CN1350726A - 在无线电话中使频率同步的方法和执行该方法的装置 - Google Patents

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Abstract

讲述一种在无线电话中使频率同步的方法和装置,它们可以通过采用DECT协议、并譬如根据ADCT协议来在移动单元和地点固定的基站之间利用快速而频繁的频率切换进行通信。为此,从基站所发射的识别码(ID)中导出一种密钥(密钥)。规定一些具有随机或伪随机的频率序列的列表,并根据所述发射的密钥来选出所述的列表之一,然后为频率切换使用相应的频率。

Description

在无线电话中使频率同步的方法 和执行该方法的装置
本发明涉及一种在无线电话中使频率同步的方法，其中移动单元和地点固定的基站通过预定数量的频率进行通信，而且在时帧内的一个时隙中发送一个带有识别所述基站的代码的消息。本发明另外还涉及一种执行该方法的装置。
在无线电话中规定了预定长度的时帧(帧)，这些时帧被再分为预定长度和数量的时隙。基站在时隙内进行发射，而且移动单元必须按照所属的基站进行同步，也就是说它必须找到基站按照其发射消息的时隙和频率。所述的消息还包括有关当前频率和时隙的说明以及识别基站的代码。只有在该信道上接收了某个数量的消息，才可以引入或接收通话。
如果从移动单元向基站建立传输，则在一个预定的信道上、也即在预定的时隙和预定的频率上来实现它，该信道一直保持不变，直到在某种情况下因产生干扰的干扰电台而必须被切换。
在欧洲广泛流行的、用于在无线电话中对传输进行规定的协议为欧洲数字无绳电信协议(DECT)。在此，传输频带被再分为较少的频带。如果采用该DECT协议来传输所述具有频率说明和识别码的消息或有用消息，则它对于快速的信道切换和频繁快速的频率切换是不适合的。
在另一种尤其在USA使用的、名为美洲数字无绳电信协议(ADCT)的协议中，所述的传输频带被再分为大量的频带，譬如75个频带，其中每个频率必须以平均相等的频度进行使用。于是，辐射功率应该均匀地分布在整个频带上。这需要根据系统譬如在每个时帧之后进行非常频繁的频率切换，以便在另一频率上传输每个消息。这种快速而频繁的频率切换被称为“跳频”。
本发明所基于的任务在于，提供一种本文开头所述类型的方法和装置，在遵守DECT协议所包含的预给定的情况下，利用该方法和装置可以按照ADCT协议实现更快速和更频繁的频率切换。
在方法方面，该任务通过如下方式来解决：至少从一部分所述的识别码中导出一个密钥；确定预定数量的不同的单义频率序列，所述的频率序列总是包含所有的频率；将该频率序列中的一个分配给所述的控制信号，并利用该控制信号选出所述的频率序列；而且在频率切换时，由相关的基站和移动单元按照预定的顺序来依次使用在所分配的频率序列中所包含的频率。
在装置方面，该任务通过如下方式来解决：在所述的基站和移动单元侧分别装设一种频率切换计算单元，并在该频率切换计算单元的输入侧输入了接收所述密钥的密钥寄存器的内容和确定当前频率的频率寄存器的内容，而且其输出侧被连接在所述的频率寄存器上。
本发明的基本思想在于，在DECT协议的方法中产生某个数量的频率列表。所述的频率随机或伪随机地分布在每个列表内。每个列表是单义的，也就是说每个频率在这种列表中只出现一次。因为知道当前的频率和识别码，因此可以(譬如依据DECT协议)从接收的消息中推导出使用这些列表中的哪一个。于是总可以在频率切换时用一种简单的方式从相关的列表中查取接下来的频率。
本发明具有如下优点，即无需对DECT协议进行变化，而是可以不变地采用DECT标准。于是不需要附加的信道来传输所述的频率序列。
原则上可以把所述的频率列表暂存在一个完整的表格中。但本发明的优选实施方案在于，总是利用不同的算法计算出在工作期间具有所述频率序列或信道序列的列表，其中总是从直接位于前面的信道出发求出接下来的信道。
一种尤其简单、但满足大多数应用情况的算法在于，在数目为40个列表的情况下通过如下算法求出信道的频率：fx+1＝mod(75[(fx+Y)]，其中Y＝1、2、4、7、8、11、13、14、16…68、71、73、74。
本发明的一种优选扩展方案在于，每个频率序列具有多个不同的单义的子频率序列，这些子频率序列利用子密钥来确定。它们还可以通过另一种表格而在基站和移动单元中进行确定。所述的子密钥和所述的消息一起譬如在冗余比特位上从基站发送给移动单元。
在此，如果一个子序列的频率已运行完，则根据另一表格或相关的子密钥自动地引入运行下一个子序列。于是，不再计算和运行一个单义的、n个频率值的序列，而是运行一系列用子密钥进行识别的多个单义的子序列。
采取如下做法也是比较有利的，即在根据所属的列表实施频率切换之前，为预定数量的时帧、譬如40个时帧保持一个频率，而且传输一个关于还要在当前的频率上发射几次的信息。对此，采取如下做法就足够了，即在所述的移动单元中设立一个计数器，在该计数器中分析那些利用相同频率进行发送的时帧的数量信息。该信息可以简单地从所述除了上述用于当前频率和识别码的信息之外还包含有诸如块校验消息等校验数字的消息中推导出来，其中所述的校验数字可以单义地分配给基站和所属的移动单元。
下面借助附图所示的实施例来进一步阐述本发明。其中：
图1示出了传输模式的图解；
图2示出了基站的框图；以及
图3示出了移动单元的框图。
图1逐行且上下错开地画出了均具有两个时帧FRB、FRH的三个频道FR0、FR2和FR74的实施例。左边的时帧FRB被分配给基站，而右边所示的时帧FRH被分配给移动单元。
每个时帧FRB、FRH被再分为预定数量的时隙TSR。在所示的实施例中每个时帧具有12个时隙TSL，这些时隙针对基站被编号为0～11，针对移动单元被编号为12～23。
为了在基站和移动单元之间同步，还由基站在固定的时隙内、并利用预定的频率序列发射一个消息NT，该消息内包含有识别基站的代码。所述移动单元首先被调节成利用该频率序列中的任一频率进行接收。如果发射频率和接收侧所调节的频率相一致，而且识别出所属的基站，则移动单元将按照基站进行同步。然后，根据一系列频率列表的内容来按本发明实行频率切换，所述的频率列表预给定了接下来的相关频率。在该频率列表内进行选择的准则是一种从所述识别码中导出的密钥。
从原则上讲，所述频率列表的数量可以自由选择。这些频率列表是不同和单义的，而且包含跳频方法中所采用的所有频率，其中每个列表在某一时候是以一种随机或伪随机的顺序而包含着每个频率。于是，当从基站接收消息NT时，可以按照从列表至基站的单义分配来毫无问题地从当前的接收频率中确定出用于频率切换的下一频率。
图2为基站示出了一种消息寄存器10，它包含有所述具有基站识别码ID的消息NT，而所述的基站识别码几乎在每个时帧FRB内都被发射。该消息典型地由40个比特组成。至少从该消息的一部分、譬如最低值的6个比特中导出一个密钥，该密钥可以存储在密钥寄存器11中，并可单义地分配给基站。在该消息NT的另一部分中，从子密钥寄存器12中接收另一个密钥、也即子密钥。该子密钥譬如可以装入在所述消息NT的冗余比特之中。由频率切换计算单元15来提供该子密钥。
频率寄存器13包含当前频率的有关说明，也就是说该频率寄存器13的内容确定了在所述基站和移动单元之间进行通信的当前频率。该频率首先通过信号INIT来预给定。
所述频率寄存器13的内容通过反馈14被输入到所述的频率切换计算单元15中，在该单元15的输入侧还施加了所述密钥寄存器11和子密钥寄存器12的内容作为输入量，以便计算出下一频率。频率切换计算单元15按照预定的算法以如下方式进行工作，即根据频率寄存器13的当前频率、所述密钥寄存器11及子密钥寄存器12的密钥及子密钥计算出下一个用于快速而频繁的频率切换的频率，正如为实施譬如ADCT跳频方法所需要的一样。所计算出的下一个频率被输入到由时帧计数器17控制的更新寄存器16中。
更新寄存器16将所述计算出的、与所需数量的时帧FRB有关的“下一个”频率存储下来，然后将其内容传送到频率寄存器13。由此可以选择性地在每个时帧FRB中或在预定数量的时帧之后实现频率切换。
如图3所示，所述的移动单元具有一种输入寄存器18，其中存储了从基站接收的消息NT。然后在检验单元19中对该消息进行检验，看包含识别码ID在内的接收消息是否没有出错。将所述的识别码ID存储到密钥寄存器11’中。在消息有效且没有出错的情况下激活更新寄存器16，同时也激活时帧计数器17’的输出信号。为此在图中简略地示出了与门20。如同在图2所示的基站中一样，在频率切换计算单元15’中，也按照同样的方式根据频率寄存器13’、密钥寄存器11’和子密钥寄存器12’的内容并依据所述预定的频率列表来为快速而频繁的频率切换计算出下一个频率，并且将该频率临时存储在更新寄存器16’中，直到将它从那儿接收到频率寄存器13’内。
只要没有接收到有效的消息，且由此不释放所述的更新寄存器，那么就在频率寄存器13’内一直暂存初始化的频率。

Claims (9)

1.在无线电话中使频率同步的方法，其中移动单元和地点固定的基站通过预定数量的频率(fx)进行通信，而且在时帧(FR)内的一个时隙(TSL)中发送一个带有识别所述基站的代码(ID)的消息(NT)，其特征在于：
至少从一部分所述的识别码(ID)中导出一个密钥(密钥)；确定预定数量为n的不同的单义频率序列(L0，L1，L2…L39)，所述的频率序列总是包含所有的频率(fx)；将该频率序列L0，L1…L39中的一个分配给所述的密钥(密钥)，并利用该密钥(密钥)选出所述的频率序列；而且在频率切换时，由相关的基站和所属的移动单元按照预定的顺序来依次使用在所分配的频率序列中所包含的频率(fx)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
总是利用不同的算法计算出所述的频率序列，其中总是从直接位于前面的频率(fx)出发求出接下来的频率fx+1。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
使用40个频率序列；而且通过如下算法求出所述的频率序列：
fx+1＝mod(75[(fx+Y)]，Y＝1、2、4、7、8、11、13、14、16…68、71、73、74。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
每个频率序列具有多个不同的单义的子频率序列，利用从所述识别信号(ID)中导出的子密钥来确定这些子频率序列。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
在一个子频率序列完全运行过之后，使用另一个子频率序列。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
在实行频率切换之前，为预定数量的时帧(FR)保持一个频率(fx)；而且传输一个关于还要在当前的频率(fx)上发射几次的信息。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
由所述的移动单元检验所述从基站发射的消息是否没有出错；只有在接收不出错的情况下才接收所述的接收密钥(密钥)和允许改变频率。
8.用于执行权利要求1所述方法的装置，其特征在于：
在所述的基站和移动单元侧装设一种频率切换计算单元(15，15’)，并在该频率切换计算单元的输入侧输入用于接收所述密钥(密钥)的密钥寄存器(11，11’)的内容和用于确定当前频率(fx)的频率寄存器(13，13’)的内容，而且其输出侧被连接在所述的频率寄存器(13，13’)上。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：
在所述的频率寄存器(13，13’)和所述频率切换计算单元(15，15’)的输出端之间连接了一种由时帧计数器(17，17’)控制的更新寄存器(16，16’)。
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