FI97263C

FI97263C - Procedure for eliminating the influence of noise frames and a base station

Info

Publication number: FI97263C
Application number: FI945047A
Authority: FI
Inventors: Tuomo Vaeaenaenen
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-11-11
Also published as: FI945047A0; FI97263B; WO1996013913A1; AU3747795A; FI945047A

Description

9726397263

Menetelmä häirintäkehysten vaikutuksen eliminoimiseksi sekä tukiasema Tämän keksinnön kohteena on menetelmä häirintäke-5 hysten vaikutuksen eliminoimiseksi radioviestinjärjestel- mässä, johon kuuluu tukiasema, joka käsittää radiovastaanottimen sekä tietoliikennevälineitä radiotieltä vastaanotettujen signaalien välittämiseksi edelleen tietoliikenneyhteyden välityksellä, ja jossa järjestelmässä tulo kiaseman signalointi tapahtuu puhetiellä. Keksinnön kohteena on lisäksi radioviestinjärjestelmän tukiasema, joka käsittää vastaanottimen radiotaajuisten signaalien vastaanottamiseksi, tietoliikennevälineitä vastaanotettujen signaalien välittämiseksi edelleen puhelinkeskukselle, signa-15 lointivälineitä signalointikehyksen lähettämiseksi puhelin keskukselle puhetiellä, sekä signalointivälineille vas-teelliset keskeytysvälineet vastaanottimen ja puhelinkeskuksen välisen tietoliikenneyhteyden katkaisemiseksi signa-lointikehysten lähettämisen ajaksi.The present invention relates to a method for eliminating the effect of interference frames in a radio communication system comprising a base station comprising a radio receiver and communication means for further transmitting signals received from a radio path via a telecommunication connection. The invention further relates to a base station of a radio communication system comprising a receiver for receiving radio frequency signals, communication means for forwarding the received signals to a telephone exchange, Signa-15 means for transmitting a signaling frame to a telephone exchange on a voice path,

20 Häirintäkehyksillä tarkoitetaan tässä hakemuksessa yleisesti sellaisia kehyksiä, joita ei ole tarkoitettu vastaanotettaviksi radiotieltä, ja jotka merkittävästi häiritsevät tai vaikeuttavat järjestelmän toimintaa kun tukiasema välittää ne edelleen puhelinkeskukselle.20 In this application, interference frames generally refer to frames which are not intended to be received from the radio path and which significantly interfere with or interfere with the operation of the system when the base station forwards them to the telephone exchange.

25 Tämä keksintö liittyy erityisesti solukkoradiojär- jestelmän, kuten esimerkiksi NMT-järjestelmän (NordiskIn particular, this invention relates to a cellular radio system, such as an NMT system (Nordisk

Mobil Telefon), tahalliseen häirintään. Hieman tekniikkaan perehtynyt henkilö voi aiheuttaa merkittävää haittaa esimerkiksi NMT-järjestelmälle lähettämällä NMT-spesifikaa-30 tioiden mukaisia tukiasemahälytyskehyksiä matkapuhelimella tai kyseessä olevilla taajuuksilla toimivalla radiolähettimellä. Kun matkapuhelin kytketään päälle etsii se kutsu-kanavatunnusta lähettävää taajuuskanavaa. Matkapuhelinta on suhteellisen helppo modifioida siten, että löydettyään 35 kutsukanavan se aloittaa tukiasemahälytyskehysten lähettä- 97263 2 misen sillä tukiaseman vastaanottotaajuudella, joka vastaa tukiaseman kutsukanavaa. Koska esimerkiksi NMT-järjestelmässä tukiaseman ja matkapuhelinkeskuksen välinen signalointi tapahtuu puhetiellä (eli erillistä signalointi-5 kanavaa ei ole), ei matkapuhelinkeskus kykene erottamaan mistä sille välittyvä signalointi on peräisin. Eli jos matkapuhelimella lähetetään blokkaavia tukiasemahälytyske-hyksiä sopivalla taajuuskanavalla, kulkeutuvat kyseiset kehykset tukiaseman välittämänä edelleen matkapuhelinkes-10 kukselle, joka olettaa niiden olevan peräisin kyseessä olevalta tukiasemalta. Kun matkapuhelinkeskus vastaanottaa blokkaavan hälytyksen poistaa se kyseessä olevan kanavan käytöstä ja ottaa toisen kanavan käyttöön kutsukanavaksi. Kun matkapuhelin kadottaa kutsukanavan aloittaa se välittö-15 mästi uuden etsimisen, jonka jälkeen se voi aloittaa uudelleen tukiasemahälytyskehysten lähettämisen. Ilkivallantekijä kykenee näin ollen hyvin lyhyessä ajassa blokkaamaan kaikki käytettävissä olevat kanavat.Mobil Telefon), intentional harassment. A person skilled in the art can cause significant inconvenience to the NMT system, for example, by transmitting base station alarm frames in accordance with the NMT specifications with a mobile telephone or a radio transmitter operating on the frequencies in question. When the mobile phone is switched on, it searches for the frequency channel transmitting the paging channel ID. It is relatively easy to modify a mobile telephone so that once it has found 35 paging channels, it starts transmitting base station alarm frames at the base station reception frequency corresponding to the base station paging channel. For example, in the NMT system, because the signaling between the base station and the mobile switching center takes place on the voice path (i.e. there is no separate signaling-5 channel), the mobile switching center is not able to distinguish where the signaling transmitted to it originates. That is, if the mobile station transmits blocking base station alarm frames on a suitable frequency channel, those frames are forwarded by the base station to the mobile switching center, which assumes that they originate from the base station in question. When the mobile switching center receives a blocking alarm, it deactivates the channel in question and activates another channel as a paging channel. When the mobile phone loses the paging channel, it immediately starts a new search, after which it can start sending base station alert frames again. The vandal is thus able to block all available channels in a very short time.

Tämän keksinnön tarkoitus on ratkaista edellä mainit-20 tu ongelma, ja tarjota käyttöön menetelmä häirintäkehysten vaikutuksen eliminoimiseksi. Tämä päämäärä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että valvotaan tukiaseman vastaanottimen vastaanottamia radiotaajuisia signaaleja häirintäkehysten havaitsemiseksi, 25 ja kun häirintäkehys havaitaan keskeytetään häirintäkehyk-sen vastaanottaneen vastaanottimen vastaanottamien signaalien välittäminen edelleen.The object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to provide a method for eliminating the effect of interference frames. This object is achieved by a method according to the invention, characterized in that the radio frequency signals received by the base station receiver are monitored to detect interference frames, and when the interference frame is detected, the transmission of signals received by the receiver receiving the interference frame is interrupted.

Keksinnön kohteena on edelleen tukiasema, jolla keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa. Keksinnön 30 mukaiselle tukiasemalle, on tunnusomaista, että tukiasema käsittää valvontayksikön vastaanottimen vastaanottamien signaalien valvomiseksi ennalta määrättyjen häirintäkehysten havaitsemiseksi, jolloin keskeytysvälineet on sovitettu keskeyttämään häirintäkehyksen vastaanottaneen vastaanotti-35 men ja puhelinkeskuksen välisen tietoliikenneyhteyden 3 97263 valvontayksikön havaitessa häirintäkehyksen.The invention further relates to a base station with which the method according to the invention can be applied. The base station according to the invention 30, characterized in that the base station comprises a monitoring unit for monitoring the signals received by the receiver for detecting predetermined interference frames, the interrupting means being adapted to interrupt the communication connection between the receiving receiver receiving the interference frame and the telephone exchange.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kun tukiasemaan sovitetaan välineitä radiotieltä vastaanotettujen signaalien valvomiseksi, joilla välineillä kyetään 5 tunnistamaan häirintäkehys, voidaan häirintäkehyksen eteneminen tukiasemasta puhelinkeskukselle estää katkaisemalla kyseessä olevan vastaanottimen ja puhelinkeskuksen välinen yhteys hetkeksi. Keksinnön mukaisen menetelmän ja tukiaseman merkittävin etu on näin ollen, että 10 radiojärjestelmän tahallinen häirintä vaikeutuu merkittä västi, koska tukiasema kykenee tunnistaman sellaiset kehykset, joita sen ei tulisi lainkaan vastaanottaa radiotieltä.The invention is based on the idea that when means for monitoring signals received from the radio path are arranged in the base station, which means are able to identify the interference frame, the propagation of the interference frame from the base station to the telephone exchange can be prevented by temporarily disconnecting the receiver and the telephone exchange. The most significant advantage of the method and the base station according to the invention is thus that the intentional interference of the radio system becomes significantly more difficult, because the base station is able to identify frames which it should not receive from the radio path at all.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja tukiaseman edulli-15 set suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2 - 3 ja 5 - 6. Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkinomaisesti lähemmin erään keksinnön mukaisen tukiaseman edullisen suoritusmuodon avulla viitaten oheisiin kuvioihin, joista 20 kuvio 1 esittää lohkokaaviota NMT-järjestelmästä, ja kuvio 2 esittää NMT-järjestelmän kehysten rakennetta.Preferred embodiments of the method and base station according to the invention appear from the appended dependent claims 2 to 3 and 5 to 6. The invention will now be described in more detail by way of example with reference to a preferred embodiment of a base station according to the invention with reference to the accompanying drawings, Figure 1 shows a block diagram of an NMT system, and 2 shows the structure of the frames of the NMT system.

Kuvio 1 esittää lohkokaaviota NMT-järjestelmän osasta. Kuviossa 1 esitetty matkapuhelinkeskus MTX voi olla liitetty tukiasemaan BS esimerkiksi 2 Mbit/s PCM-yh-25 teydellä (Pulse Code Modulation). Kuvion 1 tukiasema vä littää kutsukanavaa lähettimellä TX ja vastaanottaa kutsuja vastaanottimella RX. Kuvion 1 tapauksessa on vastaanottimeen RX integroitu sekä demodulaattori radiotaajuisten signaalien vastaanottamiseksi että tietoliikenneyksikkö 30 vastaanotettujen signaalien muokkaamiseksi sellaiseen muo toon, että ne voidaan välittää matkapuhelinkeskukselle MTX tietoliikenneyhteyden välityksellä. Tukiasemassa on lisäksi useita (ei esitetty kuvioissa) muita lähetin- ja vas-taanotinyksikköjä puheluiden välittämiseksi alueella si-35 jaitsevien matkapuhelimien MS ja puhelinkeskuksen MTX vä lillä.Figure 1 shows a block diagram of a part of an NMT system. The mobile switching center MTX shown in Fig. 1 can be connected to the base station BS with, for example, 2 Mbit / s PCM-yh-25 (Pulse Code Modulation). The base station of Figure 1 transmits a paging channel at transmitter TX and receives calls at receiver RX. In the case of Figure 1, both a demodulator for receiving radio frequency signals and a communication unit 30 for modifying the received signals in such a way that they can be transmitted to the mobile switching center via the MTX communication connection are integrated in the receiver RX. In addition, the base station has a plurality (not shown in the figures) of other transceiver units for the transmission of calls between the mobile telephones MS in the area si-35 and the telephone exchange MTX.

Tukiaseman BS ja matkapuhelinkeskuksen MTX välinen 4 97263 signalointi on NMT-järjestelmässä toteutettu puhetiellä, eli mitään erityistä signalointikanavaa ei ole varattu tukiaseman ja puhelinkeskuksen välisestä tietoliikenneyhteydestä. Näin ollen tukiasemaan BS on järjestetty kytkin-5 väline SI, jonka avulla tukiaseman BS signalointiyksikkö 1 (FSK-modeemi) katkaisee vastaanottimen RX ja matkapuhelinkeskuksen MTX välisen tietoliikenneyhteyden signalointike-hyksen lähettämiseen tarvittavaksi ajaksi, jonka jälkeen kytkinväline SI suljetaan tietoliikenneyhteyden palauttami-10 seksi vastaanottimen RX ja puhelinkeskuksen MTX välille.The signaling between the base station BS and the mobile switching center MTX 4 97263 is implemented in the NMT system on the voice path, i.e. no special signaling channel is reserved for the communication connection between the base station and the telephone exchange. Thus, the base station BS is provided with a switch-5 means S1 by means of which the signaling unit 1 (FSK modem) of the base station BS disconnects the receiver RX and the mobile switching center MTX for the time required to transmit the signaling frame, after which the switch means S1 is closed to restore the communication connection. and the call center MTX.

Jotta matkapuhelimella MS lähetettävät häirintäkehyk-set eivät pääsisi etenemään tukiasemalta BS puhelinkeskukselle on kuvion 1 tukiasemaan järjestetty valvontayksikkö 2. Valvontayksikkönä voidaan hyödyntää vastaavanlaista FSK-15 modeemia 3 kuin puhelinkeskuksessa MTX käytetään signaloin-tiyksikkönä järjestelmän tukiasemilta välittyvän signaloinnin vastaanottamiseen ja dekoodaamiseen.In order to prevent the interference frames to be transmitted by the mobile station MS from propagating from the base station BS to the telephone exchange, a monitoring unit 2 is arranged in the base station of Fig. 1. A similar FSK-15 modem 3 can be utilized as a monitoring unit in the telephone exchange MTX as a signaling unit for receiving and decoding signaling from base stations.

Valvontayksikkö 2 on kuvion 1 tapatuksessa sovitettu valvomaan vastaanottimella RX vastaanotettuja ja edelleen 20 syötettyjä tietoliikennesignaaleja, jotka kuvion 1 tapauksessa ovat NMT-spesifikaatioiden mukaisia kehyksiä (vertaa kuvio 2) . Valvontayksikkö 2 valvoo tällöin erityisesti kehysten viidettä merkkiä Z. NMT-spesifikaatioissa on määritelty, että jos puhelinkeskukselle MTX välitettävän , 25 kehyksen viidennen merkin arvo on "F" heksadesimaaleina • ilmaistuna tarkoittaa tämä, että kyseinen kehys on tu kiaseman lähettämä signalointikehys. Näin ollen valvontayksikön 2 ei normaali tilanteessa koskaan tulisi havaita kehystä jonka viidennen merkin arvo on F (hex). Jos kui-30 tenkin valvontayksikkö havaitsee tällaisen kehyksen tarkoittaa tämä, että kyseessä on häirintäkehys, ja että tukiaseman toimintaa häiritään. Tällöin valvontayksikkö 2 välittömästi syöttää ohjaussignaalin kytkimelle SI, jolloin kytkin SI avautuu, ja estää kehyksen edelleen välittämisen 35 puhelinkeskukselle MTX. Puhelinkeskuksen MTX tasonilmaisin 5 97263 toteaa tällöin, että kehystä ei tullutkaan, jolloin häirin-täkehys jää vastaanottamatta. Määrätyn aikajakson jälkeen valvontayksikkö 2 syöttää uuden ohjaussignaalin kytkimelle SI, jolloin tämä sulkeutuu ja vastaanottimen RX vastaanot-5 tamat signaalit jälleen välittyvät puhelinkeskukselle MTX.In the case of Fig. 1, the monitoring unit 2 is adapted to monitor the communication signals received and further input by the receiver RX, which in the case of Fig. 1 are frames according to the NMT specifications (compare Fig. 2). In this case, the monitoring unit 2 monitors in particular the fifth character Z of the frames. The NMT specifications specify that if the value of the fifth character of the 25 frames transmitted to the MTX is "F" expressed in hexadecimal, this means that the frame is a signaling frame transmitted by the base station. Thus, in a normal situation, the control unit 2 should never detect a frame whose fifth character is F (hex). However, if the monitoring unit detects such a frame, this means that it is an interference frame and that the operation of the base station is interfered with. In this case, the monitoring unit 2 immediately supplies a control signal to the switch S1, whereby the switch S1 opens, and prevents the frame from being forwarded to the telephone exchange MTX. The MTX level indicator 5 97263 of the telephone exchange then states that no frame has been received, in which case the jammer frame is not received. After a certain period of time, the monitoring unit 2 supplies a new control signal to the switch S1, whereupon this closes and the signals received by the receiver RX are again transmitted to the telephone exchange MTX.

Kuvio 2 esittää NMT-järjestelmän signalointikehysten rakennetta. NMT-spesifikaatioiden mukaan NMT-järjestelmässä käytetään jatkuvavaiheista FSK datamodulaatiota, sekä 166 bittiä pitkiä signalointikehyksiä, joissa on 144 bittiä 10 informaatiota, jota edeltää 26 bitin mittainen synkronoin-tiosa. Kehyksen ajallinen kesto on 138 ms.Figure 2 shows the structure of the signaling frames of the NMT system. According to the NMT specifications, the NMT system uses continuous-phase FSK data modulation, as well as 166-bit long signaling frames with 144 bits of 10 information, preceded by a 26-bit synchronization section. The time duration of the frame is 138 ms.

Kuvion 2 ylempi kehys havainnollistaa signalointikehyksiä, joita matkapuhelin MS lähettää matkapuhelinkeskukselle MTX. Kuvion 2 ylempi kehys on signalointikehys 13 = 15 linjasignaali/yhteyden purku. Kuvion 2 alempi kehys on tukiaseman BS matkapuhelinkeskukselle lähettämä signalointikehys 28 = tukiasemahälytys. Molempien kuviossa 2 esitettyjen kehysten rakenne on vastaava, eli: N1N2N3 = kanavanumero 20 P = kehystunnus Z = puhelimen tilaajanumeron maatunnus. Jos Z=15 (F hex), tulee kehys tukiasemalta.The upper frame of Figure 2 illustrates the signaling frames sent by the mobile station MS to the mobile switching center MTX. The upper frame of Figure 2 is a signaling frame 13 = 15 line signal / disconnection. The lower frame of Figure 2 is the signaling frame 28 sent by the base station BS to the mobile switching center = base station alert. The structure of both frames shown in Fig. 2 is similar, i.e.: N1N2N3 = channel number 20 P = frame identifier Z = country identifier of the telephone subscriber number. If Z = 15 (F hex), the frame comes from the base station.

X1-X6 = matkapuhelimen tilaajanumero.X1-X6 = mobile phone subscriber number.

Edellä olevasta ilmenee, että kehystä, jossa Z=15 (F 25 hex) ei koskaan pitäisi tulla matkapuhelimesta. Jos tällai-’ nen kehys jostakin syystä tulisi (esimerkiksi johtuen jär jestelmän tahallisesta häirinnästä) eikä sen etenemistä estetä tukiasemassa, olettaa matkapuhelinkeskus MTX kehyksen olevan lähtöisin tukiasemalta.It follows from the above that a frame with Z = 15 (F 25 hex) should never come from a mobile phone. If such a frame would for some reason come (for example due to intentional interference by the system) and its propagation is not prevented at the base station, the mobile switching center MTX assumes that the frame originates from the base station.

30 On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät kuviot on ainoastaan tarkoitettu havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Alan ammattimiehille tulevat olemaan ilmeisiä erilaiset keksinnön variaatiot ja muunnelmat ilman että poiketaan oheisissa patenttivaatimuksissa 35 esitetyn keksinnön suojapiiristä ja hengestä.It is to be understood that the foregoing description and the accompanying drawings are intended only to illustrate the present invention. Various variations and modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention set forth in the appended claims 35.

Claims

6 97263

A method for eliminating the effect of interference frames in a radio communication system comprising a base station 5 (BS) comprising a radio receiver (RX) and communication means for forwarding signals received from a radio path via a communication link, wherein the base station (BS) is signaled by a voice station. (BS) receiver (RX) to detect interference frames, and when the interference frame is detected, the transmission of signals received by the receiver (RX) receiving the interference frame is interrupted.

A method according to claim 1, characterized in that said base station (BS) is connected to a telephone exchange (MTX) via said telecommunication connection.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that said radio communication system is an NMT system, wherein the fifth character of the frames according to the received NMT specifications is monitored and the receiver (RX) is detected to receive the interference frame when the hexadecimal of the fifth 25 characters of the received frame the value is "F", in which case the operation of the receiver (RX) that received the interference frame is suspended for a predetermined time.

A base station (BS) of a radio communication system comprising a receiver (RX) for receiving radio frequency signals 30, communication means for forwarding the received signals to a telephone exchange (MTX), signaling means (1) for transmitting signaling frames to the telephone exchange on a voice path, and signaling means (1) communication between the receiver-35 receiver (RX) and the telephone exchange (MTX) <1: Itti »Kltt I. - * 7 97263 for disconnecting during the transmission of a signaling frame, characterized in that the base station comprises a monitoring unit (2) for monitoring the signals received by the receiver (RX) for detecting predetermined interference frames, the interrupting means (SI) being adapted to interrupt the interfering receiver (RX) when the communication connection monitoring unit (2) between the telephone exchange (MTX) detects an interference frame.

Base station according to claim 4, characterized in that it is a base station (BS) of the NMT system, that the monitoring unit (2) is adapted to monitor the fifth character of the frames according to the received NMT specifications, the interrupting means (SI) being adapted to interrupt forwarding the received signals for a predetermined time when the hexadecimal value of the fifth character (Z) of the received frame is n F n.

Base station according to claim 4, characterized in that the interrupting means comprise a switching means (SI) responsive to the monitoring means (2) connected to the output of the receiver (RX), to disconnect the communication between the receiver output (RX) and the telephone exchange (MTX), when the monitoring means (2) detect the jamming frame. «97263 8