JP3718126B2 - 無線電話の際の周波数同期方法並びにこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、移動ユニットおよび定置の基地局が前以て決められている数の周波数を介して交信し、かつ
時間フレーム内のタイムスロットにおいて基地局を識別するコードを有するメッセージが送信される
無線電話の際の周波数を同期する方法に関する。本発明は更に、この方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
無線電話では、前以て決められた長さの時間フレーム（frame）は固定され、それが前以て決められている長さおよび数のタイムスロット（time slot）に分割される。タイムスロット内で基地局は送信しかつ移動ユニットは所属の基地局に同期しなければならない、すなわち移動ユニットは、基地局がメッセージを送信するタイムスロットおよび周波数を見つけなければならない。この種のメッセージにはとりわけ、現在周波数およびタイムスロットに関するデータ並びに基地局を識別するコードが含まれている。このチャネルで所定数のメッセージが受信されると漸く、通話を始めるないし引き受けることができる。
【０００３】
移動ユニットから基地局へ伝送が確立されると、このことは前以て決められているチャネル、すなわち前以て決められているタイムスロットおよび前以て決められている周波数において行われる。前以て決められているチャネルは、場合により干渉を発生する妨害物のために交代されなければならなくなるまでの間は変わらずに維持される。
【０００４】
ヨーロッパ規模で普及しているプロトコル、無線電話における伝送を規定するプロトコルはデジタル・ヨーロピアン・コードレス・テレコミュニケーション・プロトコル（Digital European Cordless Telecommunication Protocol＝ＤＥＣＴ）である。その際周波数伝送帯域は比較的小さな周波数帯に分割されている。ＤＥＣＴプロトコルは、周波数データおよび識別コードを有するメッセージまたは有効データの伝送のためおよび頻繁にしてかつ高速な周波数交代のために適していないが、高速のチャネル交代のためにも適していない。
【０００５】
殊に、ＵＳＡで使用されている、アメリカン・デジタル・コードレス・テレコミュニケーション・プロトコル（American Digital Cordless Telecommunication Protocol＝AＤＣＴ）という名称の別のプロトコルでは、伝送帯域は多数の周波数帯、例えば７５の周波数帯に分割され、その際周波数のそれぞれは平均して同じ頻度で利用されなければならない。すなわち、放射される電力は周波数帯全体にわたって均一に分配されるようになっている。このためにシステムに規定されて非常に頻繁に、例えば時間フレームの経過の都度周波数を交代することが必要になってくるので、メッセージの度毎に別の周波数で伝送されることになる。この高速でかつ頻繁な周波数交代は「周波数ホッピング」と称される。
【０００６】
本発明の課題は、ＤＥＣＴプロトコルに含まれている前以て決められている基準を維持しておいてＡＤＣＴに相応した高速かつ頻繁の周波数交代を実施することができるようにした冒頭に述べた形式の方法および装置を提供することである。
【０００７】
方法的にはこの課題は、少なくとも識別コードの部分からキーを導出し、前以て決められている数の種々異なった一義的な周波数シーケンスを確定し、各周波数シーケンスにはすべての周波数が含まれており、該周波数シーケンスの１つを制御信号に割り当てかつ該制御信号によって前記周波数シーケンスを選択し、かつ周波数交代の際に、前記割り当てられた周波数シーケンスに含まれている周波数を順次、前以て決められている順序で当該基地局および移動ユニットによって使用し、その都度直接先行する周波数から出発して、その都度後続する周波数が求められるという種々異なったアルゴリズムによってその都度周波数シーケンスを計算することによって解決される。
【０００８】
装置的にはこの課題は、基地局および移動ユニットの側に周波数交代計算ユニットが設けられており、該周波数交代計算ユニットの入力側にはキーを収容するキーレジスタの内容並びに現周波数を決定する周波数レジスタの内容が供給され、かつ出力側は該周波数レジスタに接続されているようにしたことによって解決される。
【０００９】
本発明の基本思想は、ＤＥＣＴプロトコルに従った方法において所定数の周波数リストを発生するという点にある。周波数はランダムまたは擬似ランダムにそれぞれのリスト内で分配されている。それぞれのリストは一義的であり、すなわちそれぞれの周波数はこの種のリスト中に一回のみ現れる。現周波数および識別コードが分かってるので、（例えばＤＥＣＴプロトコルに基づいて）受信されたメッセージからこのリストのいずれが使用されるかを導出することができる。それから当該リストから周波数交代の際にその都度、後続する周波数を簡単な手法で取り出すことができる。
【００１０】
本発明は、ＤＥＣＴプロトコルに変更を加える必要はなく、ＤＥＣＴ標準を変えずにそのまま使用することができるという利点を有している。すなわち、周波数の順番を伝送しなければならない付加的なチャネルは必要ではない。
【００１１】
基本的には、周波数リストは完全なテーブルとして記憶しておくことができる。しかし本発明の有利な実施例によれば、その都度直接先行するチャネルから出発して、その都度後続する周波数が求められるという種々異なったアルゴリズムによってその都度、作動期間中に周波数ないしチャネル順序を有するリストを計算する。
【００１３】
本発明の有利な形態によれば、それぞれの周波数シーケンスは複数の種々異なった、一義的なサブ周波数シーケンスを有しており、該サブ周波数シーケンスは、サブキーによって確定される。サブキーは別のテーブルにおいてとりわけ基地局においても移動ユニットにおいても固定的に定められている。サブキーは基地局からメッセージと一緒に移動ユニットに、例えば冗長ビット桁において送信される。
【００１４】
その場合サブシーケンスの周波数が一巡されたとき、別のテーブルないし当該のサブキーに相応して自動的に次のサブ周波数シーケンスの一巡が開始される。すなわち、ｎ個の周波数値の一義的なシーケンスはもはや計算もされずかつ一巡もされず、サブキーによって識別される一義的なサブシーケンスの列が計算されかつ一巡される。
【００１５】
所属のリストに相応して周波数交代が行われる前は、前以て決められている数の時間フレーム、例えば４０個の時間フレームに対して周波数を維持し、かつ情報を、現周波数で前記回数だけ伝送するようにしても効果的である。この場合、移動ユニットに、同じ周波数で送信される時間フレームの数に関する情報を評価する計数器を設けるようにすれば十分である。情報はメッセージから簡単に導出される。メッセージは上述した現周波数に関する情報および識別コードの他に、検査用数字、例えばブロック・チェック・メッセージも含んでいる。これは所属の基地局および所属の移動ユニットに一義的に対応付けることができるものである。
【００１６】
次に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。その際：
図１は、伝送モードの線図であり、
図２は、基地局のブロック線図であり、
図３は、移動ユニットのブロック線図である。
【００１７】
図１に示されているように、上下に３つの周波数チャネルＦＲ０，ＦＲ１およびＦＲ７４が行毎に例示されている。これらのチャネルはそれぞれ２つの時間フレームＦＲ_Ｂ、ＦＲ_Ｈを有している。左側の時間フレームＦＲ_Ｂは基地局に割り当てられており、右側に図示されている時間フレームＦＲ_Ｈは移動ユニットに割り当てられている。
【００１８】
時間フレームＦＲ_Ｂ、ＦＲ_Ｈは前以て決められている数のタイムスロットＴＳＬに分割されている。この例では、それぞれの時間フレームは１２個のタイムスロットＴＳＬを有している。これらタイムスロットは０ないし１１の基地局に関しておよび１２ないし２３の移動ユニットに関して通し番号を付されている。
【００１９】
基地局と移動ユニットとの間の同期のために、基地局は固定のタイムスロットにおいておよび前以て決められている周波数シーケンスでとりわけメッセージＮＴを送信する。メッセージには基地局を識別するコード（ＩＤ）が含まれている。移動ユニットは最初、この周波数シーケンスから周波数のいずれか１つを用いての受信にセッティングされている。送信された周波数と受信側でセッティングされている周波数とが一致しており、かつ所属の基地局が識別されているとき、移動ユニットは基地局に同期される。それから本発明によれば、周波数リストの順番の内容に依存して周波数交代が行われる。周波数リストは当該の、後続する周波数を予め定めている。周波数リスト内の選択に対する判断基準はキー（ＫＥＹ）であり、これは識別コードから導出される。
【００２０】
周波数リストの数は基本的に任意に選択可能である。周波数リストは種々様々でありかつ一義的でありかつ周波数ホッピング法において使用されるすべての周波数を含んでおり、その際それぞれのリストはそれぞれの周波数を一回ランダムまたは擬似ランダムな順序で含んでいる。すなわち、基地局からメッセージＮＴを受信すると、リストと基地局との一義的な対応関係に基づいて周波数交代に対する次の周波数を現受信周波数からただちに突き止めることができる。
【００２１】
図２には、基地局に対してメッセージレジスタ１０が示されている。このレジスタは基地局の識別コードＩＤを有するメッセージＮＤを格納している。識別コードは殆どいずれの時間フレームＦＲ_Ｂにおいても送信される。このメッセージは典型的には４０ビットから組み合わされて成っている。少なくともこのメッセージの一部、例えば６個の最下位ビットから、キーが導出される。キーはキーレジスタ１１に記憶されておりかつ基地局に一義的に割り当てられている。メッセージＮＴの別の部分には、別のキー、すなわちサブキーがサブキーレジスタ１２から取り入れられる。サブキーは例えばメッセージＮＴの冗長ビット中に組み込むことができる。それは周波数交代計算ユニット１５によって用意される。
【００２２】
周波数レジスタ１３は現周波数に対するデータを含んでいる、すなわち周波数レジスタ１３の内容が基地局と移動ユニットとの間の交信のための現周波数を決定する。それは最初、信号ＩＮＩＴを介して予め与えられる。
【００２３】
周波数レジスタ１３の内容は帰還結合路１４を介して周波数交代計算ユニット１５に供給される。周波数交代計算ユニットには入力側にキーレジスタ１１およびサブキーレジスタ１２の内容も、次の周波数を計算するための入力量として加えられる。周波数交代計算ユニット１５は前以て決められているアルゴリズムに従って次のように動作する：周波数レジスタ１３に従った現周波数、キーレジスタ１１およびサブキーレジスタ１２に従ったキーおよびサブキーから、例えばＡＤＣＴによる周波数ホッピング法に対して必要であるような高速にしてかつ頻繁な周波数交代に対する次の周波数を計算することができる。計算された次の周波数は更新レジスタ１６に供給される。更新レジスタは時間フレーム計数器１７によって制御される。
【００２４】
更新レジスタ１６は、周波数レジスタ１３にその内容が転送される前に、計算された「次の」周波数を所望の数の時間フレームＦＲ_Ｂにわたって記憶しておく。従って選択的に時間フレームＦＲ_Ｂ毎にまたは前以て決められている数の時間フレーム後だけに周波数交代を行うことができる。
【００２５】
図３に示されているように、移動ユニットは入力レジスタ１８を有している。ここには基地局から受信したメッセージＮＴが記憶される。メッセージは検査ユニット１９において、受信されたメッセージが識別コードＩＤを含めてエラーがないかどうかについて検査される。識別コードＩＤはキーレジスタ１１′に記憶される。メッセージが有効でかつエラーがない場合には、時間フレーム計数器１７′の出力信号も活性化されているとき、更新レジスタ１６′が活性化される。このためにＡＮＤゲート２０が図示されている。図２の基地局の場合と同様に、周波数交代計算ユニット１５′において周波数レジスタ１３′およびキーレジスタ１１′並びにサブキーレジスタ１２′の内容に依存して前以て決められている周波数リストに基づいて高速かつ頻繁な周波数交代に対する次の周波数が計算されかつ更新レジスタ１６′に、それがそこから周波数レジスタ１３′に転送されるまでの間一時記憶される。
【００２６】
有効なメッセージが受信されない、ひいては交信レジスタがイネーブル化されなかった場合には、周波数レジスタ１３′においていつも、初期化された周波数が記憶されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 伝送モードの線図である。
【図２】 基地局のブロック線図である。
【図３】 移動ユニットのブロック線図である。

Claims (7)

1. 移動ユニットおよび定置の基地局が前以て決められている数の周波数を介して交信し、かつ
   時間フレーム内のタイムスロットにおいて基地局を識別するコードを有するメッセージが送信される
   無線電話の際の周波数を同期する方法において、
   少なくとも識別コード（ＩＤ）の部分からキー（ＫＥＹ）を導出し、
   前以て決められている数ｎの種々異なった一義的な周波数シーケンス（Ｌ_０，Ｌ_１，Ｌ_２……Ｌ_３９）を確定し、各周波数シーケンスにはすべての周波数（ｆ_ｘ）が含まれており、
   該周波数シーケンス（Ｌ_０，Ｌ_１，Ｌ_２……Ｌ_３９）の１つをキー（ＫＥＹ）に割り当てかつ該キー（ＫＥＹ）によって前記周波数シーケンスを選択し、かつ
   周波数交代の際に、前記割り当てられた周波数シーケンスに含まれている周波数（ｆ_ｘ）を順次、前以て決められている順序で当該基地局および所属の移動ユニットによって使用し、
   その都度直接先行する周波数（ｆ _ｘ ）から出発して、その都度後続する周波数（ｆ _ｘ＋１ ）が求められるという種々異なったアルゴリズムによってその都度周波数シーケンスを計算する
   ことを特徴とする方法。
2. それぞれの周波数シーケンスは複数の種々異なった、一義的なサブ周波数シーケンスを有しており、該サブ周波数シーケンスは、識別信号（ＩＤ）から導出されるサブキーによって確定する
   請求項１記載の方法。
3. サブ周波数シーケンスの完全な一巡の後、別のサブ周波数シーケンスを使用する
   請求項２記載の方法。
4. 周波数交代が行われる前は、前以て決められている数の時間フレーム（ＦＲ）に対して周波数（ｆ_ｘ）を維持し、かつ
   情報を、現周波数（ｆ_ｘ）で前記回数だけ伝送する
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 基地局から送信されるメッセージ（ＮＴ）を移動ユニットによってエラーの有無について検査し、かつ
   エラーなく受信されて漸く、受信機キー（ＫＥＹ）を転送しかつ周波数変更を許可する
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 基地局および移動ユニットの側に周波数交代計算ユニット（１５，１５′）が設けられており、該周波数交代計算ユニットの入力側にはキー（ＫＥＹ）を収容するキーレジスタ（１１，１１′）の内容並びに現周波数（ｆ_ｘ）を決定する周波数レジスタ（１３，１３′）の内容が供給され、かつ出力側は該周波数レジスタ（１３，１３′）に接続されている
   請求項１記載の方法を実施するための装置。
7. 周波数レジスタ（１３，１３′）と周波数交代計算ユニット（１５，１５′）との間に、時間フレーム計数器（１７，１７′）によって制御される更新レジスタ（１６，１６′）が介挿されている
   請求項６記載の装置。

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