專利名稱：信道跳變通信系統(tǒng)的訪問技術(shù)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及應用慢速跳頻的通信系統(tǒng)，特別涉及兩個跳頻單元為了建立通信鏈路而進行的同步過程。
跳頻(FH)擴頻早就成為頗受軍事應用青睞的一種通信形式。通過用按偽隨機方式排列的無線電頻率順序發(fā)送信息，得到了對抗竊聽的高安全性和抵御窄帶干擾的良好性能。隨著快速、廉價、低功耗頻率合成器的出現(xiàn)，跳頻收發(fā)信機越來越有商業(yè)吸引力，在民用領域也獲得了越來越多的應用。對于某些無線無線電系統(tǒng)，跳頻由于它抗拒未知干擾和瑞利衰落的能力而特別有吸引力。使用未許可頻帶如頻率為900、2400和5700MHz的工業(yè)、科學和醫(yī)學(ISM)頻帶的無線電系統(tǒng)就是很好的實例。因為在這些頻帶里無線電通信沒有受到規(guī)范(除了對發(fā)射功率的一些限制以外)，所以使用這些頻帶的通信系統(tǒng)必須能夠抵抗任何(即事先未知的)干擾。跳頻似乎是對抗這種干擾很有吸引力的通信方式。
跳頻系統(tǒng)可以分成兩種類型慢速跳頻和快速跳頻。在慢速跳頻通信里，在每一跳里發(fā)射一串碼元。所以碼元速率高于跳頻速率。在快速跳頻里，一個碼元被擴展到幾跳里，所以跳頻速率高于碼元速率。快速跳頻對收發(fā)信機的電路速度有很高的要求，特另是碼元速率很高時。因此在便攜式應用里快速跳頻由于功耗較高而吸引力不大。慢速跳頻具有無線通信系統(tǒng)所要求的所有系統(tǒng)特性，即抗干擾和抗衰落。
為了使跳頻連接能夠工作，兩個收發(fā)信機必須同步一個單元的發(fā)射(TX)跳頻必須是另一個單元的接收(RX)跳頻，反之亦然。一旦兩個單元互相鎖定，它們就只需使用相同的跳變序列(hop sequence)和相同的跳頻速率以維持連接。然而問題在于獲得這兩個單元初始同步。沒有任何連接時，便攜式單元通常處于等待模式。在這一模式中，它在多數(shù)時間里處于睡眠狀態(tài)，只是周期性地醒過來收聽想建立連接的單元發(fā)射的尋呼信息。跳頻通信的問題是尋呼單元并不知道等待單元什么時候在哪一跳頻信道上收聽尋呼信息。這導致了時間和頻率上的不確定性。
傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)嘗試過解決在尋呼單元和等待單元之間建立連接的問題。在專利人為Gillis的第5353341號美國專利里，使用了一個單獨的保留跳頻信道用作訪問。尋呼單元總是在這一單獨保留的信道里發(fā)射尋呼信息，當?shù)却龁卧芷谛缘靥K醒時，它只監(jiān)測這一保留信道。因為這一訪問信道不進行跳頻，所以沒有頻率不確定性。然而，這一方法缺乏跳頻技術(shù)的一些優(yōu)點——當保留信道受到干擾時，根本無法實現(xiàn)訪問。
授于Fulghum等發(fā)明人的美國專利NO.5430775公開了一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)里使用的保留信道是經(jīng)過了收端和發(fā)端的同意的。在這種情況下，有兩個保留的信道一個用于“預約”訪問信道，另一個就是訪問信道本身。這一訪問過程也缺乏跳頻的優(yōu)點，因為預約信道和訪問信道都不跳頻，都維持不變。
授于Jr·Foster的美國專利第5528623號公開了一個系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的訪問過程中發(fā)端和收端都跳頻，因此具有跳頻技術(shù)的所有優(yōu)點。但是在這一系統(tǒng)里要求等待單元醒來時快速跳頻，而尋呼單元則慢速跳頻。結(jié)果是，這一系統(tǒng)要求收端(即等待單元)在每一蘇醒期里都消耗相對較大的功率，僅僅是為了檢查看它是否被呼叫，這一結(jié)果不是所希望的。如同Jr·Foster所介紹的，這一系統(tǒng)的另一個明顯缺點是，沒有說明如何從收端向發(fā)端返回信息。也就是說，規(guī)定了一個3.3ms的應答期，在這一期間里，發(fā)端監(jiān)聽等待單元的響應；但是當收端收到尋呼信息時，它卻不知道這一3.3ms的應答期何時開始。
發(fā)明簡述因此本發(fā)明的一個目的是為應用跳頻技術(shù)的單元提供一種訪問方法，這一方法允許等待單元在睡眠/蘇醒期里占空比很小，從而使等待模式功耗很小，建立連接的訪問延遲也很小。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，上述和其它目的是用一種用于在信道跳變通信系統(tǒng)的尋呼單元和等待單元之間建立連接的方法實現(xiàn)的，這一方法包括以下步驟激活等待單元使它從等待期Tstandby進入活動期Twake在每一活動期里，等待單元都監(jiān)聽一個選定的信道以接收尋呼信息，其中選定的信道是從多個信道里選出來的，而且對于每一個隨后的活動期，這一選定的信道都是按照跳頻順序從多個信道里選擇出來的下一個信道。尋呼單元重復發(fā)射尋呼信息串(page train)給等待單元，直到收到等待單元的響應。每一尋呼信息串都包括多個尋呼信息，每一尋呼信息都在這多個信道里的一個子集里的不同信道上發(fā)射。
另一方面本發(fā)明用于發(fā)射每一尋呼信息串的信道子集都是按照跳變序列的順序排列的。跳變序列可以是例如一個隨機序列。
在上述方法中，等待單元選擇哪一個信道進行監(jiān)測的依據(jù)可以是等待單元里一個獨立運行的時鐘的值的函數(shù)；尋呼信息串則可以選自多個尋呼信息串，選擇依據(jù)是尋呼單元里獨立運行的一個時鐘的值。
另一方面，在本發(fā)明中不同的等待期里，可以選擇不同的尋呼信息串，不同的尋呼信息串在不同的信道子集里發(fā)射?？梢赃@樣來為任意特定的等待期選擇尋呼信息串，使得這種方式能夠解決尋呼單元和等待單元中獨立運行的時鐘之間的不確定性。
例如，在本發(fā)明的一個實施方案里，發(fā)射每一尋呼信息串的信道子集都根據(jù)以下公式選自多個信道train i＝{hopmodN(kp+iM)，hopmodN(kp+iM+1)，...，hopmodN(kp+iM+(M-1))}其中kp是尋呼單元的時鐘值，每一Tstandby周期將它更新一次，N是跳變序列里的信道數(shù)，Tpage是尋呼信息串的時間長度，M＝INT(Twake/Tpage)-1，其中M是每一尋呼信息串里的尋呼信息個數(shù)，INT()是取變量的整數(shù)部分的函數(shù)，不同尋呼信息串的個數(shù)NT由NT＝RNDUP(N/M)給出，這里RNDUP()是將任意非整數(shù)值舍入到最近的整數(shù)的一個函數(shù)，i＝0，...，(NT-1)，以及hopmodN(x)＝hop(x mod N)。
在本發(fā)明的另一個實施方案里，發(fā)射每一尋呼信息串的信道子集都根據(jù)以下公式選自多個信道train i＝{hopmodN(ks′-α+iM)，hopmodN(ks′-α+iM+1)，...，hopmodN(ks′-α+iM+(M-1))}其中ks′是等待單元時鐘值的一個估計，每一Tstandby周期更新一次等待單元的時鐘值，α是大于零的一個固定偏移值，N是跳變序列里的信道個數(shù)，Tpage是尋呼信息串的時間長度，M＝INT(Twake/Tpage)-1，尋呼信息串的個數(shù)NT由NT＝RNDUP(N/M)給出，其中INT()是取變量的整數(shù)部分的函數(shù)，RNDUP()是將任意非整數(shù)值舍入到最近的整數(shù)的一個函數(shù)，i＝0，...，(NT-1)，以及hopmodN(x)＝hop(x mod N)。等待單元內(nèi)部時鐘的估計可以用前面確定的等待單元和尋呼單元時鐘值之間的偏移來調(diào)整尋呼單元當前的內(nèi)部時鐘值而獲得。
附圖簡述下文中的詳細說明和以下附圖將說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點。其中

圖1本發(fā)明里跳頻收發(fā)信機的一個框圖；圖2a和2b分別是已有技術(shù)里采用時分雙工和頻分雙工的雙工跳頻鏈路的兩個實例；圖3是完成跳頻選擇的傳統(tǒng)裝置的一個框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個方面的收發(fā)信機等待階段的時序圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個方面的重復發(fā)射尋呼信息串的時序圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個方面在不同的等待期里發(fā)射不同的尋呼信息串的時序圖；圖7是一個時序圖，它說明在不同的等待期間里，發(fā)射的尋呼信息串非最優(yōu)化選擇所引起的低效率；圖8是本發(fā)明的一個方面里，在對等待單元時鐘的估計的基礎上發(fā)射不同尋呼信息串的時序圖；圖9是本發(fā)明里時分雙工方案一個響應過程的一個實施方案；圖10是本發(fā)明里頻分雙工方案一個響應過程的一個實施方案；圖11是本發(fā)明里一個響應過程的另一個實施方案；和圖12是本發(fā)明里一個響應過程的又一個實施方案。
發(fā)明詳述現(xiàn)在開始參考附圖來介紹本發(fā)明的各個特征，附圖中相同的部件都用同樣的字符標識來表示。
本發(fā)明提出一種訪問程序，按照這一程序處于等待狀態(tài)的單元需要的操作最少，從而實現(xiàn)等待模式的低功耗。試圖訪問的單元必須解決時間不確定性問題。這一問題是這樣解決的，就是在不同的跳變信道(即跳頻頻率)里重復發(fā)射尋呼信息直到收到收端的確認信息為止。通過估計等待單元的蘇醒時刻和蘇醒信道可以顯著地減少尋呼單元的搜索工作量。這是通過利用通信單元里獨立運行的時鐘來實現(xiàn)的。等待模式的單元在偽隨機蘇醒序列規(guī)定的跳變信道上有規(guī)律地蘇醒。單元里獨立運行的時鐘決定什么時候在蘇醒序列的什么跳變信道上蘇醒來檢測尋呼信息。如果尋呼單元能夠估計出等待單元的時鐘，那么它就可以估計出等待單元什么時候在什么跳變信道上蘇醒，因此減少訪問延遲。
估計時鐘的精度取決于兩個單元里時鐘的相對漂移，還取決于兩個單元在連接中交換它們的內(nèi)部時鐘值以后經(jīng)歷了多長時間。漂移越大、經(jīng)歷的時間越長，時間和頻率的不確定性就越大，搜索過程也就越長。在本發(fā)明建議的系統(tǒng)中，那些時鐘是自由運行的，從沒有調(diào)整過。估計過程中只利用時鐘的偏移。這樣，一個單元會有一個時鐘偏移清單，對應于在過去它連接過的許多其它單元。
為了促進對本發(fā)明的理解，考慮一個慢速跳頻通信系統(tǒng)。在圖1是本發(fā)明里跳頻收發(fā)信機100的一個實例。收發(fā)信機100包括一付天線101、一個無線電臺(radio)102、一個基帶處理器103和一個控制器104?；鶐幚砥?03為無線電臺102提供一幀一幀的信息位。然后無線電臺102將信息調(diào)制到載波上，并將調(diào)制后的信息上變頻到合適的跳頻頻率，通過天線101發(fā)射出去。無線電臺102根據(jù)一個偽隨機跳頻序列(FH sequence)將發(fā)射(TX)幀用不同的跳頻頻率發(fā)射出去。在全雙工鏈路中，或者是在時分雙工(TDD)鏈路里在TX幀之間接收接收(RX)幀，或者是在頻分雙工(FDD)鏈路里在發(fā)射TX幀的同時接收RX幀。在FDD情形里，發(fā)射用的跳頻頻率和接收用的跳頻頻率不能相同。圖2a和圖2b分別是TDD和FDD雙工跳頻鏈路的實例。控制器104根據(jù)下文中完整描述的原理控制收發(fā)信機100的部件。
為了使支持不同鏈路的收發(fā)信機之間的干擾降到最小，每一條鏈路都使用一個唯一的跳變序列。不同跳變序列的互相關應當很小，以減少不同鏈路之間的幀沖突。在更高層的鏈路協(xié)議里應當有糾錯協(xié)議用來克服沖突。例如在一個系統(tǒng)中，每一個收發(fā)信機都有一個唯一的訪問碼和一個獨立運行的時鐘。這個訪問碼可以看成用戶地址。利用訪問碼來選擇要使用的跳頻序列，時鐘則決定序列里的相位，即在某一時刻選擇序列里的哪一跳頻頻率。圖3說明了進行跳頻頻率選擇的傳統(tǒng)裝置的一個實施方案。該圖說明了一個擾頻盒301，其中的跳頻信道是從提供的時鐘305、訪問碼303和(可選)唯一的(加密)鑰匙(Ke)307用一種偽隨機方式獲得的。時鐘305每更新一次，就根據(jù)擾頻盒里的偽隨機算法選擇一個新的跳變信道309。
連接上的兩個單元在整個連接過程中將使用同樣的訪問碼、同樣的時鐘和同樣的密鑰Ke，如果有這樣的鑰匙的話。一旦連接上，就需要一種機制來保持兩個時鐘同步。這一點可以用幀頭里的同步位序列來實現(xiàn)，這些幀頭說明接收的超前和滯后，依此可以分別將時鐘速率調(diào)慢或調(diào)快。如果應用一種泄漏機制(leaky mechanism)來調(diào)整時鐘，那么兩個單元將松散地耦合在一個中間時鐘速率上。
跳頻系統(tǒng)的困難在于兩個收發(fā)信機的初始同步。沒有任何連接時，一個便攜式收發(fā)信機通常都處于等待模式。在這種模式下，收發(fā)信機不應當進行多少工作，以降低功耗。等待模式里唯一需要進行的工作是對無線信道進行常規(guī)監(jiān)測看是否有尋呼信息。為了節(jié)省功率，等待模式應當具備下述特點1)蘇醒期間/睡眠期間的占空比應當很小(如1％)，以便讓等待單元在多數(shù)時間里沒有任何活動，僅僅是睡眠。
2)在蘇醒期間Twake里，該單元應當只進行監(jiān)測，而不發(fā)射任何信號。
3)在蘇醒期間Twake里，該單元應當只使用一個跳頻頻率。
4)在每一新的蘇醒期間里，該單元都應當根據(jù)偽隨機跳變序列工作于一個不同的跳頻頻率。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在圖4里說明收發(fā)信機等待活動的一個實例。每經(jīng)過長度為Tstandby的一段時間，單元里無線電臺102的接收機部分都醒來一段時間Twake，在單一一個跳頻頻率fk上檢測尋呼信號。這一跳頻頻率是利用用戶地址、該單元的時鐘值k和(可選)唯一的(加密)鑰匙(ke)選擇出來的。每經(jīng)歷長度為Tstandby的一段時間就將等待單元的時鐘更新一次；因此，每一次醒來時，監(jiān)測的都是一個新的跳頻頻率。
尋求連接的另一個單元(即尋呼單元)必須用它的尋呼信息來跟等待單元建立聯(lián)系。尋呼單元既不知道等待單元什么時候蘇醒，又不知道醒來時它會監(jiān)測哪一個跳頻頻率。因此，尋呼單元必須解決時間/頻率不確定性。這要求尋呼單元付出相當大的努力(即功耗)，但既然只是偶爾進行尋呼，跟持續(xù)的等待模式比起來，就最好在尋呼過程里完成建立呼叫的多數(shù)工作，而不是在等待過程里。
呼叫建立延遲取決于時間和頻率不確定性的程度。為了減少延遲，必須減少不確定性。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這是通過在等待模式里使用長度N有限的跳變序列來實現(xiàn)的，如S＝{f1，f2，...，fN}，其中fk是跳頻頻率。接收機順序地選擇跳頻頻率時鐘每往前走一點，就選擇序列里的下一個跳頻頻率。選擇到fN以后，等待單元又從f1開始，如此往復。這樣，時鐘只需數(shù)到N。N越小，頻率的不確定性就越小，但同時抗干擾能力也越差。為了減少時間上的不確定性，跳頻序列里的跳頻頻率最好都是唯一的，也就是說在也只有在k＝m時才有fk＝fm。這意味著，如果兩個單元偶然落在同一個跳頻頻率上，那么它們就已經(jīng)實現(xiàn)了同步，只要跳變序列和跳頻速率相同。
跳變序列S由等待單元的用戶地址決定，所以跟等待單元使用同一跳變序列，尋呼單元必須使用同樣的地址。如果我們假定尋呼單元不知道等待單元的時鐘值，那么尋呼單元就不知道等待單元會何時蘇醒，醒來后會使用跳頻序列S的哪一個相位。它所能做的是在蘇醒期Twake里使用盡可能多的頻率上發(fā)射尋呼信息。假設尋呼信息的延續(xù)時間是Tpage。此時，尋呼單元可以在不同的跳頻頻率上發(fā)射INT(Twake/Tpage)次尋呼信息，這里INT()是取輸入變量的整數(shù)部分的一個函數(shù)。為了保證每一尋呼信息串至少有一次完全落在蘇醒期里，在所謂尋呼信息串里跳頻頻率的數(shù)目M最好是M＝INT(Twake/Tpage)-1。一個尋呼信息串被定義為一組尋呼信息，每一尋呼信息都在不同的跳頻頻率上發(fā)射。尋呼信息串里的尋呼信息最好都一樣。因為尋呼單元不知道蘇醒時刻，所以它應當重復發(fā)射尋呼信息串直到它收到其它單元的一個響應。關于本發(fā)明的這一點圖5里有一個實例。在這個實例中，尋呼信息串的長度M等于4。在每一跳中，都發(fā)射包括收端唯一地址的一個尋呼信息(沒有畫出)。如果跳變序列長度也是N＝4，那么在等待期Tstandby以內(nèi)尋呼單元就可以將尋呼信息發(fā)給等待單元。
為了保證等待模式的低占空比和總的抗干擾性，常常有N＞M。也就是說，跟前面的實例不一樣，用一個尋呼信息串無法覆蓋整個跳變序列。因此需要多于一個的尋呼信息串。為此目的，定義了許多尋呼信息串，它們加在一起能夠覆蓋整個跳變序列。既然尋呼單元并不知道等待單元會在什么時候蘇醒，在一個等待期間Tstandby以內(nèi)，就不應該從一個尋呼信息串變換到另一個尋呼信息串。這將保證每一尋呼信息串至少覆蓋一個蘇醒期。如果一段時間Tstandby以后沒有收到任何響應，那么就可以從一個尋呼信息串變到另一個尋呼信息串。
圖6是本發(fā)明關于這一方面的一個實例，其中M＝4，N＝8。整個跳變序列包括跳頻頻率0～7。第一個尋呼信息串包括跳頻頻率0～3，而第二個尋呼信息串則包括跳頻頻率0和5～7。在這一實例中，尋呼信息在第二蘇醒期(kp＝1)被等待單元在跳頻頻道6上收到。在第一個周期里kp＝0，尋呼單元使用的是包括前四個跳頻頻率的一個尋呼信息串。然而，在第二個周期里，kp＝1，選擇了跳頻頻道{5，6，7，0}而不是剩下的跳頻信道{4，5，6，7}。這是因為尋呼單元必須預計到每經(jīng)過一段時間Tstandby等待單元也要更新它的時鐘。圖7說明了不這樣做會導致效率降低。在這一實例中，第一個尋呼信息串701里沒有跳頻頻率7，因此經(jīng)過一個周期Tstandby以后，又用第二個尋呼信息串703進行嘗試。在這第二個尋呼信息串703里，使用了剩下的跳頻頻道，即{4，5，6，7}。如圖所示，第二次嘗試也失敗了，因為等待單元也將它的時鐘往前調(diào)整了，所以被監(jiān)測的是跳頻頻率0。直到下一個監(jiān)測周期，尋呼單元又一次使用第一個尋呼信息串701，等待單元則監(jiān)測跳頻頻率1時，才可能收到一個信號。
在圖6所考慮的情形里，M＝4，N＝8，尋呼單元用了兩個尋呼信息串，即train A＝{hopmod8(kp)，hopmod8(kp+1)，hopmod8(kp+2)，hopmod8(kp+3)}和train B＝{hopmod8(kp+4)，hopmod8(kp+5)，hopmod8(kp+6)，hopmod8(kp+7)}其中kp是尋呼單元的時鐘值，它每過Tstandby時間改變一次值，hopmodN(x)＝hop(x mod N)，這樣跳變序列被循環(huán)使用。
應當明白，當N＞2M時，需要兩個以上的尋呼信息串。應當順序使用這些尋呼信息串，每一個持續(xù)時間Tstandby?？傊?，需要的尋呼信息串的數(shù)目由NT＝RNDUP(N/M)給出，這里RNDUP()是將非整數(shù)舍入到最接近的整數(shù)的一個函數(shù)。
對于這種一般情形，尋呼信息串可以用以下公式來確定train i＝{hopmodN(kp+iM)，hopmodN(kp+iM+1)，...，hopmodN(kp+iM+(M-1))}其中i＝0…，(NT-1)。
如果忽略信道誤差，上述方案可以確保接收到尋呼信號的最大延遲為Nt*Tstandby。如果有一種方法能夠估計等待單元時鐘ks的值，就可以縮小這一延遲。如果大致地知道等待單元的時鐘值，那么就可以選擇適當?shù)膶ず粜畔⒋畞砀采w預期的蘇醒頻率，同時也覆蓋預期蘇醒頻率的前后頻率，從而允許估計出現(xiàn)誤差。在圖6的實例里，可以使用以下尋呼信息串train A＝{hopmod8(ks′-2)，hopmod8(ks′-1)，hopmod8(ks′)，hopmod8(ks′+1)}和train B＝{hopmod8(ks′+2)，hopmod8(ks′+3)，hopmod8(ks′+4)，hopmod8(ks′+5)}這里ks′是尋呼單元對等待單元的時鐘的估計。為了說明本發(fā)明的這一點，假定等待單元的實際時鐘值是ks＝5，而對等待時鐘的估計是ks′＝4。在此情形，第一個尋呼信息串看起來跟圖8里的一樣。雖然估計值有一秒的誤差，但還是迅速地實現(xiàn)了訪問。
上述實例是針對M＝4和N＝8的特殊情況的。一般而言，尋呼信息串可以用以下表達式來確定train i＝{hopmodN(ks′-α+iM)，hopmodN(ks′-α+iM+1)，...，hopmodN(ks′-α+iM+(M-1)}其中i＝0，...，(NT-1)；α是大于零的一個固定偏移值。選擇這一偏移值α的目的是使得信息串A包括跳頻頻率估計hopmodN(ks′)的前后頻率，從而分別將時鐘估計ks′的正負誤差都考慮在內(nèi)。
對等待時鐘的估計可以從上一次連接時獲得的信息推算出來。也就是說，當兩個單元獲得連接時，它們互相交換包括時鐘值在內(nèi)的一些參數(shù)。每一個單元都將另一單元的時鐘值跟它自己的進行比較，從而確定一個時鐘偏移值，這個值可以被隨后加到它自己的時鐘值之上，已估計另一單元的當前時鐘值。在連接過程中，兩個時鐘用一種松散的鎖定機制來維持同步。例如，每一單元都可以檢查它接收到的信號的時標相對于發(fā)射的信號的時標的超前和滯后，并據(jù)此來調(diào)整它自己的時鐘。如果這種算法是松弛的(即對超前與滯后的補償并不是嚴格的)，那么這兩個單元的時鐘都會穩(wěn)定在一個中間時鐘速率，即兩個時鐘速率之間的某一個值。
連接斷開以后，這兩個單元都保留在連接過程中確定的時鐘偏移值。由于各自時鐘的相對漂移，時鐘的估計值(即用它自己的時鐘值與保留的時鐘偏移值相加而得到的另一單元時鐘的相對估計值)變得不可靠了。對于每一單元來說，估計另一單元時鐘值的不確定性取決于斷開連接以后所經(jīng)歷的時間和漂移速率。例如，假定這些單元的相對偏移是百萬分之X。于是經(jīng)過時間1/X秒以后，一個單元對另一個單元時鐘值的估計的誤差仍然在一秒以內(nèi)，利用上述技術(shù)，訪問過程跟獲得等待單元內(nèi)部時鐘的一個精確副本所需要的時間一樣長。應當強調(diào)，時鐘估計ks′并沒有取代尋呼單元的時鐘值kp。相反，尋呼單元只是確定建立起連接時它自己的時鐘值跟另一單元的時鐘值之差即偏移值
。然后將偏移值
跟尋呼單元時鐘的當前值kp相加，以得到另一單元時鐘值的當前估計ks′＝kp+。
每個單元最好能夠保存它過去聯(lián)系過的所有單元的相對估計
的一個完全列表。開始連接之前，它先檢查列表，看看是否有要尋呼的等待單元的估計
i。如果有，尋呼單元就根據(jù)估計的時鐘值ks′＝kp+
來尋呼這一等待單元。
顯然，建立呼叫的初始過程中訪問延遲取決于1)一個信息串所覆蓋的跳變信道數(shù)；2)跳變序列里跳變信道數(shù)；3)時鐘相對漂移的大小；和4)中斷連接以后所經(jīng)歷的時間。
綜合考慮蘇醒時間Twake和等待時間Tstandby，可以對系統(tǒng)進行優(yōu)化，從而減小訪問延遲并降低等待模式的功率消耗。
一旦建立起連接，尋呼單元就將時鐘相位保持在成功地實現(xiàn)訪問的時鐘相位上。從此以后，連接好的兩個單元的時鐘速率都可以調(diào)整到比等待單元使用的更高的速率上去。此外，這些單元還可以采用一個不同的跳頻序列(可能更長)來繼續(xù)它們的連接。當尋呼跳頻模式對于維持連接來說并不理想的時候，這是非常必要的。
在以上說明中，只考慮了從尋呼單元到等待單元的通信。另一方面，本發(fā)明里等待單元可以用許多方式對尋呼單元做出響應?？梢远x一個響應跳變序列S′，其中的跳頻頻率跟尋呼跳變序列S中的頻率有一一對應的關系。在時分雙工情形里，尋呼單元用S里的頻率fk發(fā)射完尋呼信息以后，就監(jiān)測S′里的響應頻率fk′，如圖9所示。在這一實例中，響應序列S′是在尋呼序列S的基礎上加上常數(shù)10而得到的。因此等待單元在第11跳上應答它在第1跳上收到的尋呼信息。在頻分雙工情形里，它在跳頻頻率fk上發(fā)射信號同時又在跳頻頻率fk′上監(jiān)測，如圖10所示。但是，其它的響應過程也是可以的。例如，尋呼單元不那么經(jīng)常地監(jiān)測響應。在這種情形下，尋呼單元必須在尋呼信息里說明它什么時候監(jiān)聽，或者必須讓等待單元重復地發(fā)射響應信息。圖11說明第一種方法的一個實例。在每一尋呼信息里，尋呼單元必須說明在尋呼單元監(jiān)聽之前有多少個尋呼跳頻。每重復發(fā)射一次尋呼信息，剩余跳頻數(shù)就減一。最好是在尋呼信息里還包括尋呼單元將監(jiān)聽的跳頻頻率。例如，在圖11中，用跳頻頻率0～3重復地發(fā)射尋呼信息。在每一尋呼信息里，規(guī)定參數(shù)(X，Y)中的X表示監(jiān)測頻率，Y表示要等待多少跳以后尋呼單元才開始監(jiān)聽。在第一串里，X＝4而Y則從3減到0。等待單元在第二跳上收到尋呼信息。跟尋呼信息里說明的一樣，它等待一跳以后，在第5跳上發(fā)射響應信息。這一方法增加了尋呼信息要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。在另一種方法中，等待單元在一個單獨的跳頻頻率上重復地發(fā)射響應信息。圖12說明這種方法的一個實例。每次發(fā)射完尋呼信息串以后，尋呼單元就在一個跳頻頻率上監(jiān)聽響應。每一串以后的監(jiān)測跳頻頻率都不相同。當?shù)却龁卧盏綄ず粜畔r，它就用對應于收到尋呼信息的那一個跳頻頻率的一個頻率返回響應信息。將響應信息重復一定的次數(shù)，每次都用同樣的頻率。在實例中為簡單起見，讓響應頻率等于成功地收到尋呼信息的尋呼頻率，即跳頻頻率1。在尋呼單元于第二次監(jiān)測中(第1跳)收到響應以后，為了解決尋呼單元不知道等待單元要重發(fā)多長時間這一經(jīng)常發(fā)生的問題，響應信息可以包括一個信息，說明等待單元再次監(jiān)聽之前還有多少信息要發(fā)。這跟圖11里的方法類似。除了說明還剩下的多少信息以外，還可以說明等待單元將在哪一跳里監(jiān)聽。
描述本發(fā)明時參考了一個特定的實施方案。然而，對本領域的技術(shù)人員來說，完全可以用除上述實施方案以外的其它形式來實現(xiàn)本發(fā)明。這樣做并沒有偏離本發(fā)明的精神。
例如，實施方案的實例是針對跳頻系統(tǒng)的。然而，跳頻只是眾多信道跳變類型里的一種。本發(fā)明還可以更廣泛地用于其它類型的信道跳變系統(tǒng)，如利用提供信道的跳碼(擴頻序列)或任何其它的跳變實體，只要不是在時隙之間跳變。
所以，上述優(yōu)選實施方案只是說明性的，而不應當看成是對本發(fā)明的范圍的限制。本發(fā)明的范圍由后面的權(quán)利要求給出，而不是前面的描述，并且所有屬于權(quán)利要求范圍內(nèi)的改變或等價變化都屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于信道跳變通信系統(tǒng)里在一個尋呼單元和一個等待單元之間建立連接的方法，該方法包括以下步驟激活等待單元，使它從等待期Tstandby進入活動期Twake；在每一活動期里，讓等待單元監(jiān)測一個選定信道以接收尋呼信息，其中的選定信道是從多個信道里選出來的，而且對于每一個隨后的活動期，這一選定信道是由跳變序列規(guī)定的多個信道里的隨后一個；以及尋呼單元重復地發(fā)射尋呼信息串給等待單元，直到收到等待單元的一個響應，其中每一尋呼信息串都包括多個尋呼信息，每一尋呼信息都在多個信道的一個子集里的一個不同信道里發(fā)射。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，對于每一尋呼信息串，信道子集是按跳變序列的規(guī)定排列的。
3.權(quán)利要求2的方法，其中跳變序列是一個偽隨機序列。
4.權(quán)利要求3的方法，其中偽隨機序列是有限序列，它由等待單元的一個地址來確定。
5.權(quán)利要求1的方法，其中選擇等待單元要監(jiān)測的信道是依據(jù)等待單元里獨立運行的時鐘的值；和尋呼信息串是從多個尋呼信息串里選擇出來的，選擇的依據(jù)是尋呼單元里獨立運行的時鐘的值。
6.權(quán)利要求1的方法，其中尋呼信息串的時間長度基本等于活動期的Twake。
7.權(quán)利要求1的方法，其中每一尋呼信息串的時間長度比活動期的Twake短。
8.權(quán)利要求1的方法，其中從尋呼單元重復發(fā)射尋呼信息串給等待單元的步驟包括選擇第一個尋呼信息串用于第一個等待期；在第一等待期里尋呼單元向等待單元重復發(fā)射第一個尋呼信息串；和選擇第二個尋呼信息串用于隨后的等待期，其中跟發(fā)射第一個尋呼信息串的信道子集相比第二尋呼信息串是從不同的信道子集里發(fā)射的。
9.權(quán)利要求1的方法，其中每一尋呼信息串都是在一個信道子集上發(fā)射的，這一子集是從多個信道里根據(jù)以下公式選擇的train i＝{hopmodN(kp+iM)，hopmodN(kp+iM+1)，...，hopmodN(kp+iM+(M-1))}其中kp是尋呼單元的時鐘值，每過一個Tstandby周期都更新一次尋呼單元的時鐘值，N是跳變序列里的信道數(shù)，Tpage是尋呼信息的時間長度，M＝INT(Twake/Tpage)-1，其中INT()是取其變量的整數(shù)部分的函數(shù)，尋呼信息串的數(shù)量NT由NT＝RNDUP(N/M)給出，其中RNDUP()是將一個非整數(shù)舍入到最接近的整數(shù)的函數(shù)，i＝0，...，(NT-1)，以及hopmodN(x)＝hop(x mod N)。
10.權(quán)利要求1的方法，其中每一尋呼信息串是在根據(jù)以下公式從多個信道里選擇出來的一個信道子集里發(fā)射的train i＝{hopmodN(ks′-α+iM)，hopmodN(ks′-α+iM+1)，...，hopmodN(ks′-α+iM+(M-1))}其中ks′是對等待單元時鐘值的一個估計，每過一個Tstandby周期更新一次等待單元的時鐘值，α是一個大于零的固定偏移值，N是跳變序列里的信道數(shù)，Tpage是一個尋呼信息的時間長度，M＝INT(Twake/Tpage)-1，其中INT()是取其變量的變量整數(shù)部分的函數(shù)，信息串的數(shù)量NT由NT＝RNDUP(N/M)給出，其中RNDUP()是將非整數(shù)舍入到最近的整數(shù)的函數(shù)，i＝0，...，(NT-1)，以及hopmodN(x)＝hop(x mod N)。
11.權(quán)利要求10的方法，其中對等待單元時鐘的估計，是通過在尋呼單元當前時鐘值的基礎上加上在此之前確定的等待單元和尋呼單元時鐘值的偏移值而確定的。
12.權(quán)利要求11的方法，其中先前確定的偏移值存儲在一個非易失性存儲器里，以便將來讀取。
13.權(quán)利要求1的方法，其中的信道跳變通信系統(tǒng)是一種跳頻通信系統(tǒng)。
14.權(quán)利要求1的方法，其中的信道跳變通信系統(tǒng)是一種跳碼通信系統(tǒng)。
15.一種設備，用于信道跳變通信系統(tǒng)里在尋呼單元和等待單元之間建立連接，該設備包括用于從每一個等待期Tstandby里激活等待單元一段活動期Twake的裝置；讓等待單元在每一活動期里監(jiān)測一個選定信道以接收尋呼信息的裝置，其中的選定信道是從多個信道里選出來的，對于每一隨后活動期，選定的信道是跳變序列規(guī)定的多個信道里的隨后一個；和尋呼單元向等待單元重復發(fā)射尋呼信息串，直到收到等待單元的響應的裝置，其中每一尋呼信息串包括多個尋呼信息，每一尋呼信息都是在多個信道的一個子集里不同的一個信道上發(fā)射的。
16.權(quán)利要求15的設備，其中，對于每一尋呼信息串，信道子集是按跳變序列規(guī)定的順序排列的。
17.權(quán)利要求16的設備，其中跳變序列是一個偽隨機序列。
18.權(quán)利要求17的設備，其中偽隨機序列是有限序列，它由等待單元的一個地址來確定。
19.權(quán)利要求15的設備，其中等待單元選擇監(jiān)測信道的依據(jù)是等待單元里獨立運行的時鐘；和尋呼信息串是從多個尋呼信息串里選擇出來的，這種選擇的依據(jù)是尋呼單元里獨立運行的時鐘。
20.權(quán)利要求15的設備，其中每一尋呼信息串的時間長度基本等于活動期Twake。
21.權(quán)利要求15的設備，其中每一尋呼信息串的時間長度小于活動周期Twake。
22.權(quán)利要求15的設備，其中尋呼單元向等待單元重復發(fā)射尋呼信息串的裝置包括選擇第一個尋呼信息串用于第一個等待期的裝置；第一個等待期里尋呼單元向等待單元重復發(fā)射第一個尋呼信息串的裝置；和選擇第二個尋呼信息串用于隨后的等待期的裝置，其中跟發(fā)射第一個尋呼信息串所用的信道子集相比第二個尋呼信息串是在不同的一個信道子集上發(fā)射的。
23.權(quán)利要求15的設備，其中每一尋呼信息串都是在根據(jù)以下公式從多個信道里選擇出來的一個信道子集上發(fā)射的train i＝{hopmodN(kp+iM)，hopmodN(kp+iM+1)，...，hopmodN(kp+iM+(M-1))}其中kp是尋呼單元的時鐘值，每過一個Tstandby周期都更新一次尋呼單元的時鐘值，N是跳變序列里的信道數(shù)，Tpage是尋呼信息的時間長度，M＝INT(Twake/Tpage)-1，其中INT()是取其變量的整數(shù)部分的函數(shù)，尋呼信息串的數(shù)量NT由NT＝RNDUP(N/M)給出，其中RNDUP()是將一個非整數(shù)舍入到最接近的整數(shù)的函數(shù)，i＝0，...，(NT-1)，以及hopmodN(x)＝hop(x mod N)。
24.權(quán)利要求15的設備，其中每一尋呼信息串是在根據(jù)以下公式從多個信道里選擇出來的一個信道子集里發(fā)射的train i＝{hopmodN(ks′-α+iM)，hopmodN(ks′-α+iM+1)，...，hopmodN(ks′-α+iM+(M-1))}其中ks′是對等待單元時鐘值的一個估計，每過一個Tstandby周期更新一次等待單元的時鐘值，α是一個大于零的固定偏移值，N是跳變序列里的信道數(shù)，Tpage是一個尋呼信息的時間長度，M＝INT(Twake/Tpage)-1，其中INT()是取其變量的整數(shù)部分的函數(shù)，信息串的數(shù)量NT由NT＝RNDUP(N/M)給出，其中RNDUP()是將非整數(shù)舍入到最近的整數(shù)的函數(shù)，i＝0，...，(NT-1)，以及hopmodN(x)＝hop(x mod N)。
25.權(quán)利要求24的設備，其中對等待單元時鐘的估計，是通過在尋呼單元當前時鐘值的基礎上加上在此之前確定的等待單元和尋呼單元時鐘值的偏移值而確定的。
26.權(quán)利要求25的設備，還包括一個非易失性存儲器用于存儲先前確定的偏移值，以便將來讀取。
27.權(quán)利要求15的設備，其中的信道跳變通信系統(tǒng)是一種跳頻通信系統(tǒng)。
28.權(quán)利要求16的設備，其中的信道跳變通信系統(tǒng)是一種跳碼通信系統(tǒng)。
全文摘要
在信道跳變通信系統(tǒng)里的一個尋呼單元和一個等待單元之間建立連接,包括從每一個等待期里激活等待單元一段活動期。在每一活動期里,等待單元都監(jiān)測一個選定的信道以接收一個尋呼信息。選定的信道是從多個信道里選擇出來的,對于每一個隨后的活動期,選定的信道都是按照跳變序列和內(nèi)部時鐘規(guī)定的多個信道里的隨后一個。尋呼單元將尋呼信息串重復地發(fā)射給等待單元,直到收到等待單元的一個響應。每一尋呼信息串都包括多個尋呼信息,每一個尋呼信息都是在多個信道的一個子集里的一個不同信道上發(fā)射的。尋呼單元選擇尋呼信息串來發(fā)射的依據(jù)可以是對等待單元內(nèi)部時鐘的一個估計。
文檔編號H04B1/713GK1247654SQ9718192
公開日2000年3月15日 申請日期1997年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月23日
發(fā)明者J·哈特森, P·登特 申請人:艾利森電話股份有限公司