專利名稱：時分多址型電信系統中接收機與基站的同步的制作方法
技術領域：
本發明涉及TDMA(時分多址)型的電信系統中接收機與基站同步的方法。
本發明還涉及包含同步裝置的接收機，在TDMA型的電信系統中，所述同步裝置使所述接收機與基站同步。
最后，本發明還涉及包括至少一個接收機和至少一個基站的TDMA型的電信系統。
本發明有許多應用，特別是在無線數字電信系統中，例如DECT(泛歐數字無繩電話)型的電信系統，而且應用在GSM(全球移動通信系統)型的移動無線電通信系統中。
依照本發明的電信系統使用TDMA幀。每幀為多個時隙的復用。例如，在DECT系統中，每個幀持續時間為10毫秒且包含24個長度均為480位的時隙。基站(B1)的時基與接收機(B2)的時基開始時是不同步的，如
圖1所示，接收的TDMA幀的時隙(x)相對于發射的TDMA幀的相應時隙(y)在時間上偏移。
為了將接收機的時基對準作為基準的基站時基，該系統的基站每幀至少一次地在信道上發送同步消息。信道為該系統的工作頻率和時隙的組合，DECT型的系統通常使用10個頻率。DECT系統的同步消息的結構由圖2中例子給出，這個消息包括下列字段長為16位的前置碼PRE，長同樣為16位的同步字SYNC，包含一個校驗字CRC且總長為64位的字段A。
當這樣的一個同步消息被檢測到并且當此消息中含有可被該接收機識別的基站標識符時，同步是可能的。
各種各樣的同步方法已經被用于TDMA型的電信系統，例如在英國專利說明書GB 2 286 949A中公開的那些方法。這樣的同步方法使得接收機在檢測到具有與圖2所示消息不同結構的同步消息時就與基站同步。在引述的先有技術中，TDMA幀的每個時隙實際上包含同步字的一部分，而且只要尚未接收到整個TDMA幀，就無法檢測到完整的同步字。
在此討論的電信系統中，同步字位于發送的TDMA幀的單個時隙中，結果不能應用先有技術的方法。
本發明的目的是通過提出一種可靠和有效的同步方法來解決所述問題，其中所述方法適應于在此討論的電信系統的同步消息結構。
為此，本發明提出的同步方法包括將基站發送的TDMA幀存儲到接收機的m個時隙中的步驟，并行計算接收機時隙內容的一部分與同步消息的至少一部分的相關積的相關步驟，一旦在所述接收機某個時隙中發現含有該接收機可識別的基站標識符的同步消息就中斷相關步驟并且確定該同步消息在所述時隙中的位置的監控步驟，基于所述同步消息在接收機的時隙中位置的確定而使所述接收機與基站同步的步驟。
由于對不同時隙的并行掃描，這樣的同步消息是可靠和有效的，特別是在有多個基站和多個接收機的干擾環境中。
本發明還提出一種同步方法，其中監控步驟接收n個連續子步驟中相關窗口CW內的相關步驟的結果，n嚴格地大于1，相關窗口的寬度大于某個參考值，所述參考值等于一個時隙總位數被n除的比值的取整值，并且在每個子步驟中，接收機時隙內容被移位于所述參考值的左邊。
這提高了所述方法的有效性，所述方法能使整個時隙被掃描到。
最后，本發明涉及可利用所述方法實現的接收機并涉及包括至少一個這樣的接收機的TDMA型的電信系統。
這些以及其它更詳細的方面將通過下面參照附圖對作為無限制性例子給出的本發明的多個實施例的描述而變得一清二楚，附圖中圖1示出接收機與基站的時基失同步，圖2示出在TDMA型的電信系統中的同步消息的結構，圖3示意性示出依照本發明的含有同步裝置的接收機，圖4示出采用在TDMA幀的兩個區間中掃描TDMA幀的方法的以下描述涉及DECT型的電信系統。然而，本領域的技術人員將明白所提出的同步方法也可應用于任何其它的TDMA型同步電信系統。
依照本發明的同步方法能使接收機查找基站并將其時基對準所述基站時基。為此，所述接收機含有包括下列部件的同步裝置，圖3示意性示出所述部件。
首先，頻率合成器SYNT被編程至該電信系統的其中一個工作頻率。為執行依照本發明的方法，合成器工作在閉環狀態。由此，在至少等于一個幀持續時間的時間段內頻率接收保持穩定。
該接收機的存儲部件STO有m個用于收發信息而此處用于接收的存儲單元(對于DECT系統，m=24)。這些存儲單元，也當作是接收機的時隙，是例如寄存器REG1至REGm并能使由基站發送的TDMA幀被存儲下來。
相關部件接著并行計算接收機時隙內容的一部分與同步消息的至少一部分的相關積。在最佳實施例中，該同步消息的所述部分相當于同步字SYNC，對于DECT系統其長為16位，在本例中其被存于一個存儲器MEM中。
監控部分控制相關部件，并且一旦在接收機的某個時隙中檢測到含有同步字SYNC的同步消息就中斷所述的相關部件。這些監控部件接著驗證對于DECT系統其長為64位且跟在同步字之后的字段A是否含有一個校驗字CRC以及接收機可識別的基站標識符。如果沒有發現包括這三個要素(同步字、校驗字和一個可識別的基站標識符)的同步消息，則合成器將被程序設置在一個新頻率上，且所述同步方法一直進行直至找到一個正確的基站。在最佳實施例中，這些頻率按升序被掃描，但也可按其它順序掃描。當發現基站時，監控部件確定同步消息在接收機時隙中的位置。
同步部件則將該接收機的時基按相應于所述位置的位數移位以便對準基站時基。
在最佳實施例中，監控部件和同步部件由控制器CONT來實現。這個控制器例如是Philips控制器PCD801X。通過這種裝置，接收機的時基可以按一位移位且同步消息在接收機時隙中的位置可確定下來。在最佳實施例中，控制器使用一個相關窗口CW。當在寄存器REG1至REGm的其中之一檢測到同步字且其在相關窗口CW內時，在同步字最后一位之后的64位被控制器處理。
相關窗口CW可從接收機時隙的位32開始開啟，與位于位0至位31的前置碼和同步字對應。在一個時隙含有480位的情況下，它應該在位416之前結束，接收機應該能夠讀取整個64位的字段A，以確知所述字段內容有效。
如果同步消息的字段A被分在接收機的兩個時隙(x-1和x)中(參見圖4)，接收機將無法用上述相關窗口檢測所述消息。為克服這個問題，采用在兩個區間內掃描的方法。在第一個區間SL1中，接收機每個時隙僅有一半被掃描。這是借助于從位32開啟至位272結束的相關窗口CW來完成的。實際上，為容許接收機時基可能的漂移，有些附加位被增加到相關窗口CW的上限，如圖4所示。如果沒有發現包含所述三個關鍵要素的同步消息，控制器將寄存器的內容左移等于半個時隙的長度，在本例中即240位。既然相關窗口的位置保持不變，則由此獲得的接收機新時隙的一半在第二個區間SL2中被掃描。這個方法由此能將TDMA幀整個掃描到。
在通常條件下，所述方法用寬度等于480除以n的商的整數值再加上一些附加位的相關窗口CW作n次連續掃描。如果未發現含有所述三個關鍵要素的同步消息，控制器將寄存器的內容左移等于480除以n的商的整數值的長度，直到獲得有效的同步消息或完成對TDMA幀的掃描。
目前用于DECT型電信系統中的同步方法對不同時隙中的同步消息進行搜索，它是在不同的信道中(DECT系統中有240個)依次完成的。有兩種可能的搜索方式或者通過依次掃描在接收機附近按測到的功率值降序排列的信道，或者通過對可能的不同工作頻率依次掃描時隙。
一方面，既然順序頻率掃描方式要很長時間，特別是如果基站用最后掃描的頻率發送同步消息，使用依照本發明的方法能使達到同步所需搜索時間減少。另一方面，依照本發明的同步方法與信道掃描方式相比有更好的可靠性。實際上，當執行完功率測量后對含有同步消息的接收機時隙檢測太久時，接收機時基與基站時基之間產生移位，在干擾的環境中同步可能失敗。而且，在這兩種順序掃描方式下，每當發現同步消息時，接收機的時基可能被強加到基站的推測的時基上。然而，如果所述消息未包含基站的正確標識，則時基必須被恢復，這就延長了搜索時間。
圖5是表示依照本發明的同步方法應用于接收機時隙的一部分的同步方法的流程圖。所述流程圖P1包括下列步驟和測試·首先，開始搜索接收機與基站之間的同步(初始狀態S1)。
·接下來是部分時隙的內容與同步字SYNC間的相關步驟(A1)。
·對相關步驟的結果作檢測T1。如果在相關窗口CW內檢測到同步字SYNC(Y)，則控制器對跟在同步字之后并對應于字段A的接收機時隙的64位執行處理步驟(A2)；如果未檢測到同步字SYNC(N)，則執行測試T5。
·然后對比較步驟的結果執行測試T2。如果在處理步驟中發現校驗字CRC(Y)，則執行測試T3；如果未發現校驗字CRC(N)，則執行測試T6。
·測試T3驗證字段A是否含有基站標識符。如果是(Y)，則執行測試T4；如果不是(N)，則在測試T3后是等待新幀載入的步驟(A3)。當新幀被載入后，所述同步方法從相關步驟(A1)重新開始。
·測試T4檢查基站標識符的有效性。如果所述標識可被接收機識別(Y)，則執行同步步驟(A4)，控制器判定同步消息在接收機時隙中的位置并因而將時基移位以使其對準基站時基；如果不是這樣(N)，則執行減小相關窗口大小的步驟(A5)。相關窗口的下限變成等于z，其中z是嚴格地大于在接收機時隙中確定的同步字最后位數的整數，因而，在裝載下一幀的過程中(A3)，所述方法能使接收機時隙剩下的部分被掃描到，其中，可在相關窗口內檢測到現在與含有可被接收機識別的基站標識符的同步消息相對應的另一個同步字。
·測試T5能使在同步字和一部分接收機時隙的內容間的多個相關測試得以執行，該測試的執行是為了避免可能出錯的風險。如果約定的測試數量達到了(Y)，則對于所考慮的時隙部分，所述同步方法暫停(中間狀態S2)；如果不是這樣(N)，則所述方法在裝載新幀(A3)之后從開頭(A1)重新開始。
·測試T6在檢驗字CRC和字段A的內容之間作數次比較。如果幾次測試結果都不成功(Y)，為了在裝載入下一幀后掃描剩下的時隙部分，相關窗口被減小(A5)；如果不是這樣，則用不變的相關窗口掃描下一幀。
·一旦達到同步(A4)，所述同步方法結束(最終狀態S3)，并且用于接收機時隙的23個其它部分的測試不再繼續。
在最佳實施例中，為了進行下一步測試，相關結果應為最大值；否則，要執行大量的測試。在另一個實施例中，還容許例如一或兩個單位的相關結果中的錯誤，以便限制執行的測試的次數。
圖6是表示依照本發明的同步方法掃描n個時間間隔的TDMA幀和頻率掃描的處理過程的流程圖P2。
·首先，開始搜索接收機與基站之間同步(初始狀態S10)，例如通過接通接收機開始搜索。
·隨后是為定義初始接收頻率而對頻率合成器SYNT進行的編程步驟(A10)。
·對關于24個時隙部分與基站的同步所作搜索的狀態進行測試T10。如果這些部分中的一個達到其最終狀態S3(Y)，則結束掃描處理過程(S11)。
·在相反情況下(N)，執行測試T11以檢查接收機所有時隙部分是否均已達中間狀態S2，后者對應于在相關窗口內沒有檢測到同步字的情況。如果是這樣(Y)，則執行測試T12；如果不是(N)，則掃描過程返回測試T10。
·測試T12涉及掃描子步驟的數量，一個TMDA幀在n個連續的掃描子步驟中被掃描。如果所述數量等于n(Y)，即如果整個幀已被掃描，則掃描過程從頭開始，并且測試一個新頻率(A10)。
·在相反情況下(N)，由控制器進行對寄存器內容移位的步驟(A11)，每次移位量等于480除以n的商的整數值，且掃描過程返回測試T10。
要指出的是“包含(包括)”一詞的使用不排除出現與權利要求中定義的那些不同的任何步驟或元件。
權利要求
1．一種在TDMA型的電信系統中接收機與基站同步的方法，所述方法包括-將所述基站發送的TDMA幀存儲在所述接收機的m個時隙中的步驟，-并行計算所述接收機時隙內容的一部分與同步消息的至少一部分的相關積的相關步驟，-在所述接收機某一時隙中一發現含有所述接收機可識別的基站標識符的同步消息就中斷所述相關步驟并且確定所述同步消息在所述時隙中的位置的監控步驟，-基于所述同步消息在所述接收機的所述時隙中位置的確定而使所述接收機與所述基站同步的步驟。
2．權利要求1的同步方法，其特征在于所述存儲和相關步驟對于不同頻率值是重復執行的直至含有所述接收機可識別的基站標識符的所述同步消息被所述監控步驟確定。
3．權利要求1的同步方法，其特征在于所述監控步驟在n個連續子步驟中接收相關窗口CW內所述相關步驟的結果，n嚴格地大于1，所述相關窗口的寬度大于一個參考值，該參考值等于時隙的總位數除以n的比值取整的整數，以及所述接收機的所述時隙內容在每個子步驟中被移位到所述參考值左邊。
4．權利要求1的同步方法，其特征在于所述監控步驟接收相關窗口內相關步驟的結果，所述相關窗口從所述接收機的某時隙的某位、即所述同步消息中所述同步字的最后一位之后開始至所述接收機同一時隙某位之前結束，其位數相當于時隙總位數與包含所述基站標識符的字段的位數之間的差值。
5．權利要求3和4中任何一個的同步方法，其特征在于包括減小所述相關窗口的步驟，所述相關窗口從這樣的位開始，該位的位數嚴格地大于在接收機時隙中先前的無效同步消息的同步字的最后位數。
6．一種接收機，它包括能使TDMA型電信系統中所述接收機與基站同步的同步裝置，所述同步裝置包括-部件STO，用于將所述基站發送的各TDMA幀存儲于m個存儲單元中，-相關部件COR，它并行計算在所述m個存儲單元中時隙內容的一部分與同步消息的至少一部分的相關積，-控制器CONT，它在某個存儲單元中一發現含有所述接收機可識別的基站標識符的同步消息時立即中斷所述相關部分的計算并確定所述同步消息在所述存儲單元中的位置以便使所述接收機與所述基站同步。
7．權利要求6的接收機，其特征在于包括頻率合成器SYNT，后者可被編程至所述電信系統的不同工作頻率，并且其控制器如果在所述接收機存儲單元中未發現含有所述接收機可識別的同步消息就設置一個新頻率。
8．權利要求7的接收機，其特征在于所述頻率合成器工作在閉環狀態以便確保在至少等于一個幀的持續時間的一段時間內接收頻率的穩定性。
9．一種TDMA型電信系統，它包括至少一個權利要求6的接收機和至少一個基站。
全文摘要
本發明描述一種能使接收機將其時基對準基站的時基的同步方法和裝置。該裝置包括頻率合成器,存儲部件STO,相關部件COR和控制器CONT。頻率合成器被編程到所述系統工作頻率之一;存儲部件STO包括m個存貯單元REG1至REGm并能存儲由基站發送的TDMA幀;相關部件COR并行計算存貯單元內容的一部分與含有同步字SYNC的同步消息的一部分的相關積;控制器CONT一發現含有可被接收機識別的基站標識符的同步消息就中斷相關部件,并且基于確定同步消息在接收機存貯單元中的位置而確保接收機與基站的同步。在失敗的情況下,本同步方法會以新的頻率重新開始,直至獲得可被接收機識別的基站標識符。
文檔編號H04W56/00GK1304231SQ01103028
公開日2001年7月18日 申請日期2001年1月8日 優先權日2000年1月11日
發明者A·塔維爾德特 申請人:皇家菲利浦電子有限公司