專利名稱：在無線電話中使頻率同步的方法和執(zhí)行該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在無線電話中使頻率同步的方法，其中移動單元和地點固定的基站通過預(yù)定數(shù)量的頻率進行通信，而且在時幀內(nèi)的一個時隙中發(fā)送一個帶有識別所述基站的代碼的消息。本發(fā)明另外還涉及一種執(zhí)行該方法的裝置。
在無線電話中規(guī)定了預(yù)定長度的時幀(幀)，這些時幀被再分為預(yù)定長度和數(shù)量的時隙。基站在時隙內(nèi)進行發(fā)射，而且移動單元必須按照所屬的基站進行同步，也就是說它必須找到基站按照其發(fā)射消息的時隙和頻率。所述的消息還包括有關(guān)當(dāng)前頻率和時隙的說明以及識別基站的代碼。只有在該信道上接收了某個數(shù)量的消息，才可以引入或接收通話。
如果從移動單元向基站建立傳輸，則在一個預(yù)定的信道上、也即在預(yù)定的時隙和預(yù)定的頻率上來實現(xiàn)它，該信道一直保持不變，直到在某種情況下因產(chǎn)生干擾的干擾電臺而必須被切換。
在歐洲廣泛流行的、用于在無線電話中對傳輸進行規(guī)定的協(xié)議為歐洲數(shù)字無繩電信協(xié)議(DECT)。在此，傳輸頻帶被再分為較少的頻帶。如果采用該DECT協(xié)議來傳輸所述具有頻率說明和識別碼的消息或有用消息，則它對于快速的信道切換和頻繁快速的頻率切換是不適合的。
在另一種尤其在USA使用的、名為美洲數(shù)字無繩電信協(xié)議(ADCT)的協(xié)議中，所述的傳輸頻帶被再分為大量的頻帶，譬如75個頻帶，其中每個頻率必須以平均相等的頻度進行使用。于是，輻射功率應(yīng)該均勻地分布在整個頻帶上。這需要根據(jù)系統(tǒng)譬如在每個時幀之后進行非常頻繁的頻率切換，以便在另一頻率上傳輸每個消息。這種快速而頻繁的頻率切換被稱為“跳頻”。
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，提供一種本文開頭所述類型的方法和裝置，在遵守DECT協(xié)議所包含的預(yù)給定的情況下，利用該方法和裝置可以按照ADCT協(xié)議實現(xiàn)更快速和更頻繁的頻率切換。
在方法方面，該任務(wù)通過如下方式來解決至少從一部分所述的識別碼中導(dǎo)出一個密鑰；確定預(yù)定數(shù)量的不同的單義頻率序列，所述的頻率序列總是包含所有的頻率；將該頻率序列中的一個分配給所述的控制信號，并利用該控制信號選出所述的頻率序列；而且在頻率切換時，由相關(guān)的基站和移動單元按照預(yù)定的順序來依次使用在所分配的頻率序列中所包含的頻率。
在裝置方面，該任務(wù)通過如下方式來解決在所述的基站和移動單元側(cè)分別裝設(shè)一種頻率切換計算單元，并在該頻率切換計算單元的輸入側(cè)輸入了接收所述密鑰的密鑰寄存器的內(nèi)容和確定當(dāng)前頻率的頻率寄存器的內(nèi)容，而且其輸出側(cè)被連接在所述的頻率寄存器上。
本發(fā)明的基本思想在于，在DECT協(xié)議的方法中產(chǎn)生某個數(shù)量的頻率列表。所述的頻率隨機或偽隨機地分布在每個列表內(nèi)。每個列表是單義的，也就是說每個頻率在這種列表中只出現(xiàn)一次。因為知道當(dāng)前的頻率和識別碼，因此可以(譬如依據(jù)DECT協(xié)議)從接收的消息中推導(dǎo)出使用這些列表中的哪一個。于是總可以在頻率切換時用一種簡單的方式從相關(guān)的列表中查取接下來的頻率。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點，即無需對DECT協(xié)議進行變化，而是可以不變地采用DECT標(biāo)準(zhǔn)。于是不需要附加的信道來傳輸所述的頻率序列。
原則上可以把所述的頻率列表暫存在一個完整的表格中。但本發(fā)明的優(yōu)選實施方案在于，總是利用不同的算法計算出在工作期間具有所述頻率序列或信道序列的列表，其中總是從直接位于前面的信道出發(fā)求出接下來的信道。
一種尤其簡單、但滿足大多數(shù)應(yīng)用情況的算法在于，在數(shù)目為40個列表的情況下通過如下算法求出信道的頻率fx+1＝mod(75[(fx+Y)]，其中Y＝1、2、4、7、8、11、13、14、16…68、71、73、74。
本發(fā)明的一種優(yōu)選擴展方案在于，每個頻率序列具有多個不同的單義的子頻率序列，這些子頻率序列利用子密鑰來確定。它們還可以通過另一種表格而在基站和移動單元中進行確定。所述的子密鑰和所述的消息一起譬如在冗余比特位上從基站發(fā)送給移動單元。
在此，如果一個子序列的頻率已運行完，則根據(jù)另一表格或相關(guān)的子密鑰自動地引入運行下一個子序列。于是，不再計算和運行一個單義的、n個頻率值的序列，而是運行一系列用子密鑰進行識別的多個單義的子序列。
采取如下做法也是比較有利的，即在根據(jù)所屬的列表實施頻率切換之前，為預(yù)定數(shù)量的時幀、譬如40個時幀保持一個頻率，而且傳輸一個關(guān)于還要在當(dāng)前的頻率上發(fā)射幾次的信息。對此，采取如下做法就足夠了，即在所述的移動單元中設(shè)立一個計數(shù)器，在該計數(shù)器中分析那些利用相同頻率進行發(fā)送的時幀的數(shù)量信息。該信息可以簡單地從所述除了上述用于當(dāng)前頻率和識別碼的信息之外還包含有諸如塊校驗消息等校驗數(shù)字的消息中推導(dǎo)出來，其中所述的校驗數(shù)字可以單義地分配給基站和所屬的移動單元。
下面借助附圖所示的實施例來進一步闡述本發(fā)明。其中
圖1示出了傳輸模式的圖解；圖2示出了基站的框圖；以及圖3示出了移動單元的框圖。
圖1逐行且上下錯開地畫出了均具有兩個時幀F(xiàn)RB、FRH的三個頻道FR0、FR2和FR74的實施例。左邊的時幀F(xiàn)RB被分配給基站，而右邊所示的時幀F(xiàn)RH被分配給移動單元。
每個時幀F(xiàn)RB、FRH被再分為預(yù)定數(shù)量的時隙TSR。在所示的實施例中每個時幀具有12個時隙TSL，這些時隙針對基站被編號為0～11，針對移動單元被編號為12～23。
為了在基站和移動單元之間同步，還由基站在固定的時隙內(nèi)、并利用預(yù)定的頻率序列發(fā)射一個消息NT，該消息內(nèi)包含有識別基站的代碼。所述移動單元首先被調(diào)節(jié)成利用該頻率序列中的任一頻率進行接收。如果發(fā)射頻率和接收側(cè)所調(diào)節(jié)的頻率相一致，而且識別出所屬的基站，則移動單元將按照基站進行同步。然后，根據(jù)一系列頻率列表的內(nèi)容來按本發(fā)明實行頻率切換，所述的頻率列表預(yù)給定了接下來的相關(guān)頻率。在該頻率列表內(nèi)進行選擇的準(zhǔn)則是一種從所述識別碼中導(dǎo)出的密鑰。
從原則上講，所述頻率列表的數(shù)量可以自由選擇。這些頻率列表是不同和單義的，而且包含跳頻方法中所采用的所有頻率，其中每個列表在某一時候是以一種隨機或偽隨機的順序而包含著每個頻率。于是，當(dāng)從基站接收消息NT時，可以按照從列表至基站的單義分配來毫無問題地從當(dāng)前的接收頻率中確定出用于頻率切換的下一頻率。
圖2為基站示出了一種消息寄存器10，它包含有所述具有基站識別碼ID的消息NT，而所述的基站識別碼幾乎在每個時幀F(xiàn)RB內(nèi)都被發(fā)射。該消息典型地由40個比特組成。至少從該消息的一部分、譬如最低值的6個比特中導(dǎo)出一個密鑰，該密鑰可以存儲在密鑰寄存器11中，并可單義地分配給基站。在該消息NT的另一部分中，從子密鑰寄存器12中接收另一個密鑰、也即子密鑰。該子密鑰譬如可以裝入在所述消息NT的冗余比特之中。由頻率切換計算單元15來提供該子密鑰。
頻率寄存器13包含當(dāng)前頻率的有關(guān)說明，也就是說該頻率寄存器13的內(nèi)容確定了在所述基站和移動單元之間進行通信的當(dāng)前頻率。該頻率首先通過信號INIT來預(yù)給定。
所述頻率寄存器13的內(nèi)容通過反饋14被輸入到所述的頻率切換計算單元15中，在該單元15的輸入側(cè)還施加了所述密鑰寄存器11和子密鑰寄存器12的內(nèi)容作為輸入量，以便計算出下一頻率。頻率切換計算單元15按照預(yù)定的算法以如下方式進行工作，即根據(jù)頻率寄存器13的當(dāng)前頻率、所述密鑰寄存器11及子密鑰寄存器12的密鑰及子密鑰計算出下一個用于快速而頻繁的頻率切換的頻率，正如為實施譬如ADCT跳頻方法所需要的一樣。所計算出的下一個頻率被輸入到由時幀計數(shù)器17控制的更新寄存器16中。
更新寄存器16將所述計算出的、與所需數(shù)量的時幀F(xiàn)RB有關(guān)的“下一個”頻率存儲下來，然后將其內(nèi)容傳送到頻率寄存器13。由此可以選擇性地在每個時幀F(xiàn)RB中或在預(yù)定數(shù)量的時幀之后實現(xiàn)頻率切換。
如圖3所示，所述的移動單元具有一種輸入寄存器18，其中存儲了從基站接收的消息NT。然后在檢驗單元19中對該消息進行檢驗，看包含識別碼ID在內(nèi)的接收消息是否沒有出錯。將所述的識別碼ID存儲到密鑰寄存器11’中。在消息有效且沒有出錯的情況下激活更新寄存器16，同時也激活時幀計數(shù)器17’的輸出信號。為此在圖中簡略地示出了與門20。如同在圖2所示的基站中一樣，在頻率切換計算單元15’中，也按照同樣的方式根據(jù)頻率寄存器13’、密鑰寄存器11’和子密鑰寄存器12’的內(nèi)容并依據(jù)所述預(yù)定的頻率列表來為快速而頻繁的頻率切換計算出下一個頻率，并且將該頻率臨時存儲在更新寄存器16’中，直到將它從那兒接收到頻率寄存器13’內(nèi)。
只要沒有接收到有效的消息，且由此不釋放所述的更新寄存器，那么就在頻率寄存器13’內(nèi)一直暫存初始化的頻率。
權(quán)利要求
1.在無線電話中使頻率同步的方法，其中移動單元和地點固定的基站通過預(yù)定數(shù)量的頻率(fx)進行通信，而且在時幀(FR)內(nèi)的一個時隙(TSL)中發(fā)送一個帶有識別所述基站的代碼(ID)的消息(NT)，其特征在于至少從一部分所述的識別碼(ID)中導(dǎo)出一個密鑰(密鑰)；確定預(yù)定數(shù)量為n的不同的單義頻率序列(L0，L1，L2…L39)，所述的頻率序列總是包含所有的頻率(fx)；將該頻率序列L0，L1…L39中的一個分配給所述的密鑰(密鑰)，并利用該密鑰(密鑰)選出所述的頻率序列；而且在頻率切換時，由相關(guān)的基站和所屬的移動單元按照預(yù)定的順序來依次使用在所分配的頻率序列中所包含的頻率(fx)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于總是利用不同的算法計算出所述的頻率序列，其中總是從直接位于前面的頻率(fx)出發(fā)求出接下來的頻率fx+1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于使用40個頻率序列；而且通過如下算法求出所述的頻率序列fx+1＝mod(75[(fx+Y)]，Y＝1、2、4、7、8、11、13、14、16…68、71、73、74。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于每個頻率序列具有多個不同的單義的子頻率序列，利用從所述識別信號(ID)中導(dǎo)出的子密鑰來確定這些子頻率序列。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在一個子頻率序列完全運行過之后，使用另一個子頻率序列。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于在實行頻率切換之前，為預(yù)定數(shù)量的時幀(FR)保持一個頻率(fx)；而且傳輸一個關(guān)于還要在當(dāng)前的頻率(fx)上發(fā)射幾次的信息。
7.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于由所述的移動單元檢驗所述從基站發(fā)射的消息是否沒有出錯；只有在接收不出錯的情況下才接收所述的接收密鑰(密鑰)和允許改變頻率。
8.用于執(zhí)行權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于在所述的基站和移動單元側(cè)裝設(shè)一種頻率切換計算單元(15，15’)，并在該頻率切換計算單元的輸入側(cè)輸入用于接收所述密鑰(密鑰)的密鑰寄存器(11，11’)的內(nèi)容和用于確定當(dāng)前頻率(fx)的頻率寄存器(13，13’)的內(nèi)容，而且其輸出側(cè)被連接在所述的頻率寄存器(13，13’)上。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于在所述的頻率寄存器(13，13’)和所述頻率切換計算單元(15，15’)的輸出端之間連接了一種由時幀計數(shù)器(17，17’)控制的更新寄存器(16，16’)。
全文摘要
講述一種在無線電話中使頻率同步的方法和裝置,它們可以通過采用DECT協(xié)議、并譬如根據(jù)ADCT協(xié)議來在移動單元和地點固定的基站之間利用快速而頻繁的頻率切換進行通信。為此,從基站所發(fā)射的識別碼(ID)中導(dǎo)出一種密鑰(密鑰)。規(guī)定一些具有隨機或偽隨機的頻率序列的列表,并根據(jù)所述發(fā)射的密鑰來選出所述的列表之一,然后為頻率切換使用相應(yīng)的頻率。
文檔編號H04J3/00GK1350726SQ00806592
公開日2002年5月22日 申請日期2000年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月22日
發(fā)明者G·施特格曼 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司