CN1943129A - 用于跳频系统的设备 - Google Patents

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Abstract

用于跳频系统(3)的设备(1、2)通过引入选择器(4)而得到较好的总体性能，其中该跳频系统(3)在频率序列的多个频率进行跳频，该选择器(4)用于从多个序列中选择所述序列，所述多个序列包含第一序列和第二序列，其中第一序列比所述第二序列长。发生器(7)产生第一和第二序列。监控器(5)监控所使用的信道，控制器(6)控制所述选择器(4)在第一模式中选择所述第一序列，而在第二模式中根据监控结果选择所述第二序列。修正器(8)修改所述第二序列。所述第二序列可以构成所述第一序列的子集。这些都引起总体性能的提高和能量消耗的降低。

Description

用于跳频系统的设备
技术领域
本发明涉及一种用于跳频系统中的设备，还涉及一种跳频系统、一种用于设备的电路、一种方法、一种处理器程序产品以及一种无线电频率信号。
这种设备的实例是数字无绳电话系统中的终端或便携单元以及站或固定单元。
背景技术
现有技术的设备可从WO 00/74257A1得知，其中描述了一种跳频系统中的频率获取的方法。在这种跳频系统中，发射器在预先确定并固定的N(N＞＝2)个频率的序列中连续跳跃。接收器存储有相同的N个频率的序列，但是开始不知道正在使用多个频率中的哪一个频率。因此，接收器必须检测这一频率并与序列的相位同步。
因此，现有技术的序列是固定的：其包含固定数目的固定频率。进一步，这一序列具有不灵活的缺点：为了尽可能抗干扰以维持锁定，该序列应当较长：与较短的序列相比，较长的序列减轻了受干扰信道的不良影响。但是为了尽可能抗干扰以得到活跃连接，该序列应当较短：与较长的序列相比，较短的序列需要较少的频率替换或频率迁移，以去除受干扰的信道。
已有设备的缺点还在于，由于跳跃序列的使用不灵活，该设备具有相对较差的总体性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有相对较好的总体性能的设备。
本发明进一步的目的是提供一种跳频系统、一种电路、一种方法、一种处理器程序产品以及一种无线电频率信号，这些都是(组合起来)用于一种具有相对较好的总体性能的设备中。
根据本发明的用于在频率序列的多个频率进行跳频的跳频系统中所使用的设备，包含选择器，用于从多个序列中选择所述序列，所述多个序列包含第一序列和第二序列，其中第一序列比所述第二序列长。
第一和第二序列例如可以存储在所述设备中。选择器选择较长的或较短的序列。由于跳频序列的使用相对灵活，所以根据本发明的设备具有较好的总体性能。当需要较长的序列时选择较长的序列，而当需要较短的序列时选择较短的序列，因此避免了不灵活的缺点。这是一个很大的优点。进一步的优点在于总体性能提高以及能量消耗降低：由于在设备操作的不同阶段使用更加合适的序列长度，所以提高了性能。与只使用短序列的设备相比，由于不需要增加控制消息来维持跳频序列，因此降低了能量消耗。当然，可以使用多于两个的不同长度的序列。
应当注意，CA 2 339 515描述了在基于扩频多址系统的正交频分复用中的导频使用。在这些系统中，导频音调跳频序列可以在音调频率超出可用带宽时被截断。然后，这些音调被指定为幻音(phantomtone)而不被发送。因此，CA 2 339 515没有公开选择至少两个不同长度序列中的一个序列。
根据本发明的设备的实施例进一步包含监控器，用于监控多个序列中至少一个序列所使用的信道，以便根据监控结果选择至少一个序列。在这种情况下，监控结果形成序列选择的基础。当然，除了直接根据监控结果做出选择，还可以间接根据监控结果做出选择。后者例如通过首先将监控结果转换成质量度量然后让这些质量度量形成序列选择的基础来实现。
根据本发明设备的实施例定义为进一步包含控制器，用于控制选择器在第一模式中选择第一序列，而在第二模式中选择第二序列。在这种情况下，模式形成序列选择的基础。第一模式例如包含初始同步及活动连接建立模式，第二模式例如包含活动连接建立后模式。
根据本发明设备的实施例定义为进一步包含监控器，用于监控多个序列中至少一个序列所使用的信道，并进一步包含控制器，用于控制选择器在第一模式中选择第一序列，而在第二模式中根据监控结果选择第二序列。在这种情况下，第一模式形成选择第一序列的基础，而第二模式与监控结果一起形成选择第二序列的基础。这些模式的实例如上所述。对监控结果的依赖可以是直接的或间接的。
根据本发明设备的实施例定义为进一步包含发生器，用于生成多个序列。在这种情况下，第一和第二序列由发生器生成。
根据本发明设备的实施例定义为，发生器通过向算法中输入标识码来生成多个序列。在这种情况下，标识码可以是每个系统唯一的，其中系统包含共同运行的任意多个便携设备以及任意多个固定设备。每个便携部件以及固定部件具有相同的标识码，标识码通过预编程或数据处理在设备之间交换。
根据本发明设备的实施例定义为进一步包含监控器，用于监控多个序列中至少一个序列所使用的信道，并进一步包含修正器，用于根据监控结果修正至少一个序列。在这种情况下，可以根据监控结果修正至少一个序列。修正可以包含增加一个或多个频率，删除一个或多个频率，和/或替代一个或多个频率。对监控结果的依赖可以是直接的或间接的。
根据本发明设备的实施例定义为，第二序列是第一序列的子集。在这种情况下，对信道的任何监控可以限于对第一序列信道的监控，因为这些信道包括第二序列的信道。
根据本发明的跳频系统包含诸如便携设备的终端设备以及诸如固定设备的站设备。
根据本发明的电路例如是无线电频率电路，进一步包含例如发射器、接收器或收发器。
根据本发明的跳频系统的实施例，根据本发明的电路的实施例，根据本发明的方法的实施例，根据本发明的处理器程序产品的实施例，以及根据本发明的无线电频率信号的实施例，对应于根据本发明的设备的实施例。
本发明建立在对跳频系统中的固定序列不灵活的缺点深入研究的基础上，并且建立在具有不同长度的序列在跳频系统中使用次数不同的基本思想的基础上。
本发明解决了提供具有相对较好的总体性能的设备的问题，并且其优点在于避免了不灵活的缺点。提高了总体质量，并降低了能量消耗。
参照下文描述的多个实施例，本发明的这些方面以及其他方面将显而易见的阐明。
附图说明
附图中：
图1以方框图形式示出了包含根据本发明的电路的根据本发明的设备；
图2以方框图形式示出了根据本发明的跳频系统；
图3示出了根据本发明的无线电频率信号的时间图；以及
图4示出了根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
根据图1中所示本发明的设备1、2，例如终端设备1或便携部件或者站设备2或固定部件，包含电路20。
电路20包含耦合到天线的收发器9。收发器9的控制输入耦合到选择器4的输出，收发器9的控制输入/输出通过联接耦合到处理器系统10的控制输入/输出。处理器系统10例如包含处理器和存储器。选择器4的第一输入耦合到存储器11的第一域12，第一域12用于存储第一(较长)频率序列。选择器4的第二输入耦合到存储器11的第二域13，第二域13用于存储第二(较短)频率序列。第一和第二域12和13进一步耦合到计数器14的输出。计数器14的控制输入耦合到处理器系统10的控制输出。
电路20进一步包含监控器5、控制器6、发生器7以及修正器8。控制器6耦合到处理器系统10。控制器6的控制输出耦合到选择器4的控制输入，用于选择选择器4的多个输入之一连接到其输出上。发生器7耦合到处理器系统10。发生器7的第一控制输出耦合到存储器11的第一控制输入，用于访问第一域12。发生器7的第二控制输出耦合到存储器11的第二控制输入，用于访问第二域13。发生器7进一步耦合到修正器8。修正器8进一步耦合到处理器系统10以及监控器5。监控器5进一步耦合到处理器系统10以及控制器6，并且还可以进一步耦合到收发器9和处理器系统10之间的联接。
设备1、2进一步包含耦合到收发器9的联接器21。联接器21的输出通过一个联接耦合到人机接口22的输入，其中该联接还可以进一步耦合到监控器5。联接器21的输入耦合到人机接口22的输出。人机接口22进一步耦合到存储器23以及处理器系统10。存储器23进一步耦合到处理器系统10。人机接口22例如包含键盘、显示器、扬声器、麦克风等等。
根据图2中所示本发明的跳频系统3，例如数字无绳电话系统，包含终端设备1和站设备2。
根据图3中所示本发明的无线电频率信号的时间图，在其上部描述三个帧x、x+1和x+2，这示出了同步阶段。在x帧中，无线电频率信号A通过信道a交换。在x+1帧中，无线电频率信号B通过信道b交换。在x+2帧中，无线电频率信号C通过信道c交换。信号A、B和C例如从站设备2发送到终端设备1。参考帧的值以及发送信号A、B和C的时隙，从第一(较长)频率序列中选出信道a、b和c。第一(较长)频率序列中使用的元素通过(F+T)％L定义，其中F是帧，T是时隙，L是第一频率序列的长度。在第一模式(同步和建立)中，信道的第一(较长)频率序列用于下游方向。在第二模式(活动连接)中，信道的第一(较长)频率序列用于下游和上游方向。
在图3的下部描述了三个帧y、y+1和y+2，这示出了活动阶段。在y帧中，无线电频率信号D通过信道d交换并且无线电频率信号G通过信道g交换。在y+1帧中，无线电频率信号E通过信道e交换并且无线电频率信号H通过信道h交换。在y+2帧中，无线电频率信号F通过信道f交换并且无线电频率信号I通过信道i交换。信号D、E和F例如从站设备2发送到终端设备1，并且信号G、H和I的发送与之相反。参考发送信号D、E和F的帧的值，从第二(较短)下游频率序列中选出信道d、e和f。第二(较短)序列中使用的元素通过F％L定义，其中F是帧，L是第二下游频率序列的长度。在这一实例中，每个时隙只有一个序列，否则可能需要不同的元素。参考发送信号G、H和I的帧的值，从第二(较短)上游频率序列中选出信道g、h和i。第二(较短)序列中使用的元素通过F％L定义，其中F是帧，L是第二上游频率序列的长度。在这一实例中，每个时隙只有一个序列，否则可能需要不同的元素。当然通常序列较长并包含多于三个频率，因此所示频率信号只是序列的部分。开始，在第一模式(同步和建立)中，第二下行链路频率序列和第二上游频率序列可能相同。之后，在第二模式(活动连接)中，进行修正后，它们可能不同。
根据图4所示本发明的方法的流程图，下面方框具有以下含义：
方框31：开始，生成第一和第二序列，到方框32。
方框32：选择第一序列，终端设备1处于第一模式(同步和建立)，到方框33。
方框33：选定频率以试图锁定到站设备2，到方框34。
方框34：尝试在所选定的频率上接收，到方框35。
方框35：如果接收良好，到方框37，否则到方框36。
方框36：在两次尝试之间延迟一段时间(可以是0)，到方框33。
方框37：延迟一段时间(可以是0)，并从站设备接收，到方框38。
方框38：若需要建立连接，到方框39，否则到方框37。
方框39：使用第一(较长)序列建立连接，终端设备1处于第二模式(活动连接)中，到方框40。
方框40：如果对相关的第二(较短)序列中的频率上的接收质量良好，到方框43，否则到方框41。
方框41：修正第二(较短)序列，到方框42。
方框42：通知站设备2，到方框40。
方框43：切换到使用第二(较短)序列并通知站设备2，到方框44。
方框44：如果仍需连接，到方框46，否则到方框45。
方框45：采用向下连接并切换回到第一(较长)序列，到方框37。
方框46：如果对相关的第二(较短)序列中的频率上的接收质量良好，到方框44，否则到方框47。
方框47：修正第二(较短)序列，到方框48。
方框48：通知站设备2，到方框44。
图2和图1中所示的终端设备1和站设备2的操作更详细的描述为图3和图4，如下所述。开始，由设备1和2中的发生器7生成第一(较长)和第二(较短)频率序列(方框31)。这些序列存储在存储器11的域12和13中。选择器4选择用于跳频的第一频率序列(方框32)。如图3中所示，站设备2根据第一频率序列发送无线电频率信号A-C。终端设备1处于第一模式(同步和建立)，并试图在无线电频率信号A-C所使用的第一(较长)序列的多个频率中的一个频率上检测来自站设备2的发送。在检测到发送之后，终端设备1可以将其自身的第一频率序列与站设备所使用的第一频率序列同步，以便锁定。检测和同步是本领域公知技术(方框33-38)。
一旦锁定，终端设备1进行定期但非频繁的接收，以保证维持与站设备2的锁定，并检查来自站设备2的请求。若因为任何原因失去锁定，则该过程再次开始。
在锁定阶段，可以进入一个新阶段以建立站设备2和终端设备1之间的双向通信(方框39)。这是通过终端设备1在与从站设备2接收所用的时隙不同的时隙上进行发送来实现的。由于终端设备1和站设备2使用相同的第一(较长)序列锁定，因此设备1、2都知道这一新时隙所用的频率。终端设备1和/或站设备2通过其监控器5监控所使用的第二(较短)序列中的频率(方框40-42)。监控器5例如通过检测信号参数并将所检测到的信号参数相互比较和/或与阀值进行比较，和/或通过计算每个信道的噪音等，来检查第二频率序列所使用的频率的质量(方框40-42)。
如果第二频率序列所使用的信道的质量满足要求，则终端设备1和站设备2之间进行通信。这一通信导致设备1和2中的选择器4选择第二序列(方框43)。如图3中所示，站设备2根据第二频率序列发送无线电频率信号D-F。终端设备1和/或站设备2中的监控器5继续监控第二频率序列所使用的信道。
在任何阶段，当终端设备1和/或站设备2的监控器5检查第二频率序列所使用的信道是否需要修正(方框44-48)时，如果第二频率序列所使用的信道的质量不满足要求，则终端设备1和站设备2之间进行通信。这一通信导致修正器8指示设备1和2中的发生器7修正第二序列。如果正使用第一(较长)序列，那么尽管第二(较短)序列已被修正，也不影响发送/接收所用的频率。如果正使用第二(较短)序列，那么站设备2根据修正的第二频率序列发送无线电频率信号D-F，如图3中所示。终端设备1和/或站设备2中的监控器5继续监控修正的第二频率序列所使用的信道，等等(方框44-48)。
第一模式例如包含初始同步及活动连接建立模式，而第二模式例如包含活动连接建立后模式。总之，频率序列定义了以特定顺序跳跃的多个频率信道或多个信道频率。设备1和2中的发生器7例如通过向算法中输入标识码生成多个序列。标识码可以每个终端设备1唯一，这种情况下序列也是每个终端设备1唯一的。当然，必须向站设备2通知终端设备1的标识。通过向算法中输入标识码生成一个序列的技术是本领域公知技术。修正可能包含增加一个或多个频率，删除一个或多个频率，和/或替换一个或多个频率。优选的，第二序列是第一序列的子集。在这种情况下，对信道的任何监控可以限制为对第一序列的信道的监控，因为这些信道包括第二序列的信道。
第一和第二模式代表设备1和2的状态。换句话说，处理器系统10将监督其设备1、2的状态。尽管选择器4、监控器5、控制器6、发生器7、修正器8、存储器11以及计数器14位于处理器系统10之外，但是可选的，这些单元的一个或多个可以以硬件和/或软件的形式位于处理器系统10之内。监控器5通过处理器系统10间接地监控信道，或者通过收发器9和处理器系统10之间的联接和/或通过联接器21和人机接口22之间的联接更直接地监控信道。或者，监控器5可以通过将这一监控器5布置在收发器9之内更加直接地监控。计数器14由处理器系统10控制，每帧和/每时隙增加计数值。这一计数值定义了要使用的所选序列的元素。
在图3中，无线电频率信号A-C根据第一(较长)频率序列，无线电频率信号D-F根据第二(较短)下游频率序列，从站设备2发送到终端设备1。无线电频率信号G-I根据第二(较短)上游频率序列从终端设备1发送到站设备2。因此，在下游和上游方向，在修正前和修正后，可以使用不同的第二(较短)序列。优选的，所有第二(较短)序列形成第一(较长)序列的子集。不同方向使用不同序列是本领域公知技术。
在图4中，由于在第二模式中每个时隙中的数据包含附加到这一时隙并与这一时隙中的其他数据复用的额外信息，所以在活动连接(建立后)期间设备1和2之间进行通信是可能的。这些其它数据包含诸如音频信息和/或视频信息和/或进一步的信息。
应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多可选实施例。在权利要求中，位于圆括号之间的任何参考标记不应被解释为限制该权利要求的。动词“包含”及其变形的使用不排除存在权利要求中所述的元素或步骤以外的元素或步骤。元素之前的冠词“一个”不排除存在多个这样的元素。本发明可以通过包含多个不同元素的硬件实施，也可以通过适当编程的计算机实施。在设备权利要求中枚举了若干模块，这些模块中的若干个可以通过同一个硬件实现。在互不相同的独立权利要求中所叙述的某些措施不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (13)

1、用于跳频系统(3)的设备(1、2)，该跳频系统(3)在频率序列的多个频率进行跳频，其中所述设备(1、2)包含选择器(4)，用于从多个序列中选择所述序列，所述多个序列包含第一序列和第二序列，其中第一序列比所述第二序列长。
2、根据权利要求1所述的设备(1、2)，进一步包含监控器(5)，用于监控所述序列中的至少一个序列所使用的信道，以便根据监控结果选择至少一个序列。
3、根据权利要求1所述的设备(1、2)，进一步包含控制器(6)，用于控制所述选择器(4)在第一模式中选择所述第一序列以及在第二模式中选择所述第二序列。
4、根据权利要求1所述的设备(1、2)，进一步包含监控器(5)，用于监控所述序列中的至少一个序列所使用的信道，以及进一步包含控制器(6)，用于控制所述选择器(4)在第一模式中选择所述第一序列以及在第二模式中根据监控结果选择所述第二序列。
5、根据权利要求1所述的设备(1、2)，进一步包含发生器(7)，用于生成所述多个序列。
6、根据权利要求5所述的设备(1、2)，其中所述发生器(7)通过向算法中输入标识码来生成所述多个序列。
7、根据权利要求1所述的设备(1、2)，进一步包含监控器(5)，用于监控所述序列中的至少一个序列所使用的信道，以及进一步包含修正器(8)，用于根据监控结果修正至少一个序列。
8、根据权利要求1所述的设备(1、2)，其中所述第二序列是所述第一序列的子集。
9、跳频系统(3)，包含终端设备(1)和站设备(2)，用于在频率序列的多个频率进行跳频，其中所述设备(1、2)包含选择器(4)，用于从多个序列中选择所述序列，所述多个序列包含第一序列和第二序列，其中第一序列比所述第二序列长。
10、在用于跳频系统(3)的设备(1、2)中所使用的电路(20)，该跳频系统(3)在频率序列的多个频率进行跳频，其中所述电路(20)包含选择器(4)，用于从多个序列中选择所述序列，所述多个序列包含第一序列和第二序列，其中第一序列比所述第二序列长。
11、用于跳频系统(3)中的方法，该跳频系统(3)在频率序列的多个频率进行跳频，其中所述方法包含从多个序列中选择所述序列的选择步骤，所述多个序列包含第一序列和第二序列，其中第一序列比所述第二序列长。
12、用于跳频系统(3)中的处理器程序产品，该跳频系统(3)在频率序列的多个频率进行跳频，其中所述处理器程序产品包含从多个序列中选择所述序列的选择功能，所述多个序列包含第一序列和第二序列，其中第一序列比所述第二序列长。
13、用于跳频系统(3)中的无线电频率信号，该跳频系统(3)在频率序列的多个频率进行跳频，该序列是从多个序列中所选择的序列，所述多个序列包含第一序列和第二序列，其中第一序列比所述第二序列长。
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