[发明专利]通信系统中用跳频控制信道工作的装置和方法

说明书

本发明涉及采用时分多址（TDMA）信号的通信系统，具体地说是涉及在通信系统中用跳频控制信道工作的方法和装置。

在TDMA通信系统如开放空间界面的全球移动通信系统（GSM）标准（标准副本可从欧洲电信标准学会得到，ETST  Secretariat：B.  P.  152F-06561，Vabonne  Codex，France）中规定的欧洲数字蜂窝无线电话系统或其衍生系统如数字蜂窝系统1800MHz  CDSS1800）中，通常在每个基站采用多个射频频率。每个频率被时分为帧，每帧有几个时隙。每个时隙可承办特定基站和特定基站覆盖区域内的用户单元（即移动通信单元）间的通信。

并且，TDMA通信系统的性能可通过将跳频图引入信号调制过程得到提高跳频方式通过提供频率分集来保持信道的完善性。这样结合信道的编码和交错，就减轻了瑞利衰落效应。此外，跳频还是减少信道对同信道干扰和人为干扰（其实质上是故意的或偶然的）的敏感性的重要对策。

跳频包括在由代码序列或图形规定的图形中以分立的增量改变特定信息信号的载波频率。具体地说，是发射机按照代码序列从一个频率跳到另一频率。跳频通信系统可分为慢跳频（SFH）和快跳频（FFH）通信系统。在SFH通信系统中，代表数据位序列的几个数据符号（如信息信号）在单次跳动中调制载波。但在FFH通信系统中，每个数据符号载波跳动多次。

在SFH通信系统中，多个通信信道是通过给每个特定信道分配宽频带和/或时隙的一部分来提供的。例如，特定信道中两通信设备间的通信是通过使用频率合成器在短时间内在预定宽频带的特定部分产生一个载波实现的。频率合成器用输入跳频码确定在将要在其上发送载波的宽频带中的频率集合内的特定频率。跳频码由跳频码发生器输入到频率合成器。跳频码发生器周期性地计时所通过的不同的转变，使不同的或变化的跳频码输出到频率合成器。因而，当跳频码发生器被周期计时时，载波频率也这样跳变或被再分配到宽频带的不同部分。

使用多个跳频码分配多个通信信道，以在同一时间内将频带的各个部分指定给不同的信道。结果，所发送的信号是在信道的同一宽频带中，但在由独有的跳频码指配的宽频带的独有部分中。每个网孔或通信业务区的这些独有的跳频码最好彼此正交以使跳频码间的互相关为零。

在GSM标准中，描述了用于时隙中跳频通信信道的方案。如果实现这个方案，就可获得显著的性能改善。然而，在GSM系统中，控制信道没有设计跳频，因为该系统要被优化以简化用户单元获取通信系统。因此，为提供简化的存取，控制信道以固定频率发送，这样其作用就象一信标供用户单元在获得通信系统中使用（例如控制信道信标用于调节频率及将用户单元时间对准到通信系统）。然而，这使控制信道易于遭受人为干扰和瑞利衰落。因此，就需要能提供控制信道跳频、而同时仍允许移动单元获得通信系统的方案。

图1是说明根据本发明所述用于通信系统的用户通信单元最佳实施例的框图。

图2是说明根据本发明所述用于通信系统的基站通信单元最佳实施例的框图。

图3是说明根据本发明所述用于图1或图2所示通信单元的检测器最佳实施例的框图。

图4和图5是说明根据本发明所述用于其有跳频控制信道的通信系统中的帧结构的两个不同最佳实施例的图。

图6、7和8是说明根据本发明所述用于获得跳频图技术的三种不同的最佳实施例的流程图。

图9和10是说明根据本发明所述用于检测同步信道时隙技术的两种不同最佳实施技术的流程图。

在当前的GSM系统（其为非跳频控制信道系统）中，有两种类型的控制信息用户单元必须在用户能接入信道前获取。第一种信息是频率校正信息。其被提供在频率校正信道（FCCH）中。FCCH是周期性地插入某些帧的时隙中的纯正弦波，其被通信单元用来将本机振荡器校正到基站发射机频率范围内。此外，这种频率检测还将提供到时隙结构的粗略的时间校准。这种信息提供在系统所用载波上，其中载波被时分为帧，每帧被分为几个时隙。

第二种用户单元为获取通信系统所需的信息为同步信息。其提供在同步信道（SCH）中。SCH是周期性地插入某些帧的时隙。在SCH时隙中，通过使用特定的同步字来确定准确的定时信息。SCH的同步字内的训练序列相关峰的位置可用来产生对通信系统的定时，使其在符号周期内。