie zuvor bestimmen.
  • Wie oben, können Einstellungen oder die Übertragung von Information bezüglich Doppler-Effekten in periodischen Intervallen oder wie es für die Genauigkeit von dem speziellen Kommunikationssystem gewünscht wird, stattfinden.
  • Zusätzlich kann diese Information in einem Nutzerterminal eingesetzt werden zum Einstellen von Timing- und Taktsignalen im Gegensatz zur Frequenz.
  • Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um es irgendeinem Fachmann zu ermöglichen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nachzuvollziehen oder zu nutzen. Die verschiedenen Modifikationen, an diesen Ausführungsbeispielen werden Fachleuten unmittelbar klar sein, und die hierin definierten generischen Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele ohne die Nutzung erfinderischer Fähigkeiten angewendet werden. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern soll im weitesten Umfang gewürdigt werden, wie er durch die Ansprüche definiert ist.

Claims (32)

  1. Ein Verfahren zum Bestimmen von Frequenzversätzen bzw. Frequenzoffsets von einer gewünschten Kommunikationssignalmittenfrequenz bei wenigstens einem von einer Vielzahl von Nutzerterminals (124, 126) in einem Kommunikationssystem (100), das wenigstens einen festen Signaltransceiver (112, 120, 122) zum Transferieren von Kommunikationssignalen zu und von Nutzerterminals (124, 126) besitzt, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Übertragen bzw. Senden eines Vorwärtsverbindungskommunikationssignals unter Verwendung einer ersten vorherbestimmten Trägerfrequenz und eines ersten Doppler-Effektvorkorrekturwertes für einen Kommunikationsverbindungs-Doppler, falls bekannt; Empfangen des Vorwärtsverbindungskommunikationssignals an dem Nutzerterminal (124, 126) und Bestimmen eines ersten Versatzes bzw. Offsets für eine korrespondierende empfangene Trägerfrequenz relativ zu der ersten vorherbestimmten Trägerfrequenz; Erzeugen eines Rückwärtsverbindungssignals mit einer zweiten vorherbestimmten Trägerfrequenz an dem Nutzerterminal (124, 126) und zwar auch irgendeinen Fehler einer Nutzerterminalreferenzfrequenzquelle (240) einbeziehend; Anwenden einer Frequenzvorkorrektur auf das Rückwärtsverbindungssignal basierend auf dem bestimmten ersten Versatz; und Senden des Rückwärtsverbindungskommunikationssignals an den festen Signaltransceiver (112, 120, 122); Empfangen des Rückwärtsverbindungssignals an dem festen Signaltransceiver (112, 120, 122), dadurch gekennzeichnet, dass: das Vorwärtsverbindungssignal von dem wenigstens einen festen Signaltransceiver (112, 120, 122) gesendet wird; und der Fehler der Nutzerterminalreferenzfrequenzquelle (240) auf die zweite vorherbestimmte Trägerfrequenz skaliert wird und durch: Bestimmen, an dem festen Signaltransceiver (112, 120, 122), eines zweiten Versatzes für eine assoziierte empfangene Trägerfrequenz rela tiv zu der zweiten vorherbestimmten Trägerfrequenz, und zwar assoziiert mit der Kommunikation des Nutzer-Terminals (124, 126), nachdem wieder der erste Doppler-Effektvorkorrekturwert für den Kommunikationsverbindungs-Doppler, falls bekannt, angewendet wird; und Dividieren des resultierenden zweiten Versatzes durch Zwei zum Erzeugen eines Kommunikationsverbindungsfrequenzversatzes des Nutzerterminals (124, 126), der während Kommunikationen bzw. Nachrichtenübermittlungen zu kompensieren ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes aufweist: Anwenden einer Frequenzvorkorrektur bei dem Nutzerterminal (124, 126) als Korrektur für einen zweiten Dopplerwert für einen Doppler vom Nutzerterminal (124, 126) zum festen Signaltransceiver (112, 120, 122), basierend auf dem bestimmten zweiten Versatz; und Skalieren des resultierenden zweiten Versatzes, der durch zwei dividiert wird, zum Erzeugen eines Frequenzfehlerwertes der Nutzerterminalreferenzquelle (240).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Referenzquelle (240) einen Lokaloszillator aufweist und der Frequenzfehlerwert der Referenzquelle (240) einen Oszillatorfehlerwert aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner aufweisend: Transferieren des Oszillatorfehlerwertes an das Nutzerterminal (124, 126) als Teil eines nachfolgenden Kommunikationssignals.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, ferner aufweisend: Empfangen des Oszillatorfehlerwertes an dem Nutzerterminal (124, 126) als Teil des nachfolgenden Kommunikationssignals und Einstellen bzw. Anpassen der Oszillatorausgangsfrequenz durch den Fehlerwert zum Bewirken, dass die Oszillatorausgangsfrequenz sich der Referenzfrequenz des festen Signaltransceivers (112, 120, 122) annähert.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, ferner aufweisend: Empfangen des Oszillatorfehlerwertes an dem Nutzerterminal (124, 126) als Teil des nachfolgenden Kommunikationssignals und dessen Einfügen in nachfolgende Kommunikationssignale an den festen Signaltransceiver (112, 120, 122).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Oszillatorfehlerwert als Daten in einem Zugangsanforderungssignal (access request signal) eingefügt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes aufweist: Anwenden einer Frequenzvorkorrektur an dem Nutzerterminal (124, 126) als Korrektur für einen Frequenzfehler der Referenzquelle (240) in dem Nutzerterminal (124, 126) basierend auf dem bestimmten zweiten Versatz; und Teilen des resultierenden zweiten Versatzes durch Zwei zum Erzeugen eines Dopplerwertes vom Nutzerterminal (124, 126) zum festen Signaltransceiver (112, 120, 122).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner aufweist: Transferieren des Dopplerwertes vom Nutzerterminal (124, 126) zum Transceiver (112, 120, 122) an das Nutzerterminal (124, 126) als Teil eines nachfolgenden Kommunikationssignals.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner Folgendes aufweist: Empfangen des Dopplerwertes vom Nutzerterminal (124, 126) zum Transceiver (112, 120, 122) an dem Nutzerterminal (124, 126) als Teil des nachfolgenden Kommunikationssignals und Einfügen des Dopplerwertes vom Nutzerterminal (124, 126) zum Transceiver (112, 120, 122) in nachfolgende Kommunikationssignale zu dem festen Signaltransceiver (112, 120, 122) als bekannten Doppler.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Dopplerwert vom Nutzerterminal (124, 126) zum Transceiver (112, 120, 122) als Daten in einem Zugangsanforderungssignal eingefügt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der feste Signaltransceiver (112, 120, 122) eine Basisstation (112) aufweist.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der feste Signaltransceiver (112, 120, 122) ein Gateway (120, 122) aufweist und ein Satellit (116, 118) genutzt wird zum Transferieren der Vorwärts- und Rückwärtsverbindungssignale mit dem Gateway (120, 122).
  14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Satellitenkommunikationssystem ein drahtloses Spreizspektrum-CDMA-Kommunikationssystem aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Nutzerterminal (124, 126) ein drahtloses Telefon aufweist.
  16. Vorrichtung zum Bestimmen von Frequenzversätzen von einer gewünschten Kommuniktionssignalmittenfrequenz bei wenigstens einem von einer Vielzahl von Nutzerterminals (124, 126) in einem Kommunikationssystem (100), das wenigstens einen festen Signaltransceiver (112, 120, 122) zum Transferieren von Kommunikationssignalen zu und von Nutzerterminals (124, 126) besitzt, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Mittel (326 bis 344) zum Senden bzw. Übertragen eines Vorwärtsverbindungskommunikationssignals unter Verwendung einer ersten vorherbestimmten Trägerreferenzfrequenz und eines ersten Doppler-Effektvorkorrekturwertes für einen Kommunikationsverbindungs-Doppler, falls bekannt; Mittel (210 bis 218) zum Empfangen des Vorwärtsverbindungskommunikationssignals an dem Nutzerterminal (124, 126) und zum Bestimmen eines ersten Versatzes für eine assoziierte Trägerfrequenz relativ zu der ersten vorherbestimmten Trägerreferenzfrequenz; Mittel (226, 228) zum Erzeugen eines Rückwärtsverbindungssignals bei einer zweiten vorherbestimmten Trägerreferenzfrequenz an dem Nutzerterminal (124, 126) und zwar auch irgendeinen bzw. jeglichen Fehler der Nutzerterminalreferenzfrequenzquelle (240) einbeziehend; Mittel (232, 234) zum Anwenden einer Frequenzvorkorrektur auf das Rückwärtsverbindungssignal basierend auf dem bestimmten ersten Versatz; und Mittel (210, 212, 230) zum Senden bzw. Übertragen des Rückwärtsverbindungssignals an den festen Signaltransceiver (112, 120, 122); Mittel (310 bis 324) zum Empfangen des Rückwärtsverbindungssignals an dem festen Signaltransceiver (112, 120, 122), dadurch gekennzeichnet, dass: das Vorwärtsverbindungskommunikationssignal von dem wenigstens einen festen Signaltransceiver (112, 120, 122) gesendet wird; und der Fehler der Nutzerterminalrefrenzfrequenzquelle (240) auf die zweite vorherbestimmte Trägerreferenzfrequenz skaliert wird und durch: Mittel zum Bestimmen an den festen Signaltransceiver (112, 120, 122), eines zweiten Versatzes für eine assoziierte empfangene Trägerfrequenz relativ zu der zweiten vorherbestimmten Trägerreferenzfrequenz, die mit der Kommunikation des Nutzerterminals (124, 126) assoziiert ist, und zwar nachdem wieder der erste Doppler-Effektvorkorrekturwert für einen Kommunikationsverbindungs-Doppler, falls bekannt angelegt wird; und Mittel (320, 321) zum Dividieren des resultierenden zweiten Versatzes durch Zwei, zum Erzeugen eines Kommunikationsverbindungsfrequenzversatzes des Nutzerterminals (124, 126), der während Kommunikationen zu kompensieren ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner Folgendes aufweist: Mittel (232, 234) zum Anwenden einer Frequenzvorkorrektur bei dem Nutzerterminal (124, 126) als Korrektur für einen zweiten Dopplerwert für einen Doppler vom Nutzerterminal (124, 126) zum festen Signaltransceiver (112, 120, 122) basierend auf dem bestimmten zweiten Versatz; und Mittel (220) zum Skalieren des resultierenden zweiten Versatzes, der durch Zwei geteilt wird, zum Erzeugen eines Frequenzfehlerwertes der Nutzerterminalreferenzquelle (240).
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Referenzquelle (240) einen Lokaloszillator aufweist und der Frequenzfehlerwert der Referenzquellen (240) einen Oszillatorfehlerwert aufweist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner Mittel (338, 340) aufweisend zum Transferieren des Oszillatorfehlerwertes an das Nutzerterminal (124, 126) als Teil eines nachfolgenden Kommunikationssignals.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner Mittel (210 bis 218) aufweisend zum Empfangen des Oszillatorfehlerwertes an dem Nutzerterminal (124, 126) als Teil des nachfolgenden Kommunikationssignals und zum Einstellen der Oszillatorausgangsfrequenz mit dem Fehlerwert zum Bewirken, dass die Oszillatorausgangsfrequenz sich der Referenzfrequenz des festen Signaltransceivers (112, 120, 122) annähert.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner Mittel (210 bis 218) aufweisend zum Empfangen des Oszillatorfehlerwertes an dem Nutzerterminal (124, 126) als Teil des nachfolgenden Kommunikationssignals und zum Einfügen dessen in nachfolgende Kommunikationssignale an den festen Signaltransceiver (112, 120, 122).
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Oszillatorfehlerwert als Daten in einem Zugangsanforderungssignal eingefügt wird.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner Folgendes aufweist: Mittel (232, 234) zum Anwenden einer Frequenzvorkorrektur an dem Nutzerterminal (124, 126) als Korrektur für einen Frequenzfehler der Referenzquelle (240) in dem Nutzerterminal (124, 126) und zwar basierend auf dem bestimmten zweiten Versatz; und Mittel (220) zum Dividieren des resultierenden zweiten Versatzes durch Zwei zum Erzeugen eines Dopplerwertes vom Nutzerterminal (124, 126) zum festen Signaltransceiver (112, 120, 122).
  24. Vorrichtung nach Anspruch 23, ferner Mittel (338, 340) aufweisend zum Transferieren des Dopplerwertes vom Nutzerterminal (124, 126) zum Transceiver (112, 120, 122) an das Nutzerterminal (124, 126) als Teil eines nachfolgenden Kommunikationssignals.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 24, ferner Mittel (210 bis 218) aufweisend zum Empfangen des Dopplerwertes vom Nutzerterminal (124, 126) zum Transceiver (112, 120, 122) an dem Nutzerterminal (124, 126) als Teil des nachfolgenden Kommunikationssignals und Einfügen des Dopplerwerts vom Nutzerterminal (124, 126) zum Transceiver (112, 120, 122) in nachfolgenden Kommunikationssignalen an den festen Signaltransceiver (112, 120, 122), und zwar als bekannten Doppler.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei der Dopplerwert vom Nutzerterminal (124, 126) zum Transceiver (112, 120, 122) als Daten in ein Zugangsanforderungssignal eingefügt wird.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der feste Signaltransceiver (112, 120, 122) eine Basisstation (112) aufweist.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der feste Signaltransceiver (112, 120, 122) ein Gateway (120, 122) aufweist und ein Satellit (116, 118) genutzt wird zum Transferieren der Vorwärts- und Rückwärtsverbindungssignale mit dem Gateway (120, 122).
  29. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Satellitenkommunikationssystem ein drahtloses Spreizspektrum-CDMA-Kommunikationssystem aufweist.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Nutzerterminal (124, 126) ein drahtloses Telefon aufweist.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 17, zum Bestimmen eines Oszillatorfehlers in wenigstens einem der Vielzahl von Nutzerterminals, wobei der feste Signaltransceiver (112, 120, 122) ein Gateway aufweist und ein Satellit genutzt wird zum Transferieren der Vorwärts- und Rückwärtsverbindungssignale mit dem Gateway (120, 122); der erste Dopplervorkorrekturwert für einen Kommunikationsverbindungs-Doppler vom Gateway (120, 122) zum Satelliten (116, 118) ist; die Nutzerterminalreferenzfrequenzquelle (240) einen Lokaloszillator aufweist und der Frequenzfehlerwert der Referenzquelle (240) einen Oszillatorfehlerwert aufweist; die Frequenzvorkorrektur für das Rückwärtsverbindungssignal für einen zweiten Dopplerwert für einen Doppler vom Nutzerterminal (124, 126) zum Satelliten (116, 118) ist; die Mittel (326 bis 344) zum Übertragen bzw. Senden des Rückwärtsverbindungssignals betreibbar sind zum Senden des Signals an das mindestens eine Gateway (120, 122) über den Satelliten (116, 118); und die Mittel (320, 321) zum Dividieren des resultierenden zweiten Versatzes durch Zwei, ferner betreibbar sind zum Skalieren des Ergebnisses an die Oszillatorfrequenz des Nutzerterminals (124, 126) zum Erzeugen eines Nutzerterminaloszillatorfehlerwertes.
  32. Verfahren nach Anspruch 2, zum Bestimmen eines Oszillatorfehlers in wenigstens einem der Vielzahl von Nutzerterminals (124, 126), wobei: der feste Signaltransceiver (112, 120, 122) ein Gateway aufweist und ein Satellit genutzt wird zum Transferieren der Vorwärts- und Rückwärtsverbindungssignale an das Gateway (120, 122); der erste Doppler-Vorkorrekturwert für einen Kommunikationsverbindungs-Doppler vom Gateway (120, 122) zum Satelliten (116, 118) ist; die Nutzerterminalreferenzfrequenzquelle (240) einen Lokaloszillator aufweist und der Frequenzfehlerwert der Referenzquelle (240) einen Oszillatorfehlerwert aufweist; die Frequenzvorkorrektur für das Rückwärtsverbindungssignal für einen zweiten Dopplerwert für einen Doppler vom Nutzerterminal (124, 126) zum Satelliten (116, 118) ist; das Rückwärtsverbindungssignal über den Satelliten (116, 118) an das Gateway (120, 122) transferiert wird; und das Dividieren des resultierenden zweiten Versatzes durch Zwei ferner skalieren des Ergebnisses für die Oszillatorfrequenz des Nutzerterminals (124, 126) aufweist zum Erzeugen eines Fehlerwertes des Nutzerterminaloszillators (240).
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ZA (1) ZA978520B (de)

Families Citing this family (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6230027B1 (en) * 1997-06-17 2001-05-08 U.S. Philips Corporation Method of issuing a time information signal via a satellite station of a transmission system
US6385447B1 (en) 1997-07-14 2002-05-07 Hughes Electronics Corporation Signaling maintenance for discontinuous information communications
NZ502698A (en) * 1997-08-01 2003-03-28 Salbu Res & Dev Pty Ltd Power adaption in a multi-station network
US5949374A (en) * 1997-12-15 1999-09-07 Trimble Navigation Limited Two-channel fast-sequencing high-dynamics GPS navigation receiver
JPH11186987A (ja) * 1997-12-22 1999-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｃｄｍａ受信機位相追従装置
US6591084B1 (en) * 1998-04-27 2003-07-08 General Dynamics Decision Systems, Inc. Satellite based data transfer and delivery system
US6381290B1 (en) * 1998-05-15 2002-04-30 Ericsson Inc. Mobile unit for pilot symbol assisted wireless system and method of improving performance thereof
US6594494B1 (en) * 1998-06-30 2003-07-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Mobile communication terminal
US6181912B1 (en) * 1998-09-09 2001-01-30 Qualcomm Inc System and method for user terminal clock error measurement and correction
US6137441A (en) * 1998-09-09 2000-10-24 Qualcomm Incorporated Accurate range and range rate determination in a satellite communications system
US6058306A (en) * 1998-11-02 2000-05-02 Hughes Electronics Corporation Compensation of dynamic doppler frequency of large range in satellite communication systems
US6615052B1 (en) * 1998-12-08 2003-09-02 Honeywell International Inc. Radio frequency power control algorithm
US6553225B1 (en) 1999-02-03 2003-04-22 Wei Zhao Apparatus and method for positioning single-offset zones in a spot beam coverage area to maximize call duration in a satellite-based communications network
US6332069B1 (en) 1999-02-10 2001-12-18 Hughes Electronics Corporation Apparatus and method for grouping carriers to minimize the occurrence of call blocking in a satellite-based communications network
US6366762B1 (en) * 1999-03-31 2002-04-02 Qualcomm, Inc. System and method for measuring round trip delay on the paging and access channels
US6594286B2 (en) * 1999-08-12 2003-07-15 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for coherent demodulation in communication system employing a potentially gated pilot signal
AU7472500A (en) * 1999-08-31 2001-03-26 Qualcomm Incorporated Apparatus for doppler correction in a wireless communications system
US8363757B1 (en) * 1999-10-12 2013-01-29 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for eliminating the effects of frequency offsets in a digital communication system
US6466905B1 (en) * 1999-11-30 2002-10-15 Motorola, Inc. Differentiation of error conditions in digital voice communication systems
US6701127B1 (en) 1999-12-16 2004-03-02 General Dynamics Decision Systems, Inc. Burst communications method and apparatus
US6904079B2 (en) * 2000-02-08 2005-06-07 Ipr Licensing, Inc. Access channel structure for wireless communication system
JP3573052B2 (ja) * 2000-02-22 2004-10-06 株式会社日立製作所 無線端末位置測定装置
KR100361030B1 (ko) * 2000-03-03 2002-11-18 한국과학기술원 주파수 선택적 페이딩 채널에서 ｐｓｋ 신호를 위한데이터 도움 반송파 주파수 오차 추정 방법
WO2001067638A1 (en) * 2000-03-09 2001-09-13 Motorola Inc. Method and apparatus for changing assignment of receiver fingers
JP3549100B2 (ja) * 2000-05-25 2004-08-04 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 情報伝送方法、情報伝送システム、情報端末および情報記録媒体
US7911993B2 (en) 2000-07-19 2011-03-22 Ipr Licensing, Inc. Method and apparatus for allowing soft handoff of a CDMA reverse link utilizing an orthogonal channel structure
US8537656B2 (en) * 2000-07-19 2013-09-17 Ipr Licensing, Inc. Method for compensating for multi-path of a CDMA reverse link utilizing an orthogonal channel structure
US6999430B2 (en) * 2000-11-30 2006-02-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for transmitting data traffic on a wireless communication channel
FI110725B (fi) 2001-04-20 2003-03-14 Nokia Corp Menetelmä vastaanottimen tahdistamisessa ja vastaanotin
US7190937B1 (en) 2001-05-21 2007-03-13 Counter Technologies, Llc Method for determining the frequency of a radio signal and monitoring communications with a radio receiver
US7046964B1 (en) 2001-05-21 2006-05-16 Counter Technologies, Llc Method and apparatus for determining the frequency of a radio signal during periods of stability and monitoring communications with a radio receiver
US7006797B1 (en) * 2001-05-21 2006-02-28 Counter Technologies, Llc Coherence frequency determining system and associated radio apparatus
US6917581B2 (en) 2001-07-17 2005-07-12 Ipr Licensing, Inc. Use of orthogonal or near orthogonal codes in reverse link
EP1282245A1 (de) * 2001-07-30 2003-02-05 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Kanalschätzung in einem Mehrträgersystem mit Diversität Übertragung
US20030039226A1 (en) * 2001-08-24 2003-02-27 Kwak Joseph A. Physical layer automatic repeat request (ARQ)
US7092459B2 (en) * 2001-11-08 2006-08-15 Qualcomm, Incorporated Frequency tracking using pilot and non-pilot symbols
US7640485B1 (en) 2002-02-15 2009-12-29 Network Equipment Technologies, Inc. Non-relay initialization for modems
US7545819B1 (en) 2002-02-15 2009-06-09 Network Equipment Technologies, Inc. Techniques for asynchronous compensation for secure communications
FI111037B (fi) * 2002-02-25 2003-05-15 Nokia Corp Menetelmä ja järjestelmä elektroniikkalaitteen sijainnin määrittämiseksi ja elektroniikkalaite
US20030179737A1 (en) * 2002-03-25 2003-09-25 Avner Dor Processing non-pilot channels in a CDMA searcher
US6661371B2 (en) * 2002-04-30 2003-12-09 Motorola, Inc. Oscillator frequency correction in GPS signal acquisition
KR20030091289A (ko) * 2002-05-27 2003-12-03 삼성전자주식회사 시분할 듀플렉싱 부호분할다중접속 이동통신시스템에서기지국 동기화를 위한 사전 보정장치 및 방법
US7096019B2 (en) * 2002-05-31 2006-08-22 Nokia Corporation Apparatus, and associated method, for allocating channels in a radio communication system responsive to mobile station movement
US7228118B2 (en) * 2002-06-27 2007-06-05 Agere Systems Inc. Method of calibrating PLL frequency synthesizers to precise frequencies with low tolerance crystals in their master reference oscillators
US7133647B2 (en) * 2002-09-23 2006-11-07 Ericsson Inc. Chiprate correction in digital transceivers
US7269394B2 (en) * 2002-10-02 2007-09-11 Agere Systems Inc. Frequency offset compensation for communication systems
US7933215B2 (en) * 2004-06-03 2011-04-26 Qualcomm Incorporated Synchronization on reverse link of mobile mode communications systems
KR100640581B1 (ko) * 2004-07-02 2006-10-31 삼성전자주식회사 상향 링크 통신시 엑세스 사용자의 주파수 옵셋을제어하는 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템 및 주파수옵셋 제어 방법
KR100622673B1 (ko) * 2004-10-19 2006-09-19 한국전자통신연구원 Ｔｆ ｈｏｐｐｉｎｇ 방식을 이용한 ｍｂ-ｏｆｄｍ ｕｗｂ시스템의 주파수 오프셋 추정방법
US7061425B2 (en) * 2004-11-12 2006-06-13 Motorola Inc. Frequency error tracking in satellite positioning system receivers
TW200637181A (en) * 2005-03-02 2006-10-16 Koninkl Philips Electronics Nv Methods and apparatuses for tuning filters
DE102005036860B4 (de) * 2005-08-04 2009-12-24 Infineon Technologies Ag Empfänger mit Einheiten zur Korrektur eines Frequenzversatzes
US20070028560A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Darrell Gauthier Machine for filling and closing two-piece capsules
JP4699843B2 (ja) * 2005-09-15 2011-06-15 富士通株式会社 移動通信システム、並びに移動通信システムにおいて使用される基地局装置および移動局装置
JP4470858B2 (ja) * 2005-10-28 2010-06-02 株式会社デンソー 送受信装置及び送受信装置の調整システム
ATE524885T1 (de) * 2006-02-08 2011-09-15 Alcatel Lucent Verfahren zur synchronization von übertragungen an anwender in einem hybriden funkübertragungsnetzwerk
CN101606340A (zh) 2006-10-26 2009-12-16 高通股份有限公司 无线通信系统中用于分组检测的方法和设备
US8676501B2 (en) * 2006-12-22 2014-03-18 The Boeing Company Satellite navigation using long-term navigation information
US8099186B2 (en) * 2006-12-22 2012-01-17 The Boeing Company Satellite navigation using long-term navigation information and autonomous orbit control
IL181400A0 (en) * 2007-02-18 2007-07-04 Runcom Technologies Ltd SATELLITE AND WiMAX COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD
US8457178B2 (en) 2007-03-26 2013-06-04 Qualcomm Incorporated Frequency offset estimator
US8625659B2 (en) * 2008-01-10 2014-01-07 Viasat, Inc. Receiver-based frequency response estimation
DE602008003093D1 (de) 2008-02-06 2010-12-02 Ericsson Telefon Ab L M Verfahren zur Durchführung eines Direktzugriffsverfahrens bei einer mobilen Vorrichtung
US7957343B2 (en) * 2008-03-06 2011-06-07 Qualcomm Incorporated Motion-aware mobile time and frequency tracking
US7800531B2 (en) * 2008-03-06 2010-09-21 Atheros Communications, Inc. High precision positioning system
CN102100058A (zh) 2008-06-06 2011-06-15 探空气球无线公司 通过选择最佳wlan-ps方案使用混合卫星和wlan定位系统确定定位的方法和系统
US8619672B2 (en) 2008-06-11 2013-12-31 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for multi-sector velocity mobile velocity and doppler estimate for synchronous communication systems
US20090312036A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-17 Skyhook Wireless, Inc. Methods and systems for improving the accuracy of expected error estimation in location determinations using a hybrid cellular and wlan positioning system
CN101345549B (zh) * 2008-08-29 2011-11-30 北京天碁科技有限公司 一种应用于时分同步码分多址系统的频偏估计方法和装置
US8190085B2 (en) * 2008-11-27 2012-05-29 At&T Intellectual Property I, L.P. Signal power summation using satellite transponders having orthogonal polarizations
US7859455B2 (en) * 2009-01-06 2010-12-28 The Boeing Company Local clock frequency calibration using low earth orbit (LEO) satellites
US8022877B2 (en) 2009-07-16 2011-09-20 Skyhook Wireless, Inc. Systems and methods for using a satellite positioning system to detect moved WLAN access points
US8063820B2 (en) * 2009-07-16 2011-11-22 Skyhook Wireless, Inc. Methods and systems for determining location using a hybrid satellite and WLAN positioning system by selecting the best SPS measurements
KR100982731B1 (ko) * 2009-08-10 2010-09-17 삼성탈레스 주식회사 위성 통신에서 주파수 오프셋 보정 방법
US8638256B2 (en) 2009-09-29 2014-01-28 Skyhook Wireless, Inc. Accuracy and performance of a hybrid positioning system
US20110080318A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Skyhook Wireless, Inc. Determining A Dilution of Precision Metric Using Two or Three GPS Satellites
US8279114B2 (en) * 2009-10-02 2012-10-02 Skyhook Wireless, Inc. Method of determining position in a hybrid positioning system using a dilution of precision metric
US20110116386A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 General Dynamics C4 Systems, Inc. Transmission control in a wireless communication system
US8401546B2 (en) * 2010-04-26 2013-03-19 Ecole De Technologie Superieure Universal acquisition and tracking apparatus for global navigation satellite system (GNSS)
KR101972606B1 (ko) 2010-11-03 2019-04-25 스카이후크 와이어리스, 인크. 복합 위치 결정 시스템에서 위치 추정의 신뢰성 및 정확성을 증가시키는 시스템의 방법
EP2490389B1 (de) * 2011-02-18 2015-10-21 Alcatel Lucent Vorrichtung, Verfahren und Computerprogramm zur Bestimmung eines Frequenzversatzes
CN102271005B (zh) * 2011-08-30 2014-02-19 北京华力创通科技股份有限公司 无线通信系统中载波频率的捕获方法和装置
CN103095616A (zh) * 2011-11-04 2013-05-08 上海瀚讯无线技术有限公司 下行无线传输的自动频率控制方法、装置及移动台
US9184828B2 (en) * 2012-08-21 2015-11-10 Mitsubishi Electric Corporation Communication system, communication terminal, communication method, chip clock generation method, and orthogonal code generation method
CN104518839B (zh) 2013-09-30 2017-06-27 华为技术有限公司 频偏检测方法和装置
US9749035B2 (en) 2014-03-19 2017-08-29 Hughes Network Systems, Llc Apparatus and method for network level synchronization in multiple low earth orbit (LEO) satellite communications systems
JP6361276B2 (ja) * 2014-05-15 2018-07-25 富士通株式会社 光多重装置及び光ｏｆｄｍ信号の生成方法
US9832666B2 (en) * 2014-12-19 2017-11-28 Intel Corporation Device and method for self-interference cancellation
US10416278B2 (en) 2015-02-09 2019-09-17 Concentric Real Time, Llc Radio receiver for determining location of a signal source
US9900856B2 (en) * 2015-03-20 2018-02-20 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for time or frequency synchronization in non-geosynchronous satellite communication systems
CN106559371B (zh) * 2015-09-24 2021-01-12 索尼公司 用于无线通信的电子设备以及无线通信方法
US9516617B1 (en) * 2015-11-04 2016-12-06 The Boeing Company High-speed platform telemetry system
JP6560365B2 (ja) * 2015-11-06 2019-08-14 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． キャリア中心周波数を決定する方法及び装置
GB2564406B (en) * 2017-07-06 2022-09-07 Focal Point Positioning Ltd Method and system for correcting the frequency or phase of a local signal generated using a local oscillator
US10411764B2 (en) * 2017-10-31 2019-09-10 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Apparatus and method for transmitting and receiving information and power in wireless communication system
NL2021055B1 (en) 2018-06-04 2019-12-11 Hiber B V Satellite-Modem transmission with Doppler correction and E-SSA demodulation
NL2021054B1 (en) 2018-06-04 2019-12-11 Hiber B V Modem-Satellite transmission with Doppler correction and E-SSA demodulation
RU2687884C1 (ru) * 2018-06-14 2019-05-16 Акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" (АО "РИМР") Способ определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу на основе анализа отклонения разности фаз 2 порядка
RU186027U1 (ru) * 2018-10-03 2018-12-26 Акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" Устройство определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу путем взвешенной аппроксимации фазового отклонения
US10871575B2 (en) * 2018-10-26 2020-12-22 Viasat, Inc. Multi-mode frequency compensation in mobile terminals
RU2696001C1 (ru) * 2018-11-16 2019-07-30 Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" Установка для контроля альфа-загрязненности тепловыделяющих элементов
GB2583524A (en) * 2019-05-03 2020-11-04 Samsung Electronics Co Ltd Improvements in and relating to Doppler compensation in a non-terrestrial telecommunication network
CN110673481B (zh) * 2019-10-09 2022-04-15 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 无人机属性数据的确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN111224909A (zh) * 2019-11-22 2020-06-02 辰芯科技有限公司 一种频率补偿方法、装置、用户终端和存储介质
CN110995633B (zh) * 2019-12-05 2022-05-31 成都陆玖军通科技有限责任公司 卫星通信手持机中的频率校正方法及系统
US10992398B1 (en) * 2020-04-10 2021-04-27 Totum Labs, Inc. System and method for doppler compensation using a second derivative
CN112019252B (zh) * 2020-08-03 2022-04-19 航天科工空间工程发展有限公司 低轨卫星通信系统返向频偏校正方法和系统
WO2023108270A1 (en) * 2021-12-16 2023-06-22 Macdonald, Dettwiler And Associates Corporation Systems, methods, and terminals for synchronization of signal timing between a first terminal and a second terminal
CN116155668B (zh) * 2023-04-20 2023-07-14 北京中天星控科技开发有限公司 一种抗频偏载波恢复方法、系统及存储介质

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3864634A (en) * 1973-10-01 1975-02-04 Us Navy Doppler correction circuit
DE58907319D1 (de) * 1988-04-14 1994-05-05 Ant Nachrichtentech Verfahren und Anordnung zum Reduzieren von Frequenzablagen beim Mobilfunk über Satellit.
US5095538A (en) * 1989-09-29 1992-03-10 Motorola, Inc. Calibrated method and device for narrow band Doppler compensation
JP2953260B2 (ja) * 1993-07-05 1999-09-27 ケイディディ株式会社 周波数オフセット補償方法
US5463400A (en) * 1994-06-30 1995-10-31 Motorola, Inc. Method and apparatus for synchronizing to a multi-beam satellite TDMA communication system
US5742908A (en) * 1994-09-14 1998-04-21 Ericsson Inc. Frequency error correction in a satellite-mobile communications system

Also Published As

Publication number Publication date
EP0934633B1 (de) 2007-10-24
US5943606A (en) 1999-08-24
AU4597597A (en) 1998-04-24
DE69738236D1 (de) 2007-12-06
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JP2001509324A (ja) 2001-07-10
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JP4422213B2 (ja) 2010-02-24
ZA978520B (en) 1999-04-22
AU723341B2 (en) 2000-08-24
WO1998015070A1 (en) 1998-04-09
CA2267170A1 (en) 1998-04-09
CA2267170C (en) 2009-09-08
RU2195772C2 (ru) 2002-12-27
EP0934633A1 (de) 1999-08-11
ES2296315T3 (es) 2008-04-16
ATE376723T1 (de) 2007-11-15
KR100506579B1 (ko) 2005-08-08
KR20000049035A (ko) 2000-07-25

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