DE3645360C2 - Digitales Telefonsystem - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System zur drahtlosen Übertragung von mehrfachen Informationssignalen, wobei digitale Zeitteilungsschaltungen zwischen einer Basisstation und einer Vielzahl von Teilnehmerstationen verwendet werden. Die Teilnehmerstationen können fest oder beweglich sein. Die Anzahl der Zeitteilungsschaltungen wird durch die Übertragungsqualität der Signale bestimmt. Die Basisstation ist mit einem externen Informationsnetz verbunden, das analog und/oder digital sein kann. Die Informationssignale werden aus der aus Sprach-, Daten-, Faksimile-, Video-, Computer- und Gerätschaftssignale bestehenden Gruppen ausgewählt. Der Modulationspegel der Signale und die dem System zugeführte Leistung werden entsprechend der Signalfehlererfassung im System eingestellt. Das System ist mit Raumdiversity ausgestattet, indem eine Vielzahl von Antennen verwendet wird, die wahlweise voneinander entfernt sind, um einen relativ hohen Signalempfang trotz Signalschwund zu liefern. Die Basisstation arbeitet über eine Vielzahl von Funkkanalpaaren. Jeder Kanalpaarbetrieb wird durch die Kombination einer Sendekanalschaltung zum Verarbeiten einer gegebenen Vielzahl von Informationssignalen, die gleichzeitig über Fernsprechleitungen der Telefongesellschaft zur gleichzeitigen Übertragung an verschiedene Teilnehmerstationen über einen gegebenen Funkkanal empfangen werden, und einer Empfangskanalschaltung zum Verarbeiten einer Vielzahl von Signalen, die gleichzeitig über einen gegebenen ...
Description
Die Erfindung betrifft ein digitales Telefonsystem
nach den Ansprüchen 1 oder 2.
Die Erfindung schafft ein System zur drahtlosen Übertragung
von mehrfachen Informationssignalen unter Verwendung digi
taler Zeitteilungsschaltungen zwischen einer Basisstation
und einer Vielzahl von Teilnehmerstationen. Die Teilnehmer
stationen können fest oder beweglich sein. Die Anzahl der
Zeitteilungsschaltungen wird durch die Übertragungsquali
tät der Signale bestimmt. Die Basisstation ist mit einem
externen Informationsnetz verbunden, das analog und/oder
digital sein kann. Die Informationssignale werden von der
aus Sprach-, Daten-, Faksimile-, Video-, Computer- und
Gerätschaftssignalen bestehenden Gruppe ausgewählt.
Die beweglichen Teilnehmerstationen können sich wahl
weise relativ schnell und relativ langsam bewegen.
Der Modulationspegel der Signale und die dem System zuge
führte Leistung werden entsprechend der Signalfehlerwahr
nehmung im System eingestellt.
Das System ist mit Raumdiversity ausgestattet, wobei ei
ne Vielzahl von Antennen verwendet werden, die wahlweise
voneinander entfernt sind, um einen relativ hohen Signal
empfang trotz Signalschwund zu liefern.
Die Basisstation arbeitet über eine Vielzahl von RF-Kanal
paaren. Jeder Kanalpaarbetrieb wird durch die Kombination
einer Sendekanalschaltung zum Verarbeiten einer vorgege
benen Vielzahl von Informationssignalen, die gleichzei
tig über Telefonfernsprechleitungen zur gleichzeitigen
übertragung an verschiedene Teilnehmerstationen über ei
nen vorgegebenen Hochfrequenz (RF)-Kanal empfangen werden,
und einer Empfangskanalschaltung zum Verarbeiten einer
Vielzahl von Signalen, die gleichzeitig über einen vorge
gebenen RF-Kanal von verschiedenen Teilnehmerstationen
empfangen werden, um Informationssignale zur Übertragung
über die Fernsprechleitungen auszugeben, ausgeführt.
Getrennte Umwandlungsgeräte sind jeweils mit jeder Fern
sprechleitung zum Umwandeln der Informationssignale, die
über die Fernsprechleitungen empfangen werden, in digi
tale Signalabtastwerte verbunden.
Die Sendekanalschaltung beinhaltet eine vorgegebene Viel
zahl von getrennten Signalkompressionsgeräten zum gleich
zeitigen Komprimieren der digitalen Signalabtastwerte,
die jeweils von getrennten Umwandlungsgeräten abgeleitet
werden, um die vorgegebene Anzahl von getrennten kom
primierten Signalen zu liefern, eine Kanalsteuerungsein
heit, die mit den Kompressionsgeräten zum sequentiellen
Vereinigen der komprimierten Signale in einen einzelnen
Sendekanal-Bitstrom verbunden ist, wobei jedes der je
weiligen komprimierten Signale eine wiederkehrende se
quentielle Schlitzposition im Sendekanal-Bitstrom ein
nimmt, die zu einem vorbestimmten Kompressionsgerät ge
hört, und eine Einheit zum Ausgeben eines Sendekanalsi
gnals zur Übertragung über den vorbestimmten RF-Kanal
als Antwort auf den Sendekanal-Bitstrom.
Eine Vermittlungseinrichtung verbindet die jeweiligen ge
trennten Umwandlungsgeräte mit den angegebenen getrennten Kom
pressionsgeräten.
Eine fernverbundene Zentraleinheit ist mit den Fern
sprechleitungen verbunden und spricht auf ein herein
kommendes Verbindungsanforderungssignal, das über eine
der Fernsprechleitungen empfangen wird, dadurch an, daß
sie ein Schlitzzuordnungssignal ausgibt, das anzeigt,
welches der getrennten Kompressionsgeräte die Vermitt
lungseinrichtung mit dem einen getrennten Umwandlungs
gerät, das mit der einen Fernsprechleitung verbunden
ist, verbinden soll, und dadurch der einen Fernsprechlei
tung den Schlitz im Sendekanal-Bitstrom zuordnet, der zu
dem einen getrennten Umwandlungsgerät gehört, das durch
die Vermittlungseinrichtung so verbunden ist. Die fern
verbundene Zentraleinheit speichert ab, welche Schlitze
so zugeordnet sind, und befragt bei dem Empfang einer
hereinkommenden Verbindungsanforderung den Speicher und
liefert dann ein Schlitzzuordnungssignal, das die Ver
bindung zu einem Kompressionsgerät bewirkt, das zu einem
der Schlitze gehört, der nicht einer anderen Fern
sprechleitung zugeordnet ist.
Ein Anrufsprozessor ist mit der fernverbundenen Zentral
einheit verbunden und spricht auf das Schlitzzuordnungs
signal dadurch an, daß es die Vermittlungseinrichtung ver
anlaßt, die durch das Schlitzzuordnungssignal angegebene
Verbindung herzustellen.
Die Empfangskanalschaltung beinhaltet eine Empfangsein
heit zum Empfangen eines Empfangskanalsignals und zum
Verarbeiten des Empfangskanalsignals, um einen Empfangs
kanal-Bitstrom zu liefern, der getrennte komprimierte
Signale in verschiedenen jeweiligen wiederkehrenden se
quentiellen Schlitzpositionen enthält. Eine vorgegebene
Vielzahl von getrennten Signalsynthesegeräten, von denen
jedes zu einer verschiedenen Schlitzposition im Empfangs
kanal-Bitstrom gehört, um digitale Signalabtastwerte aus
getrennten komprimierten Signalen, die in den zugehö
rigen jeweiligen Schlitzpositionen des Empfangskanal-
Bitstromes enthalten sind, wiederherzustellen und eine
Steuereinheit zum Ausscheiden der getrennten komprimier
ten Signale aus dem Empfangskanal-Bitstrom und zum Ver
teilen der ausgeschiedenen Signale an getrennte Synthese
geräte, die zu den jeweiligen Zeitschlitzen gehören, von
denen die Signale ausgeschieden wurden.
Getrennte Wiederumwandlungsgeräte sind jeweils mit jeder
Fernsprechleitung zum Wiederumwandeln der digitalen Signal
abtastwerte in Informationssignale zur Übertragung über
die jeweiligen Fernsprechleitungen verbunden. Jedes ge
trennte Wiederumwandlungsgerät gehört zu einem der ge
trennten Umwandlungsgeräte und ist mit einer gemeinsamen
Fernsprechleitung mit den zugehörigen getrennten Umwand
lungsgeräten verbunden.
Die Vermittlungseinrichtung verbindet die jeweiligen ge
trennten Wiederumwandlungsgeräte mit angegebenen getrenn
ten Synthesegeräten.
Die fernverbundene Zentraleinheit spricht auf das herein
kommende Verbindungsanforderungssignal, das über eine der
Fernsprechleitungen empfangen wurde, dadurch an, daß sie
ein Schlitzzuordnungssignal liefert, um anzugeben, welches
der getrennten Synthesegeräte die Vermittlungseinrichtung
mit dem einen der getrennten Wiederumwandlungsgeräte ver
binden soll, das mit der einen Fernsprechleitung verbun
den ist, und dadurch der einen Fernsprechleitung den Schlitz
im Empfangskanal-Bitstrom zuordnet, der zu dem einen ge
trennten Synthesegerät gehört, das durch die Vermittlungs
einrichtung so verbunden ist. Die fernverbundene Zentral
einheit speichert ab, welche Schlitze im Empfangskanal-
Bitstrom so zugeordnet sind, und befragt beim Empfang der
hereinkommenden Verbindungsanforderung den Speicher und
gibt dann an den Anrufsprozessor das Schlitzzuordnungs
signal ab, um die Verbindung zu einem Synthesegerät zu be
wirken, das zu einem der Schlitze gehört, der nicht einer
anderen Fernsprechleitung zugeordnet ist.
Das System nach der Erfindung macht von fortgeschrittenen
digitalen und im großen Umfang integrierenden elektro
nischen Techniken Gebrauch, um verschiedenen Marktteilen
billige, zuverlässige hochqualitative Kommunikationen zu
geben. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ei
ne feste Basisstationseinrichtung verwendet, die zentral ange
ordnet ist, um mit einer großen Anzahl von Teilnehmer
stationen, die in der Nähe angeordnet sind, in Verbindung
zu treten. Die zentrale Basisstation kann mit einem Zen
tralamt eines öffentlichen Fernsprechnetzes über eine
Nebenstellenanlage (PBX) verbunden sein, die mit herein
kommendes Telefonleitungen verbunden ist. Die Teilnehmer
stationen im System können entweder fest tragbar oder mo
bil sein und können entweder relativ langsam oder schnell
arbeiten. Die Teilnehmerstationen stehen mit der Basis
station über UHF-Funkkanäle und mit dem Benutzer über ein
standardmäßiges Zweileiter-DTMF-Tastentelefon oder über
ein RS-232C oder über nicht-standardmäßige Fernsprechstel
len (z. B. 4-Leiter) in Verbindung. Das System kann dazu
verwendet werden, bestehende Ortsteilnehmerschleifen mit
Hartdrähten zu ersetzen oder einen Qualitätsfernsprech
dienst für Gebiete zu schaffen, wo Drahtverbindungen nicht
möglich oder wirtschaftlich sind.
Ein Merkmal des Systems nach der Erfindung ist seine Fä
higkeit, einen Zeitteilungs-Mehrfachzugriff (TDMA) und
eine digitale Sprachcodierung einzusetzen, um die gleich
zeitige Mehrfachverwendung von Frequenzen innerhalb eines
vorgegebenen Netzes zu gestatten. Jede mögliche Anzahl von
hochqualitativen Sprachschaltungen können auf einmal
auf einem vorgegebenen Frequenzkanal (mit 25-KHz-Kanal
abstand) arbeiten. Vier solcher Schaltungen werden für
Erläuterungszwecke verwendet. Hierdurch ergibt sich so
wohl ein spektraler als auch wirtschaftlicher Vorteil
über bestehende analoge Funktelefonsysteme, die nur ein Ge
spräch auf einmal auf einem vorgegebenen Frequenzkanal
ermöglichen.
Die Merkmale, die eine kostengünstigere, feste, mobile
und tragbare Einrichtung mit sich bringen, bestehen in
der Verwendung der digitalen Sprachcodierung geringer Ge
schwindigkeit (weniger als 16 Kbps) verbunden mit spek
tral-wirksamen Digitalmodulationstechniken. Beispielswei
se gestattet die kombinierte Verwendung einer 14,6-Kbps-
Sprachcodierungstechnik und einer 16-Pegel-DPSK-Modula
tion vier gleichzeitige Gespräche im Voll-Duplex-Betrieb,
die von einem einzelnen Paar von 20-KHz-Bw-Kanälen getra
gen werden, die 25 KHz im gesamten Spektrum und insbeson
dere in den 400 bis 500 MHz und 800 bis 950 MHz Segmenten
voneinander getrennt sind. Diese Kombination ermöglicht
eine Sprechverbindung guter Qualität über eine Entfernung
von mindestens 20 km.
Um gegenüber einem drahtgebundenen Dienst wettbewerbsfähig
zu sein, muß eine viel größere Anzahl von Teilnehmern
untergebracht werden, als auf einem vorgegebenen Paar von
25-KHz-Kanälen gleichzeitig getragen werden kann. Bei
spielsweise kann ein 12-Kanal-Paar-System, das 47 gleich
zeitige Verbindungen unterhalten hat, eine Gesamtanzahl
von 500 den Hörer abgenommenen und aufgelegten Teilnehmern
haben, wobei die maximale Anzahl durch die gewünschte
Spitzenzeit-Sperrwahrscheinlichkeit begrenzt ist. Somit
ist ein Teilnehmerverbindungsanforderungssteuerplan, der
vernünftige Verbindungsverzögerungen liefert, auch ein
wichtiges Merkmal der Erfindung.
Aus einem Aufsatz von Kinoshita et al, "A Digital Mobile Telephone System Using TD-
FDMA Scheme", Transactions IECE '81/9, VOL. J64-B, No. 9, Seiten 1016-1023 ist ein
digitales Telefonsystem bekannt, bei dem eine Vielzahl von über Telefonfernsprechleitungen
gleichzeitig von einer Basisstation empfangenen Informationssignalen verarbeitet werden, die
dann über einen Hochfrequenzkanal an eine Vielzahl von Teilnehmerstationen ausgesendet
werden.
Die Patentschrift US 4,144,407 betrifft eine automatische Schaltmatrix, die ein "time division
multiplex" (TDM) Verfahren verwendet, um die Handhabung einer Vielzahl von
Untersystemen zu ermöglichen. Bei einer vorgesehenen Verbindungsüberprüfungsoperation
wird ein Benutzerstatus jedes Untersystems von einem MSS Multiplexer abgefragt und beim
weiteren Systembetrieb berücksichtigt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein digitales Telefonsystem bereitzustellen, bei
dem eine verbesserte Übertragung von Informationssignalen zwischen der Basisstation und
einer Vielzahl von Teilnehmerstationen ermöglicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein digitales Telefon
system mit den im Anspruch 1 oder im An
spruch 2 angegebenen Merkmalen gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbei
spiele und den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches das Hochfrequenz-
Teilnehmertelefonsystem nach der Erfindung
allgemein zeigt,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer repräsentativen
bevorzugten Ausführungsform der Basisstation
in dem System von Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Aus
führungsform einer Teilnehmerstation in dem
System von Fig. 1,
Fig. 4 die Folge von Nachrichten, die von den Teil
nehmerstationen und der Basisstation erzeugt
werden, um eine Verbindung zwischen zwei Teil
nehmerstationen herzustellen,
Fig. 5 verschiedene Datenverarbeitungsmodule, die
in der ferngesteuerten Zentraleinheit (RPU)
in der Basisstation von Fig. 2 ausgeführt
werden,
Fig. 6 die Verarbeitung von eingehenden und abgehen
den BCC-Nachrichten durch die RPU in der
Basisstation von Fig. 2,
Fig. 7 die Verarbeitung von eingehenden und abgehen
den PBX-Nachrichten durch die RPU in der
Basisstation von Fig. 2,
Fig. 8 die Verarbeitung von Protokollnachrichten
durch die RPU in der Basisstation von
Fig. 2,
Fig. 9 ein Speicherbild der RPU in der Basisstation
von Fig. 2,
Fig. 10 die Verarbeitung von auf den RCC-Zustand be
zogenen Nachrichten durch das in Fig. 5
gezeigte Nachrichtenverarbeitungsmodul
(message processing module (MPM)),
Fig. 11 die Verarbeitung von auf den Kanalzustand
bezogenen Nachrichten durch das in Fig. 5
gezeigte Nachrichtenverarbeitungs-MPM,
Fig. 12 ein Blockschaltbild der Teilnehmeranschluß-
Schnittstelleneinheit (STU) in der Teilnehmer
station von Fig. 3,
Fig. 13 die Signalschnittstelle zwischen der PBX und
der VCU in der Basisstation von Fig. 2,
Fig. 14 (auf Blatt 1) die Signalschnittstelle zwi
schen der STU und der VCU in der Teilnehmer
station von Fig. 2,
Fig. 15 die zeitlichen Zusammenhänge der in Fig. 13
gezeigten PBX-VCU-Schnittstellensignale und
der in Fig. 14 gezeigten STU-VCU-Schnitt
stellensignale,
Fig. 16 (auf Blatt 11) die Signalschnittstelle zwi
schen der VCU und der CCU in der Basisstation
von Fig. 2 und der Teilnehmerstation von
Fig. 3,
Fig. 17 den zeitlichen Zusammenhang der Sendekanal
signale der in Fig. 16 gezeigten VCU-CCU-
Signalschnittstelle,
Fig. 18 den zeitlichen Zusammenhang der Empfangskanal
signale der in Fig. 16 gezeigten VCU-CCU-
Signalschnittstelle,
Fig. 19A und 19B jeweils die zeitlichen Zusammenhänge
für die Sende- und Empfangssprachblöcke,
die zwischen der VCU und der CCU für
eine 16-Pegel-PSK-Modulation weiterge
leitet werden,
Fig. 20A den Eingabe- und Ausgabedatenzeitablauf und
-inhalt für den Empfangskanal zwischen der
VCU und der PBX (oder STU) für eine 16-Pegel-
PSK-Modulation,
Fig. 20B den Eingabe- und Ausgabedatenzeitablauf und
-inhalt für den Sendekanal zwischen der
VCU und der PBX (oder STU) für eine 16-Pegel-
PSK-Modulation,
Fig. 21 (auf Blatt 5) ein Blockschaltbild der CCU
der Basisstation von Fig. 2 und der Teil
nehmerstation von Fig. 3,
Fig. 22 die software-ausgeführte Funktionsarchitek
tur der CCU von Fig. 21,
Fig. 23 ein Zeitdiagramm zum Weiterleiten der RCC-
und 16-Pegel-PSK-Sprachdaten auf dem Sende
bus der CCU von Fig. 22,
Fig. 24 ein Zeitdiagramm zum Weiterleiten von
RCC- und 16-Pegel-PSK-Sprachdaten auf dem
Empfangsbus der CCU von Fig. 23,
Fig. 25 (auf Blatt 3) ein Blockschaltbild des Mo
dems der Basisstation von Fig. 2 und der
Teilnehmerstation von Fig. 3,
Fig. 26 die Signalschnittstelle zwischen der CCU,
dem Modem und der STIMU in der Basisstation
von Fig. 2,
Fig. 27 die Signalschnittstelle zwischen dem Modem
und der RFU in der Basisstation von Fig. 2
und in der Teilnehmerstation von Fig. 3,
Fig. 28 ein Blockschaltbild der Antennenschnittstellen
leitung für die Teilnehmerstation von Fig. 3,
und
Fig. 29 ein Blockschaltbild der Antennenschnitt
stellenleitung für die Basisstation von
Fig. 2.
A/D Analog-Digital-Wandler
ADPCM Adaptive Differenzpulscodemodulation
AGC (Automatic Gain Control) Automatische Verstärkungsregelung
AM Amplitudenmodulation
BCC (Baseband Control Channel) Basisbandsteuerkanal
BPSK (Binary Phase Shift Keying Modulation) Binäre Phasenumtastung
BW (Bandwidth) Bandbreite
CCU (Channel Control Unit) Kanalsteuerungseinheit
CODEC (Combined Coder and Decoder) Kombinierter Coder und Decoder
DEMOD Demodulator (Empfangsteil des Modems)
D/A Digital-Analog-Wandler
dB Dezibel
DID (Direct Inward Dial) Durchwahl
DMA (Direct Memory Access) Direkter Speicherzugriff
DPSK (Differential Phase Shift Keying Modulation) Differenzphasenumtastung
DTMF (Dual Tone Multi-Frequency signalling scheme Zweiton-Mehrfrequenz-Signalbild
ECL (Emitter-coupled Logic) emittergekoppelte Logik
FCC (United States Federal Communications Commission) Amerikanische Bundeskommission für das Nachrichtenwesen
FIFO (First-in First-out Memory) Schiebespeicher
FIR (Finite-Duration Impulse-Response filter) Filter für Impulse endlicher Dauer
Hz Hertz (Schwingungen pro Sekunde)
I (In-phase) Gleichphasig
IF (Intermediate Frequency) Zwischenfrequenz
Kbps Kilobits pro Sekunde
KHz KiloHertz
Km Kilometer
LSB (Least Significant Bit) niedrigstwertiges Bit
MDPSK (Multiphase Differential Phase Shift Keying modulation) Mehrphasen-Differenzphasenumtastung
MHz MegaHertz
MODEM (Combined Modulator and Demodulator) kombinierter Modulator und Demodulator
MPM (Message Processing Module) Nachrichtenverarbeitungsmodul
ms Millisekunden
OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) thermostatisierter Kristalloszillator
PBX (Private Branch Exchange or Automatic Switch) Nebenstellenanlage oder Wählvermittlungs einrichtung
PCM (Pulsed Coded Modulation) Pulscodemodulation
PSN (Public Switched Network) öffentliches Wählnetz
PSTN (Public Switched Telephone Network) öffentliches Fernsprechnetz oder andere Verbindungsträger (typisch Telco)
Q (Quadrature) 90°-Verschiebung
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying Modulation) Phasenumtastung mit 90°-Verschiebung
RBTG (Ringback Tone Generator) Rückruftongenerator
RAM (Random Access Memory) Speicher mit direktem Zugriff
RCC (Radio Control Channel) Funksteuerungskanal
RELP (Residual Excited Linear Prediction) restliche angeregte Linearvoraussage
RF (Radio Frequency) Hochfrequenz
RFU (Radio Frequency Unit) Hochfrequenzeinheit
RPU (Remote-Connection Processor Unit) fernverbundene Zentraleinheit
ROM (Read-only Memory) Nur-Lese-Speicher
RX (Receive) Empfangen
SHF (Super High Frequency) superhohe Frequenz (3000 bis 30000 MHz)
SIN (Subscriber Identification Number) Teilnehmer-Kennummer
SLIC (Subscriber Loop Interface Circuit) Anpaßschaltung für digitalen Teilnehmer anschluß
STIMU (System Timing Unit) Systemzeittakteinheit
STU (Subscriber Station Telephone Interface Unit) Teilnehmerstation-Telefonschnittstellen einheit
SUBTU (Subscriber Timing Unit) Teilnehmerzeittakteinheit
TDM (Time Division Multiplexing) Zeitteilen
TDMA (Time Division Multiple Access) Zeitteilung-Mehrfachzugriff
Telco (Telephone Company) Telefongesellschaft
TX (Transmit) Senden
UHF Ultrahochfrequenz
UTX-250 Vermittlungseinrichtung, die Verarbeitung und Verknüpfung (interfacing) beinhaltet und die eine PBX sein kann, aber eine solche nicht notwendigerweise ist
UW (Unique Word) eindeutiges Wort
VCU (Voice Codec Unit) Sprachkodier- und -dekodiereinheit
VCXO (Voltage Controller Crystal Oscillator) spannungsgesteuerter Kristalloszillator
VHF (Very High Frequencies (30 bis 350 MHz))
ADPCM Adaptive Differenzpulscodemodulation
AGC (Automatic Gain Control) Automatische Verstärkungsregelung
AM Amplitudenmodulation
BCC (Baseband Control Channel) Basisbandsteuerkanal
BPSK (Binary Phase Shift Keying Modulation) Binäre Phasenumtastung
BW (Bandwidth) Bandbreite
CCU (Channel Control Unit) Kanalsteuerungseinheit
CODEC (Combined Coder and Decoder) Kombinierter Coder und Decoder
DEMOD Demodulator (Empfangsteil des Modems)
D/A Digital-Analog-Wandler
dB Dezibel
DID (Direct Inward Dial) Durchwahl
DMA (Direct Memory Access) Direkter Speicherzugriff
DPSK (Differential Phase Shift Keying Modulation) Differenzphasenumtastung
DTMF (Dual Tone Multi-Frequency signalling scheme Zweiton-Mehrfrequenz-Signalbild
ECL (Emitter-coupled Logic) emittergekoppelte Logik
FCC (United States Federal Communications Commission) Amerikanische Bundeskommission für das Nachrichtenwesen
FIFO (First-in First-out Memory) Schiebespeicher
FIR (Finite-Duration Impulse-Response filter) Filter für Impulse endlicher Dauer
Hz Hertz (Schwingungen pro Sekunde)
I (In-phase) Gleichphasig
IF (Intermediate Frequency) Zwischenfrequenz
Kbps Kilobits pro Sekunde
KHz KiloHertz
Km Kilometer
LSB (Least Significant Bit) niedrigstwertiges Bit
MDPSK (Multiphase Differential Phase Shift Keying modulation) Mehrphasen-Differenzphasenumtastung
MHz MegaHertz
MODEM (Combined Modulator and Demodulator) kombinierter Modulator und Demodulator
MPM (Message Processing Module) Nachrichtenverarbeitungsmodul
ms Millisekunden
OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) thermostatisierter Kristalloszillator
PBX (Private Branch Exchange or Automatic Switch) Nebenstellenanlage oder Wählvermittlungs einrichtung
PCM (Pulsed Coded Modulation) Pulscodemodulation
PSN (Public Switched Network) öffentliches Wählnetz
PSTN (Public Switched Telephone Network) öffentliches Fernsprechnetz oder andere Verbindungsträger (typisch Telco)
Q (Quadrature) 90°-Verschiebung
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying Modulation) Phasenumtastung mit 90°-Verschiebung
RBTG (Ringback Tone Generator) Rückruftongenerator
RAM (Random Access Memory) Speicher mit direktem Zugriff
RCC (Radio Control Channel) Funksteuerungskanal
RELP (Residual Excited Linear Prediction) restliche angeregte Linearvoraussage
RF (Radio Frequency) Hochfrequenz
RFU (Radio Frequency Unit) Hochfrequenzeinheit
RPU (Remote-Connection Processor Unit) fernverbundene Zentraleinheit
ROM (Read-only Memory) Nur-Lese-Speicher
RX (Receive) Empfangen
SHF (Super High Frequency) superhohe Frequenz (3000 bis 30000 MHz)
SIN (Subscriber Identification Number) Teilnehmer-Kennummer
SLIC (Subscriber Loop Interface Circuit) Anpaßschaltung für digitalen Teilnehmer anschluß
STIMU (System Timing Unit) Systemzeittakteinheit
STU (Subscriber Station Telephone Interface Unit) Teilnehmerstation-Telefonschnittstellen einheit
SUBTU (Subscriber Timing Unit) Teilnehmerzeittakteinheit
TDM (Time Division Multiplexing) Zeitteilen
TDMA (Time Division Multiple Access) Zeitteilung-Mehrfachzugriff
Telco (Telephone Company) Telefongesellschaft
TX (Transmit) Senden
UHF Ultrahochfrequenz
UTX-250 Vermittlungseinrichtung, die Verarbeitung und Verknüpfung (interfacing) beinhaltet und die eine PBX sein kann, aber eine solche nicht notwendigerweise ist
UW (Unique Word) eindeutiges Wort
VCU (Voice Codec Unit) Sprachkodier- und -dekodiereinheit
VCXO (Voltage Controller Crystal Oscillator) spannungsgesteuerter Kristalloszillator
VHF (Very High Frequencies (30 bis 350 MHz))
In der Beschreibung ist zu merken, daß dort wo ein spe
zielles Band (z. B. 454 bis 460 MHz) in dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel verwendet wird, die Erfindung gleicher
maßen auf mindestens die ganzen VHF-, UHF- und SHF-Bänder
anwendbar ist.
Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Das System nach der
Erfindung schafft einen Teilnehmerschleifen-Fernsprech
dienst mit UHF-Funk zwischen Teilnehmerstationen (S) 10
und einer Basisstation 11. Die Basisstation 11 liefert
Rufverbindungen unmittelbar zwischen den funkgestützten
Teilnehmerstationen 10 und ist mit dem Zentralamt 12 ei
ner Telefongesellschaft (Telco) für Anrufe bei und von
außerhalb des Systems liegenden Stellen verbunden.
Beispielsweise arbeitet das dargestellte System auf ge
meinsamen Trägerfrequenz-Kanalpaaren im 454-MHz- bis
460-MHz-Band. Diese Gruppe von Frequenzen enthält 26 be
stimmte Kanäle. Die Kanäle haben einen Abstand von 25 KHz
voneinander und eine zugelassene Bandbreite von 20 KHz.
Der Abstand zwischen dem Sende- und dem Empfangskanal be
trägt 5 MHz, wobei die Mittelfrequenz der unteren der bei
den Frequenzen den Basisstationssendungen zugeordnet ist.
Wie zuvor angegeben, kann das System auch auf anderen
UHF-Kanalpaaren arbeiten.
Die Art des Sendens von der Basisstation zu der Teilnehmer
station (der Sendekanal) ist zeitgeteilt (TDM). Das Senden
von der Teilnehmerstation zu der Basisstation (der Emp
fangskanal) ist ein Zeitteilung-Mehrfachzugriff (TDMA).
Alle Systeme sind mit den 47-CFR-FCC-Teilen 21, 22 und 90
sowie mit anderen relevanten Vorschriften vereinbar.
Die Übertragung zwischen der Basisstation 11 und den Teil
nehmerstationen 10 erfolgt digital durch gefilterte Mehr
phasen-Differenzphasenumtastung (MDPSK) auf 25 KHz von
einander beabstandeten Voll-Duplex-Kanälen im 454
bis 460-MHz-Band, wodurch die Forderungen nach einer
20-KHz-Bandbreite, wie sie in der FCC-Vorschrift Teile 21,
22 und 90 (z. B. 21.105, 22.105 und 90.209) angegeben sind,
erfüllt werden. Das System kann auch für andere Band
breiten und Abstände innerhalb irgendeines möglichen Ab
schnittes des VHF-, UHF- und SHF-Spektrums verwendet wer
den.
Die Symbolgeschwindigkeit auf jedem 25-KHz-FCC-Kanal be
trägt 16 Kilosymbole/Sekunde in jeder Richtung. Die Sprach
übertragung erfolgt unter Verwendung einer 16-Pegel-PSK-
Modulation und einer Sprachdigitalisierung mit einer Ko
diergeschwindigkeit von 14,6 Kbps. Die Modulation kann
auch eine zwei-Pegel-Modulation (BPSK) oder eine vier-
Pegel-Modulation (QPSK) sein. Eine Mischung von verschie
denen Modulationspegeln kann auf demselben Kanal gleich
zeitig verwendet werden. Mit Zeitteilung ermöglicht das
System ein Gespräch für jedes Vielfache von zwei Phasen
bei der Geschwindigkeit von 14,6 Kbps (4 Phasen ergeben
zwei Gespräche, 16 Phasen ermöglichen vier Gespräche
usw.) oder mehr bei entsprechend geringeren Geschwindig
keiten. Dies ist natürlich nur ein Beispiel, denn wie in
der folgenden Tabelle gezeigt ist, können viele ver
schiedene Kombinationen von Modem-Bits/Symbolen oder Phasen
und Codec-Geschwindigkeiten verwendet werden:
Die Basisstation kann auf irgendeinem oder allen der
verfügbaren FCC-25-KHz-beabstandeten-Frequenzkanälen im
454- bis 460-MHz-Band senden und empfangen, wobei die Ka
näle wählbar sind. Die Kanalfrequenzwahl für jeden Sprech
kanal wird von der Basisstation immer nur für einen auto
matisch durchgeführt, kann aber an einer in der Basissta
tion vorgesehenen Bedienungskonsolenschnittstelle außer
Kraft gesetzt werden.
Die Basisstation kann eine Sendeleistung von typischer
weise 100 Watt für jeden Frequenzkanal haben.
Die Basisstation ermöglicht Modulationssteuerung und
Zeitschlitz- und Frequenzkanalzuordnungen zu den Teil
nehmerstationen. Außerdem kann von der Basisstation eine
Anpaßleistungssteuerung über die Teilnehmerstationen aus
geübt werden, um aufeinanderfolgende Zeitschlitzunter
schiede und eine Nachbarkanalstörung zu verringern.
Das Vermitteln zwischen Fernsprechleitungen der Telco
(telephone company) und den TDM-Schlitzen auf dem ausge
wählten Kanal wird von der Basisstation vorzugsweise un
ter Verwendung einer Digitalvermittlungseinrichtung durch
geführt, obwohl es möglich ist, dafür eine Analogver
mittlungseinrichtung einzusetzen.
Die Basisstation ermöglicht dreifache Raumdiversity auf
den Empfangskanälen.
Die Teilnehmerstation kann mit einer Dreifach-Zweig-
Diversity arbeiten. Die Senderleistung ist typischerwei
se zwischen 0,1 und 25 Watt einstellbar, kann aber für
andere Leistungsbereiche eingestellt werden. Während
Sprechverbindungen über die Teilnehmerstation als Echt
zeit-Vollduplexbetrieb wahrgenommen werden, arbeitet das
Hochfrequenzsystem im Halbduplexbetrieb durch die Ver
wendung von geeigneten Zeitteilungs-Taktverfahren.
Die Teilnehmerstation ist mit irgendeinem Telefongerät
für Sprechverbindungen verknüpft, oder das Telefon kann
in das System eingebaut sein. Außerdem kann ein Datenan
schluß wie ein RS-232C, standardmäßiger 25-Stift-Anschluß
für eine 9600 Baudgeschwindigkeit-Datenübertragung zwi
schen den Teilnehmern vorgesehen sein. Die Basisstation
und die Teilnehmerstation können von irgendeiner mög
lichen Quelle, entweder einer internen oder einer ex
ternen, die Betriebsleistung erhalten.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform
der Basisstation, die den gleichzeitigen Betrieb von
zwei Paaren von Sende- und Empfangsfrequenzkanälen unter
hält. Jeder Kanal kann bis zu vier Telefonverbindungen
gleichzeitig verarbeiten. Bei dem bevorzugten Ausführungs
beispiel sind viele Sende- und Empfangskanalpaare vor
handen. In jedem Kanal gibt es einige Zeitschlitze.
Einer der verfügbaren Zeitschlitze wird für einen Funk
steuerkanal (RCC) benötigt.
Verbindungen zwischen dem PSTN und den Teilnehmerstationen
werden in der Nebenstellenanlage (PBX) 15 hergestellt und
aufrechterhalten, die in der Basisstation ihren Ort hat.
Die PBX 15 ist ein System des Modells UTX-250, ein im
Handel erhältliches Fertigprodukt der United Technologies
Building Systems Group. Viele der bestehenden Merkmale des
allgemeinen PBX-Systems werden in der Steuerung der Telco-
Schnittstelle verwendet, die für das erfindungsgemäße
System erforderlich sind. Die PBX 15 wandelt auch Sprach
informationen zu oder von der PSTN in 64 Kbps, nach dem
µ-Gesetz kompandierte, pulscodemodulierte (PCM), digitale
Abtastimpulse um. Von dieser Stelle an werden die Sprach
informationen in digitaler Form durch die Basisstation
und die Teilnehmerstationen bis zu der Schnittstellenschal
tung, die an das Teilnehmertelefon angeschlossen ist, oder
soweit wie der Teilnehmersender und -empfänger es gestattet, ver
arbeitet.
Digitale Sprachinformationen von der PBX 15 werden zunächst
von einem Sprachkompressionssystem, das als Codec 16 be
kannt ist, verarbeitet, das die Sprachinformationsgeschwin
digkeit von 64 Kbps bis auf etwa 14,6 Kbps oder weniger ver
ringert. Der Codec 16 verwendet entweder einen restlichen
angeregten linearen voraussagenden (RELP) Algorithmus oder
einen SBC-Kodierer-Dekodierer, um die Sprachgeschwindig
keitskompression durchzuführen. Typischerweise sind vier
Codecs 16 in einer Sprachkodier- und Dekodiereinheit (VCU)
17 zum Durchführen der Sprachkompression für die vier oder
mehreren Zeitschlitze in jedem Frequenzkanal vorhanden.
Jede Basisstation-VCU 17 kann vier oder mehr Voll-Duplex-
Sprechverbindungen sowohl für den Sendekanal als auch den
Empfangskanal eines jeden Kanalpaares verarbeiten. Schalt
verbindungen der PBX 15 bestimmen, welcher Sprechanruf
von welcher VCU 17 und von welchem Codec 16 in der aus
gewählten VCU 17 verarbeitet wird. Die Schaltungen von
jeder VCU 17 sind hardware-mäßig so ausgelegt, daß ein
Sprechanruf auf einer bestimmten Frequenz und einer be
stimmten Schlitzzuordnung in der Basisstation immer von
demselben VCU-Codec 16 verarbeitet wird.
Jede VCU 17 ist mit einer Kanalsteuerungseinheit (CCU)
18 verbunden. Die CCU 18 steuert die TDMA-Funktion und
fungiert auch als Verbindungspegel-Protokollprozessor.
Jede CCU 18 nimmt die Sendekanal-Ausgabesignale der Co
decs 16 in der entsprechenden VCU 17 auf und leitet die
Daten in den richtigen Zeitschlitz und im richtigen For
mat zu einer Modemeinheit 19 weiter. Jede CCU 18 be
stimmt unter der Leitung einer ferngesteuerten Zentral
einheit RPU 20 die Modulationspegel, die für die Aus
strahlung zu verwenden sind (wie 2-, 4- oder 16-Pegel-
PSK-Modulation). Jede CCU 18 verarbeitet auch Steuerungs
information zur Durchgabe an die Teilnehmerstationen durch
den Funksteuerkanal (RCC)-Zeitschlitz und während zu
sätzlicher Steuerungsbits in den Sprechkanälen. Jedes
Kanalpaar enthält eine in Reihe geschaltete Kombination
aus einer VCU 17, einer CCU 18 und einem Modem 19.
Richtig formatierte Sendedaten von jeder CCU 18 werden mit
einer Geschwindigkeit von 16 K Symbol/Sekunde zu dem
Modem 19 weitergeleitet. Jedes Modem 19 nimmt diese
synchrone Symbole auf und wandelt sie in ein Gray-ko
diertes mehrpegelphasenumgetastetes (PSK) Format um. Das
Sendekanal-Ausgabesignal des Modems 19 ist ein modulier
tes IF-Signal. Dieses Signal wird in die RF/IF-Verarbei
tungseinheit (RFU) 21 eingeführt, die dann das IF-Signal
in das RF-UHF-Signal im 450-MHz-Bereich umwandelt. Steuer
signale für das Modem 19 und die RFU 21 werden von der
entsprechenden CCU 18 geliefert, die unter der Gesamt
steuerung der RPU 20 arbeitet. Das UHF-Signal wird durch
Leistungsverstärker in der RFU 21 verstärkt und über ei
ne Antennenschnittstelleneinheit 22 zu einer Sendeantenne
23 für eine Ausstrahlung im Freien weitergeleitet.
Der Empfangsbetrieb der Basisstation ist im wesentlichen
die Umkehrung des Sendebetriebs. Jede RFU 21, jedes Mo
dem 19, jede CCU 18, jede VCU 17 und die PBX 15 sind für
den Voll-Duplex-Betrieb ausgelegt.
Die ferngesteuerte Zentraleinheit (RPU) 20 ist der zen
trale Steuerungsprozessor, der Anschlußdaten und Steue
rungsnachrichten an die CCU weiterleitet. Die RPU 20 be
inhaltet einen Allzweckcomputer, der auf einem Mikropro
zessor Modell 6800 basiert, der die hochentwickelten System
managementfunktionen und Steuermechanismen für das Her
stellen, Abbrechen und Aufrechterhalten der Verbindung aus
führt. Die RPU 20 steht auch mit einem Anrufsprozessor 24
in der PBX 15 in Verbindung, um die Verbindungen zwischen
den Codecs 16 und den Fernsprechleitungen der Telefonge
sellschaft, die von einer Schaltmatrix 25 der PBX 15 her
gestellt werden, zu steuern.
Jede Teilnehmerstation ist eine verhältnismäßig kleine Ein
heit, die an jedem Benutzerort in dem System angeordnet
ist. Die Teilnehmerstation verbindet den standardmäßigen
Telefonapparat und/oder die Datenendstelle oder den inte
grierten akustischen Sender und Empfänger des Benutzers
mit der Basisstation über den UHF-Funkkanal. Die Wirkungs
weise der Teilnehmerstation ist der der Basisstation sehr
ähnlich. Während aber die Basisstation auf einem oder
mehreren Frequenzkanälen gleichzeitig arbeiten kann, von
denen jeder die Kapazität hat, mehrere Sprachschaltungen
zu unterhalten, arbeitet die Teilnehmerstation nur auf
einer Frequenz jeweils.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Teilnehmerstation.
Die funktionelle Aufteilung ist der der Basisstation
(Fig. 2) sehr ähnlich. Die Benutzer-Schnittstellenfunk
tion wird von der Teilnehmertelefon-Schnittstelleneinheit
(STU) in der Teilnehmerstation ausgeführt. Die zugehörige
Funktion in der Basisstation wird von dem PBX-Modul aus
geführt. Die STU in der Teilnehmerstation führt auch alle
Steuerfunktionen der Teilnehmerstation aus, genauso wie
die RPU in der Basisstation. Die Teilnehmerstationen wir
ken wie Helfer der Hauptbasisstation in der Gesamtsystem-
Steuerungsarchitektur. Die STU kann mit einem externen Ge
rät verknüpft sein oder akustisch senden und empfangen.
Verfolgt man den Datenstrom durch die Teilnehmerstation,
stellt man fest, daß die Sprach- oder Dateninformationen
des Benutzers zuerst von einer Teilnehmeranschlußeinheit
(STU) 27 verarbeitet werden. Die Sprachsignaleingaben vom
Benutzertelefon werden in der VCU 28 empfangen und digita
siliert. Das Format der digitalisierten Sprachsignale ist
mit dem Format identisch, das von der PBX 15 in der Ba
sisstation verwendet wird. Die Teilnehmerstation bein
haltet eine VCU 28, CCU 29, ein Modem 30a und eine
RFU 31a, welche dieselben Funktionen wie die entsprechen
den Einheiten, die im auf die Fig. 2 bezogenen Beschrei
bungsteil der Basisstationsarchitektur beschrieben wurden.
Ein Unterschied im Teilnehmerstationsbetrieb besteht ge
wöhnlich darin, daß er auf nur einen Sprechkanal jeweils
beschränkt ist. Die Teilnehmerstation arbeitet im wesent
lichen im Halb-Duplexbetrieb, wobei sie in einem Teil des
TDMA-Rahmens sendet und in einem anderen Teil des TDM-
Rahmens empfängt. Bei einer Rahmengröße von 45 ms ist die
Halb-Duplexeigenart der Teilnehmerstation für den Be
nutzer durchsichtig, der laufende Sprecheingaben von dem
Teilnehmer am anderen Ende der Anrufsverbindung hört. Die
STU 27 und VCU 28 sowie das Modem 30a können verdoppelt
werden, um mehr als ein Teilnehmergespräch zu ermöglichen.
Der Halb-Duplexbetrieb der Teilnehmerstation eröffnet die
Möglichkeit, einen wirksameren Gebrauch von der vorhan
denen Teilnehmerstation-Hardware zu machen. Die VCU und
CCU der Teilnehmerstation arbeiten im wesentlichen auf
identische Weise wie in der Basisstation, zumindest so
weit es die Sprachdatenhandhabung betrifft. Das Modem 30a
arbeitet jedoch im Halb-Duplexbetrieb, so daß entweder
der Empfangs- oder Sendeteil des Modems verwendet wird,
aber nicht zur selben Zeit. Die hauptsächliche Einspa
rung besteht darin, daß die RFU 31a nur im Halb-Duplex
betrieb arbeiten muß. Hierdurch wird Energie gespart, denn
der RF-Leistungsverstärker ist für nicht mehr als die
Hälfte der Zeit wirksam. Auch kann die RF-Sendeantenne
32a so geschaltet werden, daß sie als zweite Empfangsan
tenne während der Empfangsteile des Rahmens arbeitet, wo
bei eine RF-Antennenschaltfunktion verwendet wird. Außer
dem ist kein Duplexer erforderlich.
Jede Teilnehmerstation weist auch ein Diversity-Netz
auf, mit drei Modems und einer Diversity-Kombi
nierschaltung 33. Die Diversity-Kombinierschaltung 33
sammelt demodulierte Empfangsinformationen von jedem der
Demodulatoren der drei Modems 30a, 30b, 30c und vereinigt
die drei Ströme, um einen einzelnen, "am besten geratenen"
Symbolstrom zu bilden, der dann zu der CCU 29 zum Verar
beiten weitergesandt wird. Die Demodulationsschaltungen
oder Demodulatoren in den drei Modems 30a, 30b, 30c tren
nen die RX-RFUs 31a, 31b, 31c und damit die Antennen 32a,
32b, 32c.
In der Basisstation sind drei Empfangsantennen 34a, 34b
und 34c mit einem geeigneten Abstand voneinander ange
ordnet, um nicht in Wechselbeziehung miteinander stehende
räumlich verschiedene Signale zu liefern, die von einem
Diversity-Netz verarbeitet werden. Der Betrieb des Diver
sity-Netzes ist für die Wirkungsweise der CCU klar und
kann daher durch eine einzelne Modemwirkung zu jeder Zeit
ersetzt werden, wenn die Diversity-Wirkung nicht benötigt
wird.
Die Basisstation weist auch ein Raumdiversity-Netz für
jedes Sende- und Empfangskanalpaar auf. Obwohl das Di
versity-Netz nicht gezeigt ist, ist das Basisstation-
Schaltbild von Fig. 2 dasselbe wie das der Teilnehmer
station von Fig. 3, die die Schaltung des Diversity-
Netzes für ein einzelnes Sende- und Empfangskanalpaar
zeigt. Somit enthält jedes Sende- und Empfangskanalpaar
in der Basisstation tatsächlich drei Demodulatoren und
ein Modem, das mit einer Diversity-Kombinierschaltung,
wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, verbunden ist.
Eine genaue Taktsynchronisation zwischen der Basisstation
und den Teilnehmerstationen ist im Gesamtsystem entschei
dend. Die Hauptzeittaktbasis für das gesamte System wird
durch die Basisstation geschaffen. Alle Teilnehmerein
heiten in einem gegebenen System müssen auf dieser Zeit
basis in bezug auf Frequenz, zeitliche Symboleinteilung
und zeitliche Rahmeneinteilung synchronisiert werden.
Die Basisstation weist eine System-Zeittakteinheit
(STIMU) 35 auf, das ein hochgenaues Zeiteinteilungs-Be
zugstaktsignal bei 80,000 MHz liefert. Dieses 80-MHz-
Bezugstaktsignal wird unterteilt, um ein 16-KHz-Takt
signal und ein 22,222 Hz (45 ms Dauer)-Rahmenmarkier
signal zu erzeugen. Die gesamte Sendezeiteinteilung der
Basisstation wird von diesen drei synchronen Hauptbezugs
signalen erzeugt. Das 80-MHz-Taktsignal wird von den
Modems 19 und den RFUs 21 für genaue IF- und RF-Fre
quenzbasen benutzt. Das 16-KHz-Taktsignal liefert die
Symbolgeschwindigkeitszeiteinteilung für Übertragungen
auf allen Basisstationsfrequenzen. Das 45-ms-Markiersi
gnal wird verwendet, um das erste Symbol in einem neuen
Rahmen zu bezeichnen. Dieser Markierer ist während einer
Dauer einer Symbolzeit (62,5 Mikrosekunden gleich
1/16000 Hz) wirksam. Alle Frequenzkanäle in der Basis
station verwenden denselben Zeitbezug für die Übertra
gung. Die drei Zeiteinteilungssignale (80 MHz, 16 KHz
und der Beginn-des-Rahmens-(SOF)-Markierer) werden je
dem Modem 19 in der Basisstation zugeführt. Das Modem 19
verteilt die entsprechenden Taktsignale an die CCU 18
und die RFU 21 in denselben in Reihe geschalteten Sende-
und Empfangskanalpaaren. Der 16-KHz- und SOF-Markierer
werden von der CCU 18 verwendet, um die Übertragung der
Sprach- und Steuersymbole entsprechend der momentanen
Rahmenstruktur auf dieser Frequenz zeitlich einzuteilen.
Die zeitliche Empfangseinteilung in der Basisstation ist
im Idealfall identisch mit der zeitlichen Sendeeinteilung
der Basisstation. D. h., daß die SOF-Markier- und Symbol
taktsignale genau zwischen den Sende- und Empfangssignalen
aufgereiht sein sollten. Da aber eine perfekte Zeitein
teilungssynchronisation von der Teilnehmerstationsüber
tragung nicht erwartet werden kann, muß die zeitliche
Empfangseinteilung des Basisstationsmodems 19 mit den
hereinkommenden Symbolen von der Teilnehmerstation überein
stimmen. Dies ist erforderlich, so daß die Abtastzeitdauer
im Empfangsbetrieb des Basisstationsmodems 19 die beste
Einschätzung des Symbols liefert, das von der Teilnehmer
station empfangen wird. Ein kleiner elastischer Puffer
in der CCU 18, die mit dem Empfangsteil des Modems 19
verknüpft ist, gleicht diese leichte Zeittaktverzerrung
aus.
Die Teilnehmerstationen im Gesamtsystem synchronisieren
ihre Zeitbezugssignale mit der Hauptzeitbasis in der
Basisstation. Die Synchronisation wird durch ein Mehr
schrittverfahren erzielt, wobei die Teilnehmerstation
anfänglich den Zeitbezug der Basisstation durch die Ver
wendung von RCC-Nachrichten von der Basisstation erwirbt.
Dieses Verfahren ist unten beschrieben.
Wenn die Teilnehmerstation den Zeitbezug von der Basis
station anfänglich erworben hat, hält ein Spuralgorith
mus in den Demodulatoren der Teilnehmerstationsmodems 30a,
30b, 30c die Empfangszeiteinteilung genau. Die Teilnehmer
station rückt ihre eigenen Übertragungen zurück zu der
Basisstation um einen kleinen Zeitbetrag nach vorne, um
die Verzögerung des Übertragungsrundlaufes infolge der
Entfernung der Teilnehmerstation auszugleichen. Dieses
Verfahren führt dazu, daß die Übertragung von allen Teil
nehmerstationen von der Basisstation in der richtigen
Phase bezüglich einander empfangen wird.
Die Systemzeittakteinheit (STIMU) 35 liefert die Zeit
basis für alle Übertragungen in der Basisstation. Die
STIMU 35 beinhaltet einen hochgenauen (3 × 10-9) thermo
statisierten Kristalloszillator, der bei einer festen
Frequenz von 80 MHz arbeitet. Diese Grundtaktfrequenz
wird in der STIMU 35 durch 5000 geteilt, um das 16-KHz-
Symboltaktsignal zu bilden, und nochmals durch 720 ge
teilt, um ein Rahmenbeginn (SOF)-Markiersignal zu bilden.
Diese drei Zeitbezugssignale werden zwischengespeichert
und jedem Basisstationsmodem zugeführt.
Die Teilnehmerzeiteinteilungseinheit (SUBTU) (nicht in
Fig. 3 gezeigt) liefert ein 80-MHz-Taktsignal, ein
16-KHz-Symbolzeiteinteilungssignal und ein Rahmenmarkier
signal von 45 ms Dauer für die Teilnehmerstationen. Diese
Signale sind mit denen der STIMU der Basisstation iden
tisch, außer daß das 16-KHz-Taktsignal als die Empfangs
symbolzeiteinteilung in der Teilnehmerstation verwendet
wird. Das 16-KHz-Taktsignal wird zur Sendezeiteinteilung
in der Basisstation verwendet. Die Sendezeiteinteilung in
der Teilnehmerstation wird durch eine verzögerte Version
der Teilnehmerstation-Empfangszeiteinteilung bereitge
stellt. Die Verzögerung ist ein variabler Betrag, der
durch die Bereichsberechnung bestimmt wird, die zwischen
der Basisstation und der Teilnehmerstation ausgeführt
wird.
Das Zeiteinteilungsbezugssignal für die Teilnehmerstation
wird durch einen spannungsgesteuerten Kristalloszillator
(VCXO), der bei einer nominellen Frequenz von 80 Mhz
arbeitet, geliefert. Die tatsächliche Frequenz wird
durch das Teilnehmerstationsmodem so eingestellt, daß
sie von dem Basisstationszeiteinteilungssignal, wie es
am Eingang der RF-Einheit des Teilnehmers empfangen wird,
mitgenommen wird.
Die folgenden Protokolle geben die Verfahren für die
Systemsteuerung, Kollisionsvermeidung und Anrufssignal
gabe im System sowie die übertragene Rahmenstruktur näher
an. Bei der Bezugnahme auf die Bauteile des Systems, wird
auf die Bauteile der Basisstation Bezug genommen, die
oben in bezug auf Fig. 2 beschrieben wurde, wenn nicht
etwas anderes angegeben ist.
Das System benutzt 20-KHz-BW-Voll-Duplexkanäle im 450-
MHz-Spektralbereich auf 25-KHz-Zentrierungen und bringt
mehrere gleichzeitige Gespräche pro Kanal unter. Jeder
Voll-Duplexkanal besteht aus einer Empfangs- und einer
Sendefrequenz, die um 5 MHz voneinander getrennt sind.
Die untere Frequenz von jedem Kanal ist der Basisstation
für die Übertragung zugeordnet und wird als Vorwärtsfre
quenz bezeichnet. Die höhere Frequenz von jedem Kanal,
die als Rückwärtsfrequenz bezeichnet wird, ist den Teil
nehmerstationen zur Übertragung zugeordnet. Somit sendet
die Basisstation auf der Vorwärtsfrequenz und empfängt
auf der Rückwärtsfrequenz. Das Umgekehrte gilt für die
Teilnehmerstationen.
Das Vermögen des Systems, ein spektral wirksames Verfahren
zum Übertragen von bis zu mehreren Sprachkanälen auf
einer einzelnen Frequenz ist hauptsächlich vom Modembe
trieb abhängig. Das Modem 19 muß auf eine solche Art und
Weise arbeiten, daß es einen Wirkungsgrad von 3,2 Bits/Hz
hat, wenn es im 16-Phasen DPSK-Betrieb bei einer Geschwin
digkeit von 16 K Symbolen/Sekunden arbeitet.
Das Modem 19 ist streng genommen eine Einrichtung zum Um
wandeln der 1, 2, 4 oder mehr Bitsymbole von der CCU 18
in einen phasen-modulierten IF-Träger zur Übertragung
und zum Umkehren des Vorgangs auf der Empfangsseite. Die
gesamte Steuerung für die Rahmenzeiteinteilung und Be
triebsartwahl wird durch die CCU 18 ausgeführt. Eine
Schnittstelle zwischen der CCU 18 und dem Modem 19 kann
aus zwei Vier-Bit in einer Richtung wirkenden synchronen
(16 K Symbole/Sekunde) Datenbussen (Tx und Rx) bestehen.
Außerdem kann ein Acht-Bit-Zustands/Steuerungsbus Steue
rungsinformation an das Modem abgeben und den Zustand von
dem Modem an die CCU 18 berichten. Das Modem 19 beliefert
die CCU 18 auch mit dem Haupt-16-KHz-Symboltaktsignal.
In der Basisstation wird dieses Taktsignal vom Haupt
oszillator in der Systemzeiteinteilungseinheit 35 emp
fangen, auf die die gesamte Basisstation (und daher das
gesamte System), synchronisiert ist. In der Teilnehmer
station wird dieser Takt von den hereinkommenden Symbo
len abgeleitet, die von der Basisstation empfangen werden.
Daher werden alle Übertragungen auf die Zeitbasis in der
Basisstation bezogen. Eine Hauptfunktion des Teilnehmer
modembetriebes besteht darin, das örtliche Teilnehmertakt
signal auf das Basisstations-Zeitbezugssignal durch De
kodieren der Zeiteinteilung von den empfangenen Symbolen
zu synchronisieren.
Der Modemsendemodulatorteil benutzt einen FIR-Digitalfil
ter, um eine digitale Darstellung der Wellenform zu er
zeugen, die zum Modulieren des RF-Trägers verwendet wird.
Der sich ergebende Digitalstrom wird in ein Analogformat
umgewandelt und auf eine IF-Sendefrequenz von 20,2 MHz
gemischt. Das Signal wird dann an die RFU zum Filtern,
weiterer Umwandlung in RF und Verstärkung vor der Aus
strahlung gesandt.
Der Modemempfangsdemodulatorteil empfängt das IF-Empfangs
signal von der RFU 21 auf der Empfangs-IF-Frequenz von
20 MHz. Dieses Signal wird auf das Basisband nach unten
umgewandelt, dann mit einem A/D-Wandlerteil digitalisiert.
Die sich ergebenden digitalen Abtastproben werden durch
eine auf einem Mikroprozessor basierende Signalverarbei
tungseinheit verarbeitet. Dieser Operationsteil führt
eine Filterentzerrung und Synchronisationsalgorithmen
auf den Eingabe-Abtastwerten aus und demoduliert dann
das PSK-Signal, um den Symbolstrom von 16 K Symbole/Se
kunde zu liefern. Diese Signalverarbeitungseinheit hat
auch einen Selbstausbildungsbetrieb, der dazu verwendet
wird, der Verarbeitungseinheit die Ungenauigkeiten der
im Empfangsstrom verwendeten Analogfilter zu lehren. Wenn
die Signalverarbeitungseinheit ausgebildet ist, gleicht
der Demodulator-Digitalentzerrungsprozeß die Eingabeab
tastwerte um diese Ungenauigkeiten in den Analogfilter
bauteilen aus. Diese Technik erlaubt die Verwendung von
weniger teuren Analogbauteilen geringer Toleranz und er
höht die Gesamtsystemfähigkeit, schwache oder geräusch
volle Signale zu demodulieren.
Die vom Modem demodulierten Symbole werden mit der Symbol
geschwindigkeit an die CCU 18 während des Empfangsbe
triebes ausgegeben. Das Modem 19 liefert die Zeiteintei
lung, die zu diesem Symbolstrom gehört. Sowohl die Basis
station als auch die Teilnehmerstationen leiten die Emp
fangsfunktionszeiteinteilung von dem eingehenden Empfangs
signal ab.
Eine genauere Beschreibung der Modemfunktionen und
Leistungsmerkmalen ist weiter unten in bezug auf Fig. 25
dargelegt.
Der Grund-TDM/TDMA-Kanal pro Teilnehmer bietet eine Ge
samtheit von 16 Kbps in jeder Richtung, die jedem Ge
spräch gewidmet ist. Von dieser Kanalkapazität werden
1,43 Kbps in jeder Richtung für Orginisationssteuerung und Demodula
tionseinleitungen benötigt. Die VCU arbeitet daher mit
einer festen Datengeschwindigkeit von 14,57 Kbps. Dies
ist äquivalent zu 328 Bits pro Codec-Rahmendauer, die
als die Hälfte der Modem-Rahmendauer oder 22,5 ms defi
niert ist.
Um mehrere Gespräche pro Kanal unterzubringen, ist jeder
Kanal in "Schlitze" über einen Zeitteilungsplan (TDM)
unterteilt. Diese Schlitze geben das Systemrahmenformat
an. Die Länge des Systemrahmens besteht aus einer vorbe
stimmten konstanten Anzahl von Symbolen. Die Systemrahmen
dauer wurde unter Berücksichtigung der Sprachkodierge
schwindigkeit und der Anzahl von Erfassungssymbolen, die
von dem Modem 19 beim Beginn jedes Impulsbündels benötigt
werden, optimiert. Die Anzahl von Schlitzen im System
rahmen ist vom Modulationspegel des Kanals abhängig. Wenn
z. B. der Modulationspegel des Kanals QPSK ist, dann be
steht der Systemrahmen aus zwei Schlitzen pro Rahmen.
Durch Erhöhen des Modulationspegels des Kanals erhöht sich
die Anzahl von Informationsbits, die pro Symbol kodiert
sind und erhöht sich daher die Datengeschwindigkeit des
Kanals. Bei einer 16-Pegel DPSK wird der Systemrahmen
in vier Schlitze unterteilt, wobei jeder mit der Sprach
datengeschwindigkeit für ein Gespräch fertig wird. Es
ist wichtig zu wissen, daß selbst bei höheren Modulations
pegeln die Anzahl von Symbolzeiten, die für die Modemsyn
chronisation erforderlich sind, konstant bleibt.
Das Format des Systemrahmens stellt sicher, daß das
Modem 19 in der Teilnehmerstation niemals im Voll-Duplex
betrieb (d. h. Senden und Empfangen zur selben Zeit) ar
beiten muß. Folglich sind die Schlitze auf der Rückwärts-
und Vorwärtsfrequenz durch mindestens eine Schlitzzeit
zeitversetzt.
Der Systemrahmen für das System ist bei 45 ms Dauer fest
gelegt. Die Symbolübertragungsgeschwindigkeit ist bei
16 K Symbole/Sekunde festgelegt. Jedes Symbol wird wäh
rend einer gleichen Zeiteinheit übertragen, die gleich
ein 1/16000stel einer Sekunde (62,5 Mikrosekunden)
ist. Dies ergibt feste 720 Symbole pro Rahmen, die von
0 bis 719 vom Beginn des Systemrahmens numeriert sind.
Diese 720 Symbole können aus 1, 2 oder 4 Informations
bits bestehen, von denen jedes Schrittgeschwindigkeiten
von 2, 4 oder 16 Phasen entspricht.
Die Symstemrahmenzeit (45 ms) ist ferner abhängig vom
Modulationsformat für die Schlitze, aus denen der Rahmen
zusammengesetzt ist, in zwei oder vier Zeitteilungsschlitze
eingeteilt. Jeder Schlitz kann einer von drei Schlitz
arten entsprechen:
- 1. Funksteuerkanal (RCC),
- 2. 4-ärer Sprachkanal, und
- 3. 16-ärer Sprachkanal.
Der RCC wird immer in einem binären (2-Phasen) Modulations
modus übertragen. Der RCC und die 16-ären Sprachkanalschlitze
erfordern jeweils 180 Symbole zum Übertragen, d. h. ein
Viertel einer Systemrahmendauer. Da der 16-äre Sprachka
nal 4 Informationsbits pro Symbol (das ist 24 = 16 Phasen)
überträgt, überträgt der 16-äre Sprachkanal 720 Informa
tionsbits pro Rahmen. Dies entspricht einer Bitgeschwindig
keit von 16 Kbps. Einige dieser Bits werden für Modemorgani
sation und Steuerzwecke verwendet, wobei sich eine Sprach
bitgeschwindigkeit von 14,57 Kbps ergibt. Der 4-äre Sprach
kanalschlitz benötigt 360 Symbole zum Übertragen, dies
ist gleich einer Hälfte der Systemrahmendauer. Jedes Sym
bol in dieser Schlitzart besteht aus einer von vier Diffe
renzphasen, so daß 2 Bits pro Symbol (2 = 4 Phasen) über
tragen werden. Die sich ergebende Bitgeschwindigkeit ist
16 Kbps, also dieselbe wie für den 16-ären Sprachkanal.
Dieselbe Anzahl von Bits (nicht Symbole) sind für das Mo
dem und für Steuerzwecke reserviert, so daß die Sprach
informationsgeschwindigkeit 14,57 Kbps wie bei der 16-
ären Sprachkanalschlitzart ist.
Der Systemrahmen auf irgendeinem vorgegebenen Frequenz
kanal kann aus irgendeiner Kombination aus diesen drei
Schlitzarten innerhalb der folgenden fünf Grenzen zusammen
gesetzt sein:
- 1. Eine Höchstzahl (720) von Symbolen werden in jedem Systemrahmen übertragen. Kombinationen von den drei Schlitzarten können auf einer vorgegebenen Frequenz vereinigt sein, um dies zu erfüllen. Im Falle, daß nicht die ganze Kanalkapazität mit der Basisstationsrahmenübertragung (d. h. weniger als 720 Symbole werden in einem Rahmen übertragen) aus gefüllt ist, werden Null-Symbole eingeführt, um die 720-Symbolrahmenkapazität zu füllen. Ein Null-Symbol ist ein Symbol, das keine Sendeener gie hat.
- 2. Nur eine Frequenz in einer Mehrfrequenzbasisstation enthält eine RCC-Schlitzart. Nur ein RCC ist zu irgendeiner vorgegebenen Zeit im gesamten System wirksam. Die Frequenz auf der der RCC arbeitet, wird durch einen Systemeinleitungsparameter einge stellt und wird nur geändert, wenn dieser Frequenz kanal aus irgendeinem Grund nicht verfügbar wird. Der RCC-Schlitz ist immer den ersten 180 Symbolen des Systemrahmens (als Schlitz 0 bezeichnet) zuge ordnet.
- 3. Eine Basisstationsfrequenz kann in einem konstanten Sendemodus arbeiten. Die Teilnehmerstation sendet während nicht mehr als der Hälfte der gesamten Rah menzeit. Die Teilnehmerstation, sendet beim Tragen eines Gesprächs nur während 25% des Rahmens, wenn sie im RCC- oder 16-ären Sprachkanalmodus arbeitet. Die Teilnehmerstation sendet während 50% des Rah mens, wenn sie im 4-ären Sprachkanalmodus arbeitet. Eine Teilnehmerstation kann nur in einem Schlitz während irgendeines vorgegebenen Rahmens senden, wenn sie ein Gespräch trägt.
- 4. Alle 4-ären Sprachkanäle müssen die Übertragung auf der Symbolnummer 0 oder 360 beginnen. D. h., daß die erste Hälfte oder die zweite Hälfte eines Rahmens einen 4-ären Sprachkanal enthalten kann.
- 5. Übertragungen zwischen der Vorwärts- und Rückwärts frequenz werden so zugeordnet, daß die Rückwärtsnach richt eines vorgegebenen Schlitzes die Übertragung 180 Symbole nach der Übertragung der Vorwärtsfrequenz nachricht beginnt. Dies schließt die Teilnehmersta tion von dem Erfordernis aus, auf der Rückwärtsfre quenz zu senden, während sie gleichzeitig auf der Vorwärtsfrequenz empfängt.
Unter diesen Einschränkungen können bis zu vier Sprach
verbindungen auf einer einzelnen Frequenz verarbeitet wer
den, wenn alle vier Verbindungen aus dem 16-ären Sprach
kanalformat beim Betrieb in 14,4-Kbps-Codecs bestehen.
Die Schlitze in dem Systemrahmen sind durch die Posi
tion in der Rahmenstruktur numeriert. Das Numerierungs
system muß nicht zusammenhängend sein. Wenn einer oder
mehrere der Schlitze im Rahmen aus einer 4-ären Sprach
kanalschlitzart bestehen, "springt" das Numerierungs
system über die zweite Schlitzdauer, die in dem längeren
4-ären Schlitz enthalten ist. Das Schlitznumerierungs
system für die Rückwärtsfrequenz (d. h. Teilnehmer)-
Übertragungen ist gegenüber der Numerierung der Basis
station (Vorwärtsfrequenz)-Übertragung versetzt. Daher
sendet ein Teilnehmer, der Informationen auf Schlitz 2
der Vorwärtsfrequenz empfängt, auf Schlitz 2 auf der
Rückwärtsfrequenz, die um einen halben Rahmen in der
Zeit versetzt ist. Die Tabellen 1 bis 5 stellen mögliche
Rahmenformate und die zu jedem Schlitz gehörende Nume
rierung dar.
Für jede Schlitzsymbolbeschreibung ist auf die
Fig. 2-1 bis 6-3 Bezug zu nehmen.
Mit Bezug auf Tabelle 3 wird der Aufbau der 180 Sym
bole aufweisenden 16-ären Sprachkanalschlitzart beschrie
ben. Die ersten 8 Symbole dieser Schlitzart werden als
Filterbeginn bezeichnet. Die Filterbeginnzeitdauer, die
beim Beginn jeder Schlitzart vorhanden ist, ist eine
Zeit, in welcher keine Energie übertragen wird, wodurch
der Empfangsteil des Modems 19 Zeit dafür erhält, seine
Filter in Vorbereitung für den neuen Schlitz zu säubern.
Auf den Filterbeginn folgt eine Bit-Synchronisierdauer.
Während dieser Zeit wird ein degeneriertes 16-äres Muster
übertragen, das ein alternierendes BPSK-Signal simuliert.
Der Empfangsteil des Modems 19 benutzt dieses Feld dazu,
um den Phasenbezug des Sendeteiles des Modems 19 fest
zulegen.
Als nächstes wird ein 12-Bitcodewort dazu verwendet, die
Synchronisation zwischen der Teilnehmer- und Basissta
tion zu bestimmen und Steuer- und Zustandsinformationen
auszutauschen. Codewörter werden dazu verwendet, den
momentanen Zustand der Verbindung, der Verbindungsquali
tät und Leistungs- und Zeiteinteilungseinstellungen aus
zutauschen. Jedes Steuerwort wird unter Verwendung eines
Hamming-Codes in zehn Bits verschlüsselt, der eine Ein
zelfehlerkorrektur und Doppelfehlerkorrektur gestattet.
Die CCU 18 bestimmt den Gewinn und Verlust der Synchro
nisation durch Verfolgen der Anzahl von aufeinanderfol
genden Codewörtern, die richtig oder falsch empfangen wer
den, und die CCU 18 gibt Sychronisationsänderungen an
die RPU 20 in der Basisstation weiter. In der Teilnehmer
station gibt die CCU 29 Synchronisationsänderungen an
die STU 27 weiter.
Der Hamming-Code fügt fünf Paritätsbits fünf Informa
tionsbits hinzu, um einen Zehn-Bitcode zu erzeugen. Je
des Paritätsbit wird durch Ausführen einer Modulo-zwei-
Stufe von allen Bits in Positionen im Codewort berechnet,
das das Bit enthält, das durch das Paritätsbit dargestellt
wird. Obwohl das Codewort gesendet wird, wobei alle Daten
bits aneinandergereiht und von allen Paritätsbits gefolgt
werden, indem die Paritätsbits in dem Wort angeordnet wer
den, wobei nur ein Bit in der Position ist, die durch das
Bit dargestellt wird, und in dem die Datenbits in andere
Positionen gebracht werden, kann der Code wie folgt sicht
bar gemacht werden:
P = Paritätsbit
D = Datenbit
D = Datenbit
P1 = D1 + D2 + D4 + D5
P2 = D1 + D3 + D4
P3 = D2 + D3 + D4
P4 = D5
P5 = Summe
Wenn ein Codewort empfangen wird, werden Paritätsbits
aus den empfangenen Datenbits berechnet und mit den emp
fangenen Paritätsbits verglichen. Wenn das berechnete Ge
samtparitätsbit von dem empfangenen Gesamtbit verschieden
ist, dann wird das berechnete Paritätsbit mit den empfan
genen Bits exklusiv- oder mäßig verknüpft, um die Adresse
des Fehlerbits anzugeben. Wenn die berechneten und empfan
genen Gesamtbits dieselben sind, und die anderen vier
Bits sind es nicht, wurden zwei Fehler ermittelt. Wenn
alle Paritätsbits dieselben sind, wurden die Daten rich
tig empfangen.
Der Rest des Schlitzes enthält zwei Sprachcodecpakete,
die 328 Informationsbits jeweils enthalten.
Tabelle 2 zeigt die Symbolstruktur für den 4-ären Sprach
kanal. Die Struktur ist der des 16-ären Sprachkanals sehr
ähnlich. Unterschiede bestehen, weil bestimmte Zuordnungen
von Symbolen von einer festen Anzahl von Symbolen abhängig
sind, die pro Schlitz für Zwecke benötigt werden, wo andere
Bitzuordnungen auf einer festen Anzahl von Bits gemacht
werden.
Der Funksteuerkanal (RCC) dient dem doppelten Zweck, daß
er eine Basis für die Teilnehmerstationen zum anfänglichen
Übernehmen der Symstemzeiteinteilung von der Basisstation
liefert und daß er eine Außenband-Signalisierung zwischen
der Basisstation und den Teilnehmerstationen bereitstellt.
Das Format des Funksteuerkanalschlitzes ist für den Vor
wärts- und den Rückwärtskanal dasselbe, die folgenden Ge
biete ausgenommen. Die ersten acht Symbole eines Steuer
schlitzes, der von der Basisstation (Vorwärtskanal) über
tragen wird, enthält eine Amplitudenmodulationslücke
("AM-Loch"), die ein Zeitabschnitt ist, in welchem keine
Energie übertragen wird. Diese Lücke wird von den Teil
nehmerstationen dazu verwendet, den Steuerkanal eindeutig
zu identifizieren. Am Anfang und Ende des Rückwärtskanal
steuerschlitzes sind einige Extrasymbole, um die Tatsache
zu berücksichtigen, daß die Teilnehmerstationen in ihrer
Zeiteinteilung um einige Symbole versetzt sind.
Alle Schlitze enthalten acht Symbole der "Null"-Über
tragung, das Filterbeginnfeld, das das Modem in die La
ge versetzt, seine Empfangsfilter zu säubern, um sich
für den nächsten Schlitz vorzubereiten. Das nächste Feld
des Schlitzes ist ein Festbit-Synchronisiermuster. Das
übertragene Muster ist ein alternierendes BPSK-Signal.
Das Empfangsmodem benutzt dieses Feld dazu, um einen
Phasenbezug und eine Frequenzeinrastung auf das sendende
Modem herzustellen.
Die CCU 18 sucht laufend nach einem eindeutigen Wort
(UW), das eine Acht-Symbolfolge ist, um eine hereinkommen
de RCC-Nachricht zu identifizieren. Die Basisstation-CCU 18
muß nach einer gültigen RCC-Nachricht in jedem RCC-Schlitz
erschöpfend suchen. Sie führt diese Aufgabe dadurch aus,
daß sie nach dem eindeutigen Wort in einem Fenster von
±3 Symbolen um die nominelle UW-Stelle herum auf der Grund
lage der Hauptsystemzeiteinteilung abfragt. Der Suchalgo
rithmus beginnt mit der nominellen UW-Position und ver
schiebt ein Symbol nach rechts und nach links bis er
(1) das UW-Muster findet und (2) eine richtige RCC-Prüf
summe verifiziert. Die Suche endet sobald (1) und (2) er
füllt oder alle Möglichkeiten ausgeschöpft sind. Die
Schiebeinformation, die RCC-Nachricht und die Leistungs
nachricht werden an die RPU 20 nach einer erfolgreichen
Suche geschickt.
Die CCU 29 der Teilnehmerstation kann sich beim Empfangen
von RCC-Daten in einer von zwei Betriebsarten befinden:
Rahmensuche oder Überwachung. Die Rahmensuchebetriebsart
wird dazu verwendet, die Empfangsrahmenzeiteinteilung von
den hereinkommenden RCC-Daten zu erwerben, und wird auto
matisch in Kraft gesetzt, wenn die RCC-Synchronisation
verloren geht. In die Überwachungsbetriebsart wird einge
treten, so oft Empfangsrahmensynchronisation erworben wur
de.
In der Rahmensuchbetriebsart muß die CCU 29 der Teil
nehmerstation erschöpfend nach einer gültigen RCC-Nach
richt unmittelbar nach dem Empfang eines RCC-Schlitzes
in der Teilnehmerstation suchen. Wie die CCU 18 der
Basisstation führt sie diese Aufgabe dadurch aus, daß
sie nach dem eindeutigen Wort in einem Fenster von ±3
Symbolen um die nominelle UW-Stelle herum auf der Grund
lage der Zeiteinteilung, die von der AM-Lochermittlung
des Modems abgeleitet wurde, abfragt. Der Suchalgorith
mus beginnt mit der nominellen UW-Position und verschiebt
ein Symbol nach rechts und nach links bis er (1) das UW-
Muster findet und (2) eine richtige RCC-Prüfsumme veri
fiziert. Die Suche endet sobald (1) und (2) erfüllt oder
alle Möglichkeiten ausgeschöpft sind. Die Schiebeinfor
mation von einer erfolgreichen Suche wird dazu verwendet,
die von der CCU erzeugten Empfangsrahmenmarkierungen ein
zustellen. Die Erfassung endet, wenn (1) und (2) oben
für drei aufeinanderfolgende Rahmen erfüllt sind, wobei
das UW in seiner nominellen Position ist. Die STU 27 wird
über die Rahmenerfassung informiert, wenn sie auftritt.
RCC-Nachrichten werden nicht an die STU 27 während der
Rahmensuchbetriebsart geschickt.
Wenn die Rahmenerfassung beendet ist, tritt die CCU 29
der Teilnehmerstation in die Überwachungsbetriebsart ein.
Nur die nominelle UW-Position wird überprüft, um die Mög
lichkeit falscher UW-Erfassungen auszuschließen. Wenn bei
fünf aufeinanderfolgenden Rahmen kein UW ermittelt wird,
wird der Kanal als Nicht-in-Synchronisation erklärt und
in die Rahmensuchbetriebsart eingetreten (Dieser Über
gang sollte sehr unwahrscheinlich sein, oder die Leistung
des Systems ist unannehmbar). Die STU 27 wird über die
sen Zustand der Außer-Synchronisation informiert. Während
der Überwachungsbetriebsart werden RCC-Nachrichten, die
eine richtige Prüfsumme und Teilnehmer-ID-Nummer (SIN)
haben, an die STU 27 weitergeleitet.
Der Rest des Schlitzes wird dazu verwendet, Informationen
zwischen der Basisstation und den Teilnehmerstationen aus
zutauschen. Der Datenteil besteht aus zwölf Bytes. Die
ersten acht Datenbits enthalten ein Bindefeld, das Infor
mationen betreffend den Zustand des Systems, Kollision,
Ermittlungs- und Reservierungsinformationen weiterleitet.
Der Zweck des Bindepegelprotokolls besteht darin, fehler
hafte Nachrichten auf dem Funksteuerkanal festzustellen.
Das Bindeprotokoll löst auch Konkurrenzbetriebe auf dem
RCC-Schlitz auf.
Das Bindefeld beinhaltet "Leerübertragung", "System be
setzt", "Kollision", "Übertragung festgestellt" und "Schlitz
reservierungs"-Bits. Diese Bits werden durch die CCU 18
der Basisstation gesetzt und von der CCU 29 der Teil
nehmerstation gelesen.
Das Leerübertragungsbit wird durch die Basisstation ge
setzt, um anzuzeigen, daß eine Leernachricht übertragen
wurde. Wenn eine Teilnehmereinheit einen Schlitz mit die
ser Biteinstellung empfängt, führt sie die üblichen Synchro
nisations- und Fehlerprüfungen durch, gibt aber die Nach
richt nicht an die jeweiligen RPU 20 oder STU 27 weiter,
wenn die Nachricht ohne Fehler empfangen wurde.
Das System-besetzt-Bit zeigt an, daß alle Sprachkanäle
zugewiesen sind und keine neuen Verbindungsanforderungen
(eine feste Zeitlang) versucht werden sollen.
Das Kollisionsbit löst Konkurrenzsituationen auf, bei de
nen zwei oder mehr Teilnehmerstationen versuchen, im
gleichen Steuerschlitz zu senden.
Das Übertragung-ermittelt-Bit zeigt an, daß die Basis
station eine Übertragung auf dem Rückwärtssteuerkanal
festgestellt hat.
Das Schlitzreservierungsbit reserviert den nächsten Schlitz
auf dem Rückwärtssteuerkanal.
Der Rest des Datenteiles wird dazu verwendet, Informationen
während der Verbindungsaufbau- und -abriß-Vorgänge zu
adressieren und auszutauschen. Dem Datenteil folgt ein
16-Bit zyklischer Redundanztest (CRC) über das eindeutige
Wort und die Datenteile des Schlitzes. Der CRC wird dazu
verwendet, Fehler zu ermitteln, die während der Übertragung
der RCC-Nachrichten auftreten. Der CRC-Algorithmus umfaßt
die Teilung eines Datenblockes durch eine vorbestimmte
Bitfolge und die Übertragung des Restes dieser Teilung
als ein Teil des Datenblockes. Das Polynom zur Erzeu
gung des CRC hat die folgende Form:
P(x) = 1 + x5 + x12 + x16 (Gleichung 1)
Wenn der CRC die Überprüfung einer empfangenen Nachricht
verifiziert, wird die Nachricht nicht von der CCU 18
an die RPU 21 in der Basisstation oder von der CCU 29
an die STU 27 in der Teilnehmerstation weitergeleitet.
Wenn eine Teilnehmerstation in Betrieb kommt und angeschlos
sen wird, muß die Teilnehmerstation die Systemzeitein
teilung und Synchronisation erfassen, die auf die Basis
station bezogen ist. Diese Erfassung wird durch Übertra
gungsaustauschungen auf dem Funksteuerkanal (RCC) und ei
nem Raffinieren auf dem Sprachkanal erzielt. Die Ereig
nisse, die zu einer Systemerfassung führen, sind die
folgenden:
- 1. Wenn am Anfang der Teilnehmerstation Energie zugeführt wird, beginnt das System und gibt die CCU 29 der Teilnehmerstation eine Folge von Befehlen an die Demodulatoren der Teilnehmerstationsmodems 30a, 30b, 30c, die zu der RCC-Erfassung führen.
- 2. Der Demodulator eines jeden Modems 30a, 30b, 30c wird zuerst in seine Lehrbetriebsart gesetzt. Während die ser Zeit lehrt das Modem seine Empfangsdigitalfilter die Merkmale der Empfangsanalogfilter. Die Analog filter können sich aufgrund der Zeit und Temperatur schwankungen verschlechtern. Jedes Modem stellt seine Digitalfilterkoeffizienten während der Lehrbetriebs art so ein, daß diese Verschlechterungen kompensiert werden. Nachdem die CCU 29 den Zustand von den Demo dulatoren der Modems 30a, 30b, 30c, daß die Lehrfolge vollständig ist, empfängt, stellt die CCU die Empfangs frequenz auf die Standard-RCC-Frequenz ein. Die CCU befiehlt dann dem Modem, die RCC-Frequenz anzunehmen und nach der charakteristischen Amplitudenmodulations- "Lücke" des RCC, die als AM-Loch bezeichnet wird, zu suchen. Das AM-Loch ist ein Zeitabschnitt von 16 Sym bolen Dauer, wenn keine Energie während des Anfangs der RCC-Übertragung von der Basisstation übertragen wird. Alle anderen übertragenen Schlitzarten umfas sen nur eine Acht-Symbol-"Null"-Übertragung. Die extra acht Symbole der Nullinformation identifizieren am Beginn eines Schlitzimpulsbündels dieses Impuls bündel eindeutig als den RCC.
- 3. Die erste Aktion der Demodulatoren der Modems 30a, 30b, 30c besteht darin, eine grobe Frequenzerfassung durchzuführen. Das empfangene Signal wird in einer digitalen Phasenregelschleife verarbeitet und der Teilnehmer-VCXO wird auf die Sendefrequenz der Basis station eingestellt. Nach dem Erfassen der Frequenz beginnt das Modem nach dem AM-Loch zu suchen. Das Mo dem sucht nach einer Folge von Symbolen mit kleiner oder keiner Amplitude. Wenn diese Folge für eine An zahl von Rahmen ermittelt wurde, behauptet das Mo dem ein "taktmäßiges AM-Freigabesignal" (AM-strobe signal), um die CCU-Rahmenzeiteinteilungsschaltung auszulösen. Wenn keine AM-Lochfolge ermittelt wurde, gibt das Modem den Zustand an die CCU zurück, daß die RCC-Erfassung nicht erfolgreich war. Die CCU beginnt dann, alternative RCC-Frequenzen auf dieselbe Art und Weise herauszusuchen.
- 4. Nach der AM-Locherfassung führen die Demodulatoren der Modems 30a, 30b, 30c eine verfeinerte Frequenzer fassung und anfängliche Bitsynchronisationseinstellun gen durch. Die ersten 60 Symbole des RCC-Steuerschlitzes sind ein festes Bitsynchronisationsmuster, das von dem Modem dazu verwendet wird, sich auf die Phase der Ba sisstation (Bitzeiteinteilung) aufzuschalten. An die ser Stelle ist der RX-Takt in der Teilnehmerstation nützlich als ein Symboltakt.
- 5. Die CCU 29 der Teilnehmerstation hat eine grobe Sym bolzeiteinteilungseinstellung über das AM-Freigabe signal von dem Modem erhalten. Nach der Frequenzer fassung und der Bitsynchronisation prüft die CCU die von dem Modem empfangenen Daten und sucht nach einem eindeutigen Wort der RCC. Dieses eindeutige Wort gibt dem Rahmen den absoluten Symbolzählbezug. Die CCU stellt dann ihre Symbolzähler so ein, daß die Zähler auf diesen Bezug ausgerichtet sind. Die Teilnehmer station ist nun mit der Übertragungssystem-Zeiteintei lung der Basisstation (sowohl Frequenz als auch Symbol zeiteinteilung) ausgerichtet und darauf aufgeschaltet.
- 6. Der verbleibende Teil der Systemzeiteinteilungserfassung bestimmt die Entfernungsverzögerung zwischen der Basis und den Teilnehmerstationen. Diese Verzögerung kann in einem Bereich von 0 bis 1,2 Symbolzeiten (ein Weg) im System sein. Während eines Verbindungsaufbaus sendet die Teilnehmerstation eine Nachricht an die Basisstation über den RCC.
- 7. Das Basisstationsmodem 19 sucht immer nach neuen hin zustoßenden Teilnehmern. Diese Stoßimpulse können von 0 bis 3 Symbolzeiten von dem Hauptbezug-Rahmenbeginn der Basisstation verzögert werden. Während eines jeden Schlitzes suchen die Demodulatoren der Basisstations modems 30a, 30b, 30c nach einer Übertragung auf dem Rückwärts-RCC-Schlitz. Alle Zeiteinteilungs- und Phasen informationen müssen während des ersten Teiles des Schlitzes (Einleitung) abgeleitet werden, da sonst der Schlitz und seine Information verloren sind. Es gibt keine zweite Möglichkeit, wenn ankommende Steuerschlitze empfangen werden. Die ankommenden Steuerschlitze werden nach dem Aloha-Warteschema auf dem RCC empfangen, daß unten beschrieben ist, wobei sie dieser Einzelangabe der Ereignisse folgend, die zur Systemerfassung füh ren.
- 8. Während eines jeden Schlitzes führt das Basisstations modem 19 eine schnelle AGC-Einstellung und Bitzeitein teilungsschätzung während der ersten 60 Symbole des Schlitzes durch. Die Empfangsteiltaktsignale werden eingestellt, um die Entfernungsverzögerung der Teil nehmerstation zu kompensieren. Die empfangenen Daten werden dann der CCU 18 der Basisstation zugeführt. Die CCU 18 ermittelt den Ort des eindeutigen Wortes im Strom und bestimmt die ganzzahlige Entfernungsverzöge rung zwischen der Basisstation und der Teilnehmersta tion. Das Modem 19 gibt AGC-Informationen an die CCU 18 für die Bestimmung der Teilnehmerstation-TX-Leistungsein stellungen ab. Das Modem 19 liefert der CCU 18 auch Ver bindungsqualitäts- und Teilzeitinformationen. Die Ver bindungsqualität wird dazu verwendet, zu bestimmen, ob eine Kollision aufgetreten ist. Ein schlechtes Maß der Verbindungsqualität zeigt an, daß das Signal höchst wahrscheinlich wegen einer gleichzeitigen Übertragung durch mehr als einen Teilnehmer auf dem RCC-Schlitz kei ne gute Qualität hatte. Die Teilzeitschätzung ist der von dem Modem 19 berechnete Wert der Teilentfernungs verzögerung zwischen der Basis- und Teilnehmerstation.
- 9. Diese Leistungs- und Entfernungsverzögerungsinformation wird von der CCU 18 bearbeitet und an die RPU 20 ge schickt. Die RPU 20 formatiert diese Information in das RCC-Format und übermittelt diese Information an die Teilnehmerstation über den RCC-Steuerschlitz. Die CCU 18 der Teilnehmerstation entschlüsselt diese Infor mation und macht die erforderlichen Einstellungen bei den Sendeleistungs- und Entfernungsverzögerungszählern sowohl im Modem 19 als auch in der CCU 18. Die CCU 18 bringt ihren eigenen ganzzahligen TX-Symbolrahmenzähler auf den neuesten Stand und bringt die TX-Taktteilver zögerungszähler des Modems auf den neuesten Stand.
- 10. Während der Anrufverbindung für eine Teilnehmerstation, weist die RPU 20 der Basisstation die Frequenz- und Schlitzzuordnung dem Sprachanruf zu. Diese Information wird über den RCC übermittelt, und die CCU 29 der Teilnehmerstation stellt die RX-Frequenz ein und be fiehlt dem Modem die Ermittlung des Sprachschlitzes zu beginnen. AGC-Zeiteinteilungs- und Frequenzinforma tionen werden von dem RCC-Betrieb zu dem Sprachkanal betrieb vorgetragen. Dies ist möglich, weil alle Fre quenzen in dem System auf denselben Rahmenzeitein teilungsbezug in der Basisstation synchronisiert sind.
- 11. Um die Zeiteinteilung der Teilnehmerstation genau ein zustellen, wird ein Verfeinerungsverfahren zu Beginn jeder Sprachverbindung durchgeführt. Während dieser Verfeinerungsphase ist die Verbindung über den Sprach kanal ähnlich der des Steuerkanals, der Modulations pegel ist BPSK, und die Nachrichten sind im RCC-For mat, es wird aber kein "AM"-Loch in der Basisstation erzeugt; diese neuen RCC-Nachrichten werden nur zwi schen den CCUs 18 und 19 ausgetauscht. Das Modem 19 wird in der Basisstation in die Verfeinerungsbetriebs art und in der Basisstation in die Ausgangssteuerbe triebsart gesetzt. Während der Verfeinerung erzeugt die CCU 29 der Teilnehmerstation eine Nachricht, die zum größten Teil ein festes Bitmuster zusammen mit einem variablen Teil enthält, der die Annahme oder Zurückweisung der vorhergehenden Nachricht, die von der Basisstation empfangen wurde, anzeigt. Das Basis stationsmodem 19 gibt Zeiteinteilungs- und Leistungs einstellungen an die CCU 18 von jedem Schlitz, der empfangen wird, weiter. Leistungseinstellungen werden fortlaufend an die Teilnehmerstation geschickt. Zeit einteilungseinstellungen und Steuerinformationen, die die Fortsetzung oder Beendigung der Verfeinerungsbe triebsart anzeigen, werden nach einer Dauer von Be rechnungen ausgesandt. Die CCU 18 der Basisstation sammelt die Zeiteinteilungseinstellungen von dem Mo dem 19 für 30 Rahmen, berechnet einen Mittelwert und sendet dann die Einstellung an die CCU 29 der Teil nehmerstation. Dann wird eine weitere 30-Rahmenver feinerungsoperation von der CCU 18 der Basisstation durchgeführt, wobei die Resultate wieder an die CCU 29 der Teilnehmerstation gesandt werden. Die Verfeinerungs phase wird durch die CCU 18 der Basisstation beendet, und die Sprachverbindung wird begonnen, wenn die Ab weichungen der Einstellungen, die von dem Modem 19 empfangen werden, innerhalb eines annehmbaren Bereiches wie 1% sind oder die Verfeinerung einen Höchstzeit betrag gedauert hat.
Während des Verbindungsaufbaues und -abrisses stehen die
Teilnehmerstationen mit der Basisstation durch Senden von
Nachrichten über den Rückwärts-RCC-Schlitz in Verbindung.
Die Verkehrsattribute der Teilnehmerstationen, die ver
suchen, Zugang zum RCC zu bekommen, können dem Wesen
nach als stochastisch gekennzeichnet werden. Wenn eine
Teilnehmerstation eine Nachricht an die Basisstation senden
möchte, muß irgendeine Form von Steuermechanismus vermit
teln, welche Teilnehmerstation senden darf, da mehrere Teil
nehmerstationen versuchen könnten, auf demselben Schlitz
zu senden. Das Schlitz-Aloha-Schema ist für den Zusammen
hang einer großen Anzahl von Teilnehmern gut geeignet, die
verhältnismäßig selten Direktzugriffe zu dem RCC-Kanal
fordern.
Das Schlitz-Aloha-Schema gestattet es den Teilnehmerstatio
nen, Nachrichten in dem bestimmten RCC-Schlitz vollständig
unabhängig davon zu senden, ob andere Teilnehmerstationen
auch versuchen, auf demselben Steuerschlitz zu senden. Die
natürliche Folge dieser Unabhängigkeit des Vorgehens be
steht darin, daß Nachrichten von verschiedenen Teilnehmer
stationen gleichzeitig gesendet werden können und daher
kollidieren. Um Kollisionen zu behandeln, erfordert die
ses Schema, daß eine positive Rückmeldung (ACK (acknowledge
ment)) von der Basisstation nach dem richtigen Empfang der
Nachricht der Teilnehmerstation geschickt wird. Wenn die
ACK innerhalb der zugeordneten Höchstzeit, die für die Über
tragung und die Verarbeitung von Verzögerungen in jeder
Richtung (etwa 1 bis 2 Rahmenzeiten) erforderlich wird, muß
die Teilnehmerstation die Nachricht nochmals senden. Noch
malige Sendungen können durch einen Fehler beim Empfang
der ACK in der Teilnehmerstation hervorgerufen werden. Im
allgemeinen können die Teilnehmerstationen die Ursache des
Problems nicht bestimmen. Somit wird eine Zufallsverzö
gerung von den Teilnehmerstationen vor der Wiederholungs
sendung der Nachricht ausgewählt, um wiederholte Kolli
sionen mit anderen Sendern zu vermeiden, die bei einer
vorausgegangenen Kollision dabei sein konnten.
Eine beim Aloha-Schema entstehende Komplikation ist die
Tatsache, daß der Kanal unstabil werden kann, wenn zu
fällige Wiederholungssendungsverzögerungen nicht lang
genug sind. Wenn dies passiert, wird der Kanal durch
Wiederholungssendungen verstopft und der Durchsatz fällt
auf Null. Eine Zusatztechnik schwächt dieses Problem da
durch ab, daß jede durchschnittliche zufällige Wieder
holungssendungsverzögerung der Teilnehmerstation mit fol
genden Wiederholungssendungen erhöht wird.
Die mit Kollisionswiederholungssendungen und der Stabili
tätssteuerung für Zugangsverzögerungen verbundenen Schwie
rigkeiten bestehen darin, daß die Verzögerungen typischer
weise geometrisch verteilt sind. Um große Abweichungen
in der Verzögerung zu vermeiden, ist es daher notwendig,
den Kanal bei einer Ausnutzung von erheblich weniger als
36% zu betreiben.
Besonders macht eine Ausnutzung von 20% oder weniger es
unwahrscheinlich, daß mehr als eine Wiederholungssendung
in Folge von Kollisionen notwendig ist. Bei Verwendung
einer Zufallsverzögerung von beispielsweise 8 Rahmenseiten
für Rahmen von 45 ms beträgt die Gesamtdurchschnittsver
zögerung mit einer Wiederholungssendung dann 450 ms (d. h.
im Durchschnitt beinhaltet die Verzögerung: Eine Rahmen
verzögerung für die ursprüngliche Übertragung, plus eine
Rahmenverzögerung für die Rückmeldung, plus die Acht-
Rahmen-Zufallsverzögerung).
Um sicherzustellen, daß die Ausnutzung nicht größer als
20% ist, müssen wir die Durchschnittszeit T zwischen Ver
bindungsanforderungen pro Teilnehmer, die gesamte Anzahl
N der Teilnehmer und die Rahmenzeit F für Werte weniger als
36% in Betracht ziehen, wobei die Ausnutzung durch NF/T
vorgegeben wird. Für F = 45 ms, N = 1000 Teilnehmer und
T = 30 Minuten beträgt die Ausnutzung 1,5%.
Somit kann bei dem Höchstwert der Ausnutzung von 20% eine
Anzahl von 1000 Teilnehmern, die im Durchschnitt jede
halbe Minute einen Anruf tätigen, durch eine Rahmenzeit
von 45 ms mit Zugangsverzögerungen von ungefähr 45 ms,
wenn eine Wiederholungssendung erforderlich ist, und eine
durchschnittliche Zugangszeit von ungefähr 70 bis 80 ms
unterhalten werden. Der für die viel niedrigere Durchschnitts
verzögerung bezahlte Preis ist eine erhöhte Verzögerungs
schwankung, die für die 20 oder geringer prozentige Aus
nutzung selten zwei Wiederholungssendungszeiten, d. h.
1 s, übersteigen sollte.
Die Vorgehensweise des Aloha-Schemas scheint für ein System
gut geeignet zu sein, das eine große Anzahl von Teilnehmern
hat, die verhältnismäßig seltene Direktzugriffe zu dem
Steuerkanal benötigen, und sollte ermöglichen, daß das
Konstruktionsziel von Aufbauverzögerungen von weniger als
1 s, für die erwarteten Teilnehmerparameter erzielt wird.
Im Gegensatz dazu, ergeben Sendeaufruf- und feste-TDMA-
Techniken unannehmbare Verzögerungen.
Alle Phasen der Anrufsverarbeitung, welche die Verbindungs
herstellung, Verbindungstrennung und Schlitzverbindung
beinhalten, erfordern einen Informationsaustausch über den
Steuerkanal und/oder den Steuerteil des Sprachschlitzes.
Im folgenden werden die verschiedenen Phasen der Anrufs
verarbeitung in bezug auf sowohl Teilnehmerstationsverar
beitung und Basisstationsverarbeitung beschrieben.
Die Teilnehmerkennummer (SIN) der Teilnehmerstation und
die gewählten Zahlen sind zwei Anrufssteuerposten, die in
einer Verbindungsanforderungsnachricht bei jedem von
einer Teilnehmerstation gemachten Anruf der Basisstation
zugeführt werden muß. Bei Anrufen von Teilnehmerstation
zu Teilnehmerstation wählt der Benutzer die Nummer in ein
Register im Speicher der Teilnehmerstation. Der Benutzer
leitet die Verbindung mit der Basisstation dadurch ein, in
dem er die Sendetaste drückt oder eine Zeitsperre ermög
licht. Nur wenn die Nummer vollständig zusammengesetzt und
in der Teilnehmerstation gespeichert ist, wird der Funk
kanal benutzt. Somit kann der Kunde mit einer geringen Ge
schwindigkeit wählen, ohne wertvolle Bandbreite oder Zeit
des Funksteuerkanals (RCC) in Anspruch zu nehmen.
Die Folge von Nachrichten, die von den Teilnehmerstationen
und der Basisstation erzeugt werden, um eine Verbindung
zwischen zwei Teilnehmerstationen herzustellen, ist in
Fig. 4 gezeigt. Das Steuerkanal-Verbindungspegelprotokoll
wird dazu verwendet, die verschiedenen Fehlerzustände zu
prüfen, die in Folge von Kanalfehlern auftreten. Außerdem
werden Nachrichten, die von der Basisstation auf der
Rückwärtssteuerfrequenz empfangen werden, im nächsten
Steuerschlitz auf der Vorwärtssteuerfrequenz automatisch
bestätigt. Die folgenden Abschnitte geben eine kurze Be
schreibung eines Nachrichtenaustausches zur Verbindungs
herstellung zwischen zwei Teilnehmerstationen.
Wenn die Basisstation eine Verbindungsanforderungsnachricht
auf dem Steuerkanal von einer Teilnehmerstation A empfängt,
prüft sie zuerst die empfangene SIN auf Fehler. Wenn die
SIN falsch ist, wird die Nachricht fallengelassen. Ohne
eine gültige SIN, weiß die Basisstation nicht, wer die
Nachricht geschickt hat. Wenn die gewählten Ziffern falsch
oder unvollständig sind, sendet die Basisstation eine An
gabe-Klären-Nachricht auf der Vorwärtssteuerkanalfrequenz
an die anrufende Teilnehmerstation A mit Zustandsinforma
tionen, die das Problem darlegen.
Wenn der Ursprungsversuch richtig oder zulässig ist (d. h.
die Bestimmungseinheit ist nicht besetzt), wird der Sprach
kanal der Ursprungsteilnehmerstation A zugeordnet und die
Basisstation sendet einen Ruf in Form einer ankommenden
Anrufsnachricht auf der Vorwärtssteuerfrequenz an die Be
stimmungsteilnehmerstation B. Wenn die Bestimmungsteilnehmer
station B den Aufruf nicht mit einer Anruf-Angenommen-Nach
richt nach zwei Versuchen beantwortet oder eine Belegt-Zu
stand-Anzeige über eine Aufforderung-Klären-Nachricht zu
rückmeldet, dann sendet die Basisstation eine Anzeige-
Klären-Nachricht an die ursprüngliche Teilnehmerstation A
mit einer Belegt-Zustands-Information (d. h. Bestimmungsein
heit ist abgenommen) oder daß die Bestimmungsteilnehmer
station den Aufruf nicht beantwortet.
Wenn die Bestimmungsteilnehmerstation B den ankommenden An
ruf annimmt, dann wird eine Anruf-Angenommen-Nachricht zu
rück an die Basisstation gesendet und der Sprachkanal
wird zugeordnet. Wenn die Sprachkanalsynchronisation er
zielt ist, erzeugt die Bestimmungsteilnehmerstation B
einen hörbaren Ton, der in der Bestimmungsteilnehmerstation
B gehört wird und erzeugt auch den Rückruf-Ton über den
Sprachkanal an die ursprüngliche Teilnehmerstation A.
Wenn die Bestimmungsteilnehmerstation B abgenommen wird,
ändert sich der Steuerteil des Sprachschlitzes von einer
Synchronisationsanrufanzeige in eine Synchronisations-
Abgenommen-Anzeige, und es werden Anruf-Fortsetzen-Nach
richten über den Sprachkanal über die Basisstation zwi
schen den beiden Teilnehmerstationen ausgegeben. Die Be
stimmungsteilnehmerstation B beendet den hörbaren Rufton
und trennt den Rückrufton vom Sprachkanal an dieser Stelle
ab. Die Schaltung ist nun vervollständigt, und der Aus
tausch von Sprach- und/oder Datensignals kann beginnen.
Das Anmelden eines Anrufs bei einem externen Telefon wird
auf dieselbe Art und Weise durchgeführt, wie das Anrufen
bei einer anderen Teilnehmerstation. Die Teilnehmerstation
wählt nur die gewünschten Ziffern und drückt den Sende
knopf oder wartet auf die Zeitsperre. Hierdurch wird eine
Funkanforderungsnachricht an die Basisstation erzeugt. Die
Basisstation entscheidet, ob eine andere Teilnehmerstation
anzurufen oder eine äußere Fernsprechleitung zu nehmen
ist. In diesem Fall wird eine äußere Fernsprechleitung ge
nommen und die gewählten Ziffern werden auf der Fernsprech
leitung pulsförmig ausgegeben. Während die Ziffern puls
förmig ausgegeben werden, wird die Sprachfrequenz für die
Ursprungsteilnehmerstation zugeordnet. Wenn eine Teilnehmer
station die Anrufsverbindungsnach 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002003645360 00004 99880richt empfängt, ändert
sie die Frequenz und synchronisiert sich auf den zugeordne
ten Sprachkanal. Wenn der Sprachkanal fertig ist, wird das
Teilnehmerstation-Handgerät von der örtlichen Ruhe getrennt
und mit der externen Fernsprechleitung verbunden. Ab die
ser Stelle erzeugt das Bestimmungsfernsprechamt alle An
rufsfortsetzungstöne.
Ein ankommender externer Anruf nimmt eine Fernsprechleitung
zur Basisstation. Das Ursprungsfernsprechamt sendet zwi
schen zwei bis fünf Ziffern, wobei es die eindeutigen Wör
ter der Bestimmungsteilnehmerstation SIN identifiziert,
an die Basisstation über eine Durchwahl-(DID)-Fernsprech
leitung. Wenn die angewählte Teilnehmerstation nicht belegt
ist, sendet die Basisstation eine Aufrufsnachricht über den
RCC an die entsprechende Teilnehmerstation. Drei mögliche
Situationen können entstehen. Erstens, die Teilnehmerstation
nimmt den ankommenden Anruf an, und die Verarbeitung läuft
wie unten beschrieben ab. Zweitens, es wird keine Antwort
empfangen. In diesem Fall versucht die Basisstation den An
rufsvorgang noch zweimal. Wenn die Basisstation die Wieder
holungszählung ohne eine Antwort von der Teilnehmereinheit
ausgeschöpft hat, dann wird ein Rückrufton in der ursprüng
lichen Einheit erzeugt. Der dritte Zustand ergibt sich,
wenn die Teilnehmerstation belegt wählt (d. h. abgenommen
ist) und eine Aufruf-Klären-Nachricht an den Steuerkanal
zurückgibt. In diesem Fall wird ein Belegtzeichen an die
ursprüngliche Teilnehmerstation zurückgegeben.
Im Falle einer erfolgreichen Rufanforderung wird der Sprach
kanal zugeordnet und wird ein äußerer Ton am Handgerät
der Bestimmungsteilnehmerstation erzeugt, während ein hör
barer Rückrufton von der Teilnehmerstation zurück an den
Ursprungsteilnehmer gesendet wird. Wenn die Bestimmungs
teilnehmerstation den Anruf beantwortet, (d. h. die Basis
station stellt einen Übergang vom aufgelegten zum abge
nommenen Zustand fest) werden beide der äußere Rufton und
die Kanal-Rückruf-Nachricht weggenommen. An dieser Stelle
ist der Sprachkanal für ein Gespräch bereit.
Eine normale Anrufsbeendigung wird durch den Teilnehmer
ausgelöst, der aufhängt. Die Basisstation stellt den Über
gang vom abgenommenen in den aufgehängten Zustand über den
Steuerteil des Sprachkanals fest. Beim Feststellen dieses
Übergangs nimmt die Basisstation die Zuweisung des Sprach
kanals weg. Der Kanal darf nicht wieder verwendet werden,
bis die Basisstation sieht, daß die Teilnehmerstation die
Synchronisation auf diesem Kanal verliert. Wenn der An
ruf, der unterbrochen wird, an eine andere Teilnehmer
station geht, wird eine Schlußanzeige an die zweite Teil
nehmerstation im Steuerteil des Sprachkanals geschickt.
Die Teilnehmerstationen synchronisieren sich wieder auf
die Übertragungen des RCC und senden Anforderung-
Klären-Nachrichten an die Basisstation.
Die Beendigung eines Anrufes findet auch 5 Sekunden nach
dem die Basisstation den Funkkontakt mit einer Teilnehmer
station verliert, statt.
Eine Sprachverbindung kann infolge eines Schwindens oder
einer Kanalinterferenz am Bestimmungsempfänger "verloren"
gehen. Die folgenden Bedingungen werden in den Teilnehmer
stationen und der Basisstation geprüft, um festzustellen,
ob die Verbindung Schwierigkeiten hat: Der Verbindungs
qualitätswert der vom Teilnehmer- oder Basisstationsempfän
ger zurückgemeldet wird, ist unter einer vorbestimmten
Schwelle bei aufeinanderfolgenden Empfängen; ein Verlust
der Wortsynchronisation wurde bei mehreren aufeinander
folgenden Sendungen festgestellt.
Nachrichten, die der Basisstation entstammen, werden an
alle aktiven Teilnehmerstationen ausgesendet. Diese Nach
richten werden durch die Basisstation über den Funksteuer
kanal übertragen. Der Zweck der Rundfunknachricht besteht
darin, alle aktiven Teilnehmerstationen über Änderungen
im Betrieb des Systems (d. h. Wechsel der Frequenz des RCC,
oder einen Befehl an die Modems, in die Selbstprüfbetriebs
art zu gehen, usw.) zu benachrichtigen. Diese Nachrichten
werden von den Teilnehmerstationen nicht bestätigt.
Die RPU arbeitet als Steuercomputer in der Basisstations
architektur, sie ist mit den CCUs 18, die mit der Funkaus
rüstung in Verbindung stehen, und der PBX 15, wie in
Fig. 2 dargestellt, verknüpft.
Die RPU 20 koordiniert die notwendigen Maßnahmen für die
Funkanrufsverarbeitung. Die RPU 20 tauscht Nachrichten mit
den Teilnehmerstationen, der PBX 15 und den CCUs 18 aus,
um Verbindungen und Trennungen zu machen. In den Anrufs
verarbeitungsfunktionen ist die Zuweisung und die Freigabe
der Funkkanäle enthalten. Die RPU 20 unterhält auch eine
Datenbasis, die den momentanen Zustand des Systems wieder
gibt; die Datenbasis enthält Informationen über den Zu
stand der Ausrüstung, Teilnehmerstationen, Verbindungen
und die Funkkanäle in dem System.
Die Anrufsherstellung beginnt, wenn die RPU eine Nachricht
entweder von dem PBX-Anrufsprozessor 24 für einen von ei
ner externen Leitung oder von einem Teilnehmer für einen
für ein externes Telefon oder einen anderen Teilnehmer
bestimmten Anruf empfängt. Eine Verbindung von einem Teil
nehmer kommt über den Funksteuerkanal (RCC) über die
CCU 18 der Basisstation herein. Die RPU 20 weist einen
Sprachkanal zu und tauscht Nachrichten mit der Teilnehmer
station, der PBX 15 und der CCU 18 aus, um die Verbindung
herzustellen.
Eine Trennung beginnt durch eine Nachricht, die von
der PBX 15 oder einem Teilnehmer empfangen wird und
angibt, daß ein Telefon aufgehängt wurde, oder von der
CCU 18 empfangen wird, die anzeigt, daß die Synchronisa
tion über den Funkkanal verloren wurde. Die RPU infor
miert die CCU 18 und die PBX 15 von der Trennung und
der RCC wird freigegeben.
Die RPU-Software führt die folgenden Funktionen aus:
- 1. Sie verarbeitet Teilnehmer-, CCU- und PBX-Nachrichten, die den Anrufsaufbau, den Anrufsabriß und die Kanal zuweisung steuern;
- 2. sie iniziiert und unterhält eine Lese/Schreib-System- Datenbasis;
- 3. sie unterstützt einen Systemkontrollpult, der System abfragen und eine manuelle Systemsteuerung gestattet;
- 4. sie behandelt die BCC-Verknüpfungen, indem sie das Basisband-Steuerkanal-(BCC)-Gesprächsprotokoll über eine asynchrone serielle Schnittstelle von 9600 Baud unterhält;
- 5. sie behandelt die PBX-Schnittstelle, indem sie das PBX-Nachrichtenprotokoll unterhält; und
- 6. sie hält sich eine Transaktionsnotiz, die Diagnose- und Rohkostendaten liefert.
Die RPU-Software stützt eine serielle Schnittstelle an
den PBX-Anrufsprozessor 24. Sie stützt auch eine serielle
Schnittstelle an jede CCU 18 in der Basisstationsanord
nung.
Die RPU-Hardware beinhaltet einen Allzweckcomputer auf
der Basis des Motorola-Modells 68000. Diese Maschine ist
mit einem 1-Mbyte-Direktzugriffsspeicher (RAM) und einem
nicht-flüchtigen Festplattenspeicher von 10 Mbytes ausge
bildet. Die Eingabe/Ausgabe besteht aus einem Systemkon
trollpult und einer Einheit, die acht asynchrone serielle
Datenschnittstellen stützt.
Wie in Fig. 5 gezeigt, simuliert das RPU-Softwarepaket
ein System, das ein Steuerprogramm-(scheduler)Modul 40,
ein BCC-Schnittstellenmodul oder -module 41a, 41b, . . . 41n,
ein PBX-Schnittstellenmodul 42, ein Konsolenmodul 43,
ein Registriermodul 44, ein Nachrichtenverarbeitungsmo
dul (MPM) 45 und ein Datenbasismodul 46 enthält.
Bis auf das Datenbasismodul 46 werden alle Module von
dem Steuerprogrammmodul 40 zum Laufen aufgerufen. Die
Module stehen über ein System von Briefkästen miteinander
in Verbindung. Das Datenbasismodul 46 basiert auf einer
Ansammlung von Unterprogrammen für den Zugang von In
formationen in der Datenbasis.
Das Steuerprogrammmodul 40 liefert den Energieleitungs
code für die RPU-Software. Sie ist für die Programmierung
und Aktivierung aller anderen Module verantwortlich. Sie
ist auch für das Unterhalten von Ereigniszeiteinteilung
und Briefkästen verantwortlich, die eine prozeßinterne
Kommunikation und die Zwischenprozeßkommunikation ge
statten.
Die BCC-Schnittstellenmodule 41a, . . . 41n stützen eine
serielle asynchrone Schnittstelle und ein Verbindungspegel
protokoll. Sie überwachen auch den Zustand der Kommuni
kation mit den CCUs 18.
Das PBX-Schnittstellenmodul 42 unterstützt eine serielle
asynchrone Schnittstelle zu dem PBX-Anrufsprozessor 24.
Das Konsolenmodul 43 stellt eine Systembetriebsschnitt
stelle bereit, die Systemzustandsfragen und Abwandlungen
und einen Nachrichtenaustausch zwischen der RPU 20 und
dem Rest des Systems gestattet.
Das Registriermodul 44 liefert Rohtransaktionsinformationen
für Diagnose- und Systemanalysezwecke.
Das Nachrichtenverarbeitungsmodul 46 verarbeitet alle
empfangenen RCC-, BCC- und PBX-Nachrichten. Es führt alle
Teilnehmeranrufsaufbau- und Abrißvorgänge aus, die nicht
von der PBX 15 ausgeführt werden, und weist die Funkkanäle
zu. Es beinhaltet auch eine Hintergrundaufgabe, die den
Zustand der CCUs 18 überwacht.
Das Datenbasismodul 46 liefert eine konsistente Schnitt
stelle an alle Datenstrukturen, die für die Anrufsver
arbeitung notwendig sind. Es enthält auch eine Frequenz
zuweisungsaufgabe, die die Funkkanäle zuordnet.
Die RPU-Datenbasis enthält eine Struktur, welche die
Systemkonfiguration einschließlich der Informationen über
alle Teilnehmer und dem Zustand aller Funkkanäle beschreibt.
Diese Strukturen können wie folgt beschrieben werden:
Die RPU-Datenbasis enthält eine Basisbandsteuerkanal- (BCC)-Datenstruktur für jede CCU 18 im System.
Die RPU-Datenbasis enthält eine Basisbandsteuerkanal- (BCC)-Datenstruktur für jede CCU 18 im System.
Eine Teilnehmererkennungstabelle (SIN-Tabelle) enthält
eine sortierte Liste aller gültigen Teilnehmer. Die Liste
ist sortiert, um die Teilnehmergültigkeit zu erleichern.
Die SIN-Tabelle hat einen Eingang für jeden Teilnehmer
im System.
Die RPU-Software führt einen Teil der Teilnehmereinheit-
Anrufsverarbeitung durch. Diese Verarbeitung wird im
Nachrichtenverarbeitungsmodul durchgeführt. Die Anrufs
verarbeitung wird mittels Austauschen von Nachrichten zwi
schen dem MPM 45, dem PBX-Modul 42 und allen BCC-Modulen
41 durchgeführt.
Dieser Abschnitt beschreibt kurz den normalen Anrufsauf
bauvorgang für einen von einem Teilnehmer eingeleiteten
Telefonanruf. Ein Teilnehmer (der "Ursprungsteilnehmer")
nimmt ab, wählt eine gültige Telefonnummer (die Telefon
nummer der "Bestimmung") und drückt den Sendeknopf oder
wartet für eine Zeitspanne. Die Ursprungsteilnehmerstation
sendet eine Anrufsanforderungsnachricht über den Steuer
kanal an die Basisstation. Die RPU-BCC-Module 41 empfangen
die Funkanforderungsnachricht und geben sie an das MPM
45 weiter. Das MPM 45 führt eine einfache Wählziffervalidie
rung aus und sendet eine Funkanforderungsnachricht an das
PBX-Modul 42, das die Nachricht an den PBX-Anrufsprozessor
24 weiterleitet. Der PBX-Anrufsprozessor 24 macht die ge
wählten Ziffern gültig (validieren) und sendet eine Anruf
anmeldenachricht an die RPU 20 zurück. Das MPM 45 ordnet
einen Sprachschlitz der Ursprungsteilnehmerstation zu. Das
MPM 45 gibt einen Kanalwechselbefehl an die CCU 18, die
den Sprachschlitz enthält, der der Ursprungsteilnehmersta
tion zugeordnet ist. Das MPM 45 gibt einen Anrufsverbindungs
befehl an die Ursprungsteilnehmerstation, wobei der Befehl
die Sprachfrequenz und den Sprachschlitz der Ursprungs
teilnehmerstation zuordnet. Das MPM 45 gibt eine Zuweisungs
nachricht an den PBX-Anrufsprozessor 24, die dem PBX-An
rufsprozessor 24 befiehlt, einen Nachrichtenkanal zuzuwei
sen. An dieser Stelle ist die Ursprungsteilnehmerstation
vollständig aufgebaut. Sie wartet nun auf eine Verbindung
über die PBX-Schaltmatrix 25 zu dem "Bestimmungsort". Der
"Bestimmungsort" kann entweder eine andere Teilnehmersta
tion oder ein Telefon sein, zu dem Zugang über eine Fern
sprechleitung 14 verschafft werden muß, wobei dies keinen
Unterschied macht.
Dieser Abschnitt erläutert kurz wie ein eingehender Anruf
an eine Teilnehmerstation behandelt wird. Der PBX-Anrufs
prozessor 24 stellt fest, daß ein Telefonanruf für eine
Teilnehmerstation bestimmt ist. Der PBX-Anrufsprozessor 24
erzeugt eine Eingangsanrufsnachricht. Diese Nachricht ent
hält Informationen über das Wesen des eingehenden Anrufes,
insbesondere ob der Anruf von einer äußeren Fernsprechlei
tung 14 oder von einer anderen Teilnehmerstation kommt. Das
RPU-PBX-Modul 42 empfängt die PBX-Nachricht von dem PBX-
Anrufsprozessor 24 und sendet sie an das MPM 45. Wenn der
Anruf von einer anderen Teilnehmerstation kommt, stellt
das MPM 45 den Teilnehmer-zu-Teilnehmerindex sowohl von
der Ursprungs- als auch Bestimmungsteilnehmerstation ein
und befiehlt den betreffenden CCUs 18, in die Innenbe
triebsart zu gehen. Das MPM 45 gibt eine Rufnachricht an
die Teilnehmerstation, die durch die Eingangsanrufsnach
richt näher angegeben ist. Die richtige Teilnehmerstation
anwortet mit einer Anrufsannahmenachricht. Das MPM 45 an
wortet auf die Anrufsannahmenachricht durch Ausgeben einer
Kanalwechselnachricht an die entsprechende CCU 18 und eine
Anrufsverbindungsnachricht an die entsprechende Teilnehmer
station. Das MPM 45 gibt dann eine Zuweisungsnachricht
an den PBX-Anrufsprozessor 24, welche die PBX-Schaltmatrix
25 dazu veranlaßt, die Schlußverbindung für den eingehenden
Anruf zu machen.
Dieser Abschnitt beschreibt kurz die Anwort der RPU 20 auf
einen Kanalschwund während eines Gespräches. Die CCU 18, die
den Sprachkanal abwickelt, der schwindet, merkt, daß der Ka
nal die Synchronisation verliert. Die CCU 18 erzeugt eine
Nicht-Synchronisation-Ereignisnachricht. Das BCC-Modul 41
empfängt die Ereignisnachricht und schickt sie an die
MPM 45 weiter. Die MPM 45 schickt eine Aufgelegt-Nachricht
an den PBX-Anrufprozessor 24 und versetzt den Teilnehmer
in den Ruhezustand und den Kanal in den aufgelegten Zu
stand.
Eine BCC-Nachricht wird über eine 9600 Baud-Asynchronschnitt
stelle von der CCU 18 zu der RPU 20 geleitet. Das BCC-Mo
dul 41, das die besondere CCU-Schnittstelle behandelt,
liest die Nachricht ein und prüft die Verbindungspegel
informationsbits, um die Integrität der eingehenen Nach
richt zu verifizieren. Wenn das BCC-Modul 41 feststellt,
daß die Nachricht annehmbar ist, wird eine geeignete Be
stätigung an die sendende CCU 18 zurückgegeben. Im ande
ren Fall wird ein nochmaliger Versuch oder eine negati
ve Bestätigung zurückgegeben. Das BCC-Modul 41 sendet
die Nachricht dann an das MPM 45. Die Nachricht wird dann
in den Nachrichtenverarbeitungsbriefkasten 48 gesetzt,
wobei die von dem Scheduler-Modul 40 bereitgestellten
Briefkästen verwendet werden. (Siehe Fig. 6).
Wenn kein Eingabesignal von der CCU 18 vorhanden ist
und der BCC-Briefkasten 49, der Ausgangsnachrichten an
die CCU enthält, leer ist, "blockiert" das BCC-Modul 41
und geht die Steuerung an das Scheduler-Modul 40.
Das Scheduler-Modul 40 macht das nächste Modul im Umlauf
plan wirksam, und dieses Modul läuft dann bis es blockiert.
Das Scheduler-Modul macht dann ein weiteres wirksam,
usw. An einer späteren Stelle macht das Scheduler-Modul
das MPM 45 wirksam.
Das MPM 45 liest dann die BCC-Nachricht zusammen mit irgend
welchen anderen Nachrichten, die in seinem Briefkasten
48 aufgereiht wurden, ein. Die BCC-Nachricht wird identi
fiziert und verarbeitet. Diese Verarbeitung kann Änderungen
der Datenbasis und die Erzeugung neuer Nachrichten bein
halten. Fig. 6 erläutert den Datenweg einer hereinkommenden
Nachricht.
Fig. 6 erläutert auch den Datenweg einer ausgehenden BCC-
Nachricht. Eine ausgehende BCC-Nachricht wird durch das
MPM 45 als Antwort auf irgendein spezielles Ereignis er
zeugt. Die Nachricht wird in dem MPM 45 konstruiert und
an das BCC-Modul 41 geschickt, welches die Bestimmungs-
CCU 18 behandelt. Nachdem diese Nachricht und irgendwel
che anderen notwendigen Nachrichten gesendet wurden und
wenn keine weiteren Nachrichten im Briefkasten 48 des
MPM sind, "blockiert" das MPM und kehrt die Steuerung
zum Scheduler-Modul zurück.
Das BCC-Modul liest die Nachricht von seinem Briefkasten
49 und fügt die richtigen Verbindungspegelbits der aus
gehenden Nachricht hinzu. Es leitet dann die Nachricht
über den seriellen Datenausgang an die CCU 18 weiter.
Eine eingehende RCC-Nachricht wird genauso wie eine ein
gehende BCC-Nachricht behandelt, da eine RCC-Nachricht
eine Art von BCC-Nachricht ist. Auch wird eine ausgehende
RCC-Nachricht auf demselben Weg wie eine ausgehende BCC-
Nachricht erzeugt und weitergeleitet.
Eine PBX-Nachricht wird von dem PBX-Anrufsprozessor 24
empfangen. Diese Nachricht wird über eine 9600-Baud
asynchrone Schnittstelle an die RPU 20 weitergeleitet.
Wie in Fig. 7 gezeigt, liest das RPU-PBX-Modul 42 die
PBX-Nachricht ein und sendet sie an den MPM-Briefkasten
48. Wenn keine weiteren eingehenden Zeichen vorhanden sind
und der PBX-Briefkasten 50, der die ausgehenden PBX-Nach
richten enthält, leer ist, "blockiert" das RPU-PBX-Mo
dul 42 und geht die Steuerung zurück an das Scheduler-
Modul 40.
Das MPM 45 liest die PBX-Nachricht zusammen mit irgend
welchen anderen Nachrichten, die in seinem Briefkasten
48 aufgereiht wurden, ein. Die PBX-Nachricht wird auf
der Grundlage der Art der Nachricht und des momentanen
Zustands des in der Nachricht angegebenen Teilnehmers ver
arbeitet. Die Verarbeitung kann Änderungen in der Daten
basis, Änderungen im Teilnehmerzustand und die Erzeugung
neuer Nachrichten beinhalten. Fig. 7 erläutert den Daten
weg der eingehenden PBX-Nachricht.
Es wird wieder auf Fig. 7 Bezug genommen. Eine ausgehen
de PBX-Nachricht wird von dem MPM 45 als Antwort auf ein
Ereignis erzeugt. Die Nachricht wird in dem MPM 45 kon
struiert und an das PBX-Modul 42 geschickt. Nachdem diese
Nachricht und irgendwelche anderen notwendigen Nachrichten
gesendet wurden und wenn keine weiteren Nachrichten im
MPM-Briefkasten 48 sind, "blockiert" das MPM 45 und geht
die Steuerung an das Scheduler-Modul 40 zurück.
Das Scheduler-Modul 40 fährt fort, andere Module im Um
laufplan wirksam zu machen, bis das RPU-PBX-Modul 42
wirksam gemacht wird.
Das RPU-PBX-Modul 42 liest die PBX-Nachricht von seinem
Briefkasten 50 und leitet die Nachricht über den seriellen
Datenausgang an den PBX-Anrufsprozessor 24 weiter.
An bedeutenden Stellen in jedem der Module im RPU-Soft
warepaket wird eine wichtige Informationen enthaltende
Nachricht an das Registriermodul 44 geschickt. Diese In
formation wird datiert und in eine Datei ausgegeben. Fig.
8 erläutert die Registrierdatenwege.
Der Eingabeteil des Konsolenmoduls 43 führt Befehlswecken
und -erkennung zusammen mit Befehlsvalidierung aus. Gül
tige Konsolenbefehle haben die Fähigkeit, die RPU-Daten
basis zu befragen und sie auf den neuesten Stand zu brin
gen und Nachrichten an die RPU-Module zu schicken. Die sich
aus den Konsolenanzeigebefehlen ergebende Ausgabe wird
direkt an den Konsolenanschluß ausgegeben.
Das Scheduler-Modul 40 wird als besonderes Systemmodul
betrachtet und ist für das planmäßige Steuern aller ande
ren RPU-Module verantwortlich. Die Hauptverantwortlichkei
ten des Scheduler-Moduls 40 bestehen darin, das nächste
auszuführende Modul auszuwählen und eine Zwischen- und
Innenmodulkommunikation zu schaffen.
Obwohl die verschiedenen RPU-Module als separate Module
angesehen werden können, sind in Wirklichkeit alle Module
ein Anwendungsverfahren eines Regelbetriebssystems. Es
ist das Scheduler-Modul 40, das die Umlaufabfertigung der
anderen RPU-Module ausführt. Das Scheduler-Modul 40 be
handelt den Stapel für jedes der Pseudo-RPU-Module, indem
es einen festen Teil des Stapelraumes einem jeden Pseudo-
Modul am Anfang zuweist. Kurz bevor dann jedes Modul lau
fen soll, wird der Stapelzeiger durch das Scheduler-Modul
40 so geändert, daß er auf die geeignete Stapeladresse für
das richtige Modul zeigt. Ein Speicherplan der RPU 20 ist
in Fig. 9 gezeigt.
Jedes RPU-Modul läuft bis es blockiert. Wenn ein Modul
blockiert, gibt es die Steuerung zurück an den Scheduler,
der einem anderen Modul gestattet, eingeplant zu werden
und zu laufen. Ein Modul kann auf verschiedenen Wegen
blockieren:
Durch Rufen von EREIGNIS HOLEN(), das das Modul zwingt
zu blockieren bis ein Ereignis eintritt, oder durch Rufen
von WARTEN(), das für eine bestimmte Anzahl von Sekunden
blockiert, oder durch Rufen von BLOCKIEREN(), das für ei
ne Runde der Umlaufplanschleife blockiert.
Eine weitere Hauptaufgabe, die das Scheduler-Modul 40
ausführt, ist die Zwischenmodulkommunikation zwischen
den Modulen. Briefkästen werden als Mittel zum Senden oder
Empfangen von Nachrichten an andere Module bzw. von anderen
Modulen verwendet. Jedes Modul kann nach seiner Post in
seinem Briefkasten durch Verwenden des Postleseaufrufs
suchen. Ebenso kann ein Modul Post an ein anderes Modul
durch Verwenden des Postsendeaufrufs schicken. Das Sche
duler-Modul unterhält einen separaten Briefkasten für je
des der Module, die in der Planschleife sind. Wenn ein
Modul eine Nachricht an ein anderes Modul schickt, wird
die Nachricht in den Bestimmungsbriefkasten kopiert. Spä
ter wenn der Bestimmungspunkt an der Reihe ist zu laufen,
überprüft das Scheduler-Modul seinen Briefkasten, um zu
bestimmen, ob eine Nachricht in dem Briefkasten ist. Wenn
dies der Fall ist, erzeugt das Scheduler-Modul 40 ein
Ereignis der Art POST, das das Modul dazu zwingt nicht
blockiert zu sein, wenn es durch ein HOLEREIGNIS() blockiert
und damit eingeplant ist zu laufen.
Eine Ereignisliste wird von dem Scheduler-Modul für jedes
Modul in der Planschleife auch gehalten. Ereignisse kön
nen aus Post- oder Zeiteinteilungsereignissen bestehen.
Postereignisse werden immer dann erzeugt, wenn das Sche
duler-Modul bestimmt, daß Nachrichten für das momentan
laufende Modul anhängig sind. Ein Modul kann ein Zeitein
teilungsereignis auf die Ereignisliste setzen, indem ER
EIGNISSETZEN() gerufen wird, wobei die Anzahl von Sekun
den zu warten ist, bevor ein Ereignis erzeugt wird. Das
Scheduler-Modul 40 prüft die Ereignisliste des Moduls bei
jedem Durchgang durch die Rundlauf-Planschleife, wobei es
nach Zeitgeberabläufen sucht. Wenn ein Zeitgeberablauf fest
gestellt wird, wird das entsprechende Modul angewiesen zu
laufen und das Ereignis zu dem Modul durch den Ruf HOL
EREIGNIS() zurückgeführt.
Das Scheduler-Modul 40 enthält Routinen, die dazu ver
wendet werden, die RS-232-Schnittstellen zwischen der
CCU 18 und der RPU 20 und zwischen der PBX 15 und der
RPU 20 auszulösen. Diese Routinen, die eine ausschließ
liche Software-Kontrolle über die RS-232-Schnittstellen
ausüben, schalten die gewöhnliche Verarbeitung der Steuer
folgen durch das Regelbetriebssystem ab. Andere Routinen
werden dazu verwendet, die Eingabe/Ausgabe-Speicher zu
spülen und die Anschlußeingabe und -ausgabe zu lesen und
zu schreiben. Das Scheduler-Modul 40 verfolgt auch die
Systemzeit für alle RPU-Module.
Jedes BCC-Modul 41 schafft eine Schnittstelle zwischen einer
CCU 18 und den anderen Software-Modulen in der RPU 20.
Die zwischen der CCU 18 und der RPU 20 ausgetauschten Nach
richten bestehen aus binären Daten unterschiedlicher Län
ge, die über eine asynchrone Kommunikationsverbindung über
tragen werden. Das BCC-Modul 41 ist dafür verantwortlich,
Nachrichtenintegrität über die Kommunikationsverbindung zu
schaffen, die Fehlerermittlung, sequentielles Ordnen und
Bestätigen von Nachrichten beinhaltet.
Die Hardware-Schnittstelle zwischen der CCU 18 und der
RPU 20 besteht aus einer 9600-Baud-RS-232 asynchronen Schnitt
stelle.
Die Eingaben zu diesem Modul 41 beinhalten von der CCU oder
von anderen RPU-Softwaremodulen empfangene Nachrichten.
Nachrichten werden von diesem Modul entweder an die CCU
über die RS-232-Schnittstelle oder an andere RPU-Software
module über den richtigen Briefkasten ausgegeben.
Der Zweck dieses Moduls 41 besteht darin, den Nachrichten
verkehr zwischen der RPU 20 und der CCU 18 zu verarbeiten.
Das Modul 41 sucht laufend nach Nachrichten, die von der
CCU 18 empfangen werden und leitet sie dem richtigen RPU-
Softwaremodul zu. Ebenso sucht dieses Modul laufend nach
Nachrichten von anderen RPU-Softwaremodulen, die für eine
CCU 18 bestimmt sind. Ein alternierendes Bit-Protokoll wird
dazu verwendet, offenstehende Nachrichten (d. h. nicht be
stätigt) auf eine in jeder Richtung zu beschränken. Se
quenz und Bestätigungsbits dienen als notwendige Schluß
kontrolle, um diese Funktion zu erfüllen. Das Protokoll
wird in den folgenden Absätzen näher beschrieben.
In der folgenden Beschreibung wird ein Objekt, das Nach
richten verarbeiten kann, mit "Wir" oder "Uns" bezeichnet,
und das andere ist mit "Sie" oder "Ihnen" bezeichnet.
Das Protokoll kann erklärt werden, indem die Maßnahmen
angegeben werden, wenn eine Nachricht empfangen wird. Es
gibt nur vier grundlegende Maßnahmen, die von zwei Be
dingungen abhängen. Diese Bedingungen werden durch Ver
gleichen der Sequenz- und Bestätigungsbits der empfangenen
Nachricht mit den erwarteten bestimmt.
Bei einer ankommenden Nachricht, ist das ACK-Bit wie er
wartet, wenn es dasselbe wie das SEQ-Bit unserer zuletzt
ausgesendeten Nachricht ist. Entsprechend ist das SEQ-Bit
wie erwartet, wenn es sich von dem SEQ-Bit der zuletzt
empfangenen Nachricht unterscheidet. Anders ausgedrückt,
die erwarteten Bedingungen bestehen darin, daß eine ein
gehende Nachricht unsere letzte Nachricht bestätigt und
daß wir auch erwarten, daß jede neue Ankunft eine neue
Nachricht ist.
Die Maßnahmen, die beim Empfangen einer Nachricht ergrif
fen werden, werden nun unter vier Kombinationen zusammen
gefaßt, die durch die obengenannten Bedingungen erzeugt
werden:
- 1. ACK wie erwartet; SEQ wie erwartet. Markiere unsere letzte übertragene Nachricht als bestätigt (wodurch wir eine neue Nachricht senden können). Verarbeite die neu angekommene Nachricht (bestätige sie in der nächsten Nachricht, die wir senden).
- 2. ACK wie erwartet; SEQ nicht wie erwartet. Markiere unsere letzte übermittelte Nachricht als bestätigt (wodurch wir eine neue Nachricht übermitteln können). Lege die neu angekommene Nachricht ab (bestätige sie nicht).
- 3. ACK nicht wie erwartet; SEQ wie erwartet. Wenn wir eine Nachricht übermittelt haben, die noch nicht be stätigt wurde, dann sende sie nochmals. Wenn wir nicht eine solche Nachricht haben, dann ist etwas am Ziel punkt falsch gelaufen und wir sollten zurückstellen wie unten beschrieben. Verarbeite die neu angekommene Nachricht.
- 4. ACK nicht wie erwartet; SEQ nicht wie erwartet. Unsere letzte Nachricht wurde nicht am Zielpunkt empfangen. Übermittle sie nochmals. Lege die neu angekommene Nach richt ab.
Das Zurückstell-Bit wird dazu verwendet, die SEQ- und
ACK-Bits zurückzustellen. Wenn wir eine Nachricht mit dem
Zurückstellbit darauf empfangen, sollte sie als neue Nach
richt akzeptiert werden, ungeachtet ihres SEQ-Bit, und
sie sollte bestätigt werden. Außerdem reflektiert das ACK-
Bit auf der empfangenen Nachricht das SEQ-Bit der letzten
Nachricht, das sie von uns empfangen haben. Wir sollten
dieses Bit knebeln bevor die nächste Nachricht gesendet
wird. Beispielsweise wenn wir eine Nachricht empfangen,
deren ACK/SEQ-Ziffer "4" ist (Zurückstellung gleich 1,
ACK gleich 0, SEQ gleich 0), dann sollte die ACK/SEQ-Zif
fer in der Antwort "1" (Zurückstellung gleich Null, ACK
gleich Null, SEQ gleich 1) sein. Jede Seite sollte zu
rückstellen, wenn sie glaubt, daß das Protokoll außer
Tritt geraten ist.
Wenn wir eine Nachricht von ihnen empfangen und keine
neue Nachricht anhängig haben und eine Standardantwort
kommt nicht bald, werden wir die Nachricht bestätigen, in
dem wir eine besondere ACK-Nachricht senden. Das ACK-Bit
wird die empfangene Nachricht bestätigen, aber das SEQ-
Bit wird sich nicht aufgrund der letzten Nachricht ändern,
die wir schickten. Dies wird sie veranlassen, die Bestäti
gung zu verarbeiten und die neu angekommene Nachricht ab
zulegen. Der Inhalt dieser Nachricht ist eine Null-Nach
richt. Da diese Nachricht ohnehin abgelegt wird, ist der
Inhalt dieser Nachricht unbedeutend.
Das PBX-Modul 42 liefert die Schnittstelle zwischen dem
UTX-250 PBX-Anrufsprozessor 24 und den anderen Software-
Modulen der RPU 20. Die zwischen den beiden Maschinen aus
getauschten Nachrichten bestehen aus einem ASCII-Zeichen
gerichteten Nachrichtenaustausch. Das ASCII-Zeichen wird
hier als 7 oder 8-Bit ASCII definiert. Sowohl der PBX-
Anrufsprozessor 24 als auch die RPU 20 müssen in der Lage
sein, Zeichen mit ungerader, gleicher oder keiner Pari
tät annehmen zu können. Der Text der Nachrichten besteht
aus Ketten mit unterschiedlicher Länge oder druckbaren
Zeichen.
Die Hardware-Schnittstelle zwischen dem PBX-Anrufs
prozessor 24 und der RPU 20 besteht aus einer 9600 Baud
RS-232 asynchronen Schnittstelle.
Die Eingaben zu dem PBX-Modul 42 beinhalten Nachrichten,
die von dem PBX-Anrufsprozessor 24 oder von anderen RPU-
Software-Modulen empfangen wurden. Nachrichten werden von
diesem Modul entweder an den PBX-Anrufsprozessor 24 oder
an andere RPU-Software-Module über den richtigen Brief
kasten ausgegeben.
Der Zweck des PBX-Moduls 42 besteht darin, den Nachrichten
verkehr zwischen der RPU 20 und dem PBX-Anrufsprozessor
24 zu verarbeiten. Dieses Modul sucht laufend nach Nach
richten, die von dem PBX-Anrufsprozessor 24 empfangen wer
den, und leitet sie dem richtigen RPU-Software-Modul zu.
Ebenso sucht dieses Modul laufend nach Nachrichten von
anderen RPU-Software-Modulen, die für den PBX-Anrufs
prozessor 24 bestimmt sind.
Jedes Zeichen, das von dem PBX-Anrufsprozessor 24 empfangen
wird, wird auf Gleichheit mit dem größer-als-Zeichen
überprüft, das den Anfang einer Nachricht oder eines Wa
genrücklaufzeichens anzeigt, welches das Ende einer Nach
richt anzeigt. Dieses Modul ist in der Lage, einen Voll
duplex-Nachrichtenverkehr zu handhaben.
Das Konsolenmodul 43 ist das Fenster der Bedienungsper
son in den momentanen Zustand der RPU 20. Die Konsole
verschafft die Möglichkeit, Informationen anzuzeigen, die
den momentanen Zustand der Teilnehmer und der Funkkanäle
betreffen, Verbindungen und Kanalzustände zu ändern und
Nachrichten an die PBX 15 und die CCUs 18 zu schicken.
Die Konsole verarbeitet den Eingabestrom vom Anschluß
und führt den gewünschten Befehl aus.
Das Konsolenmodul 43 liefert die Schnittstelle zu dem An
schluß der Bedienungsperson an der Basisstation. Das
Konsolenmodul 43 verarbeitet die Eingabe vom Anschluß
und führt den Befehl aus. Daten werden aus der Datenba
sis herausgesucht und in sie hineingeschrieben, Anzeigen
werden an den Anschlußschirm ausgegeben und Nachrichten
werden zu anderen Modulen geschickt. Die Schnittstellen
dieses Moduls beinhalten:
- 1. Zeichen werden von dem Bedienungstasten feld eingegeben.
- 2. Zeichen werden an den Bedienungsschirm aus gegeben.
- 3. Daten werden aus der Datenbasis herausge sucht und in sie hineingeschrieben.
- 4. Nachrichten werden an die PBX, BCC- und Nach richtenverarbeitungsmodule geschickt.
Eine Gruppe von Parser-Routinen-Eingabezeichen kommen
vom Bedienungstastenfeld. Ein sofortiger Dateneingang
wird am Anfang jeder Befehlszeile angezeigt. Die Daten
werden zwischengespeichert, die Editierzeichen werden
verarbeitet, die Eingabe wird an die Anzeige zurückge
meldet und die Daten werden in Balken (token) begrenzt.
Dadurch daß der Parser mit einer Gruppe von Datenstruk
turen versehen wird, die alle möglichen Befehle und gül
tigen Balken in jedem Befehl beschreiben, führt der Par
ser die Erkennung bei den eingegebenen Daten aus, ant
wortet er auf Fragezeichen und zeigt er Führungswörter
für den Dateneingang an. Jeder Balken wird überprüft,
daß er der Typ von erwarteten Daten ist. Schlüsselwörter
werden mit der Liste von annehmbaren Ganzheiten in Über
einstimmung gebracht und Zahlen werden in ganze Zahlen
umgewandelt. Wenn der Befehlszeileneintrag vollständig
ist, findet eine weitere Verifizierung statt. Zahlen wer
den überprüft, ob sie innerhalb des Bereiches sind und
bei manchen Befehlen wird der Zustand des Systems über
prüft, bevor der Befehl ausgeführt wird.
Die Befehle fallen in drei Kategorien:
- 1. Befehle, die Informationen von der Datenbasis anzei gen,
- 2. Befehle, die die Datenbasis abwandeln, und
- 3. Befehle, die Nachrichten senden.
Informationen können über den Teilnehmer, die Verbindung
den CCU- und Kanalzustand angezeigt werden. Alle Anzeige
befehle erfordern, daß Informationen aus der Datenbasis
herausgesucht und formatierte Daten an die Bedienungsan
zeige ausgegeben werden. Die Abwandlungsbefehle beinhalten
die Fähigkeit, eine Teilnehmerverbindung auf einen beson
deren Kanal zu zwingen und die Fähigkeit, Kanäle einzu
schalten und abzuschalten. Die Abwandlungsbefehle werden
beim Testen des Frequenzzuweisungsalgorithmus verwendet.
Alle Abwandlungsbefehle schreiben sich in die Datenbasis
ein.
PBX-, BCC- und RCC-Nachrichten können von dem Konsolen
modul 43 aus an verschiedene andere Module im System ge
schickt werden. Ein Nachrichtensendebefehl fordert von
der Bedienungsperson alle Informationen, die für die
Nachricht benötigt werden, die Nachricht wird dann for
matiert und an das angegebene Modul geschickt. PBX-Nach
richten werden an das RPU-PBX-Modul 42 geschickt, das
die Nachricht an den PBX-Anrufsprozessor 24 ausschickt.
BCC- und RCC-Nachrichten können von der RPU 20 zu den
CCUs 18 über die BCC-Module 41 geschickt werden, welche
die Verbindungspegelprotokollbits den ausgehenden Nach
richten hinzufügen. Eingaben von den CCUs 18 werden simu
liert und Nachrichten, einschließlich sowohl BCC- und RCC-
Nachrichten werden an das MPM 46 geschickt.
Das Registrier (logger)-Modul 44 ist für das Registrieren
von RPU-Ereignissen oder Nachrichten verantwortlich. Das
Registriermodul 44 unterhält die folgenden drei Platten
dateien: Ein Transaktionsprotokoll mit Informationen die
Gebührenabrechnungsinformationen ähnlich sind, ein Fehler
protokoll, das aus Fehlernachrichten besteht und ein Nach
richtenprotokoll, das aus Systemwarnnachrichten besteht.
Das Registriermodul 44 besteht aus einer Gruppe von Unter
programmen, die von den anderen RPU-Modulen abgerufen
werden. Jedes Unterprogramm ist für das Zeitmarkieren der
Nachricht und Einschreiben der Nachricht in die richtige
Plattendatei verantwortlich. Jedes Unterprogramm hat ein
Gesamtkennzeichen, das bestimmt, welche Nachrichten re
gistriert werden sollen und welche nicht. Die Gesamtkenn
zeichen werden durch Verwendung von Konsolenbefehlen ein
gestellt und zurückgestellt.
Das MPM 45 führt die Anrufsverarbeitungsfunktionen mit
hohem Pegel zwischen der PBX 15 und den Teilnehmerstationen
aus. Es ist für Anrufsverarbeitungsfunktionen wie das Be
ginnen von Seiten, Zuweisen von Sprachkanälen und Steuern
von Anrufsfortsetzungstönen sowohl für Teilnehmer- und
externe Telefone verantwortlich. Das MPM 45 verarbeitet
auch Zustandsnachrichten, die sie von den CCUs 18 empfängt.
Beispielsweise werden Kanalzustandsinformationen, die aus
Verbindungsqualität- oder Teilnehmeranschlußzustand be
stehen, von dem MPM 45 verarbeitet.
Das MPM 45 ist als Zustandsmaschine organisiert, wobei
PBX- und BCC-Nachrichten Balken für die Nachrichtenver
arbeitungszustandsmaschine sind. Das MPM 45 verarbeitet
die Balken (tokens), indem es die Datenbasis auf den
neuesten Stand bringt, die notwendigen Antworten aus
gibt und dann in den nächsten Zustand übergeht.
Das MPM 45 verwendet Systembriefkästen, die von dem Pla
nungsmodul 40 unterhalten werden, um Nachrichten von an
deren RPU-Modulen zu empfangen und Nachrichten an andere
RPU-Module zu schicken. Auch benutzt das MPM 45 Unter
programme im Datenbasismodul, um Zustandsinformationen
aus der Datenbasis herauszusuchen oder sie auf den neu
esten Stand zu bringen.
Wie zuvor beschrieben, ist das MPM 45 als Zustandsmaschi
ne organisiert. Balken, die erzwingen, daß Verarbeitungen
ausgeführt werden, bestehen aus Nachrichten oder Zeit
sperren. Das MPM 45 bestimmt den Typ des Balkens (d. h.
Zeitgeber, RCC-Nachricht, PBX-Nachricht usw.) und die
Teilnehmerstation oder -kanal, der von dem Balken berührt
wird. Das MPM 45 verarbeitet den Balken, Indem es die
richtigen Antworten auf die Nachrichten erzeugt und in
den nächsten Zustand übergeht.
Das MPM 45 besteht eigentlich aus zwei Zustandstabellen.
Die RCC-Zustandsmaschine, die in Fig. 10 gezeigt ist, wird
dazu verwendet, Nachrichten vom PBX-Anrufsprozessor 24
oder RCC-Nachrichten von einer Teilnehmerstation zu ver
arbeiten. Die Kanalzustandsmaschine, die in Fig. 11 ge
zeigt ist, wird dazu verwendet, Nachrichten, die von
einer CCU 18 empfangen werden, zu verarbeiten.
Zu Beginn sind alle Teilnehmer im RCC-Ruhezustand und alle
Kanäle sind im Kanalruhezustand, der anzeigt, daß keine
Verbindungen aufgebaut sind oder fortdauern.
Die Zustandsänderungen für einen typischen Anruf von außen
zu einem Teilnehmer sind die folgenden. Eine externe An
rufsnachricht wird von dem PBX-Anrufsprozessor 24 empfangen,
die die Telefonnummer und die Bestimmungsteilnehmerstation
des Anrufs beinhaltet. Eine Rufnachricht wird an die
Teilnehmerstation ausgesandt und der Zustand der Teilneh
merstation wird auf RUF eingestellt. Wenn eine Anrufs
annahmenachricht von der Teilnehmerstation empfangen wird,
wird der Zustand der Teilnehmerstation auf AKTIV einge
stellt. An dieser Stelle wird der Kanal zugeordnet, und
der PBX-Anrufsprozessor 24, die CCU 18 und die Teilnehmer
station werden über die Kanalzuordnung informiert. Der
Kanal wird dann in den Ruf-Synchronisier-Wartezustand
(Fig. 11) versetzt. Wenn die CCU 18 angibt, daß die Synchro
nisation angenommen wurde, wird der Kanalzustand auf
Synchronisationsruf eingestellt. Wenn schließlich die CCU
18 angibt, daß der Teilnehmer abgenommen hat, wird der
Kanal auf den Synchronisationsabnahmezustand eingestellt.
Der Synchronisationsabnahmezustand zeigt an, daß eine
Sprachverbindung hergestellt ist.
Ein Anruf von Teilnehmer zu Teilnehmer beginnt mit einer
Rufaufforderungsnachricht, die von der ursprünglichen Teil
nehmerstation empfangen wird. Die ursprüngliche Teilnehmer
station wird in den Wählzustand gesetzt und eine Funk
aufforderungsnachricht wird an den PBX-Anrufsprozessor
24 geschickt. Der PBX-Anrufsprozessor 24 gibt dann eine
Nachricht ANRUF MACHEN an die ursprüngliche Teilnehmer
station und eine Nachricht ANKOMMENDER ANRUF an die
Bestimmungsteilnehmerstation zurück. Als Antwort auf
die Nachricht ANRUF MACHEN, wird ein Kanal zugewiesen,
und der PBX-Anrufsprozessor 24, die CCU 18 und die ur
sprüngliche Teilnehmerstation werden über die Zuordnung
informiert. Der Kanal des ursprünglichen Teilnehmers wird
auf den Zustand HÖRER ABGENOMMEN SYNCHRONISATION WARTEN
eingestellt bis der Kanal in Synchronisation geht. Wenn
die CCU 18 der Basisstation die Übertragung von dem ur
sprünglichen Teilnehmer wahrnimmt, erzeugt sie eine Kanal
ereignisnachricht SYNCHRONISATION HÖRER ABGENOMMEN. Die
RPU 20 verarbeitet die Kanalereignisnachricht durch Ändern
des Zustands des Kanals in den Zustand SYNCHRONISATION
HÖRER ABGENOMMEN. Eine eingehende Anrufsnachricht für die
Bestimmungsteilnehmerstation wird auf dieselbe Art und
Weise wie eine externe Rufnachricht wie oben beschrieben
verarbeitet. Außerdem werden die in die Verbindung ein
geschalteten Kanäle auf Innenbetrieb geschaltet, wenn bei
de Teilnehmer in Synchronisation sind.
Eine Trennung beginnt, wenn eine der Parteien der Ver
bindung den Hörer auflegt. Wenn ein Telefon, das außer
halb des Systems ist, aufgehängt wird, wird eine Nach
richt von dem PBX-Anrufsprozessor 24 durch das MPM 45
empfangen. Wenn ein Teilnehmer auflegt, sendet die CCU
18 eine Nachricht, die anzeigt, daß die Teilnehmerstation
aufgelegt hat. In jedem Fall wird die andere Partei über
die Trennung informiert, der Kanal wird in den Trennzu
stand geschaltet und die Teilnehmerstation wird in den
Abbrechzustand gebracht. Wenn die CCU 18 anzeigt, daß
die Synchronisation verloren ist, werden der Kanal und
die Teilnehmerstation in den Ruhezustand zurückgebracht.
Eine Hintergrundaufgabenroutine wird von dem MPM 45 an
gewandt. Die Hintergrundaufgabe steht anfänglich mit den
CCUs 18 nach einem kalten oder warmen Wiederbeginn in
Verbindung. Wenn das System in Betrieb ist, überwacht
auch die Hintergrundaufgabe die CCUs 18 um die Daten
basis auf dem laufenden und einen RCC zugeordnet zu halten.
BCC-Nachrichten, die sowohl von den CCUs 18 und von den
BCC-Modulen 41 erzeugt werden, werden von den BCC-Modulen
41 empfangen. Nachrichten werden an die CCUs 18 über die
BCC-Module 41 gesandt.
Daten werden in die Datenbasis eingeschrieben und aus ihr
herausgesucht.
Anfänglich werden allen CCUs 18 Basisbandbefragungsnach
richten zugesandt, damit die RPU 20 den momentanen Zustand
des Systems bestimmt. Alle Informationen, die vom Basis
bandereignis oder von Antwortnachrichten empfangen werden,
werden in der RPU-Datenbasis abgespeichert. Wenn die RPLT
20 eine Basisbandereignisnachricht empfängt, die anzeigt,
daß eine CCU 18 bereit aber nicht zurückgestellt ist, (d. h.
die CCU 18 ist noch nicht angelaufen) wird die der CCU 20
zugeordnete Frequenz markiert wie zugewiesen. Der CCU 18
werden dann Kanalbefragungsnachrichten zugesandt, um die
Datenbasis auf den momentanen Zustand des Systems zu brin
gen. Die Einleitung der CCU ist vervollständigt, wenn je
de CCU 18 entweder auf alle offenen Befragungsnachrichten
geantwortet hat oder wenn bestimmt wird, daß die CCU 18
unten ist. In diesem Zeitpunkt wird jeder CCU 18, die ange
zeigt hat, daß sie bereit und zurückgestellt ist (d. h.
die CCU ist gerade angelaufen), eine Frequenz zugeordnet.
Wenn einer CCU 18 kein Steuerkanal zugeordnet wurde, dann
versucht die RPU 20 den Steuerkanal zuzuordnen. Die erste
Wahl besteht darin, der CCU 18 den Steuerkanal auf der
ersten Frequenz zuzuordnen, denn dies ist dort wo der
Teilnehmer zuerst nach dem RCC sucht. Die nächste Wahl
ist irgendeine CCU 18 mit Schlitz 0 nicht im Gebrauch, und
die letzte Wahl ist eine CCU 18 mit einer Verbindung auf
Schlitz 0. Wenn alle wirksamen CCUs 18 bereits eine Ver
bindung auf Schlitz 0 haben, dann wird eine der Verbin
dungen und der Steuerkanal wird diesem Schlitz zugeordnet.
Wenn die RPU 20 mit allen CCUs 18 in Verbindung war, wird
der Zustand der CCUs 18 über Zustandsnachrichten über
wacht, die von den CCUs 18 oder den BCC-Modulen 41 empfan
gen werden. Die BCC-Module 41 überwachen laufend den Ver
bindungspfad zu jeder CCU 18. Eine CCU 18 gilt als außer
Betrieb, wenn eine Basisbandereignisnachricht empfangen
wird, die anzeigt, daß die CCU 18 nicht bereit ist. Zu
diesem Zeitpunkt wird die CCU 18 als nicht bereit in der
Datenbasis markiert. Außerdem werden alle Verbindungen ab
gebrochen, alle Kanäle werden in den Fehlzustand zurück
gebracht und die der CCU 18 zugeordnete Frequenz wird
freigegeben. Wenn die CCU 18 den Steuerkanal enthielt,
dann wird ein neuer Steuerkanal zugeordnet.
Wenn eine Basisbandereignisnachricht empfangen wird, die
anzeigt, daß eine CCU 18 bereit und zurückgestellt ist,
dann wird der CCU 18 eine Frequenz zugeordnet. Wenn kein
Steuerkanal einer CCU 18 momentan zugeordnet wird, dann
wird dem Schlitz 0 der zurückgestellten CCU der Steuer
kanal zugeordnet.
Wenn eine Basisbandereignisnachricht empfangen wird, die
anzeigt, daß eine CCU 18 eine Verbindung mit der RPU 20
verloren hat, dann werden Kanalbefragungsnachrichten
(d. h. eine für jeden der vier Kanäle) an die CCU 18 ge
schickt, um die RPU-Datenbasis mit dem momentanen Zustand
jedes CCU-Kanals aufs laufende zu bringen. Wenn eine Ant
wort auf jede Kanalbefragungsnachricht empfangen wird, wer
den die momentanen Kanalzustands- und Verbindungsinfor
mationen in der Datenbasis aufs laufende gebracht. Wenn
ein Kanal im Zustand SYNCHRONISATION WARTEN ist, dann
wird angenommen, daß der Teilnehmer nicht länger in der
Verbindung ist und die Verbindung wird abgebrochen.
Anfänglich werden die CCUs 18 von der RPU 20 nach ihrem
anfänglichen Zustand befragt. Die CCUs 18 senden auch Er
eignisnachrichten herein, wenn sie anlaufen oder ihren
Zustand ändern. Der Austausch von Nachrichten hält die
RPU-Datenbasis mit dem momentanen Zustand des Systems auf
dem laufenden.
Das Datenbasismodul 46 enthält die Datenbasisschnittstel
lenroutinen, die für den Datenbasiszugang notwendig sind.
Sie liefern eine knappe Einfadenverknüpfung mit der Daten
basis für jedes Modul, das den Zugang zu der Information
darin fordert. Der größte Teil der Zugangsroutinen betrifft
die SIN-Tabelle und die BCC-Tabelle. Zugang zu allen Fel
dern innerhalb dieser Tabellen wird durch die Zugangsrou
tinen geschaffen.
Das Datenbasismodul ist auch für die Datenbasiseinleitung
am Beginn verantwortlich. Alle bedeutenden Felder werden
durch den Einleitungsteil des Datenbasismoduls auf geeigne
te Werte eingeleitet.
Das Datenbasismodul liefert auch das folgende:
- 1. Routinen, um TTY-Einleitung zu stützen;
- 2. eine binäre Suchroutine für Teilnehmerrecher chen in der SIN-Tabelle;
- 3. Routinen und Tabellen, um die Frequenz-zu-CCU- Planung zu stützen;
- 4. Steuerung von Diagnoseanzeigeinformationen; und
- 5. Frequenzzuweisung.
Das Datenbasismodul 46 ist eine Sammlung von Routinen, die
einen gesteuerten Zugang zu der Datenbasis durch andere
Module gestatten. Durch Leiten aller Zugänge durch die Da
tenbasisroutinen ist die Datenbasis vor Außenmodulen im
wesentlichen versteckt. Dies gestattet es der Datenbasis,
sich zu ändern, ohne Abwandlungen bei irgendeinem der an
deren Module zu fordern. Wenn die Datenbasis ändert, muß
nur die Schnittstellenroutine zu dem geänderten Teil der
Datenbasis geändert werden.
Die Frequenzzuweisungsaufgabe, die von der RPU 20 ausge
führt wird, wählt eine geeignete Frequenz und einen
Schlitz für eine Teilnehmerstation aus, die einen Sprach
kanal benötigt. Der Wählalgorithmus zieht die Anrufsart
(d. h. intern oder extern) und den Modulationspegel (d. h.
16-är oder 4-är) in Betracht. Obwohl die Frequenzzuwei
sungsaufgabe vom Datenbasismodul 46 funktionell unabhängig
ist, ist sie eng mit den Datenstrukturen in der Datenbasis
verbunden. Aufgrund dieser Tatsache wird diese Funktion
separat vom Datenbasismodul beschrieben, obgleich es tech
nisch eine Routine in dem Datenbasismodul 46 ist.
Die Frequenzzuweisungsaufgabe wird von dem MPM während
eines Anrufsaufbaus verwendet. Es macht ausführlichen Ge
brauch von den Datenstrukturen in dem Datenbasismodul.
Alle Frequenzzuweisungsanforderungen fallen in eine von
zwei Kategorien. Die erste ist die Kategorie der externen
Quelle und die zweite ist die Kategorie der internen Be
stimmung. Die interne Bestimmungskategorie deckt den ein
gehenden Teil (d. h. Bestimmungsort) eines eingehenden
Anrufes ab. Die externe Quellenkategorie deckt alle an
deren Fälle ab, die externe Anrufe beinhalten, egal ob
sie eingehende oder ausgehende oder der Ursprung eines
internen Anrufs sind.
Die Eingabe in die Frequenzzuweisungsaufgabe besteht aus
einem Index in die SIN-Tabelle der Teilnehmerstation,
die einen Kanal benötigt, und dem Index in die SIN-Tabelle
der ursprünglichen Teilnehmerstation. Der Index der ur
sprünglichen Teilnehmerstation ist nur gültig, wenn der
Kanal für einen Anruf zu einem internen Bestimmungsort auf
gebaut ist. Zu allen anderen Zeitpunkten ist der Ursprungs
teilnehmerindex ein vorbestimmter illegaler Index, der als
DB NULL definiert ist. Diese Indexe schaffen einen Zu
gang zu allen Informationen, die benötigt werden, um einen
geeigneten Kanal zuzuweisen (d. h. Frequenz und Schlitz).
Die Frequenzzuweisungsroutine geht auf einen Wahrheitswert
zurück, wenn eine Frequenz-Schlitz-Kombination erfolg
reich zugewiesen wurde. Im anderen Fall geht sie auf
FALSCH zurück. Wenn zugewiesen, werden die Frequenz und
der ausgewählte Schlitz in die SIN-Tabelle für die Teil
nehmerstation eingebracht, die die Frequenzzuordnung be
nötigt.
Jede Frequenz ist in vier TDM-Schlitze eingeteilt. Die
RPU-Datenbasis unterhält eine Zählung von wievielen
Schlitzen in jeder Position verfügbar sind. Wenn eine Zu
weisungsanforderung in die externe Quellenkategorie fällt,
wird ein Schlitz von der Schlitzposition mit der größten
Leerzählung ausgewählt. Wenn eine Schlitzposition ausge
wählt ist, wird die erste Frequenz, die bei diesem Schlitz
verfügbar ist, ausgewählt. Tatsächlich macht es nichts aus,
welcher Schlitz ausgewählt wird, wenn eine Anforderung in
diese Kategorie fällt. Diese Technik neigt aber dazu, die
Systembelastung gleichmäßig über alle Schlitze zu ver
teilen und, was noch wichtiger ist, sie erhöht die Wahr
scheinlichkeit der optimalen Schlitzzuordnungen für beide
Parteien eines internen Anrufes. Dies trifft zu, weil
Systemzeiteinteilungsberechnungen gezeigt haben, daß die
optimale Schlitzzuordnung für einen Anruf von Teilnehmer
zu Teilnehmer darin besteht, daß der Sendeschlitz der Ba
sisstation für jeden Teilnehmer im selben Schlitz auf
verschiedenen Frequenzen ist. Durch Zuordnen des Auslösers
eines Anrufs von Teilnehmer zu Teilnehmer an die am meisten
verfügbare Schlitzposition ist die Wahrscheinlichkeit
größer als wenn die Zeit kommt, in der die Bestimmungs
teilnehmerstation in der Lage ist, dieselbe Schlitzposi
tion einer anderen Frequenz zuzuweisen. Wenn beispielswei
se Position Nr. 2 die am meisten verfügbare Position ist,
wird sie ausgewählt. Wenn die Zuweisungsaufforderung der
Bestimmungsteilnehmerstation verarbeitet wird, ist es eher
wahrscheinlich, daß ein anderer Schlitz in Position Nr. 2
zum Auswählen verfügbar ist, wodurch die optimale Schlitz-
zu-Schlitz-Zuordnung stattfinden kann.
Wenn eine Zuweisungsanforderung in die interne Bestimmungs
ortkategorie fällt, wird der zuzuordnende Schlitz von ei
ner Wähltabelle ausgewählt. Eine Wähltabelle enthält Listen,
die von den am meisten gewünschten Schlitzpositions
zuweisungen zu den am wenigsten gewünschten Schlitzpo
sitionszuweisungen für den Bestimmungsteilnehmer geordnet
sind. Diese Ordnung ist auf die Schlitzzuordnung des ur
sprünglichen Teilnehmers gestützt. Bis zu dieser Stelle
wurde der Modulationstyp nicht erwähnt. Der Grund dafür
ist, daß die grundlegenden Zuweisungsregeln sich für
4-äre und 16-äre Schlitzwahlen nicht ändern, außer für
eine wichtige Ausnahme. Die besteht darin, daß nur
Schlitz 0 oder Schlitz 2 für eine 4-äre Verbindung zuge
wiesen wird. Wegen dieser Ausnahme und aufgrund der Tat
sache, daß zwei Teilnehmer auf verschiedene Modulations
typen eingestellt werden können, sind insgesamt vier
einzigartige Wähltabellen erforderlich, um alle möglichen
Anrufskombinationen abzudecken. Diese sind die folgenden:
Jede Spalte einer jeden Tabelle hat eine ihr zugeordnete
Bewertung. Diese Bewertung zeigt den Grad des Verlangens
nach einem bestimmten Schlitz an. Der am meisten verlang
te Schlitz hat eine Bewertung von 1 und weniger verlangte
Schlitze haben Bewertungen von 2, 3 usw. Wenn zwei oder
mehr Spalten einer Auswahltabelle den gleichen Grad des
Verlangens haben, haben sie dieselbe Bewertungszahl ge
folgt von einem alphabetischen Zeichen. Wenn z. B. drei
Spalten mit 2a, 2b und 2c jeweils bewertet sind, haben
alle drei Spalten den gleichen Grad des Verlangens und
ihre Ordnung (a, b, c) ist willkürlich.
Die Frequenzzuweisungsaufgabe hat zwei Eingaben. Diese
Eingaben schaffen einen Zugang zu entscheidenden In
formationen, die für eine richtige Frequenz und Schlitz
auswahl benötigt werden.
Die erste Eingabe ist der Index in die SIN-Tabelle für
die Teilnehmerstation, die einen Kanal benötigt. Mit
diesem Index kann die Frequenzzuweisung den Standardmo
dulationstyp des anrufenden Teilnehmers bestimmen. Er
gibt auch der Routine an, wo die Ergebnisse ihrer Selek
tionsalgorithmen (d. h. Frequenz und Schlitznummern) ein
zuordnen sind.
Die zweite Eingabe zu der Frequenzzuweisungsaufgabe zeigt
die Kategorie der Frequenz-Schlitz-Anforderung an. Der
Wert der zweiten Eingabe ist entweder ein Index in die
SIN-Tabelle oder der zuvor definierte unzulässige Wert
DB NULL. Wenn ein gültiger Index empfangen wird, wird die
Frequenzzuweisungsaufforderung als Bestimmungsseite eines
Anrufs von Teilnehmer zu Teilnehmer identifiziert und die
Auswahltabellen sollten verwendet werden. Wenn DB NULL
empfangen wird, fällt die Aufforderung in die externe
Quellenkategorie und der "am meisten verfügbare Schlitz
positions"-Algorithmus wird verwendet.
Die Frequenzzuweisungsaufgabe kehrt zu WAHR zurück, wenn
eine Frequenz-Schlitz-Kombination erfolgreich zugewiesen
wurde, im anderen Fall kehrt sie zu FALSCH zurück. Sie
bewirkt auch einen wünschenswerten Seiteneffekt. Wenn
die Zuweisung erfolgreich ist, werden die Basisbandindex-
und Schlitzfelder der SIN-Tabelle für den anfordernden
Teilnehmer ausgefüllt.
Der Frequenzzuweisungsalgorithmus kann in zwei Stufen un
terteilt werden. Die erste Stufe, die als Klassifizierungs
stufe bezeichnet wird, bestimmt die Kategorie der Zu
weisungsanforderung. Die zweite Stufe, die als Auswahl
stufe bezeichnet wird, findet und weist eine Frequenz-
Schlitz-Kombination zu, wobei sie den entsprechenden Al
gorithmus verwendet, wie er durch die Zuweisungsanforde
rungskategorie bestimmt wurde.
Die Klassifizierungsstufe bestimmt zuerst ob eine auto
matische Frequenzauswahl auftreten soll. Wenn der an
fordernde Teilnehmer in den manuellen Modus gesetzt wur
de, geben die speziellen Werte des manuellen Modulations
pegels, der manuellen Frequenz und des manuellen Schlitzes
die Frequenz-Schlitz-Modulation, die zuzuweisen ist,
näher an. Wenn der näher angegebene Frequenz-Schlitz ver
fügbar ist, werden sie dem anfordernden Teilnehmer zuge
ordnet. Wenn der näher angegebende Frequenz-Schlitz nicht
verfügbar ist, kehrt die Routine zu einem FALSCH-Wert zu
rück. Wenn der anfordernde Teilnehmer in den automatischen
Modus gesetzt wurde, ist eine weitere Klassifizierung er
forderlich.
Nachdem bestimmt wurde, daß eine automatische Auswahl
auftreten muß, bestimmt der Frequenzzuweisungsalgorithmus
die Anforderungskategorie. Diese Anforderungskategorien
sind die folgenden:
"Extern-Herein" trifft zu, wenn eine Bestimmungsteil nehmerstation von einem externen Telefon angerufen wird;
"Extern-Hinaus" trifft zu, wenn eine Ursprungsteilnehmer station ein externes Telefon anruft;
"Intern-Hinaus" gilt, wenn eine Ursprungsteilnehmersta tion eine andere Teilnehmerstation anruft;
"Intern-Herein" gilt, wenn eine Bestimmungsteilnehmer station von einer anderen Teilnehmerstation angerufen wird.
"Extern-Herein" trifft zu, wenn eine Bestimmungsteil nehmerstation von einem externen Telefon angerufen wird;
"Extern-Hinaus" trifft zu, wenn eine Ursprungsteilnehmer station ein externes Telefon anruft;
"Intern-Hinaus" gilt, wenn eine Ursprungsteilnehmersta tion eine andere Teilnehmerstation anruft;
"Intern-Herein" gilt, wenn eine Bestimmungsteilnehmer station von einer anderen Teilnehmerstation angerufen wird.
Wenn die Anforderung eine Extern-Herein-, Extern-Hinaus-
oder Intern-Hinaus-Anforderung ist, wird eine Schlitzpo
sition durch Suchen nach der am meisten verfügbaren Posi
tion ausgewählt. Wenn die Position ausgewählt ist, wer
den alle Frequenzen sequentiell abgesucht bis ein freier
Schlitz (oder benachbartes Schlitzpaar im Falle einer
4-ären Anforderung) der gewünschten Position gefunden ist.
An dieser Stelle setzt die Routine die entsprechenden
Werte in die SIN-Tabelle und tritt aus, wobei sie zu ei
nem wahren Wert zurückkehrt. Wenn die Anforderung in
die letzte Kategorie (Intern-Herein) fällt, sind weitere
Informationen erforderlich.
Wenn eine Anforderung vom Typ Intern-Herein gemacht wird,
sind zwei weitere Informationsbits erforderlich. Die
Schlitzzuordnung und der Modulationstyp (4-är oder 16-
är) des Ursprungsteilnehmers müssen herausgezogen werden.
Wenn dies geschehen ist, wird die entsprechende Auswahl
tabelle auf der Basis des Modulationstyps des Ursprungs
teilnehmers und des Bestimmungsteilnehmers bestimmt. Nach
dem die Tabelle ausgewählt wurde, wird die Schlitzzuordnung
des Ursprungsteilnehmers dazu verwendet, die entsprechende
Reihe der Auswahltabelle, die zu verwenden ist, zu bestimmen.
Jedes Folgeelement der ausgewählten Reihe enthält eine
gleiche oder weniger wünschenswerte Schlitzzuordnung. Die
se Liste wird durchgegangen, bis ein verfügbarer Schlitz
gefunden ist, wobei mit der am meisten verlangten Posi
tion begonnen und fortgefahren wird, bis alle Schlitzposi
tionen aufgebraucht wurden. Für jede Schlitzposition (oder
Schlitzpaar von 4-ären Verbindungen) wird jede Frequenz
sequentiell abgesucht, bis der tatsächliche Schlitz (oder
Schlitzpaar) gefunden ist. Die abgeleiteten Frequenz-
Schlitzwerte werden nicht in die entsprechende SIN-Tabelle
eingetragen und die Routine tritt aus, wobei sie zu einem
WAHR-Wert zurückkehrt.
Eine "Schlitzzähler"-Anordnung verfolgt die Anzahl der
verfügbaren Schlitze für jede Schlitzposition. Diese Zäh
ler werden von dem Datenbasis-Modul aufrechterhalten, und
die Frequenzzuweisungsaufgabe verweist auf sie.
Die SIN-Tabelle enthält bedeutende Informationen über jeden
Teilnehmer, der von dem System erkannt wird. Die folgenden
Zugänge zu der SIN-Tabelle werden gemacht.
Modulationspegel (Lesen): Der Modulationspegel des Teil
nehmers, der eine Frequenz for
dert, wird aus dieser Tabelle
zusammen mit dem Modulations
pegel des Ursprungsteilnehmers
während eines Aufbaus eines
internen Anrufs herausgezogen.
Schlitznummer (Lesen): Die Schlitzzuordnung des Ur
sprungsteilnehmers in einem
Aufbau eines internen Anrufs
muß herausgesucht werden.
Schlitznummer (Schreiben): Die Schlitzzuordnung des Teil
nehmers, der einen Kanal anfor
dert, wird hier eingegeben.
Basisband-Index (Schreiben): Die Frequenzzuordnung des Teil
nehmers, der einen Kanal an
fordert, wird hier eingegeben.
Die BCC-Tabelle wird von der Frequenzzuweisungsroutinen
suche nach einer verfügbaren Frequenzschlitzkombination
verwendet. Die folgenden Zugänge zu der BCC-Tabelle werden
gemacht:
Kanalzustand (Lesen): Der Zustand eines Kanals wird
überprüft, um die Verfügbar
keit festzustellen.
Kanalzustand (Lesen): Der Kanalzustand wird überprüft,
um zu verifizieren, daß der
näher angegebene Kanal ein Sprach
kanal ist.
Kanalzustand (Schreiben): Der Kanalzustand wird geändert,
wenn der näher angegebene Kanal
zur Zuweisung ausgewählt ist.
Kanalsteuerung (Schreiben): Der Modulationstyp des anfor
dernden Teilnehmers wird in das
Kanalsteuerbyte geschrieben.
SIN-Index (Schreiben): Stellt eine Verbindung von dem
ausgewählten Kanal zu dem an
fordernden Teilnehmer her.
Die Frequenzzuweisungsroutinen gehen direkt in die Daten
basis hinein. Infolge von Geschwindigkeits- und Wirksam
keitsüberlegungen ist dies notwendig. Immer wenn es mög
lich ist, werden die Datenbasisstellenroutinen dazu ver
wendet, in die Datenbasis von den Frequenzzuweisungsrou
tinen hineinzugehen.
Die STU wirkt in ihrer Grundbetriebsart als Schnittstellen
einheit, um das 2-Draht-Analogsignal, das von einem stan
dardmäßigen Telefongerät zugeführt wird, in 64-Kbps-PCM
kodierte digitale Abtastsignale umzuwandeln. Es wird auf
Fig. 12 Bezug genommen. Die STU beinhaltet eine Anpaß
schaltung für digitalen Teilnehmeranschluß (SLIC) 53, die
direkt mit einem Tastentelefon des Typs 500 über Leitungen
37 verbunden ist. Die SLIC 53 liefert die richtigen
Spannungs- und Impedanz-Kennwerte für den Telefonbetrieb.
Außerdem ermöglicht es die SLIC 53, daß ein "RUF"-Strom
dem Telefonapparat zugeführt wird, und sie führt auch eine
"AUFGELEGT/ABGENOMMEN"-Wahrnehmung durch. Die Signalaus
gaben der SLIC 53 auf der Leitung 54 sind analoge Sprach
frequenz (VF) Sende- und Empfangssignale. Diese werden
anschließend in PCM-Abtastsignale durch ein PCM-Codec 55
umgewandelt. Der PCM-Codec 55 benutzt den µ-255 kompan
dierenden Algorithmus, um die Sprachsignale in 8-Bit-Ab
tastsignale bei einer 8 KHz-Rate zu digitalisieren. Der
PCM-Codec 55 ist im Wesen Voll-Duplex. Die digitalisierten
Sprachabtastsignale werden dann über die Leitung 56 zu
einem "Betriebsartwähl"-Multiplexer (MUX) 57 geführt. Die
Betriebsart des MUX wird durch die Teilnehmersteuerungs
einheit SCU 58 bestimmt, die mit dem MUX 57 durch ein
Sende- und Empfangs-FIFO 59 verknüpft ist. Die SCU 58 be
inhaltet im wesentlichen eine Mikrosteuerung des Modells
803. Die SCU ist mit der CCU 29 über eine RS-232 Schnitt
stellenschaltung 60 verbunden, und sie steuert außerdem
den Betrieb der SLIC 53.
Die STU kann im wesentlichen in einem von drei unterschied
lichen Betriebsarten arbeiten. Die erste und am meisten
grundlegende Betriebsart ist die Sprachbetriebsart. In die
ser Betriebsart werden Sprachabtastsignale von dem PCM-
Codec 55 über den Betriebsartwähl-MUX 57 und eine VCU-
Treiber/Empfangs-Schaltung 61 zu der VCU 28 weitergeleitet,
wo sie weiter verarbeitet werden, um die Bitrate von 64 Kbps
auf 14,6 Kbps zu reduzieren, und wo sie dann zur Aussendung
an die Basisstation weitergeschickt werden.
Die zweite Betriebsart ist die Datenbetriebsart. In dieser
Betriebsart beinhaltet der 64-Kbps-Strom zu der oder von
der VCU 28 keine Sprachinformationen, sondern die zu der
Basisstation übertragene Information ein umformatierter
Datenstrom von einer externen Datenquelle mit einer Rate
bis zu der 14,6 Kbps Kanaldatenübertragungsrate. Die STU
beinhaltet auch einen RS-232-Datenanschluß 62 um die Ver
bindung zu einem Datengerät (z. B. Terminal) über eine Lei
tung 63 zu gestatten, wobei eine standardmäßige asynchrone
RS-232-Schnittstelle ist, die mit bis zu 9600 Baud arbeitet,
verwendet wird. Die STU beinhaltet eine UART- und Zeitgeber
schaltung 64, um die Daten von dem RS-232 Datenanschluß 62
zu synchronisieren. Die VCU 28 packetiert die synchroni
sierten Daten, so daß sie durch die 14,6 Kbps-Begrenzung
des Kanals hindurchgehen. Eine Voll-Duplex-Datenübertragung
wird in dieser Betriebsart unterhalten.
Die dritte STU-Betriebsart ist die Anrufsaufbaubetriebs
art. In dieser Betriebsart werden keine Daten von der STU
27 zu der VCU 28 über den Betriebsartwähl-MUX 57 übertragen.
Jedoch ist eine Rückruftonerzeugerschaltung 65 mit dem
Betriebsartwähl-MUX 57 verbunden. Diese Schaltung synthe
tisiert digital die bei Gesprächsanmeldungsverfahren be
nutzten Töne wie Besetzt und Fehlertöne. Während der Ge
sprächsanmeldung werden von dem Teilnehmer gewählte DTMF-
Ziffern von einer DTMF-Detektorschaltung 66 wahrgenommen
und durch die SCU 58 verarbeitet, um das Gespräch anzumel
den. Die Rückruftonerzeugerschaltung 65 gibt die entsprechen
den Töne an das Kopfgeschirr des Teilnehmers zurück. Ein
Ruferzeuger 67 ist mit der SLIC 53 verbunden. Ein Zeitein
teilungsgenerator 68 liefert Zeiteinteilungssignale an
den PCM-Codec 55, die VCU-Treiber-Empfangsschaltung 61 und
den Rückruftongenerator 65. Wenn die Gesprächsanmeldung
vervollständigt ist, schaltet die STU entweder auf die
Sprachbetriebsart oder die Datenbetriebsart für Kommuni
kationen mit der Basisstation.
Ein zusätzliches Erfordernis für die STU besteht darin,
unerwünschte Echosignale von entfernten Verbindungen zu
löschen. Die Verzögerung des Rundlaufes für die Sprach
signale zwischen der Basisstation und der Teilnehmerstation
liegt gut über 100 ms. Jedes infolge von Impedanzfehlan
passung an jedem Ende reflektierte Signal führt zu einer
lästigen Echorückgabe. Dieses Problem wird in der Basis
station durch ein Echolöschsystem in der PBX-Funktion be
handelt. Die STU muß die Echoauslöschung in der Teilnehmer
station liefern. Eine Echodämpfung von mindestens 40 dB
wird von dieser Löschung erwartet. Die Verzögerung des aus
zulöschenden Echos ist aber sehr klein, da die interessie
rende Reflexion zwischen der SLIC 53 in der STU und dem
örtlichen Telefonapparat selbst ist. Die Entfernung ist
typischerweise nur einige 10 Fuß und die Verzögerung ist
im wesentlichen Null.
Die 8031-Mikrosteuerung in der SCU 58 führt die Funktionen
der RPU 20 und des PBX-Anrufsprozessors 24 in der Basis
station aus. Sie steht mit der Basisstations-RPU 20 über
Nachrichten in Verbindung, die über den Funksteuerkanal
(RCC) gesendet werden, und steuert alle einzelnen Funktionen
der STU 27. Die SCTU steht auch mit der CCU 29 der Teil
nehmerstation über den Basisbandsteuerkanal (BCC) in Ver
bindung. Die RS-232-Schnittstelle zu der CCU 29 arbeitet
mit 9600 Baud und wird dazu verwendet, Steuerinformation
zwischen der CCU 29 und der STU 27 in der Teilnehmerstation
zu übertragen.
Die Sprachkodier- und -dekodiereinheit (VCU) wendet vier
Voll-Duplex-RELP-Sprachkompressionssysteme an. Die VCU-
Ausführung ist für die Basisstation und die Teilnehmersta
tionen identisch. In der Teilnehmerstation wird nur ein
Viertel der gesamten Funktionsvielfalt verwendet (d. h.
nur einer der vier Kanäle). Die Schnittstelle zu der STU
27 in der Teilnehmerstation ist mit der Schnittstelle
identisch, die von jedem der vier PBX-Kanäle in der Schnitt
stelle der VCU 17 in der Basisstation verwendet wird. Die
VCU 17, 28 verwendet ein vollkommen digitales Schema, um
den RELP-Sprachalgorithmus anzuwenden, der in der parallelen
US-Patentanmeldung Nr. 667 446, die die Bezeichnung hat
"RELP-Vocoder-Anwendung bei digitalen Signalprozessoren"
hat und am 2. November 1984 von Philip J. Wilson einge
reicht wurde, beschrieben ist und deren Inhalt hier mit
einbezogen ist. Als Alternative kann ein Unterband-Codec
verwendet werden. Die verarbeiteten Daten werden der CCU
18, 29 auf einer gemeinsamen parallelen Busschnittstelle
zugeführt, die durch CCU-Software gesteuert wird. Die
CCU 18, 29 sendet die Steuersignale der VCU 17, 28, um die
Betriebsart und die Konfiguration in der VCU 18, 29 zu
bestimmen. Die Betriebsarten, die Funktionsbeschreibung
und die Anwendungsbetrachtungen, die mit der VCU 17, 28
verbunden sind, sind unten beschrieben.
Die Schnittstellen zwischen der PBX 15 und der VCU 17
sind in Fig. 13 gezeigt. Die Schnittstellen zwischen der
STU 27 und der VCU 28 sind in Fig. 14 gezeigt. Die Schnitt
stellen der STU 27 sind eine Untereinheit der Schnitt
stellen der PBX 15, indenen die STU 27 nur einen Voll-Duplex-
Sprachkanalbetrieb liefert. Die Zeiteinteilungsbeziehungen
für die PBX- und STU-Schnittstellen sind identisch und
sind in Fig. 15 gezeigt. Tabelle 10 beschreibt die Merk
male, die durch die in Fig. 15 verwendeten Symbole darge
stellt sind.
Es wird auf Fig. 13 Bezug genommen. Die PBX-SDAT0, 1, 2
und 3 Leitungen 70, 71, 72, 73 übertragen Datensignale
von der PBX 15 zu der VCU 17 in der Basisstation. In der
Teilnehmerstation wird das Datensignal von der STU-SDAT0-
Leitung 74 von der STU 27 zu der VCU 28 (Fig. 14) über
tragen. 8-Bit µ-255 kompandierte serielle Daten werden
während des aktiven Teils der PBX/STU Gatter 0 oder PBX
Gatter 1 . . . 3 mit einer Taktrate von 256 KHz zu dem
Sprachcodec geschickt. Daten werden in die VCU 17, 28
auf der aufsteigenden Flanke des 256-KHz-Taktes einge
taktet.
Die VCU SDAT0 1, 2 und 3 Leitungen 75, 76, 77, 78 über
tragen Datensignale von der VCU zu der PBX 15 in der Ba
sisstation. Die VCU SDAT0-Leitung 29 überträgt Daten von
der VCU 28 zu der STU 27 in der Teilnehmerstation. 8-Bit
µ-255 kompandierte serielle Daten werden von dem Sprach
codec zu der PBX 15 oder der STU 27 während des aktiven
hohen Teiles der PBX/STU Gatter 0 oder PBX Gatter 1 . . . 3
mit einer 256-KHz-Taktrate geschickt. Daten werden aus
der VCU 17, 28 auf der aufsteigenden Flanke des 256-KHz-
Taktes ausgetaktet.
Die PBX Gatter 0, 1, 2 und 3 Leitungen 80, 81, 82, 83
übertragen Gattersignale von der PBX 15 zu der VCU 17
in der Basisstation. Die STU Gatter 0-Leitung 84 über
trägt ein Gattersignal von der STU 27 zu der VCU 28 in
der Teilnehmerstation. Das Gattersignal ist ein aktives
hohes Signal, das dazu verwendet wird, die Übertragung
von PBX/STU SDAT0, PBX SDAT1 . . . 3 und VCU SDAT0 . . . 3
zu ermöglichen. Dieses Gattersignal ist über acht auf
einanderfolgende Taktperioden alle 125 ms aktiv.
Die PBX CLK 0, 1, 2 und 3 Leitungen 85, 86, 87, 88 über
tragen 256-KHz-Taktsignale von der PBX 15 zu der VCU 17
in der Basisstation. Die STU CLK 0-Leitung 89 überträgt
ein 256-KHz-Taktsignal von der STU 27 zu der VCU 28 in
der Teilnehmerstation. Ein 256-KHz-Taktsignal wird dazu
verwendet, die PBX/STU SDAT0 und PBX SDAT1 . . . 3 Signale
in die VCU 17, 28 zu takten und das VCU SDAT0 . . . 3 Signal
in die PBX 15 oder STU 27 zu takten. Jedoch sind die
Takte mit irgendwelchen Takten nicht synchronisiert, die
in der VCU 17, 18, CCU 18, 29 oder dem Modem 19, 30 er
zeugt werden.
In der Basisstation wandelt die PBX-VCU-Schnittstelle
vier Kanäle von synchronen 64-Kbps-seriellen Daten in
8-Bitparallele Daten um, die dann den vier Sendesprach
codecs 16 mit einer 8 KHz-Abtastrate zur Verfügung gestellt
werden. In der Teilnehmerstation wird nur ein Kanal (Ka
nal 0) von der STU-VCU-Schnittstelle umgewandelt. Die
notwendigen Takte und Gatter werden von der PBX 15 und
der STU 27 bereitgestellt.
Die PBX-VCU- und STU-VCU-Schnittstellen führen auch die
komplementäre Funktion für die Empfangssprachcodecs aus.
In der Basisstation werden 8-Bit parallele Daten, die von
den vier Codeckanälen empfangen werden, in vier 64 Kbps
synchrone serielle Kanäle zur Rücksendung an die PBX 15
umgewandelt. In der Teilnehmerstation wird ein Sprach
kanal umgewandelt und an die STU 27 zurückgesandt.
Die Hardware-Schnittstellen zwischen der VCU 17, 28 und
der CCU 18, 29 sind in Fig. 16 gezeigt. Die Zeiteinteilungs
beziehungen für die Sende- und Empfangskanäle zwischen
der VCU und der CCU sind in den Fig. 17 bzw. 18 gezeigt.
Die Tabellen 11 und 12 beschreiben die Merkmale, die
durch die in den Fig. 17 bzw. 18 verwendeten Symbole dar
gestellt sind.
Die Fig. 17 und 18 legen die Ereignisse im Detail dar,
die während der in Fig. 19A und 19B gezeigten VCBTP auf
treten. Die einzelnen Schnittstellensignaldefinitionen
sind in den folgenden Absätzen angegeben.
Fig. 19A und 19B zeigen Zeiteinteilungsbeziehungen zwi
schen den verschiedenen Sende- und Empfangssprachblöcken,
die zwischen der VCU 17, 18 und der CCU 18, 19 für eine
16-Pegel-Phasenumtastung (PSK) übertragen werden. Am obe
ren Ende der Fig. 19A ist die Systemrahmenzeiteinteilung,
auf die alle Übertragungen bezogen werden. Diese Rahmen
zeiteinteilung ist auch auf die Fig. 19B anwendbar. Ein
Modemrahmen beträgt 45 ms in der Länge und beinhaltet vier
Sprachschlitze (oder Kanäle). Jeder Sprachschlitz besteht
aus zwei Systemsprachblockperioden (SVBP) von Sprachdaten,
die jeweils 82 Symbole (sie benötigen 5,125 ms) und zu
sätzliche 16 organisatorische Datensymbole, die 1,0 ms
der Rahmenzeit benötigen, enthalten.
Für die Sendekanäle wird ein Block von 328 Bits (41 Bytes)
von verarbeiteter Sprache von der VCU 17, 28 zur CCU 18,
29 vor dem Beginn jeder SVBP während einer Sprachcodec-
Blockübertragungsperiode (VCBTP) übertragen. Der 64 Kbps-
Eingabedatenstrom der VCU, der einem verarbeiteten Sprach
block zugeordnet ist, ist in Sprachcodier-Blockperioden
(VCBPs), die eine Länge von 22,5 ms haben, eingeteilt.
Unter Bezugnahme auf Sendekanal 0 in Fig. 19A werden un
verarbeitete VC-Eingabedaten in den VCB-Perioden OA1
und OB1 den verarbeiteten Daten in den VCBT-Perioden OA1
und OB1 zugeordnet. Auch sind die VCB-Perioden für die
Kanäle 0 und 2 um eine Hälfte einer VCBP (d. h. 11,25 ms)
von den VCB-Perioden für die Kanäle 1 und 3 versetzt.
Für die Empfangskanäle (wie in Fig. 19B gezeigt) wird
ein Block von 328 Bits (41 Bytes) von verarbeiteter Sprache
von der CCU 18, 29 zur VCU 17, 28 am Ende einer jeden
SVBP während einer VCBTP übertragen. Wie bei den Sende
kanälen ist die Zeitverschiebung der VCBP zu der VCBTP
anwendungsabhängig und eine (maximale) Verschiebung einer
VCBP ist in Fig. 19B gezeigt. Um die Beziehung der Ein
gabe- und Ausgabedaten des Sprachcodecs zu verstehen,
ist auf die Fig. 19A und 19B Bezug zu nehmen. Für den
Empfangskanal 0 gilt, daß komprimierte Sprachdaten, die
während der OA10 und OB10 der VCBP übertragen werden, dem
verarbeiteten expandierten Datenstrom in VCBPS OA10 und
OB10 zugeordnet sind.
Die TCADDR-Leitungen 90 übertragen Sendekanaladressen
signale von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28. Diese drei
Adressenleitungen werden dazu verwendet, die momentane
Sendekanaladresse auszuwählen.
Der TCDATA-Bus 91 überträgt Sendekanaldatensignale zwi
schen der VCU 17, 28 und der CCU 18, 29.
Die TCDAV-Leitung 92 überträgt ein freies Sendekanaldaten
signal von der VCU 17, 28 zu der CCU 18, 29. Das TCDAV/
Signal zeigt der CCU 18, 29 an, daß ein Datenbyte im
TCDATA-Register verfügbar ist. Das TCDAV-Signal bleibt
niedrig bis ein TCDACK-Signal wirksam gemacht ist.
Die TCDACK-Leitung 93 überträgt ein Sendekanaldatenbe
stätigungssignal von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28.
Das TCDACK/Signal leitet die Daten auf den TCDATA/Bus
und stellt den TCDAV/zurück.
Die TCSCWR-Leitung 94 überträgt ein Sendekanalzustands/
Steuerschreibsignal von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28.
Das TCSCWR-Signal schreibt das Sprachcodec-Steuerwort
in das entsprechende Sendekanalsteuerregister, das durch
die TCADDR-Leitungen bestimmt wird. Die Daten werden in
das Register auf der aufsteigenden Flanke des TCSCWR-
Signals eingerastet.
Die TCSCRD-Leitung 95 überträgt ein Sendekanalzustands/
Steuerlesesignal von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28.
Das TCSCRD-Signal leitet das Zustandsbyte auf den TCDATA-
Bus von dem Sprachcodec-Zustandsregister, das durch die
TCADDR-Leitungen bestimmt wird.
Die BLOCKRQ-Leitung 96 überträgt ein Blockanforderungssi
gnal von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28. Das BLOCKRQ-
Signal wird dazu verwendet, einen 41 Byteblocktransfer
von Daten von dem Sprachcodec (der durch die TCADDR-Lei
tungen bestimmt wird) zu der CCU 18, 29 über den
TCDATA-Bus auszulösen. Die BLOCKRQ wird von dem Sprach
codec zum Start der VCBP-Zeiteinteilung verwendet.
Die TCVCRST-Leitung 97 überträgt ein Sendekanalsprach
codecrückstellsignal von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28.
Der durch die TCADDR-Leitungen bestimmte Sendesprach
codec wird zurückgestellt.
Die RCADDR-Leitungen 98 übertragen Empfangskanaladressen
signale von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28. Diese Adressen
leitungen werden dazu verwendet, die momentane Empfangs
kanaladresse wie folgt auszuwählen.
Der RCDATA-Bus 98 überträgt Empfangskanaldatensignale
zwischen der CCU 18, 29 und der VCU 17, 28.
Die RCDAV-Leitung 100 überträgt ein freies Empfangskanal
datensignal von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28. Das
RCDAV-Signal zeigt dem durch die RCADDR-Leitungen be
stimmten Sprachcodec an, daß ein Datenbyte im RCDATA-
Register verfügbar ist. Das RCDAV-Signal leitet die Daten
auf den RCDATA-Bus und in das RCDATA-Register und stellt
die RCDACK-Leitung zurück.
Die RCDACK-Leitung 101 überträgt ein Empfangskanaldaten
bestätigungssignal von der VCU 17, 28 zu der CCU 18, 29.
Das RCDACK-Signal zeigt der CCU 18, 29 an, daß Daten aus
dem RCDATA-Register ausgelesen wurden und daß ein anderes
Byte von der CCU 18, 29 übertragen werden kann.
Die RCSCWR-Leitung 102 überträgt ein Empfangskanalzustands/
Steuerungsschreibsignal von der CCU 18, 29 zu der VCU
17, 28. Das RCSCWR-Signal schreibt das Steuerwort in das
entsprechende Sprachcodecsteuerregister ein, das durch
die RCADDR-Leitungen bestimmt wird. Daten werden in das
Register auf der aufsteigenden Flanke des RCSCWR-Signals
eingerastet.
Die RCSCRD-Leitung 103 überträgt ein Kanalzustands/Steuer
lesesignal von der VCU 17, 28 zu der CCU 18, 29. Das
RCSCRD-Signal leitet das Sprachcodeczustandswort auf den
RCDATA-Bus von dem Zustandsregister, das durch die RCADDR-
Leitungen bestimmt wird.
Die BLOCKRDY-Leitung 104 überträgt ein Blockbereitschafts
signal von der CCU 18, 29 zu der VCU 17, 28. Das BLOCKRDY-
Signal wird dazu verwendet, einen 41 Byte-Blocktransfer
von Daten von der CCU 18, 29 zu dem durch die RCADDR-
Leitungen bestimmten Sprachcodec einzuleiten.
Das BLOCKRDY-Signal wird von dem Sprachcodec zum Start
der VCBP-Zeiteinteilung verwendet. Die CCU 18, 29 muß
ein Datenbyte im RCDATA-Register vor der aufsteigenden
Flanke des BLOCKRDY-Signals verfügbar haben.
Die RCVCRST-Leitung 105 überträgt ein Empfangskanalsprach
codec-Rückstellsignal von der CCU 18, 29 zu der VCU 17,
28. Ler von den RCADDR-Leitungen bestimmte Sprachcodec
wird durch die RCVCRST-Signale zurückgestellt.
Die Empfangskanal-VCU-Hardware empfängt 41 Byteblöcke von
Eingabedaten von der CCU 18, 28 während einer VCBTP wie
in Fig. 20A gezeigt ist. Nachdem die Daten entsprechend
der momentanen Betriebsart verarbeitet wurden, werden die
8-Bit nach dem µ-Gesetz kompandierten Daten mit einer
8 KHz-Rate zu dem PBX (STU)-Schnittstellenmodul übertragen.
Zwischenspeichern von Daten wird in der VCU 17, 28 ausge
führt, um die Eingabe/Ausgabe-Erfordernisse der CCU 18, 29
zu vereinfachen. Steuerinformationen werden zwischen der
VCU 17, 28 und der CCU 18, 29 über eine Gruppe von Steuer-
und Zustandsanschlüsse für jeden Empfangskanal zu Beginn
einer VCBTP wie in Fig. 18 durchgegeben. Die folgenden
Betriebsarten werden durch die Empfangscodecs gestützt:
In der externen Betriebsart wird die Sprachbandbreiten
expansion mit einer Eingabedatenrate von 14,6 Kbps (328
Bits alle 22,5 ms) und eine Ausgabendatenrate von 64 Kbps
ausgeführt. Sprachdaten können auch DTMF-Töne beinhalten.
In der internen Betriebsart werden zuvor komprimierte
14,6 Kbps Sprachsignale von der CCU 18, 29 über die VCU
17, 28 zu der PBX 15 oder STU 27 geleitet. Da die PBX 15
oder die STU 27 64 Kbps Daten erwartet, muß ein Auffüllen
des Datenstromes auftreten. Ausgabe (64 Kbps)-Daten be
stehen aus einem Ruhebyte (FF hex)-Muster bis Sprachdaten
von der CCU 18, 29 verfügbar werden. Ein Synchronisations
byte (55 hex) wird dann ausgegeben, das von den 41 zuvor
verarbeiteten Datenbytes gefolgt wird, wonach das Ruhe
bytemuster fortgesetzt wird. Fig. 20A zeigt ein Beispiel
der Eingabe- und Ausgabendatenzeiteinteilung und -inhalts
für 16 PSK-Modulation.
In der Ruhebetriebsart werden Eingabeblöcke von Sprachda
ten von der CCU 18, 29 verbraucht aber nicht verwendet.
Ein freies Ausgabebytemuster (FF hex) an die PBX 15 oder
die STU 27 wird aufrechterhalten, um Leitungsstille sicher
zustellen.
In der Wartebetriebsart werden fortlaufende Hardware-Diagno
seroutinen ausgeführt und der sich ergebende Zustand im
Zustandsregister gespeichert. Blockübertragungen zu der
CCU 18, 29 treten nicht auf, bis die Betriebsart durch ei
ne Blockanforderung entsprechend der VCBTPA geändert wird.
Das neue Steuerwort (und die Betriebsart) wird von dem
Sprachcodec gelesen und die Diagnosezustandsinformation
wird an die CCU 18, 29 weitergeleitet.
Die Sendekanal-VCU-Hardware empfängt eine 8-Bit nach dem
µ-Gesetz kompandierte PCM (mit einer 8 KHz Abtastrate) von
der PBX/STU-Schnittstelle. Nach dem Verarbeiten der Daten
entsprechend der momentanen Betriebsart werden die Ausgabe
daten zu der CCU 18, 29 in Blöcken von 41 Bytes während
einer Sprachcodeblockübertragungsperiode (VCBTP) wie in
Fig. 19A gezeigt, übertragen. Das Zwischenspeichern von
Daten wird in der VCU 17, 28 ausgeführt, um die Eingabe/
Ausgabe-Erfordernisse der CCU 18, 29 zu vereinfachen. Steuer
informationen werden zwischen der VCU 17, 28 und der CCU
18, 29 über eine Gruppe von Steuer- und Zustandsanschlüsse
für jeden Sendekanal zu Beginn einer VCBTP wie in Fig. 17
gezeigt, durchgegeben. Die folgenden Betriebsarten werden
durch die Sendecodecs gestützt:
In der externen Betriebsart wird die Sprachbandbreitenkom
pression mit einer Ausgabedatenrate von 14,6 Kbps ausgeführt.
(328 Bits alle 22,5 ms). Verarbeitete Sprachdaten werden dann
in 41 Byteblöcken zu der CCU 18, 29 weitergeleitet. Die
Sprachdaten können auch Zweiton-Mehrfrequenz (DTMF)-Töne
beinhalten.
In der internen Betriebsart werden zuvor verarbeitete Sprach
daten von der PBX 15 oder der STU 27 über die VCU 17, 28
in die CCU 18, 29 geleitet. Der 64 Kbps-Eingabedatenstrom
besteht aus einem freien Bytemuster (FF hex), einem Synchro
nisationsbyte (55 hex), 41 zuvor verarbeiteten komprimier
ten Sprachdatenbytes und zusätzlichen freien Bytes bis das
nächste Synchronisationsbyte auftritt. Der Sprachcodec über
wacht die Eingabedaten für das Synchronisationsbyte, die an
einer Bytegrenze auftreten, und zwischenspeichert dann die
41 Bytes von Sprachdaten. Der Sprachblock wird dann zu der
CCU 18, 29 während der nächsten VCBTP wie oben beschrieben
weitergeleitet. Fig. 20B zeigt ein Beispiel der Eingabe-
und Ausgabedatenzeiteinteilung und des Inhalts für eine
16-PSK Modulation. Segment 1 auf dem Ausgabekanal ist ein
Synchronisationsbyte; und Segment 2 ist ein verarbeitetes
Sprachbyte. Das schraffierte Segment stellt ein freies
Bytemuster dar. Es ist hervorzuheben, daß die Synchroni
sations- und Sprachdatenbytes nicht über die VCBP-Grenzen
hinweg auftreten.
In der Ruhebetriebsart werden Eingabesprachdaten von der
PBX 15 oder der STU 27 verbraucht aber nicht verwendet. Die
41 Bytes von Ausgabesprachdaten zu der CCU enthalten ein
stilles Sprachmuster.
In der Wartebetriebsart werden fortlaufende Hardware-Diagno
seroutinen ausgeführt und der sich ergebende Zustand in dem
Zustandsregister gespeichert. Blockübertragungen zu der CCU
18, 29 werden nicht auftreten bis die Betriebsart durch eine
Blockanforderung entsprechend der VCBTPA geändert wird. Das
neue Steuerwort (und die Betriebsart) wird von der VCU 17, 28
gelesen und die Diagnosezustandsinformation wird an die CCU
18, 29 weitergegeben.
Ein Codecrahmen wird entsprechend den Ausführungserfordernis
sen des RELP-Algorithmus definiert, aber der Rahmen muß ein
ganzzahliges Untervielfaches der sprachcodierten Blockperiode
(VCBP) sein, die 22,5 ms beträgt.
Infolge der Tatsache, daß die PBX 15 und die STU 27 asynchron
von der internen Systemzeiteinteilung arbeiten, muß eine Ein
richtung zum Wahrnehmen, Berichten und Kompensieren von Daten
überläufen und -unterläufen der VCU 17, 28 eingebaut sein.
Dieser Zustand tritt etwa einmal in allen 5,000 VCBPen auf.
Während die Wahrnehmung von Über/Unterläufen anwendungs
abhängig ist, wird für das Berichten dieser Fehler in dem
Zustandswort gesorgt. Datenunterläufe können durch Wieder
holen des letzten Sprachabtastwertes wie erforderlich kompen
siert werden, und Überläufe können durch Nichtbeachten von
Sprachabtastwerten wie benötigt, gehandhabt werden.
Nach einem Zurückstellen von irgendeinem (oder allen) Codecs
ist die VCBTPA der erste von der CCU 18, 29 übertragene
Block, wie in Fig. 19A als Beispiel gezeigt ist.
Die Steuerkanaleinheit (CCU) führt ähnliche Funktionen sowohl
in den Teilnehmerstationen als auch in der Basisstation aus.
Die in den beiden Stationsarten für die CCU-Funktion verwendete
Hardware ist tatsächlich identisch. Die Software in der Teil
nehmerstation unterscheidet sich leicht von der in der Basis
station. Die CCU führt Funktionen aus, die Wege für das
Informationsinformatieren und die Zeiteinteilung betreffen,
die den Betrieb auf den Zeitteilungsübertragungskanälen zuge
ordnet ist. Die Grundeingaben zu der CCU kommen von vier
Quellen. Zuerst sind die tatsächlichen digitalisierten Abtast
werte, die zu übertragen sind. Diese werden zu der CCU 18,
29 von der VCU 17, 29 übertragen (Fig. 2 und 3). Diese Daten
können verschlüsselte Sprachabtastwerte oder Datenabtastwer
te von dem RS-232 Datenanschluß 10 in der STU sein (Fig. 12).
In jedem Fall arbeiten die digitalen Kanäle mit 16 Kbps.
Vier Kanäle können gleichzeitig durch die CCU 18 verarbeitet
werden, wenn sie in der Basisstation arbeitet, wobei alle
vier 16-Pegel PSK Übertragungskanäle arbeiten. Die CCU 29
der Teilnehmerstation arbeitet nur auf einem Strom, aber
dieser Strom kann in irgendeiner der vier Schlitzpositionen
angeordnet sein, die dem TDMA-Rahmenschema zugeordnet sind.
Die zweite Eingabe zu der CCU kommt über den Basissteuer
kanal (BCC) von der STU 27 (in der Teilnehmerstation) oder
der RPU 20 (in der Basisstation). Die zweite Eingabe liefert
Steuernachrichten, die die Betriebsarten, Zustands- und
Steuerinformationen betreffen. Viele der BCC-Nachrichten von
der CCU 18, 29 sind Funksteuerkanal (RCC)-Nachrichten, die
von der CCU 18, 29 empfangen wurden. Die CCU 18, 29 schickt
Steuerinformationen von den RCC-Nachrichten an die STU 27
oder die RPU 20 und empfängt als Antwort Steuernachrichten
von der RPU 20 oder der STU 27. Dies bestimmt was die CCU
18, 29 mit den Daten von der VCU 17, 28 tun soll. Die drit
te Eingabequelle liefert Zeiteinteilungs- und Zustandsinfor
mationen von dem Modem 19, 30a. Das Modem 19 liefert das
Haupttaktsignal, das in der VCU-CCU-Modemkette verwendet wird.
Außerdem liefert das Modem 19, 30a den Zustand der Genauig
keit seiner Bit-Verfolgungssynchronisation, RF-AGC-Pegelein
stellungen und andere "Güte"-Indikatoren, die von der CCU
18, 29 verwendet werden, um zu bestimmen, ob ausreichend stör
sichere Kommunikationen über den Kanal auftreten. Die CCU
18, 29 versucht die "Feineinstellung" des momentanen Betrie
bes des Modems 19, 30a über Befehle zum Verändern der Sende
leistungspegel, der AGC-Pegel und der Zeiteinteilungs/Reich
weitenberechnung zu steuern. Qualitätspegelmessungen der Mo
demübertragungen werden an die RPU 20 oder die STU 27 be
richtet. Die vierte Eingabequelle sind die tatsächlichen Mo
demdaten, die als Symbole von bis zu vier Bits jeweils (ab
hängig von den Modulationspegeln) empfangen werden. Diese
Symbole werden zwischengespeichert, entmultiplext und an die
Empfangsschaltungen der VCU 17, 28 zum Dekodieren ausgegeben.
Fig. 21 zeigt ein Blockschaltbild der CCU. Die Architektur
der CCU besteht im wesentlichen aus zwei Einwegdirektspeicher
zugriffs (DMA)-Datenkanäle mit einem intelligenten Mikropro
zessor. Die Funktion der DMA-Kanäle besteht in der Übertra
gung von Daten von der VCU zu dem Modem und umgekehrt. Die
CCU-Schnittstelle zu der VCU beinhaltet zwei parallele
DMA-Busse, einen TX-Bus 107 für den Sendekanal (VCU zur CCU
zu Modem) und einem RX-Bus 108 für den Empfangskanal (Modem
zur CCU zu VCU). Die Daten, die von den Sendeschaltungen in
der VCU verarbeitet werden, werden im VCU-Speicher zwischenge
speichert bis die CCU eine DMA-Übertragung anfordert. 41 Bytes
werden zu der CCU während jeder Blockübertragungsperiode über
tragen. Zwei dieser Blöcke werden pro aktiven Sprachkanal
(bis zu vier Sprachkanäle in der Basisstation) pro TDMA-
Rahmen übertragen. Die CCU empfängt diese Sendebytes über
ein Sendesprachcodec-Schnittstellenmodul (TVCIM) 109 und
zwischenspeichert sie in einem Sendespeichermodul (TMM) 110.
Abhängig von der speziellen Betriebsart für den gegebenen
Kanal hängt ein CCU-Prozessor, der in dem Mikrosteuerungs
modul (MCM) 111 enthalten ist, ein Steuer/Synchronisations
kopfetikett an die kodierten Sprachbytes an, wodurch ein
vollständiges Sprachpaket zur Weiterleitung an das Modem
über ein Sendemodem-Schnittstellenmodul 112 formatiert wird.
Das MCM 111 unterhält Rahmenzeiteinteilungsinformationen und
überträgt Daten zu dem Modem zum richtigen Zeitpunkt. Be
vor die Sendedaten zu dem Modem weitergeleitet werden, werden
sie von dem MCM 111 vom 8-Bit-Byte-Format, das von der CCU
verwendet wird, in ein Symbolformat, das 1, 2 oder 4 Bits
pro Symbol enthält, abhängig von den Modulationspegeln für
diesen Schlitz, umgewandelt.
Das umgekehrte Verfahren wird für die Empfangsdaten vom Mo
dem ausgeführt. Daten vom Modem werden von einem Empfangs
modem-Schnittstellenmodul (RMIM) 114 empfangen und in einem
Empfangsspeichermodul (RMM) 115 zwischengespeichert. Diese
Daten werden dann vom 1, 2 oder 4-Bit-pro-Symbol-Format,
das von diesem Modem verwendet wird, in das 8-Bit-Byte-For
mat, das intern von der CCU und der ganzen anderen Basis
bandverarbeitung verwendet wird, umgewandelt. Die Organisa
tions- und Steuerbits werden von dem eingehenden Datenstrom
auf dem RX-Bus 108 durch das MCM 111 entsprechend seiner
Kenntnis über die Rahmenzeiteinteilung, die von dem Modem
einem Rahmenzeiteinteilungsmodul (FTM) 116 bereitgestellt
wird, und seiner eigenen Erkennung von verschiedenen Code
wörtern im Symbolstrom abgezogen. Die umgewandelten Daten
werden der VCU über ein Empfangssprachcodec-Schnittstellen
modul (RVCIM) 117 zugeführt.
Die CCU liefert auch die Verbindungspegelsteuerung der Funk
steuerkanal (RCC)-Übertragungen sowohl in der Basis- als
auch den Teilnehmerstationen. In der Basisstation ist nur
eine CCU durch die RPU zur Verarbeitung des RCC-Kanals aus
gebildet. Die CCU steuert den Empfang und das Formatieren
von Nachrichten von der RPU in der Basisstation zu der STU-
Steuerung in den Teilnehmerstationen. Diese Steuerfunktion
der CCU beinhaltet die Wahrnehmung und die Fehlersteuerung
in d 93320 00070 552 001000280000000200012000285919320900040 0002003645360 00004 93201en RCC-Nachrichten sowie das Formatieren und Packetie
ren der RCC-Informationen zur Übertragung über die Funkver
bindung. Die CCU stellt auch Kollisionen auf dem eingehenden
RCC in der Basisstation fest. Die CCU steuert Leistungs- und
Reichweitenberechnungen für Teilnehmerstationen, wobei sie
anfängliche Annahmemaßnahmen ausführt. Das Protokoll für die
Annahme und andere RCC-Funktionen wurde oben beschrieben.
Fig. 22 zeigt die Software- angewandte Funktionsarchitektur
der CCU. Die CCU hat drei getrennte Datenwege:
Den Sendebus TX 107, den Empfangsbus RX 108 und den örtlichen
Mikrosteuerungsbus 119. Die Mikrosteuerung 111 teilt sich den
TX-Bus 107 mit einer Speicherzugangs (DMA)-Steuerung 120 und
zeigt den RX-Bus 108 mit einer Direktor-DMA-Steuerung 121.
Die Mikrosteuerung 111 verwendet diese entfernten Busse, um
die DMA-Steuerendgeräte, die Steuer/Zustandsregister zu
steuern und um in den Sendezwischenspeicher 110 und den
Empfangszwischenspeicher 115 einzugreifen. Die Steuer- und
Zustandsregister 122 abseits des örtlichen Mikrosteuerungs
busses 119 liefern Schnittstellen zu der RFU, dem Modem
und der CCU-Hardware. Eine RS-232C-Verbindung 123 zwischen
der RPU und der CCU wird durch ein UART auf dem Mikrosteu
erungschip 111 unterstützt. In der Teilnehmerstation wird
die RPU durch die STU ersetzt, aber die Schnittstelle bleibt
dieselbe.
Die Mikrosteuerung 111 hat zu drei physisch getrennten RAM-
Bereichen Zugang: Der örtliche RAM, der Sendezwischenspeicher
und der Empfangszwischenspeicher. Der örtliche RAM kann ferner
in einen RAM auf dem Chip und einen RAM abseits des Chips
unterteilt werden. In dem Sendezwischenspeicher und den
Empfangszwischenspeicher kann die Mikrosteuerung nur eingrei
fen, wenn die jeweilige DMA-Steuerung in Ruhe ist.
Der Sendezwischenspeicher 110 ist in eine Anzahl von unter
schiedlichen Segmenten unterteilt. Jedes Segment enthält das
Skelett eines Sprachs- oder RCC-Pakets, das zur Übertragung
über den Kanal bereit ist. Die Einleitung und das eindeutige
Wort (nur RCC) sind Konstanten, die von der Mikrosteuerung
111 nach der Rückstellung der CCU eingeleitet werden. Das Code-
Wort (nur Sprache), die Sprachdaten und die RCC-Daten werden
in den Transitzwischenspeicher 110 durch die Mikrosteuerung
kurz vor dem DMA-Transfer zu dem Modem 19, 30a eingeschrieben.
Da die RCC "Null ACK" eine feste Nachricht ist, die mit einer
hohen Frequenz gesandt wird, wird sie als separates Ganzes
im Transitzwischenspeicher 110 gespeichert.
Der Empfangsspeicher 115 ist in eine Anzahl von verschiedenen
Segmenten unterteilt. Ein Segment ist für die Speicherung
von Sprachdaten, die auf einer VCU-Blockbasis zwischengespeichert
und übertragen werden. RCC-Daten werden getrennt von Sprach
daten zwischengespeichert, um ihren Erhalt über eine längere
Zeitperiode zu ermöglichen. Falls nötig, kann die Mikro
steuerung 111 einen Zweirahmen-RCC-Verlauf im Empfangszwi
schenspeicher 115 aufrechterhalten, wobei sie die RCC-Kopier
aufgabe (vom Zwischenspeicher zum örtlichen RAM) zu einem
weniger zeitkritischen Ereignis macht.
Der örtliche RAM enthält die Arbeitsvariablen, die von der
Mikrosteuerung 111 verwendet werden. Eine wichtige Daten
struktur die dort abgespeichert ist, stützt den Basisband
steuerkanal (BCC) zwischen der CCU und der RPU. Eine Re
gisterreihe des örtlichen RAM ist dafür eingeteilt, grund
legende Warteinformationen dem RS-232C-Unterbrechungshantie
rer zuzuführen. Ein Hinweis und Längenfeld in dieser Reihe
definiert den aktiven Sendedatenblock (TXDB), von dem Daten
gelesen und gesendet werden. Der TXDB enthält Längen- und
Hinweisinformationen für den nächsten TXDB in der Warteschlan
ge und bildet somit eine Verbindungsliste. Auf der Empfangs
seite wird ein Kreiszwischenspeicher zum Speichern eingehen
der Datenbytes verwendet. Wenn eine vollständige Nachricht
empfangen wird, kennzeichnet der Unterbrechungsabwickler
den Seriencode, um ihn zu interpretieren.
Die Mikrosteuerung 111 verwendet ihren lokalen Bus 119 zum
Eingreifen in das Modem, die RFU und CCU Steuer/Zustandsre
gister 122. Der Bus ermöglicht auch Zugang über Isolations
logikschaltungen 124 und 125 zu dem TX-Bus 107 bzw. RX-Bus
108. Um einen Konkurrenzbetrieb zu vermeiden, werden in
die Busse 107, 108 nur von der Mikrosteuerung 111 einge
griffen, wenn die jeweilige DMA-Steuerung 120 oder 121 in
Ruhe ist.
Die CCU und RPU machen über die Verbindung 123 durch eine
Voll-Duplex-RS-232C-Schnittstelle Mitteilungen, die als Ba
sisbandsteuerkanal (BCC) bezeichnet wird. Asynchrone Zeichen
sind 8-Bit-Binär und werden mit 9600 Baud übertragen. Ein
Anfangsbit und ein Endbit werden zum Datenbyte-Rahmen ver
wendet. Nachrichten werden durch ein eindeutiges Byte be
endet, wobei Byte-Stopfen verwendet wird, um zu vermeiden,
daß das eindeutige Byte inmitten einer Nachricht auftritt.
Ein alternierendes Bit-Protokoll und eine 8-Bit-Prüfsumme
werden dazu verwendet, Verbindungsintegrität sicherzustel
len.
Zwei externe Unterbrechungen werden durch die Mikrosteuerung
gestützt. Eine wird von der Sende-DMA-Steuerung 120 und die
andere von der Empfangs-DMA-Steuerung 121 erzeugt. Diese Un
terbrechungen treten auf, wenn die jeweilige Steuerung 120,
121 ihren Blocktransfer beendet und somit die Steuerung ihres
Busses an die Mikrosteuerung 111 freigibt.
Die BCC-Schnittstelle wird von einer internen Unterbrechung
gesteuert. Die Software wird beim Empfang oder Übertragung
eines Bytes unterbrochen.
In der Basisstation ist die CCU-Mikrosteuerung 111 für das
Steuern und Überwachen des gesamten Vierkanal-Datenweges
der hier zugeordnet ist, verantwortlich, welcher die VCU 17,
28, die CCU 18, 29, das Modem 19, 30a und die RFU 20, 31a
beinhaltet. In der Teilnehmerstation steuert und überwacht
die Mikrosteuerung 111 dieselbe Hardware, stützt aber nur
einen Datenweg. Die CCU wiederum wird von der RPU (in der
Basisstation) oder der STU (in der Teilnehmerstation) ge
steuert.
Die CCU liefert der VCU Betriebsart Informationen. Betriebs
artsänderungen treten nur an Systemschlitzgrenzen auf. Wäh
rend des Sprachkompressionsvorganges beliefert die CCU die
VCU auch mit Informationen über die Position des VCU-Blockes
im Systemschlitz (es sind zwei VCU-Blöcke pro Systemschlitz
vorhanden). Das adressierende VCU wird durch die CCU vor ei
nem Datentranfer ausgeführt, welche die MUX/DEMUX-Aufgabe
ausführt. Der VCU-Zustand wird von der CCU nach jedem Block
transfer gelesen und eine entsprechende Statistik wird von
der CCU geführt. Die CCU kann auch eine VCU-Hartrückstellung
und/oder eine VCU auslösen.
Die Mikrosteuerung 111 führt den momentanen Modulationspegel
einem Symbol-zu-Byte-Wandler 126 auf dem RX-Bus 108 und einem
Byte-zu-Symbol-Wandler 127 auf dem TX-Bus 107 zu.
Das Modem wird mit Informationen betreffend den empfangenen
Datentyp, die RCC oder die Sprache aufgrund der verschiedenen
Annahmevorgänge, die bei ihrem Empfang verwendet werden, ver
sorgt. Das Modem versorgt die CCU mit einem Teiltaktversatz,
dem AGC-Pegel und einem Verbindungsqualitätswert für jeden
Schlitz. Die CCU-Frequenzzuordnung wird von der RPU oder STU
ausgeführt. Die CCU steuert die Einleitung einer Modem-Hart
rückstellung, Selbstüberprüfung oder Empfangsseite-Ausbil
dungsbetriebsart.
Die CCU behandelt den Voll-Duplex-Datenfluß über die Sende-
und Empfangsbusse 107, 108. Während einer gegebenen Schlitz
zeit, werden von den VCU ausgehende Sendesprachdaten in
Blockform zu dem Sendezwischenspeicher 110 über die Sende-
DMA-Steuerung 121 weitergeleitet. Jeder Block ist ein VCU-
Block in der Länge, folglich sind zwei solcher Übertragungen
für jeden Sprachkanal erforderlich. Die CCU gibt der VCU
die entsprechende Kanaladresse vor der Übertragung, wodurch
ein Multiplexvorgang bewirkt wird.
Ein Einleitungs- und Codewort, das in dem Sendezwischenspeicher
110 gespeichert ist, wird vor den VCU-Daten zu Beginn eines
jeden Schlitzes ausgesandt. Der Sende-DMA überträgt Daten
vom Sendezwischenspeicher zum wiedertaktenden FIFO-Vorrat
128, während das Modem vom FIFO-Vorrat 128 nach Bedarf er
hält. Die Byte-zu-Symbol-Umwandlung wird von dem Byte-zu-Sym
bol-Wandler 127 während der Übertragung durchgeführt. Die
Steuerung des Sende-DMA-Endgeräts wird von der Mikrosteuerung
zusammen mit der Erzeugung und Einführung des Sprachpaket/
Codewortes durchgeführt.
Der Empfangsdatenfluß ist ziemlich das Spiegelbild der Sende
seite. Daten werden in den wiedertaktenden FIFO-Stapelspeicher
129, sowie sie aus dem Modem 19, 30a erscheinen, eingeschrieben.
Die Empfangs-DMA-Steuerung 121 entleert den FIFO-Stapelspeicher
129 je nach Bedarf in den Empfangszwischenspeicher 115. Die
Symbol-zu-Byte-Umwandlung wird durch den Symbol-zu-Byte-Wand
ler 126 ausgeführt und die Rahmenzeiteinteilung wird von der
Taktschaltung 130 ausgeführt. Die Bytegrenzenausrichtung tritt
automatisch auf, sobald der Kanal in Synchronisation ist. Wenn
ein vollständiger VCU-Block empfangen wird, wird er in Form
eines DMA-Blockes zu der entsprechenden VCU weitergeleitet.
Die Steuerung der Empfangs-DMA-Steuerung wird durch die Mikro
steuerung 111 durchgeführt.
Codeworterfassung wird für jeden Schlitz durchgeführt. Die
Mikrosteuerung 111 führt diese Aufgabe durch Kopieren des
Codewortbytes in den lokalen RAM und durch Vergleichen des
selben mit einer Liste von gültigen Codewörtern aus. Während
eines jeden Schlitzes liefert das Modem 19, 30a einen Teil
symbolversatz und einen AGC-Wert. Diese werden von der Mi
krosteuerung 111 gelesen und entsprechend interpretiert. Wenn
Leistungs- oder Reichweitenprobleme bestehen, wird die
Teilnehmerstation davon über ein Sendecodewort informiert.
Die Sende-RCC-Daten werden in dem Sendezwischenspeicher 110
von der CCU entsprechend dem Inhalt der RCC-Nachrichtenschlan
ge synthetisiert. Wenn die RPU eine RCC-Nachricht an die
CCU geschickt hat, wird diese Nachricht im Sendezwischen
speicher 110 formatiert. Im anderen Fall wird die NULL KENNT
NIS-Nachricht, die dauernd im Zwischenspeicher 110 gespeichert
ist, verwendet. Wenn das RCC-Paket einmal bereit ist, werden
die RCC-Einleitung, das eindeutige Wort und die RCC-Daten je
nach Bedarf zu dem Modem 19, 30a DMA-übertragen. Die CCU
führt die Kollisionswahrnehmung durch und setzt das hinaus
gehende RCC-Kollisionswahrnehmungsbit entsprechend.
Der Empfangs-RCC-Datenabwickler hat zwei Betriebsarten:
"Rahmensuche" und "Überwachung". In der Rahmensuchbetriebs
art wird von dem RCC-Kanal angenommen, daß er außer Synchro
nisation ist. Jede eingehende RCC-Nachricht muß synchroni
siert werden, wobei ein eindeutiges-Wort-Wahrnehmungs-
Algorithmus verwendet wird. In der Überwachungsbetriebs
art ist der RCC-Kanal in Synchronisation und der Suchalgo
rithmus für das eindeutige Wort wird nicht aufgestellt. Die
Basisstation ist immer in der Rahmensuchbetriebsart, da
Teilnehmer zu jeder Zeit mit einer schlechten Zeiteinteilung
hereinplatzen können. In der Teilnehmerstation ist der
RCC-Datenabwickler in der Überwachungsbetriebsart, es sei
denn, daß die Station die RCC-Synchronisation nicht ange
nommen hat.
In der Rahmensuchbetriebsart wird die Wahrnehmung des ein
deutigen Wortes (UW) nach jedem RCC-Schlitz durchgeführt. Die
Mikrosteuerung 111 führt diese Aufgabe durch Tasten nach dem
eindeutigen Wort in einem Fenster um die "nominelle" Lage
des eindeutigen Wortes herum aus. Eine erfolgreiche Wahr
nehmung des eindeutigen Wortes gibt der CCU Symbolzeitein
teilungsinformationen.
Empfangs-RCC-Daten werden vom Modem 19, 30a zum Empfangs
zwischenspeicher 115 DMA-weitergeleitet. Wenn der Transfer
fertig ist, werden die RCC-Daten in den lokalen Mikrosteue
rung-RAM zur Verarbeitung kopiert. Empfangs-RCC-Pakete werden
von der CCU gefiltert. Ein RCC-Paket wird zu der RPU weiterge
leitet nur wenn das eindeutige Wort festgestellt und der
CRC richtig ist.
Während des RCC-Betriebes ist der entsprechende VCU-Kanal
in Wartestellung. Keine Datenübertragungen finden zwischen
der VCU und der CCU während dieser Kanalzeitdauer sowohl
auf dem Sende- als auch auf dem Empfangsdatenweg 107, 108
statt.
Die Software wird auf einer Intel 8031-Mikrosteuerung 111
ausgeführt. Programmspeicherung wird von einem externen
EPROM auf dem örtlichen Mikrosteuerungsbus bereitgestellt.
Die Software wird zum Antworten auf DMA-Serviceanforderungen
in Wahrzeit benötigt, wobei ein Datenfluß von bis zu 64 Kbps
in beiden Richtungen ohne Datenverlust aufrechterhalten
wird. Das FIFO-Zwischenspeichern durch die Stapelspeicher
128 und 129 auf den Modemschnittstellen liefert die erfor
derliche Füllzeit für die Mikrosteuerung 111 um die DMA-
Blockübertragungen und Systemsteuerfunktionen auszuführen.
Die Software ist in fünf getrennte Module unterteilt: Über
wachung, Datentransfer, BCC-Sende-Empfangs-Gerät, BMM-
Steuerung und Dienstprogramm. Jedes Modul hat nur eine
Eingangs- und Ausgangsstelle, mit Ausnahme von den Unter
brechungen und Fehlerbedingungen. Eine weitere Ausnahme
ist das Dienstprogrammodul, das eine Auswahl von Dienst
programmen enthält, die von den anderen Modulen aus direkt
zugänglich sind. Im allgemeinen findet die Zwischenmodul
kommunikation über die Verwendung von globalen Variablen,
die in einem separaten Datensegment definiert sind, statt.
Das Überwachungsmodul beinhaltet eine Einleitungsfunktion,
unterhält eine Gesamtprogrammsteuerung und führt grundle
gende Selbstüberprüfungsfunktionen durch.
Das Datentransfermodul stützt die Steuerung der Datenüber
tragung über den TX-Bus 107 und den RX-Bus 108 für Sprache
und RCC und führt Synchronisationswortwahrnehmung für alle
Modulationspegel auf Sprach- und RCC-Daten durch und stützt
die CCU-RPU RS-232 Kommunikationsverbindung 123.
Das BCC-Sende-Empfangsmodul führt BCC-Sende-Empfangsaufga
ben durch, behandelt die BCC-Warteschlangen, formatiert
Sende-BCC-Nachrichten, verarbeitet Empfangs-BCC-Daten und
bewegt RCC-Daten in die CCU und aus der CCU über den BCC.
Das BBM-Steuerungsmodul steuert die RFU, das Modem, die
VCU und die CCU-Hardware über Register, liest und inter
pretiert Zustandsinformationen von diesen Geräten (z. B.
Modem-AGC, Verbindungsqualität und Symbolzweideutigkeit),
dekodiert eingebettete Codewörter im Empfangssprachkanal,
formatiert das Codewort für den Sendesprachkanal, und er
hält einen Wahrzeit-Software/Hardware-Zeitgeber und führt
alle laufenden Selbstüberprüfungen aus.
Das Dienstprogrammodul führt verschiedene Dienstprogramme
aus, zu denen andere Module Zugang haben.
Die CCU-Software ist in vier getrennte Vorgänge unterteilt,
die im wesentlichen gleichzeitig ablaufen. Drei davon sind
die BCC-Daten, TX-DMA- und RX-DMA-Vorgänge, die mit Unter
brechungen gesteuert und nur in Kraft gesetzt werden, wenn
ein spezielles Ereignis die Aufmerksamkeit fordert. Alle
drei dieser ereignis-gesteuerten Vorgänge sind in Daten
transfermodulen angeordnet. Der restliche Vorgang, der über
alle Module verteilt ist, ist ein Hintergrundvorgang, der
die anderen drei Vorgänge auslöst, steuert und überwacht.
Wenn BCC-Nachrichten von der RPU (oder STU in der Teilnehmer
station) ankommen, werden sie von dem BCC-Datenvorgang empfan
gen und zwischengespeichert. Wenn eine vollständige Nach
richt empfangen wurde, benachrichtigt der BCC-Datenvorgang
den Hintergrundvorgang über einen Briefkasten. Der Hinter
grundvorgang befragt diesen Briefkasten während seiner Haupt
schleife und stellt somit jegliche neue Nachrichten fest.
Die Nachrichten werden von dem Hintergrund interpretiert
und die entsprechende Maßnahme wird ergriffen. Jede Ant
wort wird in die Sende-BCC-Nachrichtenschlange durch den
Hintergrundvorgang eingeschrieben, und der BCC-Datenvorgang
wird darüber unterrichtet.
Die BCC-Nachrichten können eine Neugestaltung der CCU-Daten
kanäle auslösen. Die notwendigen Steuerinformationen werden
dem Modem 19, 30a und der VCU 17, 28 zu den passenden Zei
ten zugeschrieben. Das Modem reagiert auf ein neues Steuer
wort an den Schlitzgrenzen. Die VCU erwartet, daß Betriebs
artänderungen beim ersten VCU-Blocktransfer einer Schlitz
grenze auftreten. Das Hintergrundverfahren ist dafür verant
wortlich, daß die richtige Steuerzeiteinteilung eingehalten
wird.
Das Sammeln von Zustandsinformationen wird durch das Hinter
grund-TX-DMA-Verfahren und das RX-DMA-Verfahren ausgeführt.
Die letzteren beiden sammeln Zustandswörter von der TX- bzw.
RX-Seite der VCU. Dies ist notwendig, da diese Zustandsre
gister nur über den TX-Bus 107 und den RX-Bus 108 zugänglich
sind, die für begrenzte Zeitabschnitte in Ruhe sind. Das
Hintergrundverfahren sammelt Zustandsinformationen direkt
von dem Modem 19, 30a über die Zustandsregister 122 auf dem
örtlichen Bus 119. Wenn alle Zustandsinformationen gesammelt
sind, werden sie von dem Hintergrundverfahren sortiert und
in besonderen Zustandsvariablen abgespeichert. Zustands
anforderungen, die von der RPU empfangen werden, werden
vom Hintergrundverfahren behandelt, wobei sie auf diesem
Zustandsablauf basieren.
Einige Zustandsinformationen, wie der AGC-Wert und der
Teilbitversatz können eine CCU-Maßnahme notwendig machen.
Abgesehen davon, daß diese Daten als Zustandsablauf ge
speichert werden, werden sie zum Berichtigen von Teilnehmer
leistungs- und Reichweitenproblemen verwendet. Im Falle von
RCC-Nachrichten werden Leistungs- und Reichweiteninformatio
nen direkt an die RPU als Teil des RCC geschickt. Das Hinter
grundverfahren führt diese Funktion durch Formatieren einer
BCC-Nachricht, die RCC-, AGC- und Reichweitendaten enthält,
aus. Wenn das Paket fertig ist, wird es in die Sende-BCC-
Warteschlange gesetzt und wird der BCC-Datenvorgang benach
richtigt. Für Sprachkanäle werden diese Zustandsinformationen
zum Formatieren von Codewörtern verwendet, die in ausgehen
den Sprachpaketen eingebettet sind. Das Hintergrundverfahren
führt diese Formatierfunktion aus und steuert die Übertra
gung des Codewortes über den Sprachkanal. Alle Codewörter
müssen durch fünf Rahmen in einer Reihe übertragen werden,
wodurch es eine 5 : 1 Redundanzkodierung ergibt. Das TX-DMA-
Verfahren sendet das durch das Hintergrundverfahren ausge
wählte Codewort automatisch.
Das Hintergrundverfahren hält auch einen Software-/Hardware-
Wahrzeittakt aufrecht. Dies wird durch zyklisches Abfragen
eines der 8031-Zeitgeber und Zählüberläufe getan. Die Wahr
zeittaktfunktion liefert eine Zeitbasis für Software-Zeit
sperren und andere zeitabhängige Ereignisse. Das Hintergrund
verfahren sieht zu, daß die Systemzeiteinteilung durch zy
klisches Abfragen der CCU-Hardware-Fehleranzeiger und durch
Prüfen, daß Datenübertragungsereignisse auftreten, wenn sie
im Systemrahmen auftreten sollten, aufrechterhalten wird System
rahmeninformationen werden über den Beginn der Systemrahmen-
Zustandslinie und einen Zeitgeber geliefert, der mit dem
16-KHz-Taktgeber 130 verbunden ist. Die Datensynchronisation
wird durch das Hintergrundverfahren durchgeführt.
Das BCC-Datenverfahren spricht auf RS-232-Unterbrechungen an,
die sowohl für die Sende- als auch die Empfangsrichtung des
Anschlusses auftreten können. Das Verfahren gibt einfach ein
weiteres Byte auf der Sendeseite aus oder nimmt ein weiteres
Byte auf der Eingabeseite ein. Ein Nachrichtenendenbegrenzer
auf der Empfangsseite bewirkt, daß die BCC-Datenroutine das
Hintergrundverfahren benachrichtigt.
Das TX-DMA-Verfahren und das RX-DMA-Verfahren wickeln die
Sende- und Empfangs-DMA-Kanäle ab.
Eine schrittweise Beschreibung der Datentransferfunktion,
die durch die Software gesteuert wird, ist unten angegeben.
Ereignisse im Datentransferverfahren sind durch DMA-Steuerungs
unterbrechungen markiert. Die Unterbrechung tritt auf, nach
dem die DMA-Steuerung die zugeordnete Blockübertragung beendet
hat. Jeder Durchgang beginnt am Anfang einer Schlitzdaten
übertragung. Es mag hilfreich sein, die Fig. 23 und 24 anzu
schauen, während man durch diesen Abschnitt geht. Fig. 23
ist ein Zeiteinteilungsdiagramm zum Übertragen von RCC- und
16-PSK-Sprachdaten auf dem Sendebus der CCU. Fig. 24 ist
ein Zeiteinteilungsdiagramm zum Übertragen von RCC- und
16-PSK-Daten auf dem Empfangsbus der CCU. Die Tabellen 13
und 14 beschreiben die Eigenschaften der Zeitsymbole, die
in Fig. 23 bzw. 24 gezeigt sind.
- 1. Empfange "Ende-von-TX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die Verarbeitung des vorhergehen
den Schlitzes fertig ist und daß die Verarbeitung des
nächsten Schlitzes beginnen kann. Das TX-DMA-Verfahren
wird aufgerufen.
- a) Schreibe Steuerkanal- und Modulationsschaltinforma tionen aus. Diese Information wird von dem Modem 19, 30 und dem Byte-zu-Symbol-Wandler 127 benötigt.
- b) Formatiere jegliche anhängige RPU-RCC-Nachricht im Sendezwischenspeicher 110. Ansonsten bereite die Null-Bestätigungsnachricht vor und sende sie.
- c) Leite die DMA-Übertragung vom Sendezwischenspeicher 110 zum Modem 19, 30a ein und ermögliche sie, wobei auf die RCC-Einleitung, das eindeutige Wort und den RCC-Datenblock zu zeigen ist.
- d) Kehre von der Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort.
- 1. Empfange "Ende-von-TX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die Verarbeitung des vorhergehen
den Schlitzes fertig ist und daß die Verarbeitung des
nächsten Schlitzes beginnen kann. Das TX-DMA-Verfahren
wird aufgerufen.
- a) Schreibe Sprachkanal- und Modulationsschaltinforma tionen für nächsten Schlitz aus. Diese Information wird von dem Modem 19, 30a und dem Byte-zu-Symbol- Wandler 127 benötigt.
- b) Wähle die VCU-Anschlußadresse aus und ermögliche DMA-Übertragung von VCU zum Sendezwischenspeicher 110.
- c) Schreibe VCU-Steuerwort.
- d) Unterbreche VCU, um Übertragung zu beginnen.
- e) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort.
- 2. Empfange "Ende-von-TX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die VCU-zu-Zwischenspeicherüber
tragung fertig ist. Das TX-DMA-Verfahren wird aufgerufen.
- a) Lese VCU-Zustandswort.
- b) Schreibe Codewort an Sendezwischenspeicher 110.
- c) Leite DMA-Übertragung vom Sendezwischenspeicher 110 zum Modem 19, 30a ein und ermögliche sie, wobei auf die Spracheinleitung, das Codewort und den Sprachdaten block zu zeigen ist.
- d) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort.
- 3. Empfange "Ende-von-TX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die erste Halbschlitzübertragung
vom Sendezwischenspeicher 110 zum Modem 19, 30a fertig
ist. Das TX-DMA-Verfahren wird aufgerufen.
- a) Wähle VCU-Anschlußadresse aus und ermögliche DMA- Übertragung von VCU zu Sendezwischenspeicher.
- b) Schreibe VCU-Steuerwort.
- c) Unterbreche VCU, um Übertragung zu beginnen.
- d) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort.
- 4. Empfange "Ende-von-TX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die VCU-zu-Zwischenspeicher-Über
tragung fertig ist. Das TX-DMA-Verfahren wird aufgerufen.
- a) Lese VCU-Zustandswort.
- b) Löse DMA-Steuerung 120 für die Sendespeicher-zu-Modem- Übertragung aus und gebe sie frei.
- c) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort.
- 1. Empfange "Ende-von-RX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die Verarbeitung des vorhergehen
den Schlitzes fertig ist und daß die Verarbeitung des
nächsten Schlitzes beginnen kann. Das RX-DMA-Verfahren
wird aufgerufen.
- a) Aufbau für BPSK-Modulation. Diese Information wird von dem Symbol-zu-Byte-Wandler 126 benötigt. Das Modem 19, 30a hat diese Information zu diesem Zeit punkt bereits empfangen.
- b) Leite DMA-Übertragung vom Modem 19, 30a zum Empfangs zwischenspeicher 115 für die RCC-Nachricht ein und gebe sie frei.
- c) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort. AGC-Berechnung und Bitsynchronisationsfehlerverarbeitung sollte in die sem Zeitpunkt stattfinden.
- 2. Empfange "Ende-von-RX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die RCC-Übertragung von dem Modem
19, 30a zum Empfangszwischenspeicher 115 fertig ist. Das
RX-DMA-Verfahren wird aufgerufen.
- a) Kopiere RCC im lokalen RAM.
- b) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort. Bereite dich vor, den empfangenen RCC an die RPU weiterzugeben, wenn ein deutiges Wort wahrgenommen wird und die Prüfsumme richtig ist.
- 1. Empfange "Ende-von-RX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die Verarbeitung des vorhergehen
den Schlitzes fertig ist und daß die Verarbeitung des
nächsten Schlitzes beginnen kann. Das RX-DMA-Verfahren
wird aufgerufen.
- a) Aufbau für Sprachdaten mit richtiger Modulation. Die se Information wird von dem Symbol-zu-Byte-Wandler 126 benötigt. Das Modem hat diese Information zu dieser Zeit bereits empfangen.
- b) Leite DMA-Übertragung von Modem 19, 30a zum Empfangs zwischenspeicher für den ersten Halbschlitz von Sprach daten ein und gebe ihn frei.
- c) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort. AGC-Berechnung, Bitsynchro nisationsfehler- und Codewortverarbeitung sollte zu dieser Zeit stattfinden.
- 2. Empfange "Ende-von-RX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die erste Halbschlitzübertragung
vom Modem 19, 30a zum Empfangszwischenspeicher 115 fertig
ist. Das RX-DMA-Verfahren wird aufgerufen.
- a) Wähle VCU-Anschlußadresse aus und gebe DMA-Übertragung von Empfangszwischenspeicher 115 zur VCU frei. Unter breche VCU, um Übertragung zu beginnen.
- b) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort.
- 3. Empfange "Ende-von-RX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die erste Halbschlitzübertragung
vom Empfangszwischenspeicher 115 zur VCU fertig ist. Das
RX-DMA-Verfahren wird aufgerufen.
- a) Leite DMA-Steuerung 121 für Modem-zu-Empfangszwischen speicher-Übertragung für zweiten Halbschlitz ein und gebe sie frei.
- b) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort.
- 4. Empfange "Ende-von-RX-DMA-Übertragungs"-Unterbrechung.
Dies signalisiert, daß die zweite Halbschlitzübertragung
vom Modem 19, 30a zum Empfangszwischenspeicher 115 fertig
ist. Das TX-DMA-Verfahren wird aufgerufen.
- a) Wähle VCU-Anschlußadresse aus und gebe DMA-Übertragung vom Empfangszwischenspeicher 115 zur VCU frei. Unter breche VCU, um Übertragung zu beginnen.
- b) Kehre von Unterbrechung zurück und fahre mit der Hintergrundverarbeitung fort.
Die Softwareprogrammausführung beginnt als Folge einer Hard
ware-Rückstellung und der Fluß beginnt im Überwachungsmodul.
Das Überwachungsmodul übernimmt jegliche Hardware- und Soft
wareeinleitung, bevor es in eine Hauptserviceschleife ein
tritt. Das Überwachungsmodul führt einige grundlegende Selbst
prüfungsfunktionen nach einer Hardware-Rückstellung und auf
Anforderung von der RPU aus. Die Hauptserviceschleife macht
die anderen Module in der Folge zugänglich. Die Überwachungs
modulausbildung ist derart, daß Aufgaben in beherrschbare
Zeitscheiben unterteilt werden, wobei garantiert wird, daß
die Hauptserviceschleife eine vernünftige Periodizität des
schlimmsten Falles hat. Aufgaben, die eine Wahrzeitantwort
erfordern, werden über Unterbrechungsserviceroutinen abge
wickelt.
Jede Unterbrechungsserviceroutine führt ein Mindestmaß von
Verarbeitung durch, um die Serviceanforderung zufriedenzu
stellen. Dies wird gemacht, um die serielle Eigenart der
Programmausführung so stark wie möglich zu erhalten und um
das Unterbrechungswarten auf einem Mindestmaß zu halten.
Typischerweise überträgt eine Unterbrechungsserviceroutine
Daten zu oder von einer Schnittstelle und setzt einen Booleschen,
um anzuzeigen, daß die Maßnahme durchgeführt wurde. Ein
seriell ausgeführter Code, der von der Hauptserviceschleife
aus zugänglich ist, macht dann weiter, diese Information je
nach Bedarf, zu verarbeiten.
Die CCU-Mikrosteuerung 111 ist eine Datenflußmaschine darin,
daß Software-Ereignisse durch die Ankunft und den Abgang
von Daten gesteuert werden. Eine präzise Systemzeiteinteilung
liefert den Rahmen für diesen Datenfluß. Jedoch werden Soft
ware-Ereignisse direkt vom Datenfluß und nicht von System
rahmenmarkierern abgeleitet. Diese Vorgehensweise ermöglicht
der Software, vielmehr auf "wahre" Ereignisse (wie Datenein
gabe-/Ausgabeanforderungen) als "künstliche" Ereignisse (wie
Systemzeiteinteilungsmarkierungen) anzusprechen. Die Soft
ware stützt sich bei der Umwandlung der asynchronen Maßnahmen
derselben in Ereignisse, die synchron zu der Systemrahmen
zeiteinteilung sind, auf die Hardware. Für diese Arbeit ist
es notwendig, daß die Software garantiert, daß Dinge einge
leitet und bereit sind, bevor das Systemrahmenereignis auf
tritt.
Es ist daher ersichtlich, daß die CCU-Software zwar nicht
schwer beladen ist, daß sie aber aufgerufen ist, auf Er
eignisse anzusprechen und bestimmte Aufgaben innerhalb ei
ner begrenzten Zeitdauer fertigzustellen.
Die Wahrzeitverarbeitung wird mit Unterbrechungen vorange
trieben und erfordert somit eine beträchtliche Aufmerksam
keit bei ihrem Aufbau. Es gibt vier möglicherweise in
Konflikt stehende Wahrzeitereignisse, die von der Mikro
steuerung gefordert werden: Sende-DMA-Bedienen, Empfangs-
DMA-Bedienen, Sende-RS-232-Bedienen und Empfangs-RS-232-
Bedienen. Die RS-232-Unterbrechungen haben die geringste
Priorität, da sie mit einer Höchstrate von einer pro ms
auftreten. Die Software ist so ausgelegt, daß die eine ms-
Zeitbegrenzung nicht überschritten wird. Antwortzeiten für
die Sprach- und RCC-Datenhandhabung sind kritischer, und
eine Diskussion derselben folgt.
Die relative Zeiteinteilung für die Datenübertragungen auf
dem Sendebus und dem Empfangsbus sind in den Fig. 23 und
24 gezeigt. Die Diagramme sind annähernd maßstäblich ge
zeichnet und zeigen eine Zeiteinteilungsabwicklung des
schlimmsten Falles. Die Zeitmultiplexeigenschaft des Sende-
und Empfangsbusses ist klar durch die Diagramme dargestellt.
Die dunklen Querlinien auf dem Sende- und Empfangsfaden
entsprechen der Mikrosteuerungsaktivität auf dem jeweiligen
Bus (tS, tRCC) Während dieser Zeit ist die jeweilige DMA-
Steuerung 120, 121 in Ruhe. Die kurzen Zeitabschnitte zwi
schen den DMA-Steuerungsaufstellungen (tVCB) entsprechen den
VCU-Blockübertragungen. Während dieser Zeit, ist die DMA-
Steuerung der jeweiligen VCU gewidmet. Für den Rest der
Zeit (tM0, tM1, tM2, tM3) dient die DMA-Steuerung 120, 121
der Modemschnittstelle.
Die wiedertaktenden FIFO-Stapelspeicher 128, 129 an der
Modemschnittstelle erzeugen die hauptsächliche Zeiteintei
lungsbegrenzung, die in den Zeiteinteilungsdiagrammen impli
zit ist. Die FIFO-Stapelspeicher halten 16 Symbole, wobei
sie 1 ms Zwischenspeicherzeit vor dem Unterströmen (TX) oder
Überströmen (RX) geben. Während dieser ms kann die CCU den
Sende- oder Empfangsbus 107, 108 dazu verwenden, die Block
übertragungen zu und von der VCU zu vervollständigen oder
RCC-Daten in den lokalen RAM zu kopieren.
Nach dem Einschalten führt die CCU-Software eine interne
Selbstüberprüfung aus und versetzt die VCU, das Modem und
die RFU in die Standardannahme. Die Mikrosteuerung 111 über
wacht die Systemrahmenzeiteinteilung und beginnt mit der
Durchführung von Blockübertragungen, um der VCU zu gestatten,
Synchronisation zu bekommen. Wenn die Datenübertragungen
eingeleitet sind, benutzt die Mikrosteuerung 111 die DMA-
Blockendenunterbrechung, um die Systemzeiteinteilung zu er
halten. Diese Unterbrechung ist direkt mit dem Datendurch
satz der CCU und folglich dem 16 KHz-Symboltaktgeber 130
verbunden. Die VCU behält die Systemzeiteinteilung über
DMA-Übertragungsanforderungen eingeschlossen, die von der
Mikrosteuerung 111 als Folge der Blockendenunterbrechung
erzeugt werden. Die Mikrosteuerung 111 fährt fort, die
Rahmenzeiteinteilung zu überwachen, um sicherzustellen, daß
ein richtiger Systembetrieb aufrechterhalten bleibt.
In der Teilnehmerstation bringt ein Systembeginn auch
Funksynchronisation mit sich. Dies wird durch Lokalisieren
des RCC und durch Ableiten der Systemzeiteinteilung von ihm
durchgeführt. Wenn die Empfangszeiteinteilung hergestellt
ist, stellt die Mikrosteuerung 111 die Sendezeiteinteilung
mit der Basisstation her.
Das Datenübertragungsmodul stützt die Wahrzeit- und Hinter
grunddatenübertragungsereignisse in der CCU. Datenübertra
gungen werden für den Sendedatenpfad, Empfangsdatenpfad,
Sende-BCC und Empfangs-BCC bedient. Alle diese Aufgaben
sind mit Unterbrechungen betriebene Ereignisse, die eine
Wahrzeitantwort erfordern. Das Modul führt auch Synchroni
sationsannahme und die Überwachung als Hintergrundaufgabe
aus.
Der Sendedatenpfadabwickler wird aufgerufen, wenn die Sende-
DMA-Steuerung 120 Bedienung benötigt. Dies tritt typischer
weise nach einer DMA-Blockübertragung auf, wobei in diesem
Zeitpunkt die DMA-Peripherieeinheit eine Blockendenüber
tragungsunterbrechung aufruft. Die Unterbrechung wird auf
einer der beiden externen Unterbrechungsleitungen der Mikro
steuerung 111 Modell 8031 empfangen. Die von der Unter
brechung benötigte Bedienung hängt von der Art der Datenüber
tragung, RCC oder Sprache und der Zeit des Auftretens in
dem Schlitz ab.
Die Sendedatenpfadunterbrechung tritt zu vorhersagbaren Zei
ten während jeder Schlitzperiode auf. Die Unterbrechungszeit
punkte und -dauer sind in den Fig. 23 und 24 gezeigt. Bei
jedem Auftreten muß die Mikrosteuerung 111 die DMA-Peripherie
einheit für die nächste Blockübertragung einleiten. Dieser
Vorgang sollte innerhalb 150 us von der Unterbrechungsanfor
derung zur Unterbrechungsvollendung durchgeführt werden.
Im Falle von RCC-Daten erfordert die erste Bedienungsanfor
derung von der Mikrosteuerung 111, daß sie die RCC-Nachricht
im Sendezwischenspeicher 110 vor der DMA-Übertragung forma
tiert. Dieser Vorgang muß innerhalb von 900 us vollendet
sein. Da die Vorgänge auf dem Sendepfad gewöhnlich kurz sind
und eine schnelle Antwort erfordern, wird der Unterbrechung
die höchste Priorität gegeben.
Die einzige Ausgabe vom Sendedatenpfadunterbrechungsabwickler
ist das VCU-Zustandswort, das nach der VCU-Blockübertragung
gesammelt wurde. Dieses Zustandswort wird durch die Software
in dem BBM-Steuerungsmodul analysiert.
Der Empfangsdatenpfadabwickler wird aufgerufen, wenn die
Empfangs-DMA-Steuerung 121 Bedienung benötigt. Dies tritt
typischerweise nach einer DMA-Blockübertragung auf, wobei
in diesem Zeitpunkt die DMA-Peripherieeinheit eine Block
endenübertragungsunterbrechung aufruft. Die Unterbrechung
wird auf einer der beiden externen Unterbrechungsleitungen
der 8031-Mikrosteuerung 111 empfangen. Die von der Unterbrechung
benötigte Bedienung hängt von der Art der Datenübertragung, RCC
oder Sprache und dem Zeitpunkt des Auftretens in dem Schlitz
ab.
Die Empfangsdatenpfadunterbrechung tritt zu vorhersagbaren
Zeiten während jeder Schlitzperiode auf. Diese Unterbrechungs
zeiten und -dauer sind in Fig. 23 und 24 gezeigt. Bei jedem
Auftreten muß die Mikrosteuerung 111 die DMA-Steuerung 121
für die nächste Blockübertragung auslösen. Dieser Vorgang soll
te innerhalb von 150 ms von der Unterbrechungsanforderung bis
zur Unterbrechungsvollendung durchgeführt werden, wenn die
DMA-Auslösung die einzige Aufgabe ist, die durchzuführen ist.
Im Falle von RCC-Daten erfordert die letzte Bedienungsanforde
rung von der Mikrosteuerung 111, daß sie die RCC-Nachricht vom
Empfangszwischenspeicher 115 zum lokalen RAM nach der DMA-
Übertragung kopiert. Dieser Vorgang muß innerhalb von 900 ms
vollendet sein. Da die Sendepfadbedienung während dieser Zeit
auftreten kann, haben die Empfangspfadunterbrechungen eine
niedrigere Priorität als die des Sendepfades. Der Empfangs
datenpfadunterbrechungsabwickler macht das VCU-Zustandswort
nach jeder VCU-Blockübertragung verfügbar. Dieses Zustands
wort wird von der Software im BBM-Steuerungsmodul analysiert.
Der Abwickler liest auch neue RCC-Nachrichten von dem Kanal,
die dann im BCC-Sende-Empfangsmodul interpretiert werden.
Das BCC-Empfangsmodul wird über den RS-232 UART auf dem Chip
angewendet. Der UART kann eine interne Unterbrechung erzeugen,
die ausgelöst wird, immer wenn ein Byte empfangen oder gesen
det wird. Der BCC-Abwickler ruft ein Zustandsbit auf, um zu
bestimmen, welcher der beiden Fälle die Unterbrechung verur
sachte und fährt dann fort, den Anschluß entsprechend zu be
dienen.
Der Baudgeschwindigkeitsgenerator ist für eine nominelle Ge
schwindigkeit von 9600 Baud programmiert, was eine Höchst
zahl von 1920 Unterbrechungen pro s ergibt. Jede Unterbrechung
muß innerhalb einer Dauer von 1 ms bedient werden, um einen
Datenverlust zu vermeiden. Da die typische Unterbrechungs
frequenz niedrig und die Antwortzeit relativ lang ist, haben
BCC-Datenübertragungsunterbrechungen eine niedrige Priorität.
Der BCC-Datenübertragungsabwickler verwendet Zeiger, um Daten,
wie sie empfangen und gesendet werden, in Wartestellung bzw.
aus der Wartestellung zu bringen. Nur eine Verbindungspegel
verarbeitung tritt hier auf, einschließlich eines Bytestopfens
und der Einfügung des Endes der Nachricht. Diese Maßnahmen
sind in der Systemschnittstellenbeschreibung beschrieben.
Sehr wenig Datenverarbeitung tritt im BCC-Sende-Empfangs-Modul
auf. Seine Hauptaufgabe ist Daten in die Wartestellung und aus
der Wartestellung zu bringen, während es die Sende-Empfangs-
und BCC-Datenpfade abwickelt. Die Datensynchronisationsan
nahme und Überwachung, die unten beschrieben ist, umfassen
die Hauptverarbeitungsfunktionen des BCC-Sende-Empfangs-Mo
duls.
Die Synchronisationswortwahrnehmung bedeutet ein Synchroni
sationsvorgang auf dem Symbolpegel. Der Ausdruck "Synchroni
sationswort" gilt generell und bezieht sich sowohl auf das
eindeutige Wort im RCC als auch das Codewort in den Sprach
kanälen. Das eindeutige Wort (UW) ist ein festes 8-Bit-Muster,
das zu Beginn einer RCC-Nachricht gesetzt ist. Ein Codewort
(CW) ist gegenwärtig irgendeines von acht möglichen 8-Bit-
Mustern, die zu Beginn eines Sprachkanals gesetzt sind. Ne
ben ihrer Synchronisationsrolle werden Codewörter dazu ver
wendet, den Verbindungszustand, Leistungseinstellungen und
Reichweiteneinstellungen anzuzeigen.
Die Grund-CCU muß erschöpfend nach einer gültigen RCC-Nach
richt in jedem Schlitz suchen. Sie führt diese Aufgabe durch
Tasten nach dem eindeutigen Wort in einem Fenster ±3 Symbole
um die nominelle UW-Stelle herum auf der Grundlage der Haupt
systemzeiteinteilung aus. Der Suchalgorithmus beginnt mit der
nominellen UW-Position und verschiebt ein Symbol nach rechts
und links, bis es (1) das UW-Muster findet und (2) eine rich
tige RCC-Prüfsumme bestätigt. Die Suche endet sobald (1) und
(2) befriedigt oder alle Möglichkeiten ausgeschöpft sind.
Die Schiebeinformation, die RCC-Nachricht und die Leistungs
information werden zu der RPU nach einer erfolgreichen Suche
geschickt.
Während eines jeden Sprachschlitzes sucht die CCU der Basis
station die empfangenen Sprachdaten nach einem gültigen Code
wort ab. Nur die nominelle Codewortposition wird geprüft,
da keine aktive Symbolsynchronisation während des Sprachvor
ganges durchgeführt wird. Wenn kein Codewort bei fünf aufein
anderfolgenden Rahmen festgestellt wird, dann wird der Kanal
für außer Synchronisation erklärt und die RPU wird über diesen
Zustand informiert. Es liegt nun an der RPU, irgendeine ge
eignete Maßnahme an dieser Stelle zu ergreifen. Die Synchro
nisation gilt als wiederhergestellt, nachdem drei von fünf
aufeinanderfolgende Rahmen eine erfolgreiche Codewortwahr
nehmung haben.
Die CCU der Teilnehmerstation kann beim Empfangen von RCC-
Daten in einer von zwei Betriebsarten sein: "Rahmensuche"
oder "Überwachung". Die Rahmensuchbetriebsart wird dazu ver
wendet, die Empfangsrahmenzeiteinteilung von den eingehenden
RCC-Daten zu erwerben und wird automatisch aufgerufen, wenn
Empfangs-RCC-Synchronisation verlorengeht. In die Überwachungs
betriebsart wird eingetreten, immer wenn die Empfangsrahmen
synchronisation angenommen wurde.
Wenn die Teilnehmer-CCU in der Rahmensuchbetriebsart ist,
muß sie erschöpfend nach einer gültigen RCC-Nachricht nach je
dem RCC-Schlitz suchen. Wie die Basis-CCU führt sie diese Auf
gabe durch Tasten nach dem eindeutigen Wort in einem Fenster
±3 Symbole um die nominelle UW-Stelle herum auf der Grund
lage von einer Zeiteinteilung, die vom Modem-AM-Loch-Wahr
nehmung abgeleitet wurde, aus. Der Suchalgorithmus beginnt
mit der nominellen UW-Position und verschiebt ein Symbol
nach rechts und nach links, bis (1) er das UW-Muster findet
und (2) eine richtige RCC-Prüfsumme bestätigt. Die Suche en
det, sobald (1) und (2) befriedigt oder alle Möglichkeiten
ausgeschöpft sind. Die Schiebeinformation von einer er
folgreichen Suche wird dazu verwendet, die von der CCU
erzeugten Empfangsrahmenmarkierungen einzustellen. Die
Annahme endet wenn (1) und (2) bei drei aufeinanderfolgen
den Rahmen mit dem UW in seiner nominellen Position be
friedigt sind. Die STU wird über die Rahmenannahme infor
miert, wenn sie auftritt. RCC-Nachrichten werden nicht an
die STU während der Rahmensuchbetriebsart geschickt.
Wenn die Rahmenannahme fertig ist, tritt die CCU der Teil
nehmerstation in die Überwachungsbetriebsart ein. Nur die
nominelle UW-Position wird überprüft, um die Möglichkeit
von falschen UW-Annahmen auszuschließen. Wenn kein UW bei
fünf aufeinanderfolgenden Rahmen festgestellt wird, dann
wird der Kanal für außer Synchronisation erklärt und es
wird in die Rahmensuchbetriebsart eingetreten. Die STU
wird über diesen Außen-Synchronisation-Zustand informiert.
Während der Überwachungsbetriebsart haben RCC-Nachrichten
eine richtige Prüfsumme und SIN-Zahlen werden an die STU
weitergeleitet.
Während eines jeden Sprachschlitzes sucht die CCU der
Teilnehmerstation die empfangenen Sprachdaten nach einem
richtigen Codewort ab. Nur die nominelle Codewortposition
wird geprüft, da keine aktive Symbolsynchronisation während
des Sprachvorganges durchgeführt wird. Nach allen mög
lichen Codewörtern wird in dieser Richtung des Kanals ge
sucht. Die Codewörter können inkrementale Änderungen in
den Leistungs- und Reichweitenwerten der Teilnehmerstation
verursachen. Inkrementale Reichenweitenänderungen können
tatsächlich zu einer Symboländerung sowie zu Teilreichwei
tenwerten führen. Wenn bei fünf aufeinanderfolgenden Rahmen
kein Codewort festgestellt wird, dann wird der Kanal für
außer Synchronisation erklärt und die STU wird über diesen
Zustand informiert. Die Synchronisation gilt als wiederher
gestellt nachdem drei von fünf aufeinanderfolgende Rahmen
eine erfolgreiche Codewortwahrnehmung haben.
Die Sende-DMA-Übertragungsanforderung zwischen dem Sende
zwischenspeicher 110 und dem Modem 19, 30a muß von dem
vollen Bit des FIFO-Stapelspeichers 128 abgeleitet werden.
Dies bedeutet, daß der FIFO-Stapelspeicher 128 immer voll
ist, wenn eine DMA-Blockübertragung fertig ist.
Die Empfangs-DMA-Übertragungsanforderung zwischen dem Mo
dem 19, 30a und dem Empfangszwischenspeicher 115 muß von
dem leeren Bit des Stapelspeichers 129 abgeleitet werden.
Dies bedeutet, daß der FIFO-Stapelspeicher 129 immer leer
ist, wenn eine DMA-Blockübertragung fertig ist.
Die CCU-Steuerungssoftware liefert das Tor für DMA-Über
tragungen, aber eine externe Steuerung muß den Quittungs
betrieb liefern, um die Blockübertragung auszulösen und
aufrechtzuerhalten. Dies ist besonders für die Modem-
Schnittstelle, wo Rahmenzeiteinteilung kritisch ist, wich
tig.
Die Mikrosteuerung 111 sollte die Fähigkeit besitzen, eine
DMA-Übertragung anzuhalten. Die Software versucht nicht
den DMA-Bus während einer Blockübertragung zu verwenden,
wenn nicht diese Steuerung ausgeübt oder die DMA-Periphe
rieeinheit in Ruhe ist.
Die wiedertaktenden FIFO-Stapelspeicher 128, 129 sollten
automatisch periodisch freigemacht (zurückgestellt) wer
den.
Rahmenzeiteinteilungsinformationen müssen der Mikro
steuerung 111 zur Verfügung stehen. Dies könnte die
Form einer Symboltakteingabe an einen internen Zeitgeber
der Mikrosteuerung haben.
Wenn ein RCC- oder Sprachpaket von der CCU in Synchroni
sation empfangen wird, sollte keine Symbolverschiebung
erforderlich sein, um das Paket an eine Bytegrenze zu
bringen. Dies sollte ungeachtet des Modulationspegels
zutreffen.
Das Modem arbeitet in einer von drei Betriebsarten. In
der Basisstation macht das Modem auf einer Voll-Duplex-
Sende- und Empfangsfunktion weiter. Wenn sie in der Teil
nehmerstation arbeitet, arbeitet das Modem im Halb-Du
plexbetrieb, wobei sie nur während eines Teiles des TDMA-
Rahmens sendet und während eines anderen Teiles des TDMA-
Rahmens empfängt. Die dritte Betriebsart ist eine selbst
anpassende Lehrbetriebsart. Eine Modemausführung weist
all diese Funktionen auf. Das Modem führt die entsprechen
de Funktion als Antwort auf Tastsignale aus, die von der
steuernden CCU hereinkommen.
Das Teilnehmerstationsmodem 30a und das Basisstationsmo
dem 19 sind identisch. Ein Blockschaltbild des Modems
ist in Fig. 25 gezeigt.
Die Modemsendeteile beinhalten ein TX-Symbolfilter 132, ei
nen Digital/Analog(D/A)-Wandler 133, ein 200 KHz-Band
filter 134, einen Mischer 135 und eine TX (Sende)-Zeit
einteilungssteuerungsschaltung 136. Der Empfangsteil des
Modems beinhaltet einen Mischer 138, einen Analog/Digital-
(A/D)-Wandler 139, einen FIFO-Stapelspeicher 140 und ei
nen Mikroprozessor 141 Modell TMS 320.
Der Modemsendeteil sendet die ihm von der CCU mit einer
16-Pegel PSK-Modulation zugeführten Informationen. Es
ist die Aufgabe der CCU auf der Empfangsseite die Daten
als DPSK, QPSK oder 16 PSK zu interpretieren. Das Modem
sendet ohne Kenntnis des Modulationspegels.
Der Modemsendeteil ist voll in Hardware ausgeführt und
erfordert keine Einstellungen. Symbole, die von der CCU
empfangen werden, werden verschlüsselt und ihre entsprechen
den Wellen werden so geformt, daß gute Interferenzeigen
schaften geschaffen und eine Amplituden- oder Gruppenver
zögerungsverzerrung erduldet werden muß. Die Rechtfertigung
dieses Konzeptes wird unter der Annahme gemacht, daß im
zum verwendeten Band benachbarten Frequenzband (innerhalb
50 bis 100 KHz) keine starken Störsignale (Leistungsdich
ten von 30 bis 40 dB über dem Signal) sind. Der Modem
sendeteil benutzt ein relatives breites IF-Filter (100 KHz),
so daß das gesendete Signal nicht unter einer Amplituden-
oder Gruppenverzögerungsverzerrung leidet und jegliche
Oberschwingungen ausfiltert, die vom digitalen Filtern,
das im Basisband gemacht wird, erzeugt werden.
Der TX-Symbolfilter 132 ist ein Festkoeffizient-Digital-
FIR-(Ansprechung auf Impuls endlicher Dauer)Filter. Der
Filter 132 simuliert einen Sechs-Pol-Filter mit einer
Abtastgeschwindigkeit von 50 Abtastungen pro Symbol pro
Sechs-Symbol-Aufenthalt im FIR-Filter.
Das Modem empfängt Symbole von ihrer jeweiligen CCU mit
einer Geschwindigkeit von 16 K Symbole/Sekunde. Diese
Symbole werden dann in einen DPSK-Code zur Eingabe in
die Leitung 143 zum FIR-Filter 132 umgewandelt. Der FIR-
Algorithmus erfordert, daß jedes zweite Symbol umgekehrt
wird, bevor es in den FIR-Filter eintritt. Der Gray-Code
wird für die DPSK-Kodierung verwendet. Dies stellt sicher,
daß bei einem fehlerhaften Empfang eines Symbols eine
hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß die zwei Symbole zu
dem Empfänger-Codec nur um 1 Bit fehlerhaft sind.
Die Impulsansprechung des FIR-Filters 132 wird mit 6 T
(T = 1/16 KHz) abgehakt. Dei FIR-Filter übertastet die
Symbole mit einer Frequenz von 800 KHz, so daß jedes Sym
bol 50 mal während seines 5 T-Aufenthalts im Filter abge
tastet wird. Dies entspricht einer Abtastrate von 3 T/25,
wobei die Abtastdauer T/25 ist, so daß die Abtastwerte
nach jeder 3 T/25-Dauer ausgegeben werden. Die Ausgabe
signale werden derart verzerrt, daß nur jedes erste
und vierte, zweite und fünfte oder dritte und sechste
Paar von Abtastwerten sich jeweils überlappen. Jeder die
ser T/25 langen Abtastwerte ist tatsächlich in zwei Teile
unterteilt. Während der ersten Hälfte der Abtastdauer
wird der I-Teil des Ausgabesignals berechnet und während
der zweiten Hälfte der Dauer wird der Q-Teil des Ausgabe
signals berechnet. Somit beträgt die tatsächliche Fre
quenz, mit welcher der FIR-Filter 132 Daten ausgibt,
50 × 16 KHz = 800 KHz. Die I- und O-Abtastung wird um die
Hälfte einer Abtastdauer gestaffelt, aber dies wird von
dem FIR-Filter 132 berichtigt.
Signale, die die Multiplikation von Symbolen und Impuls
antworten im FIR-132 Filter und die Addition von zwei
dieser Multiplikationen darstellen, werden von einem
8 K × 8 ROM auf der Leitung 144 als Antwort auf Symbole ge
liefert, die auf der Leitung 143 empfangen werden.
Der FIR-Filter 132 gibt 10-Bit-Digitalabtastwerte auf
der Leitung 144 mit der Frequenz von 800 KHz aus. Diese
Werte werden in den D/A-Wandler 133 geführt, um eine
analoge Welle auf der Leitung 145 zu erzeugen. Diese
Welle ist die zeitgeteilte I- und Q-Wellenform des
zu übertragenden Symbols. Diese geteilte Welle wird von
dem 200-KHz-Bandfilter 134 gefiltert und dann über die
Leitung 146 in den Mischer 135 geführt. Die örtliche
Oszillatoreingabe des Mischers ist ein IF-Frequenzsignal
von 20 MHz auf der Leitung 147. Die I- und Q-Komponenten
werden dadurch in ein 20,2 MHz-IF-Ausgabesignal auf der
Leitung 148 nach oben umgewandelt. Das Ausgabesignal
auf der Leitung 148 wird durch ein 20,2 MHz Bandfilter
(nicht gezeigt) geführt und der RFU 21, 31a zugeführt.
Das gewünschte Signal aus dem D/A-Wandler 134 wird bei
200 KHz mit einer Bandbreite von ungefähr 32 KHz zen
triert. Durch Multiplizieren der 200 KHz-Welle mit
20 MHz vermischt die Ausgabewelle die I- und Q-Abtast
werte mit den SIN- und COS-Komponenten der IF-Frequenz.
Somit kann das 20 MHz-Signal direkt die Ausgabewelle
multiplizieren und die genauen Komponentenmultiplikationen
werden automatisch abgewickelt. Daher besteht keine Not
wendigkeit für eine einzelne SIN(IF)/COS(IF)-Erzeugungs
schaltung, um die I/Q-Abtastwerte vom D/A-Wandler wie
im Empfänger zu multiplizieren. Dies entfernt auch die
Trenndurchführung im Mischer vom Basisband zur Ausgabe
des Mischers.
Die im Sende-FIR-Filter 132 gespeicherten Ausgabedaten
werden berechnet, um jegliche Fehler zu berichtigen, die
infolge der 1/50 T-Differenz in den I- und Q-Zeitwerten
auftreten können. Auch addiert der IF-Filter in der
RFU (Fig. 28 und 29) die beiden Werte, um die richtige
übermittelte Welle zu bilden, da ihre Bandbreite, ver
glichen mit der IF-Frequenz, verhältnismäßig klein ist.
Im Modemempfangsteil mischt der Mischer 138 eine von
der RFU auf der Leitung 150 über einen 20-MHz-Bandfilter
(nicht gezeigt) empfangene analoge Wellenform mit einem
20-MHz-IF-Signal auf der Leitung 151, um das Analogsignal
auf das Basisband auf der Leitung 152 nach unten umzuwan
deln. Das Analogsignal wird dann von dem A/D-Wandler
139 in ein digitales Signal auf der Leitung 153 umge
wandelt, das im FIFO-Stapelspeicher 140 zur Verarbeitung
durch den Mikroprozessor 141 zwischengespeichert wird.
Der Mikroprozessor 141 führt die Frequenz- und Bitverfol
gung des empfangenen digitalen Signals und auch das FIR-
Filtern und die Demodulation des Signals in einen binären
Symbolstrom, der auf der Leitung 154 zu der CCU geführt
wird, aus.
Neben den analogen und digitalen Datensignalen, die von
dem Modem verarbeitet werden, werden eine Anzahl von
Steuerungs- und Zustandssignalen an das und von dem Modem
geschickt. Diese Signale werden im allgemeinen dem Modem
von der CCU zugeschickt. Das Modem sendet auch Steuersi
gnale an die RFU, um Funktionen wie Sendeleistungspegel,
Frequenz, AGC und Antennenschalten für Diversity zu
steuern.
Die Modemschnittstellen sind in den Fig. 26 und 27 ge
zeigt. Das Modem empfängt die meisten seiner Eingaben von
der CCU. Andere Eingaben sind von der RFU und den Zeit
einteilungseinheiten. Die Modemeingaben sind die folgenden:
Die folgenden Leitungen übertragen die beschriebenen Si
gnale zu dem Modem 19, 30a von der CCU 18, 19:
Die TX-Datenleitungen 156 übertragen ein 4-Bit-Symbol, das
von dem Modem (2 Bits für QPSK, 1 Bit für BPSK) zu über
tragen ist. Der MOD-Bus 157 ist ein bidirektionaler Mikro
prozessorbus, der Steuer/Zustandsinformationen an das/
vom Modem liefert. Die MOD-WR-Leitung 158 führt ein Steuer
signal zu dem Sperr-MOD-Bus in das Modem. Die MOD-RD-Lei
tung 159 führt ein Steuersignal, um Modemzustands- und
andere Informationen auf dem MOD-Bus zur Übertragung zu
der CCU 18, 29 zu setzen. Die MOD-Rückstell-Leitung 160
führt ein Steuersignal, um das Modem zurückzustellen. Die
MOD-Adressen-Leitungen 161 führen Adressensignale an ver
schiedene Stellen, um Werte innerhalb des Modems festzu
halten. Die TX-SOS-Leitung 162 führt ein Signal, um die
Übertragung eines TX-Schlitzes zu beginnen. Die RX-SOS-
Leitung 163 führt ein Signal, um den Empfang eines RX-
Schlitzes zu beginnen.
Die IF-Empfangs-Leitung 165 führt ein IF-Empfangsfrequenz
eingabesignal zu dem Modem 19, 30a von der RFU 21, 31a.
Die folgenden Leitungen führen die beschriebenen Signale
zu dem Modem 19 von der STIMU 35. Die 80 MHZ-Leitung 167
führt ein 80 MHz-ECL-Taktsignal. Ein ähnliches Signal wird
dem Modem 30a von einer Zeiteinteilungseinheit (nicht ge
zeigt) in der Teilnehmerstation zugeführt. Die 16 KHz-Lei
tung 168 führt ein Haupt-TX-CLK-Signal, das in der Basis
station verwendet wird. Die SOMF-Leitung führt ein Haupt
rahmenstartsignal in der Basisstation von der STIMU. Die
ses Signal wird im Modem nicht verwendet, sondern an die
CCU 18, 29 geschickt.
Die folgenden Leitungen führen die beschriebenen Signale
vom Modem 19, 30a zur CCU 18, 29. Die TX-CLK-Leitung 171
führt ein 16 KHz-Taktsignal, das die CCU die Symbolsende
zeiteinteilung gibt. Symbole werden in das Modem mit der
ansteigenden Flanke dieses Taktes getaktet. In der Basis
station haben alle Schlitze denselben Haupt-TX-Takt. So
mit werden alle Signale von der Basisstation zur selben
Zeit geschickt. In der Teilnehmerstation ist der TX-Takt
durch die Teilreichweitenverzögerung durch das Modem auf
grund von Informationen, die von der CCU geliefert werden,
versetzt. Die RX-Taktleitung 172 führt das 16 KHz-Taktsi
gnal, das von dem empfangenen Signal abgeleitet wird. Die
ses Signal wird immer in der Teilnehmerstation bereitge
stellt, aber nur während der Steuerschlitzannahme in der
Basisstation. Dieses Taktsignal taktet das empfangene Sym
bol zu der CCU aus und gibt der CCU die Symbolzeiteinteilung.
Die RX-Daten-Leitungen 173 führen das 4-Bit-Empfangssym
bol, das durch das RX-Taktsignal getaktet wird. Der MOD-
Bus 157 führt Zustands- und Dateninformationen von dem Mo
dem. Die MOD-SOMF-Leitung 175 schickt das SOMF-Signal von
der STIMU zu der CCU in der Basisstation. Die AM-Abtastim
puls-Leitung 176 führt einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang, um
der CCU eine grobe Rahmenmarkierung während der RCC-An
nahme in der Teilnehmerstation zu geben. Dies ist eine mono
stabile Leitung, die gepulst wird, wenn der Mikroprozessor
141 die ungefähre Stelle des AM-Loches feststellt.
Die folgenden Leitungen führen die beschriebenen Signale
vom Modem 19, 30a zu jeder RFU 21, 31a. Der RF-RX-Bus 178
ist ein 8-Bit-Bus zwischen dem Modem und dem RFU-Teil. Die
ser Bus fördert AGC- und Frequenzwählinformationen zu dem
RF-RX-Teil. Das Modem steuert die zu schickenden AGC-Werte
und schickt CCU-Frequenzwählinformationen. Die Frequenz
wählinformationen werden dem Modem durch die CCU über den
MOD-Bus 157 zugeführt. Während des Lehrbetriebes steuert
das Modem die RF-RX-Frequenzwahl. Der RF-TX-Bus 179 ist
ein 8-Bit-Bus zwischen dem Modem und dem RFU-TX-Teil. Die
ser Bus überträgt TX-Leistungspegel- und Frequenzwählin
formationen an den RFU-TX-Teil. Das Modem hat nichts mit
diesen zutun, so daß die Informationen nur zu dem RF-TX-
Teil geschickt werden. Die RX-80 MHZ-REF-Leitung 180 führt
ein ECL-80-MHz-Bezugstaktsignal zum RFU-RX-Teil. Die
TX-EN-Leitung 182 zu dem RFU-TX-Teil führt ein Signal,
um die RF-Übertragung einzuschalten. Die RX-EN-Leitung
183 zum RFU-RX-Teil führt ein Signal, um den RF-Empfang
einzuschalten. Die AGC-WR-Leitung 184 führt einen Schreib
abtastimpuls, um die AGC-Daten im RFU-RX-Teil festzuhal
ten. Die RXFREQ-WR-Leitung 185 führt einen Schreibabtast
impuls zum Frequenzschreiben zum RFU-TX-Teil. Die PWR-
WR-Leitung 186 führt einen Schreibabtastimpuls, um die
Leistungsinformation im RFU-TX-Teil festzuhalten. Die
PWR-RD-Leitung 187 führt einen Leseabtastimpuls, um Leistungs
informationen vom RFU-TX-Teil zurückzulesen. Die TXFREQ-
RD-Leitung 188 führt einen Leseabtastimpuls, um die
Sendefrequenz vom RFU-TX-Teil zurückzulesen. Die TXFREQ-
WR-Leitung 189 führt Schreibabtastimpuls-Frequenzschreib
daten zum RFU-TX-Teil. Die IF-Sendeleitung 190 führt
das gesendete Signal mit IF-Frequenz zur RFU.
Die folgenden Leitungen führen die beschriebenen Signale
vom Modem 19 zur STIMU 35. Der VCXO-Bus 192 ist ein
20-Bit-Datenbus zu einem VCXO in der STIMU 35 mit Steuer
informationen für die Frequenzverfolgung. DIe VCXO-WR-
Leitung führt einen Schreibimpuls zur VCXO-Schaltung
zum Einrasten des VCXO-Bus 192 in den VCXO. Ähnliche Si
gnale werden von dem Modem 30a zu einer Zeiteinteilungs
einheit (nicht gezeigt) in der Teilnehmerstation geführt.
Der Basisstationsmodembetrieb ist einer festen RF-Frequenz
zugeordnet. Die Kommunikation in der Basisstation ist
Voll-Duplex, daher arbeiten der Modemempfänger- und -sen
der gleichzeitig. Einem Modem ist auch die Aufgabe des
Steuerfrequenzkanalmodems zugewiesen, so daß es nur In
formationen mit dem Funksteuerkanal (RCC)-Format während
der zugewiesenen Steuerschlitzperiode sendet und empfängt.
Alle Übertragungen von den Basisstationsmodems werden auf
das Haupt-TX-Taktsignal bei 16 KHz auf der Leitung 171
getaktet. Anders als die Teilnehmermodems geben die Basis
stationsmodems 19 an die CCU 18 den Bruchteil der Symbol
zeit zwischen dem Haupt-TX-Taktsignal auf der Leitung
171 und dem abgeleiteten RX-Taktsignal auf der Leitung
172 im Modem 19 aus. Diese Information wird dann zu der
Teilnehmerstation im RCC geschickt, so daß die Teilnehmer
station ihre Übertragung verzögert, so daß ihr Signal in
der Basisstation synchron mit allen anderen Schlitzen
empfangen wird.
Das Basisstationsmodem 19 sendet auch ein Nullenergiesi
gnal im Steuerschlitz, um das RCC-AM-Loch (das einen Rah
menbezug herstellt) zu liefern, wenn die RFU ein Nullener
giesignal sendet. Dieser Nicht-Trägerabschnitt der RCC-
Übertragung wird für die anfängliche RX-Annahme in der
Teilnehmerstation verwendet.
Das Modem 19 weiß nichts von der Tatsache, daß vier von
der CCU 18 multigeplexte Sprachcodecs in der Basisstation
für vier 16-PSK-Teilnehmerschlitzzuordnungen sind. Das
Modem 19 akzeptiert den Bitstrom von der CCU 18 und be
handelt die Übertragung wie einen einzelnen Codecteilneh
mer.
Alle Vorgänge im Teilnehmerstationsmodem 30a werden von
dem empfangenen RX-Taktsignal auf der Leitung 172 abgelei
tet, das aus der empfangenen Übertragung geholt wird. Dies
dient als Haupttakt der Teilnehmerstation. Das TX-Takt
signal auf der Leitung 171 zur CCU 29 ist kein Haupttakt
wie in der Basisstation. Es wird vom RX-Taktsignal auf
der Leitung 172 abgeleitet und um die Bruchteilzeit, die
ausgewählt von der CCU 29, verzögert. Die CCU 29 bestimmt
die Verzögerung vom RCC. Die Verzögerung wird durch die
Entfernung zwischen der Basis- und Teilnehmerstation be
stimmt. Die CCU 29 der Teilnehmerstation führt diese Teil
zeitinformation dem Modem 30a über dem MOD-Bus 157 zu. Das
Modem 30a berücksichtigt selbst die Teilverzögerung. Die
CCU 29 berücksichtigt die ganzzahlige Symbolverzögerung
durch Einführung des TX-SOS-Signals auf die Leitung 162,
das durch die richtige Anzahl von Symbolen verzögert ist.
Dieser Vorgang gleicht die von der Basisstation ankommenden
Signale von Änderungen in der Reichweite aller Teilnehmer
stationen aus.
Die Kommunikation in der Teilnehmerstation ist Halb-Dup
lex. Wenn somit der Sender in Ruhe ist, ist er gesperrt.
Das Modem 30a ist, wenn es nicht aktiv sendet, in seine
Empfangsbetriebsart geschaltet und kann somit die Ver
stärkungspegel des Empfangssignals überwachen, das vor
bereitet wird, wenn ein Stoß von der Basisstation ankommt.
Das Teilnehmerstationsmodem 30a sendet nicht ein AM-Schutz
band für den RXX-Schlitz. Es ist keines notwendig, da die
Basisstation den Rahmen bestimmt. Anders als die festen
Frequenzbasisstationsmodems 19 können die Teilnehmersta
tionsmodems 30a auch Daten über irgendeine der 26 Fre
quenzen senden oder empfangen, die in der RFU von der
CCU 29 ausgewählt werden.
Es gibt viele Quellen der Verzögerung im Modem, die einen
ausgesprochenen Einfluß auf die Systemzeiteinteilung haben.
Zu diesen Dingen gehören Analogfilterverzögerungen, Ausbrei
tungsverzögerungen, FIR-Filterverarbeitungsverzögerungen
usw. Diese Verzögerungen verschieben die TX- und RX-
Rahmen gegeneinander und diese Verschiebungen müssen sorg
fältig berücksichtigt werden.
Die Verzögerung zwischen dem TX-SOS-Signal auf der Leitung
162 in der Basisstation und der ersten empfangenen Analog-
Symbol-"Spitze" in der Basisstation beträgt + 7,4 Symbole.
Daher gibt es eine Verzerrung zwischen den TX- und RX-
Schlitzen. Um die eingehende Phase richtig zu entschlüs
seln, muß das Modem mit dem Abtasten von ungefähr 3,5
Symbolen beginnen, bevor die "Spitze" ankommt. Nachher be
trägt die Verzerrung zwischen dem TX-SOS-Signal und dem
Beginn der RX-Abtastung ungefähr 4 Symbole in der Länge.
In der Basisstation beginnt der Start des RX-Schlitzes un
gefähr 4 T nach dem Start des TX-Schlitzes. Der RX-Schlitz
start ist als die Zeit bestimmt, in der der erste Analog
abtastwert hereingenommen wird, um die erste "Spitze" fest
zustellen, die empfangen wird.
Die Teilnehmerstationstakte werden vollständig von einem
Haupt-80-MHz-VCXO in der Teilnehmerstations-Zeiteinteilungs
einheit (nicht gezeigt) abgeleitet. Der VCXO wird durch ei
ne Analogleitung vom Modem 30a gesteuert. Von dieser wer
den alle Empfangs- und Sendetakte berechnet. Das Modem
30a beliefert dann die CCU 29 mit dem 16 KHz-RX-Taktsi
gnal auf der Leitung 172, das von dem eingehenden Daten
strom abgeleitet wird. Die CCU 29 ermittelt selbst das
eindeutige Wort im Steuerkanal und kann Rahmen- und Schlitz
markierungen vom eindeutigen Wort und dem RX-Taktsignal
auf der Leitung 172 feststellen. Das AM-Lochsignal vom
Signal, das von dem Modem demoduliert wurde, informiert
die CCU 29 darüber, wo sie nach dem eindeutigen Wort zu
schauen hat.
Während des Empfangens eines Schlitzes, führt das Modem
19, 30a eine Frequenzsynchronisation durch Annahme durch
und setzt dann die Verfolgung fort. In der Teilnehmer
station steht der VCXO unter der direkten Leitung des
Mikroprozessors 141 über einen D/A-Wandler. Die Mikropro
zessorfrequenzannahme und die Verfolgungsalgorithmen be
rechnen die Änderungen in dem VCXO, die zur Aufrechter
haltung der Synchronisation notwendig sind.
In der Basisstation ist ein in der STIMU 35 angeordneter
OCXO fest und wirkt als Haupttakt des Systems. Daher wer
den keine Frequenzabweichungen beim Empfang auftreten.
Während des Empfanges irgendeines Schlitzes, führt das Mo
dem 19, 30a auch eine Bitsynchronisation auf der Bitsynchro
nisationsverwürfelung des empfangenen Datenstroms aus. Ein
Algorithmus führt eine Bitverfolgungsschleife im Empfänger
durch. Der Mikroprozessor 141 hat die Leitung über einen
variablen Frequenzteiler des 80 MHz-VCXO oder OCXO (nur
während der Steuerschlitzdemodulation). Innerhalb der Bit
verfolgungsschleife wandelt der Mikroprozessor 141 die Fre
quenzteilung ab, um die Bitsynchronisation zu erhalten.
Während des Empfangens eines Sprachkanals haben die Teilungs
werte Schrittgrößen von 0,1% von 16 KHz, aber während ei
nes Steuerschlitzes können die Werte sich drastischer um
bis zu +/-50% ändern.
Die Rahmensynchronisation wird auf vollständig verschiedene
Art und Weisen in der Basisstation und den Teilnehmersta
tionen gehandhabt. In der Basisstation wird das Haupt-SOMF-
(Beginn des Modemrahmens)-Signals zu der CCU 18 auf der
Leitung 175 von der Zeiteinteilungseinheit auf der Leitung
169 über das Modem 19 geschickt. Dies ist das Haupt-SOMF-
Signal, das für alle Übertragungen von der Basisstation ver
wendet wird. Von diesem und dem Hauptsystemsymboltaktsi
gnal (16 KHz) kann die CCU 18 alle Schlitz- und Rahmen
zeiteinteilungen ableiten.
In der Teilnehmerstation wird die Rahmensynchronisation
durch die CCU 29 mit der Wahrnehmung des eindeutigen Wor
tes im empfangenen RCC-Datenstrom durchgeführt. Nach der
anfänglichen Annahme liefert das Modem 30a eine einzelne
ungefähre Rahmenmarkierung (AM-Abtastimpuls) auf der Lei
tung 176. Während der Annahme sucht das Modem 30a nach dem
AM-Loch im RCC. Wenn das AM-Loch ermittelt wird, zählt es
das Modem 30a für ein paar Rahmen und schickt dann die AM-
Abtastimpulsmarkierung auf der Leitung 176 zu der CCU 29
an dem Rahmenort des AM-Loches. Die CCU 29 benutzt die
Abtastimpulsmarkierung um anfängliche Rahmenmarkierungs
zähler (Fenster) aufzustellen, die durch die CCU-Soft
ware für eine genaue Rahmensynchronisation abgewandelt wer
den können. Dies bedeutet auch, daß das AM-Loch festgestellt
wurde und der RCC angenommen wurde.
Die Schlitzsynchronisation steht unter der Leitung der
CCU 18, 29. Die Signale TX-SOS auf der Leitung 162 und
RX-SOS auf der Leitung 163 sind Befehle an das Modem 19,
30a, die Übertragung oder den Empfang eines Schlitzes
zu beginnen. Diese Signale werden auf das TX-Taktsignal
auf der Leitung 171 und das RX-Taktsignal auf der Leitung
172 jeweils synchronisiert.
Die Selbstanpassungsbetriebsart ist ein zurückgeschleifter
Zustand, in den das Modem eintritt, um den digitalen FIR-Fil
terkoeffizienten beizubringen, jegliche Empfangsanalogfil
ter-Verschlechterungen zu berichtigen, die mit der Zeit
oder mit der Temperatur auftreten können. Diese Analyse
wird durch Zurückführen der Schleife der Sendedaten durch
die RF-Einheit und durch Empfangen eines bekannten Musters
im Empfänger durchgeführt. Die Koeffizienten werden über
ein fünf Grenzwertsbedingungen aufweisendes LaGrangesches
System optimiert. Diese Grenzwertbedingungen sind (1)
der empfangene Datenstrom, (2) der um 0,05 T verzögerte
Datenstrom, (3) der um 0,05 T vorgerückte Datenstrom, (4)
der Datenstrom von dem benachbarten oberen Kanal und (5)
der Datenstrom vom benachbarten unteren Kanal.
Während des Lehrens führt der Mikroprozessor 141 dem
TX-FIR-Filter 131 auf der Leitung 143 eine Folge von 32
symbollangen Lehrmustern zu. Dies wird über einen FIFO-
Stapelspeicher (nicht gezeigt) durchgeführt, der während
der Lehrbetriebsart eingeschaltet ist. Voreilungen/Verzögerungen
werden durch die Empfangsbitverfolgungsschaltung durchge
führt, welche die beiden Ströme um 0,05 T verzerrt.
Die CCU 18, 29 versetzt das Moden 19, 30a in die Lehrbe
triebsart, um dem Modemsendeteil zu gestatten, die spe
ziellen Lehrdaten vom FIFO-Stapelspeicher im Modem zu le
sen. Der Empfangsteil wird für einige der Prüfungen vorge
rückt/verzögert. Wenn der Vorgang fertig ist, sendet das
Modem eine Zustandsnachricht an die CCU 18, 29, daß die
Koeffizienten berechnet sind. In diesem Zeitpunkt testet
die CCU 18, 29 das Modem, indem sie es in ihren normalen
Betrieb versetzt und ein festes Muster ausliest, das der
RFU 21, 31a befiehlt, in der Schleife zurückzugehen und
die zurückgegebenen Daten zu lesen und auf Gültigkeit zu
prüfen.
Das Modem ist näher in der Patentschrift DE 36 09 394 C2
beschrieben, die den gleichen Zeitrang aufweist wie
die vorliegende Anmeldung und
deren Offenbarung hier mit einbezogen ist.
Das RFU-Untersystem liefert die Kommunikationskanalver
bindung zwischen dem Modem und den Antennen sowohl in der
Basisstation als auch in der Teilnehmerstation. Die RFU
arbeitet als ein Linearamplituden- und Frequenzübersetzer
und ist im wesentlichen für die Kanaldaten und Modulations
charakteristiken transparent.
Die Antennenschnittstellenschaltung für die Teilnehmer
station ist in Fig. 28 gezeigt. Eine RFU-Steuerlogikschal
tung 192 ist mit der Sendeantenne 32 und den drei Empfangs
antennen 32a, 32b und 32c durch die Antennenschnittstellen
schaltung verbunden. Die RFU-Steuerlogikschaltung 192 ist
auch mit dem Sendeteil des Modems 30a und den Empfangsteilen
der Modems 30a, 30b und 30c verknüpft. Tatsächlich sind
32 und 32a dieselben Antennen.
Der Sendeteil der Antennenschnittstelle beinhaltet eine
Aufwärtsumsetzer- und Verstärkerschaltung 193, einen TX-
Normalfrequenzgenerator (mit Frequenzsynthese), einen
Leistungsverstärker 196 und einen TX/RX-Betriebsartschal
ter 197. Ein erster Empfangsteil RX 1 der Antennenschnitt
stelle beinhaltet einen Abwärtsumsetzer und Verstärker 198,
einen RX-Normalfrequenzgenerator (mit Frequenzsynthese) 199,
einen Vorverstärker 200, der mit dem Schalter 197 verbunden
ist. Jeder zusätzliche Diversity-Empfangsteil, TXn (n = 2, 3)
beinhaltet einen Abwärtsumsetzer und Verstärker 202, ei
nen RX-Normalfrequenzgenerator (mit Frequenzsynthese) 203
und einen Vorverstärker 204.
Die RFU-Steuerlogikschaltung 192 führt die folgenden Signale
dem Sendeteil der Antennenschnittstellenschaltung als Ant
wort auf Signale zu, die vom Sendeteil des Modems 30a empfan
gen werden. (1) Ein TX-Freigabesignal auf der Leitung 206,
um den TX/RX-Schalter 197 dazu zu bringen, die Übertragung
durch die Sendeantennen 32 freizugeben, (2) ein IF-Eingabe
signal auf der Leitung 207 zu dem Aufwärtsumsetzer und Ver
stärker 193, (3) ein Leistungssteuersignal auf der Leitung
208, auch zum Aufwärtsumsetzer und Verstärker 193, (4) ein
Taktbezugssignal auf der Leitung 209 zum TX-Normalfrequenz
generator 194, und (5) ein Kanalwählsignal auf der Leitung
210, auch zum TX-Normalfrequenzgenerator 194. Der TX-Normal
frequenzgenerator (Synthesizer) 194 spricht auf das Kanal
wählsignal auf der Leitung 210 dadurch an, daß er ein TX-
Frequenzwählsignal auf der Leitung 211 dem Aufwärtsumsetzer
und Verstärker 193 zuführt, das gleich der Differenz zwischen
der gewünschten Sendefrequenz und der Modem-IF-Frequenz
ist.
Die RFU-Steuerlogikschaltung 192 führt die folgenden Signale
jedem Empfangsteil der Antennenschnittstellenschaltung als
Antwort auf Signale zu, die von den jeweiligen Empfangs
teilen der Modems 30a, 30b und 30b empfangen werden:
(1) Ein TX-Freigabesignal auf der Leitung 213 um die Ab
wärtsumsetzer- und Verstärkerschaltungen 198, 202 dazu
bringen, in zwei Empfangsbetriebsarten zu arbeiten,
(2) ein automatisches Verstärkungssteuerungs-(AGC)-Signal
auf den Leitungen 214 zu den Abwärtsumsetzer- und Verstär
kerschaltungen 198, 202, (3) ein Taktbezugssignal auf den
Leitungen 215 zu den RX-Normalfrequenzgeneratoren (Synthe
sizers) 199, 203 und (4) ein Kanalwählsignal auf den Lei
tungen 216 auch zu den RX-Normalfrequenzfeneratoren 199,
203, das auf das Kanalwählsignal auf den Leitungen 216
dadurch anspricht, daß es ein RX-Frequenzwählsignal auf
den Leitungen 217 den Abtastumsetzer- und Verstärkerschal
tungen 198, 202 zuführt, das gleich der Differenz zwi
schen der gewünschten Empfangsfrequenz und der Modem-IF-
Frequenz ist. Die Abwärtsumsetzer- und Verstärkerschal
tungen 198, 202 führen IF-Ausgabesignale auf der Leitung
218 der RFU-Steuerlogikschaltung 192 zur Abgabe an die
Empfangsteile der jeweiligen Modems 30a, 30b und 30c
zu.
Die Aufwärtsumsetzer- und Verstärkerschaltung 193 im
Sendeteil empfängt das modulierte IF-Signal auf der Lei
tung 207, verstärkt es und übersetzt es in die ausgewähl
te RF-Kanal-Frequenz. Eine Kombination von Filtern (nicht
gezeigt), Verstärkern 196, 197 und Pegelsteuerschaltungen
(nicht gezeigt) wird dann dazu verwendet, den richtigen
Ausgabepegel zu liefern und unerwünschte Signale auf
der Spiegel- und Oberschwingungsfrequenz zu unterdrücken.
Die Senderausgabefrequenz ist die Summe der Modem-IF-Fre
quenz und einer Umwandlungsfrequenz, die in 25 KHz-Stops
aus der von dem Modem zugeführten Bezugsfrequenz zusammen
gesetzt ist.
Die Teilnehmerstations-RFU arbeitet als Halb-Duplex-Sende-
und Empfangsgerät, wobei die Empfänger während den Sende
intervallen nicht aktiv sind. Die Sendeimpulsstoßrate ist
ausreichend hoch, um dem Benutzer einen Voll-Duplex-Betrieb
zu simulieren. Der zugeordnete Frequenzkanal ist der durch
die Basisstations-RPU ausgewählte Frequenzkanal.
Die Antennenschnittstellenschaltung für die Basisstation
ist in Fig. 29 gezeigt. Eine RFU-Steuerlogikschaltung 219
ist mit der Sendeantenne 23 und den drei Empfangsantennen
34a, 34b und 34c durch die Antennenschnittstellenschaltung
verbunden. Die RFU-Steuerlogikschaltung 219 ist auch mit
dem Sendeteil des Modems 19 und den Empfangsteilen der Mo
dems 19, 19b und 19c verknüpft. (Modems 19b und 19c sind
Diversity-Modems, die in Fig. 2 nicht gezeigt sind.)
Der Sendeteil der Antennenschnittstelle beinhaltet eine
Aufwärtsumsetzer- und Verstärkerschaltung 220, einen TX-
Normalfrequenzgenerator (mit Frequenzsynthese) (Synthe
sizer) 221, einen Leistungsverstärker 222, einen Hoch
leistungsverstärker 223 in einem Leistungsdetektor 224 und
einen Bandfilter 225. Ein erster Empfangsteil RX 1 der
Antennenschnittstelle beinhaltet einen Abwärtsumsetzer
und Verstärker 230, einen RX-Normalfrequenzgenerator (mit
Frequenzsynthese) (Synthesizer) 231, einem Vorverstärker
232 und einen Bandfilter 233. Jeder zusätzliche Diversity-
Empfangsteil (RXn beinhaltet einen Abwärtsumsetzer und
Verstärker 234, einen RX-Normalfrequenzgenerator (mit Fre
quenzsynthese) (Synthesizer) 235, einen Vorverstärker 236
und einen Bandfilter 237.
Die RFU-Steuerlogikschaltung 219 führt die folgenden Si
gnale dem Sendeteil der Antennenschnittstellenschaltung
als Antwort auf Signale zu, die vom Sendeteil des Modems
19 empfangen werden: (1) Ein TX-EIN-Signal auf Leitung
239 zum Aufwärtsumsetzer und Verstärker 220 zum Einschal
ten des Sendeteiles, um die Übertragung durch die Sende
antenne 23 freizugeben, (2) ein IF-Eingabesignal auf der
Leitung 240 auch zum Aufwärtsumsetzer und Verstärker 220,
(3) ein Taktbezugssignal auf der Leitung 24 zum TX-Normal
frequenzgenerator 221, und (4) ein Kanalwählsignal auf
der Leitung 242 auch zum TX-Normalfrequenzgenerator 221.
Der TX-Normalfrequenzgenerator 221 spricht auf das Kanal
wählsignal auf der Leitung 242 dadurch an, daß er ein
RX-Frequenzwählsignal auf der Leitung 243 dem Aufwärts
umsetzer und Verstärker 220 zuführt, das gleich der Diffe
renz zwischen der gewünschten Sendefrequenz und der Modem-
IF-Frequenz ist. Ein Pegelsteuersignal wird auf der Leitung
244 vom Leistungsdetektor 224 zum Aufwärtsumsetzer und Ver
stärker 220 zugeführt.
Die RFU-Steuerlogikschaltung 219 führt die folgenden Si
gnale jedem Empfangsteil der Antennenschnittstellenschal
tung als Antwort auf Signale zu, die von den jeweiligen
Empfangsteilen der Modems 19, 19b, 19c empfangen werden:
(1) Ein automatisches Verstärkungssteuer (AGC)-Signal
auf den Leitungen 245 zu den Abwärtsumsetzer- und Ver
stärkerschaltungen 230, 234, (2) ein Taktbezugssignal auf
den Leitungen 246 zu den RX-Normalfrequenzgeneratoren 231,
235, und (3) ein Kanalwählsignal auf den Leitungen 247
auch zu den RX-Normalfrequenzgeneratoren 231, 235. Die
RX-Normalfrequenzgeneratoren 231, 235 sprechen auf das
Kanalwählsignal auf den Leitungen 247 dadurch an, daß
sie ein RX-Frequenzwählsignal auf den Leitungen 248 den
Abwärtsumsetzer- und Verstärkerschaltungen 230, 234 zu
führen, das gleich der Differenz zwischen der gewünschten
Empfangsfrequenz und der Modem-IF-Frequenz ist. Die Ab
wärtsumsetzer- und Verstärkerschaltungen 230, 231 führen
IF-Ausgabesignale auf der Leitung 249 der RFU-Steuerlogik
schaltung 219 zur Abgabe an die Empfangsteile der jewei
ligen Modems 19, 19b, 19c zu.
Die RFU's in der Basisstation und den Teilnehmerstationen
sind ähnlich mit Ausnahme des zusätzlichen Hochleistungs
verstärkers 223, der dazu verwendet wird, die Sendeleistung
der Basisstations-RF-Ausgaben zu erhöhen. Die Grundfunk
tion der RFU's in jeder Station besteht darin, das modu
lierte IF (20,2 MHz)-Signal vom Modemsendeteil in die ge
wünschte RF-Sendefrequenz im 450 MHz-UHF-Bereich umzuwan
deln. Die Empfangsseite der RF-Einheit führt die entgegen
gesetzte Maßnahme des Abwärtsumsetzens der Empfangs-450-
MHz-UHF-Signale in ein IF-Signal bei 20 MHz aus. Die Sen
de- und Empfangsfrequenzen sind um 5 MHz voneinander ver
setzt. Die RF-Einheiten sind durch die CCU-Steuerfunktion
programmiert, um auf verschiedenen Frequenzen zu arbei
ten, die im Gesamtsystem verwendet werden. Typischerweise
ist jede Basisstations-RFU so eingestellt, daß sie auf
einer vorgegebenen Frequenzzuordnung bei der Systemein
leitung arbeitet und sich nicht ändert. Die Anzahl der
RFU's in der Basisstation entspricht der Anzahl von Sende-
und Empfangsfrequenzkanalpaaren, die in der Basisstation
gestützt werden. Die Teilnehmerstations-RFU's ändern ty
pischerweise die Betriebsfrequenz mit jeder neuen Telefon
verbindung.
Die RFU's beinhalten variable AGC- und Sendeleistungspegel
einstellungen. Der AGC-Verstärkungskoeffizient wird durch
das Modem auf der Basis einer Berechnung im Empfangsteil
prozessor 141 im Modem geliefert. Der Teilnehmerstations-
Sendeleistungspegel wird von der CCU auf der Grundlage
von Nachrichten, die von der Basisstation auf dem RCC-
Kanal empfangen werden, und anderen Steuerparametern be
rechnet.
Wenn alle Schlitze in einem Frequenzkanal nicht benutzt
werden, sendet die RFU ein Ruhemuster, das von der CCU
in sie gesetzt ist. Wenn ein voller Frequenzkanal nicht
benutzt wird, kann der Sender für diese Frequenz durch
die CCU-Software über das Modem abgeschaltet werden.
Die Schaltzeit für die Diversity-Schaltungen betragen we
niger als 50 ms.
Drei Antennen und drei getrennte RF/IF-Einheiten sind
vorgesehen. (Einfach Senden, drei Empfang).
Viele Teile der Basisstations-RFU und der Antennenschnitt
stelle sind mit dem oben für die Teilnehmerstation be
schriebenen Teilen identisch. Dieser Unterabschnitt hebt
die Unterschiede hervor.
Die Basisstations-RFU's und Antennenschnittstellenschal
tungen arbeiten auf einer Voll-Duplex-Basis. Alle Sender
und Empfänger arbeiten normalerweise im 100% Dienstzyklus.
Außerdem ist es wirtschaftlich attraktiv, wenn die Basis
station mit einer höheren Sendeleistung arbeitet und Em
pfänger mit niedrigem Rauschfaktor mit Diversity verwen
det werden. Der Sender ist für einen Betrieb beim höchst
zulässigen Leistungspegel ohne dynamische Steuerung be
stimmt. Empfangsdiversity wird durch mehrfache Empfangs
antennen und mehrfache Modems geschaffen.
Die Basisstation ändert gewöhnlich die Betriebsfrequenz
und den Sendeleistungspegel während eines normalen Be
triebes nicht. Die Sende- und Empfangsteile sind voll
auf jeden der 26 Kanäle einstellbar.
Der Sendeteil der Basisstations-Antennenschnittstelle
empfängt das modulierte IF-Eingabesignal auf der Leitung
239 vom Modem und verarbeitet es wie im Teilnehmersende
teil, der oben beschrieben ist. Es wird weiter auf den
erforderlichen Leistungspegel verstärkt und durch einen
Hohlraum-Vorwählbandfilter 225 gefiltert, um Geräusche
auf den Betriebsfrequenzen von gleichermaßen angeordneten
Empfängern zu vermindern und den unerwünschten Ausstrah
lungspegel herabzusetzen.
Der Basisstations-Empfangsteil der Antennenschnittstelle
ist zu dem Empfangsteil, der für die Teilnehmerstation be
schrieben wurde, ähnlich, außer daß dem Vorderende Hohl
raum-Vorwählbandfilter 233, 237 vorgeschaltet sind, welche
dabei helfen, Endsensibilisierung, die von gleichermaßen
angeordneten oder nahen Sendern verursacht wird, auszuschal
ten. Niedrigrausch-Vorverstärker werden auch dazu verwendet,
den verwendbaren Schwellensignalpegel zu verringern. Alle
Antennen 23, 34a, 34b, 34c haben eine 30-dB-Trennung von
jeder anderen Antenne. Eine zusätzliche Trennung ist in
den Sende- und Empfangsteilen vorgesehen, um eine Trennung
von ungefähr 80 dB zwischen den gesendeten Signalen und
den empfangenen Signalen sicherzustellen. Der Bandfilter,
die Vorverstärker und Verstärker sind neben den entsprechenden
Sende- und Empfangsantennen angeordnet.
Diversity-Empfang wird dazu verwendet, um die Wahrschein
lichkeit eines Kanalschwundes unter die angenommene Schwelle
zu vermindern. Das Diversity-System ist in der Lage, eine
Dreizweig-Diversity über den Pfad vom Teilnehmer zur Basis
und dem Pfad von der Basis zum Teilnehmer zu legen. Die
Diversity-Hardware sowohl in der Basisstation als auch
in den Teilnehmerstationen beinhaltet eine spezielle Di
versity-Kombinierschaltung, drei Modems und ihre zugehöri
gen RF-Einheiten und Antennen. Nur eine Modem-RFU-Antennen
kombination hat Sendefähigkeit. Obwohl die Diversity-Kombi
nierschaltung 33 nur im Teilnehmersystemdiagramm von
Fig. 2 gezeigt ist, ist sie in der Basisstation vorhanden und
mit den Modems und der CCU in der Basisstation auf die
selbe Art und Weise wie in der Teilnehmerstation verbunden.
Wenn sie im Diversity-Empfang arbeitet, benutzt die Basis
station oder die Teilnehmerstation drei Empfangsantennen,
die um einen genügend großen Abstand voneinander getrennt
sind, um sicherzustellen, daß Schwundmerkmale der empfan
genen Signale nicht zueinander in Beziehung gesetzt wer
den. Diese drei Antennen speisen durch die drei iden
tischen Empfangsteile zu der RFU-Steuerlogikschaltung,
deren IF-Ausgabesignale in getrennte Modems zur Demodu
lation gehen. Ein TMS-320-Mikroprozessor in der Diversity-
Kombinierschaltung 33 (Diversity-Prozessor) nimmt die
Ausgabesignale von den Modems auf und liefert einen zuver
lässigeren Datenstrom an den Rest des Systems auf eine
Art und Weise, die ein einzelnes Modem emuliert. Für
die beiden Aufgaben der Durchführung der Diversity-Kom
bination und des Erscheinens als ein einzelnes Modem für
die CCU sind die Diversity-Prozessor-Hardware und -Soft
ware verantwortlich.
Der Diversity-Prozessor liest aus den drei Modems ihre
Datensymbole, AGC-Werte, Signal + Rauschen, Größe und
Phasenfehler (Abweichung der wahrgenommenen Phase von den
Idealen 22,5°-Bezugsvektoren). Der zum Bestimmen des demo
dulierten Symbols verwendete Algorithmus beinhaltet die
Verwendung einer Entscheidungslogik und Berechnungen der
Signal-zu-Geräusch-Verhältnisse für jedes Modem, um das
Modem mit der höchstwahrscheinlich richtigen Antwort zu
erkennen.
Die Register der Diversity-Prozessor-CCU-Schnittstelle
sind mit den Registern der Modems beinahe identisch, außer
daß die zusätzlichen Register, die dazu verwendet werden,
in der Diversity-Verarbeitungsfunktion benutzte Infor
mationen weiterzugeben, nicht benötigt werden, so daß
nur drei Adressenbits notwendig sind.
Da die Eingabe/Ausgabe-Fähigkeiten des TMS320-Mikropro
zessors klein sind und der größte Teil der Verarbeitung
mit einem Eingabe/Ausgabe-Registertyp zu einer Zeit ar
beitet, wird ein besonderes Register, das die Register
adresse, die zu der Zeit benötigt wird, hält, verwendet.
Beispielsweise muß der AGC-Wert von jedem Modem gelesen
werden, der Höchstwert ausgewählt und das Ergebnis in
die Eingabe/Ausgabe-Register des Diversity-Prozessors ein
gelesen, wo sie von der CCU gelesen werden können. Das
Adressieren dieser Register wird am wirksamsten gemacht,
wenn die Adresse des AGC-Registers zuerst zu einem An
schluß (port) gelesen wird, wo sie auf die Modem-Adressen
leitungen gesetzt wird. Danach muß der Prozessor nur
das richtige Modem oder die Mikroprozessor-Registerreihe
adressieren, wodurch Eingabe/Ausgabe-Vorgänge beschleunigt
werden.
Im Teilnehmerstation-Diversity-System hat jedes Modem sei
ne eigene Zeiteinteilungseinheit, und die Zeiteinteilungs
signale, die von den drei Modems in dem Diversity-System
benutzt werden, müssen nicht unbedingt in Phase sein. Da
die drei Modemtaktsignale der drei Modems nicht aufeinander
synchronisiert sind, sind Signalspeicher notwendig, um die
Datensymbolausgabe von jedem Modem zu halten, bis sie der
Diversity-Prozessor liest.
Eine wichtige Funktion des Diversity-Prozessors besteht
in der Aufrechterhaltung der Kommunikationen zwischen der
CCU und den drei Modems. Diese Kommunikation muß schnell
genug ausgeführt werden, um alle Erfordernisse der CCU's
zu erfüllen, aber nicht so schnell, daß der Diversity-
Prozessor überlastet wird.
Claims (7)
1. Digitales Telefonsystem, bei dem eine Vielzahl von über Telefonfernsprechleitungen von
einer Basisstation gleichzeitig empfangenen Informationssignalen verarbeitet werden, die
dann über einen Hochfrequenz (RF)-Kanal an eine Vielzahl von Teilnehmerstationen
gleichzeitig ausgesendet werden, wobei das digitale Telefonsystem aufweist:
- a) eine Vermittlungseinrichtung mit Umwandlungsmitteln (15), die an die Fernsprechleitungen (14) jeweils angeschlossen sind und die von den Fernsprechleitungen empfangene Informationssignale in digitale Signalabtastwerte umwandeln,
- b) Signalkompressionsmittel (16), welche die von den Umwandlungsmitteln (15) empfangenen digitalen Signalabtastwerte komprimieren und eine vorgegebene Anzahl von getrennten komprimierten Signalen liefern, wobei die Vermittlungseinrichtung eine Schalteinrichtung (25) hat, welche die Umwandlungsmittel (15) mit den jeweiligen Kompressionsmitteln (16) verbindet,
- c) eine Kanalsteuerung (18), die mit den Kompressionsmitteln (16) verbunden ist und die komprimierten Signale in einen einzelnen jeweils einem Systemrahmen zugeordneten Sendekanal-Bitstrom sequentiell vereinigt, wobei jedes komprimierte Signal eine wiederkehrende sequentielle Schlitzposition in dem Sendekanal-Bitstrom einnimmt, der einem bestimmten Kompressionsmittel (16) zugeordnet ist,
- d) eine fernverbundene Zentraleinheit (20) zum Anschluß an die Fernsprechleitungen (14), wobei die Zentraleinheit (20) auf ein über eine der Fernsprechleitungen (14) empfangenes Verbindungsanforderungssignal dadurch anspricht, daß sie ein Schlitzzuordnungssignal liefert, das anzeigt, welches der Kompressionsmittel (16) mit dem jeweiligen Umwandlungsmittel (15) verbunden werden soll, wobei das Umwandlungsmittel (15) mit der einen Fernsprechleitung (14) verbunden ist, wobei es der einen Fernsprechleitung (14) denjenigen Schlitz im Sendekanal-Bitstrom zuordnet, der zu dem einen Kompressionsmittel (16) gehört, das durch die Vermittlungseinrichtung so verbunden ist, wobei die Zentraleinheit (20) abspeichert, welche Schlitze so zugeordnet sind, und den Speicher beim Empfang eines Verbindungsanforderungssignals befragt und dann ein Schlitzzuordnungssignal liefert, das eine Verbindung zu einem Kompressionsmittel (16) herstellt, das zu einem der Schlitze gehört, der nicht einer andern Fernsprechleitung (14) bereits zugeordnet ist,
- e) eine Anrufprozessoreinrichtung (24), die mit der fernverbundenen Zentraleinheit (20) verbunden ist und auf das Schlitzzuordnungssignal anspricht, um die Vermittlungseinrichtung zu veranlassen, die durch das Schlitzzuordnungssignal angezeigte Verbindung herzustellen,
- f) eine Sendeeinrichtung (19, 21 bis 23) zum Ausgeben eines Sendekanalsignals zur Übertragung über den vorgegebenen Hochfrequenz-Kanal als Antwort auf den Sendekanal-Bitstrom, und
- g) Mittel zum Austausch von in dem in dem Merkmal c) genannten Systemrahmen enthaltenen Codeinformationen hinsichtlich des aktuellen Zustandes der Verbindung zwischen der Basisstation und einer jeweiligen Teilnehmerstation, der Verbindungsqualität und der Leistungs- und Zeiteinteilungseinstellungen.
2. Digitales Telefonsystem, bei dem eine Vielzahl von über Telefonfernsprechleitungen von
einer Basisstation gleichzeitig empfangenen Informationssignalen verarbeitet werden, die
dann gleichzeitig über vorgegebene Hochfrequenz (RF)-Kanäle an eine Vielzahl von
Teilnehmerstationen übertragen werden, wobei das System aufweist:
- a) getrennte Umwandlungsmittel (15) zum jeweiligen Anschluß an die Fernsprechleitungen (14) zum Umwandeln der Informationssignale, die über die Fernsprechleitungen (14) empfangen werden, in digitale Signalabtastwerte,
- b) eine Vielzahl von Sendekanalschaltungen (17, 18, 19, 21), von denen jede einem
verschiedenen der vorgegebenen Hochfrequenz-Kanäle zugeordnet ist, und von
denen jede die folgenden Merkmale aufweist:
- a) eine vorgegebene Vielzahl von getrennten Signalkompressionsmitteln (16) zum gleichzeitigen Komprimieren der digitalen Signalabtastwerte, die jeweils von den getrennten Umwandlungsmitteln (15) abgeleitet werden, um die vorgegebene Anzahl von getrennten komprimierten Signalen zu liefern,
- b) eine Kanalsteuerungseinrichtung (18), die mit den Kompressionsmitteln (16) zum sequentiellen Vereinigen der komprimierten Signale in einen einzelnen jeweils einem Systemrahmen zugeordneten Sendekanal-Bitstrom verbunden ist, wobei jedes der komprimierten Signale eine wiederkehrende sequentielle Schlitzposition im Sendekanal-Bitstrom einnimmt, die zu einem vorbestimmten getrennten Kompressionsmittel (16) gehört,
- c) eine Sendeeinrichtung (19, 21 bis 23) zum Ausgeben eines Sendekanalsignals zur Übertragung über den vorgegebenen Hochfrequenz-Kanal als Antwort auf den Sendekanal-Bitstrom,
- c) eine Vermittlungseinrichtung zum Verbinden des jeweiligen getrennten Umwandlungsmittels (15) mit den getrennten Kompressionsmitteln (16),
- d) eine fernverbundene Zentraleinheit (20) zum Verbinden der Fernsprechleitungen (14), die auf ein Verbindungsanforderungssignal, das über eine der Fernsprechleitungen (14) empfangen wird, dadurch anspricht, daß sie ein Schlitzzuordnungssignal ausgibt, das angibt, welche Sendekanalschaltung (17, 18, 19, 21) und welches der getrennten Kompressionsmittel (16) in der angegebenen Sendekanalschaltung (17, 18, 19, 21) die Vermittlungseinrichtung mit dem jeweiligen getrennten Umwandlungsmittel (15) verbinden soll, das mit der einen Fernsprechleitung (14) verbunden ist, und dadurch der einen Fernsprechleitung (14) die angegebene Sendekanalschaltung (17, 18, 19, 21) und den Schlitz im Sendekanal-Bitstrom zuordnet, der zu dem einen getrennten Kompressionsmittel (16) gehört, das durch die Vermittlungseinrichtung so verbunden ist, wobei
- e) die fernverbundene Zentraleinheit (20) abspeichert, welche Schlitze für jede der Vielzahl von Sendekanalschaltungen (17, 18, 19, 21) so zugeordnet sind, und den Speicher beim Empfang eines hereinkommenden Verbindungsanforderungssignals befragt und dann ein Schlitzzuordnungssignal ausgibt, das eine Verbindung zu dem einen Kompressionsmittel (16) herstellt, das zu einem der Schlitze gehört, der nicht einer anderen Fernsprechleitung (14) bereits zugeordnet ist,
- f) eine Anrufprozessoreinrichtung (24), die mit der fernverbundenen Zentraleinheit (20) verbunden ist und auf ein Schlitzzuordnungssignal anspricht, um die Vermittlungseinrichtung zu veranlassen, die durch das Schlitzzuordnungssignal angegebene Verbindung herzustellen, und
- g) Mittel zum Austausch von in dem in dem Merkmal b) ii) genannten Systemrahmen enthaltenen Codeinformationen hinsichtlich des aktuellen Zustandes der Verbindung zwischen der Basisstation und einer jeweiligen Teilnehmerstation, der Verbindungsqualität und der Leistungs- und Zeiteinteilungseinstellungen.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System des weiteren
Mittel zur Unterdrückung unerwünschter Echosignale enthält.
4. System nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Basisstation dafür sorgt, daß die Informationssignale in unterschiedlichen Schlitzen eines
Systemrahmens von einer bestimmten Teilnehmerstation übertragen und empfangen
werden, wobei die Teilnehmerstation im Halb-Duplex-Betrieb arbeitet.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Schlitze des
Systemrahmens um mindestens einen Schlitz versetzt sind.
6. System nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Teilnehmerstation aufweist:
eine Teilnehmerstation-Telefonschnittstelleneinheit (27), die Informationssignale, die
über einen Hochfrequenz-Kanal auf einer Vorwärtsfrequenz empfangen werden, und die
Informationssignale, die über einen Hochfrequenz-Kanal auf einer Rückwärtsfrequenz
übertragen werden, verarbeitet.
7. System nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei jede Teilnehmerstation
aufweist:
- a) eine Teilnehmerstation-Telefonschnittstelleneinheit (27), die über eine Leitung (37) von einem Benutzer Informationssignale empfängt, und in Signalabtastwerte umwandelt,
- b) eine Sprachkodier- und dekodiereinheit (28) zur Komprimierung der Signalabtastwerte, welche von der Teilnehmerstation-Telefonschnittstelleneinheit (27) empfangen werden, und zur Dekomprimierung, um Signalabtastwerte an die Teilnehmerstation- Telefonschnittstelleneinheit (27) zu liefern,
- c) Mittel (30a, 31a, 32) zum Senden der komprimierten Signalabtastwerte an eine Basisstation des Systems in einem Schlitz, der in einem einzelnen, jeweils einem Systemrahmen zugeordneten Sendekanal-Bitstrom vorgesehen ist, und über einen Hochfrequenz-Kanal, welcher der Teilnehmerstation von der Basisstation zugewiesen wird
- d) Mittel (30a, 31a, 32a) zum Empfangen von Informationssignalen, welche von der Basisstation über einen bestimmten Hochfrequenz-Kanal übertragen werden, und
- e) eine Kanalsteuerungseinheit (29) zum Übermitteln von komprimierten Signalabtastwerten von der Sprachkodier- und dekodiereinheit (28) zu den Mitteln zum Senden (30a, 31a, 32) und von den Mitteln zum Empfangen (30a, 31a, 32a) zu der Sprachkodier- und dekodiereinheit (28).
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