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DE10211235A1 - Generating frequency hopping frequency sequence involves dividing available frequency band into defined number of non-overlapping sub-bands, selecting defined bands per time marker of hopping timer - Google Patents

Generating frequency hopping frequency sequence involves dividing available frequency band into defined number of non-overlapping sub-bands, selecting defined bands per time marker of hopping timer

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Publication number
DE10211235A1
DE10211235A1 DE2002111235 DE10211235A DE10211235A1 DE 10211235 A1 DE10211235 A1 DE 10211235A1 DE 2002111235 DE2002111235 DE 2002111235 DE 10211235 A DE10211235 A DE 10211235A DE 10211235 A1 DE10211235 A1 DE 10211235A1
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DE
Germany
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frequency
hopping
sequence
sub
bands
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DE2002111235
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German (de)
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DE10211235B4 (en
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Jan Endresen
Christoffer Apneseth
Dacfey Dzung
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ABB Research Ltd Switzerland
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/713Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • H04B1/7143Arrangements for generation of hop patterns

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

The method involves determining a periodic step frequency sequence by specifying a hop bandwidth and an n-ary integral sequence. It involves dividing the available frequency band into a non-overlapping sub-bands and using a first periodic sequence to select a defined band per time marker of a hopping timer. Each sub-band has a defined number of different hop frequencies. A second periodic sequence is used to select a defined band per time marker. The method involves determining a periodic frequency hopping step frequency sequence by specifying a frequency hop bandwidth and an n-ary integral sequence. It involves dividing the available frequency band into a defined number of non-overlapping sub-bands and using a first periodic sequence to select a defined band per time marker of a frequency hopping timer. Each sub-band contains a defined number of different hop frequencies and a second periodic sequence is used to select a defined band per time marker of a frequency hopping timer in order to satisfy a given relationship between frequency and bandwidth.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Generierung einer Frequency Hopping Frequenzfolge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method for generating frequency hopping Frequency sequence according to the preamble of claim 1.

Frequency Hopping FH ist ein bekanntes Verfahren auf dem Gebiet der drahtlosen Kommunikation, um frequenz-selektivem Fading und Interferenzen entgegenzuwirken. Die Übertragungsfrequenz (Trägerfrequenz) springt dabei über einem weiten Frequenzband gemäß einer festgelegten Sprung-Frequenzfolge, welche sowohl dem Sender als auch dem Empfänger bekannt ist. Für Übertragungskanäle mit frequenzabhängigen Übertragungsbedingungen und relativ hohen Fehlerraten kann mittels Frequency Hopping sichergestellt werden, daß eine Übertragung mit ausreichender Qualität und ausreichend niedriger Fehlerrate erfolgt. In Verbindung mit Fehlerüberwachungsverfahren - wie beispielsweise FEC (Forward Error Correction) oder ARQ (Automatic Repeat Request) - ist vielfach mittels eines Frequency Hopping Systems eine zuverlässige Kommunikation erzielbar. Frequency hopping FH is a well-known method in the field of wireless Communication to counter frequency-selective fading and interference. The transmission frequency (carrier frequency) jumps over a wide range Frequency band according to a set hop frequency sequence, which both the Sender as well as the receiver is known. For transmission channels with frequency-dependent transmission conditions and relatively high error rates can be achieved using frequency Hopping to ensure that transmission is of sufficient quality and sufficiently low error rate occurs. Combined with Error monitoring methods - such as FEC (Forward Error Correction) or ARQ (Automatic Repeat Request) - is often a reliable one using a frequency hopping system Communication achievable.

Die Grundlagen des Frequency Hopping sind beispielsweise aus J. G. Proakis, Digital Communications, McGraw Hill, 1983, Section 8.3, pp. 580-587 bekannt. The basics of frequency hopping are, for example, from J.G. Proakis, Digital Communications, McGraw Hill, 1983, Section 8.3, pp. 580-587.

Des weiteren wird auf das Fachbuch K. Dostert, Powerline Kommunikation, Francis Verlag GmbH Poing, 2000, Seiten 116-123 hingewiesen. Furthermore, reference is made to the specialist book K. Dostert, Powerline Kommunikation, Francis Verlag GmbH Poing, 2000, pages 116-123.

Bei standardisierter drahtloser Kommunikation mit Frequency Hopping sind die Frequency Hopping Frequenzfolgen vielfach als Pseudo-Zufallsfolgen festgelegt. Dabei ist es möglich, periodische Frequency Hopping Sprung-Frequenzfolgen derartig festzulegen, daß die Frequenzfolgen nur geringe Korrelation aufweisen, was insbesondere dann von großer Wichtigkeit ist, wenn Frequency Hopping für Vielfachzugriff eingesetzt wird. With standardized wireless communication with frequency hopping these are Frequency hopping Frequency sequences are often defined as pseudo-random sequences. It is it is possible to use periodic frequency hopping hop frequency sequences like this determine that the frequency sequences have little correlation, which in particular is of great importance if frequency hopping is used for multiple access becomes.

Eine Frequency Hopping Frequenzfolge kann durch eine n-äre ganzzahlige Folge X(.) repräsentiert werden. Eine n-äre Darstellung ist dabei allgemein eine Darstellung auf der Basis von 1, 2, 3. . ., n Zeichen bzw. Zahlen. Der Taktimpuls des Frequency Hopping Taktgebers liest jeweils die ganzzahlige Komponente der Folge mit Index i

X(i) ∈ [0. .n - 1]

aus, welche dann bei Bildung der aktuellen Übertragungsfrequenz f(i) = f0 + X(i).BH verwendet wird, wobei f0 die vorgegebene Basisfrequenz und BH die vorgegebene Frequenzsprung-Bandbreite darstellen. Mit geeigneter Auswahl der Anzahl an Gliedern überspannt die Frequency Hopping Frequenzfolge über ihre Periode das gesamte zugewiesene Frequenzband, d. h. alle Frequenzen dieses Frequenzbandes werden - stets unter Beachtung der Frequenzsprung-Bandbreite - verwendet.
A frequency hopping frequency sequence can be represented by an n-ary integer sequence X (.). An n-ary representation is generally a representation based on 1, 2, 3.. ., n characters or numbers. The clock pulse of the frequency hopping clock generator reads the integer component of the sequence with index i

X (i) ∈ [0. .n - 1]

which is then used when the current transmission frequency f (i) = f 0 + X (i) .B H is formed, where f 0 represents the predefined base frequency and B H the predefined frequency hopping bandwidth. With a suitable selection of the number of links, the frequency hopping frequency sequence spans the entire assigned frequency band over its period, ie all frequencies of this frequency band are used, always taking into account the frequency hopping bandwidth.

Es wird hierzu auf A. A. Shaar and P. A. Davies, "A survey of one-coincidence sequences for frequency-hopped spread spectrum systems", IEE Proceedings, Vol. 131, Pt.F, No. 7, December 1984, pp. 719-724 hingewiesen. For this, reference is made to A. A. Shaar and P. A. Davies, "A survey of one-coincidence sequences for frequency-hopped spread spectrum systems ", IEE Proceedings, Vol. 131, Pt.F, No. 7, December 1984, pp. 719-724.

Die bekannten periodischen Frequency Hopping Sprung-Frequenzfolgen berücksichtigen nicht den Frequenzabstand zwischen unmittelbar aufeinanderfolgen Frequenzsprüngen. Infolgedessen haben aufeinanderfolgende Übertragungen oftmals hohe Fehlerraten, insbesondere wenn unmittelbar aufeinanderfolgende Frequenzsprünge bei ähnlichen Frequenzen erfolgen, so in denjenigen Fällen, bei denen die Kohärenz- Bandbreite des durch Fading beeinflußten Übertragungskanals groß ist oder bei denen ein Interferenzsignal mit großer Bandbreite - verglichen mit der Frequenzsprung- Bandbreite BH des Frequency Hopping Systems - auftritt. The known periodic frequency hopping jump frequency sequences do not take into account the frequency spacing between immediately successive frequency jumps. As a result, consecutive transmissions often have high error rates, especially if there are immediately consecutive frequency hops at similar frequencies, in those cases where the coherence bandwidth of the transmission channel influenced by fading is large or where an interference signal with a large bandwidth - compared to the frequency hopping - Bandwidth B H of the frequency hopping system - occurs.

Ein solches Auftreten von Fehlern während der aufeinanderfolgenden Übertragung kann nicht in zufriedenstellender Art und Weise durch Fehlerüberwachungsverfahren korrigiert werden, wenn hohe Anforderungen bezüglich der tolerierbaren Gesamtübertragungsverzögerung bestehen. Such an occurrence of errors during the successive transmission can not be satisfactorily through failure monitoring procedures be corrected if high demands regarding the tolerable There is a total transmission delay.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Generierung einer optimierten Frequency Hopping Frequenzfolge in drahtlosen Kommunikationssystemen anzugeben. The invention has for its object a method for generating a optimized frequency hopping frequency sequence in wireless communication systems specify.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This task is combined with the features of the generic term solved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Verfahren zur Erzeugung einer Frequency Hopping Frequenzfolge vorgeschlagen wird, bei dem unmittelbar aufeinanderfolgende Frequenzsprünge hinsichtlich ihrer Frequenz vorteilhaft einen weiten Abstand aufweisen. The advantages that can be achieved with the invention are in particular that a Method for generating a frequency hopping frequency sequence is proposed at the immediately successive frequency hops in terms of their frequency advantageously have a wide distance.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich. Further advantages are evident from the description below.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims characterized.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to that in the single drawing Embodiment explained in more detail.

Die Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dabei wie folgt:

  • 1. Das verfügbare Gesamt-Frequenzband wird in eine Anzahl nB nicht überlappende Teil-Frequenzbänder aufgeteilt, so daß diese nB Teil-Frequenzbänder zusammen das zur Verfügung stehende Gesamt-Frequenzband vollständig abdecken, wobei jedes Teil-Frequenzband eine Anzahl nI unterschiedliche Sprungfrequenzen enthält. Die Bandbreite eines Teil-Frequenzbandes

    BS = nI.BH

    muß größer sein als die Bandbreite von auftretendem Fading oder von auftretenden Interferenzen. Eine ganzzahlige Folge W(.) wird benutzt, um ein bestimmtes Teil- Frequenzband bei jeder Zeitmarke n des Frequency Hopping Taktgebers auszuwählen, wobei für die ganzzahligen Komponenten W(j) der Folge W(.) mit Index j gilt:

    W(j) ∈ [0. .nB - 1].
The details of the method according to the invention are as follows:
  • 1. The available total frequency band is divided into a number n B of non-overlapping sub-frequency bands, so that these n B sub-frequency bands together completely cover the available total frequency band, each sub-frequency band having a number n I different hopping frequencies contains. The bandwidth of a sub-frequency band

    B S = n I .B H

    must be greater than the range of fading or interference that occurs. An integer sequence W (.) Is used to select a specific sub-frequency band at each time stamp n of the frequency hopping clock generator, where the integer components W (j) of the sequence W (.) With index j apply:

    W (j) ∈ [0. .n B - 1].

Bei ausgewähltem Teil-Frequenzband bestimmt eine eigene ganzzahlige Folge X(.) die Sprungfrequenzen innerhalb dieses Teil-Frequenzbandes, wobei für die ganzzahligen Komponenten X(i) der Folge X(.) mit i Gliedern gilt:

X(i) ∈ [0. .nI - 1].
When the sub-frequency band is selected, a separate integer sequence X (.) Determines the hopping frequencies within this sub-frequency band, whereby for the integer components X (i) of the sequence X (.) With i terms:

X (i) ∈ [0. .n I - 1].

Die aktuelle Übertragungsfrequenz f beträgt dann

f = f0 + W.BS + X.BH.
The current transmission frequency is then f

f = f 0 + WB S + XB H.

Da sich W zu jeder Zeitmarke des Frequency Hopping Taktgebers ändert, erzeugt dieses vorgeschlagene Frequency Hopping Verfahren wie gewünscht Frequenzfolgen mit aufeinanderfolgende Frequenzsprüngen, deren Frequenzabstand zwangsläufig zumindest der Bandbreite BS eines Teil-Frequenzbandes entspricht.

  • 1. Eine spezielle und bevorzugte Art der Erzeugung derartiger Frequency Hopping Frequenzfolgen mit geringer Kreuzkorrelation beginnt mit der Auswahl aus zwei separaten Gruppen von periodischen Folgen W und X

    W = {W1(j), . . .WK(j)} (erste Gruppe) und

    X = {X1(i), . . .XI(i)} (zweite Gruppe),

    wobei geringe Kreuzkorrelation bei den Folgen innerhalb einer jeden Gruppe auftritt. K entspricht dabei der Anzahl der nicht überlappenden Teil-Frequenzbänder und I der Anzahl der Sprungfrequenzen eines Teil-Frequenzbandes, d. h. es gibt prinzipiell K unterschiedliche Folgen W und I unterschiedliche Folgen X mit guten Korrelationseigenschaften. Somit sind bei Kombination beider ausgewählten Folgen K.I unterschiedliche Kombinationen und damit Folgen realisierbar. Die Auswahl einer Folge aus den Gruppen erfolgt durch Vorgabe von co und ci, wobei co eine ausgewählte Zahl zwischen 1 und K sowie ci eine ausgewählte Zahl zwischen 1 und I ist. Die ausgewählten Folgen werden dann entsprechend

    f = f0 + Wco(j).BS + Xci(i).BH,

    miteinander kombiniert, um Frequenzfolgen zu erzeugen, welche ebenfalls wie gewünscht niedrige Kreuzkorrelation haben. Wco(j) und Xci(i) repräsentieren somit die ausgewählten, geeigneten Folgen zur Generierung der Übertragungsfrequenzen.
Since W changes at every time stamp of the frequency hopping clock generator, this proposed frequency hopping method generates, as desired, frequency sequences with successive frequency hops, the frequency spacing of which inevitably corresponds to the bandwidth B S of a sub-frequency band.
  • 1. A special and preferred way of generating such frequency hopping frequency sequences with low cross correlation begins with the selection from two separate groups of periodic sequences W and X.

    W = {W 1 (j),. , .W K (j)} (first group) and

    X = {X 1 (i),. , .X I (i)} (second group),

    with low cross correlation in the consequences within each group. K corresponds to the number of non-overlapping sub-frequency bands and I to the number of hopping frequencies of a sub-frequency band, ie there are in principle K different sequences W and I different sequences X with good correlation properties. Thus, when combining the two selected AI sequences, different combinations and thus sequences can be realized. A sequence is selected from the groups by specifying c o and c i , where c o is a selected number between 1 and K and c i is a selected number between 1 and I. The selected episodes will then be corresponding

    f = f 0 + W co (j) .B S + X ci (i) .B H ,

    combined with each other to produce frequency sequences which also have low cross-correlation as desired. W co (j) and X ci (i) thus represent the selected, suitable sequences for generating the transmission frequencies.

Insbesondere können die Maßnahmen gemäß dem Dokument A. A. Shaar and P. A. Davies, "A survey of one-coincidence sequences for frequency-hopped spread spectrum systems", IEE Proceedings, Vol. 131, Pt.F, No. 7, December 1984, pp. 719-726 angewandt werden, um periodische Folgen W und X mit niedriger Korrelation zu erhalten. Falls diese Folgen W bzw. X eine Periode pW(≍ nB) bzw. pX(≍ nI) entsprechend diesem Dokument aufweisen, dann sollte die Zeitmarken n des Taktgebers des Frequency Hopping Systems entsprechend
j = n mod pW und
i = n mod pX
eingeteilt werden, um Wco(j) und Xci(i) auszuwählen. Die resultierenden Folgen haben eine Periode pW.pX (Anmerkung: Mittels a mod b wird der Divisionsrest bei ganzzahliger Division ermittelt, beispielsweise 0 mod 4 = 0, 1 mod 4 = 1, 2 mod 4 = 2, 3 mod 4 = 3, 4 mod 4 = 0, 5 mod 4 = 1, 6 mod 4 = 2. . .)

  • 1. Bei bidirektionalen Übertragungen - beispielsweise für Uplink UL und Downlink DL eines zellulären drahtlosen Frequency Hopping Kommunikations Systems - kann das erfindungsgemäße Verfahren auf ein Frequency Division Duplex (FDD) System mit Frequency Hopping ausgedehnt werden, wobei Uplink UL und Downlink DL vorteilhaft das gleiche Gesamt-Frequenzband benutzen können und dennoch in jedem Augenblick ein großer Frequenzabstand zwischen einer Uplink-Übertragung und einer Downlink-Übertragung sichergestellt ist. Ein derart großer Duplex-Abstand ist bei Funkübertragungen wünschenswert. Mit anderen Worten: Es ist zur Implementierung eines Duplex Frequency Hopping Systems vorteilhaft nicht erforderlich, unterschiedliche, nichtüberlappende Frequenzbänder vorzugeben. Dies wird erreicht, indem folgende Zuteilungen erfolgen:
    Übertragungsfrequenz bei Downlink: fDL = f0 + Wco(j).BS + Xci(i).BH
    Übertragungsfrequenz bei Uplink: fUL = f0 + ((Wco(j) + nI/2)mod nB).BS + Xci(i).BH.
In particular, the measures according to the document AA Shaar and PA Davies, "A survey of one-coincidence sequences for frequency-hopped spread spectrum systems", IEE Proceedings, Vol. 131, Pt.F, No. 7, December 1984, pp. 719-726 can be used to obtain periodic sequences W and X with low correlation. If these sequences W or X have a period p W (≍ n B ) or p X (≍ n I ) in accordance with this document, then the time stamps n of the clock of the frequency hopping system should be corresponding
j = n mod p W and
i = n mod p X
can be classified to select W co (j) and X ci (i). The resulting sequences have a period p W .p X (Note: a mod b is used to determine the remainder of the division for integer division, e.g. 0 mod 4 = 0, 1 mod 4 = 1, 2 mod 4 = 2, 3 mod 4 = 3 , 4 mod 4 = 0, 5 mod 4 = 1, 6 mod 4 = 2...)
  • 1. In the case of bidirectional transmissions - for example for uplink UL and downlink DL of a cellular wireless frequency hopping communication system - the method according to the invention can be extended to a frequency division duplex (FDD) system with frequency hopping, with uplink UL and downlink DL advantageously having the same total -Frequency band can be used and yet a large frequency spacing between an uplink transmission and a downlink transmission is ensured at any moment. Such a large duplex distance is desirable for radio transmissions. In other words: to implement a duplex frequency hopping system, it is advantageously not necessary to specify different, non-overlapping frequency bands. This is achieved by making the following allocations:
    Downlink transmission frequency: f DL = f 0 + W co (j) .B S + X ci (i) .B H
    Transmission frequency with uplink: f UL = f 0 + ((W co (j) + n I / 2) mod n B ) .B S + X ci (i) .B H.

Diese Modifikation nutzt die gleichen Frequenzen und stellt sicher, daß zwischen den in der Downlink-Richtung und den in der Uplink-Richtung benutzten Frequenzen fDL, fUL in jedem Augenblick ein zumindest durch ein Teil-Frequenzband repräsentierter Frequenzabstand besteht. This modification uses the same frequencies and ensures that between the frequencies f DL , f UL used in the downlink direction and in the uplink direction there is at any moment a frequency distance represented by at least one partial frequency band.

Insgesamt stellt das vorgeschlagene Verfahren sicher, daß zwischen aufeinanderfolgenden Frequenzsprüngen einer Gruppe einer Frequency Hopping Frequenzfolge ein großer Frequenzabstand und niedrige Korrelation besteht. Bei zusätzlicher Kombination mit Fehlerüberwachungsverfahren, wie FEC (Forward Error Correction) und/oder ARQ (Automatic Repeat Request) gewährleistet das vorgeschlagene Verfahren eine zuverlässige, verzögerungsarme Datenübertragung (mit geringer Gesamtübertragungsverzögerung). Darüber hinaus kann das vorgeschlagene Verfahren in einfacher Art und Weise herangezogen werden, um ein Schema für ein Frequency Division Duplex (FDD) System mit Frequency Hopping in einem gemeinsamen Frequenzband zu realisieren. Overall, the proposed method ensures that between successive frequency hops of a group of a frequency hopping frequency sequence there is a large frequency spacing and low correlation. With additional combination with error monitoring methods such as FEC (Forward Error Correction) and / or ARQ (Automatic Repeat Request), the proposed method ensures a reliable, low-delay data transmission (with low Total transmission delay). In addition, the proposed method can be simple and How to use a Frequency Division Duplex (FDD) scheme Realize system with frequency hopping in a common frequency band.

Das vorgeschlagene Verfahren ist sowohl beim "Langsamen (Slow) Frequency Hopping" als auch beim "Schnellen (Fast) Frequency Hopping" anwendbar, bei dem ein Wechsel der Zeitmarken bei jedem TDMA-Datenübertragungsblock bei einem TDMA System (Time Division Multiple Access), bei jedem Symbol bzw. bei jedem Chip auftritt. The proposed method is both for the "Slow (Slow) Frequency Hopping "as well as" Fast (Fast) Frequency Hopping ", in which a Change of time stamps for each TDMA frame at a TDMA System (Time Division Multiple Access), occurs with every symbol or with every chip.

In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel für ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenes bidirektionales Frequency Hopping System im 2,4 GHz Frequenzband dargestellt. Es sind Zeitmarken n des Taktgebers im Bereich 0. . .67 sowie die zugeordneten Übertragungsfrequenzen f(n) im Bereich 2400. . .2480 MHz gezeigt. Für das Ausführungsbeispiels gilt:

  • - nB = 4, d. h. vier Teil-Frequenzbänder, Periode pW = 4:
  • - nI = 17, d. h. 17 Übertragungsfrequenzen pro Teil-Frequenzband, Periode PX = 17,
  • - f0 = 2404 MHz,
  • - Frequenzsprung-Bandbreite BH = 1 MHz,
  • - Bandbreite eines Teil-Frequenzbandes BS = 20 MHz,
  • - Die Folge Wco ist willkürlich (als eine von vier Möglichkeiten) gewählt zu:
    3 2 1 0
  • - Die Folge Xci ist willkürlich (als eine von 17 Möglichkeiten) gewählt zu:
    0 12 7 2 14 9 4 16 11 6 1 13 8 3 15 10 5
  • - Die kombinierten Folgen für fDL (Downlink) und fUL (Uplink) haben jeweils eine Periode pW.pX = 68
The single figure shows an exemplary embodiment of a bidirectional frequency hopping system operated in accordance with the method according to the invention in the 2.4 GHz frequency band. There are time stamps n of the clock generator in the range 0. .67 and the assigned transmission frequencies f (n) in the range 2400.. .2480 MHz shown. The following applies to the exemplary embodiment:
  • - n B = 4, ie four sub-frequency bands, period p W = 4:
  • - n I = 17, ie 17 transmission frequencies per sub-frequency band, period P X = 17,
  • - f 0 = 2404 MHz,
  • - frequency hopping bandwidth B H = 1 MHz,
  • Bandwidth of a sub-frequency band B S = 20 MHz,
  • - The sequence W co is chosen arbitrarily (as one of four possibilities) to:
    3 2 1 0
  • - The sequence X ci is chosen arbitrarily (as one of 17 possibilities) to:
    0 12 7 2 14 9 4 16 11 6 1 13 8 3 15 10 5
  • - The combined sequences for f DL (downlink) and f UL (uplink) each have a period p W .p X = 68

Wie in der Figur zu erkennen ist, decken die vier Teil-Frequenzbänder folgende Frequenzbereiche ab:

  • - das erste Teil-Frequenzband den Bereich von 2404 MHz bis 2420 MHz,
  • - das zweite Teil-Frequenzband den Bereich von 2424 MHz bis 2440 MHz,
  • - das dritte Teil-Frequenzband den Bereich von 2444 MHz bis 2460 MHz,
  • - das vierte Teil-Frequenzband den Bereich von 2464 MHz bis 2480 MHz.
As can be seen in the figure, the four sub-frequency bands cover the following frequency ranges:
  • - the first sub-frequency band covers the range from 2404 MHz to 2420 MHz,
  • - the second sub-frequency band covers the range from 2424 MHz to 2440 MHz,
  • - the third sub-frequency band covers the range from 2444 MHz to 2460 MHz,
  • - The fourth sub-frequency band covers the range from 2464 MHz to 2480 MHz.

In der Figur sind die bei Downlink DL stattfindenden Frequenzsprünge mit Vollkreis und durchgezogenem Linienzug dargestellt, während die bei Uplink stattfindenden Frequenzsprünge mittels Kreisring und gestricheltem Linienzug gezeigt sind. Für die bei Downlink stattfindenden Frequenzsprünge gelten die Zusammenhänge gemäß der nachfolgende Tabelle (der Beginn einer Periode der Folgen Wco und Xci ist jeweils gekennzeichnet):




In the figure, the frequency hops taking place at downlink DL are shown with a full circle and a solid line, while the frequency hops taking place at uplink are shown by means of a circular ring and dashed lines. For the frequency hops taking place at Downlink, the relationships according to the following table apply (the beginning of a period of the sequences W co and X ci is marked):




Beispielexample

Für die Zeitmarke n = 41 ergibt sich gemäß der vorstehend angegebenen Beziehung

fDL = f0 + Wco(j).BS + Xci(i).BH → fDL = 2404 + 3.20 + 4.1 = 2468 MHz.
For the time stamp n = 41, this results from the relationship given above

f DL = f 0 + W co (j) .B S + X ci (i) .B H → f DL = 2404 + 3.20 + 4.1 = 2468 MHz.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft in Kombination mit einem Fehlerüberwachungsverfahren - wie FEC (Forward Error Correction) und/oder ARQ (Automatic Repeat Request) - verwendet werden, wobei die in diesen Fehlerüberwachungsverfahren verwendeten Signalwiederholungen bzw. Redundanzen in aufeinanderfolgenden Sprungfrequenzen und somit (durch das erfindungsgemäße Verfahren bedingt) in verschiedenen der nicht überlappenden Teil-Frequenzbänder erfolgen, so daß innerhalb aufeinanderfolgeder Übertragungen mit großer Wahrscheinlichkeit einzelne Übertragungen ungestört erfolgen. In Kombination des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den bekannten Verfahren FEC oder ARQ resultiert somit eine sichere Übertragung von Daten mit gewünscht kleiner Verzögerung. Bezugszeichenliste BH Frequenzsprung-Bandbreite
BS Bandbreite eines Teil-Frequenzbandes
co ausgewählte Zahl zwischen 1 und K
ci ausgewählte Zahl zwischen 1 und I
DL Downlink
f0 Basisfrequenz
f, f(i) aktuelle Übertragungsfrequenz
fDL Übertragungsfrequenz bei Downlink
fUL Übertragungsfrequenz bei Uplink
FH Frequency Hopping
i Index in der Folge X
I Anzahl der Sprungfrequenzen eines Teil-Frequenzbandes
j Index in der Folge W
K Anzahl der voneinander getrennten Teil-Frequenzbänder
n Zeitmarke des Taktgebers
nB Anzahl der voneinander getrennten Teil-Frequenzbänder
nI Anzahl der Sprungfrequenzen eines Teil-Frequenzbandes
pW Periode der Folge W
pX Periode der Folge X
UL Uplink
W(.) ganzzahlige Folge
W(j) ∈ [0. . .nB - 1] ganzzahlige Komponenten der Folge
W = {W1(j), . . .WK(j)} Gruppe von periodischen Folgen
Wco(j) Folge
Xci(i) Folge
X(i) ∈ [0. . .nI - 1] ganzzahlige Komponenten der Folge
X(.) n-äre ganzzahlige Folge
X = {X1(i), . . .XI(i)} Gruppe von periodischen Folgen
The method according to the invention can advantageously be used in combination with an error monitoring method - such as FEC (Forward Error Correction) and / or ARQ (Automatic Repeat Request) - the signal repetitions or redundancies used in these error monitoring methods in successive hopping frequencies and thus (by the inventive Depending on the method) take place in different of the non-overlapping sub-frequency bands, so that within successive transmissions it is very likely that individual transmissions will take place undisturbed. In combination of the method according to the invention with the known methods FEC or ARQ, this results in a secure transmission of data with the desired small delay. List of reference symbols B H Frequency hopping bandwidth
B S bandwidth of a sub-frequency band
c o selected number between 1 and K
c i selected number between 1 and I.
DL downlink
f 0 base frequency
f, f (i) current transmission frequency
f DL transmission frequency with downlink
f UL transmission frequency for uplink
FH frequency hopping
i index in sequence X
I Number of hopping frequencies in a sub-frequency band
j Index in the sequence W
K Number of separate sub-frequency bands
n Timestamp of the clock
n B Number of separate sub-frequency bands
n I Number of hopping frequencies in a sub-frequency band
p W period of the sequence W
p X period of the sequence X
UL uplink
W (.) Integer sequence
W (j) ∈ [0. , .n B - 1] integer components of the sequence
W = {W 1 (j),. , .W K (j)} group of periodic sequences
W co (j) episode
X ci (i) sequence
X (i) ∈ [0. , .n I - 1] integer components of the sequence
X (.) N-ary integer sequence
X = {X 1 (i),. , .X I (i)} group of periodic sequences

Claims (4)

1. Verfahren zur Generierung einer Frequency Hopping Frequenzfolge, wobei eine periodische Frequency Hopping Sprung-Frequenzfolge durch Vorgabe einer Frequenzsprung-Bandbreite und einer n-ären ganzzahligen Folge festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das verfügbare Gesamt-Frequenzband in eine vorgegebene Anzahl nB nicht überlappende Teil-Frequenzbänder aufgeteilt wird, wobei jedes Teil- Frequenzband die Bandbreite BS aufweist,
daß eine erste nB-äre ganzzahlige periodische Folge W mit Index j benutzt wird, um ein bestimmtes Frequenzband bei jeder Zeitmarke (n) des Frequency Hopping Taktgebers auszuwählen,
daß jedes Teil-Frequenzband eine vorgegebene Anzahl nI unterschiedliche Sprungfrequenzen enthält, wobei die Frequenzsprung-Bandbreite BH beträgt,
daß eine zweite nI-äre ganzzahlige periodische Folge X mit Index i benutzt wird, um eine bestimmte Sprungfrequenz bei jeder Zeitmarke (n) des Frequency Hopping Taktgebers auzuwählen,
so daß die aktuelle Übertragungsfrequenz f beträgt:
f = f0 + W.BS + X.BH,
wobei f0 die Basisfrequenz ist.
1. A method for generating a frequency hopping frequency sequence, a periodic frequency hopping jump frequency sequence being defined by specifying a frequency hopping bandwidth and an n-ary integer sequence, characterized in that
that the available total frequency band is divided into a predetermined number n B non-overlapping sub-frequency bands, each sub-frequency band having the bandwidth B S ,
that a first n B -ary integer periodic sequence W with index j is used to select a specific frequency band at each time stamp (s) of the frequency hopping clock generator,
that each sub-frequency band contains a predetermined number n I of different hopping frequencies, the frequency hopping bandwidth being B H ,
that a second n I -ary integer periodic sequence X with index i is used to select a specific hopping frequency at each time stamp (s) of the frequency hopping clock generator,
so that the current transmission frequency is f:
f = f 0 + WB S + XB H ,
where f 0 is the base frequency.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Einsatz eines Fehlerüberwachungsverfahrens - wie FEC (Forward Error Correction) und/oder ARQ (Automatic Repeat Request) -, wobei die in diesen Verfahren verwendeten Signalwiederholungen bzw. Redundanzen in aufeinanderfolgenden Sprungfrequenzen und somit in verschiedenen der nicht überlappenden Teil-Frequenzbänder erfolgen. 2. The method according to claim 1, characterized by the use of a Error monitoring method - such as FEC (Forward Error Correction) and / or ARQ (Automatic Repeat Request) - being the ones used in these procedures Signal repetitions or redundancies in successive hopping frequencies and thus in different of the non-overlapping sub-frequency bands. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer Frequency Hopping Frequenzfolge mit geringer Kreuzkorrelation eine Auswahl Wco(j), Xci(i) aus zwei separaten Gruppen von periodischen Folgen W und X erfolgt: - W = {W1(j), . . .WK(j)}, - X = {X1(i), . . .XI(i)}, wobei geringe Kreuzkorrelation bei den Folgen innerhalb einer jeden Gruppe auftritt, K der Anzahl der nicht überlappenden Teil-Frequenzbänder entspricht und I der Anzahl der Sprungfrequenzen eines Teil-Frequenzbandes entspricht. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that to form a frequency hopping frequency sequence with low cross-correlation, a selection W co (j), X ci (i) is made from two separate groups of periodic sequences W and X: - W = {W 1 (j),. , .W K (j)}, - X = {X 1 (i),. , .X I (i)}, where low cross correlation occurs in the sequences within each group, K corresponds to the number of non-overlapping sub-frequency bands and I corresponds to the number of hopping frequencies of a sub-frequency band. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei bidirektionaler Übertragung Uplink UL und Downlink DL das gleiche Gesamt-Frequenzband benutzen, wobei für die Übertragungsfrequenz fDL bei Downlink und für die Übertragungsfrequenz bei Uplink fUL gilt: - fDL = f0 + Wco(j).BS + Xci(i).BH - fUL = f0 + ((Wco(j) + nI/2)mod nB).BS + Xci(i).BH. 4. The method according to claim 3, characterized in that for bidirectional transmission uplink UL and downlink DL use the same total frequency band, the following applies to the transmission frequency f DL for downlink and for the transmission frequency for uplink f UL : - f DL = f 0 + W co (j) .B S + X ci (i) .B H - f UL = f 0 + ((W co (j) + n I / 2) mod n B ) .B S + X ci (i) .B H.
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