專利名稱：產生無線通信跳頻序列的方法及其無線電設施和通信系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及產生一個包含有關分配用于無線電設施之間無線電通信的載頻的數據的跳頻序列的方法，以及根據該跳頻序列與另一個無線電設施通信的一個無線電設施，而且涉及包括這樣無線電設施的無線通信系統。
無線通信系統是眾所周知的，其中無線設施之間的無線電傳輸在幾個分配的載頻上進行，無線電設施在分配的載頻之間變化。這種無線電傳輸的方法稱為“跳頻”。眾所周知的使用跳頻的無線電通信系統是GSM系統(全球移動通信系統)。
1992年由法國Palaiseau作者M.Mouly出版的“全球移動通信系統”一書中詳細地敘述GSM的結構和操作。在第218至224頁的4.2.2.2和4.2.2.3節中，敘述產生跳頻序列的方法確定所謂移動分配索引(Mobile Allocation Inde-MAI)，即有關分配的載頻的數據。這個確定的輸入數據例如是移動分配索引偏移(MAIO)和跳頻序列號(HSN)。
從ETSI標準GSM05.02，版本5.1.0，產生跳頻序列的方法是已知的，它包括確定上述MAI(移動分配索引)，它規定在一個載波單元內分配的載頻。如在6.2.3部分中所述的和在GSM05.02的圖6中所示的，該已知的方法包括以下步驟。第一，確定輸入數據，它至少規定可用載頻的數量N和所使用的跳頻方案HSN。可用載頻數N在1與64之間變化，而跳頻序列號HSN指示使用64個可用跳頻方案的哪個方案。如在圖6可看到的，另外的輸入數據是MA(移動分配)和具有參數T1至T3的FN(幀數)。從這些輸入數據中，使用在第17頁和GSM05.02的圖6中所示算法計算每個時間間隔的MAI(移動分配索引)產生跳頻序列。該輸入數據從查找表RNTABLE(見GSM05.02，第17頁)中得到。這個查找表包含114輸入值(地址從000至113)與128輸出值(內容從0至127)的偽隨機相關。該偽隨機相關使得由該算法產生的中間結果被擾頻(見圖6中的“查找表”)。
本發明以認識到本身是已知的查找表也可用于識別彼比進行無線電通信的那些無線電設施為基礎，因此，彼此相關這些無線電設施。
根據本發明，利用被指定相同查找表的彼此進行無線電通信的那些無線電設施建立幾個不同的查找表。這意味著已知的產生跳頻序列的方法的改進在于訪問幾個不同的查找表以建立互相通信的無線電設施之間的唯一相關。
這具有的優點是不僅在通常的識別碼如用戶識別IMSI(國際移動用戶識別碼)或裝置代碼IMEI(國際移動設備識別碼)的基礎上建立無線電設施之間的相關，而且由另外的準則即由不同的查找表加以改進。
利用根據本發明的措施，不僅能夠改進無線電設施之間的唯一相關，而且構成無線通信系統，它與常規的GSM移動通信系統的差別在于它使用幾個不同的查找表。因此新構成的無線電通信系統特別適用于使用常規GSM硬件、利用用于產生跳頻序列的新軟件(改進算法)的專用無線電通信。
因此根據本發明的無線電通信系統包括用于計算跳頻序列的裝置，它訪問幾個不同的查找表，而無線電設施包括存儲裝置，其中這些查找表以這樣方式存儲互相通信的無線電設施包含相同的查找表。而且提出一種用于無線電通信系統的無線電設施，它包括一個適于計算跳頻序列的裝置和一個合適的存儲裝置。
本領域的技術人員能夠通過閱讀本申請的說明書了解到本發明的其它有利特征。
有利地，不同的查找表是矩陣，其輸入矢量各指定給一個輸出矢量，不同矩陣的輸出矢量互相正交。這保證工作在跳頻模式的無線電設施之間的干擾最小。
如果無線電設施具有至少一個基站和至少兩個移動站，每個移動站有利地包含一個查找表，其偽隨機相關取決于用戶識別符。這個用戶識別符識別正在使用移動站的用戶。這意味著無線通信系統中每個用戶被指定一個獨立的查找表。
指定給每個移動站一個查找表也是有利的，該查找表的偽隨機相關取決于移動站的裝置代碼。以這種方式，每個無線電設施被明顯地指定各自的一個查找表。
而且，在基站中存儲移動站的所有查找表是有利的，這樣所有的移動站可與這個基站通信。在這方面，使用幾個基站也是可能的，各個基站只包含有限集的查找表。這使它能夠指定該移動站給基站的子集(“群指定”)。
如果移動站的存儲裝置不僅包含與上述基站無線電通信的查找表，而且還包含與一個第二移動通信系統的一個基站無線電通信的一個另外的查找表，則將產生進一步的優點。因此提出一種無線電設施，它能夠與第一移動通信系統(例如專用無線通信系統)和與一個第二移動通信系統(例如公共無線通信系統如GSM)二者通信。這樣的無線電設施的硬件基本上對應于用于第二移動通信系統的一個常規無線設施的硬件。
當結合附圖從以下實施例的敘述中本發明就更清楚了，其中
圖1是表示根據本發明的方法的步驟的流程圖；和圖2圖解表示在公共移動通信系統附近的一個專用移動通信系統的結構。
圖1表示根據本發明的方法100的步驟110至150的流程圖。該方法用于產生無線電設施之間無線電通信的跳頻序列，該序列在分配的載頻之間周期地變化。無線通信系統的例子在下面借助圖2進行敘述。
圖1所示的方法100以第一步驟110開始，其中確定以下輸入數據一個第一輸入數據MA(移動分配)，它指示可在一個網孔內使用的載頻，一個第二輸入數據MAIO(移動分配索引偏移)，它指示跳頻序列被橫截的頻偏，一個第三輸入數據HSN(跳頻序列號)，它指示在總共64個可能的跳頻方案中哪個被使用，第四輸入數據FN(幀數)，它指示幀數，和一個第五輸入數據N，它指示在整個系統中可用的頻率數。第四輸入數據FN由三個參數即由T1、T2和T3更準確地定義，T1指示在一個所謂超幀內使用的幀數，T2指示在所謂業務幀內的幀數，而T3指示所謂信令幀內的幀數。
在下一步驟120，訪問幾個不同查找表RNTBLi之一，在這個例子中為指定給移動站用戶的查找表。這意味著現在使用的查找表取決于用戶識別碼IMSI。在進行下一步驟130之前使用該查找表搜求中間結果。這意味著在這里提出的方法100與已知的方法(見GSM05.02，圖6)的差別在于這時幾個不同的查找表是可用的，最好根據用戶識別碼選擇其中一個。
在下一步驟130中，搜求的中間結果與其它數據組合。首先，計算數據Mi如下Mi=T2+RNTBLi[HSN(T1 mod 64)+T3]。然后，對這個數Mi確定余數并且利用下面的模運算計算一個新的數Mi’:Mi’=Mi mod2NBIN。另外，利用下式從參數T3計算隨后使用的參數T:T=T3 mod2NBIN。
在下一步驟140中，計算的數Mi’與數N比較，確定Mi’是否小于N，即計算數Mi是否小于可用載頻的數量N。
如果Mi’小于N，在步驟148，在隨后使用的一個中間結果Si將設置為等于這個Mi’(Si=Mi’)。如果Mi’不小于N，在步驟142，中間結果Si計算如下Si=(Mi’+T)mod N。
結果在最后步驟150，計算的中間結果Si用于從公式MAI=(MAIO+Si)mod N計算索引MAIi。在步驟150中計算的MAI(移動分配索引)對應于在目前時隙中分配的載頻(如載頻“3”)。從這個信息可計算絕對頻率值，即規定分配的載波的頻帶(如935.4MHz)內的數量。絕對頻率值在GSM05.02中以RFCN(射頻信道號)表示。
當比較上述方法100與根據GSM05.02的常規方法時，很明顯，訪問幾個不同的查找表(步驟120)，除了搜求本身已知的中間結果之外，組合移動站的識別符。這意味著由該移動站使用的跳頻序列是借助于唯一地指定給這個移動站的查找表產生的。這個查找表可通過評定用戶識別碼IMSI或者例如移動站的裝置代碼IMEI(國際移動設備識別)進行識別。參見圖1敘述的方法在無線通信系統中進行，該無線通信系統現在參照圖2敘述。
圖2圖解表示根據本發明的一個無線通信系統CTS的結構，該無線通信系統位于常規無線通信系統GSM附近。通信系統CTS是用于專用無線電通信的一個移動無線系統，包括一個基站BS和幾個移動站MS1至MS3。
每個移動站被指定一個各自的查找表；在這個例子中，查找表RNTBL1被指定給移動站MS1，查找表RNTBL2被指定給移動站MS2，而查找表RNTBL3被指定給移動站MS3。基站BS包含所有的三個不同查找表RNTBLi,i={1,2,3}。因此，能夠以多址模式進行無線電通信，利用跳頻該移動站和基站周期地改變它們的載頻。通過單個地指定不同的查找表，它保證移動站互相不干擾并且該移動無線電系統CTS不與相鄰移動無線電系統相干擾。相鄰的移動無線電系統可以是常規的系統，但也可以是根據本發明的系統。在圖2的實施例中，無線電通信系統CTS在公共移動無線電系統GSM的附近，在圖2中以基本收發信機站BTS表示。在這個常規的移動無線電系統GSM中，只使用一個查找表RNTABLE。
除了包含指定給它的查找表RNTABLE2外，至少一個建議的移動站MS2可有利地包含用于公共移動無線電系統GSM的查找表。因此保證這個移動站MS2能夠與兩個移動無線電系統通信。建議的移動無線電系統CTS有利地主要根據與常規移動無線電系統GSM相同的硬件。因此移動站MS2可以是一種非常簡單的設計，因為只需要實現不同的軟件。
所述的實施例涉及一個移動通信系統。但是，本發明不限于這樣的無線電通信系統。它也可用于使用移動無線電設施的其它無線通信系統中(如用于戰術無線電通信系統中)。所述的移動通信系統只有一個基站。使用兩個或更多個基站也是可能的，最好不是所有的移動站可登記在所有基站上。不同組的移動站可由在單個基站只存儲一個子集的相關查找表構成。除了所述的移動站之外，它還包含一個用于公共移動無線電網絡的查找表，一個可適合于用在一個專用移動無線電網絡和一個公共移動無線電網絡中的基站。
權利要求
1．一種產生一個含有有關分配用于無線電設施之間的無線電通信的載頻的數據(MAI)的跳頻序列的方法(100)，該無線電設施以規則的間隔在分配的載頻之間變化，所述方法包括步驟確定輸入數據(N；MAIO,HSN,T1至T3)，它至少規定多個(N)可用的載頻和所使用的跳頻方案(HSN)；和使用一個算法從該輸入數據產生跳頻序列，根據此算法通過組合輸入數據和訪問一個包含輸入值與輸出值的偽隨機相關的查找表對每個時間間隔計算有關分配的載頻的數據(MAI)，以便以偽隨機方式搜求由該算法產生的中間值(步驟120至150)，其特征在于利用被指定相同查找表的相互通信的無線電設施訪問幾個不同的查找表(RNGBLi)(步驟120)。
2．根據權利要求1的方法(100)，其特征在于不同的查找表(RNTBLi)是矩陣，其每個輸入矢量被指定給一個輸出矢量，不同矩陣的輸出矢量至少彼此接近于正交。
3．根據權利要求1的方法(100)，其特征在于該無線電設施是至少一個基站(BS)和至少兩個移動站(MSI至MS3)，以及每個移動站(MS1)被指定一個查找表(RNTBL1)，查找表的偽隨機相關取決于識別使用該移動站(MS1)的用戶的用戶識別碼(IMSI)(步驟120)。
4．根據權利要求1的方法(100)，其特征在于該無線電設施是至少一個基站和至少兩個移動站，以及每個移動站被指定一個查找表，查找表的偽隨機相關取決于該移動站的裝置代碼。
5．根據權利要求3或4的方法(100)，其特征在于該查找表(RNTBLi)存儲在無線電設施(BS；MS1至MS3)中，所述至少兩個移動站(MS1至MS3)的查找表存儲在所述至少一個基站(BS)中。
6．根據權利要求5的方法(100)，其特征在于一個第一移動通信系統(CTS)由該至少一個基站(BS)和移動站(MS1至MS3)構成，以及在至少一個移動站(MS2)中存儲具有至少一個基站(BS)的無線電通信的查找表(RNTBL2)和具有一個第二移動通信系統(GSM)的至少一個基站(BTS)的無線電通信的另一個查找表(RNTABE)。
7．一種包含無線電設施(BS；MS1至MS3)的無線通信系統，該無線電設施根據包含有關分配的載頻的數據(MAI)的跳頻序列在規則的時間間隔在載頻之間變化，而且它包括使用一個算法計算跳頻序列的裝置，根據該算法通過組合表明至少多個(N)可用載頻的輸入數據(N；MAIO,HSN,T1至T3)和所使用的跳頻方案(HSN)并且通過訪問包含輸入值與輸出值的偽隨機相關的查找表，對每個時間間隔計算有關分配的載頻的信息(MAI)，以便搜求以偽隨機方式由該算法產生的中間值，其特征在于用于計算跳頻序列的裝置訪問幾個不同的查找表(RNTBLi)，并且彼此進行無線電通信的那些無線電設施(BS,MS1)具有存儲裝置，在其中存儲相同的查找表(RNTBL1)。
8．根據權利要求7的無線通信系統(CTS)，其特征在于該無線電設施是至少一個基站(BS)和至少兩個移動站(MS1至MS3)，以及每個移動站(MS1)包含一個查找表，其偽隨機相關取決于識別使用該移動站(MS1)的用戶的用戶識別碼(IMSI)。
9．一種在無線通信系統(CTS)中的無線電設施(MS2),其中所述無線電設施(MS2)和其它無線電設施(BS；MS1,MS3)根據包含有關分配的載頻的數據(MAI)的一個跳頻序列以規則的間隔在分配給它們的載頻之間變化，所述無線電設施(MS2)和所述其它無線電設施(BS；MS1,MS3)包括使用一個算法計算該跳頻序列的裝置，根據此算法通過組合表明至少多個(N)可用載頻的輸入數據(N；MAIO,HSN,T1至T3)和所使用的跳頻方案(HSN)以及通過訪問查找表對每個時間間隔計算有關所分配的載頻的數據(MAI)，該查找表定義輸入值與輸出值的偽隨機關系，以便以偽隨機方式搜求由該算法產生的中間結果，其特征在于該計算跳頻序列的裝置訪問幾個不同的查找表(RNTBLi)，并且與其它無線電設施之一(BS)進行無線電通信的無線電設施(MS2)有一個存儲裝置，如在所述另一個無線電設施(BS)中那樣，在存儲裝置中存儲相同的查找表(RNTBL1)。
10．根據權利要求9的無線電設施，其特征在于該無線電設施是一個移動站(MS2)，它與所述其它無線電設施進行無線電通信，它是第一移動通信系統(CTS)的一個基站(BS)，并且該移動站(MS2)的存儲裝置包含與所述基站(BS)無線電通信的查找表(RNTBL2)和與一個第二移動通信系統(GSM)的一個基站無線電通信的另一個查找表(RNTBLE)。
全文摘要
本發明基于這樣的認識:本身是已知的該查找表不僅可用于搜求中間結果,而且唯一地彼此相關無線電設施,特別是相關移動站與基站。建議使用幾個不同的查找表(RNTBLi),這些查找表唯一地指定給無線電設施,相互通信的無線電設施被指定相同的查找表。最好在用戶識別符的基礎上產生不同的查找表,因此每個用戶被指定各自的一個查找表。本發明特別適于專用無線通信系統的結構。
文檔編號H04B1/713GK1220529SQ9812537
公開日1999年6月23日 申請日期1998年12月15日 優先權日1997年12月16日
發明者安德列·諾爾·巴勒托, 朱根·戴斯娜 申請人:阿爾卡塔爾公司