專利名稱：在衛星系統中協助束標識的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及衛星通信和衛星通信系統，尤其涉及傳播延遲的估計與補償，所述傳播延遲與衛星通信網絡中衛星束的標識相關聯。
II.
背景技術：
常規衛星通信系統包括一個或多個地面基站(以下稱網關)、用戶終端，如移動電話以及一個或多個用于在用戶終端和網關之間傳播通信信號的衛星。網關從衛星接收并向其發送可能進入近地軌道(LEO)的信號、處理通信鏈路或呼叫并在需要時將呼叫互連或轉移到合適的地面網絡。即，網關提供基于地面的鏈路來允許系統用戶與其它系統用戶通信，或向地面服務提供者，如公共交換電話網(PSTN)、數據網絡、無線通信系統或其它衛星網關提供通信鏈路。
盡管移動電話或無線用戶終端向用戶提供了增強的移動性和靈活性，這類電話的迅速增加增加了對相關通信系統的需求。例如，就基于衛星的通信系統來說，在與電話建立通信鏈路、確定提供者使用何種服務以及向電話用戶提供位置定位服務中，確定系統用戶的位置相對其它來說是極其重要的。然而，移動電話漫游的靈活性令這一進程復雜化。
大多數通信衛星發射一個“覆蓋區”，包括若干個無線電鏈路或通信信號束，它們被分組來提供用于在覆蓋區覆蓋的地理區域中與系統用戶通信的覆蓋范圍。可能分配一個特定用戶終端，盡管是臨時的，根據該用戶終端的地理位置使用特定衛星束來傳輸通信信號。因此，衛星通信系統網關必須知道用戶終端位置，來通過合適的服務衛星束向特定用戶提供合適的通信服務。從而，為特定用戶或地理區域提供服務的特定衛星束的知識對網關提供通信服務的能力來說是基本的。
該進程的另一方面是正當地建立到其它通信服務提供者的通信鏈路，如PSTN和數據網絡。這些服務提供者通常與特定地面地理區域相關聯，并僅處理與其相應區域相關聯的通信鏈路。例如，網絡可能具有政府許可或與消費者的各類商業協議來服務特定的區域。在提供這些地理相關服務之前也需要用戶終端位置的知識。衛星束的標識是確定用戶終端位置中一個必須的步驟。
有許多常規方法來確定衛星通信系統用戶的位置。例如，某些技術必須測量用戶終端和關聯的衛星之間的距離并確定與確定的距離相關的變化率。當這些距離測量與其它數據組合時，用戶終端的位置可能被精確地確定。使用衛星用戶終端距離和距離變化率來確定用戶終端位置的技術在美國專利號6,078,284，名為“Passive Position Determination Using Two Low Earth Orbit Satellites”中，6,327,534，名為“Unambiguous Position Determination Using Two Low-EarthOrbit Satellites”中，6,107,959，名為“Position Determination Using OneLow-Earth Orbit Satellite”中有揭示。此外，美國專利號6,137,441，名為“Accurate Range And Range Determination In A Satellite CommunicationsSystem”中揭示了一種用于補償衛星運動來增強用戶終端位置信息的精確度的技術。
然而，盡管衛星與關聯的用戶終端之間的運動可以被確定，在這些測量中經常出現誤差，這是由于如天線增益特性的影響，或者，例如因為特定的衛星可能相對用戶終端來說在較低的高度。這些誤差經常導致網關誤標識服務或通信衛星束并因此誤判斷用戶終端位置。衛星束的誤標識的最終結果是經常拒絕系統服務，或者甚至是對關聯用戶的無線電鏈路獲取完全失敗。
可能出現另一誤差源，成為被通信系統用來容納多系統用戶的特定通信技術或用戶接入方法的實現的一部分。有多種技術來為多系統用戶提供對通信系統的接入。兩個知名的多址連接技術包括時分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)，其基礎在本領域中是眾所周知的。然而，擴展譜調制技術，如碼分多址(CDMA)因其在愈加帶寬限制的環境中容納多用戶的能力而明顯更合乎需要。
CDMA技術在多址連接通信系統中的使用在美國專利號4,901,307，名為“Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite OrTerrestrial Repeaters”中，以及5,103,459，名為“System And Methos ForGenerating Signal Waveforms In A CDMA Cellular Telephone System”中揭示，以上兩專利都轉讓給本發明的受讓人，并通過引用結合于此。用于提供CDMA移動通信的方法在美國由電信工業協會在TLA/EIA/IS-95-A，名為“Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread SpectrumCellular System”中被標準化，這里稱為IS-95。其它通信系統或技術在IMT-2000/UM，或國際移動電信系統2000/全球移動電信系統中有描述，所覆蓋的標準稱為寬頻CDMA(WCDMA)、cdma2000(如cdma2000 1x或3x標準)或TD-SCDMA。
在使用CDMA的衛星通信系統中，大量用戶終端通過衛星和網關使用擴展譜通信信號來通信，每一用戶終端都具有一個收發器。通過使用CDMA，相關頻譜可能多次重新使用，由此允許系統用戶容量的增加。因此，CDMA比其它用戶接入技術在頻譜上更有效。盡管CDMA在是頻譜上有效的，CDMA在與上述移動站或終端誤定位誤差相關的問題上還是稍微易受攻擊的。CDMA系統尤其易受攻擊的一個范圍是用戶越區切換的范圍。
當移動站通信會話或鏈路，如正在進行的呼叫或對話從一個衛星束傳遞到另一各衛星束時，出現越區切換。通常有兩種類型的越區切換，硬越區切換和軟越區切換。在硬越區切換中，當移動站從一個束的覆蓋區域內移動到另一將要提供服務的目的地或目標束的覆蓋區域時，終端中斷其與服務束的通信鏈路，并與目標束建立新的通信鏈路。然而，在軟越區切換中，移動站在中斷其與當前束的通信之前與目標束建立鏈路。這一技術在本領域中被稱為先接后斷。另外，在軟越區切換中，對目標束的正確標識的確定與服務束的位置有關。因此，在軟越區切換中，移動站同時與服務束和目標束通信。
軟越區切換技術在美國專利號5,267,621，名為“Mobile Station-AssistedSoft Handoff in a CDMA Cellular Communications System”中揭示，該專利轉讓給本發明的受讓人，并通過引用結合于此。在′621專利的系統中，軟越區切換進程根據使用對每一束發送的用于方便特定移動站對衛星的接入的導頻信號的強度的測量來預測。作為背景，移動站對基于CDMA的通信系統或通信信號的接入在前向鏈路中提供，即，在從衛星到移動站的方向中。前向鏈路包括三種類型的輔助信道至少一個導頻信道、同步信道以及一個或多個尋呼信道。這些輔助信道由系統使用來建立并管理與移動站的通信會話。
導頻信道包括導頻信號的發送，作為潛在系統用戶或訂戶的信標，并被用戶終端或移動站所使用，來獲取初始系統同步并提供對基站發送的信號的健壯的時間、頻率和相位跟蹤。在擴展譜通信系統，如那些基于IS-95的系統中，基站由用于擴展通信信號的偽隨機噪聲(PN)碼中的相位偏移，也稱為導頻信號的PN偏移來定性或辨別。通常，每一陸地基站使用相同的擴展碼，但在碼相位偏移上不同。作為選擇，對衛星系統更典型的是，在通信系統中使用基于獨特的PN多項式的一列PN碼，不同的PN碼可能用于不同的網關以及每一軌道平面的衛星。本領域的技術人員很容易理解，能夠根據需要分配多或少PN碼來標識通信系統中源或中繼器的特定信號。
在基于衛星的系統中，為從眾多候選束中確定正確的目標衛星束，即哪一束覆蓋用戶終端的位置，用戶終端通過確定導頻信號強度和PN碼或碼相位偏移來搜索合適的導頻信號。這一進程通過對每一電位碼和碼相位偏移執行相關操作來完成，其中，所有接收的導頻信號與一組特定的PN碼偏移值進行相關運算。用于執行相關操作的方法和裝置在美國專利號5,805,648，名為“Method And ApparatusFor Performing Search Acquisition In A CDMA Communication System”中有詳細描述，該專利轉讓給本發明的受讓人，并通過引用結合于此。
為最初與通信系統建立通信鏈路，用戶終端必須首先獲取與系統關聯的導頻信號。用戶終端在通過解調同步信道來解調該導頻信號和系統定時時，接收該導頻信號的PN碼和相位偏移信息。然而，在用戶終端越區切換到新衛星束之前，必須將接收到的導頻信號與一組PN碼和碼偏移值進行相關運算，來確定最可能的目標衛星束的PN偏移。
通信系統衛星和用戶終端之間的傳播延遲量經常是重大卻不確定的，并且可能導致要檢測的PN偏移值中的未知移位。即，用戶終端由于延遲檢測到一個更大的相位移位，而不是原始信號源。這些移位可能導致用戶終端誤標識新越區切換或目標衛星束。在引用的參考中，當新目標衛星相對當前服務的衛星在水平面上較低時，尤其可能出現未知傳播延遲。
因此，需要一種技術，通過允許用戶終端以估計傳播延遲的方式獨立地驗證與目標或新目標衛星相關聯的PN偏移測量來補償傳播延遲的作用。 發明的簡要描述 本發明提供了一種用于獨立驗證PN偏移測量的系統和方法。通過使用目標衛星的多普勒(Doppler)和多普勒變化率，可以在用戶終端內估計到衛星的航程。通過過濾這些測量，并使用整型數學，用戶終端可以將多普勒測量轉換為航程估計，再轉換為PN偏移估計。這一PN偏移估計然后可以與用戶終端測得的PN偏移值相比較。如果PN偏移估計與測得的PN偏移之差大于一個預定值，則指示誤差或丟棄該測量。
與這里包含并概括描述的本發明的原理相一致，本發明包括一種用于確定通信系統、如衛星系統中的定時偏移誤差的方法。該方法包括在終端確定與來自第一發送器的第一發送器信號(比如來自第一衛星的第一束)相關聯的第一定時偏移。該方法還包括在終端根據第一定時偏移確定與來自第二發送器的第二發送器信號(比如來自第二衛星的第二束)相關聯的第二定時偏移。估計從用戶終端到第一發送器或衛星的第一航程，并估計從用戶終端到第二發送器或衛星的第二航程。最后，確定信號到達時間差和估計的第一和第二航程之差之間的誤差。
在進一步的方面中，估計第一和第二航程包括分別確定與第一和第二衛星束相關聯的多普勒頻率以及所確定的多普勒頻率的變化率。
也提供了一種方法在配置為使用低地軌道衛星系統通信的用戶終端中執行束標識，該用戶終端包括一處理器，所述處理器配置為從服務衛星接收包括第一定時偏移的第一衛星束，并便于從第一衛星束到第二衛星束的越區切換，第二衛星束是從目標衛星輻射的。該方法包括在用戶終端獲取第二衛星束；根據第一定時偏移確定第二衛星束的第二定時偏移；根據第二定時偏移標識第二衛星束，估計從用戶終端到服務衛星的第一航程；估計從用戶終端到目標衛星的第二航程；根據所估計的第一航程和所估計的第二航程之差確定定時差；計算第二定時偏移和定時差之差；以及當第二定時偏移和定時差之差大于預定值時確認第二衛星束的標識。
依照本發明構造的示例用戶終端包括接收模塊，該模塊配置為接收并解調分別與第一和第二發送器關聯第一和第二發送器信號，所述發送器信號比如分別與第一和第二衛星束關聯的第一和第二衛星束信號。第一和第二衛星束從相應的第一和第二衛星接收到。用戶終端還包括耦合至接收模塊的處理器。該處理器配置為(i)確定與第一發送器或衛星束信號相關聯的第一定時偏移，該第一定時偏移表示第一衛星束的第一束ID，(ii)確定與第二發送器或衛星束信號相關聯的第二定時偏移，該第二定時偏移根據第一定時偏移確定，并表示第二衛星束的第二束ID，以及(iii)在用戶終端測量分別與第一和第二衛星束信號相關聯的多普勒特性，以分別驗證第一和第二束ID。
相應的多普勒特性用來確定分別與用戶終端和每一所述第一及第二衛星相關聯的第一和第二航程。最后，用戶終端適用于將第一和第二航程轉換為相對定時差，并根據該定時差和結合束ID的所估計的航程差的比較結果確定第二束ID中存在的誤差。
本發明的特點和優點包括獨立驗證用戶終端的PN偏移或束ID測量的能力。這一能力增強了標識衛星束的精確性，由此增加了用戶終端獲得對通信系統的接入的確定性。起因于低水平面衛星及由此產生的PN偏移誤差的未知傳播延遲能夠被確定并被補償。因此，可以提高用戶終端確定目標衛星束的衛星束ID的精確性。相應地，用戶可以使用具有增加精確性的衛星通信系統，在該衛星系統中，所需的系統服務不會被打斷或完全被拒絕。 附圖的簡要描述 結合在本說明書中并成為其一部分的
了本發明的實施例，并且與描述一起解釋了本發明的目的、優點以及原理。附圖中 圖1是說明常規低地軌道衛星通信系統的系統圖； 圖2是描述在圖1的系統中從一個衛星到另一個衛星的用戶終端軟越區切換的說明； 圖3是描述圖1的系統中一個衛星束模式或覆蓋區的格式的圖； 圖4描述了圖1的系統中兩個衛星覆蓋區的覆蓋范圍內的用戶； 圖5是描述起因于傳播延遲的束標識誤差的定時圖； 圖6是描述典型衛星終端位置確定的圖； 圖7是描述起因于圖5所示傳播延遲的用戶終端定位誤差的圖。
圖8是依照本發明構造并布置的用戶終端的結構圖； 圖9是描述用于確定與來自相應衛星的第一和第二衛星相關聯的定時偏移的方法的流程圖； 圖10說明了與衛星和用戶終端相關聯的幾個矢量的關系； 圖11是描述用于確定從用戶終端到關聯的第一和第二衛星的航程的方法的流程圖；以及 圖12是描述用于確定與圖10的方法所確定的航程關聯的定時差的方法流程圖。 本發明的實施例的詳細描述 以下本發明的詳細描述參考說明與本發明一致的示例實施例的附圖。可以采用其它實施例，并且可以在本發明的精神和范圍內對實施例作出修改。因此，以下詳細描述并非局限本發明。當然，本發明的范圍由所附權利要求書來定義。
本領域的技術人員可以理解，如下所述，本發明可能以圖示的許多不同的硬件、軟件、固件和/或實體的實施例來實現。任何具有專門控制的硬件來實現實施例的實際軟件代碼并不是本發明的限制。因此，已知這里提出的細節的級別，本發明的操作和行為將在理解對實施例的修改和變化是可能的基礎上作出描述。
圖1說明了可使用本發明的示例衛星通信系統。盡管考慮該通信系統使用了CDMA通信協議和信號，但這不是必須的。在圖1中，示例LEO衛星通信系統包括第一和第二衛星，分別為102和104。同時包括的還有網關106和108以及便攜式用戶終端110，所述用戶終端110包括通過天線109發送和接收信號的通信單元111。最后，提供了移動用戶終端113。網關106和108處理與便攜式用戶終端110和移動終端113關聯的呼叫，并提供到電話網絡114和數據網絡115的通信鏈路。衛星102和104發送射頻信號，即，衛星束，以便提供網關106和108與用戶終端110和113之間的通信鏈路。特別地，衛星102發送衛星束B1122、B1142、B1162和B1182，衛星104發送衛星束B1194和B1204。
在該示例中，用戶終端110和113的每一個具有或包括裝置或無線通信設備，比如但不限于蜂窩電話、無線聽筒、數據收發器或尋呼機或位置確定接收器。如需要，每一用戶終端還可以是手持式、交通工具(包括如汽車、卡車、船、火車以及飛機)中安裝的()便攜式或者固定的。例如，圖1說明了用戶終端110是手持式設備，用戶終端113是便攜式交通工具中安裝的設備。無線通信設備有時候也稱為移動無線終端、用戶終端、移動無線通信設備、訂戶單元、移動單元、移動站、移動無線電或在其它通信系統中簡單地為“用戶”、“移動”、“終端”或“訂戶”，由偏好決定。
通常，衛星提供被指示為覆蓋單獨的通常非交迭的地理區域的“覆蓋區”內的多個束。這里，衛星束B112、B114、B116和B118-B120以預定的模式為不同地理范圍提供衛星覆蓋。通常，不同頻率的多束，稱為CDMA信道、“子束”或頻分多路復用(FDM)信號、頻率槽或信道，它們可能交迭同一地理范圍。示例系統100的一個實施例包括多個衛星，在大約1,400千米的高度的不同軌道平面上行進，來服務大量用戶終端。然而，本發明并不局限于這一構造，可能適合于各類不同的衛星系統和網關構造，包括其它軌道高度、距離以及星座等等。在圖1的示例系統中，網關106和108也控制向用戶終端的特定衛星的分配。當用戶終端從一個地理覆蓋范圍轉移到另一地理覆蓋范圍時，從一個衛星束到另一衛星束或從一個衛星到另一衛星出現越區切換以便提供連續的用戶終端覆蓋。
圖2說明了用戶從一個衛星束越區切換的另一衛星束的過程。在圖2中，便攜式用戶終端110沿時間線200行進。在t1時刻，終端110處于服務衛星束B114的覆蓋范圍內。當終端110沿x方向繼續前進，在t2時刻，用戶終端位于衛星102的衛星束B1142和衛星104的目標衛星束B1204的共同覆蓋范圍內。這里，在服務網關如網關106能夠向終端110傳送消息和呼叫之前，終端110必須向網關106傳遞衛星束B114和B120的精確標識。在一個示例實施例中，個別衛星在給定覆蓋區內在每一頻率上可包括多達16個或更多衛星束。由此，每一衛星可在16個不同的衛星束的任一個上向用戶提供通信鏈路，如圖3所示。
在圖3中，表示了一個衛星的示例覆蓋范圍或覆蓋區。即，衛星102和104的每一個的覆蓋區包括個別衛星束B105-B120，每一個在覆蓋區內都具有其自己的位置或模式。在覆蓋區中的是圖1所示的衛星束B112、B114、B116和B118-120。同樣，如后文更詳細描述的，不同衛星可能共享相同或類似的束構造及束標識號。同一衛星內的個別束可以根據其PN碼偏移來相互區別，如上文所討論的。來自相鄰衛星的束可以根據不同的PN多項式來相互區別，如上文所討論的。不同PN偏移也可以在某些系統中用來將束從具有相同束ID號的相鄰衛星中區別出來，所述某些系統比如長度等PN序列參數不相同的系統。
圖4提供了位于衛星束B1142和B1204的覆蓋范圍中的用戶終端110的更詳細說明。在圖4中，終端110必須能夠清楚地標識目標束B1204。盡管束B1142和B1204使用了類似的導頻信號，然而這些束的相關聯的PN偏移和/或PN多項式不同，加上一些未知的傳播延遲。參考回圖3，每一衛星束B105-B120具有與被多個束共享的公用定時序列相對應的唯一PN偏移。特別地，在圖1的示例通信系統中，個別衛星束之間的定時(碼偏移)差為約15毫秒(ms)。因此，接近或超過15ms的傳播延遲可以阻礙用戶終端110對PN偏移的精確測量。結果，可能出現衛星束B1204的誤標識。與一個衛星束關聯的PN相位偏移與其束ID密切相關。另外，其它因素，如仰角和天線增益差，也能夠在精確標識關聯衛星束時對誤差程度起到作用。
圖5說明了衛星間的傳播延遲可能對衛星束標識具有的影響。在圖5中，與每一衛星102和104關聯的相對定時沿相應時間線502和504說明，作為比較。如上文討論的，來自同一衛星的束具有相似的導頻信號，盡管在本示例實施例中每一信號具有不同的PN偏移。然而，來自相鄰衛星的衛星束通過在用戶終端測得的并由衛星間的傳播延遲引起的到達時間差異來相互區別。
時間線502描述了衛星102的衛星束B1122-B1152之間的定時關系。時間線504說明了衛星104的衛星束B1204和衛星102的衛星束B1142之間的潛在定時關系。如圖所示，在這一定時關系中，小定時誤差506是可以容忍的。小定時誤差506大約等于衛星間的最大期望傳播延遲。這一延遲約為正負7.5ms。然而，大于這一值的傳播延遲可以轉化為PN碼偏移測量誤差，并最終導致關聯衛星束的誤標識。
為說明的目的，顯示來自衛星102的衛星束B1142沿時間線502在t2時刻到達用戶終端110。然而，來自衛星104的衛星束B1204，顯示為沿時間線504，可以在來自衛星102的衛星束B1142到達前后到達用戶終端110。即，來自衛星104的束B1204可以在時間線502的t2之前出現，相差的值等于t2-x，也可能在之后的某一點出現，由于傳播延遲最多可相差t2+x。因此，圖5說明的傳播延遲為正負約8.5ms。在示例通信系統100中，相鄰衛星束的間隔僅為約15ms。因此，接近或大于約15ms的延遲將在PN偏移測量中引入誤差。圖5說明的正負8.5ms的傳播延遲表示可能引入PN偏移測量誤差的17ms延遲。因而，用戶終端110將誤標識目標衛星104的衛星束B1142。這一誤標識的意義在圖6和7中有更清楚的說明。
圖6描述了用戶終端110、服務衛星102和目標衛星104之間的定時關系。特別地，圖6顯示了衛星束B1142的相位偏移PN114和衛星束B1204的相位偏移PN120之間的關系。如上文所指出的，來自相同衛星的不同衛星束的PN偏移是基于束ID相關的。來自不同衛星的衛星束的PN偏移同樣相關。在圖6中，例如，PN120是偏移PN114加上用戶終端110和目標衛星104之間的期望最大傳播延遲PD的函數。然而，如果實際傳播延遲與期望最大傳播延遲PD不同的值大于值506，PN120就可能無法精確確定。用戶終端通過搜索可用PN偏移值(所有可能的偏移)的窗口來搜索目標衛星束的PN偏移。這一搜索技術在本領域中是公知的。然而，這些技術并不是故障保險的，并且可能最終產生位置或標識誤差。
圖7說明了有誤差的PN碼偏移測量的影響。在圖7中，用戶終端110測量傳播延遲PD時的誤差可能產生誤差702。誤差702最終會導致網關106認為衛星104位于不正確的位置704，而不是其實際定位706。網關106可能也相信用戶終端位于不正確的位置708，而不是其實際位置710，結果，可能分配不正確的服務或終止用戶終端110的接入。因此，通過使用常規技術，用戶終端110無法辨認出PN114和PD的和PN120也包含了誤差702。如果誤差702超過了同一衛星的衛星束之間的期望定時，這將尤其重要。
本發明向用戶終端110提供了獨立驗證目標衛星束的PN碼相位偏移測量的能力。這一獨立驗證可以在示例通信系統110的用戶終端和網關間建立更可靠的通信鏈路。
如圖8所示，通信單元111包括用于通過天線109發送和接收信號的收發器802以及用于分別對發送和接收的信號執行調制和解調的調制/解調單元804。處理器806與通信單元111電氣連接來處理信號。處理器806可包括公知的標準元件或廣義函數或包括各類可編程電子設備的通用硬件，或在命令、固件或軟件指令下操作來執行期望功能的計算機。示例包括由軟件控制的控制器、微處理器、一個或多個數字信號處理器(DSP)、專用電路模塊以及專用集成電路(ASIC)。當用戶終端最初獲取服務衛星然后越區切換到目標衛星時，在處理器806中執行圖9所示的方法或過程來獨立地驗證目標衛星的PN偏移測量。
在圖9中，用戶終端110使用示例通信系統100建立通信鏈路。由此，終端110最初從衛星102獲取衛星束B1142，如步驟900所示。作為信標的導頻信號通知用戶終端110衛星束B120的存在。由于用戶終端110可能在其它衛星束的覆蓋范圍內，因此用戶終端110測量所有接收到導頻信號的強度，來確保與最近衛星的最強衛星束的連接。當接收的導頻信號具有大于預定值的信號強度時，導頻信號從接收器802被傳送到實行解調的解調器804。
一旦用戶終端110成功地從衛星102獲取導頻信號并因此被允許解調同步信道，用戶終端110就確定所獲取的導頻信號的PN碼偏移。PN偏移表示束ID，如步驟902所示。在當前示例實施例中，用戶終端110現在知道它已獲取衛星102的衛星束B1142。只要用戶終端110保持活動狀態，就不需要再次解調CDMA同步信道。因此，在給定用戶終端的任一特定通信會話中，導頻信道和同步信道的解調僅需出現一次。在這一會話中，向用戶終端110通知衛星束ID。
衛星束ID的知識是關鍵的，因為它是關聯的網關向用戶終端提供對尋呼信道的接入的關鍵。尋呼信道是其它通信關聯的消息和尋呼信息被轉發到用戶終端的媒介。因此，如果用戶終端110要保留其通信鏈路，則要求到尋呼信道的接入。
最終，用戶終端110的服務或通信鏈路將在從當前服務衛星束B1142到目標或新目標衛星束的越區切換過程中被傳送，如圖2所示，并在圖9的步驟904中描述。當用戶終端最初接收與潛在目標衛星束關聯的新導頻信號時，它最初沒有辦法知道關聯的束ID。為確定束ID，用戶終端110必須首先確定新束的PN偏移，如步驟906描述的。為確定新導頻信號的PN偏移，用戶終端110搜索所有可用PN相位偏移值(所有可能的偏移)的窗，所述PN相位偏移值可以被儲存在處理器806的內存(未示出)中。為執行這一搜索，用戶終端110會使用服務衛星束B1142的PN偏移作為參考點。如圖6更清楚地說明的，目標衛星束PN120的PN偏移值是服務衛星束PN114的PN偏移值和最大期望傳播延遲PD的和。用戶終端110根據同一衛星的衛星束之間的標準定時關系來執行這一過程，如上文所討論的。
在示例通信系統100中，同一衛星內的相鄰衛星束的導頻信號的定時或偏移被近似以15ms間隔。因此，當用戶終端110搜索并找到來自不同衛星的目標衛星束的導頻信號時，它使用預定的定時增量，并且根據實際定時間隔建立試驗性的束ID。這一過程在步驟908中描述。在通信系統100中，步驟902中確定的參考PN定時偏移是圖6所示的PN114。
如上所述，該過程容納小的PN偏移誤差，如圖5的誤差506。這一程度的誤差可以小于或等于最大期望傳播延遲，并小于15ms的束間隔。然而，超過誤差值506的傳播延遲可能導致用戶終端110不正確地測量新獲取的導頻信號的PN偏移。然而，在示例通信系統100中，使用獨立PN偏移確認技術作為對步驟906的PN偏移確定過程的驗證或有效性檢查。
獨立確認技術使用當前提供服務的衛星102以及預期要提供未來服務的目的地或目標衛星104的多普勒和多普勒變化率，以便估計其相應的自用戶終端110的航程。即，用戶終端110被配置為周期性測量衛星導頻信號的多普勒和多普勒變化率。多普勒特性的使用提供了測量由衛星和用戶終端110之間的航程差所引起的信號傳播延遲的方法。
通過過濾多普勒測量，用戶終端110能夠將多普勒測量轉換為航程估計。航程估計之間的差然后被轉換為估計的PN碼偏移值。然后將這一估計的PN偏移值與步驟906中確定的值相比較。如果在期望傳播延遲內(小于或等于門限)，所估計的PN偏移值與步驟906中確定的值相匹配，則可以確認或驗證步驟908中確定的目標衛星束的束ID。下文參考圖10提供了多普勒和多普勒變化率確定的更詳細討論。一種用于測量衛星中航程和航程速度的技術在美國專利號6,137,441，名為“Accurate Range And Range Rage Determination In ASatellite Communications System”中解釋，該專利被轉讓給本發明的受讓人，并通過引用結合于此。
圖10描述了衛星102或104以及用戶終端110之間存在的矢量關系。特別地，用戶終端110測量衛星束的多普勒偏移和多普勒變化率。在討論這一過程之前，表1示出了若干相關已知量。
表1.常量常量值描述F2.49*109Hz前向鏈路頻率c2.998*108m/s光速v7.152*103m/s衛星速度RE6.378*106m地球半徑RH1.414*106m衛星高度RS7.792*106m衛星軌道半徑，RE+RH 圖10的示圖的思想是衛星102或104在近圓形軌道上繞地球1002而行。盡管地球具有不規則形狀并因此不是完全圓形，然而為測量多普勒特性可以忽略這一不規則性。在圖10中，矢量v代表衛星的速度，矢量v′代表衛星的加速度，并且矢量r代表從用戶終端110指向衛星102或104的方向矢量。在速度矢量v和衛星航程矢量r之間形成一個角度θ。
目的是計算方向矢量的長度R＝|r|，也被定義為從衛星102/104到用戶終端110的航程。用戶終端110也必須確定航程R變化得有多快，即航程速度R′。航程速度R′由以下表達式給出<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>v</mi> <mo>·</mo> <mi>r</mi> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 使用以上R′的定義，并使用公式(1)兩邊的導數，產生航程加速度值，由以下表示<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mo>′</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>v</mi> <mo>′</mo> </msup> <mo>·</mo> <mi>r</mi> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mi>v</mi> <mo>·</mo> <msup> <mi>r</mi> <mo>′</mo> </msup> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>v</mi> <mo>·</mo> <mi>r</mi> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> </mrow> <msup> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 其中v′是衛星的加速度，為地球重力的函數，r′等于衛星速度。
下一步，公式(2)的三項的每一項可以寫成
見圖10<math> <mrow> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>R</mi> <mi>S</mi> </msub> </mfrac> <mi>sin</mi> <mi>θ</mi> </mrow> </math> <math> <mrow> <mfrac> <mrow> <mi>v</mi> <mo>·</mo> <msup> <mi>r</mi> <mo>′</mo> </msup> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>R</mi> </mfrac> </mrow> </math> <math> <mrow> <mfrac> <mrow> <mi>v</mi> <mo>·</mo> <mi>r</mi> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> </mrow> <msup> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msup> <mi>R</mi> </mfrac> </mrow> </math> 將以上三項代入公式(2)，得到，<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mo>′</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>R</mi> <mi>S</mi> </msub> </mfrac> <mi>sin</mi> <mi>θ</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msup> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> R′可以重寫并代入(3)<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>v</mi> <mo>·</mo> <mi>R</mi> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>vR</mi> <mi>R</mi> </mfrac> <mi>cos</mi> <mi>θ</mi> <mo>=</mo> <mi>v</mi> <mi>cos</mi> <mi>θ</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 由此，航程加速度R″變為<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mo>′</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>R</mi> <mi>S</mi> </msub> </mfrac> <mi>sin</mi> <mi>θ</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>R</mi> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>θ</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> <math> <mrow> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>R</mi> <mi>S</mi> </msub> </mfrac> <mi>sin</mi> <mi>θ</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>R</mi> </mfrac> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>θ</mi> </mrow> </math> 公式(5)可以對R進行重新排列<math> <mrow> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>θ</mi> </mrow> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mo>′</mo> </mrow> </msup> <mo>+</mo> <mfrac> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>R</mi> <mi>S</mi> </msub> </mfrac> <mi>sin</mi> <mi>θ</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 為解公式(6)中的R，需要sinθ和R″。sinθ通過使用(1-cos2θ)來解，cosθ與已知量、即多普勒偏移有關。R″從另一已知量多普勒變化率中得到。由此，可以重寫公式，將多普勒表示為f<math> <mrow> <mi>f</mi> <mo>=</mo> <mi>F</mi> <mfrac> <mi>v</mi> <mi>c</mi> </mfrac> <mi>cos</mi> <mi>θ</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 對cosθ求解，并使用sin2θ＝(1-cos2θ)，sin2θ變為<math> <mrow> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> <mi>θ</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>fc</mi> <mi>Fv</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>8</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 下一步，公式(4)可以重新排列為<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> <mo>=</mo> <mi>v</mi> <mi>cos</mi> <mi>θ</mi> <mo>=</mo> <mi>c</mi> <mfrac> <mi>f</mi> <mi>F</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>9</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 通過使用R′對t的導數，R″變為<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mo>′</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mi>c</mi> <mfrac> <msup> <mi>f</mi> <mo>′</mo> </msup> <mi>F</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>10</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 公式(10)中的f′是多普勒變化率df/dt，是現在可以使用已知技術來估計的量。使用公式(8)和(10)，現在可以成功地計算公式(6)中的R。在通信系統100中，對服務衛星102和目標衛星104都可以計算航程R。
下一步，計算所得的航程R必須轉換為估計的PN碼偏移值來檢查最初在步驟906中確定的PN偏移。為將航程R轉換為PN偏移值，第一和第二衛星102和104的航程差除以光速
參考圖2、11和12描述該過程的一個示例，該示例描述了用戶終端110下一步的過程來檢查最初在步驟906中確定的PN偏移。首先，用戶終端110中的處理電路或元件(如ASIC)必須配置為執行上述公式(1)-(11)中表達的操作。以這一方式配置，用戶終端110能夠確定目標衛星束B1204的多普勒偏移和多普勒變化率，如圖11中步驟1100所描述的，并在圖2中示出。下一步，用戶終端110測量與衛星束B1142關聯的多普勒偏移和多普勒變化率，如步驟1102所述。當得知與衛星束B1142和B1204關聯的多普勒和多普勒變化率后，用戶終端可以確定衛星104自用戶終端110的航程R104，如步驟1104所述。同樣，用戶終端110確定衛星102自用戶終端110的航程R102，如步驟1106所述。
在圖12中，如公式(10)所表達的，目標衛星束B1204的PN偏移可以從上述確定的航程R104和R102得出。因此，如步驟1200所示，用戶終端110確定R104和R102之間的差，并將該差轉換為衛星束B1204的導頻信號的PN差。由此，用戶終端110現在具有來自步驟1200的估計PN差值，以及來自步驟906的確定PN差值。用戶終端110現在可以將估計的PN差與確定的PN差相比較，如步驟1202所述。
如步驟1204所述，如果所確定的PN差和估計的PN差之間的差小于預定值，用戶終端110可以確認早先來自步驟908的衛星束B1204的標識。在目前的示例實施例中，預定值約為10ms。約10ms的值足夠容納衛星102和104之間的最大期望傳播延遲，即約+/-7.5ms，如上所述。
另一方面，如果來自步驟1200的估計的定時(偏移)的PN差大于預定值，如步驟1206所述，早先的衛星束B1204標識被認為是錯誤，并被丟棄。盡管本發明的示例實施例使用了相關計算或約10ms大小的搜索窗來確定確定的PN碼偏移和估計的PN碼偏移是否匹配，或是否處于預選的相互相關的時段之內，本領域的技術人員可以理解，根據需要也可以選擇其它值或窗大小。
提供了一種替換技術來確定航程。這里，可以使用二次方程方法來確定航程，如下所述<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mo>′</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>[</mo> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> <mo>]</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <msub> <mi>GM</mi> <mi>E</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msup> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>E</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> <msubsup> <mrow> <mn>2</mn> <mi>RR</mi> </mrow> <mi>s</mi> <mn>3</mn> </msubsup> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>12</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 其中，G等于重力常量；并且ME等于地球的質量。
可以重新排列這一表達式，得到 aR2+bR+d＝0， 其中 a＝GME； b＝2R3sR″；以及<math> <mrow> <mi>d</mi> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>s</mi> <mn>3</mn> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>[</mo> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> <mo>]</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>GM</mi> <mi>E</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>E</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </math> 可以使用公式(12)的二次方程表達式來得到航程信息，并且仿真中顯示，一個根總是為正，而另一個根總是為負。
通過使用上述技術，用戶終端110通過使用束ID確認技術，補償衛星之間的傳播延遲，能夠增加標識目標衛星束的精確性。當目標衛星束被精確標識，用戶終端110可以更可靠地接入示例通信系統100的系統資源。因此，本發明對常規衛星束標識技術提供了一種確認和證明。
以上對較佳實施例的描述提供了一種說明和描述，并非窮盡或將本發明局限在所解釋的精確形式上。修改與變化可能與以上教學是一致的，也可以從本發明的實踐中得到。因此，應當注意，本發明的范圍由權利要求及其等效權利要求來定義。
權利要求
1.一種確定衛星系統中定時偏移誤差的方法，包括
(a)在用戶終端確定與來自第一衛星的第一衛星束相關聯的第一定時偏移；
(b)根據所述第一定時偏移在用戶終端確定與來自第二衛星的第二衛星束相關聯的第二定時偏移；
(c)估計從所述用戶終端到所述第一衛星的第一航程；
(d)估計從所述用戶終端到所述第二衛星的第二航程；以及
(e)根據所述估計的第一和第二航程之差確定第二定時偏移中的誤差。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二定時偏移是導頻信號PN相位偏移。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述PN相位偏移與基于碼分多址的通信系統相關聯。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，(c)和(d)的至少其中之一包括確定與所述用戶終端和所述第一及第二衛星相關聯的多普勒特性。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述多普勒特性包括多普勒頻率和多普勒頻率的變化率。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一和第二航程可以從以下表達式近似
<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mo>′</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>[</mo> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> <mo>]</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mi>G</mi> <msub> <mi>M</mi> <mi>E</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msup> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>E</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>R</mi> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>s</mi> <mn>3</mn> </msubsup> </mrow> </mfrac> </mrow> </math>
其中，R″是航程加速度，R′是航程速率，R′是從用戶終端到衛星的航程，RE是地球半徑，Rs是衛星軌道半徑，v是速度矢量，G是重力常量，ME是地球質量。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，估計所述第一和第二航程的步驟包括分別確定(i)與所述第一和第二衛星束相關聯的多普勒頻率以及(ii)所確定的多普勒頻率的變化率。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一和第二定時偏移是導頻信號PN相位偏移。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述PN相位偏移與基于碼分多址的通信系統相關聯。
10.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一和第二航程可由以下表達式得到
<math> <mrow> <msup> <mi>R</mi> <mrow> <mo>′</mo> <mo>′</mo> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>[</mo> <msup> <mi>R</mi> <mo>′</mo> </msup> <mo>]</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mi>G</mi> <msub> <mi>M</mi> <mi>E</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msup> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>E</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>R</mi> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>s</mi> <mn>3</mn> </msubsup> </mrow> </mfrac> </mrow> </math>
其中，R″是航程加速度，R′是航程速率，R′是從用戶終端到衛星的航程，RE是地球半徑，Rs是衛星軌道半徑，v是速度矢量，G是重力常量，ME是地球質量。
11.一種確認低地軌道衛星系統中衛星束標識的方法，所述低地軌道衛星系統包括至少一個用戶終端，所述用戶終端配置為(i)從始發衛星接收第一衛星束，所述第一衛星束包括第一定時偏移，以及(ii)便于從所述第一衛星束到第二衛星束的越區切換，所述第二衛星束從目標衛星輻射，所述方法包括
(a)根據所述第一定時偏移確定所述第二衛星束的第二定時偏移；
(b)估計從所述用戶終端到始發衛星的第一航程；
(c)估計從所述用戶終端到目標衛星的第二航程；以及
(d)根據所估計的第一和第二航程之差確定所述第二偏移中的誤差。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，(d)包括
(i)測量與所述第一和第二衛星束相關聯的多普勒特性；
(ii)確定與所述第一和第二衛星相關聯的航程；以及
(iii)根據所確定的航程確定定時差。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所有所述定時偏移和定時差都是導頻信號PN相位中的差異。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述導頻信號PN相位偏移和所述定時差與基于碼分多址的通信系統相關。
15.一種在配置為使用低地軌道衛星系統通信的用戶終端中執行衛星束標識的方法，所述用戶終端包括處理器，所述處理器配置為(i)從服務衛星接收包括第一定時偏移的第一衛星束，以及(ii)便于從所述第一衛星束到第二衛星束的越區切換，所述第二衛星束從目標衛星輻射，所述方法包括
(a)在用戶終端獲取第二衛星束；
(b)根據所述第一定時偏移確定所述第二衛星束的第二定時偏移；
(c)根據所述第二定時偏移標識所述第二衛星束；
(d)估計從所述用戶終端到所述服務衛星的第一航程；
(e)估計從所述用戶終端到所述目標衛星的第二航程；
(f)根據所估計的第一航程和所估計的第二航程之差確定定時差；
(g)計算所述第二定時偏移和所述定時差之差；以及
(h)當所述第二定時偏移和所述定時差之間的所述差異大于預定值時，確認所述第二衛星束的標識。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述預定值是用戶可選擇的。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于，步驟(g)通過將所述第一和第二航程之間的差除以光速來完成。
18.一種用戶終端，包括
接收模塊，配置為接收并解調分別與第一和第二衛星束相關聯的第一和第二衛星束信號，所述第一和第二衛星束分別從第一和第二衛星接收到；以及
耦合至所述接收模塊的處理器，并配置為(i)確定與所述第一衛星束信號相關聯的第一定時偏移，所述第一定時偏移表示所述第一衛星束的第一束ID，(ii)確定與所述第二衛星束信號相關聯的第二定時偏移，所述第二定時偏移根據所述第一定時偏移來確定，并代表所述第二衛星束的第二束ID，以及(iii)在用戶終端測量與所述第一和第二衛星束信號相關聯的相應多普勒特性，以分別驗證所述第一和第二束ID；
其中，所述相應的多普勒特性用來確定分別與所述用戶終端和每一所述第一和第二衛星相關聯的第一和第二航程；以及
其中，所述用戶終端適用于將所述第一和第二航程轉換為第三定時偏移，并根據所述第二和第三定時偏移的比較結果確定所述第二束ID中誤差的存在。
19.如權利要求18所述的用戶終端，其特征在于，所述第一和第二衛星束信號包括根據碼分多址模式進行的編碼。
20.如權利要求18所述的用戶終端，其特征在于，所述多普勒特性至少包括多普勒頻率和與其相關聯的變化率。
21.如權利要求18所述的用戶終端，其特征在于，所有所述定時偏移都包括導頻信號PN相位偏移。
22.如權利要求18所述的用戶終端，其特征在于，所述第一和第二定時偏移必須在預定的時間窗內相匹配。
23.如權利要求22所述的用戶終端，其特征在于，所述預定的時間窗小于所述第一和第二衛星束之間的位置間隔。
24.如權利要求22所述的用戶終端，其特征在于，所述預定的時間窗大于所述第一和第二衛星束之間的已知傳播延遲。
25.一種確定通信系統中定時偏移誤差的方法，包括
(a)在用戶終端確定與來自第一發送器的第一發送器信號相關聯的第一定時偏移；
(b)根據所述第一定時偏移在用戶終端確定與來自第二發送器的第二發送器信號相關聯的第二定時偏移；
(c)估計從所述用戶終端到所述第一發送器的第一航程；
(d)估計從所述用戶終端到所述第二發送器的第二航程；以及
(e)根據所估計的第一和第二航程之差確定所述第二定時偏移中的誤差。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一和第二定時偏移是信標信號相位偏移。
27.一種用戶終端包括
接收模塊，配置為接收并解調分別與第一和第二發送器相關聯的第一和第二發送器信號；以及
耦合至所述接收模塊的處理器，并配置為(i)確定與第一發送器信號相關聯的第一定時偏移，所述第一定時偏移表示第一發送器ID，(ii)確定與所述第二發送器ID相關聯的第二定時偏移，以及(iii)在所述用戶終端測量與所述第一和第二發送器信號相關聯的相應多普勒特性，以分別驗證所述第一和第二發送器ID；
其中，所述相應的多普勒特性用來確定分別與所述用戶終端和每一所述第一和第二發送器相關聯的第一和第二航程；以及
其中，所述用戶終端配置為將所述第一和第二航程轉換為定時差，并根據所述第二定時偏移和所述定時差之間的比較結果確定所述第二發送器ID中誤差的存在。
全文摘要
提供了一種用于根據多普勒和多普勒變化率確定衛星系統中定時偏移誤差的系統和方法。用戶終端(110，113)確定分別與來自相應第一和第二衛星(102，104)的第一和第二衛星束(1 142，1204)相關聯的第一和第二定時偏移(902，906)。下一步，用戶終端(110，113)確定與第一和第二衛星束(1100，1102)相關聯的多普勒和多普勒變化率。從測得的多普勒和多普勒變化率可以估計定時偏移，并將該定時偏移與用戶終端自己確定的定時偏移(906)相比較。如果比較結果不產生預定門限內的值，則聲明束標識誤差。
文檔編號H04B1/00GK1608352SQ0282595
公開日2005年4月20日 申請日期2002年10月23日 優先權日2001年10月25日
發明者J·J·安德森, J·戴, F·M·-M·奈, E·B·維克多 申請人:高通股份有限公司