FI98429C - CT2-puhelinjärjestelmä - Google Patents

Description

1 98429 CT2-puhelinjärjestelmä

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osan mukainen CT2-puhelinjärjestelmä.

Toisen sukupolven langattoman puhelimen CT2 (Cordless Telephone, Second Generation) määrittely on alunperin tehty brittiläisessä standardissa BS 6833 (viite [1], viiteluettelo on selitysosan lopussa) ja järjestelmän 10 radio-osien määrittely spesifikaatiossa MPT 1334 (viite [2]). Ongelmana näissä alkuperäisissä standardeissa oli käsipuhelimen ja tukiaseman välisen protokollan huono määrittely. Eri valmistajien kehittämien yhteensopimatto-mien radiotieprotokollien alkaessa muodostua ongelmaksi 15 perustettiin DTI:n (United Kingdom Department of Trade and Industry) johdolla komitea, jonka tarkoituksena oli määritellä yhteinen radiotieprotokolla CAI (Common Air Interface) . Tämä on tehty MPT:n (Ministry of Posts and Telecommunications) spesifikaatiossa MPT 1375 (viite [3]).

20 Esillä olevan keksinnön jäljempänä esitettävän yksityiskohtaisemman selityksen taustaksi kuvataan seu-raavassa tarkemmin CT2-järjestelmän radiotieprotokollaa.

CT2-järjestelmälle on varattu taajuusalue 864-868 MHz, joka jaetaan 100 kHz:n kanaviksi. Tällöin mainitulle 25 4 MHz:n kaistalle saadaan sopimaan 40 radiokanavaa. Maksi- milähetysteho on vain 10 mW, mikä sallii pitkät toiminta-ajat ja toisaalta laskee puhelimen hintaa.

CT2-järjestelmässä käytettävä modulaatio on kaksitasoinen FSK (Frequency Shift Keying) muotoiltuna gaussi-30 laisella suodattimena. Binääristä ykköstä vastaa taajuus-deviaatio 14,4-25,2 kHz keskitaajuuden yläpuolella ja binääristä nollaa puolestaan deviaatio 14,4-25,2 kHz keskitaajuuden alapuolella.

CT2-järjestelmässä tapahtuu lähetys- ja vastaanotto 35 samalla taajuudella. Kaksisuuntaisen yhteyden aikaansaami- 2 seksi tukiaseman ja käsipuhelimen välille vuorotellaan lähetystä ja vastaanottoa 500 Hz:n taajuudella. Tätä menetelmää kutsutaan nimellä TDD (Time Division Duplex). Käytettäessä 500 Hz:n vuorottelutaajuutta on sekä lähetys-5 että vastaanottojakson pituus 1 ms. Bittinopeus CT2-jär-jestelmässä on 72 kbit/s, jolloin yhteen lähetysjaksoon sopii 72 bittiä. Jakson ajasta on kuitenkin varattu neljän bitin pituinen aika lähettimen sammutukseen ja vastaanottimen taajuuden asetukseen, joten hyötydataa voidaan siir-10 tää enintään 68 bittiä jaksoa kohden. Siirtoyhteyden vaatima synkronointi suoritetaan siten, että käsipuhelin synkronoituu tukiaseman lähetys/vastaanotto (TX/RX) vuorotteluun, ja tämän jälkeen oikeaan bittinopeuteen. Tätä selvitetään tarkemmin jäljempänä. Tukiaseman ja käsipuhe-15 limen välisen lähetys- ja vastaanottovuorottelun periaatetta on esitetty kuviossa 1.

Radiotieprotokollaa voidaan myös käsitellä jakamalla eri toiminnot sen mukaan, mihin OSI-mallin kerrokseen ne kuuluvat. (OSI-malli (Open System Interconnection) on 20 ISO:n (International Standards Organization) määrittelemä malli, joka määrittelee avoimien järjestelmien kommunikointitavan. ) OSI-mallin kerroksen 1 tehtävänä on sopivan radiokanavan valinta ja kaksisuuntaisen digitaalisen yhtey-25 den muodostus. Signaloinnissa on ajateltu pääasiassa point-to-point yhteyden muodostamista, mutta yhteyttä muodostettaessa on mahdollista kutsua käsipuhelimia monelta tukiasemalta yhtäaikaa, ja toisaalta käsipuhelimen kutsuun voi vastata useampi kuin yksi tukiasema. Radiokanavan 30 valinta CT2-järjestelmässä on dynaaminen, eli yhteyttä otettaessa valitaan automaattisesti kanava, jolla on riittävän matala kohinataso. Dynaamisen kanavan valinnan ansiosta varsinaista taajuussuunnittelua ei verkkoa perustettaessa tarvita.

35 Yhdellä radiokanavalla käytettävissä oleva 11 98429 3 72kbit/s:n siirtokapasiteetti jaetaan kolmen eri informaatiokanavan kesken. (Huomattakoon, että tässä yhteydessä tarkoitetaan informaatiokanavaa, ei siis radiokanavaa). Informaatiokanavat ovat: 5 a) signalointikanava eli D-kanava b) puheen- ja datansiirtokanava eli B-kanava c) synkronointikanava eli SYN-kanava.

Puhelun eri vaiheissa ovat eri kanavien siirtotar-peet erilaiset ja tästä syystä niille voidaan osoittaa 10 vaihteleva määrä siirtokapasiteettia. Joissain tilanteissa voi yksi kanavista puuttua kokonaan. Näitä erilaisia kana-vayhdistelmiä kutsutaan multiplekseiksi, ja niitä on CT2-järjestelmässä käytössä kolme kappaletta, eli multipleksi 1, multipleksi 2 ja multipleksi 3. Multipleksistä 1 voi-15 daan lisäksi käyttää kahta eri variaatiota (multipleksi 1.2 ja multipleksi 1.4).

CT2-järjestelmässä käytetään B- ja D-kanavia samoin kuin yleensä muissakin tietoliikennesovellutuksissa, mutta SYN-kanava on sen sijaan CT2-järjestelmän erikoisuus. SYN-20 kanavaa (jota kuvataan tarkemmin jäljempänä) käytetään multiplekseissä 2 ja 3, kun bitti- ja TX/RX-synkronointia ei välttämättä ole saavutettu. Kanava muodostuu ns. pream-ble-osasta, joka on binäärisen ykkösen ja binäärisen nollan vuorottelua kymmenen bitin ajan. Preamble-osaa seuraa 25 erityinen 24 bitin mittainen koodisana, jolla merkitään yhteydenottoon käytettävä radiokanava. Koodisanat sijaitsevat lähetysjaksossa aina tietyssä kohdassa, jolloin koodisanan avulla voidaan tahdistaa lähetys-/vas-taanottovuorottelu. Koodisanoja on neljä kappaletta, jois-30 ta kahdella, CHMP ja CHMF, yritetään avata linkkiyhteyttä radiokanavalla. CHM tulee sanoista Channel Marker ja kirjaimet F ja P kertovat onko lähettävä osapuoli Fixed part (eli tukiasema) vai Portable part (eli käsipuhelin). Toiset kaksi koodisanaa ovat SYNCP ja SYNCF ja niillä viesti-35 tetään vastapuolelle, että synkronointi on saavutettu.

4 98425

Koodisanat CHMP ja CHMF ovat toistensa invertoituja arvoja, ja SYNCP ja SYNCF samoin. Kun käsipuhelin hakee radiokanavalta CHMF- tai SYNCF-sanaa, se ei voi huomata toisen käsipuhelimen lähettämää koodisanaa. Sama pätee 5 myöskin tukiasemaan. Koodisanat on valittu niin, että niillä on mahdollisimman pieni autokorrelaatio ja samalla mahdollisimman pieni ristikorrelaatio muihin yleisesti käytettyihin bittikuvioihin.

Multipleksiä 1 käytetään, kun käsipuhelin ja tulo kiasema ovat puhetilassa, eli yhteys on saatu aikaan ja bitti- sekä TX/RX-synkronointi on saavutettu. Multipleksi l:ssä ei SYN-kanavaa siirretä ollenkaan, eli jos synkronointi katoaa, on yhteys alustettava uudelleen. Multipleksi l:stä käytetään kahta eri variaatiota; multipleksiä 15 1.2, joka on kuvattu kuviossa 2a, ja multipleksiä 1.4, joka on esitetty kuviossa 2b. Molemmissa on B-kanavan pituus 64 bittiä jaksossa, mutta D-kanavan pituus vaihte-lee. Multipleksi 1.2:ssa lähetetään D-kanavaa 1 kbit/s nopeudella eli yksi bitti jakson alussa ja yksi lopussa.

20 Multipleksi 1.4:llä on D-kanavan nopeus kaksinkertainen eli 2kbit/s, jolloin lähetetään kaksi bittiä alussa ja kaksi lopussa. B-kanavaa käytetään puheensiirtoon siten, että lähetettävästä bittijonosta invertoidaan tietyt spesifikaation määrittelemät bitit. Tällä menetelmällä saa-25 daan ykkösten ja nollien esiintyminen riittävän satunnaiseksi. Varsinaista puheensalausta ei CT2-järjestelmässä ole käytössä. B-kanavalla ei käytetä virheen tunnistusta tai korjausta.

D-kanavaa pitkin vaihdetaan tukiaseman ja käsipuhe-30 limen tunnuksia, näin varmistetaan radioyhteyden säilyminen. D-kanavalla virheet korjataan uudelleenlähetyksillä, ja mikäli virhesuhde nousee puheensiirron kannalta liian suureksi, voidaan radiokanavaa vaihtaa katkaisematta puhelua. Virheentunnistus ja muu overhead-tieto pudottavat D-35 kanavan todellisen siirtokapasiteetin noin puoleen yllä . 58429

D

mainituista 1 kbit/s:sta tai 2 kbit/s:sta.

Kunkin jakson alussa on kahden (multipleksi 1.2) tai kolmen (multipleksi 1.4) bitin pituinen suoja-aika, joka myös määrää, maksimiviiveen kautta, solun maksimikantaman.

5 Kaikkien CT2-laitteiden on tunnettava multipleksi 1.2, multipleksi 1.4:n käyttö on sen sijaan vapaaehtoista.

Multipleksia 2, jonka rakenne on esitetty kuviossa 3, käytetään puhelun muodostamisvaiheessa, kun tukiasema haluaa muodostaa yhteyden käsipuhelimeen, tai kun käsipu-10 helin vastaa tukiaseman yhteydenottoon. Multipleksillä 2 käytössä on siis D-kanava ja SYN-kanava. Kun tukiasema haluaa yhteyden käsipuhelimeen, sen pitää lähettää oma tunnuksensa ja samalla varmistaa, että käsipuhelin pystyy synkronoitumaan tukiasemaan. Tästä syystä multipleksi 15 2:11a lähetetään edellä mainittu 10 bitin pituinen pream- ble-osa 31, joka mahdollistaa bittisynkronoinnin, ja tämän jälkeen edellä mainittu 24 bitin pituinen CHM-koodisana, jonka avulla lähetys/vastaanottovuorottelu saadaan tahdistettua. Kun käsipuhelin on tahdistunut tukiasemaan ja 20 vastaanottanut tukiaseman tunnuksen, se lähettää SYN-kana-valla SYNCP-sanan. Multipleksi 2:11a D-kanavaa pitkin lähetetään tukiaseman tunnusta LID (Link Identification Code) ja toiseen suuntaan käsipuhelimen tunnusta PID (Portable Identification Code). D-kanavan datanopeus multi-25 pieksi 2:11a on, kuten kuviosta 3 ilmenee, 16kbit/s, josta virheentunnistuksen ja muiden overhead-tietojen jälkeen jää käyttöön noin puolet.

Käsipuhelimen ottaessa yhteyttä tukiasemaan, muodostuu ongelmaksi löytää oikea bitti- ja TX/RX- synkronointi, 30 sillä tukiasema ei voi synkronoitua käsipuhelimeen. Kun käytetään taajuusjakokanavointia, pitää tukiasemassa olla oma radio jokaista yhteyttä varten. Jos yksikin radioista on eri tahdissa muiden kanssa, tukkii se lähettäessään muiden vastaanoton. Tästä syystä pitää käsipuhelimen pys-35 tyä löytämään oikea synkronointi. Jotta oikea tahdistus 6 PB429 pystyttäisiin löytämään, käytetään yhteydenotossa käsipuhelimesta tukiasemaan päin multipleksiä 3.

Multipleksi 3 ei noudata normaalia 500 Hz:n TX/RX-vuorottelua, vaan käsipuhelin lähettää yhteyttä halutes-5 saan kuviossa 4a esitetyn 10 ms:n mittaisen yhtäjaksoisen lähetyksen ja kuuntelee tämän jälkeen 4 ms. Jos vastausta ei saada, käsipuhelin toistaa edellä mainitun sekvenssin viiden sekunnin ajan. Multipleksi 3 sisältää D-kanavan ja SYN-kanavan. D-kanava on jaettu neljään 20 bitin mittai-10 seen jaksoon, jotka toistetaan kukin neljä kertaa. Näitä jaksoja on kuviossa 4a merkitty viitemerkeillä D1-D4. Kukin näistä jaksoista on kuviossa 4b esitetyn kaltainen, eli kussakin jaksossa D1-D4 lähetetään aluksi 6 bitin pituinen ensimmäinen preamble-osuus 41, sitten 10 D-bitin 15 jälkeen lähetetään 8 bitin pituinen toinen preamble-osuus 42 (1,0,1,0...), jonka jälkeen lähetetään toiset 10 D- bittiä ja lopuksi lähetetään 2 bitin pituinen kolmas preamble-osuus 43. D-kanavajaksojen jälkeen lähetetään SYN-kanava, myöskin neljä kertaa peräkkäin (vrt. kuvio 20 4a) . SYN-kanava koostuu kuvion 4c mukaisesti 12 bitin preamble-osuudesta 44 ja tätä seuraavasta 24 bitin pituisesta koodisanasta CHMP. Tällaisella multipleksirakenteel-la voidaan varmistaa, että koko informaatio osuu tukiaseman vastaanottojaksoon. D-kanava sisältää synkronoin-25 tisanan, käsipuhelimen tunnuksen PID ja sen tukiaseman tunnuksen LID, johon yhteys halutaan. Kun tukiasema on vastaanottanut ja tulkinnut saamansa sanoman, se yrittää muodostaa yhteyden lähettämällä käsipuhelimelle multiplek-sillä 2 vastauksen.

30 OSI-mallin kerroksen 2 tehtävänä on D-kanavan vir- heentunnistus ja -korjaus, radioyhteyden ylläpito, yhteyden toisen osapuolen tunnistus ja viestien välitys radioyhteyden yli. Kerros 2 hoitaa myös tiedonsiirron kerrokselle 3. Virheentunnistus tehdään CRC- (Cyclic Redundancy 35 Check) menetelmällä ja virheet korjataan paketin uudelleen 98429 7 lähetyksellä.

Tiedonsiirto D-kanavalla on pakettimuotoista, ja se perustuu spesifikaatioon MPT 1317 (viite [4]), joka määrittelee yleisesti sen, miten paketit, joita siirretään 5 radiolinkin yli, pitää muodostaa. CT2-järjetelmässä lähetys D-kanavalla alkaa 16 bitin synkronointisanalla, jota seuraa ACW-sana (Address Code Word) ja enintään viisi DCW-sanaa (Data Code Word). Koodisanat ovat 64 bitin pituisia, ja DCW-koodisanoja ei ole pakko käyttää. Koodisanojen 10 tarkempi sisältö on kuvattu viitteessä [3], joten niitä ei tässä yhteydessä kuvata tarkemmin.

OSI-mallin kerroksella 3 siirretään varsinainen hyötyinformaatio radioyhteyden toiseen päähän. Informaatiota ovat esimerkiksi käyttäjän näppäilemät numerot 0-9 15 sekä merkit # ja *. Toiseen suuntaan voidaan siirtää esimerkiksi viestejä PBXrltä suoraan käsipuhelimen näytölle. Signalointikerros kolmen kannalta kerros 2 ainoastaan muodostaa häiriöttömän siirtoyhteyden radiotien toiseen päähän.

20 Puheen koodauksessa käytetään adaptiivista differen tiaalista pulssikoodimodulaatiota (ADPCM) nopeudella 32kbit/s. Käytettävä algoritmi on määritelty CCITTrn suosituksessa G.721, ja se mahdollistaa datasiirron nopeudella 4,8 kbit/s sekä telefaksin käytön. Jos käsipuhelimen 25 tehonkulutusta halutaan rajoittaa, voidaan suosituksesta tinkiä, mutta puheenlaadun tulee kuitenkin täyttää standardin BS 6833 osassa 2 (viite [1]) esitetyt vaatimukset.

Edellä on käsitelty informaation siirtoa ja eri multipleksien toimintaa CT2-puhelinjärjestelmässä puhelun 30 eri vaiheissa. Koska esillä oleva keksintö ei kuitenkaan liity itse puhelunmuodostukseen, ei sitä kuvata tässä yhteydessä enempää. Kokonaiskuvan kuvan puhelunmuodostuksesta voi saada esim. viitteestä [5].

Edellä lyhyesti kuvatulla CT2-puheIinjärjestelmällä 35 ja sen tunnetuilla toteutuksilla on kuitenkin myös useita 98429 8 epäkohtia, jotka ovat ehkä osaltaan vaikuttaneet siihen, että järjestelmän kaupallinen menestys ei ole ollut alkuodotusten mukainen.

Tukiasema ja käsipuhelin kuuluvat tunnetuissa rat-5 kaisuissa kiinteästi yhteen, joten tilaaja on käsipuhelimen hankkiessaan joutunut hankkimaan myös tukiaseman, joka sijoitetaan tavanomaisen puhelimen tilalle.

CT2-järjestelmä ei myöskään tue solukkoverkoista sinänsä tunnettuja roaming- ja hand over -toimintoja.

10 Roaming-toiminto eli tilaajan mahdollisuus liikkua usean tukiaseman (solun) alueella on tosin mahdollista toteuttaa tunnetulla CT2-tekniikalla soitettaessa käsipuhelimesta verkkoon päin. Tällöin on jokaiseen tukiasemaan, jonka alueelta halutaan soittaa, ohjelmoitava niiden puhelimien 15 koodit, jotka ovat soittamiseen oikeutettuja. Tällainen menetelmä on kuitenkin hankala suuren tukiasemamäärän vuoksi (CT2-solun säde on tyypillisesti vain noin 120 metriä). Hand over -toimintoa eli tukiaseman vaihtoa kesken puhelun, puhelua katkaisematta, ei sen sijaan ole 20 pystytty toteuttamaan tunnetuissa CT2-ratkaisuissa.

Jotta tilaajan ei tarvitsisi hankkia käsipuhelimen kanssa myöskin kokonaista tukiasemaa, voidaan tukiaseman toimintoja ajatella hajautettavan siten, että ainakin osa siitä sijaitsee ylempänä verkossa. Näin ollen tavallisen 25 puhelimen tilalle ei tarvitsisi hankkia täydellistä tukiasemaa ja lisäksi käsipuhelinta. Tukiaseman toimintoja on aikaisemmin hajautettu siten, että tukiaseman ohjainosa on yhdistetty optisen kuidun välityksellä radiot sisältävään muunninyksikköön, joka sisältää optoelektrisen muuntimen 30 optisen signaalin muuntamiseksi sähköiseksi signaaliksi ja vahvistimet sähköisen signaalin vahvistamiseksi ennen sen lähetystä radiotielle. Tämän tyyppisen hajautusratkaisun epäkohtana CT2-järjestelmässä olisi se, että lähe-tys/vastaanotto-vuorottelun rytmi tulisi riippuvaiseksi 35 ohjainosan ja muunninyksikön välisestä viiveestä, toisin

II

98429 9 sanoen ohjainosan ja muunninyksikön välinen viive pienentäisi suurinta mahdollista radiotiellä sallittavaa viivettä .

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin saada 5 aikaan parannus edellä mainituissa epäkohdissa. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella CT2-puhelinjärjestelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön ajatuksena on hajauttaa tukiasema siten, 10 että radio-osia lukuunottamatta kaikki tukiasematoiminnot on sijoitettu tilaajajohdon keskuksen puoleiseen päähän ja tilaajajohdon tilaajan puoleiseen päähän on sijoitettu radio-osat ja ajastuselimet, jotka synkronoivat radio-osat tukiaseman tilaajajohtoa pitkin lähettämän synkronointi-15 tiedon mukaisesti.

Tilaajajohdon tilaajan puoleisessa päässä oleva ajastus- ja radioyksikkö ei siis prosessoi puheluja, vaan se ainoastaan lukittuu tilaajajohdon yli siirrettävään dataan, joka sisältää synkronointitiedon, jonka avulla 20 radioiden ja käsipuhelimien välinen radiotie synkronoidaan.

Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta saadaan tilaajan tarvitsema laitteisto mahdollisimman halvaksi ja lisäksi tukiaseman hinta jakautumaan usean tilaajan kes- 25 ken, koska tilaaja tarvitsee vain käsipuhelimen.

Koska lähetys/vastaanotto-vuorottelu muodostetaan tukiaseman lähettämän synkronointitiedon perusteella ajastus- ja radioyksikössä, ei tukiaseman ja radioiden välinen viive enää pienennä järjestelmän suurinta sallittua vii- 30 vettä.

Keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa myös roa- ming-toiminnon toteuttamisen entistä yksinkertaisemmin, koska verkosta tuleva soitto ohjautuu tukiasemaan, joka pystyy nyt etsimään vastaanottajaa usean solun alueelta.

35 (Tämä on seurausta siitä, että tukiasema voi ohjata useita 10 984 29 ajastus- ja radioyksiköitä, joista kukin muodostaa oman solunsa.) Näin ollen puhelimen käyttäjä ei ole sidottu yhden ainoan solun alueelle.

Myös hand over -toiminto voidaan toteuttaa, koska 5 yhteyden ylläpito ei enää ole sidottu tiettyyn paikkaan sijoitettuun vastaanottimeen ja lähettimeen, vaan yhteyden heikentyessä puhelu voidaan vaihtaa kulkemaan paremman sijaintipaikan omaavan radioyksikön kautta.

Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritus-10 muotoja kuvataan tarkemmin viitaten kuvioiden 5-llb mukaisiin esimerkkeihin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää lähetys- ja vastaanottovuorottelua CT2-j ärj estelmässä, kuvio 2a esittää CT2-järjestelmässä käytettävän 15 multipleksi 1.2:n rakennetta, kuvio 2b esittää CT2-järjestelmässä käytettävän multipleksi 1.4:n rakennetta, kuvio 3 esittää CT2-järjestelmässä käytettävän multipleksi 2:n rakennetta, 20 kuvio 4a esittää CT2-järjestelmässä käytettävän multipleksi 3:n rakennetta, kuvio 4b esittää CT2-järjestelmässä käytettävässä multipleksi 3:ssa siirrettävien D-kanavien rakennetta, kuvio 4c esittää CT2-järjestelmässä käytettävässä 25 multipleksi 3:ssa siirrettävien SYN-kanavien rakennetta, kuvio 5 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelmärakennetta, kuvio 6 esittää erästä mahdollista ajastus- ja radioyksiköiden sijoittelua kuvion 5 mukaisessa järjestel-30 mässä, kuvio 7 esittää lohkokaaviona kuvion 5 mukaisessa järjestelmässä tilaajajohdon tilaajan puoleiseen päähän kytkettyä ajastus- ja radioyksikköä, kuvio 8 esittää tukiaseman sekä ajastus- ja radioyk- 35 sikön välillä siirrettävän datan kehysrakennetta, 98429 11 kuvio 9 esittää tukiaseman sekä ajastus- ja radioyk-sikön välillä siirrettävän datan ylikehysrakennetta, kuvio 10a esittää tarkemmin ajastus- ja radioyksikön ensimmäisiä muokkauselimiä, joilla lyhennetään SYN-kanavan 5 dataa käytettäessä multipleksia 2 puhelun muodostusvaiheessa, kuvio 10b esittää kuviossa 10a esitettyjen ensimmäisten muokkauselimien toimintaa, kuvio 11a esittää tarkemmin ajastus- ja radioyksikön 10 toisia muokkauselimiä, joilla pidennnetään SYN-kanavan dataa käytettäessä multipleksia 2 puhelun muodostusvaiheessa, ja kuvio 11b esittää kuviossa 11a esitettyjen toisten muokkauselimien toimintaa.

15 Koska ISDN-perusliittymä on selvästi yleisin tilaa jaliittymä yleiseen puhelinverkkoon, on myös keksinnön edullinen suoritusmuoto sellainen, jossa ajastus- ja ra-dioyksikkö on liitetty esim. ISDN-U-rajapinnan kautta ISDN-perusliittymään. Ennen keksinnön mukaisen järjestel-20 män tarkempaa kuvausta selvitetään näitä käsitteitä lyhyesti .

ISDN-U-rajapinta on tilaajajohdon ja sen liittymään liittyvä rajapinta, jonka standardointia on käsitelty CCITTrssä. U-rajapinnasta on olemassa useita useita suosi-25 tusluonnoksia. Eräässä näistä on rajapinta määritelty 2BlQ-linjakoodilla.

ISDN-käyttäjän ja verkon välisessä rajapinnassa on tilaajan ja verkon välillä käytettävissä erityyppisiä kanavia informaation siirtoon. ISDN-suosituksiin sisälty-30 vät B-, D- ja H-kanavat. B-kanava on 64 kbit/s:n nopeudella toimiva ajastuksella varustettu kanava, jota voidaan käyttää esim. puheensiirtoon (64 kbit/s) CCITT:n suosituksen G.711 mukaisesti tai nopeudelle 64 kbit/s koodatun laajakaistaisen puheen siirtoon. D-kanava on tarkoitettu 35 ensisijaisesti piirikytkentäisten yhteyksien merkinanto- 98429 12 kanavaksi, mutta sitä voidaan käyttää myös pakettikytkentäisen datan siirtoon. D-kanavan nopeus on 16 kbit/s tai 64 kbit/s sovelluksesta riippuen. H-kanavat ovat puolestaan ajastuksella varustettuja laajakaistakanavia.

5 Kanavia yhdistelemällä saadaan ISDN-käyttäjäliitty- mille erilaisia kanavarakenteita. Perusliittymässä (engl. basic access) kanavarakenne on 2B+D ja perusjärjestelmä-liittymässä (engl. primary access) puolestaan 30B+D.

Koska perusliittymän kanavarakenne on muotoa 2B+D, 10 ISDN-tilaajajohtoon voidaan liittää kaksi B-kanavaa (kum pikin nopeudeltaan 64 kbit/s) ja yksi D-kanava (nopeudeltaan 16 kbit/s). Tällöin tilaaja saa käyttöönsä kaksi erillistä puheyhteyttä ja yhden merkinantokanavan tai pakettimuotoisen datasiirtoyhteyden.

15 Kuviossa 5 on esitetty eräs mahdollinen keksinnön mukainen järjestelmärakenne. Järjestelmä rakentuu tukiasemasta 501, joka liittyy esim. samaan väylään 502 puhelinverkon ISDN-U-tilaajaliityntäkortin 503 (tai -korttien 503) kanssa, ja tavanomaisten tilaajajohtojen 504 tilaajan 20 puoleisissa päissä olevista ajastus- ja radioyksiköistä 505, joita on useita, tässä tapauksessa kahdeksan, yhtä tukiasemaa kohti. Tukiasema 501 on sinänsä tunnettu CT2-tukiasema, mutta sen radio-osat on siirretty tilaajajohdon tilaajan päässä olevaan ajastus- ja radioyksikköön 505, 25 jota kuvataan tarkemmin jäljempänä. Lisäksi tukiasemassa on voimassa CT2-spesifikaatio multipleksi 2:n SYN-kanavan osalta hieman modifioituna. Tukiasemaan voidaan myös lisätä solukkoverkoista sinänsä tunnettuja ominaisuuksia, kuten roaming- ja hand over -toiminnot, jotka ovat paikal-30 lisiä eli yhden tukiaseman 501 alueella toimivia. Myös näitä piirteitä kuvataan tarkemmin jäljempänä.

Jär jestelmäväylään 502 liittyy myös ADPCM/PCM-koode-ri 506, joka hoitaa puhekanavan koodauksen sekä koodatun puhekanavan dekoodauksen normaaliksi PCM-puhekanavaksi.

35 (Nopeudella 32 kbit/s toimiva ADPCM-kooderi on määritelty 13 CCITTrn suosituksessa G.721.) Kooderi voi myös sisältyä tukiasemaan 501. Lisäksi samaan järjestelmäväylään 502 liittyy puhelun ylemmäs verkkoon siirtävä laite, esimerkiksi 2 Mbit/s tai 8 Mbit/s nopeudella toimiva multiplek-5 seri 507.

CT2-protokollan käsittely (puhelujen prosessointi) suoritetaan siis tukiasemassa 501, joka pystyy käytännössä palvelemaan esimerkiksi 30 yhtäaikaista CT2-puhelua. Kukin tilaajajohdon päässä oleva ajastus- ja radioyksikkö 505 10 koostuu radio-osasta sekä digitaaliosasta, joka muokkaa CT2-puhelut ISDN-perusliittymän mukaiseen 2B+D-muotoon, jotta ne voitaisiin siirtää tilaajajohdon yli. Radio-osat ovat radiotien 508 välityksellä yhteydessä käsipuhelimiin 509, joita on tyypillisesti useita yhden ajastus- ja ra-15 dioyksikön 505 muodostaman solun alueella.

Kuvion 5 mukaisessa esimerkissä on kukin ajastus- ja radioyksikkö 505 sijoitettu iSDN-perusliittymään ISDN-päätelaitteen (esim. ISDN-puhelimen) tilalle, jolloin tilaajajohto palvelee ajastus- ja radioyksikköä. ISDN-U-20 rajapinnan kautta voidaan tällöin siirtää neljä yhtäaikaista CT2-puhelua, kun myös ADPCM/PCM-kooderi on sijoitettu tilaajajohdon keskuksen puoleiseen päähän. Yhden CT2-puhelun tarvitsema siirtokapasiteetti on 32+4 kbit/s (kaksisuuntainen yhteys), joten neljän yhtaikaisen puhelun 25 tarvitsema siirtokapasiteetti on 4 x 36 kbit/s = 144 kbit/s, joka vastaa ISDN-perusliittymän siirtokapasiteettia (2B+D, 2x64 kbit/s + 16 kbit/s) . ISDN-perusliittymässä voi B- ja D-kanavien viive olla toisistaan poikkeava, mikä vaikeuttaa perusliittymän käyttöä 144 kbit/s:n kanavana. 30 Keksinnön mukainen ratkaisu sallii kuitenkin B- ja D-kanavien erilaisen viiveen ilman, että se häiritsee järjestelmän toimintaa. Mikäli B- ja D-kanavien viive on erilainen, ei viive-eron suuruutta tarvitse selvittää, koska keksinnön mukaisessa ratkaisussa perusliittymää ei pyritä käyt-35 tämään 144 kbit/s:n läpinäkyvänä kanavana. Puhetilassa 98429 14 puhe siirretään B-kanavalla ja signalointi D-kanavalla, multipleksi 2:11a signalointi siirretään B-kanavalla ja D-kanava on tyhjä. Keksinnön mukainen järjestelmä edellyttää myös, puhelujen tarvitseman tiedonsiirron lisäksi, synk-5 ronointitiedonsiirtoa ja hand over -tiedonsiirtoa tukiaseman ja ajastus- ja radioyksikön välillä.

Kuviossa 6 on esitetty eräs mahdollinen ajastus- ja radioyksiköiden sijoittelu tapauksessa, jossa niitä on yhteensä neljä kappaletta. Kolme yksikköä 505a-505c peitit) tää oleellisesti toisiaan sivuavat alueet, kun taas neljäs yksikkö 505d on sovitettu ns. sateenvarjosoluksi, jonka peitto kattaa muiden solujen yhteisen peittoalueen. Sateenvar josolun suurempi peitto saadaan käytännössä aikaan suuremmalla antennivahvistuksella. Tällaisen sateenvar-15 josolun käyttö ruuhkatilanteiden purkamiseksi on sinänsä tunnettua muista järjestelmistä. Mikäli esim. solun 505a alueella on käynnissä neljä puhelua (joka on yhtaikaisten puhelujen maksimimäärä) , voidaan vielä mahdollisesti yhtaikaa puhelunsa aloittavien tilaajien puhelut ohjata sa-20 teenvarjosolun radioiden kautta.

Kuviossa 7 on esitetty tarkemmin yhtä ajastus- ja radioyksikköä 505. Tilaajajohdon 504 tilaajan puoleisessa päässä oleva yksikkö käsittää viisi päälohkoa, jotka ovat: liitäntäyksikkö 701, joka hoitaa liitynnän ISDN-tilaaja-25 johtoon, digitaalinen kehystysyksikkö 702, joka muokkaa dataa kahden eri formaatin välillä, radiolähettimet 703 ja radiovastaanottimet 704 sekä vaihelukko 705, joka muodostaa kehystysyksikön 702 tarvitsemat kellopulssit. Ajastus-ja radioyksikkö käsittää lisäksi liitäntäyksikön 701 ja 30 tilaajajohdon 504 väliin kytketyn, tasavirtakatkaisulla varustetun linjamuuntajän 707, RAM-muistin 708, joka toimii puskurimuistina radio-osien ja ISDN-U-rajapinnan välillä sekä mikroprosessorin 709, jonka dataväylä on liitetty kehystysyksikölle 702 (sen dataväylään), ja joka 35 ohjaa ajastus- ja radioyksikön toimintoja. Sekä mikropro- li 98429 15 sessori että kehystysyksikkö käyttävät RAM-muistia 708, minkä vuoksi mikroprosessorin ja kehystysyksikön välissä on erillinen puskurointipiiri 710. Vastaanottimilta 704 tuleva data käsitellään, ennen sen kytkemistä kehystysyk-5 sikölle, ensimmäisessä muokkauspiirissä 711 ja vastaavasti kehystysyksiköltä 702 tuleva data käsitellään, ennen sen kytkemistä lähettimille 703, toisessa muokkauspiirissä 712. Käytännössä ajastus- ja radioyksikköön kuuluu vielä tehonlähde, mutta sitä ei yksinkertaisuuden vuoksi ole 10 esitetty. Yksikön tarvitsema teho voidaan myös siirtää tilaajajohtoa pitkin, jolloin erillistä tehonlähdettä ei tarvita.

Ajastus- ja radioyksikön tehtävänä on toisaalta vastaanottaa tilaajajohdolta 504 tuleva data ja tallentaa se 15 oikeaan muotoon puskurimuistiin 708 odottamaan lähetyksen alkua ja toisaalta vastaanottaa radiolta tuleva lähetys ja tallentaa se puskurimuistiin 708 odottamaan tilaajajohdolle lähetystä. Tämän lisäksi ajastus- ja radioyksikkö tahdistaa toimintonsa ISDN-U-rajapinnan yli siirtyvien synk-20 ronointisignaalien mukaisiksi.

Tukiaseman ISDN-U-rajapinnan muodostava liitäntäyksikkö 701 voi muodostua esim. kaupallisesta erikoispiiris-tä, joka muuntaa U-rajapinnan 2BlQ-linjakoodin GCI- (General Circuit Interface) muotoon, ja päinvastoin. Tällainen 25 piiri voi olla esim. Siemensin piiri ISDN-U-PEB 2091.

Piiri sisältää adaptiivisen kaiunpoiston ja se pystyy uudelleen muodostamaan datakellon ja kehystahdistuksen. Datakellosignaalia on kuviossa 7 merkitty viitemerkillä DCL ja kehystahdistussignaalia vastaavasti viitemerkillä 30 FSC. Normaalin 2B+D (144 kbit/s) siirron lisäksi tällainen piiri siirtää 4 kbit/s valvontakanavan, jolla saadaan mm. tietoa siirron onnistumisesta CRC-tarkistuksen avulla.

Edellä mainittu GCI on avoin liitäntäspesifikaatio, jonka ovat kehittäneet Alcatel, Italtel, GPT ja Siemens 35 yhdessä. Kuviossa 8 on esitetty GCI-kehyksen rakenne. GCI- 98429 16 kehyksen pituus on 32 bittiä, ja kehysnopeus on 8kHz. Tällöin yhden kehyksen kesto on 125 με ja bittinopeus 256 kbit/s. Kehys käsittää ensin kaksi B-kanavaa (B1 ja B2) , joissa kummassakin on kahdeksan bittiä kehystä kohti.

5 Tämän jälkeen tulevat valvontakanavan 8 bittiä, joiden jälkeen kehyksessä on kaksi D-kanavaa (Dl ja D2) , yksi bitti kumpaakin kanavaa kohti. Kehyksen päättää 6 bitin pituinen ohjauslohko, jota pitkin voidaan esim. siirtää ohjaustietoa GCI-väylässä kiinni oleville laitteille. Täs-10 sä yhteydessä ei GCI:tä kuvata tämän tarkemmin, mutta esimerkiksi viitteessä [6] on esitetty yksityiskohtainen selostus sen sisällöstä.

Kuviossa 7 esitetty kehystysyksikkö 702 on digitaalinen lohko, joka ottaa vastaan U-rajapinnan muodostavalta 15 liitäntäyksiköltä 701 tulevan datan DD ja lähettää sen ra-diolähettimelle 703 hieman modifioidun CT2-formaatin mukaisesti. Tätä signaalia on kuviossa merkitty viitemer-killä TXout. CT2-formaatti korjataan täysin standardin mukaiseksi muokkausyksikössä 712, jota kuvataan tarkemmin 20 jäljempänä. Toisaalta kehystysyksikkö ottaa vastaan ra-diovastaanottimilta 704 tulevan datan RXin, joka on ensin muokattu muokkauspiirissä 711, ja lähettää sen vastaavasti liitäntäyksikölle 701. Tätä kehystysyksiköltä liitäntäyksikölle lähetettävää dataa on merkitty viitemerkillä DU.

25 Kehystysyksikön 702 päätehtävänä on siis protokollamuunnos GCI:stä CT2:een ja päinvastoin. Muina tehtävinä kehystys-yksiköllä on esim. siirron synkronoinnin tarkkailu. Yksikköön on sisällytetty myös RAM-puskurimuistin 708 hallinta.

Vaihelukittu silmukka 705 muodostaa kehystysyksikön 30 702 tarvitsemat kellopulssit U-rajapinnan yli kehystysyk- sikölle siirrettävästä kellosignaalista DCL, josta vaihe-lukon vaihevertailijaan annettava perustaajuus f, saadaan jakamalla. Vaihelukon oskillaattorilta saatavaa kellosignaalia on merkitty viitemerkillä f2. Vaihelukolle annettava 35 referenssitaajuus fref saadaan tästä signaalista jakamalla.

98429 17

Kehystysyksikkö 702 ohjaa puskurimuistiin 708 tapahtuvaa kirjoitusta signaalilla WE (Write Enable) ja vastaavasti puskurimuistista lukua signaalilla RE (Read Enable). Kehystysyksikön 702 ja RAM-muistin 708 välistä dataväylää 5 (jota pitkin data siirretään) on merkitty viitemerkillä D-BUS ja niiden välistä osoiteväylää (jota pitkin luku- ja kirjoitusosoitteet annetaan) vastaavasti viitemerkillä A-BUS.

Sekä lähettimille 703 että vastaanottimille 704 on 10 kehystysyksiköstä kytketty kellosignaali TX/RX, jota tarvitaan lähettimien ja vastaanottimien kytkemiseksi vuorotellen antenniin. TX/RX-kellosignaali saadaan muodostettua jäljempänä kuvion 9 yhteydessä esitettävällä avulla.

Ajastus- ja radioyksikön toimintoja ohjaa mikro-15 prosessori 709, joka voi olla tyypiltään esim. 68HC11. RAM-puskurimuisti 708 on tässä esimerkkirakenteessa liitetty osaksi prosessorin muistiavaruutta, minkä vuoksi kehystysyksikön ja mikroprosesorin välissä on erillinen puskurointipiiri 710. Prosessorin dataväylä on kytketty 20 kehystysyksikön dataväylään puskurointipiirin sisältämien latch-piirien (ei esitetty) kautta, jotka toimivat välivarastoina muistin ja mikroprosessorin välissä. (Nämä latch-piirit voivat olla esim. tyyppiä 74HC373.) Kirjoittaessaan muistiin mikroprosessori kirjoittaakin dataa D_Pr ja vas-25 taavia osoitteita A_Pr datalatch- sekä osoitelatch-pii-reille. Puskurointipiiriltä data siirretään varsinaiseen puskurimuistiin kehystysyksikön ohjaamana, kun kehystysyk-sikkö antaa signaalilla Pr_WE puskurointipiirille luvan kirjoittaa puskurimuistiin. Prosessorin halutessa käyttää 30 yhteistä muistia se antaa kehystysyksikölle 702 signaalit Fram_WE ja Fram_RE, jotka ovat prosessorin kirjoitus- ja lukupyyntöjä yhteiseen puskurimuistiin 708.

Koska yhteisen muistin hallinta ei kuitenkaan suoranaisesti liity esillä olevaan keksintöön, ei sitä kuvata 35 tässä yhteydessä tämän tarkemmin.

18 98429

Liitäntäyksikön 701 ja kehystysyksikön 702 välillä siirrettävä data (DD ja DU kuviossa 7) muodostuu GCI-kehyksistä, joiden rakenne esitettiin edellä kuviossa 8. Jotta muunnos GCI:n ja CT2:n välillä olisi mahdollinen, 5 pitää normaaleista GCI- kehyksistä muodostaa ylikehysra-kenne. Tämä voidaan tehdä esim. kuviossa 9 esitetyllä tavalla käyttämällä ylikehysrakennetta, joka muodostuu 16 tavallisesta GCI-kehyksestä. Ylikehyksen synkronointi hoidetaan D-kanavaa pitkin lähetettävän synkronointisanan 10 SYNCW avulla. Mitään muuta ylikehysrakenteeseen liittyvää informaatiota ei tarvitse lähettää, vaan synkronointi tapahtuu U-rajapinnan yli siirtyvän bittikellon DCL (2 x bittinopeus), kehystahdistussignaalin FSC (8 kHz) ja D-ka-navia pitkin tulevan synkronointisanan SYNCW avulla. Ke-15 hystysyksikkö 702 sisältää kehyslaskurit (ei esitetty), jotka laskevat U-rajapinnan yli siirtyneen kehyksen järjestyslukua ylikehysrakenteen mukaisesti sekä kehyksen sisällä tilaajajohdolta vastaanotetun tai tilaajajohdolle lähetetyn bitin järjestyslukua. Lähetys/vastaanottovuorot-20 telun määräävä synkronointisignaali TX/RX (500 Hz) muodostetaan signaalista f2 jakamalla. Synkronointisanan SYNCW avulla puolestaan tahdistetaan (nollataan) kyseiset kehys-laskurit, jolloin lähetys/vastaanottovuorottelusta saadaan kuviossa 9 esitetyn kaltainen eli sellainen, että lähetys-25 jakso TX päättyy ja vastaanottojakso RX alkaa kehyksen numero nolla tultua vastaanotetuksi tilaajajohdolta, ja seuraava lähetysjakso TX alkaa jälleen kehyksen numero kahdeksan tultua vastaanotetuksi.

Ylikehyksessä D-kanavat on jaettu kuuteen peräk-30 käiseen osaan. Neljä ensimmäistä osaa sisältävät radioilta 1-4 tulevan ja lähtevän D-kanavan CT2-muodossa. Tämän jälkeen tulee tukiaseman ja ajastus- ja radioyksikön välinen tietoliikennekanava (kehykset 8-11), jota on merkitty viitenumerolla 901. Viimeiset kahdeksan bittiä (kehykset 35 12-15) sisältävät edellä mainitun ylikehyksen synkronoin- li 98429 19 tisanan SYNCW, joka määrää kehystysyksiköiden kehyslasku-relden tahdistuksen.

Jos tukiaseman ja ajastus- ja radioyksikön väliseen kommunikaatioon halutaan vapauttaa lisää kapasiteettiä, 5 voitaisiin ajatella, että synkronointisanaa ei lähetettäisi jokaisella ylikehysjaksolla, vaan esimerkiksi vain joka neljäs kerta. Tahdistuksen säilymistä voitaisiin tarkkailla esimerkiksi yhden bitin avulla, eli jos synkronointisa-nan viimeinen bitti on ykkönen, niin silloin, kun koko 10 synkronointisanaa ei lähetetä, viimeisen bitin paikalla lähetetään nolla.

Tukiaseman ja ajastus- ja radioyksikön välisellä tietoliikennekanavalla 901 voi tukiasema ilmoittaa radiolle esim. kanavatiedon eli tiedon siitä, mille kanavalle 15 radio ohjataan. Vastaavasti voi ajastus- ja radioyksikkö ilmoittaa tietoliikennekanavalla tukiasemalle tietoja signaalin tasosta tietyllä kanavalla. Näin tukiasema pystyy siirtämään tilaajan sen solun alueelle, jossa on signaali on voimakkain (hand over -toiminto).

20 Puheensiirtotilassa siirretään neljän puhekanavan data kuvion 8 mukaisilla kanavilla B1-B4, joista kukin käsittää 4 bittiä. GCI-kehyksen (kuvio 7) kumpikin 8 bitin pituinen kanava on siten puheensiirtotilassa jaettu kahden puhekanavan kesken. Mainittakoon vielä, että liitäntäyk-25 sikkö 701 ei muuta datan kehysrakennetta, vaan tilaajajohdolla kulkevalla datalla on kuvion 9 mukainen kehys- ja ylikehysrakenne.

Kehystysyksikkö 702 suorittaa protokollamuunnoksen GCIrstä CT2:een muodostaessaan niitä osoitteita, joihin 30 tilaajajohdolta vastaanotettu data talletetaan puskuri-muistiin 708. Data talletetaan siis valmiiksi sellaiseen järjestykseen, että luettaessa muistipaikkojen sisällöt peräkkäin lähettimelle data asettuu oikeaan eli CT2-proto-kollan mukaiseen järjestykseen. Päinvastaisessa suunnassa 35 eli vastaanotettaessa dataa vastaanottimilta tallentaa ke- 98429 20 hystysyksikkö sen muistiin saapumisjärjestyksessä ja vasta, kun se lähetetään tilaajajohdolle, muodostaa kehys-tysyksikkö lukuosoitteet siten, että kulloinkin oikea (GCI-formaatin mukainen) tieto luetaan lähettävään siirto-5 rekisteriiin (ei esitetty).

Koska neljän CT2-kanavan tarvitsema siirtokapasiteetti vastaa ISDN-perusliittymän kapasiteettia, sisältää kukin ajastus- ja radioyksikkö keksinnön edullisessa suoritusmuodossa kuvion 7 mukaisesti neljä radiota (neljä 10 lähetintä TX1-TX4 ja neljä vastaanotinta RX1-RX4). Nämä neljä CT2-kanavaa on kuitenkin pystyttävä pakkaamaan järkevästi ISDN-perusliittymän mukaiseen 2B+D-muotoon. Puhelujen ollessa puheensiirtotilassa voidaan kummankin B-kanavan kapasiteetista osoittaa puolet yhden puhelun pu-15 heensiirtoon ja siirtää tarvittava signalointi D-kanavas-sa. Varsinainen ongelma syntyykin puhelun muodostusvaiheessa, sillä yksi CT2-yhteys tarvitsee yhteydenoton aikana 16 kbit/s D-kanavaa, ja toisaalta käynnissä olevat puhelut tarvitsevat jatkuvasti 1-2 kbit/s D-kanavan ka-20 pasiteetista. Yhteyden muodostuksen siinä vaiheessa, kun D-kanavan kapasiteettia tarvitaan 16 kbit/s ei kuitenkaan tarvitse siirtää puhetta, joten B-kanavaa voidaan käyttää datan siirtoon yhteyden muodostuksen aikana. Koska yhteydenmuodostuksessa käytettävän multipleksi 2:n pituus on D-25 ja SYN-kanavien osalta 66 bittiä (vrt. kuvio 3) , ei se sovi B-kanavaan sellaisenaan. Periaatteessa voitaisiin ajatella, että multipleksi 2 siirretään aivan kuten puhetta siirtävät multipleksit 1.2 (vrt. kuvio 2a) ja 1.4 (vrt. kuvio 2a), mutta ensimmäiset ja viimeiset 1 tai 2 bittiä 30 lähetetään D-kanavaan muiden bittien mennessä B-kanavaan.

Tämä järjestely voidaan toteuttaa siirrettäessä käsipuhelimen lähettämää multipleksi 3:n mukaista kehystä, koska tällöin ei ensimmäisellä ja viimeisellä bitillä ole ratkaisevaa merkitystä sanoman ymmärtämisen kannalta. Tällöin 35 siis siirretään kunkin 1 ms:n pituisen jakson (66 tai 68 98429 21 bittiä, kun jakson alussa ja lopussa olevia tyhjiä suoja-bittejä ei huomioida) ensimmäiset ja viimeiset yksi tai kaksi bittiä tilaajajohdon D-kanavassa ja loput tilaajajohdon B-kanavassa. Näin ei kuitenkaan voida tehdä multi-5 pieksi 2:n kanssa, sillä ensimmäinen ja viimeinen bitti kuuluvat tässä tapauksessa osana 16 bitin sanoihin, ja B-ja D-kanavan viiveen ollessa erilainen muodostuisi da-tasanojen uudelleen muodostaminen tukiasemassa hyvin vaikeaksi.

10 Ongelma ratkaistaan muokkaamalla muokkausyksiköissä 711 ja 712 multipleksi 2:n sisältämää SYN-kanavaa. SYN-kanava sisältää kuvion 3 mukaisesti 24 bitin koodisanan ja 10 bitin pituisen preamble-osan 31, jotka muodostavat yhdessä 34 bitin pituisen kiinteän bittikuvion. Koodisanan 15 pitää kuitenkin olla tietyn muotoinen, joten sitä ei kannata muokata. (Tämä johtuu siitä, että koodisana on valittu siten, että se täyttää tietyt auto- ja ristikorrelaa-tiovaatimukset, jotka eivät todennäköisesti täyty, jos sanaa muutetaan.) Preamble-osa on sen sijaan kiinteä, 20 etukäteen tiedossa oleva bittikuvio (1010101010), jonka merkitys on lähinnä vastaanottimen bittisynkronoinnin helpottamisessa. Näin ollen preamble-osaa voidaan hyvin lyhentää vastaanoton jälkeen.

Kuviossa 10a on esitetty ensimmäinen muokkauspiiri 25 711, jolla lyhennetään SYN-kanavan sisältämää preamble- osaa kahdella bitillä, jotta kehys saadaan mahtumaan ISDN-B-kanavaan. Muokkauspiiri käsittää kaksi peräkkäistä vii-veyksikköä 101 ja 102 sisältävän viivelinjan ja 3:l-valit-simen 103. Kummankin viiveyksikön viive vastaa yhden bitin 30 pituutta. Radioilta tuleva data RXin' syötetään sekä ensimmäisen viiveyksikön sisäänmenoon että valitsimen si-säänmenoon 2. Viiveyksiköiden välistä kytketään data valitsimen sisäänmenoon 1, ja jälkimmäisen viiveyksikön 102 ulostulosta valitsimen sisäänmenoon 0.

35 Muokkauspiirin 711 toimintaa havainnollistetaan - 98429 22 kuviossa 10b, jossa ensimmäinen sarake kuvaa aikaa yhden bitin pituisin välein (T1-T4), ja kolme seuraavaa saraketta kuvaavat valitsimen sisäänmenoissa esiintyviä bittejä, kun käytetään esimerkkinä bittijonoa ABCDEF..., jne. Het-5 kellä Tl on valitsimen sisäänmenossa 0 bitti A, sisään-menossa 1 bitti B ja sisäänmenossa 2 bitti C. Hetkellä T2 on bittijono liikahtanut eteenpäin, jolloin valitsimen sisäänmenossa 0 on bitti B, sisäänmenossa 1 bitti C ja sisäänmenossa 2 bitti D. Hetkellä T3 on sisäänmenoissa 10 vastaavasti bitit CDE ja hetkellä T4 bitit DEF, jne. Hetkillä Tl ja T2 on valitsin asennossa 0, jolloin valitsimen ulostuloon saadaan bitit A ja B. Tämän jälkeen valitsin ohjataan asentoon 2, jolloin sen ulostuloon saadaan bitit E ja F. Valitsimen ulostulosignaalista on näin ollen pois-15 tettu bitit C ja D. Valitsimen ulostulossa esiintyvät bitit on esitetty kuviossa 10b ympyröityinä.

Kuviossa 11a on esitetty toinen muokkauspiiri 712, jolla pidennetään multipleksi 2:n sisältämän SYN-kanavan preamble-osaa 31 kahdella bitillä ennen lähetystä, jotta 20 standardi CT2-käsipuhelin ymmärtäisi lähetyksen. Muokkaus-piiri 712 käsittää kaksi peräkkäistä viiveyksikköä 111 ja 112 sisältävän viivelinjan ja 3:1-valitsimen 113. Kummankin viiveyksikön viive vastaa edelleenkin yhden bitin pituutta. Rinnan/sarja-muuntimelta 114 (PISO=Parallel In 25 Serial Out) tuleva data syötetään sekä ensimmäisen viiveyksikön sisäänmenoon että valitsimen sisäänmenoon 0. Viiveyksiköiden välistä kytketään data valitsimen sisäänmenoon 1, ja jälkimmäisen valitsimen ulostulosta valitsimen sisäänmenoon 2.

3 0 Muokkauspiirin toimintaa havainnollistetaan kuviossa 11b, jossa ensimmäinen sarake kuvaa aikaa yhden bitin pituisen välein (T1-T4), ja kolme seuraavaa saraketta kuvaavat valitsimen sisäänmenoissa esiintyviä bittejä, kun käytetään esimerkkinä bittijonoa ABCDEF..., jne. Hetkellä 35 Tl on valitsimen sisäänmenossa 0 bitti C, sisäänmenossa 1 98429 23 bitti B ja sisäänmenossa 2 bitti A. Hetkellä T2 on bitti-jono liikahtanut eteenpäin, jolloin valitsimen sisäänmenossa 0 on bitti D, sisäänmenossa 1 bitti C ja sisäänmenossa 2 bitti B. Hetkellä T3 on sisäänmenoissa vastaa-5 vasti bitit EDC ja hetkellä T4 bitit FED, jne. Hetkillä Tl ja T2 on valitsin asennossa 0, jolloin valitsimen ulostuloon saadaan bitit C ja D. Tämän jälkeen valitsin ohjataan asentoon 2, jolloin sen ulostuloon saadaan jälleen bitit C ja D. Valitsimen ulostulosignaaliin on näin ollen monis-10 tettu bitit C ja D. Valitsimen ulostulossa esiintyvät bitit on esitetty kuviossa 11b ympyröityinä.

Muokkauspiirissä 712 käytetään valitsimen asentoa 1, kun lähetetään normaalia puhetta (multipleksi 1) . Kolmi-asentoinen valitsin tarvitaan, koska multipleksi 2:n mu-15 kaista bittijonoa pitää jatkaa tasapuolisesti eli "aikaistaa" alkuosaa yhdellä bitillä (asento 0) multipleksiin 1 nähden ja vastaavasti viivästää loppuosaa yhdellä bitillä (asento 2), jotta saadaan kaksi lisäbittiä sopimaan bitti-jonoon. Jos näin ei tehtäisi, olisi multipleksin 2 bitti-20 jono vaihesiirrossa multipleksin 1 bittijonoon nähden, eikä lähete näin ollen olisi CT2-standardin mukainen. Sama periaate pätee päinvastaisena muokkauspiirillä 711 tapahtuvaan lyhentämiseen.

Muokkauspiireille 711 ja 712 lähetetään tietoliiken-25 nekanavalla 901 tieto siitä, milloin radio käyttää multi-leksia 2, jossa pidennys ja lyhennys tehdään. Huomattakoon vielä, että puheensiirtotilassa siirretään puhedata B-kanavilla ja signalointi D-kanavalla. Edellä kuvatun kaltainen CT2-puhelujen sovittaminen ISDN-perusliittymään on 30 kohteena omassa rinnakkaisessa patenttihakemuksessaan FI-93xxxx.

Edellä kuvatulla tavalla mahdollistuu CT2-järjestelmän D-kanavan siirto puhelun muodostuksen aikana ISDN-tilaajajohdon B-kanavassa ilman ongelmia, ja toisaalta 35 tilaajajohdon D-kanavaa ei tarvitse käyttää kuin puheen- . 98429 24 siirtotilassa, joten tilaajajohdon D-kanavan kapasiteetista jää käyttämättä ainakin 8 kbit/s. Tätä ylimääräistä siirtokapasiteettia käytetään hyväksi kuvion 9 yhteydessä esitetyllä tavalla synkronointi- ohjaustiedon siirtoon.

5 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Keksinnön mukais-10 ta periaatetta noudattaen voitaisiin esim. puheenkoodaus purkaa ajastus- ja radioyksikössä ja käyttää ainoastaan kahta radiota ajastus- ja radioyksikköä kohti. Edellä esitettyjen muokkauselimien käyttö ei siis ole välttämätöntä, mutta tällöin menetetään kuitenkin tärkeä lisäetu 15 eli tilaajajohdon kapasiteetin tehokkaampi hyödyntäminen.

Viiteluettelo: [1] . BS6833: parts 1&2: 1987 Apparatus using cordless attachments (excluding cellular radio apparatus) 20 for connecting to analogue interfaces of public switched telephone networks.

[2] , MPT 1334: December 1987 Performance specification. Radio equipment for use at fixed and portable stations in the Cordless Telephone service operating in 25 the band 864 to 868 MHz.

[3] . MPT 1375: May 1989 Common Air Interface Specification to be used for the interworking between cordless telephone apparatus.

[4] , MPT 1317: 1981 Transmission of digital infor- 30 mation over Land Mobile Radio Systems.

[5] , Evans M. W. CT2 Common Air Interface. British Telecommunications Engineering, July 1990, Vol. 9.

[6] , Group of Four documentation for Contract Module Number 3 General Circuit Interface (GCI) Issue 1.0 35 March 1989.

li

Claims (9)

25 - 9 8 4 2 9

1. CT2-puhelinjärjestelmä, joka käsittää ainakin yhden tukiaseman, joka on kytketty yleiseen puhelinverk-5 koon, ja tilaajien käytössä olevia käsipuhelimia (509), jotka ovat radiotien (508) välityksellä yhteydessä tukiasemaan, tunnettu siitä, että tukiasematoiminnot on hajautettu yleisen puhelinverkon tilaajajohtojen (504) vastakkaisiin päihin siten, että 10 tukiasema (501), joka suorittaa CT2-puhelujen pro sessoinnin ja josta on poistettu sen radio-osat, on sovitettu tilaajajohdon (504) keskuksen puoleiseen päähän, ja ainakin yhden, tukiasemaan (501) yhteydessä olevan tilaajajohdon (504) tilaajan puoleiseen päähän on sovi-15 tettu erillinen ajastus- ja radioyksikkö (505), joka käsittää tukiaseman radio-osat (703, 704) sekä ajastuselimet (701, 702) radio-osien (703, 704) lähetys/vastaanotto- vuorottelun synkronoimiseksi tukiaseman (501) lähettämän synkronointitiedon avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen CT2-puhelinjärjes- telmä, tunnettu siitä, että yhteen tukiasemaan (501) on tilaajajohtojen (504) välityksellä kytketty useita ajastus- ja radioyksiköitä (505).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen CT2-puhelinjärjes-25 telmä, tunnettu siitä, että lähetys/vastaanotto-vuorottelun määräävä kellosignaali (TX/RX) tahdistetaan tukiasemalta ajastus- ja radioyksikölle siirrettävän datan ylikehysrakenteessa siirrettävän synkronointi sanan (SYNCW) avulla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen CT2-puhelinjärjes- telmä, tunnettu siitä, että myös järjestelmän ADPCM/PCM-kooderi on sovitettu tilaajajohdon (504) keskuksen puoleiseen päähän.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen CT2-puhelinjärjes-35 telmä, jossa tilaajajohto on ISDN-perusliittymän (2B+D) 98429 26 mukainen tilaajajohto, tunnettu siitä, että kukin ajastus- ja radioyksikkö (505) käsittää neljä radiolähe-tintä (TX1-TX4) ja neljä radiovastaanotinta (RX1-RX4).

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen CT2-puhelinjärjes-5 telmä, tunnettu siitä, että ajastus- ja radioyksi- köt on sijoitettu neljän ryhmiin (505a-505d) siten, että ryhmän kolme yksikköä (505a-505c) peittävät oleellisesti toisiaan sivuavat alueet ja ryhmän neljäs yksikkö (505d) peittää yksinään oleellisesti kaikkien kolmen muun yhtei- 10 sen peittoalueen.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen CT2-puhelinjärjes-telmä, tunnettu siitä, että järjestelmän tilaajien käytössä on yhtä ajastus- ja radioyksikköä (505) (yhtä tilaajajohtoa) kohti enemmän kuin neljä käsipuhelinta 15 (509).

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen CT2-puhelinjärjes-telmä, tunnettu siitä, että se käsittää sinänsä tunnetun hand over -toiminnon, jolloin yhteys tukiaseman (501) ja tilaajan käsipuhelimen (509) välillä on kesken 20 puhelua vaihdettavissa kulkemaan minkä tahansa ajastus- ja radioyksikön (505) kautta puhelua katkaisematta.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen CT2-puhelinjärjes-telmä, tunnettu siitä, että se käsittää sinänsä tunnetun roaming-toiminnon, jolloin yhteys tukiaseman 25 (501) ja tilaajan käsipuhelimen (509) välillä on muodos tettavissa riippumatta siitä, minkä ajastus- ja radioyksikön (505) palvelemalla alueella käsipuhelin (509) on. 27 - 98429