DE69230791T2

DE69230791T2 - Verfahren und vorrichtung zur kommunikation mit signalen

Info

Publication number: DE69230791T2
Application number: DE69230791T
Authority: DE
Inventors: E. Burke; A. Freeburg; Paul Odlyzko
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1992-01-03
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2012-12-29
Also published as: EP0574570A4; KR930703764A; EP0574570B1; WO1993013610A1; DE69230791D1; CN1060305C; CN1084002A; US5471471A; AU3334793A; AU646194B2; TW258848B; EP0574570A1; ES2143500T3

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kommunikation mit Signalen

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Funkkommunikationssysteme und beschreibt insbesondere eine Architektur für den Signalaustausch und die Informationsverarbeitung in einem Sprach- und Datenpaket-Kommunikationssystem.

Hintergrund der Erfindung

Die digitale Funkkommunikation ist einer der am schnellsten wachsenden Dienste, die gegenwärtig durch die Telekommunikationsindustrie angeboten werden. Auf dem Gebiet der digitalen Funkkommunikation ist das Paketübertragungs-Kommunikationssystem ein relativ neuer Bereich.
Paketübertragungssysteme haben sich für die Übertragung von Informationen, die als Signalbündel auftreten, wie etwa Computerdaten und digitalisierte Sprache, als technisch zuverlässig und kommerziell wertvoll erwiesen. Der Fortschritt, der durch Paketübertragungssysteme erzielt wurde, bezieht sich teilweise auf die Tatsache, daß die Bandbreite des Systems nicht ständig durch einen Teilnehmer benötigt wird und somit durch viele Teilnehmer über eines der wohlbekannten Mehrfachzugriffsschemen gemeinsam benutzt werden kann, die Zeit-Mehrfachzugriff (TDMA), Frequenz- Mehrfachzugriff (FDMA), Code-Mehrfachzugriff (CDMA) und Raum- Mehrfachzugriff (SDMA) beinhalten, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Außerdem kann die Paketübertragung durch moderne digitale Ausrüstungen einfach bewältigt werden. Für mehr Informationen über Paketübertragungssysteme kann der interessierte Leser auf das US-Patent Nr. 4.905.231, Leung, u. a. und das US-Patent Nr. 4.992.486, Lindinsky u. a. Bezug nehmen.
Gegenwärtig gibt es mehrere Paketübertragungs-Kommunikationssysteme, in denen ein Knoten oder eine Steuereinheit mit einer Vielzahl von entfernten Kommunikationseinrichtungen kommuniziert. Solche Systeme enthalten die nachfolgend genannten, sind jedoch nicht darauf beschränkt:
- das digitale Funktelefon-Kommunikationssystem, Group System Mobile (GSM), zur Verwendung in Europa, das in den GSM- Dokumenten GSM 05.01 "Physical Layer on the Radio Path: General Description" und GSM 05.02 "Multiplexing and Multiple Access on the Radio Path" definiert ist;
- das Sprach- und Datenkommunikationsystem, das in der US- Patentanmeldung Seriennummer 07/719.212, eingereicht am 21. Juni 1991, mit dem Titel Voice and Data Packet Communication Method and Apparatus beschrieben ist, das vom Anmelder der vorliegenden Erfindung angemeldet ist; und
- das digitale Funktelefon-Kommunikationssystem, Digital European Cordless Telecommunications (DECT), zur Verwendung in Gebieten der Europäischen Personalkommunikation, das in den folgenden Artikeln beschrieben ist:
C. Van Diepenbeck, "DECT, A GENERAL OVERVIEW", Fourth Nordic Seminar on Digital Mobile Radio Communications DMR IV, Oslo; 26.-29. Juni 1990;
A. Bud, "SYSTEMS & NETWORK ASPECTS OF DECT", Fourth Nordic Seminar on Digital Mobile Radio Communications DMR IV, Oslo; 26.-29. Juni 1990;
Dr. H. Ochsner, "RADIO ASPECTS OT DECT", Fourth Nordic Seminar on Digital Mobile Radio Communications DMR IV, Oslo; 26.-29. Juni 1990;
Jedes der oben aufgeführten Systeme ist durch eine festgelegte Menge von Betriebsfrequenzen gekennzeichnet und unterscheidet sich durch eine unterschiedliche Luftschnittstelle, die hierin nachfolgend als Übertragungsprotokoll bezeichnet ist, wobei nicht zwei dieser Systeme genau gleich sind. Zum Beispiel bezeichnet Fig. 1 die Datenstruktur einer GSM- Datenbündelübertragung 100. Jede GSM-Datenbündelübertragung besteht aus einhundertundachtundvierzig (148) Bits, die bei einer Rate von 270,833 Kilobit/Sekunde übertragen werden. Einhundertundvierzehn (114) dieser Bits 110 stehen für die eigentliche Datenübertragung zur Verfügung, der Rest wird verwendet, um das Empfangen und Erkennen des Datenbündels 100 zu unterstützen. Eine Trainingsfolge in der Mitte des Datenbündels, die als das Synchronisationssignalmuster oder das Synchronisationswort 120 bezeichnet ist, wird verwendet, um das Impulsverhalten des Funkkanals abzuschätzen und um die Synchronisation des Empfängerbetriebs zu unterstützen. Drei Nachrichtenkopf- oder Schwanzbits 105 an jedem Ende eines Datenbündels grenzen den Beginn und/oder das Ende eines Datenbündels ab. Schließlich zeigen zwei Raub-Kennzeichenbits 115 unmittelbar vor und nach dem Synchronisationswort 120 an, daß ein Datenbündel, das ursprünglich einem Verkehrskanal zugewiesen war, "gestohlen" wurde, um für Signalisierungszwecke neu zugewiesen zu werden.
Im Unterschied dazu stellt Fig. 2 die Datenstruktur einer DECT-Datenbündelübertragung 200 dar. Jede DECT-Datenbündelübertragung besteht aus vierhundertundzwanzig (420) Bits, die bei einer Rate von ungefähr 1152 Kilobit/Sekunde übertragen werden. Dreihundertundzwanzig (320) dieser Bits 220 stehen für die eigentliche Datenübertragung zur Verfügung, der Rest wird verwendet, um das Empfangen und Erkennen des Datenbündels 200 zu unterstützen. Eine Trainingsfolge 205 im Nachrichtenkopf des Datenbündels 200, die als Synchronisationssignalmuster oder Synchronisationswort bezeichnet ist, wird verwendet, um die Synchronisation des Empfängerbetriebs zu unterstützen. Achtundvierzig Bits 210 ermöglichen die Multiplexierung der DECT-Logikkanäle. Danach erfüllen sechzehn Bits 215 die Funktion einer Zyklischen Redundanzprüfung (CRC), die verwendet wird, um die Richtigkeit der empfangenen Daten zu überprüfen. Am Ende werden vier Bits 225 verwendet, um die Funkstörung der empfangenen Daten zu erkennen.
Fig. 3 stellt die Datenstruktur einer Datenbündelübertragung 300 dar, die durch das Paketübertragungs-Kommunikationssystem verwendet wird, das in der US-Patentanmeldung Serien-Nr. 07/719.212, beschrieben ist, die am 21. Juni 1991 eingereicht wurde und den Titel Voice and Data Packet Communication Method and Apparatus trägt. Das Format besteht aus einer Trainingsfolge 305, die als das Synchronisationssignalmuster oder Synchronisationswort bezeichnet ist, einem Feld 310 des Paketnachrichtenkopfs und dem Datenfeld 320. Der Paketnachrichtenkopf 310 wird nachfolgend genauer beschrieben. Das Datenfeld 320 stellt die Informationen dar, die zwischen den Nutzern übertragen werden sollen.
Fig. 4 erläutert die Informationen, die im Paketnachrichtenkopf 310 von Fig. 3 enthalten sind. Der Nachrichtenkopf 310 enthält ein Identifikationsfeld 311 der virtuellen Verbindung, ein Paketlängenfeld 313, ein Zielinformationsfeld 315 und ein Gültigkeitsinformationsfeld 317. Das Identifikationsfeld 311 der virtuellen Verbindung enthält Informationen, die eine Registeradresse spezifizieren, die Steuerungsinformationen beinhaltet, die anzeigen, wo das Datenfeld 320 einer Datenbündelübertragung 300 im Speicher gespeichert ist. Das Paketlängenfeld 313 liefert Informationen bezüglich der Länge des Datenfelds 320. Das Zielinformationsfeld 315 enthält die Informationen der Zwischenzieladresse, die bestimmen, ob das Datenfeld 320 im Speicher gespeichert ist. Das Gültigkeitsinformationsfeld 317 enthält schließlich Daten, die mit einer CRC-Datengenauigkeitsberechnung verbunden sind. Aus dem Vorangehenden ist klär, daß Kommunikationsausrüstungen (Funkgeräte), die zum Betrieb unter Verwendung des GSM-Formats und zugehöriger Frequenzen entwickelt wurden, nicht in der Lage sind, auf Kommunikationsausrüstungen zuzugreifen oder mit diesen zu kommunizieren, die gemäß der DECT-Spezifikation entwickelt wurden. Das gleiche gilt für weitere Funkkommunikationsausrüstungen, die für Systeme entwickelt wurden, die entweder auf unterschiedlichen Übertragungskanälen arbeiten oder nicht kompatible Übertragungsprotokolle verwenden. Solche Systeme enthalten, sind jedoch nicht beschränkt auf: das Personal Communications Network (PCN) von Großbritannien, das auch als DCS1800 bezeichnet wird, das Digital Cellular System (USDC) der Vereinigten Staaten, das Digital Cellular System (JDC) von Japan u. ä.
Aus dem Gebiet der örtlichen Computernetze ist aus dem US- Patent Nr. 4.574.284 bekannt, daß Computer, Anzeigen, Tastaturen und Drucker über einen Bus in der Weise zusammengeschaltet werden können, daß zwischen zwei Einrichtungen eine virtuelle Verbindung aufgebaut wird und keine weitere Einrichtung mit einer der verbundenen Einrichtung kommunizieren kann, bis die virtuelle Verbindung unterbrochen wird.
Angesichts der nicht kompatiblen Natur vorhandener Paketübertragungs-Kommunikationssysteme und unter Berücksichtigung des modernen Trends hin zur Kompatibilität würde es äußerst vorteilhaft sein, einen allgemeinen Kommunikationsknoten zu schaffen, der in der Lage ist, eine Vielzahl unterschiedli cher Funkgerätetypen, d. h. eine Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationssysteme, zu unterstützen.

Zusammenfassung der Erfindung

Kurz beschrieben ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, die in einem Knoten eines Datenübertragungssystems integriert sind, zum Übertragen von Signalen an eine Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen, wenn einige der Kommunikationseinrichtungen unterschiedliche Übertragungsprotokolle aufweisen. Zu diesem Zweck sind die Vielzahl der Kommunikationseinrichtungen über einen Bus zusammengeschaltet. Zumindest eine Verarbeitungseinheit ist an den Bus geschaltet, um zumindest einen Abschnitt der durch eine Kommunikationseinrichtung über den Bus übertragenen Signale in ein verarbeitetes Signal zu verarbeiten. Nachdem zumindest ein Abschnitt des verarbeiteten Signals im Speicher gespeichert wurde, wird zumindest ein Abschnitt des gespeicherten verarbeiteten Signals an den Bus zurückgegeben und später durch zumindest eine Kommunikationseinrichtung aus der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen, die das gleiche Protokoll aufweist, extrahiert.
Gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung besteht die Vielzahl der Kommunikationseinrichtungen aus einer Vielzahl von Funkgeräten, die auf unterschiedlichen Übertragungskanälen betrieben werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt die Datenstruktur einer GSM-Datenbündelübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 2 stellt die Datenstruktur einer DECT-Datenbündelübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 3 stellt die Datenstruktur einer Datenbündelübertragung für ein drahtloses lokales Flächennetz gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 4 erläutert die im Paketnachrichtenkopf von Fig. 3 enthaltenen Informationen;
Fig. 5 erläutert ein Kommunikationssystem, das für die Realisierung der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild des Steuermoduls von Fig. 5 gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 erläutert das Paketformat, das in einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das die Übertragung von Daten von einer Steuereinheit zu einer Kommunikationseinrichtung, wie in Fig. 6 gezeigt, erläutert;
Fig. 9 ist ein Taktdiagramm, das Steuersignale erläutert, die verwendet werden, um Informationen in einer Kommunikationseinrichtung gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 8 zu empfangen;
Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das die Übertragung von Daten von einer Kommunikationseinrichtung zur Steuereinheit, wie in Fig. 6 gezeigt, erläutert; und
Fig. 11 ist ein Taktdiagramm, das Steuersignale erläutert, die verwendet werden, um Informationen von einer Kommunikationseinrichtung gemäß den Schritten von Fig. 10 zu übertragen.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführung

Fig. 5 erläutert ein Paketübertragungs-Kommunikationssystem, in dem ein Steuermodul oder Knoten 500 RF-Übertragungen verwendet, um mit tragbaren Endnutzern 506, mit mobilen Endnutzern 508 sowie mit feststehenden Nutzermodulen 502 zu kommunizieren, die an eine oder mehrere periphere Einrichtungen 504 gekoppelt sind, die aus einem Datenendgerät, einem Personalcomputer, einem Telefon oder einer weiteren Informationsein/ausgabeeinrichtung bestehen. Im erläuternden System ist das Steuermodul 500 außerdem durch einen Kanal 510 an ein Netz gekoppelt. Das Datennetz, mit dem das Steuermodul 500 verbunden ist, kann ein Ethernet-Netz, ein ISDN-Netz, ein Token-Ring-Netz oder ein weiteres konventionelles Kommunikationsnetz, wie die in der Technik bekannten Netze, sein. Das Steuermodul 500 steuert die Kommunikationen mit dem erläuterten Netz und leitet Informationen vom Netz über den Kanal 510 über das zugehörige Nutzermodul 502 zu den peripheren Einrichtungen 504 oder zu einem geeigneten Endnutzer 506, 508. Das Steuermodul 500 steuert außerdem lokale Übertragungen durch das Empfangen von Informationen von Endnutzern 506 und 508 über entsprechende RF-Kommunikationskanäle und durch das Weiterleiten der Informationen zu einem ähnlichen Endnutzer 506 oder 508 über einen RF- Kommunikationskanal, der dieser Einrichtung zugehörig ist. Diese Informationen werden in Form von Paketen übermittelt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung haben die Endnutzer 502, 506 und 508 jeweils ein separates und unterschiedliches RF- Übertragungsprotokoll. Zum Beispiel verwenden mobile Endnutzer 508 die Datenstruktur der GSM-Übertragung von Fig. 1, tragbare Endnutzer 506 verwenden die Datenstruktur der DECT-Übertragung von Fig. 2, während die feststehenden Endnutzermodule die Übertragungsdatenstrukturen von Fig. 3 verwenden. Somit ist das Steuermodul 500 der vorliegenden Erfindung, im Unterschied zu einem typischen Paketübertragungs-Kommunikationssystem, in der Lage, eine Vielzahl von unterschiedlichen Funkgerätetypen und zugehörige Kommunikationssysteme zu unterstützen.
Fig. 6 erläutert ein Blockschaltbild des in Fig. 5 gezeigten Steuermoduls 500. Eine Kommunikationssteuereinheit 517 enthält einen Mikroprozessor 518 mit zugehörigem Nur-Lese- Speicher 520, Speicher mit wahlfreiem Zugriff 522 und mit einer Netzschnittstelle 524. Die Netzschnittstelle 524 besteht aus geeigneten Registern und Leitungstreibern zur Kommunikation mit der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen, die durch den Netzschnittstellen- (NT) Bus 526 miteinander verbunden sind. Gemäß der physischen Struktur von Fig. 6 umfassen die Kommunikationseinrichtungen eine Vielzahl von Zwei-Wege-RF-Funkgeräten 528, 530 und 532 und zumindest eine Eingabe/Ausgabe-Überleiteinrichtung 534, die aus einer T1-Eingabe/Ausgabe-Überleiteinrichtung, einer ISDN-Eingabe/Ausgabe-Überleiteinrichtung, einer Tokenring-Eingabe/Ausgabe- Einrichtung oder einer Telefon-Eingabe/Ausgabe-Einrichtung bestehen kann. Jedes Funkgerät 528, 530 und 532 enthält eine NI-Busschnittstelle 536, 538 bzw. 540. Die Eingabe/Ausgabe- Überleiteinrichtung 534 enthält gleichfalls eine NI-Schnittstelle 542. Diese Schnittstellen stellen die notwendigen Register und Leitungstreiber für das Kommunizieren auf dem NI-Bus 526 bereit und werden außerdem eine MPU, RAM und ROM enthalten, wenn diese Betriebsmittel nicht in den integrierten Einrichtungen zur Verfügung stehen.
Jedes Funkgerät enthält eine oder mehrere mit 544, 546 und 548 bezeichnete Antennen für RF-Übertragungen mit zugehörigen Endnutzern, wie in Fig. 5 gezeigt. Während angenommen wurde, daß die Funkgeräte jeweils ein GSM-Funkgerät 528, ein DECT- Funkgerät 530 und ein Funkgerät 532, das drahtlose LAN- Operationen unterstützt, umfassen, stellen diese erläuternden Beispiele nur dar, daß gemäß der vorliegenden Erfindung jedes RF-Paketübertragungssystem in einem universellen Knoten virtuell realisiert sein kann. Weitere ausführbare Paketübertragungssysteme enthalten, ohne Beschränkung auf diese Systeme: das Personal Communication Network von Großbritannien (PCN), das auch als DCS1800 bezeichnet wird, das Digital Cellular System der Vereinigten Staaten (USDC), das Digital Cellular System von Japan (JDC) u. ä.
Die Eingabe/Ausgabe-Überleiteinrichtung 534 ist über den Kanal 510 an ein zugehöriges Ethernet-, Tokenring-, ISDN- oder Telefonnetz gekoppelt. Nochmals, diese erläuternden Netze stellen nur dar, daß jeder Typ von paketisierten Informationen mit Hilfe einer geeigneten Eingabe/Ausgabe- Einrichtung an den NI-Bus 526 gekoppelt werden kann. Während die bevorzugte Ausführung einen NI-Bus 526 zeigt, der die verschiedenen Funkgeräte und die Eingabe/Ausgabe-Überleiteinrichtung über die Kommunikationssteuereinheit 517 verbindet, wird überdies durch Fachmänner anerkannt, daß der NI-Bus durch einen TDM-Bus, bidirektionale Busse oder Paketvermittler ersetzt werden kann, die alle in der Technik bekannt sind.
Fig. 7 erläutert eine bevorzugte Ausführung eines Paketformats 700, das für Kommunikationen über den NI-Bus 526 verwendet wird. Es ist so segmentiert, daß es einen NI- Nachrichtenkopf und ein NI-Informationsfeld enthält. Jedes Paket auf dem NI-Bus wird immer einen NI-Nachrichtenkopf aufweisen. Der vollständige NI-Nachrichtenkopf besteht aus einem NI-Adreßfeld 705, das die Adresse der Einrichtung enthält, die das Paket empfangen soll, ein NI-Längenfeld 710, das die Länge des NI-Befehlsfelds 715 anzeigt, und ein NI- Befehlsfeld 515, das aus Befehlen oder Initialisierungsinformationen besteht, die von der Einrichtung, die das Paket über den Bus erhält, verwendet werden sollen. Allgemeine Befehle können einen Abruf von einem Zustand, einen Abruf von Daten und Sende/Empfangsdaten enthalten.
In seiner vollständigen Form folgt dem NI-Nachrichtenkopf nicht immer ein NI-Informationsfeld, wie nachfolgend erläutert. In seiner abgekürzten Form jedoch folgt dem NI- Nachrichtenkopf immer ein NI-Informationsfeld. In seiner abgekürzten Form muß der NI-Nachrichtenkopf zumindest das NI- Adreßfeld 705 enthalten und muß deswegen kein NI-Längenfeld 710 oder ein NI-Befehlsfeld 715 erfordern.
Dem NI-Nachrichtenkopf von Fig. 7 folgt unmittelbar das NI- Informationsfeld, das das Datenfeld 720 enthält. Dieser Abschnitt des Paketformats 700 besteht aus den Informationen, die über den NI-Bus 526 übertragen werden sollen. Wenn zum Beispiel ein an das GSM-Funkgerät 5Z8 adressiertes Paket 700 einen Sendedatenbefehl enthält, dann würde das Dateninformationsfeld 720 die zu übertragenden Daten enthalten, die gemäß der Datenstruktur von Fig. 1 formatiert sind. Wenn in ähnlicher Weise ein an das DECT-Funkgerät 530 adressiertes Paket 700 einen Sendedatenbefehl enthält, würde das Dateninformationsfeld 720 die zu übertragenden Daten enthalten, die gemäß der Datenstruktur von Fig. 2 formatiert sind. Somit kann das Dateninformationsfeld 720 in Abhängigkeit von den Befehlen des NI-Nachrichtenkopfes vorhanden sein oder nicht. Zum Beispiel müßte ein Befehl nach Abruf eines Zustands, der durch die Steuereinheit 517 an das GSM-Funkgerät 528 gesendet wird, kein Dateninformationsfeld 720 erfordern.
Die nachfolgend beschriebenen Verfahren werden am vorteilhaftesten in ein konventionelles Software-Betriebssystem integriert, das in Abhängigkeit von der speziellen Betriebsumgebung verschiedene Betriebsmöglichkeiten gewährleistet.
Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte erläutert, die durch die Kommunikationssteuereinheit 517 von Fig. 6 durchgeführt werden, um Daten oder Befehle zu einer Kommunikationseinrichtung zu übertragen, die mit dem NI-Bus verbunden ist. Das in Fig. 9 erläuterte Taktdiagramm bezieht sich außerdem auf die Übertragung von Datenpaketen von der Kommunikationssteuereinheit zu den Kommunikationseinrichtungen und sollte im Zusammenhang mit den in Fig. 8 beschriebenen Schritten gelesen werden. Das Taktdiagramm in Fig. 9 stellt den physischen NI-Bus dar, der aus einem Paketbus besteht, der acht Leitungen zur Übermittlung eines Datenbytes während jedes Bustaktzyklus aufweist, sowie separate Steuerleitungen für Pakettakt, Paketstart, NI-Quelle und Bustakt. Die Leitungen NI-Quelle und Bustakt sind immer durch die Kommunikationssteuereinheit gesteuert; die restlichen Leitungen und der Paketbus sind bidirektional, d. h. die Kommunikationssteuereinheit und die Kommunikationseinrichtungen können auf diesen Leitungen schreiben und lesen.
Die Übertragung von Daten von der Kommunikationssteuereinheit 517 zu einer Kommunikationseinrichtung wird folgendermaßen realisiert. Beginnend mit dem Programmeintritt bei START 800, steuert die Steuereinheit 517 die Leitung NI-Quelle vom Hochpegel zu Tiefpegel, wie im Schritt 810 angezeigt. Dies übergibt der Steuereinheit die Steuerung des NI-Busses und übermittelt an alle Einrichtungen, daß sie Daten empfangen sollen, die von der Steuereinheit übertragen werden. Im Schritt 820 steuert die Steuereinheit die Leitung Paketstart vom Hochpegel zum Tiefpegel, was den Beginn der Übertragung eines durch die Steuereinheit zu übertragenden Pakets zu einer Kommunikationseinrichtung markiert. Danach schreibt die Steuereinheit ein Datenbyte auf den Paketbus, wie durch den Schritt 830 angezeigt. Im Schritt 840 steuert die Steuereinheit die Leitung Pakettakt vom Hochpegel zum Tiefpegel und zurück zum Hochpegel. Die Kommunikationseinrichtungen lesen während des Übergangs des Pakettaktes vom Hochpegel zum Tiefpegel die Daten, die auf den Paketbus geschrieben wurden. Im Entscheidungsschritt 850 bestimmt die Steuereinheit, ob alle Daten übertragen worden sind. Wenn nicht (NEIN), wird das nächste Datenbyte durch die Rückkehr zum Schritt 830 auf den Paketbus geschrieben und der Zyklus wird wiederholt. Bei Beendigung des Schreibens aller Daten (Schritt 850 - JA) steuert die Steuereinheit die Leitung NI-Quelle vom Tiefpegel zum Hochpegel, wodurch die Steuerung des NI-Busses freigegeben wird, und der Übergang von Paketstart vom Tiefpegel zum Hochpegel markiert im Schritt 860 das Ende des Pakets. Dieses Verfahren endet bei ENDE 870.
In dem erläuternden Beispiel, das in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, sendet die Kommunikationssteuereinheit zwei Bytes eines einzelnen Pakets, wie in Fig. 7 erläutert, zu einer Kommunikationseinrichtung oder zu einer vorbestimmten Gruppe von Kommunikationseinrichtungen. Der NI-Nachrichtenkopf enthält die Kommunikationseinrichtungsadresse einer bestimmten Einrichtung oder eine Gruppenadresse für eine vorbestimmte Gruppe von Einrichtungen. Nach dem Empfangen und Decodieren der Einrichtungsadresse, die im NI-Nachrichtenkopf enthalten ist, kann jede Kommunikationseinrichtung bestimmen, ob die nachfolgenden Informationen für sie bestimmt sind. Wenn die Informationen für eine Einrichtung bestimmt sind, wird sie mit dem Lesen der durch die Steuereinheit übertragenen Daten fortsetzen. Wenn das Paket für eine Einrichtung nicht vorgesehen ist, braucht sie die Informationen nicht weiter zu verarbeiten und kann nur noch nach einem Übergang der Leitung Paketstart vom Tiefpegel zum Hochpegel suchen, der das Ende der Übertragung dieses Pakets anzeigt. Obwohl das erläuternde Beispiel von Fig. 9 im Schritt 860 den gleichzeitigen Übergang von NI-Quelle und Paketstart anzeigt, kann die Steuereinheit alternativ die Leitung NI-Quelle auf Tiefpegel halten, das Ende der Paketübertragung durch Steuerung der Leitung Paketstart von Hochpegel auf Tiefpegel anzeigen, und dann die Übertragung eines weiteren Pakets beginnen, indem Paketstart vom Hochpegel auf Tiefpegel gesteuert wird, wodurch zwischen der Übertragung von aufeinanderfolgenden Paketen nicht auf die Steuerung des NI- Busses verzichtet wird. Die Leitung Pakettakt wird durch die sendende Einrichtung gesteuert, wobei der Übergang vom Hochpegel zum Tiefpegel ein Signal an die empfangende Einrichtung ist, daß die Daten auf dem Paketbus stabil sind und gelesen werden sollten.
Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm, das Schritte erläutert, die durch eine Kommunikationseinrichtung beim Übertragen von Daten zur Kommunikationssteuereinheit durchgeführt werden. Diese Schritte sollten im Zusammenhang mit dem in Fig. 11 gezeigten Taktdiagramm gelesen werden. Das Taktdiagramm in Fig. 11 erläutert eine zusätzliche Steuerleitung, Paketende, die in Fig. 9 nicht gezeigt ist. In der vorangehenden Beschreibung bezüglich Fig. 9 werden die Leitungen Paketbus, Pakettakt und Paketstart von der Kommunikationssteuereinheit erzeugt. In Fig. 11 werden Paketbus, Pakettakt und Paketstart von einer Kommunikationseinrichtung erzeugt. Paketende, NI- Quelle und Bustakt werden von der Steuereinheit erzeugt.
Im START-Schritt 1000 von Fig. 10 wird ein Kennzeichenbit (F) auf Null gesetzt. Dieses Kennzeichenbit bezieht sich allgemein auf die Fähigkeit der Steuereinheit zu gestatten, daß bestimmte zusätzliche Daten nach dem durch Paketende markierten Ende des Pakets übertragen werden. Die Funktion dieses Kennzeichenbits wird nachfolgend genauer beschrieben.
Im Schritt 1002 erfolgt eine Bestimmung, ob ein Steuereinheitbefehl empfangen wurde. Wenn ja, geht der Ablauf zum Schritt 1004 über. Im Schritt 1004 erfolgt eine Bestimmung, ob Paketstart auf Hochpegel ist. Eine NEIN-Entscheidung hat eine Beendigung des Verfahrens bei ENDE 1006 zur Folge, denn Paketstart muß auf Hochpegel sein, damit eine Kommunikationseinrichtung eine Datenübertragung über den NI-Bus einleiten kann. Nach einer JA-Entscheidung durch den Schritt 1004 bestimmt der Schritt 1008, ob NI-Quelle auf Hochpegel ist. Eine NEIN-Entscheidung im Schritt 1008 hat die Beendigung des Verfahrens bei ENDE 1006 zur Folge, denn eine Kommunikationseinrichtung ist normalerweise nicht in der Lage, Daten zu übertragen, wenn die Leitung NI-Quelle auf Tiefpegel ist, es sei denn, sie ist durch einen früheren Befehl, der durch die Steuereinheit auf dem Paketbus gesendet wurde, dazu angewiesen worden. Eine JA-Entscheidung durch den Schritt 1008 zeigt an, daß der NI-Bus für die Datenübertragung durch die Kommunikationseinrichtung zur Verfügung steht.
Im Schritt 1010 steuert die Kommunikationseinrichtung die Leitung Paketstart vom Hochpegel zum Tiefpegel, wodurch die Steuereinheit angewiesen wird, Daten zu empfangen. Die Kommunikationseinrichtung fährt dann im Schritt 1012 fort, Daten auf den Paketbus zu schreiben. Die Kommunikationseinrichtung steuert dann im Schritt 1014 die Leitung Pakettakt vom Hochpegel zum Tiefpegel und wieder zum Hochpegel, wodurch ein Taktsignal an die Steuereinheit bereitgestellt wird, die Daten auf dem Paketbus zu lesen. Im Schritt 1016 erfolgt eine Entscheidung, ob Paketende auf Tiefpegel ist. Die Leitung Paketende wird durch die Steuereinheit gesteuert und wird verwendet, um eine Überschreibsteuerung zu gewährleisten, die durch die Steuereinheit ausgeübt werden kann, um eine Übertragung durch eine Kommunikationseinrichtung vorzeitig zu beenden. Eine NEIN-Entscheidung im Schritt 1016 führt zu einer Entscheidung im Schritt 1018, ob das Kennzeichenbit F auf Hochpegel ist. Eine JA-Entscheidung hat zur Folge, daß die Kommunikationseinrichtung eine ein Stopsignal sendende Datenfolge 1020 einleitet, in der die Übertragung von Daten gestoppt wird. Eine NEIN-Entscheidung durch den Schritt 1018, d. h. das Kennzeichenbit ist nicht gesetzt, hat eine Bestimmung durch die Kommunikationseinrichtung zur Folge, ob im Schritt 1022 alle Daten gesendet worden sind. Eine NEIN- Entscheidung führt die Steuerung zurück zum Schritt 1012, in dem weitere Daten zur Steuereinheit übertragen werden. Eine JA-Entscheidung durch den Schritt 1022, die das Ende der gewünschten Datenübertragung durch die Kommunikationseinrichtung anzeigt, hat zur Folge, daß die Einrichtung Paketstart vom Tiefpegel zum Hochpegel steuert, wie im Schritt 1024 angezeigt. Dies teilt der Steuereinheit mit, daß die Kommunikationseinrichtung das Übertragen des Paket beendet hat. Nach dem Schritt 1024 endet das Verfahren bei ENDE 1026.
Die nachfolgende Erklärung zeigt die Fähigkeit der Steuereinheit an, die Übertragung von Daten durch die Kommunikationseinrichtung vorzeitig zu beenden. Diese Abfolge wird durch die Steuereinheit eingeleitet, die die Leitung Paketende auf Tiefpegel steuert, und eine JA-Entscheidung durch den Schritt 1016. Im Schritt 1028 reagiert die Kommunikationseinrichtung auf diesen Befehl, indem sie das Kennzeichenbit F auf 1 setzt. Im Schritt 1003 erfolgt durch die Kommunikationseinrichtung eine Bestimmung, ob weitere Daten verbleiben, die zur Steuereinheit gesendet werden sollen. Eine NEIN- Entscheidung hat eine Beendigung der Übertragung zur Folge, indem zu den Schritten 1024 und 1026 zurückgekehrt wird. Eine JA-Entscheidung durch den Schritt 1030, die anzeigt, daß weitere Daten gesendet werden sollen, veranlaßt eine Rückkehr zum Schritt 1012, in dem das nächste Datenbyte auf den Paketbus geschrieben wird und der Pakettakt wird im Schritt 1014 umgeschaltet. Wenn die Leitung Paketende auf Tiefpegel bleibt, was durch den Schritt 1016 bestimmt wird, wird die gleiche Folge von Schritten durchgeführt, bis die Kommunikationseinrichtung alle ihre Daten übertragen hat, was durch den Schritt 1030 bestimmt wird. Wenn jedoch die Steuereinheit veranlaßt hat, das Kennzeichenbit F zurückzusetzen, indem Paketende vom Tiefpegel zum Hochpegel gesteuert wird, wird durch den Schritt 1016 eine NEIN-Bestimmung erfolgen. In diesem Fall hat der Schritt 1018 eine JA-Bestimmung zur Folge, denn das Kennzeichenbit ist gesetzt worden, wodurch die sofortige Stopfunktion durch den Schritt 1020 realisiert wird. Auf diese Weise kann die Steuereinheit die Übertragung von Daten durch eine Kommunikationseinrichtung beenden, indem Paketende vom Hochpegel zum Tiefpegel und wieder zum Hochpegel gesteuert wird.
Im erläuternden Beispiel, das in Fig. 11 gezeigt ist, wird vor einem Beendigungsbefehl der Leitung Paketende, d. h. Übergang vom Hochpegel zum Tiefpegel und wieder zum Hochpegel, die Leitung Paketstart durch die Kommunikationseinrichtung vom Tiefpegel zum Hochpegel gesteuert. Somit erläutert dieses Beispiel, daß die Kommunikationseinrichtung die Übertragung ihrer Daten ohne eine vorzeitige Unterbrechung durch die Steuereinheit vollendete. Die starke gestrichelte Linie, die in Fig. 11 der Leitung Paketstart zugeordnet ist, erläutert ein alternatives Beispiel, bei dem die Kommunikationseinrichtung weiterhin Daten zum Senden hat, jedoch durch einen Befehl Paketende unterbrochen wurde, wodurch die Leitung Paketstart bis zum Beginn der stark gestrichelten Linie auf Tiefpegel bleibt und gleichzeitig mit der Leitung Paketende, die durch die Steuereinheit vom Tiefpegel zum Hochpegel gesteuert wird, zum Hochpegel zurückkehrt. Dieser Mechanismus ist deswegen vorteilhaft, da er die Möglichkeit einräumt, daß nach einem vordefinierten Paket, das durch die Leitung Paketstart definiert ist, zusätzliche Datenbytes übertragen werden können. Somit ist es für eine Kommunikationseinrichtung möglich, sofort nach einem Paket eine Anzahl zusätzlicher Informationsbytes zu senden. Solche Informationsbytes können verwendet werden, um Zustände der Kommunikationseinrichtung zu überwachen oder sie können allgemeinen Aktualisierungsinformationen entsprechen, die nach der Übertragung des Pakets durch die Kommunikationseinrichtung bereitgestellt werden. Dies ermöglicht, daß derartige Informationen übertragen werden, ohne daß es nötig ist, daß sie innerhalb eines Pakets übermittelt werden. Dies schafft eine zusätzliche Flexibilität der Übertragungen, was besonders vorteilhaft ist, wenn eine Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen jeweils mit einer gemeinsamen Steuereinheit kommunizieren.
Wenn eine Kommunikationseinrichtung ein Informationspaket überträgt, das für eine weitere an den NI-Bus angeschlossene Kommunikationseinrichtung bestimmt ist, wird die Steuereinheit das Paket verarbeiten und ein Paket mit einem NI- Nachrichtenkopf, der an die Ziel-Kommunikationseinrichtung adressiert ist, neu formatieren und über den NI-Bus übertragen. Auf diese Weise wirkt die Kommunikationssteuereinheit als eine Verkehrsleiteinrichtung bei der Lenkung von Paketen und Informationen zwischen Kommunikationseinrichtungen sowie bei der Schaffung eines gemeinsamen Koordinationspunkts für Übertragungen.

Claims

1. Einrichtung zur Übertragung von Signalen zu einer Vielzahl von Hochfrequenz- (RF) Kommunikationseinrichtungen in einem Kommunikationssystem mit einer Vielzahl dieser RF- Kommunikationseinrichtungen (528), die in einen Knoten integriert sind, wobei einige der RF-Kommunikationseinrichtungen nicht kompatible RF-Übertragungsprotokolle aufweisen, umfassend:

- einen Bus (526) mit Steuerleitungen und Datenleitungen, wobei jede Kommunikationseinrichtung betriebsfähig an den Bus gekoppelt ist;

- Mittel (524), die betriebsfähig an die Steuerleitungen gekoppelt sind, zur Übertragung von Steuerungsinformationen zu und von der Vielzahl der RF-Kommunikationseinrichtungen;

- Mittel (518), die betriebsfähig an die Datenleitungen gekoppelt sind, zum Verarbeiten von Signalen, die durch eine RF-Kommunikationseinrichtung über die Datenleitungen übertragen werden, in ein verarbeitetes Signal;

- Speichermittel (522), die betriebsfähig an die Datenleitungen gekoppelt sind, zum Speichern zumindest eines Abschnitts des verarbeiteten Signals;

- Mittel (524), die betriebsfähig an die Speichermittel gekoppelt sind, zur Rückgabe des gespeicherten verarbeiteten Signals auf die Datenleitungen;

- Mittel (536, 538, 540, 542), die betriebsfähig an die RF-Kommunikationseinrichtungen gekoppelt sind, zum Überwachen der Steuerleitungen, um eine Datenleitungsaktivität zu erkennen; und

- Mittel (536, 538, 540, 542), die betriebsfähig an die RF-Kommunikationseinrichtungen gekoppelt sind, zum Extrahieren zumindest eines Abschnitts des zurückgegebe nen Signals von den Datenleitungen als eine Funktion der Erkennung.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die übertragenen Signale mehrere Informationspakete enthalten.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei die mehreren Informationspakete zumindest

- Sprachverkehr oder

- Datenverkehr enthalten.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bus (526) eine Einrichtung ist, die aus der Gruppe gewählt ist, die aus folgendem besteht:

- ein TDM-Bus;

- ein bidirektionaler Bus; und

- ein Paketvermittler.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bus (526) ein Netzschnittstellen- (NI) Bus ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, wobei der Netzschnittstellen- (NI) Bus (526) umfaßt:

- einen Steuerungsbus zum Übertragen von Steuerungspaketen zu der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen, und

- einen Steuerungstakt;

- einen Datenbus zum Übertragen von Datenpaketen zu der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen, und

- einen Datentakt;

- eine Leitung Paketstart; und

- eine Leitung Paketende,

wobei dieser NI-Bus über einen Verarbeitungseinheitsbus zumindest an eine zweite Verarbeitungseinheit betriebs fähig gekoppelt ist zum Anbieten von Steuerungspaketen an den Steuerungsbus.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, weiter einen Steuerungsspeicher umfassend, der betriebsfähig zwischen den Steuerungsbus und die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit gekoppelt ist, zum Speichern von Steuerungs- Informationen vor der Übertragung über den Steuerungsbus.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationseinrichtungen (528, 530, 532) aus der Gruppe gewählt sind, die aus folgendem besteht:

- Empfängern;

- Sendern; und

- Sendeempfängern.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend:

- Mittel zum Übertragen der extrahierten Signalinformationen von einer Kommunikationseinrichtung, die das gleiche Übertragungsprotokoll wie die Kommunikationseinrichtung aufweist, die das Signal über die Datenleitungen zur Verarbeitung überträgt.

10. Verfahren zum Übertragen von Signalinformationen zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Funkgerätetypen (528, 530, 532), das in einen Knoten (500) eines Kommunikationssystems integriert ist, wobei dieser Knoten einen Netzschnittstellenbus (526) aufweist, der Steuerleitungen für das Übertragen von Steuerungsinformationen und einen Datenbus für das Übertragen von Dateninformationen umfaßt, wobei jeder Funkgerätetyp ein nicht kompatibles Übertragungsprotokoll aufweist, wobei dieses Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- das betriebsfähige Zusammenkoppeln einer Vielzahl unterschiedlicher Funkgerätetypen (528, 530, 532) über den Netzschnittstellenbus;

- das betriebsfähige Koppeln zumindest einer Verarbeitungseinheit (517) an den Netzschnittstellenbus;

- Verarbeiten zumindest eines Abschnitts der Signalinformationen, die durch einen Funkgerätetyp über den Datenbus übertragen werden, in ein gemäß dem Funkgerätetyp verarbeitetes Signal in der Verarbeitungseinheit;

- Speichern von zumindest einem Abschnitt des gemäß dem Funkgerätetyp verarbeiteten Signals im Speicher (520);

- Rückgeben zumindest eines Abschnitts (720) des gemäß dem Funkgerätetyp verarbeiteten Signals zurück auf den Datenbus auf Befehl;

- Überwachen der Steuerleitungen durch die Vielzahl der Funkgerätetypen, um eine Datenbusaktivität zu erkennen;

- Extrahieren zumindest eines Abschnitts (720) des zurückgegebenen Signals vom Datenbus durch ein Funkgerät (528, 530, 532) als eine Funktion der Erkennung; und

- Übertragen der extrahierten Signalinformationen vom Funkgerät (528, 530, 532), unter Verwendung des Übertragungsprotokolls, das diesem Funkgerät zugehörig ist,

so daß ein Kommunikationsknoten geschaffen ist, der unterschiedliche Funkgerätetypen unterstützt.