专利名称：用于蜂窝数字分组数据语音信道选择的系统和方法
技术领域：
本发明通常涉及蜂窝通信，更具体地讲是涉及在一条射频传输路径中通过可用的蜂窝语音信道上注入数据信号。
通过使用无线传输蜂窝移动电话系统为任意移动用户提供直拔电话服务。一个蜂窝移动电话通信系统的服务区域被分成被称作单元的区域，每个单元具有交换，传送并接收到达和来自位于单元中的任一移动单元的呼叫的设备。每个单元发送器和接收器在一个语音信道(频率)上进行操作。在被充分分隔以避免过分干扰的各单元中一个单独的通道可用于许多同时的对话(语音信号)。这样，由于每个单元覆盖一个较小的地理区域，随着用户数量的增加，单元的数量也相应增加。由于消除噪声是很重要的，所以调频(FM)被用于单元的移动用户和基站之间的无线传输。所知的当前在美国的蜂窝移动电话服务的标准是高级移动电话系统(AMPS)。
最近，有人尝试在移动蜂窝电话用户之间发送并接收数字数据和语音信息。为此，开发出蜂窝数字分组数据(CDPD)传输标准。CDPD标准规定了移动用户和其它地面用户间的数据传输。一个根据CDPD传输标准进行操作的系统称为CDPD无线系统。
需要一种在高级移动电话系统中传输CDPD数据信号的非干扰装置，以避免建立数据传输的专用设备的高费用并采用一种不影响现有语音网络的性能的方式。
本发明是一个组合网络集，它设计成使蜂窝数字分组数据(CDPD)系统能够对组合的高级移动电话系统(AMPS)的语音信道进行采样并在通过一个传输系统功率放大器对组合语音信道进行最终放大之前把一个CDPD数据传输信号通过一个可用的语音通道注入射频(RF)传输路径。
本发明的组合器网络组件具有一个或多个输入端口，每个端口通过一个或多个发送信号功率组合器与一个或多个语音无线单元相连。组合器网络组件也可以被设计成与一个对控制信道进行接收的控制无线单元进行接口。通过这些输入端口接收的RF信号由组合器组成产生一个组合的语音(和，如果包含，控制)信道输出。一个功率分配器把混合语音(和控制)通道信号接入到一个CDPD无线单元和在组合器网络组件内部的第二个组合器。通过一个CDPD语音采样RF传输路径组合语音(和控制)通道被提供给CDPD无线单元。
CDPD无线单元处理组合语音(和控制信道和确定一个语音信道当前是否正被语音无线单元使用并在该可用语音信道上把一个CDPD数据传输信号提供给组合器网络组件。CDPD无线系统通过一个CDPD数据信号RF传输路径为组合器网络组件提供数据信号。组合器网络组件通过把数据信号和包含来自功率分配器的语音和控制信道信号的组合的AMPS信号相互组合，把CDPD数据传输信号注入主RF传输通过路径。这就产生了组合的语音，控制和数据信号。接着这个混合语音，控制和数据信号通过一个语音无线单元专用的天线部分被发送出去。
本发明的一个优点是为CDPD无线单元提供了同时采样AMPS语音无线传输活动从而使得CDPD无线系统能够瞬时确定哪个语音信道未被语音无线单元使用并通过该瞬时无效的AMPS信道把CDPD数据信号传输到RF传输路径上的能力。这使得AMPS系统能够在可用的语音信道上发送CDPD数据信号，同时在CDPD数据信号上分配实时语音信号优先级，而不必向CDPD无线电单元提供专用的AMPS信道，以用于CDPD数据信号的传输。
本发明的另一个优点是在CDPD传输数据信号和采样AMPS语音及控制信号之间保持了充分的隔离。这使得CDPD无线电单元能够精确处理AMPS语音(和控制)信道以确定哪个信道是可用的。
本发明的又一个优点是使得被注入AMPS信道的CDPD传输数据信号能够使用同一天线和相应的RF传输硬件进行AMPS传输，从而避免一个额外的CDPD无线系统专用的传输天线的费用。
本发明的还一个优点是在保留当前AMPS系统体系结构，布线和信号等级的同时在一个单结构设备中获得上述功能性目的的能力。
下面参照附图详细描述本发明的其它特性，优点和本发明的不同实施例的结构和操作。在图示中，相同的标号指示相同或相似功能的部分。另外，标号的最左数字标明该标号首次出现的图。
本发明将参照附图来加以描述，其中
图1为一个常规AMPS传输设备的模块图；图2为本发明的一个AMPS传输设备的模块图；图3为本发明的一个组合器网络组件的结构模块图；图4为由本发明的组合器网络组件执行的操作步骤的流图。
I.介绍本发明的组合器网络组件(CNA)使得一个蜂窝数字分组数据(CDPD)无线系统能够在沿着射频(RF)传输路径的一个单独位置上采样组合的高级移动电话系统(AMPS)的语音信道。组合器网络组件也使得CDPD无线系统能够通过一个瞬时可用语音信道把CDPD数据传输信号注入RF传输路径。注入点出现在采样点之后，但在通过网孔基站天线进行传输的组合语音信道放大之前。
II.高级移动电话系统(AMPS)图1说明了一个高级移动电话系统(AMPS)蜂窝移动电话系统的传输设备的常规实现。参照图1，现在讨论一个AMPS传输设备100的结构。如上所述，AMPS蜂窝电话系统是一个基于高级移动电话系统进行操作的蜂窝电话系统，在美国和其它国家为无线通信系统而建立。
传输设备100包括一些通过一个相应的与语音无线单元相关的天线部分发送语音信号的语音无线发送器。在图1所示的AMPS传输设备100中，语音无线单元102A至102F在其上传输其语音信号的语音信道在组合器104A中被组合。类似的，语音无线单元102G-102I在其上传输语音信号的语音信道由组合器104B组合。同样语音无线单元102J-102L在其上传输语音信号的语音信道由组合器104C组合。
语音无线单元102A-102L包括通常是在同一个称作收发信机的设备中的一个发送器和一个接收器。而本发明通过语音无线单元102A-102L的发送器部分输出的语音信道进行操作。这样，在下面的描述中，术语语音无线单元是指语音无线单元102A-102L的发送功能。另外，语音无线单元102A-102L集中通称作语音无线单元102。
组合器104A在语音通道RF传输路径128上输出来自语音无线单元102A到102F的组合语音信道。组合器104B在语音信道RF传输路径130上输出来自语音无线单元102G-102I的的组合语音信道。组合器104C在语音信道RF传输路径132上输出来自语音无线单元102J-102L的组合语音信道。组合器104A至104C集中通称作组合器104。这些语音无线单元发送器102的组合组在一个单独的RF传输路径上被进一步组合并以下述方式被输入到一个线性放大电路(LAC)114。
每个语音无线单元102的组合组均与线性放大电路组合器(LAC组合器)110上的一个输入端口相连。LAC组合器110具有四个输入端口120，122，124和126。在最优实施例中，四个输入端口中的一个被用于接收由一个控制无线单元产生的控制信号。由于一个输入端口被指定给控制无线单元，LAC组合器110可以在三个剩下的输入端口上接收来自三个组合器104的语音信道。这样，输入端口120与组合器104A耦合，输入端口122与组合器104B耦合而输入端口124与组合器104C耦合。如图1说明的和前面描述的结构中所示，LAC组合器具有四个输入端口。而正如本领域的技术人员会看到的，LAC组合器110可以具有任一数量的输入端口，可指定其中的任意多个接收来自语音无线单元102的语音信道。未被指定接收语音信道的LAC组合器输入端口可以为以后扩展而保留或如图1所示与语音无线单元耦合。
在本发明的最优实施例中，组合器104A-104C是9到1组合器，每个组合器均能够接收来自总共有几个在AMPS领域上操作的语音无线单元的语音信道并产生一个组合语音信道输出。而如本领域技术人员会看到的，组合器104A-104C可以是任一类型或尺寸的足以支持一给定应用，结构和选定领域的功率组合器。
例如，在一个实施例中，语音无线单元102首先与一个4到1组合器耦合，而后向组合器104的一个输入提供该组合语音无线单元信道。在这样一个结构中，每个组合器104可具有一个代表36个(9个输入中每一个均有4个无线单元)语音无线单元的输出端。在这个实施例中，从三个9到1组合器104接收组合语音元线单元信道的LAC114，接着会支持总共108个语音无线单元102。下面讨论这一结构的设计思路。
一个移动单元或用户通过在一个控制信道上发送其号码而被呼叫。当移动单元识别出其号码时，它快速获取信号最强的控制信道并发送一个确认应答。该网孔站接着使用获取的控制信道向移动单元发送语音信道指定。该移动单元和网孔基站的无线单元切换到语音信道射频和接着被使用的语音信道上。当移动用户发出呼叫时使用一个类似的序列。控制信道由控制无线单元108产生并通过一个一到六功率分配器106提供给LAC组合器110。功率分配器106也被称作功率分隔器或分隔器106。通过控制信道RF传输路径，控制信道被提供给LAC组合器110。接着控制信道与语音信道组合成一个单独的RF传输路径，由LAC114放大并通过网孔基站的天线118发送出去。
在最优实施例的发送装置中，控制无线单元108被耦合到与一个单独的天线部分118相应的LAC114上。如图1所示，控制无线单元108的输出可以被提供给多于一个LAC(通过一个LAC组合器110。)在最优实施例中，这些附加的LAC是服务网孔剩余部分的发送装置的组成部分。而正如本领域技术人员可以理解的，控制无线单元108的其它配置也是可能的。例如，在具有一个单独的耦合到各语音无线单元102的输出上的LAC或一个单独的耦合到各组合器104的输出上的LAC的蜂窝系统中，在对组合信道放大前，控制无线单元可以在沿RF传输路径的任一点上与语音信道组合。这可以是，比如在前面的结构中的一个或多个LAC的输入端上或是在后面的结构中的一个组合器104的输入端上。
回到图1说明的最优实施例，控制无线单元108的输出被输入到一个分割控制信道的功率分配器106，并提供给与包含天线部分118的网孔相应的其余传输设备的各LAC上。这种在给定网孔中，用一个控制无线电单元服务所有部分的结构配置称为传输设备100的同时广播(联播)控制特性。正如本领域技术人员所看到的，功率分配器106可以包含如支持一给定配置所必需的数量的端口。
在另一个最优实施例中，控制无线单元108被输入到一个如组合器104那样的组合器104中。在这样一个结构中，LAC组合器110的输入端口可用于接收附加的语音无线单元信道。这样，根据被服务的区域的规模，用户的数量，语音无线单元的数量，功率等电平要求，LAC114特性等等，可有各种配置。
在语音传输和控制信道信号被组成在LAC混合器110后，它们在RF传输路径136上被输出并提供给前置放大器112。前置放大器112完成众所周知的预放大功能并在RF传输路径138上把放大AMPS信号输出到LAC114。在图1中，前置放大器112和LAC114是分立单元。而在本发明的最优实施例中，前置放大器112和LAC114被包含在同一单元中，其中前置放大器用作组合放大单元的初始放大级。另外，由前置放大器112完成的预放大功能可以由多个前置放大器分多步完成。
LAC114接着放大AMPS(组合语音和控制)信号用于最终通过天线118发送出去。LAC114具有宽带容量和线性特征，使之能够同时放大许多信道上的信号。LAC114提供传输设备110的灵活性，把各种信号加入一单独RF传输路径以进行有效传输。利用非线性放大器是不能获得这样的结果的。使用一个不具有宽带容量的非线性放大器放大多个信道会导致产生互调产品或副产品。即在被放大的主信号附近产生了不希望得到的信号。这些不期望得到的信号污染了网孔的无线电波并降低了系统的性能。本发明的LAC放大语音信道信号使产生的这些互调产品的最小量。从而使频谱内外的污染最小。结果，各天线部分均具有一个相应的LAC114，支持由给定天线118的所有语音无线单元102产生的语音信道。
LAC114接着通过RF传输路径140把它们前向发送给一个发送滤波器116。该经组合、放大、滤波的信号然后通过一个RF传输路径142传送给网孔站的天线部分118。在图1说明的结构中，说明了一个单独的发送滤波器116。而正如本领域的一个普通技术人员可看到的，本发明中可使用任意数量的发送滤波器。例如，发送滤波器116可以由一系列的发送滤波器替代。如图1所示，LAC114和LAC组合器110与一特定天线118相连。
在本发明的最优实施例中，天线118服务网孔区部分，被称作一个天线区域并因而被称作一个分区天线。由天线118服务的天线区域为120度。这样，需要三个传输设备200以完全服务一个网孔(3个装置×120度/每装置＝360度)。而正如本领域的一个技术人员可以看到的，天线118可以是具有定向或全向区域的在分区网孔或全向网孔中进行操作的任意种类的天线。
RF传输路径136，138，140和142是经过传输设备100传送AMPS信号以进行最终广播的主RF传输路径。这些RF传输路径被集中称为主RF传输通路路径。
如上所述，传输设备100是AMPS系统的一部分。例如传输设备100是由AT&T，Whippang，N.J.，U.S.A提供的AT&TAutoplex系统1000系列II的网孔站的组成部分。图1所示的传输设备100的操作在本领域中是众所周知的。通常语音无线单元102根据蜂窝用户的连接和撤除连接活动被指配操作频率和天线分区及打开和关闭。
III.蜂窝数字分组数据(CDPD)根据众所周知的蜂窝数字分组数据标准一个CDPD无线单元是在移动用户和其它移动或固定用户之间传输数据的蜂窝子系统。如上所述，希望把这样一个CDPD无线系统集成入AMPS系统以便可以共享AMPS系统的传输设备，从而省去CDPD无线系统的专用设备的需求。
一个CDPD无线系统执行发送功能和接收功能。通常这两种功能由一个单独的称作收发信机的装置来完成。本发明只用CDPD无线单元的发送部分进行操作。这样，在后面的讨论中，述语CDPD无线单元是指CDPD无线单元的发送功能。
CDPD数据被分组并以脉冲方式发送出去。一个单独的消息可以用在时间上分离的连续的脉冲串序列发送出去。另外，这些分立的数据脉冲可以在不同的频率上发送。接收方移动用户被提供以必须的有关数据分组号和信道赋值的控制信息。因而，CDPD数据无需实时发送。
在本发明的最优实施例中，CDPD无线单元也具有采样技术的能力，在本领域中称作“RF取样”，以在一给定信道或信道集上检测是否存在AMPS活动。CDPD无线单元可以动态设定数据分组的每个脉冲发送的频率。由于数据传输的分组特性，许多用户可以共享同一信道并在传输大量短数据包时，CDPD方案比当前可用的传输数据方法更为节省费用。
本发明的组合器网络组件可实现把CDPD无线单元的数据信号非入侵地注入现存的语音无线单元的RF传输路径的期望目的。为达到该目的，必要的信息(AMPS信道活动)必须提供给CDPD无线单元以便进行处理。另外，必须提供一个装置来对由CDPD无线单元产生的CDPD数据信号和现存的AMPS信道进行组合。把CDPD无线信道提供给语音无线单元，当CDPD无线单元通过采样RF传输路径208上可用的信号发现一个信道来被使用时，它就在可用AMPS信道上发送CDPD数据信号。CDPD无线单元可以在暂时未用的语音信道上继续发送数据消息直到发送完一个完整的消息。
本技术的优点是，把CDPD无线单元集成入AMPS系统而不影响语音传输的实时特性。AMPS呼叫被赋予比CDPD呼叫高的优先级。通过传送必要的信息给CDPD无线单元以进行处理，本发明使CDPD无线单元能够保持AMPS信号优先级。CDPD无线单元通过采样AMPS信道并接着动态改变(“跳跃”)到一个可用AMPS信道来保持该优先级。这样，组合器网络组件为CDPD无线单元提供了完成其“抽样和跳跃”功能的机制。
为实现上述把CDPD无线数据信号非入侵地注入一现存语音无线单元的RF传输路径的期望目的，发明者考虑过许多已被发现是不实际且费用高的结构和方案。
发明者考虑的一个方案是把CDPD数据发送信号注入LAC混合器110的输入并在LAC114的某个时间点上采样RF传输路径。这可通过提供CDPD数据信号给组合器104的一个输入或直接给LAC组合器110的一个输入来完成。由于CDPD无线单元的采样电路需要足够的灵敏度以检测CDPD发送器信号和CDPD发送器信号与AMPS语音发送信号组合之间的功率电平的改变，所以这个方案很难实现。这就是说，CDPD无线单元必须检测语音无线单元已作为CDPD无线单元开始在信道上(在同一频率上)发送信号的时刻。由于部件的寿命或功率电平因环境条件的变化，将进一步降低可能性。另外，如果AMPS语音无线单元102以低于CDPD信号的功率电平发送信号，则检测是不可能的。
另一个方案是单独采样由组合器104输出的语音信道线路128，130和132。在语音信道被采样后，传输线路128，130和132被组合成单独的发送路径并和CDPD数据传输信号一起被输入到LAC组合器110。这个方案没有前述第一个方案的缺点。但该方案由于费用高从而是不理想的。它在组合器104的每个输出上均需要一个双向功率分配器以向CDPD无线单元提供由相应语音无线单元产生的语音信道传输。该方案也需要一个与各组合器104的相联的隔离器以防止CDPD数据传输信号干扰数音信道传输采样路径。另外，该方案需要一个附加的组合器把来自双向组合器的输出组合成用于CDPD无线单元的一个采样信号。这些额外的硬件增加了系统的建设和维护费用。最后，LAC组合器110的一个输入需要被注入CDPD传输信号。这就限制了LAC114支持的语音无线单元数量。
在本发明的最优实施例中实现的方案是在LAC组合器110之后沿RF传输路径上的一个单独的点上进行采样功能。然后，在位于采样点之后但在LAC114进行功率放大之前的一点上将CDPD传输信号注入RF传输路径。下面参照图2和图3描述这种结构。
图2是包括用于数字数据传输的CDPD无线单元的本发明的AMPS传输设备的模块图。参照图2，现在描述本发明的操作。在本发明的最优实施例中，本发明得以实现的AMPS系统是由AT&T，Whippang，N.J.，U.S.A提供的AT&TAutoplex系统1000系列II网孔站。而正如本领域的一个技术人员可以看到的，本发明也可以在任何蜂窝电话系统的传输设备中实现。图2说明了得到的包括本发明的组合器网络组件202和一个CDPD无线单元204的传输设备200。CDPD无线单元104位于网孔中并与现存的AMPS网孔设备集成一体。
本发明是一个在传输设备100中实现的CDPD组合器网络组件，它用来替代和完成LAC组合器110的功能并使CDPD无线单元204能够以前述方式进行操作。组合器网络组件202将CDPD无线单元204集成到AMPS系统系列II的传输设备100中从而得到图2所示的传输设备200。
如图1所述，传输设备200包括许多组合成组的无线单元102，对应于天线118，通道该天线，语音无线单元102产生的语音无线信道被发送。每个组合器104接收许多语音无线单元的输入并在RF传输路径128，130和132上产生组合语音信道。控制无线单元通过功率分配器106为LAC组合器110提供一个的控制信道。
每个组合语音和控制无线单元组102，108均与本发明的组合器网络组件202(下面详细讨论)相连。另外，CDPD无线单元204通过两个RF传输路径(一个CDPD数据信号RF传输路径206和一个CDPD语音采样RF传输路径208)与组合器网络组件202耦合。
组合器网络组件产生一个包括语音和控制信道的输出，如图1的传输设备100所示。而在本发明的传输设备200中，组合器网络组件202的输出也包括一个由CDPD无线单元204在一个可用语音无线频率上产生的CDPD数据传输信号。该组合的语音，控制和数据信号被提供给进行预放大的前置放大器。接着，通过RF传输路径138提供给LAC114以供放大。而后，又通过RF传输路径140提供给发送滤波器116并最终通过RF传输路径142传送给天线118。
IV.组合器网络组件(CNA)图3为一个本发明的组合器网络组件202的最优实施例的模块图。参照图3，现在描述组合器网络组件202的结构和操作。
组合器网络组件202具有四个输入端口304，306，308和310。由于组合器网络组件202被设计用来替换传输设备100中的LAC组合器110，所以四个输入与三个组合器104和功率分配器106相连。输入304通过控制信道RF传输路径134与功率分配器106耦合，输入306通过语音信道RF传输路径132与组合器104C耦合，输入308通过语音信道RF传输路径130与组合器104B耦合，而输入310通过语音信道RF传输路径128与组合器104A耦合。
正如前面讨论的，存在两个本发明的组合器网络组件202借以与CDPD无线单元204接口的射频传输路径。第一个是CDPD语音采样RF传输路径208，CDPD无线系统204通过该路径采样组合AMPS语音信道。CDPD语音采样RF传输路径208在输出端口312与组合器网络组件202相连。第二个是CDPD数据信号RF传输路径206，CDPD无线系统204借以在一可用AMPS语音频率上把数据传输信号注入RF传输路径。CDPD数据信号RF传输路径206在输入端口314与组合器网络组件202相连。
组合器网络组件202使用一个4到1输入组合器302来组合语音和控制信号。输入组合器302完成类似于图1的LAC组合器110完成的功能。由输入组合器302输出的组合AMPS信号在RF传输路径316上被提供给一个非平衡双向功率分配器318。功率分配器318通过RF传输路径320把组合AMPS信号接到输出端口312。该组合信号接着通过CDPD语音采样RF传输路径208被提供给CDPD无线单元204。
功率分配器318也通过RF传输路径324把在RF传输路径316上接收的组合AMPS信号接到一个循环器(circulator)322。循环器322防止CDPD无线单元324错误地采样其自身的信号(下面讨论)。组合AMPS信号在RF传输路径326上被从循环器322输出到一个非平衡双向功率组合器328。
现在讨论非平衡功率分配器318和组合器328的设计思路。如上所述，期望在AMPS系统中实现本发明以替代LAC组合器110而不必修改系统的其它部件。这样，不用改变输入组合器网络组件202的AMPS信号电平，即以相同的AMPS信号电平。类似地，组合器网络组件202必须在与图1的LAC组合器110相同的功率电平上输出AMPS信号。换句话说，AMPS信号在组合器网络组件202中必须经过与LAC组合器110相同的插入损耗。
图1说明的和前面所述的LAC组合器110的从输入到输出的总插入损耗近似于12dB。在组合器网络组件中，输入组合器302的插入损耗为6dB。1到2功率分配器318和2到1功率组合器328均具有3dB的损耗。这样，组合器网络组件202的总插入损耗为12dB。这是AMPS信号经过具有理想的平衡组合器和分配器时经历的理想损耗。而实际上，由于设备的不同，不匹配和环境条件等因素，会有更大的损耗。
为获得特定的总插入损耗，功率分配器和组合器被设置成提供更多的功率给AMPS信号和更少的功率给采样和CDPD信号。例如，功率分配器318不是给RF传输路径320和324分配3dB的损耗，而是设置成分配不相等的比如4dB和2dB的损耗。这使得组合器网络组件202能够维护在输出端口332上的初始AMPS信号电平上。正如本领域的技术人员可以看到的，功率分配器318和组合器328的具体设置依赖于信号的功率电平、期望的插入损耗和AMPS信号在组合器网络组件中因其它部件而经历的损耗。
CDPD数据RF传输路径330和语音与控制RF传输路径326在2到1组合器328的两个分离的端口输入。在这两个输入端口间存在一个漏损度。例如，在CDPD数据RF传输路径330接收的信号可能会漏回RF传输路径326，从而导致上游干扰。在没有某种隔离的情况下，这种上游干扰沿RF传输路径324传播并可能会通过功率分配器318干扰RF传输路径320。在这种情况下，当CDPD无线单元204采样组合AMPS信号时，它也检测任何已被注入组合器网络组件200的CDPD数据信号。这导致CDPD无线单元204确定出一个AMPS语音无线单元正在该频率上进行传输因而不可用于注入CDPD数据信号。这种情况无限持续，导致CDPD数据信号不被发送出去。
循环器322可以防止这种现象发生。在组合器328的两个输入端间的隔离对于信号功率电平是不够的，从而导致上述回漏。在本发明的最优实施例中，循环器322具有三个端口。第一个端口与RF传输路径324耦合；第二个端口与RF传输路径326耦合，而第三个端口被称为终端端口，与一个耗散器耦合。在最优实施例中，耗散器是一个50欧姆的接地电阻。
循环器322通过把漏回RF传输路径326的信号通入循环器的终端端口在RF传输路径中增加更多的隔离。该信号被充入负载并在终端耗散。这样，如顺时针指示箭头所示，从RF传输路径324输入的信号被传到RF传输路径326。以同样的方式，从RF传输路径326接收的信号被传到终端端口。
配有终端端口的循环器被称作隔离器。这样，循环器322也被称作隔离器。如上所述，循环器322是一个三端口装置。而正如有关领域技术人员可以看到的，也可以使用其它类型的循环器。该设计思路包括期望隔离度和信号的功率电平差别。
如上所述，CDPD无线系统204产生数据传输信号进入一个暂时可用的语音频率或信道。通过CDPD数据信号RF传输路径206和数据输入端口314该数据传输信号被提供给组合器网络组件202。一旦被组合器网络组件202接收，CDPD数据传输信号沿着RF传输路径330传到功率组合器328。功率组合器328把在RF传输路径326上接收的组合AMPS信号和在RF传输路径330上接收的CDPD数据传输信号相互组合。接着这个组合的语音，控制和数据信号通过输出端口322被输出到通向LAC114的RF传输路径210。
在本发明的组合器网络组件中，语音，控制和数据信道被以这样的方式进行组合，即保持和所替换的LAC四路组合器110相同的AMPS信号插入损耗。这样，组合器网络组件202对于AMPS无线系统是透明的。另外，本发明涉及的CDPD数据传输的非入侵分组特性使得许多包括数据和语音的用户能够在不降低CDPD数据传输的情况下接入同一传输信道。通过CDPD无线单元使用的采样和跳跃技术的优点，AMPS呼叫(语音无线传输)被赋予第一优先级，而在必要时数据信号传输被AMPS语音传输抢先。
参照图4，现在描述本发明的组合器网络组件的操作。在步骤402，组合器网络组件202在输入端口310通过语音信道RF传输路径128接收来自组合器104A的组合语音信道。同时，组合器网络组件202分别在输入端口308和306通过语音信道RF传输路径130和132接收附加的来自组合器104B和104C的组合语音信道。在同一时间，组合器网络组件202在输入端口304通过控制信道RF传输路径134接收一个控制信道。
在步骤404，组合器网络组件202通过使用一个四到一输入组合器302来组合从组合器104和功率分配器106接收的语音信道和联播控制信道。接着组合AMPS信号被四到一组合器302输出并在RF传输路径316上提供给一个非平衡双向功率分配器318。
在步骤406，功率分配器318通过RF传输路径320在RF传输路径316上把组合AMPS信号接到输出端口312。接着通过CDPD语音采样RF传输路径208将这些组合信号提供给CDPD无线单元204。功率分配器318也通过循环器322把组合AMPS信号接到一个非平衡双向功率组合器328。
在步骤408，组合器网络组件202在输入端口314通过CDPD数据RF传输路径206从CDPD无线系统单元204接收传输到一个可用AMPS语音信道的CDPD数据传输。功率组合器328组合RF传输路径326上的语音和控制信道以及RF传输路径上的CDPD数据传输信号。
在步骤412，通过输出端口332该组合语音、控制和数据信号被输出到LAC114的语音、控制和RF传输路径210。
在本发明的最优实施例中，组合器网络组件202与CDPD无线单元204配合操作。而如本领域技术人员可以看到的，本发明也可以支持任一种具有在可用语音射频上采样射频信道并把数据信号注入射频传输路径能力蜂窝通信子系统。
类似地，本发明的最优实施例被设计成在AMPS系统系列II上操作。而正如本领域的技术人员可以看到的，本发明也可以和其它根据AMPS标准设计操作的系统配合操作。另外，本发明可以和根据其它现在或以后出现的标准进行操作的无线通信系统配合操作。例如，本发明可以和一个根据象移动电话系统(MTS)或改进的移动电话系统(IMTS)那样的原有标准进行操作的无线蜂窝通信系统配合操作。
虽然已描述了本发明的各实施例，但应明白这些实施例只是以举例而不是限定的方式给出的。这样，本发明的宗旨和范围不应根据任一上述示例的实施例来加以限定，而应根据下面的权利要求书及其等价说明来定义。
权利要求
1.用于具有数据传输无线单元的蜂窝网络传输设备中的组合器网络组件，包括一个被设置成组合来自一个或多个组合器的多个组合语音信号以产生一个组合的语音信道信号的第一组合器；一个被设置成组合来自数据传输无线单元的数据传输信号和上述组合语音信道信号以产生一个组合语音和数据信号的第二组合器；一个位于上述第一组合器和第二组合器之间被设置成把上述组合语音信道信号送到数据传输无线单元和上述第二组合的功率分配器；其中数据传输无线单元RF采样上述组合语音信道信号并通过一个可用语音信道发送上述数据传输信号。
2.如权利要求1所述的组合器网络组件，其中还包括一个位于上述功率分配器和上述第二组合器之间被设置成隔离上述功率分配器防止干扰通过上述第二组合器漏回的隔离器。
3.如权利要求2所述的组合器网络组件，其中上述功率分配器和上述第二组合器被设置成在组合器网络组件中实现预定的插入损耗。
4.一个蜂窝电话网络传输设备，其中包括一个或多个被设置成通过选定的语音信道传输语音信号的语音无线单元；一个或多个被设置成组合由上述一个或多个语音无线单元发送的语音信号以产生一个组合语音信道信号的组合器；一个被设置成处理一个或多个语音信道以确定上述语音信道是否包含语音信号并在上述被处理的语音信道不合语音信号时进一步被设置成在上述被处理的语音信道发送数据信号的数据传输系统；一个组合器网络组件，与上述一个或多个组合器和上述数据传输系统耦合，被设置成接收和组合来自上述一或多个组合器的组合语音信道信号与来自上述数据传输系统的上述数据信号以产生一个组合语音和数据信号；与上述组合器网络组件耦合，用于放大上述组合语音和数据信号的放大器装置；一个与上述放大器装置耦合，用于发送上述组合语音和数据信号的天线。
5.如权利要求4所述的设备，其中上述组合器网络组件包括第一组合器，被设置成组合来自一个或多个组合器的多个上述语音信道信号以产生上述组合语音信道信号；第二组合器，被设置成组合来自上述数据传输系统的数据信号和上述组合语音信道信号以产生上述组合语音和数据信号；一个功率分配器，位于上述第一组合器和上述第二组合器之间被设置成把上述组合语音信道信号送到上述数据传输无线系统和上述第二组合器；其中上述数据传输无线系统RF采样上述组合语音信道信号并通过一可用语音信道发送上述数据传输信号。
6.如权利要求4所述的传输设备，其中上述数据传输系统是一个蜂窝数字分组数据系统。
7.如权利要求4所述的传输设备，其中还包括位于上述功率分配器和第二组合器之间，隔离上述功率分配器防止干扰通过上述第二组合器回漏的隔离装置。
8.如权利要求4所述的传输设备，其中上述功率分配器和第二组合器被设置成实现上述组合器网络组件中的预定插入损耗。
9.如权利要求4所述的传输设备，其中上述放大器装置是一个宽带线性RF放大器。
10.在具有一个数据传输系统的蜂窝电话传输设备中组合由数据传输系统产生的数据信号和语音信号的方法，其中包括的步骤有(a)从一个或多个语音无线单元接收一个或多个语音信道；(b)为数据传输系统提供上述一个或多个语音信道；(c)从上述数据传输系统接收数据信号以可用语音信道上传输；(d)组合上述一个或多个语音信道和上述携带上述数据信号的可用语音信道；(e)把上述一个或多个语音信道和上述可用语音信道输出到一个RF放大器进行放大和后续传输。
11.如权利要求10所述的方法，其中还包括下述步骤(f)在上述步骤(b)前在一内部组合器中组合上述一个或多个语音信道。
12.如权利要求11所述的方法，其中还包括下述步骤(g)接收一个来自控制无线单元的控制信道；(h)组合上述控制信道和上述一个或多个语音信道以得到一个组合AMPS信道。
13.在具有数据传输系统的蜂窝电话传输设备中组合由数据传输系统产生的数据信号和语音信号的方法，其中包括下述步骤(a)通过一个或多个组合器接收来自一个或多个语音无线单元的一个或多个组合语音信道；(b)在一内部组合器中组合上述来自一个或多个组合器的一个或多个语音信道以得到一个组合语音信道并把上述组合语音信道提供给一个功率分配器；(c)由功率分配器把上述组合语音信道接到上述数据传输系统；(d)从上述数据传输系统接收数据信号并传输到可用的语音信道上；(e)由一个组合器组合上述语音信号和数据信号；(f)把上述组合语音和数据信号输出到一个RF放大器进行放大和后续传输。
全文摘要
一个使蜂窝数字分组数据(CDPD)系统能够采样高级移动电话系统(AMPS)语音信道并把CDPD传输数据信号注入传输前的信道功率放大之前的组合器网络组件。该组件在语音信道被组合后采样并而后在进行功率放大之前注入CDPD数据传输信号。该组件把来自语音无线单元和控制无线单元的输入进行组合产生由功率分配器分配并输出到CDPD无线单元进行采样的组合语音和控制信道输出。当语音信道可用时，CDPD无线单元在可用语音信道上把数据传输信号注入该组件。接着由宽带线性RF放大器放大通过天线区域发送出去。
文档编号H04J1/00GK1120294SQ95109970
公开日1996年4月10日 申请日期1995年7月13日 优先权日1994年7月15日
发明者彼得·贾恩诺格罗, 利奥·R·鲁依拉德 申请人:美国电报电话公司