DE68922112T2

DE68922112T2 - Hochgeschwindigkeitsübertragungssystem mit simultaner emission.

Info

Publication number: DE68922112T2
Application number: DE68922112T
Authority: DE
Inventors: Leon Jasinski; Francis Steel
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1988-10-13
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2009-10-04
Also published as: KR0150643B1; ATE120920T1; EP0438463A1; HK69197A; EP0438463A4; DE68922112D1; WO1990004314A1; JPH04501195A; EP0438463B1; JPH0779500B2; KR900702740A; US4918437A

Description

Sachgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Datenkommunikationssysteme und insbesondere auf ein Datenkommunikationssystem, das eine Simultansende-Funkfrequenz-Datenübertragungseigenschaft für lange Datennachrichten liefert, die unter hohen Datenraten übertragen werden.

Hintergrund der Erfindung

Zahlreiche Datenkommunikationssysteme sind verfugbar, die eine Datenzuführung liefern. Ein solches System, das eine große Popularität besitzt, das funk-Paging- bzw. Funkrufsystem, kann numerische und alphanumerische Nachrichten liefern, die von einem Anrufer ausgehen, der ein Telefon oder einen alphanumerischen Nachrichtenanschluß verwendet. Die Nachrichten werden dann zu einem numerischen oder alphanumerischen Anzeige-Pager bzw. einer Rufanlage übertragen. Funk-Paging-Systeme liefern die Nachrichten, die eine Vielfalt von Signalformaten verwenden, wie beispielsweise den Golay Sequential Code (GSC) und die POCSAG-Signalformate, und zwar zu kleinen, transportablen Empfangern hin, die als Pager bezeichnet werden. Das POCSAG-Signalformat ist in Fig. 1 dargestellt. Wie dargestellt ist, wird ein Synchronisations-Code (SC) zuerst übertragen, der durch alle Paging-Empfanger, oder durch Pager, innerhalb des Systems zur Beibehaltung einer Synchronisation mit der übertragenen Information verwendet wird. Dem Synchronisations-Code folgen acht Abschnitte, F1-F8. Jeder Abschnitte dient der übertragung von Adressenblöcken (A) und von Datenblöcken (M). Die Pager sind einem spezifischen der acht Abschnitte zugeordnet, was den Pager mit einer Batteriesparfunktion ausstattet. Die Pager sind allgemein als Nur-Ton-Pager (T) entsprechend mit nur einer hörbaren Warnung, wenn gerufen wird, als numerische Pager (N), entsprechend einer hörbaren Warnung und einer angezeigten Nachricht, wie beispielsweise eine Telefonnummer, wenn gerufen wird, oder als alphanumerische Pager (Alpha) entsprechend einer hörbaren Warnung und einer angezeigten alphanumerischen Nachricht, wenn gerufen wird, ausgebildet. Das Paging-System überträgt nur eine Nachricht, die der Pager, der gerufen wird, als Nur-Ton-Pager identifiziert, und eine Adresse, die den Pager identifiziert, zu dem die Nachricht hin beabsichtigt wird, gefolgt durch die Nachricht für numerische und alphanumerische Pager. Wie in fig. 1 dargestellt ist, können die Nur-Ton-Adressenblöcke in einem einzelnen Abschnitt übertragen werden, während eine einfache, siebenstellige Rufnummer, die kodiert ist, indem ein vier Bit umfassendes binäres Datenformat verwendet wird, eine Übertragung eines Adressenblocks gefolgt durch zwei Datenblöcke erfordert, die einen Teil der Nachricht in den nächsten POCSAG-Abschnitt fortsetzen. Alphanumerische Nachrichten, die kodiert werden, indem sie ein sieben Bit umfassendes BCH-Datenformat verwenden, können sich in viele Abschnitte erstrecken und erfordern im wesentlichen mehr Übertragungszeit als entweder der Nur-Ton- oder der numerische Pager. Demzufolge reduziert die Übertragung von numerischen oder alphanumerischen Nachrichten bei einem Paging-System die Anzahl der Pager, die auf das System eingerichtet werden können, und dieses System wird aufgestellt, wenn lange alphanumerische Nachrichten übertragen werden. Eine Lösung, die für dieses Problem vorgeschlagen worden ist, ist diejenige, die Datenübertragungsrate auf 1200 Bit pro Sekunde gegenüber dem derzeitigen Standard von 512 Bit pro Sekunde zu erhöhen. Allerdings hat sich gerade diese Lösung als inadequat zur Übertragung langer Datennachrichten herausgestellt.
Um den Nachrichtendurchsatz zu erhalten, der zur Handhabung langer, alphanumerischer Nachrichten erforderlich ist, sind wesentlich höhere Datenraten, wie beispielsweise unter 2400 oder 4800 Bit pro Sekunde, oder noch höher, erforderlich. Allerdings müssen Paging-Systeme, die heutzutage in Verwendung sind, eine Simultansende-Übertragung von Informationen einsetzen, um eine weite Flächenabdeckung zu schaffen. Solche Paging-Systeme setzen eine Anzahl von Sendern ein, die geographisch getrennt sind, die in einer zellularen oder pseudo-zellularen Weise angeordnet sind, um die erforderliche Abdeckung zu erhalten, und alle Sender übertragen dieselbe Information gleichzeitig in alle Zellen oder Zonen. Während herkömmlich frequenzmodulierte (FM) Simultansende-Übertagungssysteme eine adäquate Nachrichtenübertragung unter Raten unterhalb von 2400 Bit pro Sekunde liefern können, gestalten sie sich dahingehend schwierig, sie einzustellen, und sie sind nicht zuverlässig verwendet worden, um Nachrichten unter höheren Datenraten zu übertragen. Probleme, wie beispielsweise mit der Schaffung einer geeigneten Phasenanpassung und -synchronisation der Übertragung der Sender innerhalb des Systems werden wesentlich schwieriger unter höheren Datenraten.
Ein anderes Problem, das bei der Übertragung von langen Nachrichten besteht, ist dasjenige, sicherzustellen, daß die Nachricht, die übertragen wird, durch den Pager empfangen worden ist, für den sie bestimmt ist, da ansonsten wertvolle Übertragungszeit vergeutet wird. Ein Fehlschlagen, die Nachricht zu empfangen, kann dann auftreten, wenn der Pager, der sich außerhalb des Bereichs der Sender befindet, durch den Benutzer nicht eingeschaltet worden ist, eine leere Batterie besitzt oder eine Batterie besitzt, die während der Betriebstage leer geworden ist. Bei der Bildung eines Paging-Systems, das zur Übertragung von langen Nachrichten geeignet ist, ist es extrem wichtig, die Nachrichten zu kennen, die übertragen werden sollen oder entsprechend empfangen werden sollen, da ansonsten wertvolle Übertragungszeit verloren geht.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem zu schaffen, das einen erhöhten Nachrichtendurchsatz liefert.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem zu schaffen, das einen erhöhten Nachrichtendurchsatz liefert, und zwar unter Verwendung eines Simultansende-Senderbetriebs.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem zu schaffen, das einen zuverlässigen Nachrichtendurchsatz unter hohen Datenübertragungsraten liefert.
Allgemein umfaßt ein System zur Übertragung langer Textnachrichten eine Mehrzahl Übertragungszellen, von denen jede einen Sender für eine Simultansende-Adressenübertragung unter einer ersten Datenbitrate und zur Übertragung der Adresse und Nachricht unter einer zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate besitzt. Ein Paging-Sendeempfänger erzeugt und überträgt ein Bestätigungssignal, das vorbestimmte Charakteristika in Abhängigkeit eines Empfangs der übertragenen Adresse unter der ersten Datenbitrate besitzt. Empfänger, die innerhalb jeder Übertragungs zelle angeordnet sind, empfangen das übertragene Bestätigungssignal. Eine Auswahleinrichtung, die auf die empfangenen Bestätigungssignale anspricht, wählt die Übertragungszelle aus, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, wodurch eine Übertragung der Adresse und der Nachricht unter der zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate in der ausgewählten Übertragungszelle, in der der Paging-Sender angeordnet ist, bewirkt wird.
Eine andere Ausführungsform eines Systems zur Übertragung langer Textnachrichten umfaßt eine Mehrzahl Übertragungszellen, von denen jede einen Sender zur simultan gesendeten Übertragung von Adressen unter einer ersten Datenbitrate und zur Übertragung der Adresse und einer Nachricht unter einer zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate besitzt. Ein Paging-Sendeempfänger erzeugt und übertraägt ein Bestätigungssignal, das vorgegebene Charakteristika besitzt, aufgrund des Empfangs der übertragenen Adresse unter der ersten Datenbitrate. Empfänger, die innerhalb jeder Übertragungszelle angeordnet sind, empfangen das übertragene Bestätigungssignal. Eine Auswahleinrichtung, die auf das empfangene Bestätigungssignal anspricht, wahlt die Übertragungszelle aus, in der der Paging-Sendeempfänger vorliegt, und wählt weiterhin eine oder mehere Übertragungszellen benachbart der Übertragungszelle aus, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, um eine Simultansende-Übertragung der Adresse und der Nachricht unter der zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate in der ausgewählten Übertragungszelle zu bewirken, in der der Paging-Sendeempfängervorliegt, und auch in den benachbarten Übertragungszellen.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf dem Fachgebiet unter Bezugnahme auf die nachfolgende, detaillierte Beschreibung und die begleitenden Diagramme ersichtlicher.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale der Erfindung, die als neu angenommen werden, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen angegeben. Die Erfindung selbst, zusammen mit deren weiteren Aufgabenpunkten und Vorteilen, wird am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung verstanden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in der verschiedene Figuren oder entsprechende Bezugszeichen identische Elemente bezeichnen:
Fig. 1 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Datenübertragung darstellt, die in dem POSCAG-Signalformat verwendet wird.
Fig. 2A zeigt eine Leitungsdarstellung, die den Simultansende-Übertragungsmodus in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angibt.
Fig. 28 zeigt eine Leitungsdarstellung, die den Nicht-Simultansende-Übertragungsmodus für Nachrichten mit hohen Datenraten in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angibt.
Fig. 2C zeigt eine Leitungsdarstellung, die den Pseudo-Simultansende-Übertragungsmodus für Nachrichten mit hohen Datenraten in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angibt.
Fig. 3 zeigt ein Zeitdiagramm, das das Signal format der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm, das die Anwendung des Signalformats der Fig. 3 in einem Simultansende-Übertragungssystem darstellt.
Fig. 5 zeigt eine Leitungsdarstellung, die den Fluß von Daten und Steuerinforiationen für das Simultansende-Übertragungssystem, das in Fig. 4 beschrieben ist, darstellt.
Figuren 6A und 68 sind elektrische Blockschaltbilder der Zentralstation-Übertragungseinrichtung und der entfernt liegenden Übertragungseinrichtung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild, das einen Paging-Sendeempfänger in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Figuren 8A-C zeigen Flußdiagramme, die den Betrieb der Zentralstation-Übertragungseinrichtung darstellen.
Figuren 9A-C zeigen Flußdiagramme, die den Betrieb der entfernt liegenden Übertragungseinrichtungen darstellen.
Figuren 10A-C zeigen Flußdiagramme, die den Betrieb der Paging-Sendeempfänger der vorliegenden Erfindung darstellen.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Wie die Figuren 2 bis 10 zeigen, sind dort allgemein verschiedene, bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie die Fig. 2A zeigt, ist dort ein typisches Simultansende-Kommunikationssystem 10 dargestellt, das eine im wesentlichen zentral angeordnete Zentralstation 12 (mit dem Buchstaben C bezeichnet) umfaßt, die durch eine Mehrzahl entfernt liegender Stationen 14 (durch die Bezugszeichen 1-8 bezeichnet) umgeben wird. Das System 10, das in Fig. 2A dargestellt ist, ist im wesentlichen in einem zellularen Muster angeordnet, das eine Mehrzahl von Übertragungszellen 16 aufweist, die unterschiedliche, geographische Flächenbereiche festlegen, in denen die zentrale Station 12 und die entfernt liegenden Stationen 14 angeordnet sind, wodurch eine weite Flächenabdeckung für eine Mehrzahl von Kommunkationssendeempfängern gebildet wird, wie beispielsweise Paging-Sendeempfänger 18, die innerhalb des Systems arbeiten. Während das System 10 eine reguläre Anordnung von übertragungszellen 16 darstellt, wird für den Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, daß die Anordnung von Übertragungszellen 16 nicht regelmäßig verteilt sein muß, um ein weites Flächensimultansendesystem für eine bestimmte, geographische Fläche zu schaffen. Es wird auch ersichtlich werden, daß die Anzahl entfernt liegender Stationen, die nur als Beispiel dargestellt ist und von der Fläche der Überdeckung abhängig ist, das System mehr oder weniger entfernt liegende Stationen, als dies dargestellt ist, besitzen kann. Es wird auch ersichtlich werden, daß der Ort einer zentralen Station 12 relativ zu entfernt liegenden Stationen 14 nicht notwendigerweise zentral angeordnet sein muß, wie dies dargestellt ist, solange wie die zentrale Station 12 in der Lage ist, mit entfernt liegenden Stationen 14 in der Art und Weise, die kurz beschrieben wird, zu kommunizieren.
Nachrichten werden in das System 10 über eine zentrale Station 12 eingegeben und in ein vorbestimmtes Signal format formatiert, das Adressen- und Nachrichtensegmente besitzt, die kurz im Detail beschrieben werden. Die formatierten Nachrichten werden für ein vorbestimmtes Zeitintervall gespeichert, was auch im Detail kurz beschrieben wird, wonach sie als ein Burstsignal oder als ein Paket von Informationen unter einer sehr hohen Datenrate, wie beispielsweise 19,2 oder 38,4 Kilobit pro Sekunde für die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von einer zentralen Station 12 zu entfernt liegenden Stationen 14 übertragen werden. Die Adressensegmente des Burstsignals werden dann simultan von der entfernt liegenden Station 14 und der zentralen Station 12 auf einer gemeinsamen Funkfrequenz (HF) in einer Art und Weise übertragen, die für einen Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet bekannt ist. Die Adressensegmente werden unter einer ersten Datenbitrate, wie beispielsweise 512 oder 1200 Bit pro Sekunde, übertragen, wodurch eine zuverlässige Simultansendeübertragung zu einer Mehrzahl von Paging-Sendeempfängern 18 geschaffen wird, die innerhalb des Systems 10 arbeiten. Es wird ersichtlich werden, daß andere Bitraten auch eingesetzt werden können, insbesondere dann, wenn andere Signalformate eingesetzt werden, und daß die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung nicht auf die Datenübertragungsraten beschränkt ist, die als Beispiel angegeben sind. Jeder Paging-Sendeempfänger 18 ist einer einzigen Adresse zugeordnet, auf die er anspricht. Unter Empfang und Ermittlung einer Adresse entsprechend der zugeordneten Adresse für jeden Paging-Sendeempfänger 18 erzeugt jeder adressierte Paging-Sendeempfänger 18 ein Bestätigungssignal in einer Art und Weise, die im Detail kurz beschrieben wird. Die Bestätigungssignale, die vorbestimmte Charakteristika besitzen, wie beispielsweise eine vorbestimmte Übertragungsfrequenz, eine Signalstärke und Signalphasencharakteristika, werden durch Paging-Sendeempfänger 18 erzeugt. Die übertragenden Bestätigungssignale werden an einer oder mehrerer, entfernt liegender Stationen 14 oder einer zentralen Station 12 empfangen. Die empfangenen Bestätigungssignale ermöglichen dem System 10, die Übertragungszellen 16 zu identifizieren, in denen jeder entsprechende Paging-Sendeempfänger 18 angeordnet ist. Wenn einmal der Ort von Paging-Sendeempfängern 18 bestimmt worden ist, werden die Nachrichten, die an der zentralen Station 12 entsprechend jedem Paging-Sendeempfänger 18 gespeichert sind, markiert, wobei sie eine oder mehrere entfernt liegende Stationen 14, die in der darauffolgenden Übertragung der Nachricht verwendet werden sollen, identifizieren.
Die markierten Nachrichten werden unter der Burst-Signaldatenrate, die zuvor beschrieben ist, zu den entfernt liegenden Stationen bei dem nächsten Zentralstationen-Übertragungszyklus übertragen. Während alle entfernt liegenden Stationen 14 die markierten Nachrichten enthalten, verarbeiten nur diejenigen entfernt liegenden Stationen, für die die Nachrichten markiert sind, die Nachrichten, wie dies kurz beschrieben wird. Nachrichten, die an den geeigneten, entfernt liegenden Stationen 14 empfangen werden, werden in einer von zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch die entfernt liegenden Stationen unter einer zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate zurückübertragen, wie beispielsweise 2400 oder 4800 Bit pro Sekunde. Es wird ersichtlich werden, daß die Bitraten, die nur als Beispiel angegeben sind, und die anderen Bitraten zufriedenstellend eingesetzt werden können. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 28 dargestellt ist, werden die Nachrichten nur durch die Übertrager der entfernt liegenden Stationen 14 innerhalb der Übertragungszelle 16 übertragen, wo der bestätigende Paging-Sendeempfänger 18 angeordnet war. Dieses Verfahren ermöglicht eine interferenzfreie Übertragung von langen Nachrichten auf einer gemeinsamen HF-Frequenz ohne eine Interferenz mit anderen Paging-Sendeempfängern 18, die auch lange Nachrichten in anderen Übertragungszellen empfangen. Eine interferenzfreie Übertragung wird durch Vorsehung einer simultanen Nachrichtenübertragung in nicht benachbarten Übertragungszellen sichergestellt. Dort, wo eine simultane Nachrichtenübertragung innerhalb benachbarter Übertragungszellen zuvor vorgenommen wird, würde die Übertragung von einer Zelle zu der nächsten verzögert werden, um so eine Interferenz der zwei Nachrichten zu vermeiden.
In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 2C dargestellt ist, werden Nachrichten in einer Art und Weise ähnlich der Beschreibung der Fig. 28 übertragen, mit der Ausnahme, daß ausgewählte, entfernt liegende Stationssender in Übertragungszellen 16 benachbart zu der Übertragungszelle, in der ein tragbarer Sendeempfänger 18 angeordnet ist, verwendet werden, um eine lokalisierte, Pseudo-Simultansende-Übertragung der Nachrichten zu schaffen. Ein pseudo-simultanübertragende Übertragung erfordert die Messung der Ausbreitungsverzögerung des Bestätigungssignals zu der zentralen Station und zu jeder der entfernt liegenden Stationen. Wenn einmal die Ausbreitungsverzögerungen bestimmt worden sind, können die differentiellen Ausbreitungsverzögerungen zwischen der zentralen Station und den entfernt liegenden Stationen bestimmt werden. Diese Information zusammen mit dem Ort des Paging-Sendeempfängers, die unter Verwendung der empfangenen Signalstärke bestimmt ist, ermöglicht die Auswahl eines oder mehrerer zusätzlicher Sendeempfänger in benachbarten Übertragungszellen, die zur Übertragung verwendet werden sollen, wodurch höhere Datenbitraten-Übertragungen ohne Erleiden großer differentieller Ausbreitungsverzögerungen ermöglicht wird, die ansonsten die Übertragung verstümmeln würden. Informationen über differentielle Ausbreitungsverzögerungen können von den Adressen- und Nachrichteninformationen während der Übertragung des Burst-Signals umfaßt werden, was Phasenkorrekturen für die Übertragungen benachbarter, entfernt liegender Stations-Sendeempfänger ermöglicht. Eine solche Pseudo-Simultansende-Übertragung ist vorteilhaft bei der Bildung zuverlässiger Nachrichtenübermittlungen, insbesondere in solchen geographischen Flächen, die zwischen benachbarten Übertragungszellen 16 gemeinsam ist, und anderen Örtlichkeiten, wie beispielsweise Gebäuden, wo Übertragungsverluste von einem bestimmten Sender extrem hoch sein können, wodurch eine Nachrichtenübermittlung verschlechtert wird. Verglichen mit der einzelnen Senderübertragung der Fig. 28 wird eine Verbesserung von 3 dB in einer Signalstärke mit zwei Stationen, die arbeiten, erhalten, eine Verbesserung von 5 dB wird mit drei Stationen, die arbeiten, erhalten, und eine Verbesserung von 6 dB wird mit vier Stationen, die arbeiten, erhalten. Über vier Stationen hinaus wird die Komplexität einer Phasenkorrektur der Übertragungen von Vielfachstationen für die Übertragungen unter hoher Bitrate extrem hoch. Eine Pseudo-Simultansende-Übertragung von Nachrichten minimiert auch das Problem einer Übertragung unterschiedlicher Nachrichten in Übertragungszellen, wie dies zuvor in einem Betrieb eines nicht-simultansendenden Modus beschrieben ist.
Fig. 3 stellt ein Zeitdiagramm eines Signalformats 100 der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das Signal format 100 weist ein Übertragungszeitintervall für das Burstsignal 102 auf, während dem das Burstsignal unter einer sehr hohen Datenrate, wie dies zuvor beschrieben ist, von der zentralen Station zu der entfernt liegenden Station übertragen wird. Eine detaillierte Beschreibung des Burstsignals 102 wird in Fig. 4 beschrieben.
Wie wiederum die Fig. 3 zeigt, folgt ein Synchronisations-Kodewort (SC) 104 einem Burstsignal 102. Das Synchronisations-Kodewort 104 wird durch den Paging-Sendeempfänger verwendet, um eine Synchronisation mit dem System in einer Art und Weise zu erhalten, wie dies durch den Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet bekannt ist. Eine solche Synchronisation erlaubt eine Dekodierung von Adressen und Nachrichten, die folgen, ebenso wie Batteriesparzwecke.
Ein Adressensegment 106, das in Fig. 3 dargestellt ist, folgt dem Synchronisations-Kodewort 104. Das POCSAG-Signal format ist zum Beispiel in dem Adressensegment 106 der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt und weist acht Abschnitte 108 auf. Jeder Abschnitt umfaßt zwei Adressen-Kodeworte 110, die für die Übertragung von zwei Adressen pro Abschnitt vorgesehen sind. Jedes Adressenkodewort 110 ist ein zweiunddreißig Bit umfassendes, binäres Kodewort, das ein einunddreißig, einundzwanzig BCH-Kodewort und ein Signalblock-Fehlerprüfbit aufweist, wie dies in dem POCSAG-Signalformat bekannt ist. Die Adressen werden unter einer ersten Datenbitrate übertragen, die zuvor beschrieben ist. Es wird für einen Fachmann auf dem Fachgebiet ersichtlich werden, daß andere Signalformate, wie beispielsweise der Golay Sequential Code, oder ein GSC-Signalformat, auch bei der Zuführung von Adressen während des Adressensegments 106 verwendet werden können.
Ein Ruhe-Träger (CW) 112, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, folgt dem Adressensegment 106. Während diesem Zeitintervall wird ein unmodulierter oder Ruhe-Träger simultan gesendet und durch die zentrale und die entfernt liegenden Stationen in dem System übertragen. Der Ruhe-Träger (CW) 112 wird durch die Paging-Sendeempfänger verwendet, um eine Sendefrequenz und eine Ausgangsleistung vor der Übertragung eines Bestätigungssignals einzustellen, das den Empfang der Adresse bestätigt, wodurch bekannte Bestätigungsansprechcharakteristika garantiert werden. Das Sende-Frequenzeinstellverfahren wird im Detail in der parallel anhängigen United States Patentanmeldung, Serial Nr. 07/141,655, angemeldet am 07. Januar 1988, mit dem Titel "Acknowledge Back Pager with Apparatus for Controlling Transmit Frequency", und in der United States Patentanmeldung Serial Nr. 07/141,653, angemeldet am 07. Januar 1988, mit dem Titel "Acknowledge Back Pager with Frequency Control Apparatus", beschrieben.
Die Leistungsausgangspegeleinstellung wird in der parallel anhängigen United States Patentanmeldung Nr. 071141,370, angemeldet am 07. Januar 1988, mit dem Titel "Acknowledge Back Pager with Adaptive Variable Transmitter Output Power", beschrieben. Die drei Anmeldungen sind auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen und werden hier durch Bezug darauf eingeschlossen.
Ein Nachrichtensegment 114, das in Fig. 3 dargestellt ist, folgt dem Ruhe-Träger (CW) 112. Das Nachrichtensegment 114 umfaßt eine Vielzahl Nachrichtenblöcke 116 entsprechend Adressen, die während des vorherigen Übertragungszyklus übertragen sind. Jeder Nachrichtenblock 116 umfaßt Sender-Steuerinformationen, die eine oder mehrere entfernt liegende Stationen identifizieren, die dazu verwendet werden, jede Nachricht zu übertragen, die Adresse, die der Nachricht zugeordnet ist und ein End-Nachrichtenindikator, der in größerem Detail in Fig. 4 dargestellt ist. Im Gegensatz zu dem Adressensegment 106 wird ersichtlich werden, daß das Nachrichtensegment 114 nicht eine festgelegte Anzahl von Datenblöcken in der Länge ist, sondern vielmehr in Abhängigkeit von der Länge der Nachricht, die übertragen werden soll, variiert. Das Nachrichtensegment 114 wird unter der zweiten Datenbitrate von 2400 oder 4800 Bit pro Sekunde übertragen, wie dies zuvor beschrieben ist. Die zweite Datenbitrate dient zur Übertragung von zwei bis acht Mal der Nachrichtenlänge in einem Zeitintervall gleich der ersten Datenbitrate von 512 oder 1200 Bit pro Sekunde, wodurch in großem Umfang ein Nachrichtendurchsatz erhöht wird.
Bestätigungssignale (PACKS) 118, die in Fig. 3 dargestellt sind, werden gleichzeitig durch alle Paging-Sendeempfänger übertragen, die eine Adresse während eines Adressensegments 106 empfangen und ermittelt haben. PACKS 118 können durch verschiedene Verfahren kodiert werden, wobei eines davon in der parallel anhängigen United States Patentanmeldung Serial Nr. 07/141,654, angemeldet am 07. Januar 1988, mit dem Titel "Frequency Division Multiplexed Acknowledge Back Paging System", beschrieben ist, die auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen ist und hier unter Bezug darauf eingeschlossen wird. Die Patentanmeldung Serial Nr. 07/141,654 beschreibt ein Frequenzunterteilungs-Multiplexverfahren, das einer Gruppe von Paging-Sendeempfängern ermöglicht, gleichzeitig während eines Zeitintervalls eine Bestätigung vorzunehmen. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind sechzehn Paging-Sendeempfänger dargestellt, die potentiell antworten, obwohl ersichtlich werden wird, das mehr oder weniger Paging-Sendeempfänger eine Bestätigung in dem Zeitintervall vornehmen können. Eine alternative Ausführungsform zur Kodierung der Bestätigungssignale für eine gleichzeitige übertragung zu den entfernt liegenden Stationen ist in der parallel anhängigen United States Patentanmeldung Serial Nr. 07/141,656, angemeldet am 07. Januar 1988, mit dem Titel "Code Division Multiplex Acknowledge Back Paging System", beschrieben, die orthogonale Kode verwendet, um ein Kodeunterteilungsmultiplexverfahren der kodierten Bestätigungssignale auf einer gemeinsamen Trägerfrequenz zu liefern, die hier unter Bezug darauf eingeschlossen wird.
PACKS 118, die an der zentralen und den entfernt liegenden Stationen empfangen werden, werden verarbeitet, um die entsprechenden Paging-Sendeempfänger zu identifizieren und um die empfangene Signalstärke an jeder entfernt liegenden Station zu bestimmen. Die Verarbeitung der empfangenen PACKS umfassen ein Kodieren der PACKS, eine Fehlerkorrektur der sich ergebenden Informationen und eine erneute Kodierung der sich ergebenden Informationen für eine SACK-Übertragung. Dies führt zu einer erhöhten Zuverlässigkeit in der Anordnung entsprechender Pager-Sendeempfänger. Eine Zeit des Bestätigungsempfangs kann auch zu dieser Zeit erhalten werden, wie dies im Detail später beschrieben wird. Die empfangene Signalstärke und eine Zeit einer Empfangsinformation wird in einem geeigneten format zur Übertragung von den entfernt liegenden Stationen zu der zentralen Station während des Systembestätigungszeitintervalls (SACKS) 120 kodiert. SACKS 120 werden von den entfernt liegenden Stationen zu der zentralen Station auch unter einer hohen Datenbitrate, wie beispielsweise 9600 Bit pro Sekunde, übertragen. Wenn die empfangene Signalstärke und die Zeit des Empfangs der Informationen von allen entfernt liegenden Stationen in dem System empfangen werden, werden die Informationen an der zentralen Station verarbeitet, um die Übertragungszellen zu identifizieren, die Paging-Sendeempfänger besitzen, wodurch die Adressen, die während des Adressensegments 106 übertragen werden, bestätigt werden. Die Nachrichten entsprechend den Adressen, die während des Adressensegments 106 übertragen werden, werden markiert, um anzuzeigen, in welcher Übertragungszelle jeder Paging-Sendeempfänger angeordnet ist. Diese markierte Nachrichteninformation wird dann zeitweilig gespeichert und zu den Paging-Sendeempfängern während des nächsten Übertragungszyklus übertragen.
Die Betriebsweise des Simultansende-Übertragungssystems 10, das einen Übertragungszyklus 100 verwendet, wird besser unter Berücksichtigung der Fig. 4 verstanden, die ein Zeitdiagramm des Betriebs eines typischen Simultansendesystems darstellt, das die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einsetzt. Wenn Nachrichten in das System eingegeben werden, werden sie in einem Speicher gespeichert, wie dies kurz beschrieben wird, der durch einen aktiven Page-File bezeichnet ist. Der aktive Page-File 200 umfaßt ein Synchronisations-Kodewort 202, das von einem momentanen Abschnittsadressensegment 204 und einem momentanen Abschnitt-1-Datensegment gefolgt wird. Das momentane Abschnittsadressensegment 204 entspricht dem Adressensegment 106, das zuvor beschrieben ist, während das momentane Abschnitt-1-Datensegment 206 dem Nachrichtensegment 114 entspricht, das zuvor beschrieben ist. Wie auch in Fig. 4 dargestellt ist, kann das momentane Abschnittsdatensegment 204 unter bestimmten Umständen zur Nachrichtenübertragung, wie beispielsweise für sehr kurze Nachrichten-Pagings, verwendet werden, wo die Nachricht nicht mehr als ein Adressenblock in der Länge ist. Wenn Nachrichten in dem momentanen Abschnittsadressensegment 204 übertragen werden, werden sie an dem Ende des Adressensegments, wie dies dargestellt ist, positioniert, und zwar werden sie als Bestätigungsantworten durch die Reihenfolge einer Adressenübertragung bestimmt, wie dies in der parallel anhängigen Patentanmeldung Serial Nr. 07/141,654 beschrieben ist.
Das momentane Abschnitt-1-Datensegment 206, das in Fig. 4 dargestellt ist, enthält die Nachrichteninformation entsprechend den Adressen, die in dem vorherigen Übertragungszyklus übertragen sind. Das momentane Abschnitt-1-Datensegment 206 umfaßt Sendeempfänger-Steuer-Kodeworte 208, die von Paging-Sendeempfänger-Adressen 210, Nachrichten 212 und einem End-Nachricht- (End-Of-Message - EOM) Begrenzungszeichen 213 gefolgt werden. Sender-Steuerworte 208 identifizieren die Übertragungszellen, in denen antwortende Paging-Sendeempfänger während des vorherigen Übertragungszyklus angeordnet waren. Der aktive Page-File 200 wird von der zentralen Station zu den entfernt liegenden Stationen während der Übertragung des Burstsignals 102 übertragen.
Dem Empfang des aktiven Page-Files 200 durch die entfernt liegenden Stationen folgend wird das Synchronisations-Kodewort 202 und das momentane Abschnittsadressensegment 204 durch die zentrale und die entfernt liegenden Stationen simultan gesendet. Der Übertragung des momentanen Abschnittsadressenegments 204 folgend übertragen die zentrale Station und die entfernt liegenden Stationen ein Intervall eines Ruhe-Trägers 215, wobei während dieser Zeit die Paging-Sendeempfänger die Adressen empfangen, die in der Adressensegment-Einstellübertragungsfrequenz und der Leistungsabgabe übertragen werden. Das momentane Abschnitt-1-Datensegment 206 wird dann in einer nicht-simultanensendenden oder pseudo-simultanensendenden Weise von diesen Stationen, der zentralen oder der entfernt liegenden, übertragen, die so zugeordnet sind, als wären Paging-Sendeempfänger in deren Übertragungszellen angeordnet, wie dies zuvor beschrieben ist.
Der Übertragungszyklus wird weiterhin unter Berücksichtigung des spezifischen Beispiels des Betriebs der zentralen und entfernt liegenden Stationen verstanden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Eine entfernt liegende Station #1 wurde während des vorherigen Übertragungszyklus so bestimmt, daß sie zwei Paging-Sendeempfänger besitzt, die innerhalb ihrer Übertragungszelle angeordnet sind, wobei die Paging-Sendeempfänger den Adressen A11 und A12 entsprechen. Weiterhin wurde die entfernt liegende Station #8 dahingehend bestimmt, daß sie einen einzelnen Paging-Sendeempfänger besitzt, der innerhalb ihrer Übertragungszelle angeordnet ist, und zwar einen Paging-Sendeempfänger A1N. Wie zuvor beschrieben ist, wird, wenn ein Burstsignal 214 an jeder entfernt liegenden Station empfangen wurde, die Information entsprechend dem momentanen Abschnitt-1-Datensegment 206 verarbeitet. Demzufolge akzeptieren nur entfernt liegende Stationen 1 und 8, die so markiert sind, als hätten sie entsprechende Paging-Sendeempfänger, Nachrichten von dem momentanen Abschnitt-1-Datensegment 206. In diesem Fall übertragen die entfernt liegenden Stationen 1 und 8 unabhängig und gleichzeitig die Nachrichten, die während des Empfangs des Nachrichtensegments 206 verarbeitet sind. Wie dargestellt ist, stellt ein solches System eine Begünstigung durch Vorsehung einer Frequenzwiederverwendung eines einzelnen Kanals dar, was zu einem erhöhten Nachrichtendurchsatz durch Übertragung unterschiedlicher Nachrichten in diesen Übertragungszellen führt, wo individuelle Paging-Sendeempfänger angeordnet sind. Die zentrale und die entfernt liegenden Stationen verbleiben, wie dies dargestellt ist, während der Übertragung des momentanen Abschnitt-1-Datensegments 206 unverschlüsselt. Hie zuvor beschrieben ist, bestätigen solche Paging-Sendeempfänger, die Adressen während des Adressensegments 204 erhalten, die Adresse während des PACK 216. Die PACKS, die an den verschiedenen, entfernt liegenden Stationen empfangen werden, werden verarbeitet und dann zu der zentralen Station während des Zeitinveralls SACKS 218 zurückübertragen. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, werden die SACKS zurück in einer sequentiellen Art und Weise übertragen, beginnend mit einer numerischen Sequenz mit den entspechenden, entfernt liegenden Stationen. Diese Informationen, die an der zentralen Station empfangen werden, werden als Markierung der momentanen Abschnittsdaten verwendet, die dann in den nächsten übertragungszyklus übertragen werden. Sollte irgendeiner der Paging-Sendeempfänger nicht ansprechen, werden diese Nachrichten gespeichert, und nach einer Zeitperiode, wie beispielsweise fünf Minuten, wird die nicht ansprechende Paging-Sendeempfängeradresse erneut übertragen, mit dem Versuch, den Paging-Sendeempfänger zu lokalisieren. Sendezeit wird durch Nichtübertragung zu einem nicht ansprechenden Paging-Sendeempfänger eingespart. Falls der Paging-Sendeempfänger erneut nicht antwortet, kann die Nachricht erneut für eine Übertragung zu einem späteren Zeitpunkt gespeichert werden.
Fig. 5 stellt eine Leitungsdarstellung der Übertragungssequenzen dar, die in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, und wird dazu verwendet, die vorherigen Operationen, die beschrieben sind, zu rekapitulieren. Die zentrale Station überträgt ein Burstsignal 300, das Adressen-Nachrichtensegmente enthält, unter einer sehr hohen Datenrate zu den entfernt liegenden Stationen. Diese Informationen werden an den entfernt liegenden Stationen empfangen und für eine Zurückübertragung verarbeitet. Das Synchronisations-Kodewort und die Adressensegmente werden simultan gesendet durch die zentrale und die entfernt liegenden Stationen 302 unter einer Datenrate übertragen, die eine zuverlässige Simultansende-Übertragung über das System sicherstellt. Die zentrale und die entfernt liegenden Stationen übertragen dann simultan gesendet einen Ruhe- oder unmodulierten Träger 304 für eine Dauer, die für die entsprechenden Paging-Sendeempfänger ausreichend ist, um deren Übertragungsfrequenz und Ausgangsleistung einzustellen. Als nächstes übertragen die entfernt liegenden Stationen, die markiert wurden, daß sie Paging-Sendeempfänger besitzen, die innerhalb jeder Übertragungszelle der Station bei dem vorherigen Übertragungszyklus angeordnet sind, einzeln die Nachrichten in einer nicht simultan gesendeten oder pseudo-simultan gesendeten Art und Weise unter einer hohen Datenrate, wodurch wirksam lange Datennachrichten 306 zugeführt werden. Die entsprechenden Paging-Sendeempfänger bestätigen dann während der Adressensegmentübertragung den Empfang der Adresse durch Übertragung eines Bestätigungssignals zu den entfernt liegenden Stationen 308, wodurch dem System ermöglicht wird, die Übertragungszellen zu lokalisieren, in der die antwortenden Paging-Sendeempfänger angeordnet sind, und zwar zur Verwendung während des nächsten Übertragungszyklus. Die entfernt liegenden Stationen übertragen als nächstes die empfangene Signalstärke und die Zeit einer Signalempfangsinformation, die aus den empfangenen Bestätigungssignalen abgeleitet werden, zu der zentralen Station 310 sequentiell unter einer hohen Datenbitrate. Die Information wird verarbeitet und wird dazu verwendet, die Nachrichten zu markieren, die während des nächsten Übertragungszyklus zurückübertragen werden sollen. Die zentrale Station stellt dann einen neuen aktiven Page-File zusammen, überträgt diese Information zu den entfernt liegenden Stationen 312, worauf ein neuer Übertragungszyklus eingeleitet wird.
Die Fig. 6A und 68 stellen elektrische Blockdiagramme der zentralen Station 12 und der entfernt liegenden Station 14 für die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils dar. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich werden kann, besitzen die zentrale Station 12 und die entfernt liegenden Stationen 14 im wesentlichen dieselben Konfigurationen. Die zentrale Station umfaßt eine Telefonzwischenverbindung 400 und einen Paging-Anschluß 402, die nicht in den entfernt liegenden Stationen aufgefunden werden, wogegen die entfernt liegenden Stationen 14 eine Synchronisationseinrichtung 426 umfassen, die nicht in der zentralen Station vorgefunden wird, wobei die Funktionsweisen davon später im Detail kurz beschrieben werden.
Wie die Fig. 6A zeigt, weist die zentrale Station 12 Telefonzwischenverbindungseinrichtungen oder eine Telefonzwischenverbindung 400 auf, die ermöglicht, daß Nachrichten in das System über das Telefonnetzwerk unter Verwendung eines Telefons oder einer alphanumerisch Eingabeeinrichtung eingegeben werden. Die Telefonzwischenverbindung 400 ist mit einem Paging-Anschluß 402 verbunden, der die Informationen verarbeitet, die durch die Telefonzwischenverbindung 400 empfangen werden. Die Informationen, die durch den Paging-Anschluß 402 verarbeitet werden, können DTMF oder wählimpulskodierte Signale für telefonkodierte Informationen oder die binären Daten sein, die geeignet für eine Übertragung über die Telefonleitung kodiert sind, wie beispielsweise mit einem Modem, zu alphanumerischen Eingabe von Nachrichten. Der Paging-Anschluß 402 erzeugt die geeignete Paging-Sendeempfängeradresse und speichert die Adresse und die Nachricht in dem aktiven Page-Filebereich eines Speichers 404 bis zu dem nächsten Übertragungszyklus. Paging-Anschlüsse, die zur Verwendung in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind ausreichend für den Fachmann auf dem Fachgebiet bekannt.
Der Paging-Anschluß 402 verbindet sich mit einer Steuereinheit 406, die den Betrieb des Verbindungs-Senders 408, des Paging-Senders 410, des Verbindungs-Empfängers 412 und des Bestätigungs- oder PACKS-Empfängers 414 verbindet. Der Paging-Sender 410 ist ein herkömmlicher, direkter FM- (frequenzmodulierter) Sender, der für den Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet ausreichend bekannt ist. Der PACKS-Empfänger ist ein FM-Empfänger, der eine sehr schmale IF(ZF)-Bandbreite besitzt, wie beispielsweise eine 120 bis 150 Hz Bandbreite, die eine Verbesserung von 20 dB in der Empfangsempfindlichkeit gegenüber einem herkömmlichen FM-Empfänger liefert, der eine typische IF-Bandbreite von ungefähr 12 bis 15 kHz besitzt. Die erhöhte Empfangsempfindlichkeit ermöglicht PACK-Übertragungen von dem Paging-Sender unter niedrigen Leistungspegeln, wie beispielsweise 1 bis 2 Watt, und zwar verglichen mit der Paging-Sendeleistung von 100 Watt. Eine Minimierung der Leistung, die dazu erforderlich ist, die Bestätigungssignale zu übertragen. führen zu einer erhöhten Batterielebensdauer für die Paging-Sendeempfänger. Der Verbindungs-Sender der zentralen Station, die Verbindungs-Empfänger der entfernt liegenden Stationen, die unter sehr hohen Bitraten arbeiten, können lineare Modulationstechniken verwenden, wie beispielsweise eine MSK- (Minimum Shift Keying - minimale Verschiebungsverschlüsselung) Modulation, die ausreichend für den Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet bekannt ist. Andere Modulationstechniken wie beispielsweise das Einsetzen digitaler Modulationstechniken mit einer hohen spektralen Effektivität sind auch möglich. Ein Beispiel einer solchen Modulationstechnik ist in dem US-Patent Nr. 4,737,969, Steel et al, herausgegeben am 12. April 1988, mit dem Titel "Spectrally Efficient Digital Modulation Method and Apparatus", beschrieben, das auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen ist und das hier unter Bezug darauf eingeschlossen wird.
Die Steuereinheit 406 kann unter Verwendung eines Mikroprozessor ausgeführt werden, wie beispielsweise ein Motorola MC6809 oder ein Zilog Z80, oder ein Mikrocomputer mit einem geeigneten Schnittstellenschaltkreis zur Steuerung der Auswahl und des Betriebs der Zentralstation-Sender und Empfänger. Die Steuereinheit 406 verbindet sich mit dem Verbindungs-Sender 408, die den Verbindungs-Sender verschlüsselt, um ein Burstsignal zu den entfernt liegenden Stationen zu übertragen. Die Steuereinheit 406 verbindet sich auch mit dem Paging-Sender 410, die den Paging-Sender verschlüsselt, um den aktiven Page-File innerhalb der Übertragungszelle der zentralen Station 12 zu übertragen. Die Steuereinheit 406 verbindet sich auch mit dem Verbindungs-Empfänger 412, die dem Verbindungs-Empfänger den Empfang der SACKS oder Systembestätigungssignale, die an den entfernt liegenden Stationen erzeugt werden, ermöglicht. Die Steuereinheit 406 verbindet sich auch mit PACKS-Empfänger 414, die dem Empfänger den Empfang des Paging-Sendeempfängers, der Bestätigungssignale erzeugt, ermöglicht.
Eine Zeitgebereinrichtung 416 liefert einen hochgenauen Takt, der sich mit der Steuereinheit 406 verbindet, um die Systemzeitabstimmung für einen simultanen Sendevorgang durch Synchronisation aller entfernt liegender Stationen aufrechtzuerhalten. Ein hochstabiler Referenzoszillator kann für die Zeitabstimmungseinrichtung 416 verwendet werden. Die Referenztaktfrequenz, die durch die Zeitabstimmungseinrichtung 416 erzeugt wird, ist mindestens zehn Mal höher als die höchste Adresse und Nachrichtendatenbi trate, die während pseudo-simultangesendeter Nachrichtenübertragungen verwendet wird. Dies liefert die Genauigkeit, die für die Bestimmung differentieller Ausbreitungsverzögerungen erforderlich ist, die für eine Hochgeschwindigkeitsübertragung der Adressen und Nachrichten in dem pseudo-simultangesendeten Übertragungsmodus erforderlich ist. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die empfangenen Bestätigungssignale zu einem Phasenkomparator 420 zugeführt, der die empfangenen Bestätigungssignale mit einem Referenztaktausgang 417 der Zeitabstimmungseinrichtung 416 vergleicht, um die Empfangszeit an jeder Station, die die PACK-Signale empfängt, zu vergleichen. Der Ausgang des Phasenkomparators 420 verbindet sich mit einem Kodierer 422 zur Kodierung der erzeugten Zeit der Empfangssignale in ein Format, das zur Verarbeitung durch die Steuereinheit 406 geeignet ist.
Der Ausgang des PACKS-Empfängers 414 verbindet sich mit einem Stärkeindikator für ein empfangenes Signal (RSSI) 418, der zur Bestimmung der Stelle des bestätigenden Paging-Sendeempfängers verwendet wird. Stärkeindikatoren für ein empfangenes Signal, die zur Bestimmung empfangener Signal stärken geeignet sind, sind für den Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet bekannt. Während des Empfangs der PACKS werden die empfangenen Signale durch den Signalstärkeindikator 418 überwacht. Der Signalstärkeindikator 418 erzeugt ein Indikationssignal für die Signalstärke, das sich auch mit dem Kodierer 422 verbindet, wie beispielsweise ein A/D-Wandler, der nach dem Stand der Technik bekannt ist, zur Kodierung in ein Format, das zur Verarbeitung durch die Steuereinheit 406 geeignet ist. Die Steuereinheit 406 schätzt die Signalstärkeinformation für jede Station ab, um die Übertragungszelle zu bestimmen, in der jeder entsprechende Paging-Sendeempfänger angeordnet ist. Differentielle Ausbreitungsverzögerungen werden aus der Empfangszeit von Signalen berechnet oder gemessene Ausbreitungsverzögerungsinformationen werden an jeder entfernt liegenden Station gemessen. Diese Informationen werden dazu verwendet, die Zeitabstimmung oder Phase für die Pseudo-Simultansende-Übertragung eines momentanen Abschnitt-1-Datensegments unter hohen Datenbitraten einzustellen.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird ersichtlich werden, daß der Signalstärkeindikator 418, die Verbindungs-Sender 428 an den entfernt liegenden Stationen, vorbestimmte Verbindungs-Empfänger, wie beispielsweise der Verbindungs-Empfänger 412 an der zentralen Station, und die Steuereinheit 406 an der zentralen Station als Identifizierungseinrichtung 407 zur Identifizierung der Sendezelle funktionieren, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist. Diese Elemente funktionieren, zusammen mit der Zeitabstimmungseinrichtung 416 und dem Phasenkomparator 420, als Identifizierungseinrichtung zur Identifizierung der Sendezelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, und mindestens einer zusätzlichen Sendezelle benachbart der Sendezelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist. Ein vorbestimmter Verbindungs-Sender, wie beispielsweise der Verbindungs-Sender 408 an der zentralen Station, die Verbindungs-Empfänger 412 an den entfernt liegenden Stationen und eine Bereichs-Steuereinheit 430 an den entfernt liegenden Stationen funktionieren als Auswahleinrichtung 409, die dazu dienen, Nachrichten zu akzeptieren, die für bestimmte, entfernt liegende Stationen und zur Auswahl des Senders der entfernt liegenden Stationen zur Übertragung der akzeptierten Nachrichten markiert sind. Die Kriterien für eine Übertragungszellenauswahl sind sehr flexibel. In Zeitabschnitten eines sehr langen Nachrichtenverkehrs ist das pseudo-simultansendende Übertragungsformat bevorzugt. Das pseudo-simultansendende Übertragungsformat kombiniert Nachrichten, die zu spezifischen Übertragungszellen der Gruppe Übertragungszellen, die für eine Pseudo-Simultansende-Übertragung ausgewählt sind, gerichtet sind. Dies erhöht den relativen Verkehr für lange Nachrichten in jeder der Übertragungszellen, wodurch kürzere Zeitintervalle für die Übertragung der Nachrichten ermöglicht werden, da Nachrichten in Warteschlangen an der entfernt liegenden Station für mehr als einen Übertragungszyklus gespeichert werden können. Die Anzahl der Übertragungszyklen, die während der Nachrichten vor einer Übertragung gespeichert werden, ist eine Funktion verschiedener Faktoren, wie beispielsweise die Stabilität des Sendeoszillators für die Paging-Sendeempfängerbestätigung und entsprechend des Paging-Sendeempfängers, um sich von einer Übertragungszelle zu einer anderen zu bewegen. Je größer die Stabilität des Paging-Sendeempfänger-Sendeoszillators ist und je niedriger entsprechend eine Bewegung einer anderen Zelle ist, nachdem der Paging-Sendeempfänger die Übertragungsfrequenz und die Leistungsabgabe während der anfänglichen Ruhe-Trägerübertragung eingestellt hat, desto höher kann eine Anzahl von Übertragungszyklen verwendet werden, um Nachrichten an der entfernt liegenden Station vor einer Übertragung zu speichern.
Wie zuvor beschrieben ist, wird die Anordnung des Paging-Sendeempfängers in einer bestimmten Zelle auf der empfangenen Signalstärke begründet. Die Übertragungszelle, die das stärkste, empfangene Signal von einem bestimmten Paging-Sendeempfänger empfängt, wird als die Übertragungszelle ausgewählt, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist. Eine Auswahl zusätzlicher Übertragungszellen benachbart der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, wird sowohl auf der Signalstärke als auch auf unterschiedlichen Ausbreitungsverzögerungsmessungen begründet. Nur Übertragungszellen, die eine empfangene Signalstärke von geringer als 20 dB nach unten von der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, anzeigen, sind für eine Auswahl eines pseudo-simultansendenden Vorgangs geeignet. Zusätzlich zu den Übertragungszellen, die für eine Auswahl durch eine empfangene Signalstärkemessung geeignet sind, werden diejenigen Zellen, die dann die niedrigsten, unterschiedlichen Ausbreitungsverzögerungen besitzen, abschließend ausgewählt. Ein abschließendes Kriterium für eine Zellenauswahl ist dasjenige, daß keine der Übertragungszellen für eine Pseudo-Simultansende-Übertragung ausgewählt wird, die sich benachbart einer unterschiedlichen Gruppe von Übertragungszel len befinden, die eine Pseudo-Simultansende-Übertragung liefern. Benachbarte Gruppen von Übertragungszellen können ausgewählt werden, wenn eine aktuelle Nachrichtenübertragung in gesonderten Übertragungszyklen gestaffelt wird.
Wenn ein langer Nachrichtenverkehr ansteigt, wird ein Nachrichtendurchsatz in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Maximierung einer Übertragungszellenwiederverwendung erhöht. Dies bedeutet eine Reduzierung der Anzahl der Übertragungszellen, die für eine Pseudo-Simultansende-Übertragung von viel leicht einer ursprünglichen Gruppe von vier, auf drei, auf zwei und schließlich auf keinen simultansendenden Modus für eine Übertragungszelle ausgewählt wird. Durch Verwendung einer Übertragungszellenwiederverwendung und einer Nachrichtenspeicherung kann die numerische Nachrichtenübertragungseffektivität auf fünfzig Prozent erhöht werden, während lange Nachrichtenübertragungseffektivitäten von 96 bis 98 Prozent, verglichen mit einem Bruchteil eines Prozentsatzes für herkömmliche Paging-Systeme, möglich sind.
Ein Einsatz der entfernt liegenden Stationen, die in Fig. 6B dargestellt sind, ist ähnlich derjenigen der zentralen Station, und zwar mit den nachfolgenden Unterschieden. Ein Verbindungs-Empfänger 412 empfängt das Burst von der zentralen Station. Die SACKS-Systembestätigungssignale werden von den entfernt liegenden Stationen zu der zentralen Station übertragen, indem ein Verbindungs-Sender 428 verwendet wird. Der Ausgang des Verbindungs-Empfängers 412 verbindet die Bereichssteuereinheit 430, die in einer ähnlichen Art und Weise zu der Steuereinheit 406 arbeitet und die sich weiterhin mit einer Synchronisationseinrichtung 426 verbindet. Die Synchronisationseinrichtung gewinnt das übertragene Synchronisationssignal zurück, wodurch die Zeitabstimmungseinrichtung 417 eingestellt wird, um einen synchronen Betrieb aller Sender innerhalb des Systems mit der zentralen Station beizubehalten.
Mit der Bereichssteuereinheit 430 verbunden ist eine Dekodier/Fehlerkorrektureinrichtung 424, die dazu verwendet wird, irgendwelche Fehler in der aktiven Page-Fileinformation zu korrigieren, die von der zentralen Station während des Burstsignals empfangen wird, wodurch die Übertragung guter Daten von jeder entfernt liegenden Bereichsstation sichergestellt wird. Fehlerermittlungs- und Korrekturalgorithmen für Signalschemata, wie beispielsweise für POCSAG kodierte Adressen und Daten, sind nach dem Stand der Technik bekannt. Sollte bestimmt werden, daß die Informationen, die von der zentralen Station empfangen werden, über eine Korrektur an irgendeiner entfernt liegenden Station hinaus verstümmelt sind, könnte das System für diese entfernt liegende Station konfiguriert werden, um eine Zurückübertragung der aktiven Page-Fileinformation anzufordern, obwohl der Betrieb eines solchen Systems nicht in der vorliegenden Erfindung offenbart ist. Die fehlerkorrigierte Information wird in einem Speicher 404 bis zu dem geeigneten Zeitpunkt gespeichert, um entweder das Adressensegment oder das Nachrichtensegment, wie dies zuvor beschrieben ist, zu übertragen.
Der Paging-Sendeempfänger der vorliegenden Erfindung ist in dem elektrischen Blockschaltbild der Fig. 7 dargestellt. Die Betriebsweise des Paging-Sendeempfängers ist in der US-Patentanmeldung Nr. 07/141,654, Siwiak et al, angemeldet am 07. Januar 1988, mit dem Titel "Frequency Division Multiplexed Acknowledge Paging System", offenbart, weshalb demzufolge nur eine kurze betriebsmäßige Beschreibung hier vorgenommen werden wird. In dem Empfangsmodus werden Signale, die durch eine Antenne 502 empfangen werden, durch einen T/R-Schalter 504 für eine Verarbeitung durch den Empfangsbereich des Paging-Sendeempfängers verbunden. Der Empfangsbereich weist einen HF-Verstärker 508, einen Vorauswahlfilter 510, einen Mischer 512, einen Bereichsoszillator 514, einen Pufferverstärker 516, einen ZF-Verstärker 518 und einen Demodulator 520 auf, wobei der Betrieb davon einem Fachmann auf dem Fachgebiet bekannt sein wird. Ein Mikrocomputer 506 verbindet sich mit dem Ausgang eines Demodulators 520 und führt solche Funktionen wie eine Adressendekodierung zusammen mit einem Speicher-EEPROM 522 durch, der zuvor zugeordnete Adresseninformationen speichert, und zwar in einer Art und Weise, wie dies dem Fachmann auf dem Fachgebiet bekannt ist. Warnsignale, die durch den Mikrocomputer 506 erzeugt werden, werden mit einem Audiotreiber 526 verbunden, die dann durch einen Transducer 528 auch in einer Art und Weise übertragen werden, die für den Fachmann auf dem Fachgebiet bekannt ist. Eine Anzeige 532 ist vorgesehen, um die empfangenen Nachrichten anzuzeigen, die in einem Speicher (RAM) 530 gespeichert werden, nachdem sie empfangen worden sind. Der Mikrocomputer 506 steuert die Senderausgangsleistung durch Steuerung eines Verstärkers 550 durch Abtastung des Ausgangs eines Schwellwertdetektors 524, der der Signalstärke des empfangenen, unmodulierten Trägersignals entspricht, wie dies in der Patentanmeldung Nr. 07/141,654 beschrieben ist. Der Mikrocomputer 506 zusammen mit einem Pufferverstärker 538, einem Teiler 540, einem Exklusiv-Oder-Gatter 542, einem Mischer 544 und einen Filter 546 steuert die Senderfrequenz, die das empfangene, unmodulierte Trägersignal als eine Referenz verwendet, wie dies in der Patentanmeldung Nr. 03/141,654 beschrieben ist.
Der Betrieb des Systems der vorliegenden Erfindung wird im Detail in den Flußdiagrammen der Fig. 8-10 dargestellt. Fig. 8 AC beschreibt den Betrieb der zentralen Station. Die Fig. 9 AC beschreibt den Betrieb der entfernt liegenden Station. Die Fig. 10 AC beschreibt den Betrieb des Paging-Sendeempfängers innerhalb des Systems.
Wie das Blockdiagramm der Fig. 8A zeigt, wird, wenn das System anfänglich e ngeschaltet wird, die Mikrocomputersteuereinheit initialisiert, Block 600. Das System wartet dann auf eine Page-Anforderung, die von einem Telefon oder einem aphanumerisch Datenanschluß erzeugt wird, Block 602. Die Page-Anforderung wird in das System eingegeben, Block 604. Die Informationen, die eingegeben sind, werden hinsichtlich der Natur des Pages, der erzeugt werden soll, abgeschätzt, wie beispielsweise nur ein Ton, kurze Nachrichten- und lange Nachrichten-Pages. Falls die Information, die eingegeben ist, als ein Nur-Ton-Page verarbeitet werden soll, Block 606, ordnet das System eine funktionale Adresse 1 zu, Block 610, und zwar entsprechend der Nur-Ton-Adresse eines Paging-Sendeempfängers, der zum Empfang vielfacher Page-Typen geeignet ist, wie beispielsweise Nur-Ton-, numerische oder alphanumerische Pages. Für herkömmliche Nur-Ton-Empfänger, die in dem System arbeiten, entspricht die funktionale Adresse 1 der normalen Paging-Adresse. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Paging-Sendeempfänger bis zu drei funktionalen Adressen zugeordnet werden, die die betriebsmäßigen Charakteristika beschreiben. Der Zweck der Zuordnung und der Verwendung dieser funktionalen Adressen wird aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden. Sollte die Information, die eingegeben wird, eine kurze Nachricht sein, Block 608, wie beispielsweise eine Nachricht, die zum Hineinpassen in einen einzelnen POCSAG-Datenblock geeignet ist, ordnet das System auch eine funktionale Adresse 1, Block 610, zu, und zwar entsprechend der Adresse des Paging-Sendeempfängers, für den die Nachricht bestimmt ist. Wie in dem Fall eines herkömmlichen Nur-Ton-Paging-Empfängers werden herkömmliche, numerische Paging-Empfänger einer funktionalen Adresse 1 zugeordnet, und zwar entsprechend deren normalen Paging-Adresse. Die Handhabung von Nur-Ton- und kurzen Nachrichtenadressen ist in Fig. 4 dargestellt. Die Adressen sind in dem momentanen Abschnitt-Adressenfeld enthalten, wo sie immer an dem Ende der Adressenwarteschlange in dem aktiven Page-File positioniert sind, wie dies im Block 612 dargestellt ist, nachdem diese Adressen Paging-Sendeempfängern zugeordnet sind, die eine Bestätigungseigenschaft besitzen, wie dies zuvor beschrieben ist.
Wenn eine lange Nachricht übermittelt werden soll, ordnet das System eine funktionale Adresse 2, Block 620, und einen Rückbestätigungs- (Ack-Back) Kanal, Block 622. zu. Eine funktionale Adresse 2 wird immer unter der ersten Datenbitrate, wie beispielsweise 1200 Bit pro Sekunde, übertragen und zeigt, wenn sie durch den Paging-Sendeempfänger dekodiert wird, an, daß eine Bestätigungsantwort zu dem geeigneten Zeitpunkt erzeugt werden soll. Weiterhin zeigt die funktionale Adresse 2 eine Information an, um in dem nächsten Übertragungszyklus zu folgen, der unter einer höheren, oder zweiten, Datenbitrate sein wird, mit der der Paging-Sendeempfänger in der Lage sein wird, zu empfangen. Diese Information wird in dem aktiven Page-File, Block 614, gespeichert. Das System ordnet auch eine funktionale Adresse 3 der Nachricht zu, Block 616, und speichert diese zusätzliche Information zusammen mit einer Nachrichtenendmarkierung in dem momentanen Nachrichtenfile, Block 618. Die funktionale Adresse 3 wird immer unter der zweiten Datenbitrate übertragen und zeigt Daten an, die auch folgen, um unter dieser Rate übertragen zu werden. Weiterhin zeigt die funktionale Adresse 3 dem Paging-Sendeempfänger an, auf die ersten Datenbitrate umzuschalten, falls die Nachricht empfangen worden ist. Diese Information wird in dem momentanen Abschnittsnachrichtenfile gehalten, bis die Bereiche der Paging-Sendeempfänger bestimmt worden sind, wie dies kurz erläutert wird.
Der momentane Abschnitt-1-Nachrichtenfile wird zurückgewonnen, Block 624, und mit dem aktiven Page-File, Block 626, formatiert. Die Steuereinheit fährt fort, wie weiterführend Fig. 88 zeigt, zu überwachen, wann es die Zeit ist, das Burstsignal zu übertragen, Block 628, wobei der Abschnittzeitgeber schrittweise herabgesetzt wird, Block 630, und zurückgeführt wird, um auf irgendwelche zusätzlichen Page-Anforderungen zu warten, Block 602. Wie in Fig. 88 dargestellt ist, wird, wenn die Steuereinheit bestimmt, daß es Zeit ist, das Burst-Signal zu übertragen, die Information in dem aktiven Page-File verschachtelt, und zwar in einer Art und Weise, wie dies für den Fachmann auf dem Fachgebiet bekannt ist, und ein Blockfehlerprüfbit wird erzeugt, Block 632. Die Verschachtelung der Daten verringert die übertragende Burstfehlerrate, wenn der aktive Page-File zu den entfernt liegenden Stationen übertragen wird. Die Steuereinheit schaltet dann die Zeitabstimmung der Burstsignalrate um, Block 634, und überträgt den aktiven Page-File zu den entfernt liegenden Stationen, Block 636.
Die zentrale Station schaltet dann, wie fortführend Fig. 8C zeigt, zu einer Operation der entfernt liegenden Station um, Block 638, und zwar zur Übertragung der aktiven Page-fileinformation innerhalb der Übertragungszelle der zentralen Station. Eine vollständige Beschreibung des Betriebs der entfernt liegenden Station wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 9A-C geliefert. Mit der Bestimmung eines Betriebs der entfernt liegenden Station wird der Paging-Sendeempfänger entschlüsseit, Block 640. Die Steuereinheit wählt dann die SACK-Empfänger aus, wobei zu der Burst-In-Operation umgeschaltet wird, Block 642. Die systemerzeugten Bestätigungsantworten, die kodierte Signal starkei nformationen erhalten, werden an der zentralen Station empfangen, Block 646, und zwar während der SACKS-Übertragung. In der alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung würden der Zeitpunkt des Empfangs von Informationen, ebenso wie Signalstärkeinformationen, von den entfernt liegenden Stationen übertragen werden. Die kodierten Signalstärkeinformationen werden dekodiert und die Informationen mit ähnlichen Informationen von jeder entsprechenden Station werden korreliert, um die Übertragungszelle oder die Zellen zu bestimmen, in denen jeder der entsprechenden Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, Block 646. Sollte irgendeiner der Paging-Sendeempfänger dahingehend fehlschlagen, zu antworten, wie dies der Fall sein würde, wenn der Paging-Sendeempfänger abgeschaltet ist, eine schlechte Batterie besitzt oder außerhalb des Bereich des Systems liegt, wird die Nachricht entsprechend zu dieser Einheit aus dem momentanen Abschnittsnachrichtenfile entfernt, Block 650, und in dem aktiven Page-File, der für den nächsten Übertragungszyklus erzeugt werden soll, Block 652, gespeichert. Es wird für den Fachmann auf dem Fachgebiet ersichtlich werden, daß es geeigneter sein kann, die Übertragung einer Nachricht zu dem Paging-Sendeempfänger, der dahingehend fehlschlägt, zu antworten, in vielleicht fünfminütigen Intervallen zu verzögern. Der momentane Abschnittnachrichtenfile wird zurückgewonnen, Block 654, ID's für entfernt liegende Stationen werden dem momentanen Abschnittnachrichtenfile für diese Paging-Sendeempfänger, die antworten, zugeordnet, und der File wird dann in dem momentanen Abschnitt-1-Nachrichtenfile, Block 656, für eine Übertragung während des nächsten Übertragungszyklus gespeichert.
Der Betrieb der entfernt liegenden Stationen wird in den Flußdiagrammen der Fig. 9A-C beschrieben. Wie die Fig. 9A zeigt, werden, wenn die entfernt liegenden Stationen zuerst eingeschaltet werden, sie initialisiert, Block 700, was eine Auswahl des Verbindungs-Empfängers zum Überwachen von Übertragungen von der zentralen Station umfaßt. Wenn einmal Synchronisationssignale, die in dem Burstsignal von der zentralen Station übertragen werden, ermittelt sind, Block 702, synchronisieren die Takte der entfernt liegenden Bereiche mit der zentralen Station, Block 704. Die Stationen der entfernt liegenden Bereiche können dann den aktiven Page-File empfangen, der in dem Burstsignal übertragen wird, Block 706. Die aktive Page-Fileinformation, die an der zentralen Station verschachtelt wurde, wird an den entfernt liegenden Stationen entschachtelt, Block 708. Die entschachtelten, aktiven Page-Filedaten können auf Fehler hin bei der Übertragung gepfrüft werden, die Fehler können korrigiert werden und das Nachrichtensegment des aktiven Page-Files kann dann für eine abschließende Übertragung zu den Paging-Sendeempfängern zurückverschachtelt werden, wodurch eine wesentliche Reduzierung der abschließenden Nachrichtenfehlerrate erfolgt. Der entschachtelte, aktive Page-File wird durch die Adressen- und Nachrichtensegmente sortiert bzw. ausgelesen. Die momentanen Abschnittsadressen, die simultan gesendet übertragen werden, werden identifiziert, Block 710, und in einen momentanen Adressenfile an jeder Station eines entfernt liegenden Bereichs gespeichert, Block 712. Das Nachrichtensegment des aktiven Page-Files wird als nächstes für eine Station-ID ausgelesen, Block 716. Diese Nachrichten, die nicht mit einem ID entsprechend jeder einzelnen Station gekennzeichnet sind, werden entleert, Block 720. Diejenigen Nachrichten, die ein ID entsprechend der bestimmten Stationen besitzen, werden in einem lokalen Nachrichtenfile zur Übertragung zu dem geeigneten Zeitpunkt, Block 718, gespeichert. Nachdem die letzte Nachricht bearbeitet worden ist, Block 714, wählt die Steuereinheit die Simultansende-Übertragungsbitrate aus, Block 722. Die Steuereinheit verschlüsselt dann den Sender, Block 724. Der Sync-Bereich des Adressenfelds wird übertragen, Block 726, gefolgt durch die momentanen Abschnittadressen, Block 728. Nachdem das Adressensegment, wie fortführend die Fig. 98 zeigt, übertragen worden ist, wird eine Modulation abgeschnitten und ein nicht modulierter Träger wird übertragen, Block 730. Die Steuereinheit wählt dann die nicht-simultan gesendete Bitrate, Block 732, für diese Stationen aus, die Nachrichten besitzen, die übertragen werden sollen. Der Nachrichtenübertragungszeitgeber wird geladen, Block 734, der die Zeit zur Übertragung des Nachrichtensegments definiert, und überträgt den lokalen Nachrichtenfile, Block 736. Falls der Nachrichtenzeitgeber nicht abgelaufen ist, Block 738, nachdem alle Nachrichten für eine bestimmte Übertragungszelle übertragen worden sind, fährt die Steuereinheit fort, den Nachrichtenübertragungszeitgeber herabzusetzen, Block 740. Wenn der Ablauf des Nachrichtenübertragungszeitge bers aufgetreten ist, wird der Paging-Sendeempfänger entschlüsselt, Block 741. Die Bestätigungsantwortzeit wird geladen, Block 742, wobei entsprechend zu der über das Zeitintervall-Paging erzeugten Bestätigung Signale empfangen werden sollen. Die Steuereinheit wählt dann den PACK-Empfänger, Block 744, zum Empfang der PACKS, Block 746, aus. Mittels des empfangenen Signalstärkeindikators bestimmt, wie fortführend die Fig. 9C zeigt, die Steuereinheit weiterhin die Bestätigungsantwortsignalstärke aller entsprechender Paging-Sendeempfänger, Block 748. Die kodierten Bestätigungsantworten werden dekodiert und im Fehler korrigiert, Block 750, wodurch fehler in dem Bereich der entsprechenden Paging-Sende empfänger minimiert werden. Die kodierten Signal stärken werden zeitweilig gespeichert, Block 752, bis es Zeit ist, die SACKs zu übertragen, Block 754. Falls es nicht die Zeit ist, die SACKs zu übertragen, wird fortgefahren, den Antwortzeitgeber herabzusetzen, Block 756, bis es Zeit ist, zu übertragen. Die Steuereinheit wählt dann den entfernt liegenden Verbindungs-Sender aus und verschlüsselt ihn, Block 758, für eine Übertragung der kodierten Signalstärke und der Bestätigungsantwortinformation, Block 760. Nachdem die SACKS übertragen worden sind, wählt die Steuereinheit wieder den entfernt liegenden Verbindungs-Empfänger, Block 762, zur Vorbereitung des Empfangs des nächsten Burstsignals von der zentralen Station aus.
Der Betrieb der Paging-Sendeempfänger wird durch die Flußdiagramme der Fig. 10 A-C beschrieben. Wie die Fig. 10A zeigt, wird zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein Paging-Sendeempfänger eingeschaltet wird, der Mikrocomputer, der den Betrieb des Paging-Sendeempfängers steuert, initialisiert, Block 800. Der Paging-Sendeempfänger wird auf die Simultansende-Übertragungs-Empfangsrate, Block 802, gesetzt. Der Paging-Sendeempfänger beginnt dann, Informationen abzutasten, die auf dem Kanal empfangen werden, Block 804. Falls die Sync-Information nicht empfangen wird, Block 806, fährt der Paging-Sendeempfänger fort, den Kanal zu überwachen, bis sie empfangen und ermittelt wird. Der Adressenzeitgeber wird dann geladen, Block 808, und die empfangenen Daten werden auf eine Adresse hin abgetastet, Block 810. Falls Daten, die der zuvor zugeordneten Adresse des Paging-Sendeempfängers entsprechen, nicht ermittelt werden, Block 812, fährt der Paging-Sendeempfänger fort, Daten abzutasten, bis der Adressenzeitgeber abläuft, Block 814, oder bis eine zuvor zugeordnete Adresse ermittelt wird, 816. Falls der Paging-Sendeempfänger eine funktionale Adresse 1 (FA1) ermittelt, Block 818, aktiviert der Paging-Sendeempfänger den Alarm-Schaltkreis, Block 820, wodurch der Benutzer informiert wird, daß ein Page empfangen worden ist. Paging-Sendeempfänger, die auf FA1 ansprechen, bestätigen nicht in dem System, wie dies zuvor beschrieben wurde. Falls die Adresse, die ermittelt ist, eine funktionale Adresse 2 (FA2) ist, Block 816, wird das Nachrichtenzeichen gesetzt, Block 822, und das Bestätigungszeichen wird gesetzt, Block 824. Der Paging-Sendeempfänger wird dann auf die nicht-simultan gesendete Empfangsrate gesetzt, Block 826. Der Trägerzeitgeber wird geladen, Block 828, wobei das Zeitintervall geliefert wird, während dem der unmodulierte Träger ermittelt werden soll. Der Paging-Sendeempfänger verriegelt sich auf den Träger, unter Fortführung mit Fig. 10b, Block 830, um die Bestätigungsantwort-Senderfrequenz der Paging-Sendeempfänger und den Leistungspegel, wenn dies erforderlich ist, zu kalibrieren, Block 830. Nachdem der Trägerzeitgeber abgelaufen ist, Block 832, wird der Nachrichtenzeitgeber geladen, Block 834. Der Nachrichtenzeitgeber entspricht dem Zeitintervall, mit dem das Nachrichtensegment der Übertragung übertragen wird. Das MF-1-Zeichen wird als nächstes geprüft, Block 836. Falls das MF-1-Zeichen nicht eingestellt ist, Block 836, ist der Paging-Sendeempfänger der momentane Übertragungsrahmen, und irgendwelche bevorstehenden Nachrichten werden nicht zu ihm hin gerichtet werden. Unter diesem Zustand wartet der Paging-Sendeempfänger auf den Nachrichtenzeitgeber, daß er abläuft, Block 854, und lädt dann den Bestätigungsantwortzeitgeber, Block 852. Wenn das MF-1-Zeichen eingestellt ist, Block 836, wird der momentane Übertragungszyklus abgeschlossen und der nächste Übertragungszyklus befindet sich in Bearbeitung. Der Paging-Sendeempfänger tastet die empfangenen Informationen, die zu einer Adresse korreliert sind, ab, Block 838. Nachrichten, die während des Nachrichtensegments des Übertragungszyklus übertragen werden, werden übertragen, indem die funktionale Adresse 3 (FA3) Adresse verwendet wird, wie dies zuvor ausgeführt ist. Falls FA3 nicht ermittelt wird, Block 840, entspricht die Adresse, die ermittelt ist, nicht derjenigen des Paging-Sendeempfängers. Sollte keine der empfangenen Adressen zu den zuvor zugeordneten Adressen der Paging-Sendeempfänger passen und der Nachrichtenzeitablauf nicht aufgetreten sein, Block 840. fährt der Paging-Sendeempfänger fort, nach der zuvor zugeordneten Adresse zu suchen. Falls FA3 ermittelt wurde, Block 844, werden die nachfolgenden Daten, entsprechend der Nachricht, Block 844, empfangen. Diese Daten werden entschachtelt, Block 846, und dann gespeichert, Block 848. Mit dem Abschluß des Empfangs unter Speicherung der Nachricht wird der Benutzer alarmiert, Block 850.
Wie wiederum Block 852 zeigt, prüft, nachdem der Bestätigungsantwortzeitgeber geladen ist, der Paging-Sendeempfänger wiederum dahingehend, um zu sehen, ob das MF-Zeichen eingesetzt wurde, Block 856 der Fig. 10C. Das MF-Zeichen zeigt dem Paging-Sendeempfänger an, daß eine Bestätigungsantwort zu der geeigneten Zeit geliefert werden soll. Der Paging-Sendeempfänger schaltet dann auf den Übertragungsmodus, Block 858, um, überträgt die Bestätigungsantwort, entweder ACK1 oder ACK2, Block 860. Die Übertragung einer ACK1-Antwort zeigt an, daß die Adresse, die empfangen ist, ohne irgendwelche nicht korrigierbaren Fehler empfangen wurde. Sollte die Nachricht mit mehr Fehlern, als sie korrigiert werden können, empfangen werden, wird die FA2-Antwort übertragen. Die Bestätigungsantwort wird übertragen, bis der Bestätigungsantwortzeitgeber abläuft, Block 862. Das MF-1-Zeichen wird dann entsprechend dem MF-Zeichen gesetzt, Block 864, und das MF-Zeichen wird dann zurückgesetzt, Block 866, wobei zu dem Paging-Sendeempfänger zurückgekehrt wird, um nach Sync-Informationen abzutasten, Block 802 der Fig. 10A.
Zusammenfassend wurde ein Simultansende-Kommunikationssystem mit einer hohen Datenrate beschrieben, das eine effektive Übertragung von langen numerisch oder alphanumerisch Datennachrichten schafft. Das Signalformat der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch leicht in ein herkömmliches POCSAG-Pagingsystem integriert werden. Wie wiederum die Fig. 3 zeigt, wird ersichtlich werden, daß das Synchronisations-Kodewort 104 zusammen mit dem Adressensegment 106 ein herkömmliches POCSAG-Batch sowohl in der Struktur als auch der Übertragungszeit darstellt. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung würde das Zeitintervall zur Übertragung eines Ruhe-Trägers 112, des Nachrichtensegments 114, der PACKS 118 und der SACKS 120 gleich in der Zeit zu einem POCSAG-Batch sein. Ein solches System kann sowohl herkömmliche Paging- Empfänger als auch Paging-Sendeempfänger, wie dies hierin beschrieben ist, unterstützen. Während dieser Zeitperioden arbeitet, wenn keine langen alphanumerisch Nachrichten in das System eingegeben worden sind, das System ähnlich einem herkömmlichen POCSAG-Paging System. Falls Nur-Ton- und numerische Nachrichten empfangen werden, würde der Paging- Anschluß sie in herkömmliche POCSAG-Batches formatieren, die über das System während des Burst-Signals 102 verteilt werden. Die Sequenzen der POCSAG-Batches werden dann in dem standardmäßigen Simultanensende-Übertragungsmodus übertragen. Falls lange Nachrichten in das System eingegeben werden, würden sie in der Art und Weise der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden. Wie zuvor beschrieben ist, können lange Nachrichten in dem lokalen Nachrichtenfile an den Stationen des entfernt liegenden Orts gesammelt werden, bis zu einem solchen Zeitpunkt, zu dem die Warteschleife voll ist, was weiterhin den Nachrichtendurchsatz von irgendeiner Station eines entfernt liegenden Bereichs verstärkt. Als ein Beispiel kann durch Vorsehung einer Frequenzwiederbenutzung, wie beispielsweise vier unabhängige Übertragungszonen in einem typischen System für eine Nachrichtensegmentübertragung und einer erhöhten Datenbitratenübertragungkapazität, wie beispielsweise 4800 Bit pro Sekunde gegenüber 1200 Bit pro Sekunde, ein langer Nachrichtendurchsatz um 16 Mal gegenüber einem herkömmlichen Paging-System erhöht werden. Diese Faktoren, die eine Frequenzwiederverwendung beschränken, wie dies zuvor erläutert ist, können den aktuellen, langen Nachrichtendurchsatz von dem Wert aus, der in dem Beispiel vorstehend angegeben ist, erhöhen oder erniedrigen.
Während spezifische Ausführungsformen dieser Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, werden weitere Modifikationen, Verbesserungen für den Fachmann auf dem Fachgebiet ersichtlich werden. Alle Modifikationen, die die basismäßigen, zugrundeliegenden Prinzipien beibehalten, die offenbart und hier beansprucht sind, fallen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung.

Claims

1. Verfahren zur Übertragung einer Nachricht zu einem Paging-Sendeempfänger (18) in einem Kommunikationssystem (10), das eine Mehrzahl Übertragungszellen (16) aufweist, die unterschiedliche, geographische Flächenbereiche definieren, wobei der Sender jeder Übertragungszelle eine Adresse überträgt, die den Paging-Sendeempfänger und die Nachricht identifiziert, und wobei der Empfänger jeder Zelle ein Bestätigungssignal empfängt, das durch den Paging-Sendeempfänger erzeugt wird, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

Übertragung der Adresse unter einer ersten Datenbitrate, wobei die Adresse simultan von den Sendern gesendet wird, die innerhalb jeder der Mehrzahl übertragungszellen angeordnet sind;

Übertragung des Bestätigungssignals von dem Paging-Sendeempfänger in Abhängigkeit davon, daß er die Adresse empfangen hat;

Empfang des Bestätigungssignals durch mindestens einen Empfänger, der innerhalb der Mehrzahl Übertragungszellen angeordnet ist;

Identifizieren der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, aus dem empfangenen Bestätigungssignal; und

Auswahl des Senders in der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, zur Übertragung der Adresse und der Nachricht unter einer zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin die Schritte aufweist:

Empfangen des Bestätigungssignals durch zwei oder mehr Empfänger, die innerhalb jeder der Mehrzahl der Übertragungszellen angeordnet ist; Identifizierung der Übertragungszellen der Empfänger, die das Bestätigungssignal empfangen, zur Lokalisierung des Paging-Sendeempfängers; und

Auswahl des Senders in der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, und mindestens eines zusätzlichen Senders in einer Übertragungszelle benachbart der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, für eine Simultansende-Übertragung der Adresse und der Nachricht unter einer zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate.

3. System (16) zur Übertragung einer Nachricht, wobei das System aufweist:

Eine Mehrzahl Übertragungszellen (16), die unterschiedliche geographische Flächenbereiche definieren, wobei jeder einen Sender (12,14) für eine Simultansende-Übertragung einer Adresse, die einen tragbaren Sendeempfänger identifiziert, unter einer ersten Datenbitrate, und weiterhin zur selektiven Übertragung der Adresse und der Nachricht unter einer zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate besitzt;

einen Paging-Sendeempfänger (18), der Einrichtungen zur Erzeugung und Übertragung eines Bestätigungssignals in Abhängigkeit eines Empfangs der übertragenen Adresse unter der ersten Datenbitrate besitzt;

ein Empfänger (12/414, 14/414), der innerhalb jeder der Mehrzahl der Übertragungszellen angeordnet ist, zum Empfang des übertragenen Bestätigungssignals;

eine Identifizierungseinrichtung (407), die auf das Bestätigungssignal anspricht, das von jeder der Mehrzahl der Sendezellen empfangen wird, zur Identifizierung der Sendezelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist; und eine Auswahleinrichtung (409), die auf die Identifizierungseinrichtung anspricht, zur Auswahl nur des Senders in der Übertragungszelle, in der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, zur Übertragung der Adresse und der Nachricht unter einer zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbi trate.

4. System nach Anspruch 3, wobei die Identifizierungseinrichtung aufweist:

einen Signalstärkeindikator (418), der auf das empfangene Bestätigungssignal in jeder der Mehrzahl der Übertragungszellen anspricht, zur Erzeugung eines Signalstärke-Indikationssignals;

Verbindungs-Sender (428), die innerhalb jeder der Mehrzahl der Übertragungsszellen angeordnet sind, zur Übertragung des Signalstärke-Indikationssignals, das in jeder der Mehrzahl der Übertragungszellen erzeugt wird;

einen vorbestimmten Verbindungs-Empfänger (412) zum Empfang der Signalstärke-Indikationssignale, die durch die Verbindungs-Sender von jeder der Mehrzahl der Übertragungszellen übertragen werden; und

eine Steuereinheit (406), die auf die empfangenen Signalstärke-Indikationssignale anspricht, zur Identifizierung der einen Übertragungszelle der Mehrzahl der Übertragungszellen, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist.

5. System nach Anspruch 3, wobei die Auswahleinrichtung aufweist:

einen vor bestimmten Verbindungs-Sender (408), der mit der Identifizierungseinrichtung verbunden ist, zur Übertragung der Adresse, der Nachricht und der Informationen, die die Übertragungszelle identifizieren, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist;

Verbindungs-Empfänger (412), die in jeder der Mehrzahl der Verbindungszellen angeordnet sind, zum Empfang der Adresse, der Nachricht und der Informationen, die die Übertragungszelle identifizieren, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist; und

Bereichs-Steuereinheiten (430), die mit jedem der Verbindungs-Empfänger verbunden sind, zur Annahme der Informationen, die die Übertragungszelle identifzieren, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, und zur Auswahl des Senders zur Übertragung der Adresse und der Nachrichteninformation nur in der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist.

6. System nach Anspruch 4, wobei die Identifizierungseinrichtung weiterhin aufweist:

eine Zeitabstimmungseinrichtung (416) zur Erzeugung von Zeitabstimmungssignalen; und eine Phasenkomparatoreinrichtung (420), die mit der Zeitabstimmungseinrichtung verbunden ist und auf das empfangene Bestätigungssignal zur Erzeugung eines Ausbreitungsverzögerungssignals anspricht,

und wobei die Steuereinheit (430) weiterhin auf die empfangenen Ausbreitungsverzögerungssignale zur Identifizierung der einen Übertragungszelle der Mehrzahl der Übertragungszellen anspricht, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, wenn die Signalstärke, die an irgendwelchen zwei Zellen empfangen wird, gleich ist.

7. System nach Anspruch 3, wobei die Identifizierungseinrichtung (407) weiterhin dazu geeignet ist, mindestens eine zusätzliche Übertragungszelle benachbart der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, zu identifizieren, und

wobei die Auswahleinrichtung (409) weiterhin dazu geeignet ist, den Sender in der zusätzlichen Übertragungszelle benachbart der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, für eine Simultansende-Übertragung der Adresse und der Nachricht unter der zweiten Datenbitrate höher als die erste Datenbitrate zu übertragen.

8. System nach Anspruch 7, wobei die Identifizierungseinrichtung aufweist:

einen Signalstärkeindikator (418), der auf das empfangene Bestätigungssignal in jeder der Mehrzahl der Übertragungszellen zur Erzeugung eines Signalstärke-Indikationssignals anspricht;

eine Zeitabstimmungseinrichtung (416) zur Erzeugung von Zeitabstimmungssignalen in jeder der Mehrzahl der Übertragungszellen; und

einen Phasenkomparator (420), der mit der Zeitabstimmungseinrichtung und dem Empfänger in jeder der Übertragungszellen zum Vergleich des Zeitabstimmungssignals und des empfangenen Bestätigungssignals und zur Erzeugung eines Signals für den Zeitpunkt des Empfangs in jeder der Übertragungszellen in Abhängigkeit davon verbunden ist;

Verbindungs-Sender (428), die innerhalb jeder der Mehrzahl Übertragungszellen zur Übertragung des Signalstärke-Indikationssignals und des Signals des Empfangszeitpunkts in jeder der Mehrzahl Übertragungszellen angeordnet ist; und

einen vorbestimmten Verbindungs-Empfänger (412) zum Empfang der Signalstärke-Indikationssignale und der Signale des Zeitpunkts des Empfangs von jeder der Mehrzahl der Übertragungszellen; und

eine Steuereinheit (406), die auf die empfangenen Signalstärke-Indikationssignale und auf die Signale des Zeitpunkts des Empfangs zur Identifizierung der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, und zur Identifizierung mindestens einer zusätzlichen Übertragungszelle benachbart der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, anspricht.

9. System nach Anspruch 7, wobei die Auswahleinrichtung aufweist:

einen vorbestimmten Verbindungs-Sender (408) zur Übertragung der Adresse, der Nachricht und der Informationen, die die Übertragungszelle identifizieren, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist;

Verbindungs-Empfänger (412) zum Empfang der Adresse, der Nachricht und der Informationen, die die Übertragungszelle identifizieren, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist; und

eine Steuereinheit (430), die mit dem Verbindungs-Empfänger verbunden ist, um individuell die Information zu akzeptieren, die die Übertragungszelle identifiziert, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, und zur individuellen Auswahl des Senders zur Übertragung der Adresse und der Nachrichteninformation in der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist, und des zusätzlichen Senders in der Übertragungszelle benachbart der Übertragungszelle, in der der Paging-Sendeempfänger angeordnet ist.