WO1999009667A1 - Method and system for signalling a carrier frequency - Google Patents

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WO1999009667A1
WO1999009667A1 PCT/DE1997/001732 DE9701732W WO9909667A1 WO 1999009667 A1 WO1999009667 A1 WO 1999009667A1 DE 9701732 W DE9701732 W DE 9701732W WO 9909667 A1 WO9909667 A1 WO 9909667A1
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base station
multiframe
carrier frequency
bits
signaling
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PCT/DE1997/001732
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Jürgen KOCKMANN
Uwe Sydon
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
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    • H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a method and a transmission system that enables signaling of a carrier frequency that is used at a predetermined time after the signaling.
  • the invention relates in particular to a method and a transmission system that enables the signaling of the frequencies of a so-called multiframe mode of a frequency hopping spread spectrum interface based on the DECT standard.
  • the so-called frequency hopping spread spectrum system is known as a method for transmitting data on a plurality of carrier frequencies.
  • a frequency hopping spread spectrum system is understood to mean a system in which a large number of carrier frequencies are provided for radio transmission of data and the carrier frequency currently used is changed periodically.
  • the carrier frequency can be changed after each time slot or time frame of the time ultiplex transmission or an integer multiple thereof.
  • TDMA time division multiplex
  • Such a frequency hopping spread spectrum system has advantages in that the energy of the entire radio transmission is distributed over all carrier frequencies. This is particularly important if a generally available frequency band, such as the 2.4
  • GHz ISM Industrial, Scientific, Medical
  • FCC part 15 defined by the Federal Communications Commission
  • Another advantage of the frequency hopping spread spectrum system is that by providing a large number of carrier frequencies, the system becomes less sensitive to interference. In addition, the system is more secure against eavesdropping from third parties, since the third party generally does not know which carrier frequency is to be changed after a certain period of time.
  • the sequence of carrier frequencies that are used for transmission in succession is determined by an algorithm.
  • Such an algorithm is implemented in an identical manner in the base station and in each mobile station of the mobile radio transmission. If a mobile unit is therefore synchronized with the associated base station with regard to the carrier frequencies, the mobile unit and the base station will synchronously carry out the carrier frequency changes specified by the sequence of the algorithm.
  • Idle locked mode or multiframe mode is an operating mode in which a handset is ready to receive but is connected to the base station without active communication.
  • a handset that is ready to receive in idle locked mode in a kind of standby state only resynchronizes its carrier frequencies according to m carrier frequencies, since every resynchronization requires a connection to the base station to receive at least one time slot and thus consumes energy.
  • the handset in idle locked mode which only resynchronizes to the base station in every m-th frame (multiframe frame), thus swaps between two successive multiframe frames during the remaining frames, ie during the first to (ml) th frame, no information from the base station.
  • the present invention is concerned with the problem of how to retain the structures of the
  • DECT standards can be used to signal carrier frequencies.
  • a method for digital signaling of a carrier frequency is provided according to the invention, which is to be used at a predetermined time after the signaling.
  • the signaling takes place from a base station to a mobile station and / or vice versa.
  • the signaling information is contained in the bits which correspond to header bits of the A field of the DECT standard. “Correspond” in the sense of the present description means that although not all features of the DECT standard have to be used in the invention, the structure of the A and D fields of the DECT standard are retained in any case should.
  • the time slot and frame structure of the DECT standard can be changed in terms of number and duration.
  • the carrier frequencies used can also be changed as desired. For example, a different frequency band can be used.
  • the above-mentioned method can be used for a so-called multiframe mode, in which a mobile station receives data from a base station only during so-called multiframe frames in order to be able to re-synchronize with the base station.
  • a multiframe frame is provided after every (m-1) frame of the transmission, "m” being an integer greater than 1.
  • the carrier frequency used by the base station in the next multiframe frame is transmitted to the mobile station during all the multiframe frames.
  • Frames preceding frames of the transmission signaled by bits, the bits of the header of the A field correspond to the DECT standard.
  • the carrier frequency can be signaled in particular in the Q1, 3BA and / or in the Q2 bit of the header of the A field.
  • the carrier frequency is signaled in all of the above-mentioned bits of the header of the A field, one of 32 different carrier frequencies can thus be signaled.
  • a multiframe frame can follow every 15 frames of transmission. During 15 frames of transmission, the mobile station is thus signaled which carrier frequency is used in the multiframe frame.
  • the carrier frequencies that are signaled can be stored in the base station and the mobile station in a table provided there.
  • a digital wireless transmission system with a fixed station and at least one mobile station is also provided.
  • the base station and the mobile station have devices for signaling from the base station to the mobile station and / or vice versa a carrier frequency which is to be used at a predetermined time after the signaling.
  • Bits are provided for signaling that correspond to header bits of the A field of the DECT standard.
  • a multiframe mode in which the mobile station receives data from the base station only during multiframe frames, in order to be able to resynchronize with the base station.
  • a multiframe frame is provided after every (m-1) frame of the transmission.
  • the carrier frequency used by the base station for the next multiframe frame is signaled to the mobile station in the bits corresponding to the bits of the header of the A field of the DECT standard.
  • the Q1, the 3 BA and / or the Q2 bit of the header of the A field can be provided for signaling the carrier frequency.
  • a multiframe frame can be provided after every 15 frames of transmission.
  • a table can be provided in the base station and the mobile station, in which the possible carrier frequencies are stored.
  • FIG. 1 shows a mobile radio transmission system with a base station according to the invention
  • base station shows in detail the internal structure of a base station according to the invention (base station),
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a frequency hopping spread spectrum system, in particular also in the case of a jammer avoidance mode, and 5a to 5e the structure of the DECT standard and in particular in FIG. 5e the content of the so-called header of the A field.
  • the arrangement for radio transmission of data has a base station 1 and several mobile parts (mobile stations, cordless telephones) 2, 3 ....
  • the base station 1 is connected to the fixed network by a terminal line 10.
  • An interface device which is not shown, can be provided for communication between the base station 1 and the terminal line 10.
  • the base station 1 has an antenna 6, by means of which, for example, via a first radio transmission path 8 with the mobile part 2 or via a second
  • Radio transmission path 9 communication with the handset 3 takes place.
  • the handsets 2, 3 ... each have an antenna 7 for receiving or transmitting data.
  • Fig. 1 the state is schematically shown in which the base station 1 actively communicates with the mobile part 2 and thus exchanges data.
  • the handset 3, on the other hand, is in the so-called idle locked mode, in which it waits stand-by for a call from the base station 1.
  • the mobile part 3 does not constantly communicate with the fixed station 1, but rather only receives the data, for example of a time slot, which are necessary for the re-synchronization of the carrier frequencies fx only at periodic time intervals.
  • base station 1 The internal structure of base station 1 is shown schematically in FIG. 1.
  • the voice information data are supplied to an RF module 4, which is controlled by a carrier frequency sequence unit.
  • RF module 4 which is controlled by a carrier frequency sequence unit.
  • the exact structure of a base station 1 according to the invention will be described later.
  • a transmission standard as used in the present invention will now be explained with reference to FIG. can be applied.
  • data are transmitted successively in a plurality of time slots, in the illustrated case 24 time slots Zx, on a plurality of carrier frequencies fx, ten of which are shown, in a time division multiplex method TDMA (Time Division Multiple Access).
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • work is carried out in alternating mode (duplex), ie after the first twelve time slots Zx have been transmitted, reception is switched and the second twelve time slots (Z13 to Z24) are received in the opposite direction by the base station.
  • the time duration of a time frame is 10 ms, and 24 time slots Zx are provided, namely twelve time slots for the transmission from the base station to handsets and a further twelve time slots Zx for transmission from the handsets to the base station.
  • ten carrier frequencies fx between 1.88 GHz and 1.90 GHz are provided.
  • the present invention has particular application for
  • the generally accessible ISM frequency band has a bandwidth of 83.5 MHz.
  • 75 carrier frequencies fx must be distributed over this 83.5 MHz.
  • Frequency bands and standards are given purely as an example, and the basic requirement for applicability in the present invention is that a so-called frequency hopping spread spectrum is used, ie that several carrier frequencies are available and that the carrier frequency selected for transmission is changed periodically. For such a change, it is advantageous if the data are transmitted in time slots Zx (time division multiplex method).
  • time slots Zx time division multiplex method
  • the RF module 4 is supplied with information data if the base station 1 is to transmit to a mobile part 2, 3... By means of the antenna 6 and information data is output from the RF module 4 if data received by handsets.
  • the RF module 4 modulates the digitally coded information data onto a carrier frequency fx.
  • the carrier frequency fx currently to be used is predetermined by a carrier frequency sequence unit, which is generally designated 20.
  • the main components of the carrier frequency sequence unit 20 are a first calculation device, which is generally designated 25, and a second calculation device 26. Furthermore, a switching device 27 is provided. As shown, this switching device 27 is controlled by the processor 23 and selects whether the first calculation device 25 or the second calculation device 26 should specify the current value for the carrier frequency fx.
  • a detection device 24 is provided, to which the demodulated signal from the RF module 4 is supplied. Interference means that there is either a disturbance in the actual sense or an assignment by another transmitter. A fault in the sense of the present description can therefore be detected in that a received signal is demodulated on a carrier frequency and it is detected whether or not there is a signal level on this carrier frequency.
  • the detection device 24 uses the demodulated signal from the RF module 4 to determine how high the signal component modulated onto a specific carrier frequency fx or whether a burst or CRC error has occurred. If the detected signal component lies above a predetermined limit value or one of the abovementioned errors has occurred, the detection device 24 sends a fault detection signal to a blocking / releasing unit 21. Depending on the interference detection signal from the detection device 24, the blocking device / Release unit 21 a blocking / release information to a processor 23. This blocking / release information indicates which of the carrier frequencies fx are blocked or released again due to the detection of a fault by the detection device 24, as will be explained later.
  • the processor 23 is supplied with a sequence from a random number generator 22.
  • a random algorithm implied in the random generator 22 generates a randomly distributed sequence of carrier frequency values within the predetermined frequency band.
  • the random generator 22 thus executes a procedure which is independent of the procedure for frequency blocking in the event of a fault.
  • the second calculation device 26 is provided for implementing a second algorithm which is independent of the first algorithm implemented in the first calculation device 25. As can be seen, there is no possibility of frequency blocking in the second algorithm implemented in the second calculation device 26.
  • the second algorithm can be determined, for example, by the base station 1 when a mobile part is registered at the base station 1, so that after the registration no further information exchange between the base station and the mobile part is necessary with regard to this second algorithm.
  • the second calculation device 26 can generate the second algorithm, for example, by means of a random number generator contained in it.
  • a frequency table can also be provided in the second calculation device 26, which is processed sequentially by the second calculation device 26.
  • the carrier frequency values to be used for the carrier frequencies with the running arameter nxm are therefore provided in the frequency table, ie. H. in the event that the carrier frequency is changed after the duration of a frame, for every mth frame.
  • the frequency table can be derived, for example, from the PIN code number of the registered mobile part 2, as a result of which independent mobile radio systems, each consisting of a base station and at least one mobile part, use different tables.
  • the processor 23 outputs various information about these components.
  • the random number generator 22 receives, for example, the information about how many different values it should generate.
  • the processor 23 can also provide the random number generator 22 with a starting value for its algorithm. The handset receives this start value during synchronization, which can be achieved by the handset and base station using the same start value and the same algorithm.
  • the second calculation device 26 receives information from the processor 22 regarding the periodicity of the idle-locked mode, i.e. the value of m.
  • a carrier frequency fl is used, for example, during a frame Rx of a mobile radio transmission, as is shown hatched in FIG. 4.
  • This frequency fl is thus the first value of the sequence generated by the random number generator 22, which is fed to the processor 23, which in turn controls the RF module 4 accordingly.
  • the random number generator 22 prescribes a frequency jump Pl to a carrier frequency f3 on the basis of its calculated frequency.
  • the detection device 24 has detected, for example during a previous transmission, that the carrier frequency f 2 is disturbed, that is to say the detection device 24 has given a corresponding interference signal to the blocking / releasing unit 21, which in turn blocks the Frequency f2 that the processor 23 has indicated. Furthermore, it is assumed that the random number generator 22 prescribes the carrier frequency f2 previously detected as disturbed for the frame R3 on the basis of its determined sequence.
  • processor 23 Starting from the coincidence of the prescribed carrier frequency f2 according to the sequence of the random number generator 22 and at the same time the blocking signal from the blocking / releasing unit 21 for the same Carrier frequency f2, processor 23 now replaces the carrier frequency f2 for the frame R3, which is actually prescribed but is detected as being disturbed, by a carrier frequency which is not detected by the detection device 24, for example the carrier frequency f4, as indicated by the frequency hopping arrow P3. Instead of the carrier frequency f2 actually prescribed by the sequence, the RF module 4 is thus driven to the substitute carrier frequency f4. By replacing the carrier frequency detected as disturbed, a modified sequence of carrier frequencies is created. The modified sequence only has undisturbed carrier frequencies. The fact that a carrier frequency detected as disturbed is replaced and is not skipped by a transition to the following carrier frequency means that the positions of the undisturbed carrier frequencies in the modified sequence are not changed compared to the original sequence.
  • the basis of this modified sequence consisting only of undisturbed carrier frequencies fx are therefore two superimposed, mutually independent procedures (random number generator 22 or blocking / releasing unit 21).
  • the first procedure includes random number generator 22, which generates values between 0 and N, where N is the number of possible carrier frequencies.
  • the second procedure blocks disturbed frequencies as explained above. This blocking can be released again by the blocking / releasing unit 21 as soon as a new detection by the detection device 24 indicates that the previously disturbed carrier frequency is no longer disturbed. In this case, the blocking / release unit 21 issues a release signal to the processor 23, which indicates that the processor 23 no longer has to replace the previously disturbed carrier frequency by another carrier frequency.
  • the blocking / release unit 21 can automatically output a release signal to the processor 23 without a renewed detection by the detection device 24 as soon as a previously certain period of time has expired.
  • Each of the procedures mentioned thus ensures that the entire predetermined frequency spectrum is used in an evenly distributed manner.
  • standards such as, for example, the US regulation "FCC part 15" can be adhered to, which impose upper limits for the energy emitted on a carrier frequency.
  • the random number generator 22 is constructed in a known manner and is therefore not further explained in the course of the present description. It is important, however, that the random generator is operated independently of the lock / release procedure. An identical random number generator is also implemented in each handset 2, 3.
  • Base station 1 is the master in frequency allocation, i. H. at the start of a connection establishment, the random number generator is initialized in a mobile part with the state of the random number generator 22 of the fixed station 1.
  • the random number generators in the mobile part 2, 3 ... and in the base station 1 then generate the same carrier frequency values synchronously and independently of one another.
  • the procedure for frequency blocking which is carried out by the detection device 24 and the blocking / releasing unit 21, uses a unidirectional protocol on the air interface during the entire connection time between the base station 1 and a handset 2, 3. If the detection device 24 finds one of the n possible frequencies fx as disturbed by the fixed station 1, then it divides the
  • Base station 1 all handsets with which it operates connections with the fact that this disturbed frequency, if it is generated by the sequence of the random number generator, is to be replaced by another carrier frequency which is not detected as disturbed.
  • the random number generator 22 is not influenced by the frequency blocking. This frequency block is from the The blocking / release unit 21 is withdrawn again if the blocked carrier frequency is suitable for transmission again or if it was blocked for longer than a previously defined time.
  • a so-called multi-frame mode can be implemented in a particularly inexpensive and simple manner.
  • a multi-frame is m frames long, m can be 16, for example.
  • the value for the carrier frequency fx that is output by the algorithm of the second calculation device 26 and that is completely independent of the first algorithm that is implemented by the first calculation device 25 is used in every m-th frame (multiframe frame) is.
  • the first algorithm is used in the first calculation device 25.
  • the value of the second algorithm of the second calculation device 26 is then used for the carrier frequencies with the frame number nxm, which is symbolically represented in FIG. 3 by a switching device 27.
  • the MultiFrame a length of 16 frames are in the frame with the Numbers 1 to 15 determine the carrier frequencies by the first algorithm of the first calculation device 25, while in the multiframe frame with the number 16 the carrier frequency is determined by the second algorithm.
  • a mobile part that is in the multi-frame mode can always remain synchronized with the base station, since the second algorithm used for the multi-frame mode never changes.
  • the connection is actually established, information is exchanged between the base station and the mobile part to be connected via the first algorithm. After the information has been exchanged with regard to the first algorithm, the frames between two successive multiframe frames can then also be used after an agreement has been reached regarding the other carrier frequencies (first algorithm).
  • a multi-frame comprises 5 frames.
  • the carrier frequencies for the frames with the numbers 1 to 4 are specified by the first algorithm.
  • the value based on the second algorithm of the second calculation device 26 is used for the frame with the number 5 (multiframe frame). As shown in FIG. 4, this value can be, for example, a value (carrier frequency f 2 ) that was actually detected as disturbed by the first calculation device.
  • the invention relates in particular to a solution to the problem of how the base station can be informed (signaled) of the carrier frequency which the base station will use in the next following multiframe frame.
  • the solution according to the invention will now be explained, the structure of the DECT standard and in particular the structure of the A field and the header of the A field being explained first with reference to FIGS. 5a to 5e.
  • the time slot structure of a frame according to the DECT standard is shown once again in FIG. 5a.
  • a DECT frame has 24 time slots, the first 12 for the transmission from the base station to a mobile unit (downlink) and the following 12 for the transmission from one or more mobile units to the base station (uplink) ) be used.
  • the time slot and frame structure of the DECT standard and the carrier frequencies used according to the invention can be modified as desired in relation to the DECT standard.
  • the number of time slots per frame can be reduced from 24 to 12.
  • the 2.4 GHz ISM band can be used as the frequency band. Any other time slot and frame structures are possible.
  • FIG. 5b shows the structure of a time slot (fill slot) in detail, a time slot comprising 480 bits and having a duration of 416.7 ⁇ s in accordance with the DECT standard.
  • a time slot of the DECT standard has 32 bits of the synchronization field S, 388 bits of the so-called D field, 4 bits of the Z field, 56 bits.
  • the structure of the D field is shown in FIG. 5c.
  • the D field has 388 bits, 64 bits being assigned to the so-called A field, 320 bits to the B field and 4 bits to the so-called X field.
  • the A field has 64 bits, of which 8 bits are allotted to the so-called header, 40 bits are allotted to the so-called tail and 16 bits are allotted to the so-called R-CRC field.
  • 5e shows the 8 bits of the header of the A field.
  • the 3 TA bits describe which of the 8 possible messages of the A field is transmitted in the so-called tail (40 bits).
  • the Q bits are used for an exchange of information between the base and the handset with regard to the channel quality, and the 3 BA bits describe whether it is a so-called dummy bearer or a traffic bearer.
  • at least one so-called dummy bearer is constantly sent from each base station.
  • the Q1 bit and the Q2 bit are used for quality control.
  • the receiver can transmit information about the reception quality of the transmitted data to the transmitter. E.g. CRC errors during data transmission, the receiver informs the transmitter by setting the Q1 and Q2 bits about the interference in the channel. The receiver then performs a handover when CRC errors are accumulated.
  • the base station Since, as already mentioned, the base station is the master for the frequency hop algorithm, it is not necessary to transmit information in the Q bits from the base station to the handset. If the you my or traffic bearer information does not have the 3 BA bits are transmitted (but e.g. in one of the essages in the tail area), 5 free bits are available in the header in the downlink (connection base to the handset), namely the three BA and the 2 Q bits. The Q bits are still available in the uplink, ie in the direction of transmission from the mobile part to the base station, whereby the mobile part can inform the base station of the quality of the time slot received.
  • the handset can thus synchronize itself with a base station without any frequency information. If the handset wants to synchronize itself to the base station for the first time, it cannot determine the carrier frequency of the next time slot, but the signaling information that is transmitted in the bits of the header of the A field, however, the carrier frequency of the next multiframe Framework transmitted. With a multiframe mode periodicity of 16, this frame is a maximum of 15 frames away, so that synchronization of the 15 frames will not be lost in the period of these 15 frames. After multiframe synchronization has thus been achieved, the information exchange between the base station and the mobile part can then take place with regard to the first hop algorithm take place, whereby a carrier frequency synchronization can also take place with respect to the frames between two successive multiframe frames. The synchronization takes place in two steps. First, the carrier frequencies of the multiframe frames are synchronized. In a second step, the carrier frequencies of the frames are then synchronized between two successive multiframe frames.
  • any future frequencies can be digitally signaled wirelessly beforehand.
  • carrier frequency signaling is thus carried out in a particularly advantageous manner using the structure of the A field of the DECT standard. It should be pointed out once again that, according to the invention, the time slot and frame structure of the DECT standard can be changed as desired.
  • switching device fx carrier frequency

Abstract

The invention offers the possibility of digitally signalling a carrier frequency which is used at a predetermined time after the signalling. The invention operates according to the so-called multiframe mode of a mobile part (2) of a digital transmission system, mode whereby the mobile station (2) receives data coming from the fixed station (1) only during what are known as multiframe intervals, to be synchronised on the fixed station (1), thus saving energy. A multiframe interval is provided after each (m-1) transmission interval. The carrier frequency (fx) used in the following multiframe interval by the fixed station (1) is signalled to the mobile station (2) by the bits corresponding to the A field header of the DECT standard . On the basis of the signalling and the synchronisation of the carrier frequencies (fx) of the multiframe intervals which have been carried out once as a first step, the carrier frequency synchronisation, concerning the intervals, can be carried out between two successive multiframe intervals.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und Übertragungssystem zur Signalisierung einer TrägerfrequenzMethod and transmission system for signaling a carrier frequency
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Übertragungssystem, das eine Signalisierung einer Trägerfrequenz, die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Signa- lisierung verwendet wird, ermöglicht. Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondere auf ein Verfahren und ein Übertragungssystem, das die Signalisierung der Frequenzen eines sogenannten Multiframe-Modes einer auf den DECT-Standard basierenden Frequency Hopping Spread Spectrum-Schnittstelle ermöglicht .The present invention relates to a method and a transmission system that enables signaling of a carrier frequency that is used at a predetermined time after the signaling. The invention relates in particular to a method and a transmission system that enables the signaling of the frequencies of a so-called multiframe mode of a frequency hopping spread spectrum interface based on the DECT standard.
Als Verfahren zur Übertragung von Daten auf mehreren Trägerfrequenzen ist das sogenannte Frequency Hopping Spread Spectrum (Frequenzsprung-Streuspektrum) -System bekannt. Unter einem Frequency Hopping Spread Spectrum-System ist dabei ein Sy- stem zu verstehen, bei dem zur Funkübertragung von Daten eine Vielzahl an Trägerfrequenzen bereitgestellt wird und die aktuell verwendete Trägerfrequenz periodisch gewechselt wird. Insbesondere bei einem Zeitmultiplex (TDMA) -System kann ein Wechsel der Trägerfrequenz nach jedem Zeitschlitz oder Zeitrahmen der Zeit ultiplex-Übertragung oder einem ganzzahligen Vielfachen davon erfolgen. Ein solches Frequency Hopping Spread Spectrum-System hat Vorteile dahingehend, daß die Energie der gesamten Funkübertragung über sämtliche Trägerfrequenzen verteilt wird. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn ein all- gemein verfügbares Frequenzband, wie beispielsweise das 2,4The so-called frequency hopping spread spectrum system is known as a method for transmitting data on a plurality of carrier frequencies. A frequency hopping spread spectrum system is understood to mean a system in which a large number of carrier frequencies are provided for radio transmission of data and the carrier frequency currently used is changed periodically. In particular in the case of a time division multiplex (TDMA) system, the carrier frequency can be changed after each time slot or time frame of the time ultiplex transmission or an integer multiple thereof. Such a frequency hopping spread spectrum system has advantages in that the energy of the entire radio transmission is distributed over all carrier frequencies. This is particularly important if a generally available frequency band, such as the 2.4
GHz ISM (Industrial, Scientific, Medical) -Band verwendet wird. Für die Verwendung dieses Frequenzbandes ist gemäß den einschlägigen Vorschriften (in den USA die von der Federal Communications Commission definierte Vorschrift „FCC part 15") eine Obergrenze für die maximal pro Trägerfrequenz auftretendeGHz ISM (Industrial, Scientific, Medical) band is used. For the use of this frequency band according to the relevant regulations (in the USA the regulation "FCC part 15" defined by the Federal Communications Commission) an upper limit for the maximum occurring per carrier frequency
Energie festgelegt, um eine Störung anderer Teilnehmer so ge- ring wie möglich zu halten. Weiterhin schreibt die Vorschrift „FCC part 15" vor, daß 75 verschiedene Trägerfrequenzen verwendet werden müssen.Energy determined in order to disturb other participants keep ring as possible. Furthermore, the regulation "FCC part 15" stipulates that 75 different carrier frequencies must be used.
Als weiterer Vorteil des Frequency Hopping Spread Spectrum- Systems ist zu nennen, daß durch das Bereitstellen einer großen Anzahl von Trägerfrequenzen das System unempfindlicher gegen Störungen wird. Darüber hinaus erhöht sich die Abhörsicherheit des Systems gegenüber Dritten, da der Dritte in der Regel nicht weiß, auf welche Trägerfrequenz nach einem gewissen Zeitraum gewechselt wird.Another advantage of the frequency hopping spread spectrum system is that by providing a large number of carrier frequencies, the system becomes less sensitive to interference. In addition, the system is more secure against eavesdropping from third parties, since the third party generally does not know which carrier frequency is to be changed after a certain period of time.
Die Sequenz an Trägerfrequenzen, die zur Übertragung nacheinander verwendet werden, wird durch einen Algorithmus ermit- telt. Ein solcher Algorithmus ist in identischer Weise in der Feststation sowie jeder Mobilstation der Mobilfunkübertragung implementiert. Wenn somit ein Mobilteil mit der zugehörigen Feststation hinsichtlich der Trägerfrequenzen synchronisiert ist, werden das Mobilteil und die Feststation synchron mitein- ander die durch die Sequenz des Algorithmus vorgegebenen Trägerfrequenzwechsel vornehmen.The sequence of carrier frequencies that are used for transmission in succession is determined by an algorithm. Such an algorithm is implemented in an identical manner in the base station and in each mobile station of the mobile radio transmission. If a mobile unit is therefore synchronized with the associated base station with regard to the carrier frequencies, the mobile unit and the base station will synchronously carry out the carrier frequency changes specified by the sequence of the algorithm.
Der Idle Locked Mode oder Multiframe-Mode ist dabei eine Be- triebsart, bei der ein Mobilteil zwar empfangsbereit, aber ohne aktive Kommunikation mit der Feststation in Verbindung steht. Insbesondere zur Energieersparnis synchronisiert ein Mobilteil, das also in dem Idle Locked Mode in einer Art Stand-By-Zustand empfangsbereit ist, seine Trägerfrequenzen lediglich nach m Trägerfrequenzen nach, da ja jede Nachsyn- chronisierung eine Verbindung zu der Feststation zum Empfang wenigstens eines Zeitschlitzes benötigt und somit Energie verbraucht. Das Mobilteil in dem Idle Locked Mode, das also nur in jedem m-ten Rahmen (Multiframe-Rahmen) sich auf die Basis- Station nachsynchronisiert, tauscht also während der übrigen Rahmen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Multiframe-Rahmen, d. h. während des ersten bis (m-l)-ten Rahmens, keine Informationen mit der Basisstation aus.Idle locked mode or multiframe mode is an operating mode in which a handset is ready to receive but is connected to the base station without active communication. In particular to save energy, a handset that is ready to receive in idle locked mode in a kind of standby state only resynchronizes its carrier frequencies according to m carrier frequencies, since every resynchronization requires a connection to the base station to receive at least one time slot and thus consumes energy. The handset in idle locked mode, which only resynchronizes to the base station in every m-th frame (multiframe frame), thus swaps between two successive multiframe frames during the remaining frames, ie during the first to (ml) th frame, no information from the base station.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Problem, wie un- ter möglichst weitgehender Beibehaltung vqn Strukturen desThe present invention is concerned with the problem of how to retain the structures of the
DECT-Standards eine Signalisierung von Trägerfrequenzen erfolgen kann .DECT standards can be used to signal carrier frequencies.
Zur Lösung dieses Problems ist dabei gemäß der Erfindung ein Verfahren zur digitalen Signalisierung einer Trägerfrequenz vorgesehen, die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Signalisierung verwendet werden soll. Die Signalisierung erfolgt dabei von einer Feststation zu einer Mobilstation und/oder umgekehrt. Gemäß der Erfindung ist die Signalisierungε-Informa- tion in den Bits enthalten, die Header-Bits des A-Felds des DECT-Standards entsprechen. Mit "entsprechen" ist dabei im Sinne der vorliegenden Beschreibung zu verstehen, daß bei der Erfindung zwar nicht alle Merkmale des DECT-Standards verwendet werden müssen, aber auf jeden Fall die Struktur des A- und des D-Felds des DECT-Standards beibehalten werden soll. Dagegen kann beispielsweise die Zeitschlitz- und Rahmenstruktur des DECT-Standards hinsichtlich Zahl und Dauer abgeändert werden. Natürlch können auch die verwendeten Trägerfrequenzen beliebig verändert werden. Beispielsweise kann ein anderes Fre- quenzband verwendet werden.To solve this problem, a method for digital signaling of a carrier frequency is provided according to the invention, which is to be used at a predetermined time after the signaling. The signaling takes place from a base station to a mobile station and / or vice versa. According to the invention, the signaling information is contained in the bits which correspond to header bits of the A field of the DECT standard. “Correspond” in the sense of the present description means that although not all features of the DECT standard have to be used in the invention, the structure of the A and D fields of the DECT standard are retained in any case should. On the other hand, the time slot and frame structure of the DECT standard can be changed in terms of number and duration. Of course, the carrier frequencies used can also be changed as desired. For example, a different frequency band can be used.
Gemäß der Erfindung kann das oben genannte Verfahren für einen sogenannten Multiframe-Modus verwendet werden, bei dem eine Mobilstation nur während sogenannter Multiframe-Rahmen von ei- ner Feststation Daten empfängt, um sich auf die Feststation nachsynchronisieren zu können. Ein Multiframe-Rahmen ist dabei nach jeweils (m-1) Rahmen der Übertragung vorgesehen, "m" ist dabei eine ganze Zahl größer als 1. Die in dem nächsten Multiframe-Rahmen von der Feststation verwendete Trägerfrequenz wird der Mobilstation während aller den Multiframe-Rahmen vorausgehenden Rahmen der Übertragung durch Bits signalisiert, die Bits des Headers des A-Felds des DECT-Standards entsprechen.According to the invention, the above-mentioned method can be used for a so-called multiframe mode, in which a mobile station receives data from a base station only during so-called multiframe frames in order to be able to re-synchronize with the base station. A multiframe frame is provided after every (m-1) frame of the transmission, "m" being an integer greater than 1. The carrier frequency used by the base station in the next multiframe frame is transmitted to the mobile station during all the multiframe frames. Frames preceding frames of the transmission signaled by bits, the bits of the header of the A field correspond to the DECT standard.
Die Signalisierung der Trägerfrequenz kann insbesondere in dem Ql-, den 3BA- und/oder in dem Q2-Bit des Headers des A-Felds erfolgen.The carrier frequency can be signaled in particular in the Q1, 3BA and / or in the Q2 bit of the header of the A field.
Wenn die Signalisierung der Trägerfrequenz in allen oben genannten Bits des Headers des A-Felds erfolgt kann somit eine von 32 verschiedenen Trägerfrequenzen signalisiert werden.If the carrier frequency is signaled in all of the above-mentioned bits of the header of the A field, one of 32 different carrier frequencies can thus be signaled.
Nach jeweils 15 Rahmen der Übertragung kann ein Multiframe- Rahmen folgen. Während 15 Rahmen der Übertragung wird somit der Mobilstation signalisiert, welche Trägerfrequenz in dem Multiframe-Rahmen verwendet wird.A multiframe frame can follow every 15 frames of transmission. During 15 frames of transmission, the mobile station is thus signaled which carrier frequency is used in the multiframe frame.
Die Trägerfrequenzen, die signalisiert werden, können in der Feststation und der Mobilstation jeweils in einer dort vorgesehenen Tabelle abgelegt sein.The carrier frequencies that are signaled can be stored in the base station and the mobile station in a table provided there.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein digitales drahtloses Übertragungssystem mit einer Feststation und wenigstens einer Mobilstation vorgesehen. Die Feststation und die Mobilstation weisen dabei Einrichtungen auf, um von der Feststation zu der Mobilstation und/oder umgekehrt eine Trägerfrequenz zu signalisieren, die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Signalisierung verwendet werden soll. Zur Signalisierung sind dabei Bits vorgesehen, die Header-Bits des A-Felds des DECT-Standards entsprechen. Zue Bedeutung des Ausdrucks "entsprechen" wird auf die Ausführungen weiter oben verwiesen.According to the invention, a digital wireless transmission system with a fixed station and at least one mobile station is also provided. The base station and the mobile station have devices for signaling from the base station to the mobile station and / or vice versa a carrier frequency which is to be used at a predetermined time after the signaling. Bits are provided for signaling that correspond to header bits of the A field of the DECT standard. For the meaning of the expression "correspond", reference is made to the explanations above.
Gemäß der Erfindung kann ein Multiframe-Modus vorgesehen sein, in dem die Mobilstation nur während Multiframe-Rahmen von der Feststation Daten empfängt, um sich auf die Feststation nach- synchronisieren zu können. Ein Multiframe-Rahmen ist dabei nach jeweils (m-1) Rahmen der Übertragung vorgesehen. Die in dem nächsten Multiframe-Rahmen von der Feststation verwendete Trägerfrequenz wird dabei der Mobilstation in den Bits signalisiert, die Bits des Headers des A-Felds des DECT-Standards entsprechen.According to the invention, a multiframe mode can be provided in which the mobile station receives data from the base station only during multiframe frames, in order to be able to resynchronize with the base station. A multiframe frame is provided after every (m-1) frame of the transmission. In the The carrier frequency used by the base station for the next multiframe frame is signaled to the mobile station in the bits corresponding to the bits of the header of the A field of the DECT standard.
Zur Signalisierung der Trägerfrequenz kann das Ql-, die 3 BA- und/oder das Q2-Bit des Headers des A-Felds vorgesehen sein.The Q1, the 3 BA and / or the Q2 bit of the header of the A field can be provided for signaling the carrier frequency.
Wenn alle oben genannten Bits des Headers des A-Felds zur Si- gnalisierung der Trägerfrequenz vorgesehen sind, können 32 mögliche verschiedene Trägerfrequenzen signalisiert werden.If all of the above-mentioned bits of the header of the A field are provided for signaling the carrier frequency, 32 possible different carrier frequencies can be signaled.
Nach jeweils 15 Rahmen der Übertragung kann ein Multiframe- Rahmen vorgesehen sein.A multiframe frame can be provided after every 15 frames of transmission.
In der Feststation und der Mobilstation kann jeweils eine Tabelle vorgesehen sein, in der die möglichen Trägerfrequenzen abgelegt sind.A table can be provided in the base station and the mobile station, in which the possible carrier frequencies are stored.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment and with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 ein Mobilfunk-Übertragungssystem mit einer erfin- dungsgemäßen Feststation,1 shows a mobile radio transmission system with a base station according to the invention,
Fig. 2 einen Zeitrahmen eines Datenübertragungsstandards, wie er bei der vorliegenden Erfindung anwendbar ist,2 shows a time frame of a data transmission standard as can be used in the present invention,
Fig. 3 detailliert den inneren Aufbau einer erfindungsgemäßen Feststation (Basistation) ,3 shows in detail the internal structure of a base station according to the invention (base station),
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Frequency Hopping Spread Spectrum-Systems insbesondere auch für den Fall eines Störer-Ausweichmodus, und Fig. 5a bis Fig. 5e die Struktur des DECT-Standards und insbesondere in Fig. 5e den Inhalt des sog. Headers des A-Felds.4 shows a schematic illustration of a frequency hopping spread spectrum system, in particular also in the case of a jammer avoidance mode, and 5a to 5e the structure of the DECT standard and in particular in FIG. 5e the content of the so-called header of the A field.
Bezugnehmend auf Fig. 1 soll zuerst der allgemeine Aufbau einer Mobilfunkübertragung erläutert werden. Wie allgemein üblich weist die Anordnung zur Funkübertragung von Daten eine Feststation 1 und mehrere Mobilteile (Mobilstationen, schnur- lose Telefone) 2, 3 ... auf. Die Feststation 1 ist mit einer Endstellenleitung 10 mit dem Festnetz verbunden. Zwischen der Feststation 1 und der Endstellenleitung 10 kann zur Kommunikation eine Schnittstellenvorrichtung vorgesehen sein, die nicht dargestellt ist. Die Feststation 1 weist eine Antenne 6 auf, mittels der beispielsweise über einen ersten Funküber- tragungsweg 8 mit dem Mobilteil 2 oder über einen zweiten1, the general structure of a mobile radio transmission will be explained first. As is generally customary, the arrangement for radio transmission of data has a base station 1 and several mobile parts (mobile stations, cordless telephones) 2, 3 .... The base station 1 is connected to the fixed network by a terminal line 10. An interface device, which is not shown, can be provided for communication between the base station 1 and the terminal line 10. The base station 1 has an antenna 6, by means of which, for example, via a first radio transmission path 8 with the mobile part 2 or via a second
Funkübertragungsweg 9 eine Kommunikation mit dem Mobilteil 3 stattfindet. Die Mobilteile 2, 3 ... weisen zum Empfang bzw. zum Senden von Daten jeweils eine Antenne 7 auf. In Fig. 1 ist schematisch der Zustand dargestellt, in dem die Feststation 1 mit dem Mobilteil 2 aktiv kommuniziert und somit Daten austauscht. Das Mobilteil 3 befindet sich hingegen in dem sogenannten Idle Locked Modus, in dem es Stand-By-artig auf einen Anruf von der Feststation 1 her wartet. In diesem Zustand kommuniziert das Mobilteil 3 nicht ständig mit der Feststation 1, sondern empfängt vielmehr nur in periodischen Zeitabständen die Daten beispielsweise eines Zeitschlitzes, die zur Nachsyn- chronisierung der Trägerfrequenzen fx notwendig sind.Radio transmission path 9 communication with the handset 3 takes place. The handsets 2, 3 ... each have an antenna 7 for receiving or transmitting data. In Fig. 1 the state is schematically shown in which the base station 1 actively communicates with the mobile part 2 and thus exchanges data. The handset 3, on the other hand, is in the so-called idle locked mode, in which it waits stand-by for a call from the base station 1. In this state, the mobile part 3 does not constantly communicate with the fixed station 1, but rather only receives the data, for example of a time slot, which are necessary for the re-synchronization of the carrier frequencies fx only at periodic time intervals.
Der interne Aufbau der Feststation 1 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Sprachinfor ationsdaten werden einem HF-Modul 4 zugeführt, das von einer Trägerfrequenz-Sequenzeinheit angesteuert wird. Der genaue Aufbau einer erfindungsgemäßen Feststation 1 wird später beschrieben.The internal structure of base station 1 is shown schematically in FIG. 1. The voice information data are supplied to an RF module 4, which is controlled by a carrier frequency sequence unit. The exact structure of a base station 1 according to the invention will be described later.
Bezugnehmend auf Fig. 2 soll nunmehr ein Übertragungsstandard erläutert werden, wie er bei der vorliegenden Erfindung ver- wendet werden kann. Wie aus Fig. 2 ersichtlich werden auf mehreren Trägerfrequenzen fx, von denen zehn dargestellt sind, zeitlich nacheinander Daten in mehreren Zeitschlitzen, im dargestellten Fall 24 Zeitschlitze Zx, in einem Zeitmultiplex- Verfahren TDMA (Time Division Multiple Access) übertragen. Im dargestellten Fall wird dabei im Wechselbetrieb (Duplex) gearbeitet, d. h., nachdem die ersten zwölf Zeitschlitze Zx gesendet worden sind, wird auf Empfang geschaltet, und es werden in der Gegenrichtung die zweiten zwölf Zeitschlitze (Z13 bis Z24) von der Feststation empfangen.A transmission standard as used in the present invention will now be explained with reference to FIG. can be applied. As can be seen from FIG. 2, data are transmitted successively in a plurality of time slots, in the illustrated case 24 time slots Zx, on a plurality of carrier frequencies fx, ten of which are shown, in a time division multiplex method TDMA (Time Division Multiple Access). In the case shown, work is carried out in alternating mode (duplex), ie after the first twelve time slots Zx have been transmitted, reception is switched and the second twelve time slots (Z13 to Z24) are received in the opposite direction by the base station.
Für den Fall, daß der sogenannte DECT-Standard zur Übertragung verwendet wird, beträgt die zeitliche Dauer eines Zeitrahmens 10 ms, und es sind 24 Zeitschlitze Zx vorgesehen, nämlich zwölf Zeitschlitze für die Übertragung von der Feststation zu Mobilteilen und weitere zwölf Zeitschlitze Zx zur Übertragung von den Mobilteilen zu der Feststation. Gemäß dem DECT- Standard sind zehn Trägerfrequenzen fx zwischen 1,88 GHz und 1,90 GHz vorgesehen.In the event that the so-called DECT standard is used for transmission, the time duration of a time frame is 10 ms, and 24 time slots Zx are provided, namely twelve time slots for the transmission from the base station to handsets and a further twelve time slots Zx for transmission from the handsets to the base station. According to the DECT standard, ten carrier frequencies fx between 1.88 GHz and 1.90 GHz are provided.
Natürlich sind für die vorliegende Erfindung andere Rahmenstrukturen, bspw. mit im Vergleich zum DECT-Standard halbierter Zeitschlitzanzahl, genauso geeignet.Of course, other frame structures, for example with a number of timeslots halved compared to the DECT standard, are equally suitable for the present invention.
Die vorliegende Erfindung findet insbesondere Anwendung fürThe present invention has particular application for
Übertragungen im sogenannten 2,4 GHz-ISM (Industrial, Scienti- fic, Medical) -Frequenzband. Das allgemein zugängliche ISM- Frequenzband weist eine Bandbreite von 83,5 MHz auf. Über diese 83,5 MHz müssen gemäß der Vorschrift „FCC part 15" inde- stens 75 Trägerfrequenzen fx verteilt sein. Besonders vorteilhaft ist eine Aufteilung der Bandbreite von 83,5 MHz auf 96 Trägerfrequenzen, d. h. ein Kanalabstand von 864 kHz. Die oben genannten Frequenzbänder und Standards sind rein als Beispiel genannt. Grundsätzliche Voraussetzung für eine Anwendbarkeit bei der vorliegenden Erfindung ist es lediglich, daß ein sogenanntes Frequency Hopping Spread Spectrum verwendet wird, d.h. daß mehrere Trägerfrequenzen zur Verfügung stehen, und daß die zur Übertragung gewählte Trägerfrequenz periodisch gewechselt wird. Für einen solchen Wechsel ist es vorteilhaft, wenn die Daten in Zeitschlitzen Zx übertragen werden (Zeitmultiplex- Verfahren) . Geeignet ist also beispielsweise der DECT-Standard sowie jeder andere abgewandelte und auf diesem DECT-Standard basierende Standard.Transmission in the so-called 2.4 GHz ISM (Industrial, Scientific, Medical) frequency band. The generally accessible ISM frequency band has a bandwidth of 83.5 MHz. According to the "FCC part 15" regulation, 75 carrier frequencies fx must be distributed over this 83.5 MHz. A division of the bandwidth from 83.5 MHz to 96 carrier frequencies, ie a channel spacing of 864 kHz, is particularly advantageous Frequency bands and standards are given purely as an example, and the basic requirement for applicability in the present invention is that a so-called frequency hopping spread spectrum is used, ie that several carrier frequencies are available and that the carrier frequency selected for transmission is changed periodically. For such a change, it is advantageous if the data are transmitted in time slots Zx (time division multiplex method). For example, the DECT standard and any other modified standard based on this DECT standard are suitable.
Bezugnehmend auf Fig. 3 soll nun der innere Aufbau einer er- findungsgemäßen Feststation 1 näher erläutert werden. Wie in Fig. 3 zu sehen werden dem HF-Modul 4 Informationsdaten zugeführt, wenn von der Feststation 1 zu einem Mobilteil 2, 3... mittels der Antenne 6 gesendet werden soll und von dem HF- Modul 4 werden Informationsdaten ausgegeben, wenn Daten von Mobilteilen empfangen werden. Das HF-Modul 4 moduliert die digitalen codierten Informationsdaten auf eine Trägerfrequenz fx. Die aktuell zu verwendende Trägerfrequenz fx wird dabei von einer Trägerfrequenz-Sequenzeinheit vorgegeben, die allgemein mit 20 bezeichnet ist.The internal structure of a base station 1 according to the invention will now be explained in more detail with reference to FIG. 3. As can be seen in FIG. 3, the RF module 4 is supplied with information data if the base station 1 is to transmit to a mobile part 2, 3... By means of the antenna 6 and information data is output from the RF module 4 if data received by handsets. The RF module 4 modulates the digitally coded information data onto a carrier frequency fx. The carrier frequency fx currently to be used is predetermined by a carrier frequency sequence unit, which is generally designated 20.
Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die Hauptbestandteile der Trägerfrequenz-Sequenzeinheit 20 eine erste Berechnungseinrichtung, die allgemein mit 25 bezeichnet ist, sowie eine zweite Berechnungseinrichtung 26. Weiterhin ist eine Schalteinrich- tung 27 vorgesehen. Diese Schalteinrichtung 27 wird wie gezeigt von dem Prozessor 23 angesteuert und wählt aus, ob die erste Berechnungseinrichtung 25 oder die zweite Berechnungs- einrichtung 26 den aktuellen Wert für die Trägerfrequenz fx vorgeben soll.As shown in FIG. 3, the main components of the carrier frequency sequence unit 20 are a first calculation device, which is generally designated 25, and a second calculation device 26. Furthermore, a switching device 27 is provided. As shown, this switching device 27 is controlled by the processor 23 and selects whether the first calculation device 25 or the second calculation device 26 should specify the current value for the carrier frequency fx.
In der ersten Berechnungseinrichtung 25 ist eine Erfassungseinrichtung 24 vorgesehen, der das demodulierte Signal von dem HF-Modul 4 zugeführt wird. Störung bedeutet dabei, daß entweder eine Störung im eigentlichen Sinne oder eine Belegung durch einen anderen Sender vorliegt. Eine Störung im Sinne der vorliegenden Beschreibung kann also dadurch erfaßt werden, daß ein empfangenes Signal auf einer Trägerfrequenz demoduliert wird und erfaßt wird, ob auf dieser Trägerfrequenz ein Signalpegel vorliegt oder nicht.In the first calculation device 25, a detection device 24 is provided, to which the demodulated signal from the RF module 4 is supplied. Interference means that there is either a disturbance in the actual sense or an assignment by another transmitter. A fault in the sense of the present description can therefore be detected in that a received signal is demodulated on a carrier frequency and it is detected whether or not there is a signal level on this carrier frequency.
Störungen in eigentlichen Sinne können anhand von CRC-Fehlern oder Burst-Verlusten erfaßt werden.Faults in the true sense can be detected using CRC errors or burst losses.
Die Erfassungseinrichtung 24 bestimmt also anhand des demodulierten Signals von dem HF-Modul 4, wie hoch der auf eine be- stimmte Trägerfrequenz fx aufmodulierte Signalanteil ist bzw. ob ein Burst- oder CRC-Fehler aufgetreten ist. Falls der erfaßte Signalanteil über einem vorbestimmten Grenzwert liegt oder einer der oben genannten Fehler aufgetreten ist, gibt die Erfassungseinrichtung 24 ein Störungs-Erfassungssignal zu ei- ner Sperr-/Freigabeeinheit 21. Abhängig von dem Störer- Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung 24 gibt die Sperr-/Freigabeeinheit 21 eine Sperr-/Freigabeinformation zu einem Prozessor 23. Diese Sperr-/Freigabeinformation zeigt an, welche der Trägerfrequenzen fx aufgrund der Erfassung einer Störung durch die Erfassungseinrichtung 24 gesperrt bzw. wieder freigegeben sind, wie später erläutert werden wird.The detection device 24 thus uses the demodulated signal from the RF module 4 to determine how high the signal component modulated onto a specific carrier frequency fx or whether a burst or CRC error has occurred. If the detected signal component lies above a predetermined limit value or one of the abovementioned errors has occurred, the detection device 24 sends a fault detection signal to a blocking / releasing unit 21. Depending on the interference detection signal from the detection device 24, the blocking device / Release unit 21 a blocking / release information to a processor 23. This blocking / release information indicates which of the carrier frequencies fx are blocked or released again due to the detection of a fault by the detection device 24, as will be explained later.
Mittels der Erfassungseinrichtung 24 und der Sperr-/Freigabe- einrichtung 21 wird also eine unabhängige Prozedur geschaffen, durch die gestörte Frequenzen gesperrt und wieder freigegeben werden können. Neben den Sperr-/Freigabeinformationen von der Sperr-/Freigabeeinheit 21 wird dem Prozessor 23 eine Sequenz von einem Zufallszahlengenerator 22 zugeführt. Aufgrund eines in dem implizierten Zufallsalgorithmus erzeugt der Zufallsge- nerator 22 eine zufällig verteilte Abfolge an Trägerfrequenz- werten innerhalb des vorbestimmten Frequenzbandes. Der Zufallsgenerator 22 führt somit eine von der Prozedur der Frequenzsperrung für den Fall einer Störung unabhängige Prozedur aus . Die zweite Berechnungseinrichtung 26 ist zur Implementierung eines zweiten, von dem ersten in der ersten Berechnungseinrichtung 25 realisierten Algorithmus unabhängigen Algorithmus vorgesehen. Wie ersichtlich gibt es bei dem zweiten, in der zweiten Berechnungseinrichtung 26 realisierten Algorithmus keine Möglichkeit zur Frequenzsperrung. Der zweite Algorithmus kann beispielsweise bei der Anmeldung eines Mobilteils an der Basisstation 1 von der Basisstation 1 bestimmt werden, so daß nach der Anmeldung kein weiterer Informationsaustausch zwi- sehen der Basisstation und dem Mobilteil hinsichtlich dieses zweiten Algorithmus notwendig ist.An independent procedure is thus created by means of the detection device 24 and the blocking / enabling device 21, by means of which disturbed frequencies can be blocked and released again. In addition to the blocking / releasing information from the blocking / releasing unit 21, the processor 23 is supplied with a sequence from a random number generator 22. On the basis of a random algorithm implied in the random generator 22 generates a randomly distributed sequence of carrier frequency values within the predetermined frequency band. The random generator 22 thus executes a procedure which is independent of the procedure for frequency blocking in the event of a fault. The second calculation device 26 is provided for implementing a second algorithm which is independent of the first algorithm implemented in the first calculation device 25. As can be seen, there is no possibility of frequency blocking in the second algorithm implemented in the second calculation device 26. The second algorithm can be determined, for example, by the base station 1 when a mobile part is registered at the base station 1, so that after the registration no further information exchange between the base station and the mobile part is necessary with regard to this second algorithm.
Die zweite Berechnungseinrichtung 26 kann den zweiten Algorithmus beispielsweise durch einen in ihr enthaltenen Zufalls- zahlengenerator erzeugen. Als Alternative oder zusätzlich kann in der zweiten Berechnungseinrichtung 26 auch eine Frequenztabelle vorgesehen sein, die von der zweiten Berechnungseinrichtung 26 sequentiell abgearbeitet wird. In der Frequenztabelle sind also die zu verwendenden Trägerfrequenzwerte für die Trä- gerfrequenzen mit dem Lauf arameter nxm vorgesehen, d. h. für den Fall, daß die Trägerfrequenz nach der Zeitdauer eines Rahmens gewechselt wird, für jeden m-ten Rahmen. Die Frequenztabelle kann beispielsweise von der PIN-Codenummer des angemeldeten Mobilteilε 2 abgeleitet sein, wodurch voneinander unab- hängige Mobilfunksyεteme bestehend jeweils aus einer Basisstation und wenigstens einem Mobilteil verschiedene Tabellen nutzen.The second calculation device 26 can generate the second algorithm, for example, by means of a random number generator contained in it. As an alternative or in addition, a frequency table can also be provided in the second calculation device 26, which is processed sequentially by the second calculation device 26. The carrier frequency values to be used for the carrier frequencies with the running arameter nxm are therefore provided in the frequency table, ie. H. in the event that the carrier frequency is changed after the duration of a frame, for every mth frame. The frequency table can be derived, for example, from the PIN code number of the registered mobile part 2, as a result of which independent mobile radio systems, each consisting of a base station and at least one mobile part, use different tables.
Wie in Figur 3 durch Pfeile von dem Prozessor 23 zu den Zu- fallszahlengenrator 22 bzw. zu der zweiten Berechnungseinrichtung 26 angedeutet ist, gibt der Prozessor 23 zu diesen Bauteilen verschiedene Informationen aus. Der Zufallszahlengena- rator 22 erhält bspw. die Information, wieviel verschiedene Werte er erzeugen soll. Insbesondere in einem Mobilteil kann der Prozessor 23 dem Zufallszahlengenerator 22 darüberhinaus einen Startwert für dessen Algorithmus vorgeben. Diesen Startwert erhält das Mobilteil bei der Synchronisierung mitgeteilt, die dadurch erreicht werden kann, daß Mobilteil und Feststation denselben Startwert und denselben Algorithmus verwenden.As indicated in FIG. 3 by arrows from the processor 23 to the random number generator 22 or to the second calculation device 26, the processor 23 outputs various information about these components. The random number generator 22 receives, for example, the information about how many different values it should generate. In a mobile part in particular, the processor 23 can also provide the random number generator 22 with a starting value for its algorithm. The handset receives this start value during synchronization, which can be achieved by the handset and base station using the same start value and the same algorithm.
Die zweite Berechnungseinrichtung 26 bekommt vom dem Prozessor 22 Informationen hinsichtlich der Periodizität des Idle-Locked Mode, d.h. des Werts von m.The second calculation device 26 receives information from the processor 22 regarding the periodicity of the idle-locked mode, i.e. the value of m.
Bezugnehmend auf Fig. 4 soll nun die Betriebsweise einer erfindungsgemäßen Feststation 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden. Wie in Fig. 4 dargestellt wird beispielsweise während eines Rahmens Rx einer mobilen Funkübertragung eine Trägerfrequenz fl verwendet, wie in Fig. 4 schraffiert dargestellt ist. Diese Frequenz fl ist also der erste Wert der durch den Zufallszahlengenerator 22 erzeugten Sequenz, der dem Prozessor 23 zugeführt wird, der wiederum dementsprechend das HF-Modul 4 ansteuert. Für den Rahmen R2 sei angenommen, daß der Zufallszahlengenerator 22 aufgrund seiner berechneten Frequenz einen Frequenzsprung Pl auf eine Trägerfrequenz f3 vorschreibt.The operation of a base station 1 according to the invention and the method according to the invention will now be explained in more detail with reference to FIG. 4. As shown in FIG. 4, a carrier frequency fl is used, for example, during a frame Rx of a mobile radio transmission, as is shown hatched in FIG. 4. This frequency fl is thus the first value of the sequence generated by the random number generator 22, which is fed to the processor 23, which in turn controls the RF module 4 accordingly. For the frame R2 it is assumed that the random number generator 22 prescribes a frequency jump Pl to a carrier frequency f3 on the basis of its calculated frequency.
Nunmehr sei der Fall angenommen, daß die Erfassungseinrichtung 24 beispielsweise bei einer vorherigen Übertragung erfaßt hat, daß die Trägerfrequenz f2 gestört ist, die Erfassungseinrich- tung 24 also ein dementsprechendes Störsignal an die Sperr- /Freigabeeinheit 21 gegeben hat, die wiederum eine Sperrung der Frequenz f2 der dem Prozessor 23 angezeigt hat. Weiterhin sei angenommen, daß der Zufallszahlengenerator 22 anhand seiner ermittelten Sequenz für den Rahmen R3 die zuvor als gestört erfaßte Trägerfrequenz f2 vorschreibt . Ausgehend von der Koinzidenz der vorgeschriebenen Trägerfrequenz f2 gemäß der Sequenz des Zufallszahlengenerators 22 und gleichzeitig des Sperrsignals von der Sperr-/Freigabeeinheit 21 für dieselbe Trägerfrequenz f2 ersetzt nun der Prozessor 23 die eigentlich vorgeschriebene, aber als gestört erfaßte Trägerfrequenz f2 für den Rahmen R3 durch eine von der Erfassungseinrichtung 24 als nicht gestört erfaßte Trägerfrequenz, beispielsweise die Trägerfrequenz f4, wie durch den Frequenzsprung-Pfeil P3 angezeigt ist. Anstelle der eigentlich durch die Sequenz vorgeschriebenen Trägerfrequenz f2 wird also das HF-Modul 4 auf die Ersatz-Trägerfrequenz f4 angesteuert. Durch Ersetzen der als gestört erfaßten Trägerfrequenz wird also eine modifizierte Sequenz an Trägerfrequenzen geschaffen. Die modifizierte Sequenz weist dabei nur ungestörte Trägerfrequenzen auf. Dadurch, daß eine als gestört erfaßte Trägerfrequenz ersetzt wird und nicht übersprungen wird durch Übergang zur folgenden Trägerfrequenz, werden die Positionen der ungestörten Träger- frequenzen in der modifizierten Sequenz im Vergleich zur ursprünglichen Sequenz nicht verändert.The case is now assumed that the detection device 24 has detected, for example during a previous transmission, that the carrier frequency f 2 is disturbed, that is to say the detection device 24 has given a corresponding interference signal to the blocking / releasing unit 21, which in turn blocks the Frequency f2 that the processor 23 has indicated. Furthermore, it is assumed that the random number generator 22 prescribes the carrier frequency f2 previously detected as disturbed for the frame R3 on the basis of its determined sequence. Starting from the coincidence of the prescribed carrier frequency f2 according to the sequence of the random number generator 22 and at the same time the blocking signal from the blocking / releasing unit 21 for the same Carrier frequency f2, processor 23 now replaces the carrier frequency f2 for the frame R3, which is actually prescribed but is detected as being disturbed, by a carrier frequency which is not detected by the detection device 24, for example the carrier frequency f4, as indicated by the frequency hopping arrow P3. Instead of the carrier frequency f2 actually prescribed by the sequence, the RF module 4 is thus driven to the substitute carrier frequency f4. By replacing the carrier frequency detected as disturbed, a modified sequence of carrier frequencies is created. The modified sequence only has undisturbed carrier frequencies. The fact that a carrier frequency detected as disturbed is replaced and is not skipped by a transition to the following carrier frequency means that the positions of the undisturbed carrier frequencies in the modified sequence are not changed compared to the original sequence.
Grundlage dieser modifizierten Sequenz bestehend nur aus ungestörten Trägerfrequenzen fx sind also zwei überlagerte, von- einander unabhängige Prozeduren (Zufallszahlengenerator 22 bzw. Sperr-/Freigabeeinheit 21) . Die erste Prozedur beinhaltet den Zufallszahlengenerator 22, der Werte zwischen 0 und N erzeugt, wobei N die Anzahl der möglichen Trägerfrequenzen ist. Die zweite Prozedur sperrt wie oben erläutert gestörte Fre- quenzen. Diese Sperrung kann von der Sperr-/Freigabeeinheit 21 wieder aufgehoben werden, sobald eine neuerliche Erfassung durch die Erfassungseinrichtung 24 anzeigt, daß die ehemals gestörte Trägerfrequenz nunmehr nicht mehr gestört ist. Für diesen Fall gibt die Sperr-/Freigabeeinheit 21 ein Freigabesi- gnal zu dem Prozessor 23, das anzeigt, daß der Prozessor 23 die ehemals gestörte Trägerfrequenz nunmehr nicht mehr durch eine andere Trägerfrequenz ersetzen muß.The basis of this modified sequence consisting only of undisturbed carrier frequencies fx are therefore two superimposed, mutually independent procedures (random number generator 22 or blocking / releasing unit 21). The first procedure includes random number generator 22, which generates values between 0 and N, where N is the number of possible carrier frequencies. The second procedure blocks disturbed frequencies as explained above. This blocking can be released again by the blocking / releasing unit 21 as soon as a new detection by the detection device 24 indicates that the previously disturbed carrier frequency is no longer disturbed. In this case, the blocking / release unit 21 issues a release signal to the processor 23, which indicates that the processor 23 no longer has to replace the previously disturbed carrier frequency by another carrier frequency.
Alternativ kann die Sperr-/Freigabeeinheit 21 automatisch ohne neuerliche Erfassung durch die Erfassungseinrichtung 24 ein Freigabesignal an den Prozessor 23 ausgeben, sobald eine vor- bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. Jede der genannten Prozeduren gewährleistet also für sich, daß das gesamte vorgegebene Frequenzspektrum gleich verteilt genutzt wird. Durch die Anpassung der Zeiten in der Prozedur zum Sperren von Frequenzen können somit Normen wie bspw. die US-Vorschrift „FCC part 15", eingehalten werden, die Obergrenzen für die auf einer Trägerfrequenz ausgesendete Energie auferlegen.Alternatively, the blocking / release unit 21 can automatically output a release signal to the processor 23 without a renewed detection by the detection device 24 as soon as a previously certain period of time has expired. Each of the procedures mentioned thus ensures that the entire predetermined frequency spectrum is used in an evenly distributed manner. By adapting the times in the procedure for blocking frequencies, standards such as, for example, the US regulation "FCC part 15" can be adhered to, which impose upper limits for the energy emitted on a carrier frequency.
Der Zufallszahlengenerator 22 ist in bekannter Weise aufgebaut und wird daher im Zuge der vorliegenden Beschreibung nicht weiter erläutert. Von Bedeutung ist indessen, daß der Zufallsgenerator unabhängig von der Sperr-/Freigabeprozedur betrieben wird. Ein identischer Zufallszahlengenerator ist im übrigen in jedem Mobilteil 2, 3 implementiert.The random number generator 22 is constructed in a known manner and is therefore not further explained in the course of the present description. It is important, however, that the random generator is operated independently of the lock / release procedure. An identical random number generator is also implemented in each handset 2, 3.
Die Feststation 1 ist der Master bei der Frequenzzuweisung, d. h. zu Beginn eines Verbindungsaufbaus wird der Zufallszahlengenerator in einem Mobilteil mit dem Zustand des Zufallszahlengenerators 22 der Feststation 1 initialisiert. An- schließend erzeugen die Zufallszahlengeneratoren im Mobilteil 2, 3 ... und in der Feststation 1 synchron im Takt und autonom voneinander die gleichen Trägerfrequenzwerte.Base station 1 is the master in frequency allocation, i. H. at the start of a connection establishment, the random number generator is initialized in a mobile part with the state of the random number generator 22 of the fixed station 1. The random number generators in the mobile part 2, 3 ... and in the base station 1 then generate the same carrier frequency values synchronously and independently of one another.
Die Prozedur zur Frequenzsperrung, die durch die Erfassungs- einrichtung 24 und die Sperr-/Freigabeeinheit 21 ausgeführt wird, verwendet während der gesamten Verbindungszeit zwischen der Feststation 1 und einem Mobilteil 2, 3 ... ein unidirek- tionales Protokoll auf der Luftschnittstelle. Wird von der Erfassungseinrichtung 24 eine der n möglichen Frequenzen fx von der Feststation 1 als gestört befunden, so teilt also dieThe procedure for frequency blocking, which is carried out by the detection device 24 and the blocking / releasing unit 21, uses a unidirectional protocol on the air interface during the entire connection time between the base station 1 and a handset 2, 3. If the detection device 24 finds one of the n possible frequencies fx as disturbed by the fixed station 1, then it divides the
Feststation 1 allen Mobilteilen, mit denen es Verbindungen betreibt, mit, daß diese gestörte Frequenz, wenn sie durch die Sequenz des Zufallszahlengenerators erzeugt wird, durch eine andere, als nicht gestört erfaßte Trägerfrequenz zu ersetzen ist. Der Zufallszahlengenerator 22 wird durch die Frequenzsperrung nicht beeinflußt. Diese Frequenzsperrung wird von der Sperr-/Freigabeeinheit 21 wieder zurückgenommen, wenn die gesperrte Trägerfrequenz zur Übertragung wieder geeignet ist bzw. wenn sie länger als eine vorher definierte Zeit gesperrt war.Base station 1 all handsets with which it operates connections with the fact that this disturbed frequency, if it is generated by the sequence of the random number generator, is to be replaced by another carrier frequency which is not detected as disturbed. The random number generator 22 is not influenced by the frequency blocking. This frequency block is from the The blocking / release unit 21 is withdrawn again if the blocked carrier frequency is suitable for transmission again or if it was blocked for longer than a previously defined time.
Im Idle Locked Mode können Mobilteile eine FrequenzSperrung der Feststation 1 nicht quittieren da sie ja in dieser besonderen Betriebsart nur empfangen, aber nicht senden können. Sollte indessen der Rahmen mit einer Information zur Frequenz- Sperrung bei der Übertragung von der Feststation 1 zum Mobilteil (unidirektionales Protokoll) so gestört werden, daß das Mobilteil diese Information der Frequenzsperrung überhaupt nicht erhält, wird durch die synchron laufende Zufallszahlen- generatoren in der Feststation 1 bzw. den Mobilteilen 2, 3 si- chergestellt , daß bei den nicht gesperrten Trägerfrequenzen in den Rahmen nach den Rahmen einer gesperrten Trägerfrequenz die Feststation 1 und alle aktiven Mobilteile die gleiche Trägerfrequenz benutzen.In idle locked mode, handsets cannot acknowledge a frequency lock on base station 1 since they can only receive but not transmit in this special operating mode. If, however, the frame is disturbed with information about frequency blocking during the transmission from base station 1 to the handset (unidirectional protocol) in such a way that the handset does not receive this information about frequency lock at all, the synchronously running random number generators in the base station 1 or the mobile parts 2, 3 ensures that the base station 1 and all active mobile parts use the same carrier frequency for the unlocked carrier frequencies in the frames after the frames of a blocked carrier frequency.
Gemäß der Erfindung wird in besonders günstiger und einfacher Weise ein sogenannter Multi-Frame-Modus realisierbar. Ein Mul- ti-Frame ist m Rahmen lang, m kann beispielsweise 16 sein. Gemäß der Erfindung wird in jedem m-ten Rahmen (Multiframe-Rahmen) der Wert für die Trägerfrequenz fx verwendet, der durch den Algorithmus der zweiten Berechnungseinrichtung 26 ausgegeben ist und der völlig unabhängig von dem ersten Algorithmus ist, der durch die erste Berechnungseinrichtung 25 realisiert ist. Mit anderen Worten, für die Trägerfrequenzen mit der Rahmennummer (n-l)xm +1 bis (nxm)-l, wobei n ein Laufparameter > 1 und m eine vorbestimmte ganze Zahl > 1 ist, wird der erste Algorithmus in der ersten Berechnungseinrichtung 25 verwendet. Für die Trägerfrequenzen mit der Rahmennummer nxm wird dann der Wert des zweiten Algorithmus der zweiten Berechnungseinrichtung 26 verwendet, was in Fig. 3 symbolisch durch eine Um- schalteinrichtung 27 dargestellt ist. Hat z. B. der MultiFrame eine Länge von 16 Rahmen, werden in den Rahmen mit der Nummer 1 bis 15 die Trägerfrequenzen durch den ersten Algorithmus der ersten Berechnungseinrichtung 25 bestimmt, während in dem Multiframe-Rahmen mit der Nummer 16 die Trägerfrequenz mit dem zweiten Algorithmus bestimmt wird. Somit kann ein Mo- bilteil, das sich in dem Multi-Frame-Mode ,befindet, immer mit der Basisstation synchronisiert bleiben, da sich der für den Multi-Frame-Mode verwendete zweite Algorithmus nie verändert. Bei einem tatsächlichen Verbindungsaufbau wird ein Informationsaustausch über den ersten Algorithmus zwischen der Basis- Station und dem zu verbindenden Mobilteil durchgeführt. Nach dem Informationsaustausch hinsichtlich des ersten Algorithmus können dann nach einer Verständigung hinsichtlich der übrigen Trägerfrequenzen (erster Algorithmus) auch die Rahmen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Multiframe-Rahmen genutzt werden.According to the invention, a so-called multi-frame mode can be implemented in a particularly inexpensive and simple manner. A multi-frame is m frames long, m can be 16, for example. According to the invention, the value for the carrier frequency fx that is output by the algorithm of the second calculation device 26 and that is completely independent of the first algorithm that is implemented by the first calculation device 25 is used in every m-th frame (multiframe frame) is. In other words, for the carrier frequencies with the frame number (nl) xm +1 to (nxm) -l, where n is a running parameter> 1 and m is a predetermined integer> 1, the first algorithm is used in the first calculation device 25. The value of the second algorithm of the second calculation device 26 is then used for the carrier frequencies with the frame number nxm, which is symbolically represented in FIG. 3 by a switching device 27. Has z. B. the MultiFrame a length of 16 frames are in the frame with the Numbers 1 to 15 determine the carrier frequencies by the first algorithm of the first calculation device 25, while in the multiframe frame with the number 16 the carrier frequency is determined by the second algorithm. Thus, a mobile part that is in the multi-frame mode can always remain synchronized with the base station, since the second algorithm used for the multi-frame mode never changes. When the connection is actually established, information is exchanged between the base station and the mobile part to be connected via the first algorithm. After the information has been exchanged with regard to the first algorithm, the frames between two successive multiframe frames can then also be used after an agreement has been reached regarding the other carrier frequencies (first algorithm).
Gemäß der Erfindung wird also sichergestellt, daß Mobilteile, die sich in dem sogenannten Multi-Frame-Modus befinden und nur alle m Rahmen , d.h. ion den Multiframe-Rahmen nachsynchronisieren und daher die Signalisierung einer Frequenzsperrung im Idle Locked Mode nicht empfangen können, nicht durch Frequenz- Sperrungen der Feststation 1 in dem Sinne beeinträchtigt werden, daß ihre Synchronisierung mit der Feststation 1 insgesamt verloren geht .According to the invention, it is thus ensured that handsets that are in the so-called multi-frame mode and only every m frames, i.e. ion resynchronize the multiframe frame and therefore cannot receive the signaling of a frequency lock in idle locked mode, not be impaired by frequency locks of base station 1 in the sense that their synchronization with base station 1 is lost overall.
In Fig. 4 ist das Beispiel dargestellt, daß ein Multi-Frame 5 Rahmen umfaßt. Wie dargestellt werden in diesem Fall die Trägerfrequenzen für die Rahmen mit der Nummer 1 bis 4 durch den ersten Algorithmus vorgegeben. Für den Rahmen mit der Nummer 5 (Multiframe-Rahmen) wird der Wert auf Grundlage des zweiten Algorithmus der zweiten Berechnungseinrichtung 26 verwendet. Dieser Wert kann wie in Fig. 4 dargestellt beispielsweise ein Wert sein (Trägerfrequenz f2) , der von der ersten Berechnungseinrichtung eigentlich als gestört erfaßt wurde. Die zweite Berechnungseinheit 26 führt indessen nie Sperrungen von Trä- gerfrequenzwerten aus und verwendet daher völlig unabhängig von der Erfassung in der ersten Berechnungseinrichtung 25 auch gestörte Trägerfrequenzen.4 shows the example that a multi-frame comprises 5 frames. In this case, as shown, the carrier frequencies for the frames with the numbers 1 to 4 are specified by the first algorithm. For the frame with the number 5 (multiframe frame), the value based on the second algorithm of the second calculation device 26 is used. As shown in FIG. 4, this value can be, for example, a value (carrier frequency f 2 ) that was actually detected as disturbed by the first calculation device. The second calculation unit 26, however, never blocks carrier frequency values and therefore uses them completely independently carrier frequencies disturbed by the detection in the first calculation device 25.
Die Erfindung bezieht sich wie eingangs bereits genannt insbe- sondere auf eine lösung für das Problem, wie die Feststation der Mobilstation die Trägerfrequenz mitgeteilt (signalisiert) werden kann, die die Feststation im nächsten folgenden Multiframe-Rahmen verwenden wird. Die erfindungsgemäße Lösung soll nunmehr erläutert werden, wobei zuerst bezugnehmend auf Fig. 5a bis Fig. 5e die Struktur des DECT-Standards und insbesondere der Aufbau des A-Felds und des Headers des A-Felds genau erläutert werden sollen.As already mentioned at the beginning, the invention relates in particular to a solution to the problem of how the base station can be informed (signaled) of the carrier frequency which the base station will use in the next following multiframe frame. The solution according to the invention will now be explained, the structure of the DECT standard and in particular the structure of the A field and the header of the A field being explained first with reference to FIGS. 5a to 5e.
In Fig. 5a ist noch einmal die Zeitschlitzstruktur eines Rah- ens gemäß dem DECT-Standard dargestellt. Wie bereits genannt weist ein DECT-Rahmen 24 Zeitschlitze auf, von denen die ersten 12 für die Übertragung von der Feststation zu einem Mobilteil (Down-link) und die folgenden 12 für die Übertragung von einem oder mehreren Mobilteilen zu der Feststation (Up- link) verwendet werden. Es soll indessen noch einmal ausdrücklich betont werden, daß die Zeitschlitz- und Rahmenstruktur des DECT-Standards sowie die verwendeten Trägerfrequenzen gemäß der Erfindung beliebig genüber dem DECT-Standard abgeändert werden kann. Beispielsweise kann die Anzahl der Zeit- schlitze pro Rahmen von 24 auf 12 verringert werden. Als Frequenzband kann das 2,4 GHz-ISM-Band verwendet werden. Beliebige andere Zeitschlitz- und Rahmenstrukturen sind möglich.The time slot structure of a frame according to the DECT standard is shown once again in FIG. 5a. As already mentioned, a DECT frame has 24 time slots, the first 12 for the transmission from the base station to a mobile unit (downlink) and the following 12 for the transmission from one or more mobile units to the base station (uplink) ) be used. However, it should once again be expressly emphasized that the time slot and frame structure of the DECT standard and the carrier frequencies used according to the invention can be modified as desired in relation to the DECT standard. For example, the number of time slots per frame can be reduced from 24 to 12. The 2.4 GHz ISM band can be used as the frequency band. Any other time slot and frame structures are possible.
In Fig. 5b ist der Aufbau eines Zeitschlitzes (Füll Slot) de- tailliert dargestellt, wobei ein Zeitschlitz 480 Bit umfaßt und gemäß dem DECT-Standard eine Zeitdauer von 416,7 μs aufweist. Wie in Fig. 5b zu sehen weist ein Zeitschlitz des DECT- Standards 32 Bit des Synchronisierungsfelds S, 388 Bit des sogenannten D-Felds, 4 Bit des Z-Felds, 56 Bits auf. In Fig. 5c ist der Aufbau des D-Felds dargestellt. Wie in Fig. 5c ersichtlich weist das D-Feld 388 Bit auf, wobei 64 Bit auf das sogenannte A-Feld, 320 Bit auf das B-Feld und 4 Bit auf das sogenannte X-Feld entfallen.5b shows the structure of a time slot (fill slot) in detail, a time slot comprising 480 bits and having a duration of 416.7 μs in accordance with the DECT standard. As can be seen in FIG. 5b, a time slot of the DECT standard has 32 bits of the synchronization field S, 388 bits of the so-called D field, 4 bits of the Z field, 56 bits. The structure of the D field is shown in FIG. 5c. As can be seen in FIG. 5c, the D field has 388 bits, 64 bits being assigned to the so-called A field, 320 bits to the B field and 4 bits to the so-called X field.
In Fig. 5d ist wiederum der genaue Aufbau des A-Felds dargestellt. Wie in Fig. 5d ersichtlich weist das A-Feld 64 Bit auf, von denen 8 Bit auf den sogenannten Header entfallen, 40 Bit entfallen auf den sogenannten Tail und 16 Bit entfallen auf das sogenannte R-CRC-Feld.5d shows the exact structure of the A field. As can be seen in FIG. 5d, the A field has 64 bits, of which 8 bits are allotted to the so-called header, 40 bits are allotted to the so-called tail and 16 bits are allotted to the so-called R-CRC field.
In Fig. 5e sind die 8 Bits des Headers des A-Felds dargestellt. Die 3 TA-Bits beschreiben, welche der insgesamt 8 möglichen Nachrichten (messages) des A-Felds im sogenannten Tail (40 Bit) übertragen wird. Die Q-Bits werden für einen Informationsaustausch zwischen Basis und Mobilteil hinsichtlich der Kanalqualität genutzt, und die 3 BA-Bits beschreiben, ob es sich um einen sogenannten Dummy-Bearer oder um einen Traffic- Bearer handelt. Um im DECT-System eine Verbindung zwischen Ba- sisstation und Mobilstation aufbauen zu können, wird ständig von jeder Basisstation mindestens ein sogenannter Dummy-Bearer gesendet .5e shows the 8 bits of the header of the A field. The 3 TA bits describe which of the 8 possible messages of the A field is transmitted in the so-called tail (40 bits). The Q bits are used for an exchange of information between the base and the handset with regard to the channel quality, and the 3 BA bits describe whether it is a so-called dummy bearer or a traffic bearer. In order to be able to establish a connection between the base station and the mobile station in the DECT system, at least one so-called dummy bearer is constantly sent from each base station.
Wie bereits erwähnt werden das Ql-Bit und das Q2-Bit zur Qual- titätskontrolle verwendet. Mit dem Ql-Bit und dem Q2-Bit kann der Empfänger dem Sender Informationen über die Empfangsqualität der gesendeten Daten übermitteln. Treten z.B. CRC-Fehler bei der Datenübertragung auf, informiert der Empfänger den Sender durch Setzen des Ql- und Q2-Bits über die Störungen im Kanal. Der Empfänger führt dann bei einer Häufung von CRC- Fehlern einen Handover aus .As already mentioned, the Q1 bit and the Q2 bit are used for quality control. With the Ql bit and the Q2 bit, the receiver can transmit information about the reception quality of the transmitted data to the transmitter. E.g. CRC errors during data transmission, the receiver informs the transmitter by setting the Q1 and Q2 bits about the interference in the channel. The receiver then performs a handover when CRC errors are accumulated.
Da wie bereits erwähnt die Feststation der Master für den Frequenz-Hop-Algorithmus ist, ist eine Informationsübertragung in den Q-Bits von der Basisstation zum Mobilteil nicht notwendig. Wenn die Du my- bzw. Traffic-Bearer-Information nicht über die 3 BA-Bits übertragen wird (sondern z.B. in einer der essages im Tail-Bereich) , stehen im Header im sogenannten Downlink (Verbindung Basis zum Mobilteil) 5 freie Bits zur Verfügung, nämlich die drei BA- sowie die 2 Q-Bits. Im Uplink, d.h. in der Übertragungsrichtung Mobilteil zu Basisstation stehen weiterhin die Q-Bits zur Verfügung, wodurch das Mobilteil der Basisstation die Qualität des empfangenen Zeitschlitzes (Slots) mitteilen kann.Since, as already mentioned, the base station is the master for the frequency hop algorithm, it is not necessary to transmit information in the Q bits from the base station to the handset. If the you my or traffic bearer information does not have the 3 BA bits are transmitted (but e.g. in one of the essages in the tail area), 5 free bits are available in the header in the downlink (connection base to the handset), namely the three BA and the 2 Q bits. The Q bits are still available in the uplink, ie in the direction of transmission from the mobile part to the base station, whereby the mobile part can inform the base station of the quality of the time slot received.
Durch diese 5 Bits können 32 unterschiedliche Werte (Trägerfrequenzen) beschrieben werden. Wenn z.B. für den Multiframe- Hop-Algorith us in der Basisstation und dem Mobilteil identische Tabellen mit 32 Trägerfrequenzen angelegt sind, so kann in jedem Zeitschlitz, den die Basisstation zu einer Mobilsta- tion aussendet, die Trägerfrequenz-Information hinsichtlich des folgenden Multiframe-Rahmens übertragen (signalisiert) werden .These 5 bits can be used to describe 32 different values (carrier frequencies). If e.g. identical tables with 32 carrier frequencies are created for the multiframe hop algorithm in the base station and the handset, so the carrier frequency information relating to the following multiframe frame can be transmitted in each time slot which the base station transmits to a mobile station ( be signaled).
Alternativ können in der Basisstation und im Mobilteil anstel- le der Tabellen auch identische Algorithmen implementiert sein.Alternatively, identical algorithms can be implemented in the base station and in the handset instead of the tables.
Bei der Sychronisation eines Mobilteils kann sich somit das Mobilteil ohne jede Frequenzinformation auf eine Feststation synchronisieren. Wenn sich das Mobilteil zum ersten Mal auf die Basisstation aufsynchronisieren möchte, kann es zwar nicht die Trägerfrequenz des nächsten Zeitschlitzes bestimmen, durch die Signalisierungsinformation, die in den Bits des Headers des A-Felds übertragen wird, wird ihm aber die Trägerfrequenz des nächsten Multiframe-Rahmens übermittelt. Dieser Rahmen ist bei einer Multiframe-Mode-Periodizität von 16 maximal 15 Rahmen entfernt, so daß in dem Zeitraum von diesen 15 Rahmen die Synchronisation in der Zeit-Ebene nicht verlorengehen wird. Nachdem somit eine Multiframe-Synchronisation erreicht wurde, kann dann der Informationsaustausch zwischen der Basisstation und dem Mobilteil hinsichtlich des ersten Hopalgorithmus stattfinden, wodurch auch eine Trägerfrequenz-Synchronisation hinsichtlich der Rahmen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Multiframe-Rahmen stattfinden kann. Die Synchronisierung erfolgt also in zwei Schritten. Zuerst werden die Trägerfrequen- zen der Multiframe-Rahmen synchronisiert. In einem zweiten Schritt werden dann die Trägerfrequenzen der Rahmen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Multiframe-Rahmen synchronisiert.When a handset is synchronized, the handset can thus synchronize itself with a base station without any frequency information. If the handset wants to synchronize itself to the base station for the first time, it cannot determine the carrier frequency of the next time slot, but the signaling information that is transmitted in the bits of the header of the A field, however, the carrier frequency of the next multiframe Framework transmitted. With a multiframe mode periodicity of 16, this frame is a maximum of 15 frames away, so that synchronization of the 15 frames will not be lost in the period of these 15 frames. After multiframe synchronization has thus been achieved, the information exchange between the base station and the mobile part can then take place with regard to the first hop algorithm take place, whereby a carrier frequency synchronization can also take place with respect to the frames between two successive multiframe frames. The synchronization takes place in two steps. First, the carrier frequencies of the multiframe frames are synchronized. In a second step, the carrier frequencies of the frames are then synchronized between two successive multiframe frames.
Es ist darauf hinzuweisen, daß eine Veränderung der 40 Tail- Bits des A-Felds hinsichtlich einer Signalisierung von Trägerfrequenzen im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Modifikation der Header-Bits nachteilig ist, da eine Modifikation der 40 Tail-Bits des A-Felds eine Veränderung des DECT-MAC-Layer A- Feld Mapping darstellt.It should be pointed out that a change in the 40 tail bits of the A field with regard to signaling carrier frequencies is disadvantageous in comparison with the modification of the header bits according to the invention, since a modification of the 40 tail bits of the A field changes the DECT MAC Layer A field mapping represents.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf die Signalisierung der Trägerfrequenzen des Multiframe-Modes nur eine bevorzugte Ausführungsart der Erfindung darstellt. Gemäß der Erfindung können beliebige zukünftige Frequenzen drahlos digital voraussignalisiert werden.It should be noted that the application of the present invention to signaling the carrier frequencies of the multiframe mode is only a preferred embodiment of the invention. According to the invention, any future frequencies can be digitally signaled wirelessly beforehand.
Gemäß der Erfindung wird somit in besonders vorteilhafter Weise unter Verwendung der Struktur des A-Felds des DECT-Standards eine Trägerfrequenz-Signalisierung ausgeführt. Es soll noch einmal darauf hingewiesen sein, daß gemäß der Erfindung die Zeitschlitz- und Rahmenstruktur des DECT-Standards beliebig abgeändert werden kann. According to the invention, carrier frequency signaling is thus carried out in a particularly advantageous manner using the structure of the A field of the DECT standard. It should be pointed out once again that, according to the invention, the time slot and frame structure of the DECT standard can be changed as desired.
BezugzeichenlisteReference list
1: Feststation1: base station
2: Mobilteil 3 : Mobilteil2: handset 3: handset
4. HF-Modul4. RF module
6: Antenne Feststation6: Antenna base station
7 : Antenne Mobilteil7: Antenna handset
8 : erster Funkübertragungsweg 9: zweiter Funkübertragungsweg8: first radio transmission path 9: second radio transmission path
10: Endstellenleitung10: Terminal line
20 : Trägerfrequenz-Sequenzeinheit20: carrier frequency sequence unit
21: Sρerr-/Freigabeeinheit21: Sρerr / release unit
22: Zufallszahlengenerator 23: Prozessor22: random number generator 23: processor
24: Erfassungseinrichtung24: detection device
25: erste Berechnungseinrichtung25: first calculation device
26: zweite Berechnungseinrichtung26: second calculation device
27: Schalteinrichtung fx: Trägerfrequenz27: switching device fx: carrier frequency
Rx: RahmenRx: frame
Zx: Zeitschlitz Zx: time slot

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur digitalen Signalisierung einer Trägerfrequenz, die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Signalisierung verwendet wird, wobei die Signalisierung einer Feststation (1) zu einer Mobilstation (2) und/oder umgekehrt erfolgt und die Signalisierung der Frequenz (fx) in Bits übermittelt wird, die Header-Bits des A-Felds des DECT-Standards entsprechen.1. A method for digital signaling of a carrier frequency which is used at a predetermined time after the signaling, the signaling of a fixed station (1) to a mobile station (2) and / or vice versa and the signaling of the frequency (fx) being transmitted in bits the header bits of the A field of the DECT standard correspond.
2 . Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Multiframe-Modus verwendet wird, in dem die Mobilstation (2) nur während Multiframe-Rahmen von einer Feststation (1) Daten empfängt, um sich auf die Feststation (1) nachsynchronisieren zu können, wobei ein Multiframe-Rahmen nach jeweils (m-1) Rahmen der Übertragung vorgesehen ist, und die in dem nächsten Multiframe-Rahmen von der Feststation (1) verwendete Trägerfrequenz der Mobilstation (2) durch die Bits signalisiert wird, die Bits des Headers des A-Felds des DECT-Standards entsprechen.2nd A method according to claim 1, characterized in that a multiframe mode is used in which the mobile station (2) receives data only during multiframe frames from a base station (1) in order to be able to resynchronize with the base station (1), whereby a Multiframe frame is provided after every (m-1) frame of the transmission, and the carrier frequency of the mobile station (2) used in the next multiframe frame by the base station (1) is signaled by the bits, the bits of the header of the A- Field of the DECT standard.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Signalisierung der Trägerfrequenz (fx) in dem Ql-, den drei BA- und/oder in dem Q2-Bit des Headers des A-Felds erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the signaling of the carrier frequency (fx) takes place in the Q1, the three BA and / or in the Q2 bit of the header of the A field.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichne , daß die Signalisierung der Trägerfrequenz (fx) in dem Ql-, den drei BA- und dem Q2-Bit des Headers des A-Felds erfolgt und eine von 32 Trägerfrequenzen (fx) signalisiert wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the signaling of the carrier frequency (fx) in the Q1, the three BA and the Q2 bit of the header of the A field is carried out and one of 32 carrier frequencies (fx) is signaled.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeweils 15 Rahmen der Übertragung ein Multiframe- Rahmen folgt .5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that a multiframe frame follows after every 15 frames of transmission.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Trägerfrequenzen (fx) signalisiert werden, die in der Feststation (1) und der Mobilstation (2) jeweils in einer Ta- belle abgelegt sind.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that carrier frequencies (fx) are signaled, which are each stored in a table in the base station (1) and the mobile station (2).
7. Verfahren zur Frequenz-Synchronisierung einer Mobilstation dadurch gekennzeichnet, aufweisend die folgenden Schritte: Signalisierung der Trägerfrequenzen von der Feststation zu der Mobilstation gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,7. A method for frequency synchronization of a mobile station, characterized in that it comprises the following steps: signaling the carrier frequencies from the base station to the mobile station according to a method according to one of the preceding claims,
Synchronisierung der Trägerfrequenzen der Multiframe- Rahmen, und - Synchronisierung der Trägerfrequenzen der Rahmen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Multiframe-Rahmen.Synchronization of the carrier frequencies of the multiframe frames, and - Synchronization of the carrier frequencies of the frames between two successive multiframe frames.
8. Digitales drahtloses Übertragungssystem, aufweisend eine Feststation (1) und wenigstens eine Mobilstation (2), wobei die Feststation (1) und die Mobilstation (2) Einrichtungen aufweisen, um von der Feststation (1) zu der Mobilstation (2) und/oder umgekehrt eine Trägerfrequenz (fx) zu signalisieren, die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Signalisierung verwendet wird, wobei zur Signalisierung Bits vorgesehen sind, die Header-Bits des A-Felds des DECT-Standards entsprechen.8. Digital wireless transmission system, comprising a base station (1) and at least one mobile station (2), the base station (1) and the mobile station (2) having means for moving from the base station (1) to the mobile station (2) and / or vice versa to signal a carrier frequency (fx) which is used at a predetermined point in time after the signaling, bits being provided for signaling which correspond to header bits of the A field of the DECT standard.
9. Übertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Multiframe-Modus vorgesehen ist, in dem die Mobilstation (2) nur während Multiframe-Rahmen von der Feststation (1) Daten empfängt, um sich auf die Feststation (1) nachsynchronisieren zu können, wobei ein Multiframe-Rahmen nach jeweils (m-1) Rahmen der Übertragung vorgesehen ist, und die in dem nächsten Multiframe-Rahmen von der Feststation (1) verwendete Trägerfrequenz (fx) der Mobilstation (2) in den Bits signalisiert wird, die Bits des Headers des A-Felds des DECT-Standards entsprechen.9. Transmission system according to claim 8, characterized in that a multiframe mode is provided in which the mobile station (2) receives data only during multiframe frames from the base station (1) in order to be able to resynchronize with the base station (1), with a multiframe frame after (m -1) frame of the transmission is provided, and the carrier frequency (fx) used in the next multiframe frame by the base station (1) is signaled to the mobile station (2) in bits, the bits of the header of the A field of the DECT Meet standards.
10. Übertragungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Signalisierung der Trägerfrequenz (fx) das Ql-, die drei BA- und/oder das Q2-Bit des Headers des A-Felds vorgesehen ist.10. Transmission system according to claim 8 or 9, characterized in that the Ql, the three BA and / or the Q2 bit of the header of the A field is provided for signaling the carrier frequency (fx).
11. Übertragungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Signalisierung der Trägerfrequenz (fx) das Ql-, die drei BA- und das Q2-Bit des Headers des A-Felds vorgesehen sind und 32 mögliche Trägerfrequenzen (fx) vorgesehen sind, von denen eine signalisierbar ist.11. Transmission system according to claim 10, characterized in that for signaling the carrier frequency (fx) the Q1, the three BA and the Q2 bit of the header of the A field are provided and 32 possible carrier frequencies (fx) are provided by which one can be signaled.
12. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeweils 15 Rahmen der Übertragung ein Multiframe- Rahmen vorgesehen ist.12. Transmission system according to one of claims 9 to 11, characterized in that a multiframe frame is provided after every 15 frames of transmission.
13. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, in der Feststation (1) und der Mobilstation (2) jeweils eine Tabelle vorgesehen ist, in der die möglichen Trägerfrequenzen (fx) abgelegt sind. 13. Transmission system according to one of claims 9 to 12, characterized in that a table is provided in the fixed station (1) and the mobile station (2), in which the possible carrier frequencies (fx) are stored.
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