CN1161917C - 无线通信设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种通信设备对包括控制信息和至少一项通信信息的许多信息项进行时分复用，并对许多信息项中的各信息项分配许多跳频图。根据为每个通信存储的许多跳频图对各信息项进行频率转换，且使用已进行转换的频率进行通信。

Description

无线通信设备和方法

技术领域

本发明涉及使用跳频的无线通信设备和方法。

背景技术

在跳频扩频(FHSS)系统中，通常将一个可用频带划分成许多具有固定带宽的频带(信道)，并在从一个信道频移至另一信道时发送信号载波。进行频移的特定信道由跳频图(hopping pattern)(HP)给出。为了使用FHSS系统来进行通信，要求发送端和接收端(side)都具有同一跳频图，且系统以同步方式工作。更准确地说，接收端的解调应在改变接收端的接收频率时进行，以跟踪发送端的跳频图。也就是说，为了使两终端间的通信得以开始，要求发送端和接收端的无线终端共享一个相同的跳频图。

换句话说，一个无线终端仅具有一个跳频图，它在通信开始时被设置，且该无线终端仅能与一个具有同一跳频图的特定无线终端进行通信。因此，为了使许多无线终端得以同时相互通信，通过基于所使用的跳频图将时分复用应用到通信时间中而实现通信。

但是，这种通信方法会出现一个问题。尤其是在许多无线终端同时通信的情况下，当按照上述方式通过唯一的跳频图来对通信时间进行时分复用时，该跳频图在与其它无线终端以时分复用方式进行通信时被共享。这意味着一个无线终端不能同时与这些无线终端以及与这群终端之外的另一新的无线终端进行通信。

此外，在常规无线通信中使用跳频转换频率的方法包括每个通信帧根据跳频图切换频率的方法和在一个通信帧期间切换频率的方法。

在进行通信时，不管频率切换方法是什么，通过将系统ID或个体ID这样的识别信息增加到通信信息的开头而组装出一个通信帧，然后将组装的通信帧发送出去。接收端分析接收的通信帧的识别信息，并仅当该识别信息与接收设备的识别信息相匹配时接收随后的通信信息。

此外，在语音通信中，由于实时通信的需要，音频信息的发送应以连续的方式进行。而在数据通信中，数据不会连续发送。换句话说，数据在产生该数据的时刻发送。

因此，安装在某人自己设备附近的另一系统即使正在与该设备使用同一跳频图互通数据时也能进行数据通信。但是，另一无线通信设备将不知道相邻系统正在使用同一跳频图或其中频率有叠加的跳频图进行通信这一情况。

此外，利用在一个通信帧期间切换频率的方法，不能向所有进行了转换的频率增加识别信息。这意味着如果一个设备碰巧接收到一个安装在附近的系统发送的数据，那么这些数据就偶然地作为发送给该设备的数据而接收了。

发明内容

因此，本发明的一个目的就是提供一种无线通信设备和方法，其中一个无线终端能与具有许多不同跳频图的许多其它无线终端同时通信。

本发明的另一个目的是提供一种无线通信设备和方法，其中即使位于附近的另一个系统正在以同一频率通信，也可能避免偶然地接收到该系统的数据。

根据本发明，上述目的是通过提供一种使用跳频进行多个信息项的时分复用通信的无线通信设备来达到的，该通信设备包括：组装装置，用于利用将被发送到第一目的地的一个第一信息项和将被发送到不同于该第一目的地的第二目的地的一个第二信息项来组装一个通信帧；分配装置，用于为组成该通信帧的所述第一信息项和所述第二信息项分配不同的跳频图；以及通信装置，用于根据由所述分配装置分配的跳频图，在与所述第二目的地通信的同时与所述第一目的地通信。

根据本发明，上述目的是通过提供一种使用跳频进行多个信息项的时分复用通信设备中的无线通信方法来达到的，该方法包括：利用将被发送到第一目的地的一个第一信息项和将被发送到不同于该第一目的地的第二目的地的一个第二信息项来组装一个通信帧的步骤；对组成该通信帧的所述第一信息项和第二信息项分配不同跳频图的步骤；和根据在所述分配步骤分配的跳频图，在与所述第二目的地通信的同时与所述第一目的地通信的通信步骤。

附图说明

以下与附图一起进行的描述中，本发明的其它特征和优点将是显而易见的，其中相同的参考符号在全部图中表示相同或类似的部分。

图1是一个表示根据本发明一个实施例的系统配置的简图；

图2是一个表示根据本发明实施例的无线控制单元结构的框图；

图3是一个表示根据本发明实施例的信道编解码器结构的框图；

图4是一个表示本发明实施例中无线单元结构的框图；

图5是一个表示本发明实施例中无线帧结构的简图；

图6A～6D是表示本发明实施例中信道结构的简图；

图7是一个表示无线帧结构示例的简图；

图8是一个表示无线帧结构示例的简图；

图9是一个表示根据该实施例的跳频的原理视图；

图10示出了本发明实施例中跳频图的示例；

图11是一个时分信道和跳频的原理视图；

图12是一个表示在接通电源时一个控制站和一个终端站所实施的工作顺序的顺序图；

图13是一个表示直到传输开始的呼叫控制顺序的顺序图；

图14是一个根据本发明第一实施例的语音通信控制工作的流程图；

图15是一个根据本发明第一实施例的语音通信控制的流程图；

图16是一个根据本发明第一实施例的数据通信控制工作的流程图；

图17是一个根据本发明第一实施例的数据通信工作的流程图；

图18是一个语音通信时时分信道和跳频的原理视图；

图19是一个数据通信时时分信道和跳频的原理视图；

图20是一个根据第一实施例的由控制站实施的终止控制工作的流程图；

图21是一个根据第一实施例的由无线终端实施的终止控制工作的流程图；

图22是一个表示根据本发明第二实施例的信道编解码器结构的框图；

图23A～23E是表示根据第二实施例的无线帧结构的简图；

图24是一个表示根据第二实施例的语音通信控制工作的流程图；

图25是一个表示根据第二实施例的数据通信控制工作的流程图；

图26是一个表示根据第二实施例的数据通信工作的流程图；

图27是一个表示根据第二实施例由控制站执行的终止控制工作的流程图；

图28是一个根据第二实施例由无线终端执行的终止控制工作的流程图。

具体实施方式

<第一实施例>

(单元描述)

图1是一个说明根据本发明一个实施例的无线通信系统配置的简图。

如图1所示，系统由具有各种功能的无线终端组成。图1示出了一个公用交换电话网101、一个具有公用线路接口的网络控制器102、一个无线电话103、一个连接有无线PC卡(未示出)的个人计算机104、一个具有内部无线控制器的打印机105、一个具有Ethernet接口的无线LAN适配器106和一个LAN 107。

这些终端中的任一终端起着集中控制站的作用。用作集中控制站的终端产生发送帧参考定时并执行呼叫控制和跳频图的管理/分配。其它无线终端(终端站)基于集中控制站产生的定时来工作，并在通信的开始向集中控制站发送一个发送请求和一个分配跳频图的请求。

图2说明了装备有无线终端的无线控制单元的结构。

如图2所示，该单元包括一个象PCMCIA(国际个人计算机存储卡协会)接口这样的数据输入/输出接口、一个Centronics接口或一个Ethernet接口、一个象公用交换电话网接口的送受话器接口这样的语音输入/输出接口、一个纠错处理器(ECC)203、一个CPU204、一个存储器205、一个DMA控制器206、一个ADPCM编解码器207、一个信道编解码器(CHC)208、一个无线单元209和一个数据总线210。

通过改变接口201、202，无线控制单元可作为各种无线终端使用，而无需改变该单元的结构。

图3是一个表示图2的信道编解码器内部结构的简图。信道编解码器208包括一个CPU数据总线301、一个CPU总线接口303、一个用于处理ADPCM编码的语音数据302的ADPCM接口304、一个ADPCM接口304、一个用于设置工作数据的模式寄存器302、一个能存储许多跳频图的跳频图寄存器306、一个用于帧编号和/或下一频率编号的BF/NF寄存器307、一个系统ID寄存器308、一个间歇启动(intermittent start-up)终端地址寄存器309、一个用于存储与无线终端交换的控制数据的LCCH(逻辑控制信道)寄存器310、一个FIFO缓冲器311、一个用于控制无线链路帧发送和接收定时的定时信号发生器312、一个用于执行系统控制数据交换的CNT信道组装器/拆装器313、一个LCCH(逻辑控制信道)组装器/拆装器314、一个数据组装器/拆装器315、一个语音组装器/拆装器316、一个帧同步器317、一个独特字检测器318、一个CRC编码器/解码器319、一个比特同步器320、一个无线控制器321、一个间歇接收控制器322、一个扰频器/解扰器323、一个AD转换器324和一个输出中断续信号326的接收电平检测器325。无线单元标为209。

图4是一个表示无线控制单元内无线控制部分结构的框图。无线部分包括收发天线401a、401b、一个用于在天线401a、401b之间进行转换的转换开关402、一个用于滤除不必要频带内的信号的带通滤波器(称作“BPF”)403、一个用于在发送和接收之间进行转换的转换开关404、一个接收放大器405、一个(带功率控制器的)发送放大器406、一个第一IF(中频)下变频器407、一个上变频器408、一个用于在发送和接收之间进行转换的转换开关409、一个用于从下变频器407转换过来的信号中消除不必要频带内的信号的BPF 410和一个第二IF(中频)下变频器411。双变频接收是通过下变频器407和411来实现的。

无线单元还包括一个第二IF BPF 412、一个90°移相器413、一个用于检波和解调由BPF 412和移相器413接收的信号的正交检波器414、一个用于波形形成的比较器415、一个用于接收的压控振荡器(以下称作“VCO”)416、一个低通滤波器(以下称作“LPF”)417和一个由可编程计数器、前置脉冲计数器(prescaler)和相位比较器等组成的锁相环路(称作“PLL”)418。接收环路中的频率同步器由VCO 416、LPF417和PLL 418构成。

无线部分还包括一个用于产生载波信号的VCO 419、一个LPF 420和一个由可编程计数器、前置脉冲计数器和相位比较器等(未示出)组成的PLL 421。用于跳频的频率同步器由VCO 422、LPF 420和PLL 421构成。此外还提供了一个位于发送环路并具有调制功能的VCO 422、一个LPF 423和一个由可编程计数器、前置脉冲计数器和相位比较器等(这些都未示出)组成的PLL 424。位于发送环路并具有调频功能的频率同步器由VCO 422、LPF 423和PLL 424构成。振荡器425产生PLL 418、421和424的参考时钟，滤波器(基带滤波器)426限制发送数据(基带信号)的频带。

图5是一个表示用于该无线通信系统的无线帧结构的简图。

如图5所示，该帧包括一个系统控制信道(CNT)501、一个线路控制信道(LCCH)502、一个用于进行语音通信的语音信道503、一个用于进行数据通信的数据信道504和为了转换频率的防护时间(一个频率转换间隔)CF 505。由于使用这个数据传输速率为625Kbit/s的低速跳频无线单元将一个帧长定为10ms，每帧可发送6250个比特的信息。

图6A～D说明了每个信道的细节。在每个信道中，CS，CS0，CS1和CS2代表载波检测时间，PR代表报头时间，SYN代表帧同步信号，ID代表识别码，BF代表用于传递在跳频图控制中使用的帧编号信息的基本帧编号，WA代表通知取消睡眠模式(sleep mode)的终端识别号(即用于在间歇接收期间启动终端)，NF代表下一个跳频(用于更新HP寄存器)，Rev代表备用，CRC代表用于检错的冗余比特，GT代表防护时间，UW代表独特字，DA代表作为通信方的终端的终端识别号。信道单元下面的数值表示各自的比特数。

图7和图8说明了帧的其它示例。图7中的整个帧专门用于语音信道。图8的帧专门用于数据信道，其中每帧最多能发送5588比特的数据。通过根据每个信道来适当分配一个帧的6250个比特，除具有上述结构的帧外，在通信中还能使用语音信道数和在数据信道中传递的数据量被改变的帧。在这个实施例中，CNT信道和LCCH信道使用第一跳频图作为控制信道，两个语音数据信道使用第二跳频图，一个数据信道使用第三跳频图。

图9是一个用于这个系统的跳频的原理视图。在根据该实施例的系统中，利用26MHz频带形成了26个各具有1MHz带宽的频道。考虑到有一些频率因为干扰噪声不能使用的情况，从26个信道中选择了20个频道并以预定顺序对所选择的频道执行跳频。

在这个系统中，每个帧长为10ms且不同频道每帧进行跳频。所以，一个跳频图周期的长度是200ms。

在图9中，用不同的设计表示不同的跳频图。每帧采用不同时使用同一频率的图。这样，就有可能防止出现数据差错。

如图10所示，在这个系统中，控制是以这样一种方式进行的：在CNT和LCCH信道中使用第一跳频图(HP1)，在语音信道中使用第二跳频图(HP2)，在数据信道中使用第三跳频图(HP3)，其结果是信道在同一时刻不使用同一频率。这使得每个信道向一个不同用户发送数据和从一个不同用户接收数据成为可能。为了减少信道编解码器中需要保持的跳频图数目，各信道所使用的跳频图由以同一顺序安排频率的临时移位图产生。

图11说明了用于该系统的四个信道和相应于各信道的跳频的原理。图11说明了控制信道、语音信道和数据信道独立地进行跳频的方式。

现在，将根据图2至图11来描述根据本发明这个实施例的无线控制单元的基本控制。

(发送数据的类型)

在这个系统中发送的数据大致分为三类。

第一类数据是用于实施象发送请求这类呼叫控制的控制数据。这些数据是根据存储在一个ROM中的程序而产生的。该数据经由CPU数据总线210写入数据编解码器208中的LCCH寄存器310。

第二类数据是象语音数据这样的实时数据。这些数据从语音输入/输出接  202输入。模拟语音信号由ADPCM编解码器207转换成数字码，由信道编解码器208在预定时间获取。

第三类数据是例如由个人计算机的存储器或诸如此类的装置发送的非实时数据。这些数据从数据输入/输出接口201输入并由DMA传送器(transfer)在DMAC 206的控制下存储在存储器205中。当有规定量的这些数据存储在存储器205中时，由纠错处理器(ECC)203进行编码，在那里数据由DMA传送给信道编解码器208。

应注意，当接收到这些数据时，数据以与上述方式完全相反的方式流动。

(信道编解码器的工作)

信道编解码器208用于以图5所示的帧格式组装数据并向输入/输出接口201发送通过拆装一个帧而获得的数据。现在描述该信道编解码器208的工作。

首先，由在图1的系统中描述的集中控制站这端的定时信号发生器产生信道编解码器208的工作定时基准。集中控制站根据这个定时发送一个帧，接收到该帧的终端根据该帧内的帧同步字保持帧同步。

从集中控制站通过CNT信道发送的数据存储于信道编解码器208内的一个寄存器中。信道编解码器208具有HP(跳频图)寄存器306、ID寄存器308和WA(启动终端地址)寄存器309。在集中控制站这端，内部CPU向这些寄存器中写入必要的值。用于帧编号和/或下一频率编号的BF/NF寄存器307内的值与工作定时同步更新。写入NF寄存器的频率编号是CNT信道的跳频图(第一跳频图)。信道编解码器208以发送CNT信道数据的定时从这些寄存器中读取数据，数据由CNT组装器31组装，组装后的数据被发送出去。

当在终端站接收到CNT信道时，CNT组装器/拆装器313拆装这个信道的数据并使用接收信道各部分所包含的值执行处理。更准确地说，终端站判定接收的ID是否与已写入它的自身ID寄存器308中的值相匹配，其控制方式是仅在获得匹配时才接收随后的数据。在间歇接收期间接收的WA与它的自身WA寄存器309中的值相符的情况下，终端站产生一个请求启动中断。此外，终端站利用接收的BF、NF信息并重写跳频图寄存器306中所包含的数据内容。

写入CNT信道的NF段中的频率编号是CNT信道的跳频图编号。因此，语音信道和数据信道所使用的跳频图是通过对基于写入NF段中的频率编号而产生的跳频图进行临时移位来产生的。

关于LCCH信道，发送端的CPU使用LCCH组装器/拆装器314来组装存储于信道编解码器208内的LCCH寄存器310中的数据。组装后的数据在预定时间发送出去。为了防止与其他终端冲突，LCCH信道具备许多载波检测域。此外，在接收端，接收的LCCH信道由LCCH组装器/拆装器314进行拆装。一旦拆装的数据存储到LCCH寄存器310中，就产生一个中断并送往CPU。CPU响应于该中断而读取寄存器中的数据。

关于语音信道，信道编解码器使用语音组装器/拆装器316来组装经由ADPCM接口304输入的数据并在预定时间发送组装后的数据。相反，在接收端，接收的语音信道由语音组装器/拆装器316在预定时间进行拆装，其结果在ADPCM编解码器207已执行了处理的时间经由ADPCM接口304输出。

关于数据信道，数据仅在CPU请求了数据传输时发送。如果请求了数据传输，信道编解码器208的CPU总线接口303在每字节的时间向DMA控制器(DMAC)206输出DMA请求。当DMAC 206响应DMA请求且数据被写入时，数据被转换成串行数据并由数据组装器/拆装器315在预定时间发送出去。相反，在接收数据信道的情况下，数据组装器/拆装器315将数据转换成并行数据并逐字节向DMAC 206输出DMA请求。DMA控制器206将接收到的数据传送给存储器205。当一帧数据的传输结束时，就产生一个中断并送往CPU。CPU一接收到该中断就执行象获得接收下一帧的存储器的处理这样的处理。

当所有上述信道将数据发送出去时，CRC编码器319产生一个CRC码，将该码存储在CRC域中，然后将其结果发送出去。在接收端执行CRC并检测差错的出现。此外，除帧同步字和独特字外的所有传输数据在扰频器/解扰器323中进行扰频。这是为了减轻发送数据中的不平衡性(imbalance)以及便于同步时钟的提取。

相反，当在接收数据的时刻检测到帧同步字或独特字时，在扰频器/解扰器323中在接收该字的时间执行解扰，CRC校验被执行且数据同时被送入各域的已拆装部分。

(工作示例)

在以上描述的这个系统中的控制是这样的，组装由用于终端间通信的许多信道组成的帧并以固定的时间间隔转换所使用的频率。

以下描述该系统在下述三种情况下的特定操作：使用连接到个人计算机上的送受话器经由网络控制器进行语音通信的情况，个人计算机与另一个人计算机进行文件传送的情况和同时进行语音通信和数据通信的情况。在本实施例中，描述将在假设连接到公用电话线上的网络控制器用作集中控制站的基础上进行。

图12是一个表示在系统接通电源时一个控制站和一个终端站所执行的工作顺序的顺序图，图13是一个表示直到数据传输或语音传输开始的呼叫控制顺序的顺序图，图14是一个个人计算机中的语音通信控制工作流程图，图15是一个语音通信开始时的工作流程图，图16是一个个人计算机中的数据通信控制工作流程图，图17是一个个人计算机中的数据通信工作流程图，图18是一个语音通信时时分信道和跳频的原理视图，图19是一个数据通信时时分信道和跳频的原理视图。

现在根据图12至19来描述本发明。

(控制站和终端站在起始时的工作顺序)

当接通电源且终端在图12的顺序S1201上启动时，终端根据外部交换机中的设置值(set value)判定它是控制站还是终端站。如果终端得知它是控制站，则该站确定控制信道的第一跳频图，将同步信号、跳频图信息和它自身的区号组装到一个帧中并将该帧作为CNT帧在预定时间输出。

类似地，当终端在启动后根据外部交换机中的设置值得知它是终端站时，则该站存储它自身的地址和接收到的控制站区号。当结束该处理时，终端在任何频率上等待来自控制站的CNT帧。当接收到来自控制站的CNT帧时，根据该帧中的NF在下一单位时间获得跳频。终端站根据该频率改变接收频率并等待下一CNT帧。终端站重复这种处理，识别出控制站使用的跳频图并将该跳频存储于信道编解码器208的HP寄存器306中。

当终端站完成跳频图的存储时，终端站在顺序S1202上使用LCCH帧通知控制站它(终端站)正作为一个新终端站加入。这时。在LCCH帧的DA中包含一个将由所有终端接收的全局(global)地址，在LCCH帧的数据部分包含一个表明已重新进行登记的数据，然后该帧发送出去。控制站接收来自该终端站的LCCH帧，并在该帧的DA中出现全局地址时接收数据部分所包含的数据。如果该数据包含终端站地址和登记请求数据，则控制站根据这个地址和数据存储该终端的地址并将该地址重新作为终端站登记。

当登记完成时，控制站在顺序S1203上使用LCCH帧将控制站地址通知给最近登记的终端站。终端站一旦通过这个LCCH帧接收到控制站地址，就将该控制站地址存储起来。当上述处理完成之后，终端站在顺序S1204上使用LCCH帧通知控制站启动已完成。控制站一接收到这个来自终端站的启动完成通知，就执行向普通处理的转变。

输出启动结束通知之后，终端站就能在顺序S1205上进行传输了。

<语音通信控制>

当在语音通信的开始转向传输控制阶段(图14中步骤S1401)时，终端站判定是否已请求了语音通信(S1402)。如果已请求了语音通信(步骤S1402为“是”)，则启动个人计算机语音通信应用程序(见图13)。完成这些后，安装在个人计算机中的无线单元驱动器进行工作并经由数据输入/输出接口向无线控制单元发送一个语音传输请求和一个传输目的号码(其他用户的终端扩展号码)(S1403)。

下一步，无线控制单元开始呼叫始发程序。具体地说，无线控制单元将一个呼叫始发请求命令作为LCCH数据写入信道编解码器208的LCCH寄存器310中(S1404)，将集中控制站地址写入目的地址寄存器中(S1405)，然后将信道编解码器208的模式寄存器305设置成LCCH传输模式(S1406)。在LCCH传输时，由信道编解码器208中的载波检测域进行载波检测(S1407)。如果在此期间检测到载波，则可认为另一终端正在使用LCCH信道。于是执行竞争控制，这包括暂停数据传输直至下一帧(S1408)。如果未检测到载波，则可认为另一终端未使用LCCH信道。于是开始向集中控制站的数据传输(S1409)。应注意，用于LCCH数据传输的跳频图是第一跳频图，它与CNT信道的跳频图相同。

集中控制站一接收到该呼叫始发请求命令就执行呼叫始发处理，如向公用电话线拨号。如果经由公用电话线接收到被叫终端的应答，则通过LCCH向发出始发请求的个人计算机发送一个终止通知命令。此外，还给出在个人计算机和集中控制站之间交换语音数据时通行(prevail)的跳频图(第二跳频图)的通知，并给出在发送端使用两个语音信道中的哪一个信道的通知(S1401)。

已接收到呼叫终止通知、跳频图和所使用的信道的分配的个人计算机，设定呼叫通信信道所使用的第二跳频图以及用于信道编解码器208的HP寄存器306中的信道，并开始ADPCM编解码器的工作(S1411)。从而转向语音通信阶段(S1413)。如果在S1410未执行通信许可的接收，则在终端站给出忙指示(S1412)。

关于呼叫的开始，信道编解码器208中的模式寄存器305被设置成语音模式(图15的S1501)，在模式寄存器中设置传输时隙号(S1502)并设置ADPCM编解码器工作的开始(S1503)。

语音呼叫开始(S1504)并在图16的S1601中判定是否有数据通信请求。

依靠这一程序，在个人计算机、网络控制器和其他用户的终端间建立起一个链路，且开始了个人计算机和其他用户终端间的呼叫。

在语音通信期间，从个人计算机上提供的送受话器输入的语音由ADPCM编解码器207进行编码，编码后的语音数据进入信道编解码器208中，每160比特加入一个报头和一个独特字，对最后得到的数据进行扰频，然后在预定的语音信道的位置上将它们发送出去。

当在语音信道中在所接收到的语音数据的报头区建立起比特同步并在接收到音频的时刻检测到独特字时，执行解扰。解扰后的数据由ADPCM编解码器207解码，解码后的数据作为语音从送受话器的扬声器输出。这时，控制信道的频率根据第一跳频图(如图10所示)按F1，F2，F3，F4，…进行转换，语音信道按F3，F4，F5，F6，…进行频率转换。因此，进行语音通信时频率的转换如图18所示。即语音通信时频率的转换是F1，F3，F3，F4，F3，F5，…。

<数据通信控制工作>

如果在图14的步骤S1402中未请求语音通信且终端站在图16的S1601中发出一个数据通信请求(S1601为“是”)，则启动个人计算机中的数据通信应用程序，且安装在个人计算机中的无线单元驱动器进行工作并经由数据输入/输出接口向无线控制单元发送一个数据传输请求和一个传输目的号码(另一用户终端的扩展号码)(S1602)。

下一步，转向类似于上述语音通信情况下执行的呼叫始发程序(S1603～1608)并开始向集中控制站传输LCCH数据。

集中控制站一接收到呼叫始发请求命令，就使用LCCH通知另一用户终端呼叫终止。如果从另一用户终端发回一个应答，则通过向两终端发送用于发送和接收数据的跳频图(第三跳频图)来完成呼叫建立(S1608)。

作为上述过程的结果，当两终端获得用于发送/接收数据的第三跳频图时(S1609)，在信道编解码器208的HP寄存器中设置所使用的第三跳频图(S1611)。数据的发送/接收在根据数据信道的给定跳频图转换频率时进行(S1612)。更确切地说，无线控制单元的驱动器将从个人计算机的存储器205中发送的数据传递给无线控制单元的存储器205(S1701)，如图17所示。如果在S1609中在数据通信控制中也未执行通信许可的接收，则出现一个忙指示(S1610)。

无线控制单元将存储在存储器205中的数据进行纠错编码并将编码后的数据重新存储到存储器205中(S1702)。然后在DMA控制器206中设置一个从存储器205到信道编解码器208的DMA传送地址(S1703)并在信道编解码器208的模式寄存器305中设置一个传输请求(S1704)。信道编解码器208一接收到传输请求就进行载波检测(S1705)。如果检测到载波，则信道编解码器208准备接收一帧(S1706)。如果未检测到载波，则信道编解码器208依照数据信道定时以一字节为单位产生一个DMA请求。DMA控制器一接收到DMA请求就将存储器205中的数据传送给信道编解码器208(S1707)。信道编解码器208加入报头和独特字，对数据进行扰频，然后将扰频后的数据发送出去(S1708)。

当完成一个分组的传输时(步骤S1708为“是”)，在CPU中产生一个中断(S1709)。如果还有数据要发送，则程序返回步骤S1703并执行传输处理(S1710)。

在没有数据要发送的情况下，判定是否有语音通信的请求(S1711)。如果语音通信已经进行，则不重新发出语音通信请求。但是，如果仅进行了数据通信而重新请求语音通信，则程序转到图14的S1402。

如果在S1711未请求语音通信，则将信道编解码器208的模式寄存器305置为接收模式并等待接收(S1712)。

在接收端的无线控制单元中，DMA控制器预先置为一种从信道编解码器208到存储器205的传送模式。当接收到数据时(S1713为“是”)，在信道编解码器208中在接收数据的报头区建立起比特同步。当检测到独特字时，进行解扰。此外，在数据区以字节为单位产生DMA请求。DMA控制器一接收到DMA请求，就从信道编解码器208向存储器205传送数据(S1714)。当一个数据分组的传送完成时，由信道编解码器208产生一个接收完成中断，且CPU对存储于存储器205中的数据施加纠错解调处理。从而获得最终的接收数据，并将该数据传送给个人计算机(S1715)。

数据的传输可通过以上描述的程序进行。在还有数据要发送的情况下，因为应用的执行未完成而重复同一程序(S1716为“否”)。这使得有可能发送不受限制(unlimited)的数据量。

如图10所示，当以上述方式进行数据通信时，控制信道的频率转换是F1，F2，F3，F4，…，数据信道的频率转换是F5，F6，F7，F8，…。换句话说，仅数据通信(不进行语音通信)时的频率转换是F1，F5，F2，F6，F3，F7，…，如图19所示。

<其它通信形式>

以下将描述正在进行图14和图15所说明的语音通信时，发出图16和图17所示的数据通信请求的情况，即正在使用一个连接到第一个人计算机上的送受话器经由网络控制器进行语音通信时，在第一个人计算机和第二个人计算机之间进行文件传送的情况。

用于同时语音通信和数据通信的跳频图分别在语音通信时和在数据通信时确定。即是，两种通信形式使用完全不同的跳频图来进行。同时进行语音通信和数据通信的个人计算机将用于控制信道的第一跳频图、用于语音信道的第二跳频图和用于数据信道的第三跳频图存储于信道编解码器208的HP寄存器306中。

无线单元209通过根据存储在信道编解码器208的HP寄存器306中的三个跳频图来转换频率而进行通信。

更准确地说，如图10所示，无线单元遵循控制信道的跳频图(F1，F2，F3，F4，…)、语音信道的跳频图(F3，F4，F5，F6，…)及数据信道的跳频图(F5，F6，F7，F8…)，且频率以如图11所描述的F1，F3，F5，F2，F4，F6，F3，F5，F7，…的方式进行转换。

<呼叫终止控制>

现在描述一个来话呼叫终止于无线终端的情况。

图20是一个来自公用交换电话网的来话呼叫终止于网络控制站的情况下控制站执行的工作流程图，图21是一个来自公用交换电话网的来话呼叫终止于网络控制站的情况下无线终端执行的工作流程图。

当一个来自公用交换电话网的来话呼叫终止于网络控制站时(图20的步骤S2001)，控制站将一个呼叫终止命令写入信道编解码器208的LCCH寄存器310中，将终止无线终端的地址写入目的地址寄存器328中，然后将信道编解码器208的模式寄存器305设置为LCCH传输模式并将有一个来话呼叫这一情况通知终止无线终端(S2001)。用于LCCH数据传输的跳频图是第一跳频图，它与CNT信道的跳频图相同。

接收到终止命令(S2101为“是”)的无线终端(在本实施例中是一个个人计算机)执行终止处理，如发出一个来话呼叫音，通知来话呼叫的用户(S2102)。当用户响应于该来话呼叫做出应答时(S2103)，无线终端将一个终止应答命令写入信道编解码器208的LCCH寄存器310中以将已应答来话呼叫这一情况通知控制站，将集中控制站地址写入目的地址寄存器，然后将信道编解码器208的模式寄存器305设置成LCCH传输模式，并将已应答来话呼叫这一情况通知集中控制站(S2104)。

集中控制站一接收到终止应答命令(S2003)，就将在个人计算机和集中控制站之间交换发往公用电话线或从公用电话线接收的数据时所使用的跳频图通知给应答的个人计算机(S2004)。

关于来自公用电话线的来话呼叫，这里将所有数据都看作语音数据并假设通知给个人计算机的跳频图也是用于语音信道的第二跳频图。其原因是因为从公用电话线发送来的所有数据作为语音数据调制后到达，因此即使它们是传真数据或来自个人计算机的数据，也可当作语音数据。

当结束所使用的跳频图的通知时，集中控制站在正当发起去话呼叫时转向语音通信阶段(S2005)。

如果在S2003未接收到来自个人计算机的终止应答命令，则控制站将该个人计算机判为不能进行通信并将该个人计算机忙这一情况通知公用电话线(S2006)。

如果已在S2104中将它已应答来话呼叫通知给集中控制站的个人计算机让集中控制站对其跳频图进行了分配(S2105为“是”)，则个人计算机设置语音通信信道所使用的跳频图编号和信道编解码器208的HP寄存器306中所使用的信道并开始ADPCM编解码器的工作(S2106)。然后，个人计算机转向类似于发起去话呼叫时所通行的语音通信阶段。

如果在步骤S2105发现未执行跳频图的分配，则个人计算机再向集中控制站发送终止应答命令。

如果个人计算机在它响应于来自公用电话线的来话呼叫而正在进行通信时发出一个数据通信始发请求，则执行上述数据通信的始发控制阶段。如果有一个来话呼叫，那么即使个人计算机已正在进行数据通信，它也能执行上述终止控制阶段。

如上所述，这样就根据互不相同的跳频图来进行使用控制信道、语音信道和数据信道的通信。结果，一个无线终端能同时与其它许多具有不同跳频图的无线终端同时进行通信。

<第二实施例>

现在描述本发明的第二实施例。该实施例的无线通信系统和无线控制单元具与根据第一实施例的无线通信系统和无线控制单元有相同的结构。

图22是一个表示根据本发明第二实施例的系统中信道编解码器结构的框图。该编解码器包括一个用于存储通信目的地址的地址寄存器328。该编解码器的其它部分与图3所说明的第一实施例的信道编解码器的相同。

图23A～23E是表示用于根据第二实施例的系统的无线帧结构的简图。其基本部分与用于根据第一实施例的系统的无线帧的相同。第一实施例和第二实施例之间在无线帧单元(element)方面的不同之处是根据第二实施例的无线帧的各信道具有一个系统ID(ID)，用于只接收来自属于同一系统的集中控制站的数据。这样，通过给每个信道提供一个ID部分，就可能防止系统偶然接收由另一系统发送的数据。

用于根据该实施例的系统的跳频原理和跳频图与用于根据第一实施例的系统的相同。

以下将描述根据该实施例的无线控制单元的基本工作。

如上所述，由于该实施例中无线帧的各信道都具备ID部分，因此，无线控制单元使用该ID进行工作，如下所述。

在图23C所示的LCCH信道中，发送端的CPU使用LCCH组装器/拆装器314来组装存储在LCCH寄存器310中的数据和信道编解码器208内的ID寄存器308中的数据。组装后的数据在预定时间发送出去。在接收端，接收的LCCH信道由LCCH组装器/拆装器314拆装。当且仅当接收的系统ID与已写入它的自身ID寄存器308中的值相匹配时，接收端将拆装后的数据存入LCCH寄存器310中。一做完这些，就产生一个中断并送往CPU。CPU响应于这个中断而读出寄存器中的数据。

关于语音信道，信道编解码器使用语音组装器/拆装器316来组装经由ADPCM接口304输入的数据和ID寄存器308中的数据并在预定时间将组装后的数据发送出去。相反，在接收端，仅当接收的系统ID与存储在接收端的自身ID寄存器308中的值相匹配时，接收的语音信道由语音组装器/拆装器316在预定时间拆装，其结果经由ADPCM接口304在ADPCM编解码器207已进行了处理的时间输出。

关于数据信道，仅当CPU请求了数据传输时发送数据。如果已请求了数据传输，则信道编解码器208的CPU总线接口303向DMA控制器(DMAC)206在每字节的时间输出DMA请求。当DMAC 206响应该DMA请求且数据被写入时，由数据组装器/拆装器315将数据转换成串行数据，该数据与ID寄存器308中的数据组装在一起，最终得到的数据在预定时间发送出去。相反，在接收到数据信道的情况下，数据组装器/拆装器315拆装数据，如果接收的系统ID与写入接收端的自身ID寄存器308中的值相匹配，则将数据转换成并行数据。此后的工作与第一实施例的相同。

现在描述根据该实施例的系统的工作。这里也假设连接到公用电话线上的网络控制器用作集中控制站。

<语音通信控制工作>

图24是一个表示根据该实施例的语音通信控制工作的流程图。与根据图14所示的第一实施例的语音通信控制工作相同的处理步骤用类似的步骤编号标明，无需再进行描述。而且，随后转向语音通信阶段的处理与图15所说明的相同。

在图24的步骤S1407未检测到载波的情况下，可认为另一终端未使用LCCH信道。于是，在这个实施例中，读出LCCH寄存器310、地址寄存器328和ID寄存器308中的数据，组装逻辑控制信道帧(S1108)，并开始向集中控制站传输数据(S1409)。

当在个人计算机端通过第一跳频图接收到LCCH信道时(S1110)，信道编解码器208中的LCCH组装器/拆装器314拆装接收的LCCH帧(S1111)。将在系统ID部分发送的系统ID与信道编解码器的ID寄存器中的系统ID进行比较，并判定在传输目的地址部分发送的地址与个人计算机端的地址是否相匹配(S1112)。如果结果是系统ID相匹配且地址是接收端终端的地址(S1113为“是”)，则接收随后的数据。换句话说，就是接收呼叫终止通知、跳频图和所使用的信道的分配(S1410)。

当在语音信道中接收的语音数据的报头区建立起比特同步时，检测独特字，并在接收到音频时将系统ID与ID地址寄存器308中的系统ID进行匹配，执行解扰。解扰后的数据由ADPCM编解码器207解码，解码后的数据作为语音从送受话器的扬声器输出。

<数据通信控制工作>

图25和26是表示根据第二实施例的数据通信控制工作的流程图。与根据图16、17所示的第一实施例的数据通信控制工作相同的处理步骤用类似的步骤编号标明，无需再进行描述。

在图25的步骤S1606未检测到载波的情况下，可认为另一终端未使用LCCH信道。于是，读出LCCH寄存器310、地址寄存器328和ID寄存器308中的数据，组装LCCH信道帧(S1308)，并开始向集中控制站传输数据(S1608)。

当在个人计算机端通过第一跳频图接收到LCCH信道时(S1310)，信道编解码器208中的LCCH组装器/拆装器314拆装接收的LCCH帧(S1311)。

将在系统ID部分发送的系统ID与信道编解码器的ID寄存器中的系统ID进行比较，并判定在传输目的地址部分发送的地址与个人计算机端的地址是否相匹配(S1312)。如果结果是系统ID相匹配且地址是接收端终端的地址(S1313为“是”)，则接收随后的数据。换句话说就是，接收呼叫终止通知、跳频图和所使用的信道的分配(S1609)。

当转向数据通信阶段且图26中的步骤S1705未检测到载波时，则与数据信道定时一致以一字节为单位产生DMA请求。DMA控制器一接收到DMA请求就将数据传送给信道编解码器208的存储器205(S1707)。信道编解码器208向数据中加入报头、独特字和ID寄存器308中的系统ID，组装LCCH信道(S1408)，然后对数据进行扰频并将扰频后的数据发送出去(S1708)。

如果在信道编解码器的模式寄存器设置成接收模式(S1712)后接收到数据(S1713为“是”)，则数据组装器/拆装器对信道编解码器208中的LCCH信道进行拆装(S1415)。在报头区建立起比特同步，检测独特字并将系统ID部分中的系统ID与ID寄存器308中的系统ID进行比较(S1416)。如果两个系统ID相匹配(S1417为“是”)，则进行解扰。

在语音通信正在进行期间请求数据通信的情况下的工作与第一实施例中所描述的相同。但是，根据该实施例的系统在根据存储于HP寄存器中的上述三个跳频图转换频率时进行通信的时候，对于每个以已转换频率发送的信道加入ID寄存器308中的系统ID。在接收端，仅当接收的系统ID与ID寄存器中的系统ID相匹配时接收数据。

<终止控制工作>

现在将描述根据该实施例的系统中的呼叫终止控制。

图27是一个说明终止来话呼叫时由控制站执行的控制过程的流程图，图28是一个说明终止来话呼叫时由无线终端执行的控制过程的流程图。图27和28中与图20和21所示控制过程相同的处理步骤用类似步骤编号标明，无需再进行描述。

在图27中当一个来自公用电话线的来话呼叫终止于网络控制站时(S2001)，控制站向信道编解码器208的LCCH寄存器310写入一个呼叫终止命令，向目的地址寄存器328写入终止无线终端的地址，然后将信道编解码器208的模式寄存器305设置成LCCH传输模式。控制站从LCCH寄存器310中读出呼叫终止命令，从地址寄存器328中读出终止无线终端的地址，从ID寄存器308中读出系统ID并组装LCCH信道(S1702)。控制站通过向终止无线终端发送LCCH信道来给出来话呼叫的通知(S2002)。

接收到上述LCCH信道到无线终端(在该实施例中是一个个人计算机)(图28的S1801)通过信道编解码器208中的LCCH组装器/拆装器314对LCCH信道进行拆装(S1802)并将系统ID部分的系统ID与ID寄存器308中的系统ID相比较(S1803)。如果两个系统ID相匹配(S1804为“是”)，则接收随后的数据，且个人计算机执行终止处理，如发出一个来话呼叫音通知来话呼叫用户(S2102)。当用户对来话呼叫做出应答时(S2103为“是”)，为了将来话呼叫已被应答这一情况通知控制站，个人计算机向信道编解码器208中的LCCH寄存器310写入终止应答命令(S1807)，向目的地址寄存器写入集中控制站地址(S1808)，然后将信道编解码器208的模式寄存器305设置成LCCH传输模式(S1809)。个人计算机从LCCH寄存器310中读出终止应答命令，从地址寄存器328中读出地址，从ID寄存器308中读出系统ID并组装LCCH信道(S1810)。个人计算机通过发送这个信道来将来话呼叫已被应答这一情况通知集中控制站(S2104)。

集中控制站一接收到LCCH信道(S1704为“是”)就通过信道编解码器208中的LCCH组装器/拆装器314对LCCH信道进行拆装(S1705)，并将系统ID部分的系统ID与ID寄存器308中的系统ID进行比较(S1706)。如果发现两个系统ID相匹配(S1707为“是”)，则接收随后的数据，从而接收到终止应答命令(S1708为“是”)。为了将在个人计算机和集中控制站之间交换向公用电话线发送的数据或从公用电话线接收的数据时所使用的跳频图通知给应答的个人计算机，已加入系统ID等的LCCH信道被重新组装(S1709)并发送到个人计算机(S2004)。

当所使用的跳频图的通知结束时，集中控制站在正当发起去话呼叫时转向语音通信阶段(S2005)。

如果已经通知了集中控制站它已应答来话呼叫的的个人计算机随后接收LCCH信道(图28的步骤S1812为“是”)，则LCCH信道由信道编解码器208中的LCCH组装器/拆装器314进行拆装(S1813)。然后系统ID部分的系统ID与ID寄存器308中的系统ID进行比较(S1814)。如果这些系统ID相匹配(步骤S1815为“是”)，则接收随后的数据。

当集中控制站根据所接收的数据分配所使用的跳频图时(S1816为“是”)，在信道编解码器208的HP寄存器306中设置用于语音通信信道的第二跳频图和所使用的信道，并开始ADPCM编解码器的工作(S2106)。然后，个人计算机转向类似于发起去话呼叫时通行的语音通信阶段(S2107)。

如果在步骤S1816发现未执行跳频图的分配，则程序返回步骤S2104，且个人计算机再向集中控制站发送终止应答命令。

这样，如上所述，系统ID加入到在互不相同的频率上进行通信的控制信道、语音信道和数据信道中。因此，即使另一系统在同一频率上进行通信，数据也不会再被偶然地接收了。

这样，即使在频率在一个通信帧期间进行转换的跳频通信设备中也可能防止从另一系统偶然接收数据。

因为可以不偏离本发明的本质和范围而提出许多表面上大不相同的本发明实施例，所以应认识到，本发明不局限于其特定实施例，而是限于如所附权利要求书中所确定的那样。

Claims (6)

1.一种使用跳频进行多个信息项的时分复用通信的无线通信设备，包括：

组装装置，用于利用将被发送到第一目的地的一个第一信息项和将被发送到不同于该第一目的地的第二目的地的一个第二信息项来组装一个通信帧；

分配装置，用于为组成该通信帧的所述第一信息项和所述第二信息项分配不同的跳频图；以及

通信装置，用于根据由所述分配装置分配的跳频图，在与所述第二目的地通信的同时与所述第一目的地通信。

2.根据权利要求1的无线通信设备，其中所述组装装置组装一个对所述第一目的地和所述第二目的地共同的控制信息。

3.根据权利要求1的设备，其中所述信息项是语音信息和/或数据信息。

4.根据权利要求2的设备，其中所述目的地的跳频图的通知是使用控制信息给出的。

5.根据权利要求1的设备，还包括将识别信息与组成该通信帧的多个信息项中的各信息项进行复用的复用装置，所述识别信息用于识别与另一个无线通信设备的通信。

6.一种用于使用跳频进行多个信息项的时分复用通信的无线通信设备中的无线通信方法，该方法包括：

利用将被发送到第一目的地的一个第一信息项和将被发送到不同于该第一目的地的第二目的地的一个第二信息项来组装一个通信帧的步骤；

对组成该通信帧的所述第一信息项和第二信息项分配不同跳频图的步骤；和

根据在所述分配步骤分配的跳频图，在与所述第二目的地通信的同时与所述第一目的地通信的通信步骤。

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