ES2244444T3 - Procedimiento para la sincronizacion de la frecuencia en un telefono sin hilos asi como disposicion para la realizacion del procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la sincronización de la frecuencia en un teléfono sin hilos, en el que: - una unidad móvil y una estación de base fija se comunican a través de un número predeterminado de frecuencias (fx), - en un intervalo de tiempo (TSL) dentro de un cuadro de tiempo (FR) se emite un mensaje (NT) con un código (ID) que identifica la estación de base, - al menos a partir de una parte del código de identificación (ID) se deriva una clave (KEY), - se establece un número n predeterminado de diferentes secuencias de frecuencias unívocas (L0, L1,L2, L39), que contienen en cada caso todas las frecuencias (fx), - una de estas frecuencias (L0, L1... L39) están asociadas a la clave (KEY) y a través de la clave (KEY) es seleccionada esta secuencia de frecuencias, - en el caso de un cambio de frecuencia, las frecuencias (fx) contenidas en la secuencia de frecuencias asociada son utilizadas de una manera sucesiva en la secuencia predeterminada por la estación de base respectiva y por la unidad móvil correspondiente, y - cada secuencia de frecuencias presenta varias subsecuencias de frecuencias unívocas, diferentes, que son establecidas por medio de subclaves, que son derivadas a partir del mensaje (NT).

Description

Procedimiento para la sincronización de la frecuencia en un teléfono sin hilos así como disposición para la realización del procedimiento.

La invención se refiere a un procedimiento para la sincronización de la frecuencia en un teléfono sin hilos, en el que una unidad móvil y una estación de base fija se comunican a través de un número predeterminado de frecuencias, y en el que en un intervalo de tiempo dentro de un cuadro de tiempo se emite un mensaje con un código que identifica la estación de base. La invención se refiere, además, a una disposición para la realización del procedimiento.

En la comunicación telefónica sin hilos se establecen cuadros de tiempo (Frame) de longitud predeterminada, que son divididos en intervalos de tiempo (Time Slots) de longitud y número predeterminados. Dentro de un intervalo de tiempo, la estación de base y la unidad móvil deben sincronizarse a la estación de base correspondiente, es decir, que debe encontrar la división de tiempo y la frecuencia, a la que la estación de base emite mensajes. Estos mensajes contienen, entre otras cosas, indicaciones sobre la frecuencia actual y la división de tiempo así como un código de identifica la estación de base. Solamente cuando se ha encontrado en este canal un número determinado de mensajes, se puede iniciar o bien aceptar una conversación.

Si se establece una transmisión desde la unidad móvil hacia la estación de base, entonces esto se lleva a cabo en un canal predeterminado, es decir, en un intervalo de tiempo predeterminado y a una frecuencia predeterminada, que se mantiene inalterada hasta que debe cambiarse, dado el caso, debido a una perturbación que genera interferencia.

Un protocolo ampliamente utilizado en Europa, que establece la transmisión durante la conversación telefónica sin hilos, es el Digital European Cordless Telecommunication Protocol (DECT). En este caso, la banda de transmisión de la frecuencia está dividida en bandas de frecuencia relativamente pequeñas. El Protocolo DECT es adecuado también para un cambio rápido de canal, es decir, para la transmisión del mensaje con indicaciones de frecuencia y código de identificación o de datos útiles, y para el cambio frecuente y rápido de frecuencia.

En otro protocolo, empleado especialmente en los Estados Unidos, con el nombre American Digital Cordless Telecommunication Protocol (ADCT), se divide la banda de transmisión en un número mayor de bandas de frecuencia, por ejemplo 75 bandas de frecuencia, en el que cada una de las frecuencias debe utilizarse por término medio con la misma frecuencia. La potencia difundida debe distribuirse, por lo tanto, de una manera uniforme sobre toda la banda de frecuencias. Esto requiere, condicionado por el sistema, un cambio de frecuencia muy frecuente, por ejemplo después de cada cuadro de tiempo, de manera que cada mensaje es transmitido sobre otra frecuencia. Este cambio de frecuencia rápido y frecuente se designa como "Salto de frecuencia".

A partir de la publicación de patente de los Estados Unidos US 5 875 186, se conoce un procedimiento para la sincronización de la frecuencia en un procedimiento de salto de frecuencia para una red sin hilos (WLAN-Red de Área Local sin Hilos). En este caso, se selecciona desde la estación fija (unidad de acceso) la secuencia de frecuencia actual utilizada en el procedimiento de salto de frecuencia con la ayuda de un número de identificación de la red NETID, siendo comunicado el número de identificación de la red a la estación móvil (unidad móvil) dentro del cuadro de transmisión. Con la ayuda del número de identificación de la red recibido se puede identificar, por parte de la estación móvil, la secuencia de frecuencia utilizada a través de una tabla calculada de antemano (tabla de consulta).

En la publicación "A Class of Frequecy Hop Codes with nearly Ideal Characteristics for Use in múltiple-Access Spread-Spectrum Communications and Radar and Sonar Systems", Svetislav V. Maric, IEEE Transactions on Communications, Vol. 40, Nº 9, Septiembre de 1992, se indican especificaciones de cálculo para secuencias de frecuencias hiperbólicas, para un procedimiento de salto de frecuencia.

La invención tiene el cometido de indicar un procedimiento y un dispositivo del tipo mencionado al principio, con el que se puede realizar un cambio de frecuencia rápido y frecuente se acuerdo con una secuencia de frecuencias cumpliendo las indicaciones contenidas en un protocolo de una norma para la comunicación telefónica sin hilos, en el que no está previsto un cambio de frecuencia rápido y frecuente, en el que las frecuencias individuales de la secuencia de frecuencia son determinadas de una manera alternativa al estado de la técnica.

Según el procedimiento, el cometido se soluciona porque se establece un número predeterminado de diferentes secuencias de frecuencias unívocas, que contienen en cada caso todas las frecuencias, porque se asocia una de estas secuencias de frecuencias a la clave y se selecciona esta secuencia de frecuencias a través de la clave, y porque en el caso de un cambio de frecuencia, las frecuencias contenidas en la secuencia de frecuencia asociada son utilizadas de una manera consecutiva en la secuencia predeterminada por la estación de base respectiva y por la unidad móvil. En principio, las secuencias de frecuencias se podrían memorizar en una tabla completa. El núcleo de la invención es que cada secuencia de frecuencia presenta varias subsecuencias de frecuencias unívocas diferentes, que se establecen por medio de subclaves. La subclave es emitida desde la estación de base junto con el mensaje a la unidad móvil, por ejemplo sobre posiciones binarias redundantes.

De una manera más ventajosa, las secuencias de frecuencias son calculadas durante el funcionamiento en curso en cada caso con algoritmos deferentes, en los que la frecuencia siguiente respectiva es calculada a partir de la frecuencia inmediatamente precedente.

Una idea básica de la invención consiste en que en el procedimiento según el protocolo DECT se genera un número determinado de listas de frecuencias. Las frecuencias son distribuidas de una manera casual y pseudoaleatoria dentro de cada una de las listas. Cada lista es unívoca, es decir, que cada frecuencia solamente aparece una única vez en una lista de este tipo. Puesto que se conocen la frecuencia actual y el código de identificación, se puede derivar a partir del mensaje recibido (por ejemplo, en virtud del protocolo DECT) cuál de estas listas es utilizada. A partir de la lista respectiva se puede deducir entonces, en el caso de un cambio de frecuencia, en cada caso la frecuencia siguiente de una manera sencilla.

La invención tiene la ventaja de que no deben realizarse modificaciones en el protocolo DECT, sino que se puede aceptar la Norma DECT sin modificaciones. No son necesarios, por lo tanto, canales adicionales, a través de los cuales deba transmitirse la secuencia de las frecuencias.

Cuando en este caso han sido ejecutadas las frecuencias de una subsecuencia, entonces se inicia, de acuerdo con otra tabla o de acuerdo con la subclave respectiva, de una manera automática la ejecución de la siguiente subsecuencia. Por no tanto, no se calcula ya una secuencia unívoca de n valores de frecuencia y se ejecuta, sino una secuencia de subsecuencias unívocas, que son identificadas a través de las subclaves.

También puede ser conveniente que se mantenga una frecuencia durante un número predeterminado de cuadros de tiempo, por ejemplo cuarenta cuadros de tiempo, antes de que se lleve a cabo un cambio de frecuencia de acuerdo con la lista correspondiente, y que se transmita una información que indica con qué frecuencia se emite la frecuencia actual. A este respecto, es suficiente que en la unidad móvil está presente un contador, en el que se evalúa la información sobre el número de los cuadros de tiempo, en los que se emite con la misma frecuencia. La información es derivada de una manera sencilla a partir del mensaje, que contiene, además de la información ya descrita anteriormente sobre la frecuencia actual y el código de identificación, también cifras de prueba, por ejemplo un Mensaje de Verificación del Bloque, que se pueden asociar de una manera unívoca a una estación de base y a una unidad móvil correspondiente.

A continuación se describe en detalle la invención con la ayuda de un ejemplo de realización representado en el dibujo. En éste se representa de forma esquemática lo siguiente:

La figura 1 muestra un diagrama de un modo de transmisión.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques de una estación de base, y

La figura 3 muestra un diagrama de bloques de una unidad móvil.

Según la figura, se representan ejemplos superpuestos en líneas para tres canales de frecuencia FR 0 FR 2 y FR 74 con dos cuadros de tiempo FR_{B}, FR_{H} respectivos. El cuadro de tiempo izquierdo FR_{B} está asociado a una estación de base y el cuadro de tiempo FR_{H} representado a la derecha está asociado a una unidad móvil.

Cada cuadro de tiempo FR_{B}, FR_{H} está dividido en divisiones de tiempo TSR de número predeterminado. En el presente ejemplo, cada cuadro de tiempo presenta doce divisiones de tiempo TSL, que están numeradas de forma correlativa con respecto a la estación de base de 0 a 11 y con respecto a la unidad móvil de 12 a 23.

Para la sincronización entre la estación de base y la unidad móvil, la estación de base emite en una división de tiempo fija y con la secuencia de frecuencias predeterminada, entre otras cosas, el mensaje NT, en el que está contenido el código que identifica la estación de base. La unidad móvil está ajustada en primer lugar para la recepción con una cualquiera de las frecuencias de estas secuencias de frecuencia. Cuando la frecuencia emitida y la frecuencia ajustada recibida coinciden, y la estación de base correspondiente está identificada, entonces se sincroniza la unidad móvil a la estación de base. Entonces se lleva a cabo, según la invención, un cambio de frecuencia en función del contenido de una serie de listas de frecuencia, que predeterminan la frecuencia siguiente respectiva. El criterio para la selección dentro de las listas de frecuencias es una clave, que se deriva a partir del código de identificación.

El número de las listas de frecuencia es, en principio, libremente seleccionable. Las listas de frecuencias son diferentes y unívocas y contienen todas las frecuencias utilizadas en el procedimiento de salto de frecuencia, conteniendo cada lista cada frecuencia una vez en una secuencia casual y pseudoaleatoria. Durante la recepción de un mensaje NT desde la estación de base se puede determinar, por lo tanto, en virtud de la asociación unívoca de una lista a una estación de base la frecuencia siguiente para el cambio de frecuencia sin más a partir de la frecuencia de recepción actual.

La figura 2 muestra para la estación de base un registro de mensajes 10, que contiene el mensaje NT con el código de identificación ID de la estación de base, que se emite en casi cada cuadro de tiempo FR_{B}. Este mensaje está compuesto de una manera típica por 40 bits. Al menos a partir de una parte de este mensaje, por ejemplo los seis bits menos significativos, se deriva una clave, que está memorizada en un registro de claves 11 y que se puede asociar de una manera unívoca a la estación de base. En otra parte del mensaje NT se recibe otra clave, la subclave, a partir de un registro de subclaves 12. La subclave puede estar constituida, por ejemplo, en bits redundantes del mensaje NT. Es preparada a partir de una unidad de cálculo 15 de cambios de frecuencia.

El registro de frecuencias 13 contiene indicaciones sobre la frecuencia actual, es decir, que el contenido del registro de frecuencias 13 determina la frecuencia actual para la comunicación entre la estación de base y la unidad móvil. Se predetermina en primer lugar a través de una señal INIT.

El contenido del registro de frecuencias 13 es alimentado a través de un reacoplamiento 14 a la unidad de cálculo 15 de cambios de frecuencia, en la que se encuentran también, en el lado de entrada, el contenido del registro de claves 11 y como variable de entrada para el cálculo de la frecuencia siguiente. La unidad de cálculo 15 de cambio de frecuencia trabaja de acuerdo con un algoritmo predeterminado, de tal manera que a partir de la frecuencia actual según el registro de frecuencias 13 y la clave de acuerdo con el registro de claves 11, se puede calcular la frecuencia siguiente para un cambio de frecuencia rápido y frecuente, como se requiere, por ejemplo, para un procedimiento de salto de frecuencia según ADCT. La frecuencia siguiente calculada es alimentada a un registro de actualización 16, que es controlado por un contador de cuadros de tiempo. Cada secuencia de frecuencias presenta varias subsecuencias de frecuencias diferentes, que corresponden en cada caso a una subclave. La subclave actual es transmitida desde la unidad de cálculo 15 de cambio de frecuencia hacia el registro de subclaves 12.

El registro de actualización 16 memoriza la frecuencia "siguiente" calculada sobre un número deseado de cuadros de tiempo FR_{B}, antes de que su contenido sea transferido al registro de frecuencias. De una manera opcional, se puede realizar en este caso un cambio de frecuencia en cada cuadro de tiempo FR_{B} o solamente después de un número predeterminado de cuadros de tiempo.

De acuerdo con la figura 3, la unidad móvil presenta un registro de entrada 18, en el que se memoriza el mensaje NT recibido desde la estación de base. El mensaje es verificado en una unidad de prueba 19 para determinar si el mensaje recibido, incluido el código de identificación ID, está libre de errores. El código de identificación ID es memorizado en un registro de claves 11'. Cuando el mensaje es válido y está libre de errores, se activa un registro de actualización 16, aunque esté activada la señal de salida de un contador de cuadros de tiempo 17'. A tal fin se representa de forma esquemática una puerta-Y 20 en la figura. De la misma manera que en la estación de base según la figura 2, se calcula en una unidad de cálculo 15' del cambio de frecuencia, en función del contenido de un registro de frecuencia 13' y del registro de claves 11' así como de un registro de subclaves 12', en virtud de la lista de frecuencias predeterminada, la frecuencia siguiente para un cambio de frecuencia rápido y frecuente y se memoriza temporalmente en el registro de actualización 16' hasta que es recibido desde allí en el registro de frecuencias 13'.

Si no se recibe ningún mensaje válido y, por lo tanto, el registro de actualización no está liberado se memoriza siempre una frecuencia inicializada en el registro de frecuencias 13'.

Claims (9)

1. Procedimiento para la sincronización de la frecuencia en un teléfono sin hilos, en el que

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una unidad móvil y una estación de base fija se comunican a través de un número predeterminado de frecuencias (f_{x}),

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en un intervalo de tiempo (TSL) dentro de un cuadro de tiempo (FR) se emite un mensaje (NT) con un código (ID) que identifica la estación de base,

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al menos a partir de una parte del código de identificación (ID) se deriva una clave (KEY),

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se establece un número n predeterminado de diferentes secuencias de frecuencias unívocas (L_{0}, L_{1}, L_{2}, L_{39}), que contienen en cada caso todas las frecuencias (f_{x}),

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una de estas frecuencias (L_{0}, L_{1}... L_{39}) están asociadas a la clave (KEY) y a través de la clave (KEY) es seleccionada esta secuencia de frecuencias,

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en el caso de un cambio de frecuencia, las frecuencias (f_{x}) contenidas en la secuencia de frecuencias asociada son utilizadas de una manera sucesiva en la secuencia predeterminada por la estación de base respectiva y por la unidad móvil correspondiente, y

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cada secuencia de frecuencias presenta varias subsecuencias de frecuencias unívocas, diferentes, que son establecidas por medio de subclaves, que son derivadas a partir del mensaje (NT).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las secuencias de frecuencias son calculadas en cada caso con diferentes algoritmos, en los que la frecuencia siguiente (f_{x+1}) respectiva se calcula a partir de la frecuencia (f_{x}) inmediatamente
precedente respectiva.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque después de la ejecución completa de una subsecuencia de frecuencias, se utiliza otra subsecuencia de frecuencias.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mantiene una frecuencia (f_{x}) durante un número predeterminado de cuadros de tiempo (FR), antes de que se lleve a cabo un cambio de frecuencia, y porque se transmite una información que indica con qué frecuencia se emite a la frecuencia (f_{x}) actual.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el mensaje (NT) emitido por la estación de base es verificado por la unidad móvil para determinar la ausencia de errores, porque solamente en el caso de recepción libre de errores, se acepta la clave del receptor (KEY) y se autoriza una modificación de la frecuencia.

6. Unidad de cálculo del cambio de frecuencia (15, 15') para la realización de todas las etapas del procedimiento según la reivindicación 1, que está adaptada para ser utilizada en una estación de base o en una unidad móvil, a la que se alimenta, en el lado de entrada, el contenido de un registro de claves (11, 11'), que recibe la clave (KEY) así como el contenido de un registro de frecuencias (13, 13') que determina la frecuencia actual (f_{x}), y que activa, en el lado de salida, el registro de frecuencias (13, 13').

7. Unidad según la reivindicación 6, caracterizada porque entre el registro de frecuencias (13, 13') y la salida está conectado un registro de actualización (16, 16') controlado por un contador de cuadros de tiempo (17, 17').

8. Unidad según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque el código (ID) que identifica la estación de base es un código que está especificado según la Norma DECT.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el código (ID) que identifica la estación de base es un código que está especificado según la Norma DECT.