在無線電話中使頻率同步的方法和執行該方法的裝置的製作方法

2023-07-28 04:02:41

專利名稱：在無線電話中使頻率同步的方法和執行該方法的裝置的製作方法
技術領域：
本發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定數量的頻率進行通信，而且在時幀內的一個時隙中發送一個帶有識別所述基站的代碼的消息。本發明另外還涉及一種執行該方法的裝置。
在無線電話中規定了預定長度的時幀(幀)，這些時幀被再分為預定長度和數量的時隙。基站在時隙內進行發射，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射消息的時隙和頻率。所述的消息還包括有關當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，則在一個預定的信道上、也即在預定的時隙和預定的頻率上來實現它，該信道一直保持不變，直到在某種情況下因產生幹擾的幹擾電臺而必須被切換。
在歐洲廣泛流行的、用於在無線電話中對傳輸進行規定的協議為歐洲數字無繩電信協議(DECT)。在此，傳輸頻帶被再分為較少的頻帶。如果採用該DECT協議來傳輸所述具有頻率說明和識別碼的消息或有用消息，則它對於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、名為美洲數字無繩電信協議(ADCT)的協議中，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。於是，輻射功率應該均勻地分布在整個頻帶上。這需要根據系統譬如在每個時幀之後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」。
本發明所基於的任務在於，提供一種本文開頭所述類型的方法和裝置，在遵守DECT協議所包含的預給定的情況下，利用該方法和裝置可以按照ADCT協議實現更快速和更頻繁的頻率切換。
在方法方面，該任務通過如下方式來解決至少從一部分所述的識別碼中導出一個密鑰；確定預定數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，並利用該控制信號選出所述的頻率序列；而且在頻率切換時，由相關的基站和移動單元按照預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，該任務通過如下方式來解決在所述的基站和移動單元側分別裝設一種頻率切換計算單元，並在該頻率切換計算單元的輸入側輸入了接收所述密鑰的密鑰寄存器的內容和確定當前頻率的頻率寄存器的內容，而且其輸出側被連接在所述的頻率寄存器上。
本發明的基本思想在於，在DECT協議的方法中產生某個數量的頻率列表。所述的頻率隨機或偽隨機地分布在每個列表內。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一次。因為知道當前的頻率和識別碼，因此可以(譬如依據DECT協議)從接收的消息中推導出使用這些列表中的哪一個。於是總可以在頻率切換時用一種簡單的方式從相關的列表中查取接下來的頻率。
本發明具有如下優點，即無需對DECT協議進行變化，而是可以不變地採用DECT標準。於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。但本發明的優選實施方案在於，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，其中總是從直接位於前面的信道出發求出接下來的信道。
一種尤其簡單、但滿足大多數應用情況的算法在於，在數目為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。
本發明的一種優選擴展方案在於，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餘比特位上從基站發送給移動單元。
在此，如果一個子序列的頻率已運行完，則根據另一表格或相關的子密鑰自動地引入運行下一個子序列。於是，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。
採取如下做法也是比較有利的，即在根據所屬的列表實施頻率切換之前，為預定數量的時幀、譬如40個時幀保持一個頻率，而且傳輸一個關於還要在當前的頻率上發射幾次的信息。對此，採取如下做法就足夠了，即在所述的移動單元中設立一個計數器，在該計數器中分析那些利用相同頻率進行發送的時幀的數量信息。該信息可以簡單地從所述除了上述用於當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字的消息中推導出來，其中所述的校驗數字可以單義地分配給基站和所屬的移動單元。
下面藉助附圖所示的實施例來進一步闡述本發明。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FRB、FRH的三個頻道FR0、FR2和FR74的實施例。左邊的時幀FRB被分配給基站，而右邊所示的時幀FRH被分配給移動單元。
每個時幀FRB、FRH被再分為預定數量的時隙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、並利用預定的頻率序列發射一個消息NT，該消息內包含有識別基站的代碼。所述移動單元首先被調節成利用該頻率序列中的任一頻率進行接收。如果發射頻率和接收側所調節的頻率相一致，而且識別出所屬的基站，則移動單元將按照基站進行同步。然後，根據一系列頻率列表的內容來按本發明實行頻率切換，所述的頻率列表預給定了接下來的相關頻率。在該頻率列表內進行選擇的準則是一種從所述識別碼中導出的密鑰。
從原則上講，所述頻率列表的數量可以自由選擇。這些頻率列表是不同和單義的，而且包含跳頻方法中所採用的所有頻率，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。於是，當從基站接收消息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前的接收頻率中確定出用於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FRB內都被發射。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個比特中導出一個密鑰，該密鑰可以存儲在密鑰寄存器11中，並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的冗餘比特之中。由頻率切換計算單元15來提供該子密鑰。
頻率寄存器13包含當前頻率的有關說明，也就是說該頻率寄存器13的內容確定了在所述基站和移動單元之間進行通信的當前頻率。該頻率首先通過信號INIT來預給定。
所述頻率寄存器13的內容通過反饋14被輸入到所述的頻率切換計算單元15中，在該單元15的輸入側還施加了所述密鑰寄存器11和子密鑰寄存器12的內容作為輸入量，以便計算出下一頻率。頻率切換計算單元15按照預定的算法以如下方式進行工作，即根據頻率寄存器13的當前頻率、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於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、與所需數量的時幀FRB有關的「下一個」頻率存儲下來，然後將其內容傳送到頻率寄存器13。由此可以選擇性地在每個時幀FRB中或在預定數量的時幀之後實現頻率切換。
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。然後在檢驗單元19中對該消息進行檢驗，看包含識別碼ID在內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頻率寄存器13』、密鑰寄存器11』和子密鑰寄存器12』的內容並依據所述預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，並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。
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，那麼就在頻率寄存器13』內一直暫存初始化的頻率。
權利要求
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定數量的頻率(fx)進行通信，而且在時幀(FR)內的一個時隙(TSL)中發送一個帶有識別所述基站的代碼(ID)的消息(NT)，其特徵在於至少從一部分所述的識別碼(ID)中導出一個密鑰(密鑰)；確定預定數量為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)，並利用該密鑰(密鑰)選出所述的頻率序列；而且在頻率切換時，由相關的基站和所屬的移動單元按照預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.如權利要求1所述的方法，其特徵在於總是利用不同的算法計算出所述的頻率序列，其中總是從直接位於前面的頻率(fx)出發求出接下來的頻率fx+1。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於使用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.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於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)中導出的子密鑰來確定這些子頻率序列。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於在一個子頻率序列完全運行過之後，使用另一個子頻率序列。
6.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於在實行頻率切換之前，為預定數量的時幀(FR)保持一個頻率(fx)；而且傳輸一個關於還要在當前的頻率(fx)上發射幾次的信息。
7.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於由所述的移動單元檢驗所述從基站發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.用於執行權利要求1所述方法的裝置，其特徵在於在所述的基站和移動單元側裝設一種頻率切換計算單元(15，15』)，並在該頻率切換計算單元的輸入側輸入用於接收所述密鑰(密鑰)的密鑰寄存器(11，11』)的內容和用於確定當前頻率(fx)的頻率寄存器(13，13』)的內容，而且其輸出側被連接在所述的頻率寄存器(13，13』)上。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於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,它們可以通過採用DECT協議、並譬如根據ADCT協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,從基站所發射的識別碼(ID)中導出一種密鑰(密鑰)。規定一些具有隨機或偽隨機的頻率序列的列表,並根據所述發射的密鑰來選出所述的列表之一,然後為頻率切換使用相應的頻率。
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 優先權日1999年4月22日
發明者G·施特格曼 申請人:因芬尼昂技術股份公司