专利名称：具有非盲时隙扫描模式的盲时隙无线电的制作方法
具有非盲时隙扫描模式的盲时隙无线电
本发明涉及收发器设备和控制时分复用帧结构的方法，所述时分复用帧结构具有处于 活动模式的时隙和处于空闲模式的时隙，其中在所述活动模式中载体(bearer)被设立， 在所述空闲模式中无载体被设立。特别地，本发明涉及遵从数字增强型无绳电信(DECT) 标准的无绳通信系统的固定部分。
无绳通信系统典型地包括至少一个通过无线电连接耦合到固定部分(或者基站)的便 携式部分(或者手持机或移动台)。该固定部分通常通过线路连接到诸如传统公共交换电 话网(PSTN)或者综合业务数字网(ISDN)的电信网络。
DECT标准是被定义为多载波(MC)、时分多址(TDMA)、时分双工(TDD)系 统的无绳标准。DECT标准在Jerry D. Gibson的"The Communications Handbook (通信手 册)"(CRC出版物1997)中一般地进行了讨论。根据DECT标准，时间被分成10ms的 帧。此外，每个单独的帧被分成24个全时隙(foil slot) 。 DECT标准还允许具有不同长 度的时隙，包括数据半时隙(half slot of data)(全时隙长度的一半)和数据双时隙(double slot of data)(全时隙长度的双倍)。在DECT标准中提供不同的时隙类型允许与具有不 同数据率的不同服务一起使用。例如，在DECT/ISDN应用中，全时隙和双时隙两者均用 于通过DECT网提供ISDN服务。TDMA结构以10ms的帧重复，每个帧承载11,520个符 号，从而数据以l，152，000符号/秒的符号率被传输。前半帧被用于从固定部分发射，而后 半帧用于在固定部分接收。在每个帧中可以创建一24个全时隙的结构。如ETSI (欧洲电 信标准协会)规范EN 300 175-2中所描述的，DECT标准双时隙具有两个全时隙的长度， 并且以与全时隙并发的方式开始。每个时隙中的发射或接收是在由载波频率和帧内时隙位 置所确定的信道上完成的。
此外，如上述ETSI规范EN 300 175-2的11.8章中所描述的，所述固定部分维持所谓 的"空闲接收器扫描序列(sequence)",即在接收半帧的12个全时隙的每个时隙中，固定 部分中的接收器或者是活动的(active)，或者正在扫描，或者为盲(blind)(正空闲)。 如果接收器正在接收无线电固定部分(RFP)所使用的业务或无连接载体，则该接收器是 活动的。当接收器正在监听物理信道上的载体建立尝试，则该接收器为正在扫描。如果接 收器在特定时隙是活动的，它在该时隙将不能够在不同的RF (射频)载波上进行监听。 盲是一种非优选的状态。它意指该RFP并非正在扫描任何(更多的)载体建立尝试。总 之，使用在这里，术语"载体(bearer)"指任何允许用户信息信号在用户网络接口之间的 传输的电信介质。
在扫描模式中，各个时隙监听来自便携式部分的载体建立尝试。进行该扫描所在的载 波频率随每帧而改变，但是在同一帧的所有时隙中为同一载波频率，并且该序列是所述便
携式部分已知的。所述固定部分还保持向便携式部分通知哪些时隙处于扫描模式中。如果 便携式部分需要设立载体，它选择一未受干扰的信道(由频率和时隙位置或时隙号给出) 并且在该选定时隙上发射，此时接收扫描序列到达该选定载波。 一旦固定部分检测到正确 的建立消息，在对应的发射时隙向便携式部分返回应答消息(被12个时隙隔开，即一半 帧)，并且该对应的时隙被切换到活动模式。这之后，该时隙上的频率固定。在出于成本 原因仅具有一个接收器的RFP中，如果该接收器已经在一具体时隙上为活动的，则不可 能在该时隙中在不同的RF载波上进行监听。
大多数针对住宅应用的商业DECT设备(例如一般的无绳电话)使用所谓的"盲时隙 无线电"。这些无线电不允许相邻时隙为活动的。在盲时隙无线电中，要求所谓的"盲时隙" 接收编程信息并且建立正确的载波频率。所述载波频率得自于锁相环(PLL)控制的压控 振荡器(VCO)。对进入PLL电荷泵的可能的漏电流、相关联的电容和活动时隙持续时 间的考虑迫使选择一时间常量(反应时间)，该时间常量基本上对应于时隙持续时间。在 该时间段期间(即该活动时隙的前一时隙)，盲时隙无线电不能被用于接收或发射。从而， 对于使用盲时隙无线电的固定部分(fixed part with blind-slot radio)来说，每个活动时隙 具有不能被使用的相邻盲时隙。结果，该使用盲时隙无线电的固定部分总共仅具有12个 活动时隙(即6个发射时隙加上6个接收时隙)，而不是理论上可用的24个时隙。使用 这种无线电的理由在于它们比所有时隙可以同时为活动的无线电(所谓的"非盲时隙无线 电")便宜得多，以及在住宅语音应用中该无线电提供足够的带宽。
由于以上限制，接收器扫描策略在使用盲时隙无线电的DECT固定部分中的常规实现 被调适为仅在偶时隙或仅在奇时隙上进行扫描。
图2示出指示DECT帧的接收半帧中12个全时隙(时隙号12到23)的示意图，其 中"SS"指示了扫描或建立期间的扫描模式，而"BB"指示允许VCO设定(settle)的盲模式。 对于仅支持全时隙的标准DECT固定部分来说，该盲时隙扫描模式并非真的是缺点，因为 使用这样盲时隙无线电，无论如何仅可能每隔一个时隙处于活动模式。
然而，当使用具有双时隙格式的固定部分时，这些双时隙占用两个标准的全时隙。因 此使用具有盲时隙扫描模式的盲时隙无线电会导致降低的效率。
Chung-Ming Yuen等人的"An Ultra-fast Locking Frequency Synthesizer Algorithm for Zero Blind Slot Communication in Digital European Cordless Telephone (DECT)(用于欧洲数 字无绳电话中的零盲时隙通信的超快锁频合成器算法)"(IEEE, 1997)描述了针对DECT 系统设计的快速锁定锁相环频率合成器的算法，其中所述频率合成器可以在4^s的保护 时间内锁住任何DECT信道。这提供了零盲时隙操作的能力，其中所有时隙完全可用于数 据传输，并且不要求时隙用于信道切换。
本发明的目标在于提供一种具有改进的帧结构的收发器设备以及控制方法，通过所述
设备和方法可以针对全时隙类型和双时隙类型两者实现最优的介质效率。
该目标是通过如权利要求1所要求保护的收发器设备以及通过如权利要求7中所要求 保护的时分复用结构控制方法来实现的。
相应地，提出了一种扫描策略，在所述扫描策略中可以扫描邻近的时隙以允许无线电 收发器台站(station)(例如DECT固定部分)在所有时隙监听来自便携式部分的载体建 立尝试，此时相邻的扫描时隙处于同一频率。因此，即使在具有盲时隙无线电收发器的系 统中也可以允许最大数目的活动全时隙和双时隙。
所述控制器装置可以被设置为当无线电收发器台站正在监听载体建立尝试时将帧结 构的所有时隙设置为扫描模式。由此，便携式部分可以在所有时隙建立载体，从而提高效 率和灵活性。
此外，所述控制器装置可以被设置为提供双时隙格式，其中双时隙在活动模式中使用， 占用两个相邻时隙的所述双时隙被处于空闲模式的单时隙隔开。该分配策略在使用盲时隙 无线电的系统中提供最大数目的双时隙，其中所提出的该扫描策略使得能够实现所要求的 三个连贯的处于扫描模式中的时隙。具体地，所述控制器装置可以被设置为支持单时隙格 式和双时隙格式两者。由于所提出的非盲扫描模式，甚至可以支持两种时隙格式。
现在将参照附图基于优选实施方案来描述本发明，在附图中
图1示出根据优选实施方案的收发器设备的示意性框图； 图2示出指示常规盲时隙扫描模式中的时隙分配的示意表；以及 图3示出指示在根据优选实施方案的扫描模式中的时隙分配的示意表。
以下将基于DECT固定部分(基站)描述优选实施方案。
图1示出DECT基站的示意性框图，其中配备天线10来在不同的发射频率或载波上 以预定的TDMA策略接收和发射RF信号。发射和接收部分基于Rx/Tx切换装置12的切 换操作而交替工作。当该基站正在发射时，经由电话线接口 50接收的用户信号被编解码 器40编码并调制到频率合成器60所生成的载波上。该频率合成器60可以例如包括PLL 环路。在发射模式中，另一切换装置14被切换为将频率合成器60连接到功率放大器32， 以便通过发射滤波器31和Tx/Rx切换装置12将调制后的载波转发到天线10以进行发射。 当该系统正在接收时，Tx/Rx切换装置12将经由天线10接收的无线电信号交换到接收滤 波器21以及随后的低噪放大器22。在接收期间，频率合成器60通过所述另一个切换装置 14连接到混频器23，并且生成要被注入到混频器23中的本地振荡器信号。混频器23输 出处的差频或中频(IF)被供给IF放大器24以及随后的解调器25。解调器25分离来自 载波的用户信号并且将其供给编解码器40，在此原始的用户信号被解码并供给电话线接口 50以供通过电话线TL传输。 所有的定时(timing)、同步以及频率合成器60受突发模式控制器70控制。在发射 操作期间，突发模式控制器70可操作为在TDMA帧内的适当定时从电话线接口 50访问 用户或数据信号。具体地，突发模式控制器70被配置为遵照DECT标准分配时隙和载波 频率。在接收操作期间，突发模式控制器70可操作为将所接收的时隙转换为连续的用户 或数据信号以供施加到电话线接口50。为了实现此，突发模式控制器70向Tx/Rx切换装 置12、功率放大器32、另一切换装置14、频率合成器60和编解码器40施加控制信号。
根据优选实施方案所提出的扫描策略是基于这样的扫描模式，即在所述扫描模式中所 有的时隙被突发模式控制器70设置为在同一载波上，从而在频率合成器60的PLL中提供 的VCO不需要扫描时隙之间的盲时隙，因为相邻时隙的频率在扫描模式中未改变。这允 许所提出的收发器台站(即DECT基站)以无时隙处于盲模式的盲时隙无线电的方式被建 立。便携式部分或手持机由此可以在所有时隙被建立。 一旦载体被设立并且该单独的时隙 被设置为活动模式，则突发模式控制器70进行控制以便将相邻时隙切换到盲模式，因为 随后在大多数帧中活动时隙的频率将与处于扫描模式的时隙不同。
当使用DECT双时隙格式时，所提出的该非盲时隙扫描模式提高效率。双时隙占用两 个标准的全时隙。使用盲时隙无线电，可以通过使用仅被单个盲全时隙隔开的活动双时隙 来实现最大的介质效率，从而允许每半帧四个双时隙。
图3示出指示DECT帧的接收半帧的时隙的示意表，其中在该表的第二行有最大数目 的六个全时隙，在该表的第三行有最大数目的四个双时隙，其中全时隙和双时隙两者均被 处于盲模式的全时隙隔开。该表的第三和第四行指示根据优选实施方案所提出的扫描策 略，其中相邻的时隙可以被设置为扫描模式而无需任何处于盲模式的中间时隙。在图1的 优选实施方案中，所提出的扫描策略通过突发模式控制器70的相应控制操作来获得。
如例如图1中所示出的盲时隙无线电固定部分由此可以在同一帧中支持全时隙和双 时隙两者，其中时隙类型取决于从便携式部分所接收的建立消息。使用该优选实施方案， 如果使用所提出的非盲时隙扫描模式的话，可以针对两种时隙类型实现最优的介质效率。 这可以从图3描绘的接收半帧看出，在该接收半帧中，以第一行中最大数目的活动全时隙 以及第三行中最大数目的活动双时隙支持了全时隙和双时隙两者。处于活动模式的每个全 时隙("AA")和双时隙("DDDD")可以被设置到不同的频率，其中提供处于盲模式的中 间时隙("BB")来允许VCO设定。在无时隙为活动时提供处于扫描模式("SS")的相邻 时隙的机会允许建立任何全时隙或双时隙。
因此，可以看到，即使在使用盲时隙无线电的系统中也可以提供最大数目的活动全时 隙和双时隙。具体来说，因为三个连贯的时隙必须被设置为扫描模式这一事实，所提出的 非盲时隙扫描模式对于最大数目的双时隙来说是关键的。 然而，注意该优选实施方案并不限于以上的DECT配置。它可应用于任何针对这样的 时分复用帧结构的无线电收发器台站和控制方法，即所述时分复用帧结构使用的是活动模 式和空闲或盲模式的时隙。因此，该优选实施方案可以在所附权利要求书的范围内变化。
总结来说，己经描述了一种无线电设备和控制时分复用帧结构的方法，所述时分复用 帧结构具有处于活动模式的时隙和处于空闲模式的时隙的时分复用帧结构，其中在所述活
动模式中载体被设立，在所述空闲模式中无载体被设立。当所述收发器设备正在监听载体 建立尝试时将相邻的第一和第二时隙设置为扫描模式，并且如果在所述相邻的第二时隙中 已经设立了载体并且所述相邻的第二时隙被设置为所述活动模式，则将所述第一时隙从所 述扫描模式切换到所述空闲模式。由此，提供了非盲时隙扫描模式，该非盲时隙扫描模式 使得在使用盲时隙无线电的系统中能够实现最大数目的活动全时隙和双时隙。
最后，但是仍重要的是，注意当术语"包括(comprises或comprising)"被用于说明书 (包括权利要求书)中时它打算表明所陈述的特征、装置、步骤或组件的存在，但是并非 排除一个或更多个其他特征、装置、步骤、组件或它们组成的组的存在或加入。此外，在 权利要求书中以单字"一 (a或an)"领头的部件并非排除多个这样的部件的存在。另外， 任何标记号不限制权利要求书的范围。
权利要求
1.一种用于通过使用时分复用来进行无线电发射的收发器设备，所述收发器设备包括控制器装置(70)，所述控制器装置(70)用于提供具有处于活动模式的时隙和处于空闲模式的时隙的时分复用帧结构，其中在所述活动模式中载体被设立，在所述空闲模式中无载体被设立，其中所述控制器装置(70)被设置为当所述收发器设备正在监听载体建立尝试时将相邻的第一和第二时隙设置为扫描模式，并且如果在所述相邻的第二时隙中已经设立了载体并且所述相邻的第二时隙被设置为所述活动模式，则所述控制器装置(70)将所述第一时隙从所述扫描模式切换到所述空闲模式。
2. 根据权利要求1的收发器设备，其中所述控制器装置(70)被设置为当所述收发 器设备正在监听载体建立尝试时将所述帧结构的所有时隙设置为所述扫描模式。
3. 根据权利要求1或2的收发器设备，其中所述控制器装置(70)被设置为提供双 时隙格式，其中双时隙被用于所述活动模式中，占用两个相邻时隙的所述双时隙被处于空 闲模式的单时隙隔开。
4. 根据权利要求3的收发器设备，其中所述控制器装置(70)被设置为支持单时隙 格式和双时隙格式两者。
5. 根据前述权利要求任一项的收发器设备，其中所述控制器装置包括突发模式控制 器(70)。
6. 根据前述权利要求任一项的收发器设备，其中所述收发器设备是遵从数字增强型 无绳电信(DECT)标准的基站。
7. —种控制时分复用帧结构的方法，所述时分复用帧结构具有处于活动模式的时隙 和处于空闲模式的时隙，其中在所述活动模式中载体被设立，在所述空闲模式中无载体被 设立，所述方法包括以下步骤a) 当所述无线电收发器台站正在监听载体建立尝试时，将相邻的第一和第二时隙设 置为扫描模式；以及b) 如果在所述相邻的第二时隙中已经设立了载体并且所述相邻的第二时隙被设置为 所述活动模式，则将所述第一时隙从所述扫描模式切换到所述空闲模式。
全文摘要
本发明涉及收发器设备和控制时分复用帧结构的方法，所述时分复用帧结构具有处于活动模式的时隙和处于空闲模式的时隙，其中在所述活动模式中载体被设立，在所述空闲模式中无载体被设立。当所述收发器设备正在监听载体建立尝试时将相邻的第一和第二时隙设置为扫描模式，并且如果在所述相邻的第二时隙中已经设立了载体并且所述相邻的第二时隙被设置为所述活动模式，则将所述第一时隙从所述扫描模式切换到所述空闲模式。由此，提供了非盲时隙扫描模式，该非盲时隙扫描模式使得在使用盲时隙无线电的系统中能够实现最大数目的活动全时隙和双时隙。
文档编号H04W72/02GK101347019SQ200680048867
公开日2009年1月14日 申请日期2006年12月20日 优先权日2005年12月21日
发明者O·雷格特 申请人:Dsp集团瑞士股份公司