JP2003244756A - 多重音声通信やデータ通信を複数チャンネルにより同時に行う無線通信システム - Google Patents
多重音声通信やデータ通信を複数チャンネルにより同時に行う無線通信システムInfo
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- Interface Circuits In Exchanges (AREA)
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Abstract
利用効率を高めた無線通信システムであって送信先への
情報信号に応じて互いに異なる長さの時間スロットを割
り当てできる無線通信システムを提供する。 【解決方法】 複数の順方向周波数のうちの割り当てら
れた一つの周波数の順方向チャンネルおよび複数の逆方
向周波数のうちの割り当てられた一つの周波数の逆方向
チャンネルをそれぞれ通じて送信される情報信号それぞ
れについて同一フレームの中の一つ以上の時間スロット
の長さに等しいある時間長を割り当てできる遠隔接続中
央処理装置と、その割当てに応答して逆方向チャンネル
で割り当てられた時間長に対応するフレーム中の時間ス
ロットに情報信号を配置しその割当てに応答して順方向
チャンネルで割り当てられた時間長に対応するフレーム
中の時間スロットから情報信号を受信するセット・アッ
プ手段を各々が備える複数の加入者局ユニットとを含
み、同じフレーム中で他の発信元からの他の情報信号に
異なる長さの時間スロットを割り当てできるようにシス
テムを構成する。
Description
はデータ信号を一つ以上の無線周波数(RF)チャンネ
ルを通じて同時に伝送するディジタル加入者電話システ
ムに関する。
ル加入者電話システムは基地局経由で有線公衆交換網す
なわち電話網と無線加入者局とを接続するのものであ
り、周波数の有効利用、動作の安定性、低廉・高性能が
求められるが、これら要求を十分に満たすものはまだ開
発されていない。
の無線加入者局との間のディジタル時分割回路を使用し
て多重情報信号を無線伝送するためのシステムを提供す
る。これらの加入者局は固定式でも移動式でも差支えな
い。時分割回路の数は信号の伝送品質によって決定され
る。基地局はアナログ及び/又はディジタルでありうる
外部情報ネットワークすなわち電話網と相互結合されて
いる。情報信号は音声、データ、ファクシミリ、ビデ
オ、コンピュータ、及び計測信号で構成されているグル
ープから選択される。
較的遅く移動することができる。
び電力は、システムにおける信号誤り検出に基づいて調
整される。
ず比較的強い信号の受信をもたらすため、相互に選択的
に間隔を置いて配置された複数のアンテナを使用するこ
とによる空間ダイバシティを具備している。
動作する。各々のチャンネル対の動作は、所与の無線周
波数(RF)チャンネル経由の互いに異なる加入者局へ
の同時伝送に備えて電話会社の幹線経由で同時に受信し
た所与の複数の情報信号を処理するための送信チャンネ
ル回路と、前記幹線経由の伝送に備えた情報信号の提供
のために互いに異なる加入者局から所与のRFチャンネ
ル経由で同時に受信した複数の信号を処理するための受
信チャンネル回路との組合せによって実現されている。
タル信号サンプルに変換するため、個別の変換装置が幹
線の各々にそれぞれ接続されている。
置からそれぞれ導出されたディジタル信号サンプルを同
時に圧縮して与えられた数の個別の圧縮信号を提供する
ための前記与えられた複数の個別信号圧縮装置、それぞ
れの圧縮信号の各々は個別圧縮装置の予め定められた装
置と関連している送信チャンネル・ビット・ストリーム
内の逐次反復的スロット位置を占有する前記圧縮信号を
逐次的に単一送信チャンネル・ビット・ストリームに組
合わせるための圧縮装置に接続されたチャンネル制御装
置、及び送信チャンネル・ビット・ストリームに応答し
て予め定められたRFチャンネルを通して伝送するため
送信チャンネル信号を提供するための装置を具備してい
る。
圧縮装置のうちの指示されたものに結合する。
幹線の1つを通して受信された入力呼要求信号に応答
し、交換機が個別圧縮装置のうちのいずれの1つを1つ
の幹線に接続されている個別変換装置の1つの接続する
ことになっているかを指示するスロット割当て信号を提
供し、これにより、交換機によってそのように接続され
ている個別圧縮装置の1つに関連している送信チャンネ
ル・ビット・ストリーム内のスロットを1つの幹線に割
当てる。この遠隔接続プロセッサはメモリを維持し、こ
のメモリのスロットは入力呼要求の受信に際し遠隔接続
プロセッサがこのメモリを調べ、他の幹線に割当てられ
ていないスロットの1つに関連している圧縮装置に対す
る接続を生じせしめるスロット割当て信号を提供するよ
うに割当てられている。
していてスロット割当て信号に応答し、交換機にスロッ
ト割当て信号によって指示された接続を完結せしめる。
号を受信しかつその受信チャンネル信号を処理し異なる
それぞれの繰返し順序スロット位置における個別圧縮信
号を含む受信チャンネル・ビット・ストリームをもたら
す受信機装置、各々が受信チャンネル・ビット・ストリ
ーム内の異なるスロット位置に関連していて受信チャン
ネル・ビット・ストリームの前記関連したそれぞれのス
ロット位置に含まれている個別の圧縮信号からディジタ
ル信号サンプルを再構築するための与えられた複数の個
別信号合成装置、及び個別圧縮信号を受信チャンネル・
ビット・ストリームから分離しかつ分離された信号をそ
の信号が導出されたそれぞれのタイム・スロットに関連
している個別合成装置に分配するための制御装置を具備
する。
続していてそれぞれの幹線を通して伝送するためディジ
タル信号サンプルを情報信号に再変換する。これらの個
別再変換手段の各々は個別変換手段の1つと関連してい
てさらに関連個別変換手段とともに幹線のうちの共通幹
線に接続している。
合成装置の指示されたものに結合させる。
受信された入力呼要求信号に応答し、交換機が個別合成
装置のいずれの1つを1つの幹線に接続されている個別
再変換装置の1つに接続することになっているかを指示
するためスロット割当て信号を提供し、これによって、
交換機手段によってそのように接続されている個別合成
装置の1つに関連している受信チャンネル・ビット・ス
トリーム内のスロットを1つの幹線に割当てる。遠隔接
続プロセッサはメモリを維持し、このメモリの受信チャ
ンネル・ビット・ストリーム内のスロットは入力呼出し
要求の受信に際しこの遠隔接続プロセッサがこのメモリ
を調べ他の幹線に割当てられていないスロットの1つの
関連している合成装置に対する接続を生じせしめるため
のスロット割当て信号を呼び出しプロセッサに提供する
ように割当てられている。
大規模集積電子技術を駆使し、低価格、高信頼性、高品
質の通信施設を多方面の市場に出している。ひとつの好
ましい実施例においては、地理的に互いに近い位置にあ
る多数の加入者局と交信できるように中央部に配置した
固定基地局を用いる。この中央基地局は入力電話幹線に
接続している施設局内交換設備(PBX)を通して公衆
交換電話会社(Telco)ネットワークの電話局に接
続することができる。システム内の加入者局は固定使用
主体の可搬式でも移動式でもよく、また比較的遅い又は
比較的速い移動でも動作可能である。加入者局はUHF無
線チャンネルを経て基地局と、そして標準2線式DTM
F押しボタン電話機器又はRS−232C又は非標準電
話局(例えば4線)を経てユーザと通信する。本システ
ムは現存する配線式地域加入者ループに取って代わり又
は配線接続が実行不能であるか又は経済的でない地域に
良質の電話サービスを提供する。
られたネットワーク内の周波数の同時多重使用を可能な
らしめるため、時分割多重アクセス(TDMA)を使用
する能力である。任意の数の実用的高品質音声回線を所
与の周波数チャンネル(25KHzチャンネル間隔)で
同時に動作させることができる。説明の目的で音声4回
線の例を使用している。このことは、与えられた1つの
周波数に関して一度に1回線の通話しか提供できない現
存のアナログ無線電話システムに対してスペクトル的及
び経済的両面の利点をもたらすものである。
をもたらしている上記特徴は、スペクトル的に効率的な
ディジタル変調技術と組み合わせた低速度ディジタル音
声コーディング(16Kbps)を使用していることで
ある。例えば、14.6Kbps音声コーディング技術
と16レベルDPSK変調との組合せ使用により、4つ
の同時全二重通話を全スペクトル内、特に400〜50
0MHz及び800〜950MHzセグメント内で25
MHzの周波数間隔で配置した単一20KHzBW(帯
域幅)チャンネル対で支援可能にしている。この組合せ
により少なくとも20kmの距離にわたり良質の通話を
もたらしている。
数の25KHzチャンネル対で同時に支援可能であるよ
りもはるかに大きい加入者母集団を収容しなければなら
ない。たとえば、12チャンネル対のシステムが47の
同時呼出しを支援したとすると合計オフフック+オンフ
ック加入者母集団数は500となる(所望ピーク・アワ
ー・ブロッキング公算による最大制約の場合)。従っ
て、合理的な呼出し接続遅延を提供している加入者呼出
し制御構成も本発明の重要な利点である。
例の説明に関連して説明する。
周波数帯域(たとえば、454〜460MHz)を使用
しているところには、本発明は少なくとも全VHF、U
HF、およびSHF帯域に同様に適用可能である。
加入者局10と基地局11との間にUHF無線を使用し
て加入回線電話サービスを提供する。基地局11は、無
線を基本とする加入者局10との間に直接通話接続を提
供するとともに電話会社(Telco)電話局12に接
続していてシステム外の地点との間の通話に対応する。
〜460MHzバンド内の通信事業者(common
carrier)周波数チャンネル対で運用している。
この特別の周波数セットは26個の指定チャンネルを含
んでいる。これらのチャンネルは許可帯域幅20KHz
で周波数間隔は25KHzである。送信チャンネルと受
信チャンネルとの間の周波数間隔は、基地局伝送に割当
てられた2つの周波数のうち低い方の周波数を中心周波
数として5MHzである。前述のとおり、このシステム
は他のUHFチャンネル対によっても運用可能である。
ネル)のモードは時分割多重方式(TDM)による。加
入者局から基地局への伝送(受信チャンネル)は時分割
多元接続方式(TDMA)方式による。
Parts 21、22、及び90、並びにその他の関
連規則に合致するように設計してある。
は、454〜460MHzバンド内の周波数間隔25K
Hzの全二重チャンネルによる濾波(filtere
d)多相差分位相シフト・キーイング(multiph
ase differential phase sh
ift keying)(MDPSK)変調によってデ
ィジタル的に達成され、これによりFCC規則第21、
22、及び90項(すなわち、21.105、22.1
05、及び90.209)に規定された20KHz帯域
幅の要求事項を満たしている。このシステムは、VH
F、UHF、及びSHFスペクトルのすべての可能な部
分内の他の帯域幅及び周波数間隔でも使用可能である。
のシンボル・レートは、各方向において16キロ・シン
ボル/秒である。音声伝送は、16レベルのPSK変調
及び14.6Kbpsのコーディング・レートの音声デ
ィジタル化によって達成される。選択的に、変調は2−
レベル(BSKP)又は4−レベル(QPSK)を適用
することができる。異なる変調レベルの混用が同一チャ
ンネルで同時に可能である。時分割多重化により、この
システムは14.6Kbpsの場合の2の乗数位相ごと
に1通話(4位相で2通話、16位相で4通話等)又は
低レートの場合は目的に応じてそれ以上の通話を提供す
る。これはもちろん一例にすぎず、下記の表に示すよう
にモデム・ビット/シンボル即ち位相と符復号器レート
のいろいろな組合せが使用できる。 図表1 種々の符号化速度による双方向通話(多重回路) 位相変調 14.4Kbps 6.4Kbps 2.4Kbps 4 2 4 8 8 3 6 12 16 4 8 16 32 5 10 20 64 6 12 24 128 7 14 28 基地局は、チャンネルが選択自由である周波数帯域45
4〜460MHzバンド内のFCC25KHz間隔の周
波数チャンネルのいずれかのチャンネル又はすべてのチ
ャンネルによる送信及び受信が可能である。各々の音声
チャンネルに対するチャンネル周波数の選択は一度に1
チャンネルずつ基地局によって自動的に行われるが、基
地局に備えてある操作者制御卓のインタフェースによっ
てオーバライドすることができる。
00ワットの送信電力出力を有することが可能である。
にタイム・スロット及び周波数チャンネル割当てを実施
する。この外、逐次的タイム・スロット差及び隣接チャ
ンネル干渉の最小化の目的で、基地局は加入者に対して
適応電力制御を実施する。
話会社)局線とTDMスロットとの間の切換えは、好ま
しくはディジタル・スイッチを使用して基地局によって
行われる。ただし、このディジタル・スイッチはアナロ
グ・スイッチで置換可能である。
ダイバシティ能力を付与する。
用することができる。送信電力は典型的な場合0.1〜
25ワットの間で調整可能であるが、これ以外の電力範
囲においても調整可能である。加入者局を通しての音声
通信はリアル・タイム全二重を想定しているが、RFシ
ステムは適切な時分割多重タイミング法を利用すること
によって半二重で作動する。
械とも結合する、即ち電話機はこのシステム内に組み込
むことができる。さらに、RS−232C標準25ピン
接続のようなデータ接続が加入者間の9600ボー・レ
ート・データ伝送用に用意されている。基地局及び加入
者は、内部外部電源を問わずあらゆる可能な電源から作
動電力を得ることができる。
同時運用を支援する基地局のひとつの実施例のブロック
図である。各々のチャンネルは最大4電話接続を同時に
処理することができる。好ましい実施例の場合は、多く
の送信受信チャンネル対があり、各チャンネルには数個
のタイム・スロットがある。
一つは無線制御チャンネル(RCC)のために必要であ
る。
局に内在する施設局内交換設備(PBX)内に確立され
維持されている。PBX15はUTX−250型システ
ムであり、ユナイテッド・テクノロジーズ・ビルディン
グ・システム・グループが開発した既製品である。一般
的なPBXシステムの現存する機能の多くは、本発明の
システムに必要とするTelcoインタフェースに利用でき
る。PBX15はさらにPSTNへの/からの音声情報
を64Kbps μ−law圧縮パルス符号変調(PC
M)ディジタル・サンプルに変換する。この点から先
は、加入者電話機へ接続しているインタフェース回路ま
で、又は加入者送信機及び受信機の状況が許す限り、音
声情報は基地局及び加入者局を通してディジタル形式で
処理される。
に音声情報レートを64Kbpsから約14.6Kbp
s又はこれ以下に減少させる符復号器16として知られ
ている音声圧縮システムによって処理される。この符復
号器16は残留励起線型予測(RELP)アルゴリズム
又はSBCエンコーダ・デコーダのいずれかを使用して
この音声レート圧縮を実施している。典型的な場合、4
個の符復号器16が単一音声符復号器(VCU)17に
属していて、各周波数チャンネルの4個又はそれ以上の
タイム・スロットに対する音声圧縮を行っている。各々
の基地局のVCU17は、各チャンネル対の送信チャン
ネル及び受信チャンネルの両方に対する4つ又はこれ以
上の全二重接続を処理することができる。PBX15に
よる接続状態により、いずれの音声呼出しがいずれのV
CU17及び選択されたVCU17のいずれの符復号器
16で処理されるかが決定される。各VCU17の回路
は、基地局内の特定の周波数及びスロット割当てについ
ての音声呼出しは常時同一のVCU符復号器16によっ
て処理されるようにハードウェアで詳細に計画されてい
る。
U)18に接続している。このCCU18はTDMA機
能を制御するとともに、リンク・レベル・プロトコル・
プロセッサとしても機能している。各CCU18は対応
するVCU17の符復号器16の送信チャンネル出力を
取り出し、データを正しいタイム・スロット及び正しい
形式でモデム装置19に伝送する。各CCU18は、リ
モート・コントロール・プロセッサ装置RPU20によ
り制御されるところにより、同報通信に使用するための
変調レベル(例えば、2、4、又は16レベルPSK変
調)を決定する。各CCU18は、無線制御チャンネル
(RCC)タイム・スロットを通しかつ音声チャンネル
のオーバヘッド制御ビットの間、加入者局への通信のた
めの制御情報の処理も実施する。各チャンネル対は直列
接続のVCU17、CCU18及びモデム19の組合せ
を有している。
信データは対応モデム19に16kシンボル/秒のレー
トで伝送される。各モデム19はこれらの同期シンボル
を取り出し、これらをグレイ(Gray)符号化マルチ
・レベル・フェーズ・キード(PSK)フォーマットに
変換する。モデム19の送信チャンネル出力は変調され
たIF信号である。この信号はRF/IF処理装置(R
FU)21に供給され、この装置21はIF信号を45
0MHz範囲のRF UHF 信号に変換する。モデム
19及びRFU21に対する制御信号は、RPU20の
全面的制御下で作動している対応するCCU18によっ
て供給されている。UHF信号はRFU21の電力増幅
器によって増幅され、戸外同報通信のためアンテナ・イ
ンタフェース装置22を経て送信アンテナ23に送られ
る。
である。各RFU21、モデム19、CCU18、VC
U17、及びPBX15はもともと全二重である。
(RPU)20は、接続データ及び制御メッセージをC
CUに伝達する中央制御処理装置である。RPU20
は、呼出しのセットアップ、解除、及び維持のための複
雑なシステム管理機能及び制御機構を行う68000型
マイクロプロセッサに基づく汎用コンピュータを含んで
いる。RPU20はさらに、符復号器16とTelco
局線との間のPBX15のスイッチ・マトリックス25
で果たしている。相互接続を制御するためPBX15内
の呼出し処理装置24と交信する。
ステム内の各使用者の敷地にある。加入者局は、使用者
の標準電話機セット及び/又はデータ端末即ち一体化音
響送信機/受信機をUHF無線チャンネルを通して基地
局に接続している。加入者局の機能は基地局の機能に酷
似している。しかし、基地局がひとつ又はそれ以上の周
波数チャンネルに関して同時に作動し各々のチャンネル
がいくつかの音声回路を支援する能力を提供するのに対
して、加入者局は通常の場合一度にただひとつの周波数
に関して作動する。
的区分は基地局(図2)の区分とよく似ている。使用者
インタフェース機能は、加入者局内の加入者電話インタ
フェース装置(STU)27によって行われている。基
地局内の関連機能はPBXモジュールによって行われ
る。加入者局のSTUは、基地局のRPU機能と全く同
様に、加入者局のすべての制御機能をも実施する。全体
的なシステム制御体系において加入者局はマスタ基地局
に対してスレーブとして働いている。STUは外部機器
とインタフェースすることができ即ち音響的に送信受信
を行うことができる。
みると、使用者の音声即ちデータ情報はまず加入者端末
装置(STU)27で処理される。使用者の電話機から
の音声信号入力はVCU28内で受信されかつディジタ
ル化される。ディジタル化音声信号の型は、基地局内の
PBX15で使用の型と同一のものである。加入者局
は、図2に関して基地局体系の説明で上述した同様の装
置と同一の機能を行うVCU28、CCU29、モデム
20a、及びRFU31aを有する。加入者局の作動で
一つの異なる点は、その作動は通常の場合一度にただひ
とつの音声チャンネルに限定されていることである。加
入者局は本質的に半二重モードで作動し、TDMAフレ
ームの一部分で送信しかつTDMフレームの別の部分で
受信する。45msecのフレーム・サイズの場合加入
者局の半二重特性は使用者に対してトランスペアレント
(transparent)であり、この使用者は相手からの連続
音声入力を呼出し接続の他端で聞くことができる。モデ
ム30aはもとより、STU27及びVCU28は、2
回線以上の加入者通話を可能ならしめるために二重化す
ることができる。
入者局のハードウェアを一層有効に使用することができ
る。加入者局のVCC及びCCUは、少なくとも音声デ
ータのハンドリングに関する限り、基地局と本質的に同
じような方法で機能する。しかし、モデム30aはモデ
ムの受信又は送信部分が、同時にではないが、使用でき
るように半二重モードで作動するべくセット・アップさ
れている。この場合の直接的な節約はRFU31aが単
に半二重モードで作動することを必要とすることであ
る。このことはRF電力増幅器が時間的に半分しか働か
ないという点で電力を節約する。また、RF送信アンテ
ナ32aは、RFアンテナ・スイッチ機能を使用し、フ
レームの受信部分の間、第2受信アンテナとして働くべ
く切り換えることができる。さらに、送受切換器を全然
必要としない。
ダイバシティ・コンバイナ回路33を含むダイバシティ
・ネットワークを有している。このダイバシティ・コン
バイナ回路33は3個のモデム30a、30b、30c
の復調器の各々からの復調された受信情報を集めかつ3
つのストリームを組み合わせて処理のためCCU29に
送出される単一の”最良推測(best-guess)”シンボル
・ストリームを形成する。3個のモデム30a、30
b、30cの復調回路即ち復調器は別個のRXRFU3
1a、31b、31cに接続され、これによって別個の
アンテナ32a、32b、32cに接続されている。
ち34a、34b、34cが相互に適切な間隔をもって
配置され、ダイバシティ・ネットワークで処理されるべ
き未相関空間ダイバーシティ信号をもたらしている。ダ
イバシティ・ネットワークの動作はCCU機能に対して
トランスペアレントであり、このためダイバシティ機能
を必要としない場合は常時単一モデム機能で置換するこ
とができる。
ル対に対する空間ダイバシティ・ネットワークを有して
いる。このダイバシティ・ネットワークは図示してない
が、図2の基地局の図は、単一送信受信チャンネル対に
対するダイバシティ・ネットワークの接続を示している
図3の加入者局の図に示すものと同一である。従って、
基地局内の各々の送信受信チャンネル対は図3に示すよ
うにダイバシティ・コンバイナ回路に接続されている3
個の復調器と1個のモデムとを実際に包含している。
を正確にとることは、全システム的に重大なことであ
る。全システムに対するマスタ・タイミング・ベースは
基地局によって作られる。ある特定のシステム内のすべ
ての加入者装置は、周波数、シンボル・タイミング、及
びフレーム・タイミングに関して、このタイム・ベース
に同期しなければならない。
確なタイミング基準クロック信号を生成するシステム・
タイミング装置(STIMU)を包含している。この8
0MHzの基準クロック信号は16KHzのクロック信
号及び22.222Hz(持続時間45msec)のフ
レーム・ストローブ・マーカ信号を生成するために周波
数逓降される。すべての基地局送信タイミングはこれら
の3つの同期マスタ基準信号から発生する。80MHz
のクロック信号は正確なIF周波数基準及びRF周波数
基準としてモデム19及びRFU21が使用している。
16KHzのクロック信号はすべての基地局周波数によ
る伝送に対するシンボル・レートタイミングを供給す
る。45msecのマーカ信号は、新しいフレーム内の
最初のシンボルを付与するために使用される。このマー
カ信号は1シンボル・タイム(62.5μsec、1/1
6000Hzに等しい)の期間だけアクティブである。基
地局内の周波数チャンネルはすべて、伝送に際して同一
時間基準を使用する。3つのタイミング信号(80MH
z、16KHz、及びフレーム開始{SOF}マーカ)
は基地局内の各モデム19に供給される。モデム19
は、同一の直列接続送信受信チャンネル対内のCCU1
8及びRFU21に適切なクロック信号を分配する。C
CU18はこの16KHz及びSOFマーカを使用して
当該周波数についての現フレーム構造に従って音声の伝
送のタイミングをとりかつシンボルを制御する。
信タイミングと原則的に同一である。即ち、SOFマー
カとシンボル・クロック信号は送信信号と受信信号との
間で正確に並んでいなければならない。しかし、完全な
タイミング同期は加入者局の伝送から期待できないの
で、基地局のモデム19の受信タイミングは加入者局か
らの入力シンボルに整合しなければならない。これは基
地局モデム19の受信機能のサンプリング期間が加入者
局から受信中のシンボルについて最良予測をもたらすた
めに必要である。モデム19の受信機能にインタフェー
スしているCCU18内の小容量弾性バッファはこのわ
ずかなタイミング・スキューを補償している。
基地局のマスタ・タイム・ベースに同期させている。こ
の同期は、加入者局が基地局からのRCCメッセージを
使用することによって基地局時間基準を最初に取得する
多段階手順によって達成される。この手順は以下に説明
してある。
最初に捕捉完了すると、加入者局モデム30a、30
b、30cの復調器内のトラッキング・アルゴリズムが
加入者局の受信タイミングを正確に保持する。加入者局
は、加入者局の位置に起因する伝送往復遅延を相殺する
ための小時間量だけ自己の伝送を基地局に対して進め
る。この方法による結果、基地局が受信中であるすべて
の加入者局からの伝送は相互に正しい位相関係にあるこ
とになる。
35は、基地局内のすべての伝送に対して時間基準を付
与する。STIMU35は、80MHzの固定周波数で
動作する高精度(3×10−9)の恒温槽水晶振動子を
有する。この基本クロック周波数はSTIMU35内で
5000で分周され16KHzのシンボル・クロック信
号を形成し、さらに720で分周されフレーム開始(S
OF)マーカ信号を形成する。これらの3つの時間基準
はバッファ経由で基地局モデムの各々に供給される。
3に図示せず)は加入者局に対して80MHzクロック
信号、16KHzシンボル・タイミング信号、及び持続
時間45msecのフレーム・マーカ信号を供給する。
これらの信号は、16KHzクロック信号が加入者局に
おいて受信シンボル・タイミングとして使用されている
ことを除き、基地局STIMU内の信号と同じである。
16KHzクロック信号は基地局内の送信タイミングと
して使用されている。加入者局内の送信タイミングは加
入者局の受信タイミングを遅延させた型で与えられる。
この遅延の遅延量は可変であり、基地局と加入者局との
間で実施される配置計算によって決定される。
公称80MHzの周波数で動作している電圧制御水晶振
動子(VCXO)によって供給されている。実際の周波
数は、加入者RF装置入力点で受信された際の基地局の
タイミング基準に周波数ロックされるように加入者局モ
デムによって調整される。 プロトコル 下記のプロトコルは、送信フレーム構造はもとより、シ
ステム内のシステム制御、衝突回避、及び呼出し発信に
対する諸手順を規定する。システムの構成に関しては、
特記する場合を除き、図2に関連して上述した基地局の
構成を参照のこと。
ンネルごとにいくつかの同時回線を有する450MHz
スペクトル領域内の20KHz BW(バンド幅)の全
二重チャンネルを使用している。各々の全二重チャンネ
ルは、5MHzだけ隔離している受信及び送信周波数で
構成されている。各チャンネルの低い方の周波数は伝送
のために基地局に割り当てられ、順方向周波数と呼ばれ
ている。逆方向周波数と呼ばれている各チャンネルの高
い方の周波数は、伝送のために加入者局に割り当てられ
ている。従って、基地局は順方向周波数で送信し、逆方
向周波数で受信する。加入者局に対してはこの反対であ
る。
クトル的に効果的な方法をもたらすシステムの能力は、
主としてモデムの働きに依存するものである。モデム1
9は、16kシンボル/秒のレートにおいて16−フェ
ーズDPSKモードで動作する場合3.2ビット/Hz
の効率を得るような方法で動作しなければならない。
らの1、2、4個又はそれ以上のビット・シンボルを、
伝送のための位相変調IF搬送波に変換し、受信側にお
いてはこのプロセスを逆にするメカニズムである。フレ
ーム・タイミング及びモード選択に関する制御はすべて
CCU18によって行われる。CCU18とモデム19
との間のインタフェースは、2つの4ビット単方向性同
期(16kシンボル/秒)データ・バス(Tx及びR
x)で構成することができる。さらに、8ビット・ステ
ータス・コントロール・バスは制御情報をモデムに提供
しかつモデムからのステータスをCCU18に報告す
る。モデム19はさらにCCU18にマスタ16KHz
シンボル・クロック信号を与える。基地局においては、
このクロック信号はシステム・タイミング装置35内の
マスタ発振器から受信され、全基地局(従って全システ
ム)はこの信号に同期している。加入者局においては、
このクロックは基地局から受信された入力シンボルから
引き出される。従って、すべての伝送は基地局の時間基
準に関連づけされている。加入者局のモデム動作の主要
機能は、受信されたシンボルからタイミングをデコード
することにより区域内加入者クロック信号を基地局時間
基準に同期させることである。
・フィルタを使用し、RF搬送波を変調するために使用
される波形を表しているディジタル信号を生成する。こ
の結果のディジタル・ストリームはアナログ形式に変換
されかつ20.2MHzのIF送信周波数に混合され
る。この信号は伝送前の濾過、RFへの再変換、及び増
幅を受けるためRFUに送出される。
信IF周波数でRFU21からのIF受信信号を取り込
む。この信号はベースバンドにダウンコンバートされ、
さらにA/Dコンバータ機能でディジタル化される。こ
の結果のディジタル・サンプルは、マイクロプロセッサ
に基礎を置いた信号処理装置によって処理される。この
機能は入力サンプルに対して濾波等化及び同期アルゴリ
ズムを実行しさらにPSK信号を復調して16kシンボ
ル/秒のシンボル・ストリームをもたらす。この信号処
理装置はさらに自己調整(self-training)モードでも
機能するが、このモードは受信ストリームに使用されて
いるアナログ・フィルタが不完全であることを処理装置
に知らせるために使用する。いったん信号処理装置が調
整されると、復調器のディジタル等化プロセスはアナロ
グ・フィルタ構成部品の上記の不完全を是正するため入
力サンプルを補償する。この技術は低価格、低公差のア
ナログ構成部品の使用を可能ならしめるとともに微弱信
号又は雑音性信号を復調する能力を全システムに付加し
ている。
の間CCU18へシンボル・レートで出力される。モデ
ム19はこのシンボル・ストリームに関連したタイミン
グを供給する。基地局及び加入者局とも、入力受信信号
から受信機タイミングを引き出す。
に詳しい説明及び仕様は図25に関連して以下に記載し
てある。
ネルは各通話に専用の各方向に合計16Kbpsを提供
する。このチャンネルの容量については、各方向に1.
43Kbpsが制御オーバヘッド及び復調プリアンブル
のため必要である。従ってVCUは14.57Kbps
固定データ・レートで作動する。これはモデム・フレー
ム期間の1/2即ち22.5msecと定義されてい
る”符復号器フレーム期間につき328ビット”に相当
する。
め、各チャンネルは時分割多重化(TDM)技術によっ
て”スロット”に分割されている。これらのスロットは
システム・フレーム形式を特定する。システム・フレー
ムの長さは所定の一定数のシンボルで構成されている。
システム・フレーム持続時間は、各バーストの開始時に
モデム19が必要とする音声コード化レート及び捕捉シ
ンボル数を考慮して最適化されている。システム・フレ
ーム内のスロットの数はチャンネルの変調レベルに依存
する。例えば、チャンネルの変調レベルがQPSKであ
るとすると、システム・フレームは1フレームにつき2
スロットで構成されている。チャンネルの変調レベルを
増大することにより、シンボルごとにコード化された情
報のビット数は増加する、従ってチャンネルのデータ・
レートは増加する。16レベルのDPSKにおいてはシ
ステム・フレームは4つのスロットに分かれ、この各々
が1つの通話に対する音声データ・レートを取り扱う。
変調レベルが高くなった場合でもモデム同期に必要とす
るシンボル・タイム数は一定であることに注目すること
が重要である。
モデム29が全二重方式(即ち、同時に送信と受信とを
実行する)で働かないことを保証する。このため、逆方
向周波数及び順方向周波数に関するスロットは時間的に
少なくとも1スロット時間だけずれている。
時間45msecに固定してある。シンボル伝送レート
は16kシンボル/秒に固定してある。各シンボルは等
しい時間量の間即ち1/16000秒(62.5μse
c)の間伝送される。この結果、1フレームごとに72
0シンボルの固定レートになり、これらのシンボルには
システム・フレーム開始から0〜719までの番号が付
与されている。これら720個のシンボルは変調レート
2、4、又は16位相に対応して、各々1、2、又は4
情報ビットで構成できる。
はさらに、フレームを構成するスロットに対する変調形
式に依存して2個又は4個の時分割スロットに分割され
る。各スロットは以下の3種類のスロット・タイプのい
ずれか1つをとることができる、(1)無線制御チャンネ
ル(RCC)、(2)4−ary音声チャンネル、及び(3)
16−ary音声チャンネル。RCCは常時2進(2位
相)変調モードで伝送される。RCC及び16−ary
音声チャンネル・スロットは各々、伝送のため180個
のシンボル即ちシステム・フレーム期間の1/4を必要
とする。16−ary音声チャンネルはシンボルごとに
4情報ビット(即ち24=16位相)を伝送するので、
16−ary音声チャンネルはフレームごとに720情
報ビットを伝送する。これは16Kbpsのビット・レ
ートに等しくするものである。これらのビットのいくつ
かはモデム・オーバヘッド及び制御目的に使用され、こ
の結果14.57Kbpsの音声ビット・レートをもた
らす。4−ary音声チャンネル・スロットは伝送のた
め、システム・フレーム期間の1/2に等しい360シ
ンボルを必要とする。このスロット・タイプの各々のシ
ンボルは4つの差分位相の1つで構成され、シンボルご
とに2個のビット(2=4位相)が伝送される。結果と
してのビット・レートは、16−ary音声チャンネル
の場合と同じく16Kbpsとなる。同数のビット(シ
ンボルではない)がモデム・オーバヘッド及び制御目的
のため予約され、音声情報レートは16−ary音声チ
ャンネル・スロット・タイプの場合と同様に14.57
Kbpsである。
レームも、下記の5項目の制約条件の範囲でこれら3つ
のスロット・タイプの任意の組合せで構成することがで
きる。
ム・フレームで伝送されること。これを達成するため3
つのスロット・タイプの組合せを与えられた周波数に関
して共用することができる。基地局のフレーム伝送にお
いて全チャンネル容量が充填されない場合は(例えば、
1フレームに720個以下のシンボルを伝送する)、7
20シンボルのフレーム容量を充填するためナル・シン
ボルを挿入すること。ナル・シンボルとは伝送エネルギ
ーを有しないシンボルである。
RCCスロット・タイプを有すること。1つのRCCの
みが全システムにおいて常時動作可能であること。RC
Cが動作すべき周波数はシステム初期化パラメータによ
って設定されかつ何かの理由で当該周波数チャンネルが
使用不能になった場合にのみ変更されること。RCC・
スロットは常にシステム・フレームの最初の180シン
ボルに割り当てられること(スロット0と称す)。
で動作できること。加入者局は全フレーム時間の1/2
を超えない時間で伝送すること。加入者局は、通話を行
う場合、RCC又は16−ary音声チャンネル・モー
ドの動作時はフレームの25%の時間に限り伝送するこ
と。加入者局は、4−ary音声チャンネル・モードの
動作時はフレームの50%の時間に限り伝送するものと
する。加入者局は、1つの通話を伝送するときは任意の
フレーム期間中の1つのスロットで伝送のみ可能である
こと。
は、シンボル番号0又は360で伝送を開始しなければ
ならない。即ち、フレームの前半又は後半は4−ary
音声チャンネルを含むことができる。
与えられたスロットの逆方向情報が順方向周波数メッセ
ージの伝送の180シンボル後に伝送を開始するように
割り当てられること。これは、加入者局が順方向周波数
で同時受信中に逆方向周波数で送信するという要求条件
の発生を防止する。
は、すべての4つの呼出しが14.4Kbps符復号器
の範囲で動作時に16−ary音声チャンネル形式で構
成されていれば、単一周波数で処理できる。
ーム構造の位置によって番号付けされている。番号付け
方式は一連番号式である必要はない。フレーム内の1つ
又はそれ以上のスロットが4−ary音声チャンネル・
スロット・タイプで構成されている場合は、番号付け方
式はより長い4−aryスロットに含まれる2番目のス
ロット期間を”スキップ”する。逆方向周波数(即ち、
加入者)伝送に対するスロット番号付けは、基地局(順
方向周波数)伝送の番号付けと互い違いになっている。
従って、順方向周波数のスロット2で情報を受信する加
入者は、時間的に1/2フレームだけずれた逆方向周波
数のスロット2で送信する。表1から表5は可能なフレ
ーム形式及び各スロットに関連する番号付けを図示して
いる。
ネルのスロット・タイプを説明する。このスロット・タ
イプの最初の8個のシンボルはフィルタ・スタートアッ
プ(FILTER STARTUP)ビットと呼ぶ。すべてのスロット
・タイプの初めに含まれているフィルタ・スタートアッ
プ期間は全然エネルギーが伝送されない時間であり、モ
デム19の受信部に新しいスロットに備えてそのフィル
タをパージ(purge)させる時間である。
間はビット同期(BIT SYNC)期間である。この時間に、
交流BPSK信号をシミュレートする復調16−ary
パターンが伝送される。モデム19の受信部はこのフィ
ールドを使用し、モデム19の送信部の位相基準を確立
する。
し、加入者局と基地局との間の同期を決定しかつ制御及
びステータス情報の交換を行う。コード・ワードは接
続、リンクの質、及び電力とタイミング調整の現在状態
を交換するために使用される。各々の制御ワードは、単
一誤り訂正及び二重誤り検出を可能にするハミング・コ
ードを使用し、10ビットにコード化される。CCU1
8は、適切に又は不適切に受信された連続コード・ワー
ドの数を探知することによって同期の利得及び損失を決
定する。またCCU18は同期変化を基地局のRPU2
0に送る。加入者局においては、CCU29は同期変化
をSTU27に送る。
個のパリティ・ビットを付加して10ビット・コードを
生成する。各パリティ・ビットは、パリティ・ビットで
表されているビットを含むコード・ワード内の位置にお
けるすべてのビットについてモジュロー−2加算(modu
lo-two addition)を実行することによって計算され
る。1個のビットのみを(前記のビットによって表され
た位置)におきワード内の位置にパリティ・ビットを配
置しかつデータ・ビットを他の位置に置くことによっ
て、すべてのパリティ・ビットを伴うすべてのデータ・
ビットが連続化された状態でコード・ワードは送出され
るが、このコードは下記のとおり視覚化することができ
る。 ビット位置: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ───────────────────────────── 情 報 :P1 P2 D1 P3 D2 D3 D4 P4 D5 P5 P=パリティ・ビット D=データ・ビット P1=D1+D2+D4+D5 P2=D1+D3+D4 P3=D2+D3+D4 P4=D5 P5=全部 コード・ワードが受信されると、パリティ・ビットは受
信データ・ビットから計算されかつ受信パリティ・ビッ
トと比較される。計算された全パリティ・ビットが受信
全ビットと異なる場合は、計算されたパリティ・ビット
は受信ビットと排他的論理和ゲートされ、ビットのアド
レスが誤りであることを示す。計算及び受信全ビットは
共に等しく他の4個のビットが等しくない場合は、2つ
のエラーが検出されている。すべてのパリティ・ビット
が同一であれば、データは正しく受信されている。
ットを包含する2つの音声符復号パケットを有してい
る。
ボル構造を示している。この構造は16−ary音声チ
ャンネルの構造とほとんど同じである。いくつかのシン
ボル割付けがスロットごとにオーバヘッド目的のために
必要とする固定シンボル数に依存している一方、他のビ
ット割付けは固定ビット数に対してなされている点に差
異がある。
局が基地局からシステム・タイミングを最初に捕捉しか
つ基地局と加入者局との間のアウト・オブ・バンド通報
(out-of-band signalling)を発生するための根拠を与
える二重目的で働いている。
次の示すフィールドを除き、順方向及び逆方向チャンネ
ルとも同一である。基地局(順方向チャンネル)によっ
て伝送された制御スロットの最初の8個のシンボルは、
その期間にエネルギーが全然伝送されない期間である振
幅変調ギャップ(”AMホール”)を有している。この
ギャップは、制御チャンネルを独特な方法で識別するた
め加入者局によって使用されている。逆方向チャンネル
制御スロットの始端と終端とに、加入者局がそのタイミ
ングから若干シンボルだけ外れても支障ないように若干
の余分シンボルがある。
ットの受信に備えてその受信フィルタのパージを可能な
らしめるフィルタ・スタート・アップ・フィールドを形
成している”null”伝送の8個のシンボルを有してい
る。このスロットの次のフィールドは固定ビットの同期
パターンである。伝送されたパターンは交番BPSK信
号である。受信モデムはこのフィールドを使用して送信
モデムに対する位相基準及び周波数ロックを確立する。
別するため、8シンボルのシーケンスであるユニークワ
ード(UW)を絶え間なく探索する。基地局のCCU1
8は、すべてのRCCスロット内の有効RCCメッセー
ジを徹底的にチェックしなければならない。CCU18
は、マスタ・システム・タイミングに基づいて、名目U
W記憶位置について±3シンボルのウィンドのユニーク
・ワードを操作することによってこのタスクを実行す
る。探索アルゴリズムは名目UW位置で始動し、(1)U
Wパターンを見出しかつ(2)正しいRCCチェックサム
を確認するまで左右に1シンボルだけシフトする。この
探索は(1)及び(2)が満たされるか又はすべての可能性が
なくなった場合直ちに終結する。シフト情報、RCCメ
ッセージ、及び電力情報は、探索成功に続いてRPU2
0に送られる。
信時、2つのモード即ちフレーム・サーチ及びモニタ・
モードのいずれかをとりうる。フレーム・サーチ・モー
ドは入力RCCデータから受信フレーム・タイミングを
捕捉するために使用され、RCC同期が失われると自動
的に呼び出される。モニタ・モードは受信フレーム同期
が捕捉されたときに入るモードである。
加入者局のCCU29は、RCCスロットを加入者局が
受信した直後に有効RCCメッセージを全数的にチェッ
クしなければならない。基地局のCCU18と同様に、
CCU29はモデムAMホール検出から引き出されたタ
イミングに基づいて、名目UW記憶位置について±3シ
ンボルのウィンド内のユニーク・ワードを操作すること
によってこのタスクを実行している。探索アルゴリズム
は名目UW位置で始動し、(1)UWパターンを見出しか
つ(2)正しいRCCチャックサムを確認するまで左右に
1シンボルだけシフトする。この探索は(1)及び(2)が満
たされるか又はすべての可能性がなくなった場合終結す
る。成功した探索結果からのシフト情報は、CCU発生
の受信フレーム指示マーカの調整に使用する。捕捉動作
は、UWがその名目位置にあり3つの連続フレームに対
して上記(1)及び(2)が満たされたときに終結する。ST
U27はフレーム指示の取得が発生するとこの捕捉通報
を受ける。フレーム・サーチ・モードの間は、RCCメ
ッセージはSTU27には送達されない。
CU29はモニタ・モードに入る。疑似のUW捕捉の可
能性を回避するため、名目UW位置のみをチェックす
る。5つの連続フレームに対してUWが検出されない場
合は、そのチャンネルは同期外れを宣言され、フレーム
・サーチ・モードに入る(この状態は滅多に起こらない
ようにすべきであり、そうしなければこのシステムは性
能不良となる)。STU27はこの同期外れ状態を知ら
せる。モニタ・モードの間、正しいチェックサム及び加
入者ID番号(SID)を含むRCCメッセージがST
U27に送られる。
の情報交換に使用する。データ部は12個のバイトで構
成されている。データの最初の8ビットは、システムの
ステータス衝突、検出及び予約情報に関する情報を転送
するリンク・フィールドを含んでいる。
線制御チャンネルに関する誤りメッセージの検出であ
る。リンク・プロトコルはさらにRCCスロットについ
ての回線争奪を解消する。
システム話中”、”衝突”、”伝送検出”、及び”スロ
ット予約”ビットを有している。これらのビットは基地
局のCCU18によって設定され、加入者局のCCU2
9によって読み取られる。
れ遊びメッセージが伝送されたことを示す。加入者装置
がこのビットが設定されているスロットを受信すると、
加入者装置は通常の同期及び誤りチェックを実行する
が、当該メッセージがエラーなく受信された場合はメッ
セージをそれぞれのRPU20又はSTU27に送達し
ない。
すべて割付けずみであり新しい呼出し要求の自粛を(あ
る所定時間)示すものである。
を試みている2つ又はこれ以上の加入者局が関係する回
線争奪を解消させる。
ャンネルによる伝送を検出したことを示す。
ネルに次のスロットを予約する。
及び分解手続時のアドレス指定及び情報交換に使用す
る。データ部に続いて、スロットのユニーク・ワードと
データ部についての16ビットの巡回冗長検査(CR
C)ビットがある。CRCはRCCメッセージの伝送時
に発生するエラー検出のため使用する。CRCアルゴリ
ズムは、定義ずみビット・シーケンスによるデータのブ
ロックの除算とデータ・ブロックの一部としてのこの除
算の剰余の伝送とを含む。CRC生成の多項式は下記の
形で与えられる。
する場合は、このメッセージは基地局に置いてCCU1
8からRPU21に送達されず又は加入者局に置いてC
CU29によってSTU27に送達されない。
・ライン状態になった場合は、加入者局は基地局からの
基準化されたシステム・タイミング及び同期を捕捉しな
ければならない。この捕捉は、無線制御チャンネル(R
CC)による伝送交換及び音声チャンネルによる洗練を
介して達成される。システム捕捉に至るイベントは下記
のとおりである。
と、システムは初期化を行いかつ加入者局のCCU29
はRCC捕捉へ導く加入者局のモデム30a、30b、
30cの復調器に一連のコマンドを与える。
調器はまずその調整モードに設定される。この期間に、
モデムはその受信機ディジタル・フィルタを受信アナロ
グ・フィルタの特性に調整する。アナログ・フィルタ
は、時間及び温度変動によって特性変化を起こすことが
ある。各モデムは、これらの特性変化を補償するために
調整モードの間にそのディジタルフィルタ係数を自動的
に調整する。調整シーケンスが完了したモデム30a、
30b、30cの復調器からのステータスをCCU29
が受信したあと、CCUは受信周波数を既定RCC周波
数に設定する。このあとCCUはモデムに指令を発し、
RCC周波数を捕捉せしめかつAMホールと呼ばれるR
CCの特性振幅変調”ギャップ(gap)”を探索せしめ
る。AMホールとは、基地局からのRCC伝送の開始時
にエネルギーが全然伝送されない持続時間16シンボル
の期間である。他のすべての伝送されたスロット・タイ
プは、8シンボルの”ナル(null)”のみの伝送を含
む。スロット・バーストの開始時におけるナル情報の余
分の8個のシンボルは、当該バーストを特別な方法でR
CCとして識別する。
器の第1の機能は、粗周波数捕捉を実行することであ
る。受信信号はディジタル式位相同期ループで処理さ
れ、加入者局VCXOは基地局の送信周波数に調整され
る。周波数の取得後、モデムはAMホールの探索を開始
する。モデムは振幅をほとんど有しない又は全然有しな
いシンボル列を探索する。この列をいくつかのフレーム
に対して検出すると、モデムは”AMストローブ”をア
サートしCCUフレーム・タイミング回路を初期化す
る。AMホール列が検出されない場合は、モデムはRC
Cの捕捉が不成功であったというステータスをCCUに
返す。これにより、CCUは同一方法でRCC周波数を
探索する。
30b、30cの復調器は、精周波数捕捉及び初期ビッ
ト調整を実施する。RCC制御スロットの最初の60個
のシンボルは、基地局の位相(ビット・タイミング)に
ロックするためモデムが使用する固定ビット同期パター
ンである。この点で、加入者局におけるRXクロックは
シンボル・クロックとして有用である。
AMストローブにより粗シンボル・タイミング調整を受
信完了している。周波数捕捉及びビット同期のあと、C
CUはモデムが受信したデータを検査しかつRCCユニ
ーク・ワードを探索する。このユニーク・ワードは、フ
レームに対する絶対シンボル・カウント基準を与える。
これにより、CCUはそのシンボル・カウンタを調整し
てこれらカウンタをこの基準に整列させる。加入者局は
この時点で整列がとれかつ基地局伝送システム・タイミ
ング(周波数及びシンボル・タイミングとも)にロック
する。
分は、基地局と加入者局との間の距離遅延を決定する。
この遅延はシステムにおいて0〜1.2シンボル時間
(片道)の範囲をとることができる。呼のセット・アッ
プ時、加入者局はRCCを通して基地局にメッセージを
送る。
局のバースト入力を常時探索している。これらのバース
トは基地局マスタ基準フレーム開始から0〜3シンボル
だけ遅延できる。各スロットの間、基地局のモデム19
の復調器は、逆方向RCCスロットによる伝送を探索す
る。タイミングおよびいそう情報はすべてスロットの最
初の部分(プリアンブル)の間に引き出さなければなら
ない、さもなければ当該スロットおよびその情報は失わ
れる。基地局向け制御スロット受信時は、この期間は1
回しかない。基地局向け制御スロットは以下に説明する
RCCのAloha待ち行列スキームによって受信され
るので、システム取得に導くイベントのこの箇条化した
説明を続いて参照されたい。
9は高速AGC調整を行い最初の60個のシンボル期間
中にビット・タイミング推定を実行する。受信部クロッ
ク信号は加入者局の距離遅延を補償するために調整され
る。受信データは次に基地局のCCU18に引き渡され
る。CCU18はストリーム中のユニーク・ワードの記
憶位置を検出しかつ基地局と加入者局との間の整数部距
離遅延を算定する。モデム19は、加入者局のTX電力
調整の算定のため、AGC情報をCCU18に引き渡
す。モデム19はさらにリンク品質及び微小時間情報を
CCU18に供給する。リンク品質は衝突発生の存否の
判定のために使用される。リンク品質の測定結果が悪い
場合は、RCCスロットについて1局を越える加入者に
よる同時伝送におそらく起因して信号の質が不良であっ
たことを示している。微小時間推定値は、基地局と加入
者局との間の微小距離遅延についてモデム19が計算し
た値である。
8によって処理されPRU20に送られる。RPU20
はこの情報をRCC形式に形式化し、この情報をRCC
制御スロットにより加入者局に伝達する。加入者局のC
CU18はこの情報をデコードし、モデム19及びCC
U18の両方の送信電力及び距離遅延カウンタに所要の
調整を行う。CCU18は自己の整数部TXシンボル・
フレーム・カウンタを更新しかつモデムのTXクロック
微小遅延カウンタを更新する。
局RPU20はその音声呼に対する周波数及びスロット
割当てを行う。この情報はRCCにより伝達され、加入
者局のCCU29はRX周波を調整しかつモデムに指令
を発し音声スロットの検出を開始させる。AGC、タイ
ミング及び周波数情報はRCC動作から音声チャンネル
動作へ進んでゆく。このことは、システム内のすべての
周波数は基地局内の同一フレーム・タイミング基準に同
期しているので可能である。
するため、各音声接続の開始時に精密調整を実施する。
精密調整段階では、音声チャンネルによる通信は制御チ
ャンネルと同様で、変調レベルはBPSKでありメッセ
ージはRCC形式であるが、基地局において”AM”ホ
ールは生成されない、即ちこれらの新しいRCCメッセ
ージはCCU18とCCU29の間のみで交換される。
モデム19は基地局においては精密モードに、加入者局
においては基地局から外向きの制御モードに設定され
る。加入者局のCCU29はこの精密調整段階でメッセ
ージを生成するが、このメッセージの大部分は固定ビッ
ト・パターンでこのパターンに続き基地局から受信した
以前のメッセージの受領諾否を示す可変部分がある。基
地局モデム19は、タイミング及び電力調整を、受信さ
れた各スロットからCCU18に伝達する。電力調整は
連続的に加入者局に送出される。精密モードの継続か又
は完了を示すタイミング調整及び制御情報は、算定期間
の後送出される。基地局CCU18は30フレームに対
するモデム19からのタイミング調整を収集し、平均値
を算出し、この調整値を加入者局CCU29に送る。さ
らに30フレームの精密動作が基地局CCU18によっ
て実行され、その結果は再び加入者局CCU29に送ら
れる。モデム19から受領される調整の変化が例えば1
%のごとき合格範囲内になるか又は精密期間がその最大
時間限度を費やしてしまうと、精密フェーズは基地局C
CU18によって終結させられ、音声接続が始動する。
Cスロットによりメッセージを送ることにより基地局と
交信する。RCCへのアクセスを試みる加入者局の通信
属性は確率的なものとして特性づけられる。加入者局が
基地局にメッセージの送信を望む場合、多くの加入者局
が同一のスロットでの送信を試みる公算があるので、い
ずれの加入者局に送信を許可するかを何らかの形の制御
メカニズムで裁定しなければならない。スロット化アロ
ハ(Aloha)・スキームは、RCCチャンネルに関
し比較的まれな直接アクセスを要する大加入者母集団の
場合に好適である。
者局が同一制御スロットで送信を試みているか否かに全
く無関係に、加入者局に対して指定されたRCCスロッ
トによりメッセージの送信を可能ならしめるものであ
る。送信行為を無統制にしておくと異なる加入者局から
のメッセージが同時に伝送される結果を招き衝突が起こ
る。この衝突現象に対処するため、このスキームは基地
局が加入者局のメッセージを正しく受信した後基地局が
確認応答(ACK)を送達することを必要としている。
ACKが伝送及び各方向における遅延処理(約1−2フ
レーム時間)に要する最大割当て時間以内に受信されな
い場合は、加入者局は当該メッセージを再送しなければ
ならない。再送は加入者局におけるACK受信に際して
のエラーによって起きる公算がある。一般的に、加入者
局は障害の原因を知ることができない。このため、以前
の衝突に巻き込まれた他の送信者との再衝突を回避する
ため再送を実施するに先立って、加入者局はランダム遅
延を選択する。
面倒なことが起こるがこれはランダム再送遅延が十分長
くないとチャンネルが不安定になることである。この事
態が偶発すると、そのチャンネルは再送によって障害と
なりスループットはゼロに落ち込む。バックオフ技術
は、連続する再送に関する各加入局の平均ランダム化再
送遅延を増加させることによってこの問題を最小化して
いる。
制御の複雑性は、遅延が幾何学的に分散してあることで
ある。大きい遅延変化を回避するため、チャンネルを3
6%よりかなり低い利用率で運用することが必要であ
る。
衝突による1回を越える再送の必要性は起こり得ない。
45msecに対し、たとえば8フレームのランダム遅
延を使用すると、1つの再送についての合計平均遅延は
450msecとなる(すなわち、平均的にこの遅延が
含むものは:本来の伝送の1フレーム遅延、さらに確認
応答に1フレーム遅延、さらに8フレームのランダム遅
延)。
ため、加入者ごとの呼出し要求間の平均時間をT、全加
入者数をN、及び36%を越えない値に対するフレーム
時間をFとすると、利用率はNF/Tで与えられること
を考慮しなければならない。F=45msec、N=100
0加入者、及びT=30minutesとすると、利用率は
1.5%となる。
各々が平均1/2分ごとに呼出しを行う1000加入者
母集団は、再送1回を必要とする場合のアクセス遅延を
約45ms及び平均アクセス時間を約70〜80msと
し45msフレーム時間でサポートすることができる。
はるかに低い平均遅延に対する代償は、20%又はそれ
以下の利用率の場合2回の再送時間すなわち1秒を超過
しない遅延変化の増加である。
御チャンネルに関して比較的まれにランダム・アクセス
を必要とする大加入者母集団を有するシステムに好適と
思われるとともに1秒を超えない呼設定遅延を設計目標
を期待母集団パラメータに対して達成させるものであ
る。これに対して、ポーリング及び固定TDMA技術
(手法)によっては好ましい遅延が得られない。
呼処理の全段階には、制御チャンネル及び/又は音声ス
ロットの制御部分を通しての情報交換を必要とする。呼
処理のそれぞれの段階において加入者局及び基地局で行
われる処理について以下に説明する。
ダイアル数字は、加入者局が発呼を行うたびに基地局へ
の呼要求(CALL REQUEST)に使用しなければならない2
つの呼制御項目である。加入者局対加入者局の呼の場合
は、使用者は当該番号を加入者局の記憶装置内のレジス
タにダイアルする。使用者は送信キーを押すことにより
すなわちタイム・アウトを与えることにより基地局との
通信を開始する。使用されている無線チャンネルに限り
当該番号は加入者局内で完全に組み立てられ記憶され
る。従って加入者は貴重な無線制御チャンネル(RC
C)帯域幅すなわち時間を途絶させることなくスロー・
レートでダイアルすることができる。
に加入者局と基地局とによって生成されるメッセージの
シーケンスが図4に示してある。制御チャンネル・リン
ク・レベル・プロトコルは、チャンネルの諸エラーに起
因する種々なエラー状態をチェックするために使用す
る。さらに、逆方向制御周波数によって基地局が受信し
たメッセージは、順方向制御周波数による次の制御スロ
ットで自動的に肯定応答が行われる。以下の節では、2
つの加入者局間の呼確立に関するメッセージ交換につい
て概説している。
よる呼要求(CALL REQUEST)メッセージを受信すると、
基地局は受信したSINをチェックしてエラーの有無を
調べる。SINにエラーがある場合は、そのメッセージ
は捨てられる。有効なSINがない場合は、基地局はメ
ッセージの発信者を知ることができない。ダイアルされ
た数字が正しくないか又は不完全である場合は、基地局
は、問題を指摘したステータス情報を付し要求加入者局
Aに対して順方向制御チャンネルによりクリア・インデ
ィケーション(CLEAR INDICATION)メッセージを送出す
る。
可能になると(すなわち、被呼加入者装置が話中でな
い)、音声チャンネルが発呼加入者局Aに対して割り当
てられかつ基地局は被呼加入者局Bに対して順方向制御
周波数により入来呼メッセージの形でPAGEを送る。
宛先加入者局Bが2回の試みの後呼受信(CALL ACCEPTE
D)メッセージをもってPAGEに返答しないか又はク
リア・リクエスト(CLEAR-REQUEST)メッセージによっ
て話中状態表示を戻した場合は、基地局は話中のステー
タス情報(すなわち、被呼装置オフ・フック)又は被呼
加入者局がページに返答していないことを内容とし発呼
加入者局Aに対してクリア・インディケーション・メッ
セージを送信する。
信メッセージが基地局に返送され音声チャンネルが割り
当てられる。音声チャンネル同期が確立されると、被呼
加入者局Bはその加入者局Bで聞こえる可聴呼出し音を
発生するとともに発呼加入者局Aに対し音声チャンネル
を通してリング・バック音を発生する。
ンク・リング(sync-ring)表示からシンク・オフフッ
ク(sync-offhook)表示に変化しかつ2つの加入者局の
間に基地局を経て音声チャンネルを通じて呼進行中(CA
LL PROGRESS)メッセージが与えられる。被呼加入者局
Bはこの時点で可聴呼出し音を終結させかつ音声チャン
ネルからリング・バック音を切る。ここで通話回路が完
成しかつ音声/データ交換が開始できる。
局への呼出しと同一方法で行われる。加入者局は単に所
望の数字をダイアルしかつ送信ボタンを押すか又はタイ
ム・アウトを待てばよい。このことにより無線要求メッ
セージを基地局に対して発生する。基地局は他の加入者
局を呼び出すか又は外部幹線を捕捉するかを決定する。
この場合は、外部幹線が捕捉され、ダイアルされた数字
が幹線にパルス発信される。この数字がパルス発信され
ている間に、発呼加入者局に対して音声信号伝送用周波
数が割り当てられる。加入者局が呼接続(CALL-CONNEC
T)メッセージを受信すると、この加入者局は周波数を
変え自局に割り当てられた音声チャンネルに同期させ
る。音声チャンネルが使用可能状態になると、加入者局
の送受話器はローカル・サイレンス(local silence)
から切り離されて外部トランクに接続される。この時点
からは、被呼電話局はすべての呼進行音を発生する。
捉する。発呼電話局は、被呼加入者局のSINの独特の
数字を識別する2〜5この数字を直接内部ダイアル(D
ID)トランクを通して基地局に送る。被呼加入者局が
話中でない場合は、基地局は適切な加入者局に対してR
CCを通してページ・メッセージ(PAGE MESSAGE)を送
る。ここで3つの可能な状況が起こる。第1に、加入者
局が入来呼を受け、処理が下記のとおり進行する。第2
に、応答が受信されない。この場合は、基地局は呼処理
を2回再試行する。基地局が加入者装置からの応答がな
い状態で再試行回数を終了した場合は、リング・バック
音が受信装置内に発生する。第3の状態は、加入者局が
発呼中(すなわち、オフ・フック)でありかつ制御チャ
ンネルにクリア要求(CLEAR-REQEUST)メッセージを戻
し中である状態である。この場合は、話中音が発呼加入
者局に戻される。
ンネルが割り当てられ、外部呼出し音が被呼加入者局の
送受話器で発生する一方、可聴リング・バック(RING B
ACK)音が加入者局から発呼者に対して発生される。被
呼加入者局が呼出しに応答した場合(すなわち、基地局
がオン・フックからオフ・フックへの切換えを検出)
は、外部呼出し音およびチャンネル・リング・バック・
メッセージが除去される。この時点で、音声チャンネル
が通話使用可能になる。
ることによって始まる。基地局は音声チャンネルの制御
部分を通してオフ・フックからオン・フックへの切換え
を検出する。この切換えを検出すると、基地局は音声チ
ャンネルの割当てを解除する。このチャンネルは、加入
者局が当該チャンネルに関しての同期を失ったことを基
地局が確認するまで、再使用できない。切り離し処理中
の呼が他の加入者に対するものである場合は、オン・フ
ック表示が音声チャンネルの制御部分によって第2の加
入者局に送られる。諸加入者局はRCCの伝送に再同期
をとりクリア要求(CLEAR-REQUEST)メッセージを基地
局に送る。
触を失ってから5秒後に起こる。
ージング又はチャンネル干渉に起因して”消失”するこ
とが起こりうる。接続が障害にあっているか否かを決定
するために、加入者局および基地局において以下の状態
をチェックする。すなわち、加入者又は基地局受信機か
ら戻されたリンク品質値が連続受信に関して所定の閾値
以下であるか否か、ワード同期がいくつかの連続伝送に
関して検出されたか否かをチェックする。
局に同報通信される。これらのメッセージは無線制御チ
ャンネルを通して基地局によって伝送される。同報通信
メッセージの目的は、すべての活加入者局にシステムの
運用変更(すなわち、RCCの周波数変更、又は自己試
験モード移行するためのモデムに対するコマンドの変更
等)を通知することにある。これらのメッセージについ
ては加入者局は確認応答を発しない。
U) RPUは基地局体系内の制御コンピュータとして機能し
ている。すなわち、RPUは図2に示すように無線装置
と交信するCCU18、およびPBX15とインタフェ
ースをとる。
能を調整する。RPU20は接続および切り離しを行う
ため加入者局、PBX15、及びCCU18とメッセー
ジを交換する。この呼処理機能に含まれるものとして、
無線チャンネルの割当て及び割当て解除がある。RPU
20はさらにシステムの現在状態を表すデータベースを
維持する。このデータベースは、システム内の装置、加
入者局、接続、及び無線チャンネルの状態の情報を含ん
でいる。
BX呼処理装置24から又は外部電話又は他の加入者に
宛てた呼に関して加入者からRPUがメッセージを受信
した時点から始まる。加入者からの呼は基地局のCCU
18を経て無線制御チャンネル(RCC)を通して入っ
てくる。RPU20は接続を確立すべく、音声チャンネ
ルを割り当てるとともに加入者局、PBX15、及びC
CU18とメッセージを交換する。
ッセージをPBX15又は加入者から受信したとき又は
無線チャンネルを通して同期が失われたことを示すメッ
セージをCCU18から受信したときに始まる。RPU
はCCU18及びPBX15に切り離しを通告し、RC
Cは割当て解除される。
する。
割当てを制御する加入者、CCU、及びPBXのメッセ
ージを処理すること。
期化しかつ維持すること。
制御を可能にするシステム制御卓を支援すること。
スを通してベースバンド制御チャンネル(BCC)通信
プロトコルを支援することによりBBCインタフェース
を取り扱うこと。
することによりPBXインタフェースを取り扱うこと。 及び 6.診断及び基本課金データを供給するトランザクショ
ン・ログを保存すること。
24への1つの直列インタフェースを支援する。このソ
フトウェアはさらに、基地局構成内のCCU18の各々
への直列インタフェースを支援する。
型プロセッサ利用の汎用コンピュータを含む。この機械
は1Mバイトのランダムアクセス記憶装置(RAM)と
10Mバイトの不揮発性ハード・ディスク記憶装置とに
よって構成されている。I/Oはシステム制御卓と、8
つの同期直列データ・インタフェースとによって構成さ
れている。
パッケージは、スケジューラ・モジュール40、BCC
インタフェース・モジュール41a、41b、・・・4
1n、PBXインタフェース・モジュール42、制御卓
モジュール43、ロガー・モジュール44、メッセージ
処理モジュール(MPM)45、及びデータベース・モ
ジュール46によって構成されているシステムをシミュ
レートする。
べてのモジュールはスケジューラ・モジュール40から
呼び出されて動作する。これらのモジュールはメイルボ
ックスのシステムを通して相互に交信する。データベー
ス・モジュール46は、データベース内の情報にアクセ
スするためのサブルーチンの収集に基礎をおいている。
ソフトウェアに対するメインライン・コードを提供す
る。このモジュール40はすべての他のモジュールに対
するスケジューリング及び起動に重要な役割を有する。
このモジュール40はさらに、プロセス内及びプロセス
間通信を可能ならしめるイベント・タイマ及びメイルボ
ックスの維持に重要な役割を有する。
a、・・・41nは、直列同期インタフェース及びリン
ク・レベル・プロトコルを支援する。これらのモジュー
ルはさらにCCUs18との通信の状態をモニタする。
は、PBX呼出し処理装置24に対する直列同期インタ
フェースを支援する。
ータス問い合わせと交信とRPU20とシステムの他の
装置との間のメッセージ交換を可能ならしめるシステム
操作員インタフェースを提供する。
テム解析の目的のための原始トランザクション情報を提
供する。
の受信されたRCC、BCC、及びPBXメッセージの
処理を行う。このモジュール46はさらに、PBX15
が実施しないすべての加入者呼設定及び解除を実施する
とともに無線チャンネルの割当てを行う。このモジュー
ルは上記の外、CCUs18の状態をモニタするバック
グラウンド・タスクを含む。
のために必要とするデータ構造のすべてに対するコンシ
ステント・インタフェース(consistent interface)を
提供する。このモジュール46は、無線チャンネルを割
り当てる周波数割付けタスクを含む。
の情報及びすべての無線チャンネルの状態を含むシステ
ム構成を記述している構造を有する。これらの構造は下
記のとおりである。
CU18に関するベースバンド制御チャンネル(BC
C)データ構造を含む。
は、すべての有効加入者の分類リストを含む。このリス
トは加入者有効性確認を容易ならしめるように分類され
ている。SINテーブルは、システム内の加入者ごとに
1エントリとなっている。
処理の一部を実施する。この処理はメッセージ処理モジ
ュールMPMで行われる。呼出し処理はMPM45、P
BXモジュール42、及びすべてのBCCモジュール4
1との間のメッセージ交換によって達成される。
いて概説している。加入者(”発呼加入者”)は、オフ
・フックを行い、有効電話番号(”宛先”の電話番号)
をダイアルし、そして送信ボタンを押し又はタイム・ア
ウトを待つ。発呼加入者局は、基地局に対して制御チャ
ンネルを通して呼要求(CALL REQUEST)メッセージを送
る。RPU BCCモジュール41は無線要求(RADIO R
EQUEST)メッセージを受信し、これをMPM45に送達
する。MPM45はダイアルされた数字についてある簡
単な有効性確認を実施し、無線要求メッセージをPBX
モジュール42に送り、このモジュール42はこのメッ
セージをPBX制御処理装置24に送達する。PBX呼
出し処理装置24は、ダイアルされた数字の有効性確認
を行いかつプレイス・コール(PLACE CALL)メッセージ
をRPU20に返す。MPM45は、発呼加入者局が割
当てを受けた音声スロットを有するCCU18に対して
チャンネル変更(CHANGE CHANNEL)コマンドを発生す
る。MPM45は、発呼加入者局に対して呼接続(CALL
CONNECT)コマンドを発生し、このコマンドは発呼加入
者局に対して音声信号伝送用周波数及びスロットを割り
当てる。MPM45はPBX呼処理装置24に対して割
当て(ALLOCATE)メッセージを発生し、このメッセージ
はPBX呼処理装置24に対してメッセージ・チャンネ
ルを割り付けるように通告する。この時点で、発呼加入
者局は完全に設定されている。すなわち、”宛先”に対
するPBXスイッチ・マトリックス25を通しての接続
待ちの状態である。”宛先”は他の加入者局であっても
トランク14経由のアクセスを要する電話でも差し支え
ない。
BX呼処理装置24は、呼が加入者局宛のものであるこ
とを判定する。PBX呼処理装置24は、入来呼(INCO
MING CALL)メッセージを発生する。このメッセージは
この入来呼の種類とくにこの呼が外部トランク14から
来たものか又は他の加入者局から来たものかであるかに
ついての情報を含んでいる。RPU PBXモジュール
42は、PBX呼処理装置24からPBXメッセージを
受信し、このメッセージをMPM45に送達する。この
呼が他の加入者局からの入来呼である場合は、MPM4
5は”発呼”及び”被呼”両加入者局の加入者対加入者
インデックスを設定しかつ関連CCUs18に対して内
部モードに入るように指令する。MPM45は、入来呼
メッセージで指定されている加入者局に対して呼出し
(PAGE)メッセージを発生する。被呼加入者局は呼
受入れメッセージで応答する。MPM45は、不適切な
CCU18に対してはチャンネル変更メッセージ、適切
な加入者局に対しては呼接続メッセージを発生すること
により呼要求メッセージに応答する。MPM45は続い
てPBX呼処理装置24に対して割当てメッセージを発
生し、このPBX呼処理装置24はPBXスイッチ・マ
トリックス25に入来呼に対する確定的な接続を完了さ
せる。
U20の応答について概説する。減衰する音声チャンネ
ルを司っているCCU18はそのチャンネルの同期外れ
を検出する。CCU18は無同期(NO-SYNC)イベント
・メッセージを発生する。BCCモジュール41はこの
イベント・メッセージを受信し、このメッセージをMP
M45に送達する。MPM45はPBX呼処理装置24
に対してオンフック(ONHOOK)メッセージを送り、加入
者をアイドル状態に又チャンネルをオン・フック状態に
設定する。
スによってCCU18からRPU20に送られる。特定
のCCUインタフェースを司るBCCモジュール41は
メッセージを読み取り、リンク・レベル情報ビットをチ
ェックして入来メッセージの完全性を検査する。BCC
モジュール41がそのメッセージは受入れ可能なもので
あると判断した場合は、適切な確認応答が送信CCU1
8に返信される。メッセージが受け入れ可能でない場合
は、再試行か又は否定応答が返信される。ここでBCC
モジュール41はMPM45に対してメッセージを送
る。このメッセージは、スケジューラ・モジュール40
によって提供されてメイルボックスを利用するメッセー
ジ処理メイルボックス48に投入される。(図6参照) CCU18からの入力がなくなり、CCUへの出力メッ
セージを入れているBCCメイルボックスが空になる
と、BCCモジュール41は”ブロック”し、制御はス
ケジューラ・モジュール40に移る。
(round-robin)スケジュール内の次のモジュールを起
動し、このモジュールはそれがブロックするまで動作す
る。スケジューラ・モジュールはこの後、次々にモジュ
ールを起動する。しばらく後の時点で、スケジューラ・
モジュールはMPM45を起動する。
待ち行列をなしているすべての他のメッセージとともに
BCCメッセージを読み取る。このような処理はデータ
ベースに対する変更及び新規メッセージの生成を含むこ
とができる。図6は到来メッセージのデータ経路を図示
している。
している。出力BCCメッセージは、ある特定のイベン
トに応答してMPM45によって生成される。このメッ
セージはMPM45内で構成され、被呼CCU18を司
るBCCモジュールへ送られる。このメッセージの後、
他の必要メッセージがすべて送出され、かつMPMのメ
イルボックス48内に外のメッセージがない場合は、M
PMは“ブロック”し、制御はスケジューラ・モジュー
ルに返される。
9からのメッセージを読み取り、出力メッセージに適切
なリンク・レベル・ビットを付加する。BCCモジュー
ルは次にこのメッセージをCCU18への直列データ・
ポートへ送出する。
で、入来RCCメッセージは入来BCCメッセージと全
く同様に処理される。また、出力RCCメッセージは、
出力BCCメッセージと同様な方法で生成されかつ伝送
される。
される。このメッセージは9600ボー非同期インタフ
ェースを通してRPU20へ送られる。図7によると、
RPU PBXモジュール42はPBXメッセージを読
み取り、それをMPMメイルボックス48に送る。到来
文字がそれ以上なくかつ出力PBXメッセージを保持し
ているPBXメイルボックス50が空になると、RPU
PBXモジュール42は”ブロック”し、制御はスケ
ジューラ・モジュール40に返される。
待ち行列をなしているすべての他のメッセージとともに
PBXメッセージを読み取る。PBXメッセージは、メ
ッセージのタイプ及びメッセージ内に指定されている加
入者の現在状態に基づいて処理される。この処理は、デ
ータベースに対する変更、加入者の状態の変化、及び新
規メッセージの生成を含むことができる。図7は到来P
BXメッセージのデータ経路を図示している。
トに応答してMPM45によって生成される。このメッ
セージはMPM45内で構成され、PBXモジュール4
2に送られる。このメッセージの後、及びすべての他の
必要メッセージが送出されかつMPMメイルボックス4
8内にメッセージがなくなると、MPM45は”ブロッ
ク”し、制御はスケジューラ・モジュール40に返され
る。
PBXモジュール42が起動されるまで連続スケジュ
ール内の他のモジュールの起動を続ける。
イルボックス50からのPBXメッセージを読み取り、
メッセージをPBX呼出し処理装置24への直列データ
・ポートに送出する。
関連ポイントにおいて、関連情報を含んだメッセージが
ロガー・モジュール44に投函される。この情報は時間
標示され、ファイルに出力される。図8は、ロガー・デ
ータ経路を図示している。
とともにコマンドプロンプト及び認識を提供する。有効
制御卓コマンドは、RPUデータベースを問い合わせか
つ更新する能力を有するとともにメッセージをRPUモ
ジュールに送る。制御卓表示コマンドから生じる出力
は、制御卓ポートに直接出力される。
ールと考えることができ、このモジュール40は他のす
べてのRPUモジュールのスケジューリングに重要な役
割を有する。スケジューラ・モジュール40の主要役割
は、実行されるべき次のモジュールを選択することと内
部及び相互通信を提供することである。
ジュールであると考えることができるが、現実にはすべ
てのモジュールはレグルス(Regulus)オペレーティン
グ・システムの一応用プロセスである。他のRPUモジ
ュールの連続ディスパッチを実施するのはスケジューラ
・モジュール40である。スケジューラ・モジュール4
0は、スタートアップ時に擬似モジュールの各々に対し
てスタック・スペースの固定部分を割り付けることによ
り擬似RPUモジュールの各々に対するスタックを管理
する。各モジュールが実行されるべくスケジュールされ
る直前に、スタック・ポインタは正しいモジュールを選
ぶため適切なスタック・アドレスを指示するべくスケジ
ューラ・モジュールによって変えられる。RPU20の
メモリ・マップが図9に示してある。
行する。ひとつのモジュールがブロックすると、次のモ
ジュールのスケジュールさせかつ実行させるスケジュー
ラに制御を返す。モジュールはいくつかの方法すなわ
ち、ひとつのイベントが保留になるまでモジュールをブ
ロックさせるGETEVENT()を呼び出すこと又は
数秒の間ブロックするWAIT()を呼び出すこと又は
一巡の連続スケジューリング・ループの間ブロックする
BLOCK()を呼び出すことによりブロックすること
ができる。
他の主要機能は、モジュールとモジュールとの間のモジ
ュール間通信である。モジュール間でメッセージを送受
信するための手段としてメイルボックスが使用される。
各モジュールはMAILREAD()呼出しを使用する
ことによりそのモジュールのメイルボックス内のメイル
をチェックすることができる。さらに、モジュールはM
AILSEND()呼出しを使用することによって他の
モジュールに対してメイルを送ることができる。スケジ
ューラ・モジュールはスケジューリング・ループ内にあ
るモジュールの各々に対して別々のメイルボックスを維
持する。ひとつのモジュールが他のモジュールにメッセ
ージを送ると、このメッセージは宛先のメイルボックス
にコピーされる。後刻、実行順番が宛先になったとき、
スケジューラ・モジュールはそのメイルボックスをチェ
ックしてメイルボックスにメッセージがあるか否か判断
する。メッセージがある場合は、スケジューラ・モジュ
ール40は、そのモジュールがGETEVENT()に
よってブロックされている場合、モジュールのブロック
を解除させるイベント・タイプMAILを生成し、これ
により実行すべくスケジュールされる。
ープ内の各モジュールに対してスケジューラ・モジュー
ルによって維持されている。イベントはメイル又はタイ
マ・イベントで構成することができる。メイル・イベン
トは、メッセージが現在実行中のモジュールに対して保
留であるとスケジューラ・モジュールが判断した場合に
生成される。モジュールは、イベントが生成されるまで
の待ち秒数をおいてPUTEVENT()を呼び出すこ
とにより、タイマ・イベントをイベント・リストにのせ
ることができる。スケジューラ・モジュール40は、タ
イマ時間切れを探索する連続スケジューリングループを
通して一巡ごとにモジュールのイベント・リストをチェ
ックする。タイマ時間切れが検出されると、適切なモジ
ュールが実行すべくスケジュールされ、GETEVEN
T()呼出しを通してイベントがモジュールに返され
る。
18とRPU20との間及びPBX15とRPU20と
の間のRS−232インタフェースの初期化に使用され
るルーチンを有している。RS−232インタフェース
に対して排他的ソフトウェア制御をとるこれらのルーチ
ンは、レグルスオペレーティング・システムによる制御
シーケンスの通常処理を終了させる。他のルーチンはI
/Oバッファを一掃及びターミナル入力と出力の読み書
きに使用される。スケジューラ・モジュール40はすべ
てのRPUモジュールのためのシステム・タイムのトラ
ックを保持する。
他のソフトウェア・モジュールとの間のインタフェース
を提供する。CCU18とRPU20との間の交換メッ
セージは、非同期通信リンクを通して伝送される可変長
2進データによって構成されている。BCCモジュール
41は、エラー検出、メッセージ順序付け、及びメッセ
ージ肯定応答を含む通信リンクを通してのメッセージ完
全性を提供する重要な役割を有する。
ア・インタフェースは、9600ボーRS−232非同
期インタフェースで構成されている。
ら又はその他のRPUソフトウェア・モジュールから受
信されたメッセージを含んでいる。メッセージはこのモ
ジュールからRS−232インタフェースを経てCCU
へ又は適切なメイルボックスを経て他のRPUソフトウ
ェアに出力される。
とCCU18との間のメッセージ通信量を処理すること
である。このモジュール41はCCU18から受信され
たメッセージを連続的にチェックし、これらのメッセー
ジを適切なRPUソフトウェア・モジュールに経路づけ
する。同様に、このモジュールはCCU18に宛てられ
ている他のRPUソフトウェア・モジュールからのメッ
セージを連続的にチェックしている。特異なメッセージ
(すなわち、否定応答されたもの)を各方向に1つに制
限するためにオルタネーティング・ビット・プロトコル
を利用している。シーケンス及び確認応答ビットは、こ
の機能を達成するため必要な流れ制御として働いてい
る。このプロトコルについては以下の節で詳細に説明し
てある。
できる側の構成要素を“主側(we)”又は“主側に(u
s)”と呼び、他の構成要素を“相手側(they)”又は
“相手側に(them)”と呼ぶことにする。このプロトコ
ルは、メッセージの受信に際してとるべきアクションを
示すことによって説明することができる。単に4つのア
クションがあり、これらは2つの条件に依存している。
これらの条件は受信メッセージのシーケンス及び確認応
答ビットを期待ビットと比較することによって決定され
る。
もしそれが主側が最後に送信したメッセージのSEQビ
ットと同一であれば期待通りである。同様に、SEQビ
ットはもしそれが最後に受信したメッセージのSEQビ
ットと異なれば期待通りである。換言すれば、期待条件
とは到来メッセージが主側の最後のメッセージに肯定応
答し又主側も新到着が進メッセージと期待していること
である。
ョンは、上記条件によってもたらされる4つの組合せに
要約される。
側の最終送信メッセージが確認応答されたものとしてマ
ーク(主側の新メッセージ送信を可能にする)。新しく
到着したメッセージを処理する(それを主側が送る次の
メッセージで確認応答する)。
主側の最終送信メッセージが確認応答されたものとして
マーク(主側の新メッセージ送信を可能にする)。新し
く到着したメッセージを捨てる(確認応答しない)。
主側が確認応答未完了のメッセージを送信している場合
は、そのメッセージを再送する。主側がそのようなメッ
セージを有していない場合は、何か不具合が宛先に発生
しているので主側は下記によりリセットする。新しく到
着したメッセージを処理する。
待]。主側の最終メッセージが宛先において受信されて
いない。そのメッセージを再送する。新しく到着したメ
ッセージを捨てる。
リセットするために使用される。主側がResetビットを
オンにした状態でメッセージを受信すると、そのメッセ
ージはそのSEQびっっとに無関係に新しいメッセージ
として受け入れられるべきであり、又そのメッセージは
確認応答されるべきである。さらに、受信メッセージの
ACKビットは相手側が主側から受信した最終メッセー
ジのSEQビットを反映している。主側は次のメッセー
ジ送信前にこのビットをトグルすべきである。一例とし
て、ACK/SEQ数字が“4”(Reset=1、ACK
=0、SEQ=0)であるメッセージを主側が受信する
と、応答のACK/SEQ数字は“1”(Reset=0、
ACK=0、SEQ=1)であるべきである。プロトコ
ルがステップから出ていると思われるときは、いずれか
の側がリセットを実施することができる。
留中の新しいメッセージがなく又は標準応答が直ちに到
来しない場合は、主側は特殊ACKメッセージを送出す
ることによりそのメッセージを確認応答するものとす
る。ACKビットは受信メッセージを確認応答するが、
SEQビットは主側が送った最終メッセージから変わら
ない。このことにより相手側は確認応答を処理しかつ新
しく到着したメッセージを捨てる。このメッセージの内
容はナル(null)メッセージである。しかし、このメッ
セージは捨てられるので、このメッセージの内容は無関
係であるべきである。
し処理装置24とRPU20の他のソフトウェア・モジ
ュールとの間のインタフェースを提供する。この2つの
装置との間で交換されたメッセージは、ASCII文字
向きメッセージ交換を構成する。ASCII文字は、こ
こでは7又は8ビットのASCIIであると定義されて
いる。PBX呼出し処理装置24及びRPU20の両者
とも奇数パリティ、偶数パリティ、又はノー・パリティ
で文字を受け入れる能力を有しなければならない。メッ
セージの本文は、可変長ストリング又は印刷可能文字で
構成されている。
の間のハードウェア・インタフェースは、9600ボー
RS−232非同期インタフェースで構成されている。
理装置24又は他のRPUソフトウェア・モジュールか
ら受信したメッセージを含んでいる。メッセージはこの
モジュールからPBX呼出し処理装置24又は適切なメ
イルボックスを経て他のRPUソフトウェア・モジュー
ルのいずれかに出力される。
0とPBX呼出し処理装置24との間のメッセージ交通
量を処理することである。このモジュールは、PBX呼
出し処理装置24から受信したメッセージを連続的にチ
ェックし、これらのメッセージを適切なRPUソフトウ
ェア・モジュールに経路づけする。同様に、このモジュ
ールは、PBX呼出し処理装置24に宛てた他のRPU
ソフトウェア・モジュールからのメッセージを連続的に
チェックしている。
すべての文字は、メッセージの始めを示す不等号より大
>又はメッセージの終わりを示す復帰文字と等しいか否
かをチェックされる。このモジュールは全二重メッセー
ジ交通量を取り扱う能力を有する。
めの操作員の窓である。制御卓は、加入者及び無線チャ
ンネルの現在状態、更新接続及びチャンネル状態、並び
にPBX15及びCCUs18に対する送信メッセージ
に関する情報を表示する能力を提供する。制御卓は端末
からの入力ストリームを処理し、所望のコマンドを実行
する。
端末に対するインタフェースを提供する。制御卓モジュ
ール43は端末からの入力を処理し、コマンドを実行す
る。データはデータベースから検索されかつデータベー
スに書き込まれ、表示データは端末スクリーンに出力さ
れ、さらにメッセージは他のモジュールに送出される。
このモジュールに対するインタフェースは下記の事項を
含む。
れる。
る。
データベースに書き込まれる。
メッセージ処理モジュールに送出される。
から文字を入力する。データ入力刺激は各コマンド・ラ
インの始めに表示され、データは記憶され、編集文字は
処理され、入力は表示装置に表示され、データはトーク
ン内に区切られる。各コマンド内のすべての可能なコマ
ンド及び有効トークンを記述しているデータ構造をパー
ザに与えることにより、パーザは入力されてデータにつ
いて認識を行い、疑問符に応答し、データ入力のための
ガイド・ワードを表示する。各トークンは期待されてい
るデータのタイプであるか否かをチェックされ、キーワ
ードは受入れ可能なentiresのリストに整合され、ナン
バーは整数に変換される。コマンド・ラインの入力が完
了するとさらに確認が行われ、ナンバーは範囲内にある
か否かをチェックされ、コマンドの実行前に若干のコマ
ンドを使用してシステムの状態がチェックされる。
すなわち、1)データベースからの情報を表示するコマ
ンド、2)データベースを更新するコマンド、及び3)
メッセージを送信するコマンド。情報は、加入者、接
続、CCU、及びチャンネルの各状態について表示可能
である。すべての表示コマンドは、情報のデータベース
からの検索及び形式化されたデータの操作員用表示装置
への出力を要求する。更新コマンドは、加入者を特定チ
ャンネルに強制接続させる能力及びチャンネルを使用可
能又は使用禁止にする能力を有する。更新コマンドは、
周波数割当てアルゴリズムの試験に使用する。すべての
更新コマンドはデータベースへの書込みを行う。
制御卓モジュール43からシステム内の種々の他のモジ
ュールに送達することができる。SENDMSGコマン
ドはメッセージに必要なすべての情報を取得すべく操作
員をプロンプトし、当該メッセージは形式化されかつ指
定されたモジュールに送られる。PBXメッセージは、
このメッセージをPBX呼出し処理装置42に送出する
RPU PBXモジュール42に送られる。BCC及び
RCCメッセージはRPU20からBCCモジュール4
1を経由してCCUs18に送られ、このBCCモジュ
ール41はリンク・レベル・プロトコル・ビットを出力
メッセージに付加する。CCUs18からの入力はシミ
ュレートされBCC及びRCC両メッセージを含みメッ
セージはMPM45に送られる。
ージのロギングに重要な役割を有する。ロガー・モジュ
ール44は、3つのディスク・ファイルすなわち、課金
情報に類似している情報を含むトランザクション・ロ
グ、エラー・メッセージで構成されているエラー・ロ
グ、及びシステム・ウォーニング・メッセージで構成さ
れているメッセージ・ログの維持を行う。
ジュールから呼び出される一式のサブルーチンで構成さ
れている。各サブルーチンは、メッセージに対する時間
標示及び適切なディスク・ファイルに対するメッセージ
の書込みの役割を有している。各サブルーチンは、メッ
セージがログされるべきか否かを判断するグローバル・
フラッグを有している。このフラッグのセット及びリセ
ットは、制御卓コマンドを使用して行う。
出し処理機能を実施する、すなわち加入者電話機及び外
部電話機の両者に対するページの開始、音声チャンネル
の割当て、及び呼プログレス音の制御のごとき呼処理機
能に関する役割を果たしている。MPM45はさらに、
自己がCCUs18から受信するステータス・メッセー
ジを処理する。たとえば、リンク品質又は加入者フック
・ステータスで構成されているチャンネル・ステータス
情報はMPM45によって処理される。
ジがメッセージ処理状態マシンに対してのトークンとし
て使用される状態マシンとして構成されている。MPM
45は、データベースの更新、必要応答の出力、次いで
次の状態への推移を実施することによってトークンを処
理する。
ール40によって維持されているシステム・メイルボッ
クスを使用して他のRPUモジュールに対するメッセー
ジの送受を行う。又、MPM45はデータベース・モジ
ュール内の状態情報の検索又は更新を行う。
して構成されている。ある処理の実施を強制するトーク
ンは、メッセージ又はタイムアウトで構成されている。
MPM45は、トークンの種類(すなわち、タイマ、R
CCメッセージ、PBXメッセージ等)及びトークンに
よって影響を受ける加入者局又はチャンネルを判断す
る。MPM45は、適切なメッセージ応答を生成しかつ
次の状態に推移させることによってトークンを処理す
る。
ルで構成されている。図10に示してあるRCC状態マ
シンは、PBX呼出し処理装置24からのメッセージ又
は加入者局からのメッセージを処理するために使用す
る。図11に示すチャンネル状態マシンは、CCU18
から受信したメッセージを処理するために使用する。
RCCアイドル・ステートにあり又すべてのチャンネル
は設定中又は進行中の接続が全然ないことを示すチャン
ネル・アイドル・ステートにある。
態の変化は以下の通りである。外部呼メッセージはPB
X呼処理装置24から受信され、このメッセージを当該
呼の被呼加入者局の電話番号を含んでいる。PAGEメ
ッセージがその被呼加入者局に送出され、この加入者局
の状態がPAGEに設定される。CALL ACCEP
Tメッセージが当該加入者局から受信され、この加入者
局のステートがACTIVEに設定される。この時点
で、チャンネルが割り当てられPBX呼出し処理装置2
4、CCU18、及び加入者局はチャンネル割当ての通
告を受ける。当該チャンネルは、RING SYNC-WAIT状態に
設定される(図11)。CCU18が同期の捕捉を表示
すると、チャンネルの状態はSYNC RINGに設定される。
最終的に、CCU18が加入者局のオフフック完了を標
示すると、チャンネルはSYNCOFFHOOK状態に
設定される。SYNC OFFHOOK状態は、音声接
続の確立を表示するものである。
加入者局から受信される呼要求メッセージにより始ま
る。発呼加入者局はDIAL状態に設定され、無線要求
メッセージがPBX呼処理装置24に送られる。PBX
呼処理装置24は、発呼加入者局に対してPLACE CALLメ
ッセージを、被呼加入者局に対しては入来呼メッセージ
を返す。この発呼メッセージに応答して、チャンネルが
割り当てられ、PBX呼処理装置24、CCU18、及
び発呼加入者局はこのチャンネル割当ての通告を受け
る。発呼加入者局のチャンネル状態は、当該チャンネル
が同期化されるまでオフ・フックSYNC WAITに
設定される。基地局のCCU18が発呼加入者局からの
伝送を検出すると、このCCU18はSYNCオフ・フ
ックチャンネル・イベント・メッセージを生成する。R
PU20は、当該チャンネルのステートをSYNCオフ
・フックステートに変化させることによってこのチャン
ネル・イベント・メッセージを処理する。宛先加入者局
に対する到来呼出しメッセージも、上述の外部呼出しメ
ッセージと同様な方法で処理される。さらに、当該接続
に関係のあるチャンネルはすべて、両加入者局が同期状
態になった時点で内部モードに設定される。
ン・フックしたときに始まる。システム外の電話機が電
話を切ると、MPM45はPBX呼出し処理装置24か
らオン・フックメッセージを受信する。加入者局がオン
・フック状態になると、CCU18は加入者局がオン・
フック状態になったことを示すメッセージを送出する。
いずれの場合も、他方の加入者は接続が解除されたこと
を通告され、チャンネルは接続解除DISCONNECT状態に設
定され、加入者局はTEARDOWN状態に設定される。CCU
18が同期外れを表示すると、チャンネル及び加入者局
はアイドル・ステートに戻される。
って実動化される。バックグラウンド・タスクは、コー
ルド再開始又はウォーム再開始の後最初にCCU18と
交信する。又、システムが動作状態になると、バックグ
ラウンド・タスクは、データベースを最新に保ちかつR
CCの割当てを確保するためCCU18をモニタする。
者によって生成されたBCCメッセージは、BCCモジ
ュール41から受信される。これらのメッセージはBC
Cモジュール41を経てCCU18に送られる。
タベースから検索される。
ムの現在ステートを判断できるように、ベースバンド問
合わせメッセージがすべてのCCU18に送られる。ベ
ースバンド・イベント又はレスポンス・メッセージから
受信されたすべての情報はRPUデータベースに記憶さ
れる。RPU20が、CCU18にレディ状態でありリ
セット状態でない(すなわち、CCU18は正しくパワ
ー・アップしていない)ことを示すベースバンド・イベ
ント・メッセージを受信すると、CCU20に割り当て
られた周波数は割当て済みとマークされる。そこでCC
U18は、データベースを現在システム・ステートに交
信するべくチャンネル問合せメッセージの送付を受け
る。CCUの初期化は、各CCU18がすべての特異な
問い合わせメッセージに応答完了するか又は当該CCU
18がダウンしていると判断されるごとに実施される。
この時点において、レディ状態でありリセット状態(す
なわち、CCUが正しくパワー・アップしている)にあ
ると表示された各CCU18には周波数が割り当てられ
る。CCU18に制御チャンネルが未だに割り当てられ
ていない場合は、RPU20は制御チャンネルの割当て
を試みる。RPU20が最初に試みることは、加入者局
がまずRCCの捜索対象としている第1の周波数に関す
るCCU18に制御チャンネルを割り当てることであ
る。次の試みとしては未使用のスロット0を有するいず
れかのCCU18を対象とし、最後の試みとしてはスロ
ット0に関して接続を有するCCU18を対象とする。
すべての使用中のCCU18がすでにスロット0に関し
て接続を有している場合は、スロット0に関しての接続
の1つが接続解除になり制御チャンネルがそのスロット
に割り当てられる。
と通信状態になると、CCU18のステートはCCU1
8又はBCCモジュール41から受信されたステータス
・メッセージによってモニタされる。BCCモジュール
41は、各CCU18に対する通信経路を絶えずモニタ
している。CCU18は、CCU18がレディ状態でな
いことを示すベースバンド・イベント・メッセージが受
信された場合は、動作していないものと考えられる。こ
の場合は、CCU18はデータベース内の非レディ状態
とマークされる。さらに、すべての接続は解除され、す
べてのチャンネルは既定状態に戻され、CCU18に割
り当てられた周波数は割当て解除になる。当該CCU1
8が制御チャンネルを有していた場合は、新しい制御チ
ャンネルが割り当てられる。
トされていることを示すベースバンド・イベント・メッ
セージが受信されると、そのCCU18は周波数が割り
当てられる。制御チャンネルが現在CCU18に割り当
てられていない場合は、リセットされているCCUのス
ロット0に制御チャンネルが割り当てられる。
ことを示すベースバンド・イベント・メッセージが受信
されると、チャンネル問合せメッセージ(すなわち、4
つのチャンネルごとに1メッセージ)がそのCCU18
に送られ、RPUデータベースをCCUのチャンネルの
各々の現在状態で更新する。各チャンネル問合せメッセ
ージの受信に応答して、現在チャンネル状態と接続情報
がデータベース内で更新される。チャンネルがシンク・
ウェイト()ステートにある場合は、加入者最早接続に
関係していないと見なされその接続は解除される。
て、RPU20から問い合わせを受ける。CCU18は
立上げを行うたびに又はステート変化を行うごとにイベ
ント・メッセージを送る。メッセージを交換することに
より、RPUのデータベースをシステムの現在状態に維
持することができる。
セスに必要なデータベース・インタフェース・ルーチン
を有している。これらのルーチンは、データベース内の
情報に対するアクセスを必要とするすべてのモジュール
のためデータベースへの簡潔なシングル・スレッド・イ
ンタフェースを付与する。このアクセス・ルーチンの大
部分は、SINテーブル及びBCCテーブルに関係して
いる。これらのテーブル内のすべてのフィールドに対す
るアクセスは、このアクセス・ルーチンによって提供さ
れている。
ートアップ時のデータベースの初期化に重要な役割を果
たしている。すべての有効フィールドは、このデータベ
ース・モジュールの初期化部分によって適切な値に初期
化される。
のものを提供する。
めの2進探索ルーチン。
ための諸ルーチン及び諸テーブル。
ジュールによるデータベースに対するアクセスを制御下
で行わしめるルーチンの集合である。すべてのアクセス
に対してデータ・ベース・ルーチンによりチャンネル付
与することにより、データベースは外部モジュールから
実質的に見えなくなる。このことにより、他のいずれの
モジュールに対しても更新を要求することなくデータベ
ースの変更を可能にする。データベースに変更が生じた
場合は、データベースの変更した部分に対するインタフ
ェース・ルーチンのみの変更が必要である。
ンネルを必要とする加入者局に対して適切な周波数及び
スロットを選択する。選択アルゴリズムは、呼の種類
(すなわち、内部呼又は外部呼)及び変調レベル(すな
わち、16−ary又は4−ary)を考慮に入れる。
周波数割当てタスクはデータベース46と機能的に無関
係であるが、データベース内のデータ構造と密接な関係
がある。この理由により、この機能は技術的にはデータ
ベース・モジュール46内のルーチンではあるが、デー
タベース・モジュールと分離して説明してある。
によって使用されている。このタスクは、データベース
・モジュール内のデータ構造の広範囲利用を提供してい
る。
カテゴリの一つに該当する。第1のカテゴリは外部ソー
ス・カテゴリ(External-source category)であり、第
2のカテゴリは内部宛先カテゴリ(Internal-destinati
on category)である。内部宛先カテゴリは内部呼の外
部部分(すなわち、宛先)をカバーする。外部ソース・
カテゴリは、入来呼又は出力呼又は内部呼の発信元に関
係なく外部呼を含み他のすべての場合をカバーする。
ルを要求している加入者局のSINテーブルへのインデ
ックスと発呼加入者局のSINテーブルへのインデック
スとにより構成されている。発呼加入者局のインデック
スは、チャンネルが内部宛先呼に対して呼設定中の時に
有効となるのみである。この時間以外のすべての時間に
おいては、発呼加入者局のインデックスは前もって定義
されている違法インデックスでDB NULLと定義さ
れている。これらのインデックスは、適切なチャンネル
(すなわち、周波数及びスロット)の割当てに必要とす
るすべての情報に対するアクセスを提供する。
てられると、周波数割当てルーチンはTRUEを返す。
この割当てが不成功の場合は、FALSEを返す。割当
てが完了すると、周波数割当てを要求している加入者局
のSINテーブルに選択された周波数とスロットが格納
される。
れている。RPUのデータベースは、各位置における使
用可能なスロット数のカウントを維持している。割当て
要求が外部ソース・カテゴリに該当する場合は、スロッ
トは最大の空きカウント数を有するスロット位置から選
択される。一旦スロット位置が選択されると、そのスロ
ットが使用可能な最初の周波数が選択される。実際に
は、要求がこのカテゴリに該当する場合は、いずれのス
ロットが選択されても構わない。しかし、本発明の手法
はすべてのスロットに対して平等にシステムの負荷を分
配する傾向にあり、さらに重要なことは内部呼に係わる
両加入者に対する最適スロット割当ての確率を増加させ
るものである。加入者対加入者呼に対する最適スロット
割当ては各加入者に対する基地局送信スロットを異なる
周波数に関し同一スロットに設けることによって得られ
ることがシステム・タイミングの計算によって示される
ことからも明らかである。加入者対加入者呼の発呼者を
最も可能性が高いスロット位置に割り当てることによっ
て、被呼加入者局が異なる周波数に関しての同一スロッ
ト位置に割り当て可能になるときが来た場合に、確率が
より大きくなる。たとえば、位置No.2が最も可能性
が高い位置であれば、それが割り当てられる。被呼加入
者局の割当て要求が処理されると、位置No.2の他の
スロットが選択される可能性が高く、このようにして最
適のスロット対スロット割当てが可能になる。
場合は、割り当てられるべきスロットは選択テーブルか
ら選ばれる。選択テーブルは、被呼加入者に対するスロ
ット位置割当てを最も可能性の高いものから最も可能性
の低いものの順に収録している。この順序は、発呼加入
者のスロット割当てに基礎をおいている。ここまでのと
ころ、変調の形式については言及していない。この理由
は、基本的な割当て規則は、一つの重要な例外を除き、
4−aryと16−aryスロット選択とで異なる点が
ないからである。すなわち、スロット0又はスロット2
のみを4−ary形式の接続に割り当てることができ
る。この例外及び2つの加入者局が異なる変調形式に設
定可能であることにより、あらゆる可能な呼出し組合せ
を網羅するために合計4つの独特な選択テーブルが必要
である。この4つのテーブルは以下の通りである。
てある。この位付けは特定スロットの好まし位置を示し
ている。最も好ましいスロットは位付け1であり、次に
位付け2、3となる。2つ又はそれ以上の選択テーブル
の列が同一の好ましい値を有している場合は、それは同
一の位付け数字をとりこれに英字が続く。たとえば、3
つの列がそれぞれ位付け2a、2b、2cであるとする
と、これらの列は同一の好ましい値を有し、その順序
(a、b、c)は任意的なものとなる。
力は適当な周波数及びスロット選択のために必要とする
決定的な情報に対するアクセスを提供する。
加入者局のSINテーブルへの入力である。このインデ
ックスにより、周波数割付けタスクは要求加入者局の既
定変調形式を判断することができる。このインデックス
はさらに、当該ルーチンに対してその選択アルゴリズム
の結果(たとえば、周波数番号及びスロット番号)の格
納先を指示する。
波数・スロット要求のカテゴリを表示している。この第
2の入力の値はSINテーブルへのインデックス、又は
先に定義された違法値DB NULLのいずれかであ
る。有効なインデックスが受信されると、当該周波数割
当て要求は加入者局対加入者局呼の被呼側であると識別
されかつ選択テーブルが使用されなければならない。D
B NULLが受信されると、当該要求は外部ソースカ
テゴリに該当するものと判断されかつ“最大可能性のス
ロット位置”アルゴリズムを使用することになる。
られると周波数割当てタスクはTRUEを返し、割当て
不能の場合はFALSEを返す。このタスクはさらに、
一方の所望側を有効化する。割当てが成功すると、SI
Nテーブルのベースバンド及びスロット・フィールドは
当該要求加入者局のために書き込まれる。
に分けることができる。分類段階と呼ばれる第1の段階
は、割当て要求のカテゴリを判断する。選択段階と呼ば
れる第2の段階は、割当て要求カテゴリによって決定さ
れた適切なアルゴリズムを使用して周波数・スロット組
合せを見出しかつ割り当てる。
きか否かを判断する。要求加入者局が手動モードに設定
されていると、指定された手動変調レベル値、手動周波
数値、及び手動スロット値が、割り当てるべき周波数・
スロット・変調を指定する。指定された周波数・スロッ
トが使用可能であれば、これらの周波数・スロットが要
求加入者局に割り当てられる。指定された周波数・スロ
ットが使用不可能であれば、ルーチンによりFALSE
値が返される。要求加入者局が自動モードに設定されて
いると、さらに分類が必要となる。
付けアルゴリズムは要求カテゴリを判断する。要求カテ
ゴリは以下の通りである。すなわち、被呼加入者局が外
部電話機から呼び出されている場合は、“外部・イン
(External-In)”を使用し、発呼加入者局が外部電話
機を呼び出している場合は“外部・アウト(External-O
ut)”を使用し、発呼加入者局が他の加入者局を呼び出
している場合は“内部・アウト(Internal-Out)”を使
用し、被呼加入者局が他の加入者局から呼び出されてい
る場合は“内部・イン(Internal-In)”を使用する。
当該要求が外部・イン、外部・アウト、又は内部・アウ
トである場合は、スロット位置は最も可能性のある位置
を探索することによって選択される。一旦位置が選択さ
れると、所望の位置の空きスロット(又は4−ary要
求の場合は隣接スロット対)が発見されるまで、すべて
の周波数が逐次的に探索される。この時点で、ルーチン
は適切な値をSINテーブルに投入しTRUE値を返し
て退去する。当該要求が最後のカテゴリ(内部・イン)
に該当する場合は、さらに情報が必要となる。
に2個の情報ビットが必要となる。発呼加入者局のスロ
ット割当てと変調形式(4−aryか16−ary)が
抽出されなければならない。これが完了すると、発呼加
入者局と被呼加入者局との変調形式に基づいて適切な選
択テーブルが決定される。テーブルの選択が完了する
と、発呼加入者局のスロット割当てを使用して、使用す
る適切な選択テーブル列を決定する。選択された列の各
逐次要素は、同じ程度の好ましいスロット割当て又は若
干劣るスロット割当てを有している。最も好ましい位置
から始めすべてのスロット位置がつきるまで、このリス
トを調べ使用可能なスロットを発見する。各スロット位
置(4−ary接続に対してはスロット対)について、
実際のスロット(又はスロット対)が発見されるまで各
周波数の逐次探索を実施する。導出(derived)周波数
値及びスロット値は適切なSINテーブル項に入力され
ず、当該ルーチンが退去し、値TRUEを返す。
ット位置ごとに使用可能スロット数のトラックを保持す
る。これらのカウントはデータベース・モジュールによ
って維持され、周波数割当てタスクによって引用され
る。
された加入者局の各々についての関連情報を含んでい
る。SINテーブルに対しては下記のアクセスが行われ
る。
いる加入者局の変調レベルは、内部呼設定時、発呼加入
者局の変調レベルとともにこのテーブルから抽出され
る。
ップ中の発信加入者局のスロット割当てが抽出されなけ
ればならない。
求している加入者局のスロット割当てがここに格納され
る。
を要求している加入者局の周波数割当てがここに格納さ
れる。
ット組合せの探索のため周波数割当てルーチンによって
使用される。BCCテーブルに対して下記のアクセスが
行われる。
ネルのステートは、そのチャンネルの使用可能性を判定
するためチェックされる。
ンネル・ステータスは、指定されたチャンネルが音声チ
ャンネルであることを確認するためチェックされる。
ネル・ステートは、指定されたチャンネルが割当てのた
め選択された場合変更される。
求加入者局の変調形式は、チャンネル制御バイトに書き
込まれる。
ネルから要求加入者局へのリンクを確立する。
にアクセスする。このことは、迅速性及び効率性を考慮
した場合に必要である。可能である限り、データベース
・インタフェース・ルーチンは、周波数割当てルーチン
からデータベースに対するアクセスのため使用される。
U) STUはその基本動作モードにおいて、標準電話機セッ
トからインタフェースされた2線式アナログ信号を63
Kbps PCMコード化ディジタル・サンプルに変換
する。図12によると、STUは回線37を通して50
0型押しボタン電話機セットに直結している加入者回線
インタフェース回路(SLIC)53を含んでいる。S
LIC53は電話機の作動のための正しい電圧及びイン
ピーダンス特性を提供する。さらに、SLIC53は電
話機セットに対して“呼出し音(ring)”電流を印加せ
しめ、又“オンフック/オフフック”検出を行う。ライ
ン54のSLIC53の信号出力は、アナログ音声周波
数(VF)送信及び受信信号である。これらの信号は、
PCM符復号器55によってPCMサンプルに逐次変換
される。PCM符復号器55はμ−255圧縮アルゴリ
ズムを使用し、音声信号を8KHzレートの8ビット・
サンプルにディジタル化する。PCM符復号器55は性
格的には全二重である。ディジタル化された音声サンプ
ルは次に“モード選択”マルチプレクサ(MUX)57
へのライン56に供給される。MUXの動作モードは、
送信及び受信FIFO59によってMUX57とインタ
フェースしている加入者制御装置SCU58によって決
定される。SCU58は本質的にModel8031マ
イクロコントローラを含んでいる。このSCUはCCU
29に結合している。RS−232インタフェース回路
を通してさらにSLIC53の動作を制御する。
で本質的に動作する。第1のモード、すなわち最も基本
的なモードは音声モードである。このモードにおいて
は、PCM符復号器55からの音声サンプルはモード選
択MUX57及びVCU励振/受信(driver/receive
r)回路61を通してVCU28に転送され、このVC
U28においてさらに処理されてビット・レートが64
Kbpsから14.6Kbpsに減少し、基地局への伝
送のため送出される。
る。このモードにおいては、VCU28への/からの6
4Kbpsストリームは音声情報には関係なく、基地局
の伝達される情報は最大14.6Kbpsのチャンネル
・データ伝送レートで伝送される外部データ源からの再
形式化されたデータ・ストリームである。このSTUは
さらに、最大伝送速度9600ボーで動作する標準非同
期RS−232インタフェースを使用してライン63を
通してデータ装置(たとえば、端末装置)の接続を可能
にするRS−232データ・ポート62を含んでいる。
STUはRS−232データ・ポート62からのデータ
を同期させるためのUARTとタイマ回路64を含む。
VCU28は、同期化されたデータが14.6Kbps
のチャンネル制限を通過できるように同期化されたデー
タをパケット化する。全二重データ伝送はこのモードで
支援される。
・モードである。このモードにおいては、STU27か
らモード選択MUX57を経てVCU28へのデータ伝
達は行われない。しかし、呼出し音発生回路65はモー
ド選択MUX57に接続される。この回路は、話中音や
エラー音のごとき呼設定手順に使用される音をディジタ
ル的に合成する。呼設定時、使用者によってダイアルさ
れたDTMF数字はDTMF検出回路66によって検出
され、そしてSCU58によって処理され呼を設定す
る。呼出し音発生回路65は、使用者のヘッド・セット
に適切な信号音を返す。呼出し音発生器67はSLIC
53に接続されている。タイミング発生器68は、PC
M符復号器55、VCU励振/受信回路61、及び呼出
し音発生回路65にタイミング信号を供給する。一旦呼
設定が完了すると、STUは基地局との通信を行うため
音声モード又はデータ・モードのいずれかに切り替わ
る。
非所望エコー信号の除去に備えることである。音声信号
が基地局と加入者局との間を往復伝搬することによる遅
延は、優に100ミリ秒を超えるであろう。いずれかの
側におけるインピーダンス不整合に起因するすべての反
射信号は、不快な反響(echo return)の発生を招く。
この問題は、PBX機能内の反響消去システムにより基
地局内で処理されている。STUは加入者局における反
響消去に備えなければならない。少なくとも40dBの
反響減衰がこの反響消去から得られるように期待されて
いる。しかし、関心のある反響はSTUのSLIC53
と区域内電話機セット自身との間にあるので、消去する
反響遅延は非常に少量のものである。この距離は通常1
フィートの数十分の一にすぎず、遅延は本質的にゼロで
ある。
58は、基地局内のRPU20及びPBX呼処理装置2
4の機能を行う。このマイクロコントローラ58は無線
制御チャンネル(RCC)に送出したメッセージにより
基地局のRPU20と交信するとともにSTU27のす
べてのここの機能を制御する。SCTUはさらに、ベー
スバンド制御チャンネル(BCC)を通して加入者局の
CCU29と交信する。CCU29に対するRS−23
2インタフェースは9600ボーで動作し、加入者局内
のCCU29とSTU27との間の制御情報の伝達に使
用されている。
音声圧縮システムの役割を果たしている。VCUの設計
は、基地局及び加入者局とも同一である。加入者局にお
いては、全機能の1/4のみ(すなわち、4つのチャン
ネルのうちの1つのチャンネルのみ)が使用されてい
る。加入者局内のSTU27へのインタフェースは、基
地局VCU17のインタフェースの4つのPBXチャン
ネルの各々によって使用されているインタフェースと同
一である。VCU17、28はRELP音声アルゴリズ
ムを実施するため全ディジタル方式を使用しているが、
このことは[アメリカ合衆国特許出願第667,466
号“RELP Vocoder Implemented in Digital Signal Pro
cessor”、出願日1984年11月2日、発明者Philip
J. Wilson]に記述してあり、その出願明細書の開示事
項を関連文書として本明細書に組み入れる。選択的に、
サブバンド符復号器を使用することができる。処理され
たデータは、CCUソフトウェアによって制御されてい
る共通並列バス・インタフェースに接続のCCU18及
び29に供給される。CCU18及び29は、CCU1
8及び29内の動作モード及び構成を判断するための制
御信号をVCU17及び28に送る。VCU17及び2
8に関係する動作モード、機能説明及び実動化を以下に
説明する。
ェースは図13に示すとおりである。STU27とVC
U28との間のインタフェースは図14に示すとおりで
ある。STU27インタフェースは、STU27はただ
1つの全二重音声チャンネル動作を提供するという点で
PBX15インタフェースのサブセットである。PBX
インタフェースとSTUインタフェースのタイミング関
係は同一でありこれらは図15に示すとおりである。表
10は図15において使用されているシンボルが表す特
性を示している。
3のライン70、71、72、73は、基地局内のPB
X15からVCU17にデータ信号を搬送する。加入者
局においては、データ信号はSTU SDAT0ライン
74によりSTU27からVCU28に搬送される(図
14)。8ビットのμ−255圧縮直列データは、25
6KHzのクロック・レートでPBX/STU GAT
E0またはPBXGATE1・・・3のアクティブ部分
の間に音声符復号器に送られる。データは256KHz
クロックの立上がり縁でVCU17及び28にクロック
・インされる。
ライン75、76、77、78は基地局内のVCUから
PBX15にデータ信号を搬送する。VCU SDAT
0のライン29は、加入者局内のVCU28からSTU
27にデータを搬送する。8ビットのμ−255圧縮直
列データは、256KHzのクロック・レートでPBX
/STU GATE0またはPBX GATE1・・・3
のアクティブ・ハイ部分の間に音声符復号器からPBX
15又はSTU27に送られる。データは256KHz
クロックの立上がり縁でVCU17及び28からクロッ
ク・アウトされる。
ライン80からVCU17へゲート信号を搬送する。S
TU GATE0のライン84は、加入者局内のSTU
27からVCU28にゲート信号を搬送する。ゲート信
号は、PBX/STU SDAT0、PBX SDAT1
・・・3の転送を可能にするため使用されるアクティブ
・ハイ信号である。このゲート信号は、125マイクロ
秒ごとの8連続クロック期間の間アクティブになる。
イン85、86、87、88は、基地局内のPBX15
からVCU17へ256KHzのクロック信号を搬送す
る。STUCLK0のライン89は、加入者局内のST
U27からVCU28に256KHzのクロック信号を
搬送する。256KHzのクロック信号は、PBX/S
TU SDAT0及びPBX SDAT1・・・3信号を
VCU17及び28に、さらにSDAT0・・・3信号
をPBX15又はSTU27にクロック調整するために
使用される。しかし、これらのクロックはVCU17、
VCU28、CCU18、CCU29、又はモデム1
9、30内で発生したいずれのクロックとも同期してい
ない。
フェースは同期64Kbps直列データの4つのチャン
ネルを8ビットの並列データに変換し、この並列データ
は8KHzのサンプリング・レートの4個の送信音声符
復号器16に対して使用可能状態におかれる。加入者局
においては、ただ1つのチャンネル(チャンネル0)が
STU−VCUインタフェースによって変換される。必
要とするクロック及びゲートは、PBX15及びSTU
27によって供給される。
−VCUインタフェースはさらに、受信音声符復号器に
対して相補機能を果たす。基地局においては、4個の符
復号器チャンネルから受信した8ビットの並列データ
は、PBX15への逆伝送のため4つの64Kbps同
期直列チャンネルに変換される。加入者局においては、
1つの音声チャンネルが変換されSTU27に逆送出さ
れる。
間のハードウェア・インタフェースは図16に示してあ
る。VCUとCCUとの間の送信及び受信チャンネルの
タイミング関係は、図17、図18にそれぞれ示してあ
る。表11、表12は、図17、図18に使用されてい
るシンボルが表す特性をそれぞれ示している。
に示すV−CBTPの間に発生するイベントを詳しく図
説している。ここのインタフェース信号の定義は以下の
節に記載してある。
イング(PSK)変調のため、VCU17、28とCC
U18、29との間で転送される種々の送信及び受信通
話ブロックの間のタイミング関係を示している。図19
Aの最上部は、すべての転送の基準となるシステム・フ
レーム・タイミングである。このフレーム・タイミング
は図19Bにもあてはまる。1つのモデム・フレームは
長さが45ミリ秒でかつ4つの音声スロット(すなわち
チャンネル)を含んでいる。各音声スロットは、通話デ
ータの2つのシステム音声ブロック期間(SVBP)で
構成されていて、この各々のシステム音声ブロック期間
は82個のシンボル(5.125ミリ秒を要する)とフ
レーム・タイムの1.0ミリ秒を要する16個の追加オ
ーバヘッド・データ・シンボルを有する。
の1ブロック328ビット(41バイト)は、音声符復
号ブロック転送期間(VCBTP)における各SVBP
の開始に先立ち、VCU17、28からCCU18、2
9に転送される。処理済み通話ブロックに関連している
VCUの64Kbps入力データ・ストリームは、長さ
22.5ミリ秒の音声符復号ブロック期間(VCBP
s)に区分した状態で示してある。図19Aの送信チャ
ンネル0を見ると、VCBPsのOA1とOB1の未処
理VC入力データは、VCBTPsのOA1とOB1の
処理済みデータに関連している。又、チャンネル0及び
チャンネル2のVCBPsは、チャンネル1及びチャン
ネル3のVCBPsからのVCBP(すなわち、11.
25ミリ秒)の1/2だけずれている。
処理済み通話の1ブロック328ビット(41バイト)
は、VCBTPの期間における各SVBPの終わりに、
CCU18、29からVCU17、28に転送される。
送信チャンネルの場合と同様に、VCBTPに対するV
CBPのタイム・スキューはインプリメンテーションに
依存し、1つのVCBPの(最大)ずれは図19Bに示
してある。図19A、図19Bを参照すると、音声符復
号器の入力データと出力データとの関係が理解できる。
受信チャンネル0に関しては、VCBTPのOA10及
びOB10期間中に転送された圧縮通話データは、VC
BPSのOA10及びOB10期間内の処理済み伸長デ
ータ・ストリームと関連している。
29からVCU17、28にチャンネル・アドレス信号
を搬送する。これらの3本のアドレス・ラインは、現在
の送信チャンネル・アドレスを選択するために使用され
ている。
28とCCU18、29との間の送信チャンネル・デー
タ信号の搬送を行う。
8からCCU18、29に送信チャンネル・データ使用
可能信号(transmit channel data available signal)
を搬送する。TCDAV/信号は、TCDATAレジス
タ内にデータ・バイトが使用可能であることをCCU1
8、29に示す。TCDAV信号は、TCDACK信号
が起動されるまでロー・レベルを保ち続ける。
29からVCU17、28に送信チャンネル・データ確
認応答信号(transmit channel data acknowledge sign
al)を搬送する。TCDACK/信号は、データをTC
DATAバスにゲートしかつTCDAV/をリセットす
る。
29からVCU17、28に送信チャンネル・ステータ
ス/制御書込み信号(transmit channel status/contro
l write signal)を搬送する。TCSCWR信号は、T
CADDRラインによって決められた適切な送信チャン
ネル制御レジスタに対し音声符復号器制御ワードの書込
みを行う。データは、TCSCWR信号の立上り縁でレ
ジスタにラッチされる。
29からVCU17、28に送信チャンネル・ステータ
ス/制御読出し信号(transmit channel status/contro
l read signal)を搬送する。TCSCRD信号は、T
CADDRラインによって指定された音声符復号器ステ
ータス・レジスタからTCDATAバスにステータス・
バイトをゲートする。
8、29からVCU17、28にブロック要求信号(bl
ock request signal)を搬送する。BLOCKRQ信号
は、TCDATAバスを通して音声符復号器(TCAD
DRラインによって指定)からCCU18、29に対し
ての41バイト・ブロックのデータ転送を開始させる。
BLOCKRQはVCBPタイミングを起動するため音
声符復号器によって使用される。
8、29からVCU17、28に送信チャンネル音声符
復号器リセット信号(transmit channel voice codec r
eset signal)を搬送する。TCADDRラインによっ
て指定された送信音声符復号器がリセットされる。
29からVCU17、28に受信チャンネル・アドレス
信号(receive channel address signal)を搬送する。
これらのアドレス・ラインは、以下のとおり現在の受信
チャンネル・アドレスを選択するため使用される。
9とVCU17、28との間で受信チャンネル・データ
信号を搬送する。
29からVCU17、28に受信チャンネル・データ使
用可能信号(receive channel data available signa
l)を搬送する。RCDAV信号は、RCADDRライ
ンによって指定された音声符復号器に対して、RCDA
TAレジスタ内にデータ・バイトが使用可能であること
を示す。RCDAV信号は、RCDATAバス及びRC
DATAレジスタに対してデータをゲートし、さらにR
CDACKラインをリセットする。
7、28からCCU18、29に受信チャンネル・デー
タ確認応答信号(receive channel data acknowledge s
ignal)を搬送する。RCDACK信号は、RCDAT
Aレジスタからのデータの読出しが完了したこと及び他
のバイトをCCU18、29から転送してもよいことを
CCU18、29に示す。
8、29からVCU17、28に受信チャンネル・ステ
ータス/制御書込み信号(receive channel status/con
trol write signal)を搬送する。RCSCWR信号
は、RCADDRラインによって決められた適切な音声
符復号器制御レジスタに制御ワードの書込みを行う。デ
ータは、RCSCWR信号の立上り縁でレジスタにラッ
チされる。
7、28からCCU18、29にチャンネル・ステータ
ス/制御読出し信号(channel status/control read si
gnal)を搬送する。RCSCRD信号は、RCADDR
ラインによって指定されたステータス・レジスタからR
CDATAバスに音声符復号器ステータス・ワードをゲ
ートする。
18、29からVCU17、28にブロック・レディ信
号(block ready signal)を搬送する。BLOCKRD
Y信号は、CCU18、29からRCADDRラインに
よって指定された音声符復号器に対する41バイト・ブ
ロックのデータ転送を開始させる。BLOCKRDY信
号はVCBPタイミングを起動するため音声符復号器に
よって使用される。CCU18、29は、BLOCKR
DY信号の立上り縁に先立ってRCDATAレジスタ内
に使用可能なデータ・バイトを有することが必要であ
る。
8、29からVCU17、28に受信チャンネル音声符
復号器リセット信号(receive channel voice codec re
setsignal)を搬送する。RCADDRラインによって
指定された音声符復号器がRCVCRST信号によって
リセットされる。
20Aに示すようにVCBTPの期間にCCU18、2
9から、41バイト・ブロックの入力データを受信す
る。現在の動作モードに基づくデータ処理後、PBX
(STU)インタフェース・モジュールに対して8KH
zレートで8ビットのμ−law圧縮データが転送され
る。CCU18、29の入力/出力要求を簡単にするた
め、データ緩衝がVCU17、28内で実施される。図
18に示すようにVCBTPの始めにおいて各受信チャ
ンネルに対し1組の制御及びステータス・ポートを経由
してVCU17、28とCCU18、29との間に制御
情報が授受される。以下の動作モードが受信符復号器に
よって支援されている。
入力データ・レート14.6Kbps(毎22.5ミリ
秒ごとに328ビット)及び出力データ・レート64K
bpsで行われる。通話データはDTMF音を含むこと
もできる。
14.6Kbpsの通話データは、CCU18、29か
らVCU17、28を経てPBX15又はSTU27に
送られる。PBX15又はSTU27は64Kbpsデ
ータを期待しているので、データ・ストリームの埋込み
操作(padding)が起こらなければならない。出力(6
4Kbps)データは、通話データがCCU18、29
から使用可能になるまで、アイドル・バイト(FF、1
6進)・パターンで構成されている。同期バイト(5
5、16進)が出力され、これに41個の以前に処理さ
れたデータ・バイトが続き、この期にアイドル・バイト
・パターンが続く。図20Aは16PSK変調の入力及
び出力データ・タイミング及び内容の一例を示してい
る。
からの通話データ入力ブロックは消費されるが使用され
ない。PBX15又はSTU27への出力アイドル・バ
イト・パターン(FF、16進)はラインの沈黙を保証
するために維持される。
ェア診断ルーチンが実行されかつ結果のステータスがス
テータス・レジスタに格納される。CCU18、29へ
のブロック転送は、VCBTPAに対応するブロック要
求によって動作モードが切り換えられるまで、起こらな
い。新しい制御ワード(及び動作モード)が音声符復号
器によって読み出されかつ診断ステータス情報がCCU
18、29に対して送達される。
BX/STUインタフェースから8ビットのμ−law
圧縮PCM(8KHzサンプリング・レート)を受信す
る。現在の動作モードに基づくデータ処理の後、図19
Aに示すように音声符復号器ブロック転送期間(VCB
TP)中に41バイト・ブロックでCCU18、29に
対して出力データが転送される。CCU18、29の入
力/出力要求を簡単にするため、データ緩衝がVCU1
7、28内で実施される。図17に示すようにVCBT
Pの始めにおいて各送信チャンネルに対し1組の制御及
びステータス・ポートを経由してVCU17、28とC
CU18、29との間に制御情報が授受される。以下の
動作モードが送信符復号器によって支援されている。
出力データ・レート14.6Kbps(毎22.5ミリ
秒ごとに328ビット)で行われる。処理された通話デ
ータは、CCU18、29に対して41バイト・ブロッ
クで転送される。通話データは二重音調複数周波数(Du
al-Tone-Multi-Frequency (DYMF))音を含むこともでき
る。
通話データは、PBX15又はSTU27からVCU1
7、28を通過しそしてCCU18、29に送られる。
64Kbpsの入力データ・ストリームは、次の同期バ
イトの発生まで、アイドル・バイト・パターン(FF、
16進)、1個の同期バイト(55、16進)、41個
の以前に処理された圧縮通話データ・バイト、及び追加
アイドル・バイトで構成されている。音声符復号器は、
バイト境界に発生する同期バイトを求めて入力データを
モニタし、41バイトの通話データを緩衝する。通話ブ
ロックは、上述のように次のVCBTPの期間にCCU
18、29に転送される。図20Bは、16−PSK変
調の入力・出力データ・タイミング及び内容の一例を示
している。出力チャンネルのセグメント1は同期バイト
で、セグメント2は処理済み通話バイトである。斜線で
示してセグメントは、アイドル・バイト・パターンを示
している。同期及び通話データ・バイトは、VCBP境
界を横切っては発生しないことに注目されたい。
TU27からの入力通話データは消費されるが使用され
ない。CCUへの41バイトの出力通話データは沈黙音
声パターンを含んでいる。
ェア診断ルーチンが実行されかつ結果のステータスがス
テータス・レジスタに格納される。CCU18、29へ
のブロック転送は、VCBTPAに対応するブロック要
求によって動作モードが切り換えられるまで起こらな
い。新しい制御ワード(及び動作モード)がVCU1
7、28によって読み出されかつ診断ステータス情報が
CCU18、29に送達される。
のインプリメンテーション要求に基づいて定義される
が、このフレームは音声コード化ブロック期間(VCB
P)の整数約数、すなわち22.5ミリ秒でなければな
らない。
・タイミングと非同期動作している事実から、データの
オーバラン及びアンダランを検出、報告、及び補償する
手段がVCU17、28内に組み込まれなければならな
い。この条件は毎5,000VCBPごとに約1回起こ
る。オーバラン及びアンダランの検出はインプリメンテ
ーションに依存するので、このようなエラーの報告はス
テータス・ワードで与えられる。データ・アンダフロー
は所要の都度最終通話を繰り返すことによって補償する
ことができ、オーバフローは所要の都度通話サンプル
(speech sample(s))を無視することによって処理する
ことができる。
がリセットされた後、たとえば図19Aに示すように、
VCBTPAはCCU18、29から転送された最初の
ブロックとなる。
の両者において類似した機能を実行する。CCU機能の
ため両局で使用されているハードウェアは実際に同一で
ある。加入者局のソフトウェアは基地局のソフトウェア
と僅かに異なっている。CCUは、時分割伝送チャンネ
ルの動作に関連する情報の形式化及びタイミングに関す
る多くの機能を行う。CCUに対する基本的な入力は、
4つのソースから供給される。第1に、伝送されるべき
現実のディジタル化されたサンプルがある。これらのサ
ンプルは、VCU17、28からCCU18、29に伝
送される(図2、3)。このデータはSTU内のRS−
232データポート10からのコード化音声サンプル又
はデータ・サンプルでありうる(図12)。いずれの場
合も、ディジタル・チャンネルは16Kbpsで動作す
る。4つのチャンネルは、すべての4つの16レベルの
PSK伝送チャンネルが動作状態にある基地局で動作し
ている場合CCU18によって同時並行的に処理される
ことができる。加入者局CCU29はただ1つのストリ
ームに関して動作するが、そのストリームはTDMAフ
レーム指示スキームに関連している4つのスロット位置
のいずれに存在していても構わない。CCUに対する第
2の入力は、STU27(加入者局内の)又はRPU2
0(基地局内の)からベースバンド制御チャンネル(B
CC)を経由して供給される。この第2の入力は、動作
モード、ステータス、及び制御情報に関係する制御メッ
セージを供給する。CCU18、29からのBCCメッ
セージの多くは、CCU18、29が受信した無線制御
チャンネル(RCC)メッセージである。CCU18、
29は、RCCメッセージからの制御情報をSTU27
又はRPU20に送達し、これに応じて、RPU20又
はSTU27から制御メッセージを受信する。これによ
り、CCU18、29がVCU17、28からのデータ
に対して行うべき処置を決定する。第3の入力ソース
は、モデム19、30aからのタイミング及びステータ
ス情報を供給する。さらに、モデム19、30aは、そ
のビット・トラッキング同期の正確度、RF AGCレ
ベルの設定、及び十分に信頼できる通信が当該チャンネ
ルを通して行われているか否かを判断するためCCU1
8、29によって使用されている”状態(goodness)”
インジケータに関するステータスを提供する。CCU1
8、29は、送信電力レベル、AGCレベル、及びタイ
ミング/レンジング計算を変えるコマンドにより、瞬時
モデム19、30a動作の”精密同調(fine-tunin
g)”の制御を試みる。モデム伝送の品質レベル測定値
はRPU20又はSTU27に報告される。第4の入力
ソースは、各々最大4ビット(変調レベルに依存する)
のシンボルとして受信された実際のモデム・データであ
る。これらのシンボルは緩衝され、ディマルチプレック
スされ、そしてでコーディングのためVCU17、28
受信回路に出力される。
Uのアーキテクチャは本質的に、インテリジェント・マ
イクロプロセッサ・コントローラを有する2つの一方向
直接メモリ・アクセス(DMA)データ・チャンネルで
ある。DMAチャンネルの機能は、VCUからモデムに
又はモデムからVCUにデータを転送することである。
VCUへのCCUインタフェースは、2つの並列DMA
バス、すなわち送信チャンネル(VCU→CCU→モデ
ム)のためのTXバス107及び受信チャンネル(モデ
ム→CCU→VCU)のためのRXバス108を有す
る。VCUの送信回路によって処理されたデータは、C
CUがDMA転送を要求するまでVCUメモリ内に格納
されている。各ブロック転送期間に、41個のバイトが
CCUに転送される。これらのブロックの2つは、TD
MAフレームごとにアクティブ音声チャンネル(基地局
においては最大4音声チャンネル)によって伝送され
る。CCUはこれらの送信バイトを送信音声符復号器イ
ンタフェース・モジュール(TVCIM)109を通し
て受信しかつこれらを送信メモリ・モジュール(TM
M)110に格納する。当該チャンネルの特定の動作モ
ードに依存して、マイクロコントローラ・モジュール
(MCM)内に含まれているCCUプロセッサは、コー
ド化された音声バイトに対して制御/同期見出しを付加
し、これにより送信モデム・インタフェース・モジュー
ル112を経由してモデムに伝送するための完全音声パ
ケットの形式化を行う。MCM111はフレーム・タイ
ミング情報を維持しかつ正しい時間にモデムにデータを
転送する。送信データはモデムに転送される前に、MC
M111によって、CCUによって使用された8−ビッ
トのバイト形式から、当該スロットの変調レベルに依存
して、シンボルごとに1、2、又は4ビットを含む形式
に変換される。
て実施される。モデムからのデータは、受信モデム・イ
ンタフェース・モジュール(RMIM)114によって
受信されかつ受信メモリ・モジュール(RMM)115
に格納される。このデータは次に、モデムによって使用
される1、2、又は4ビット/シンボル形式からCCU
及び他のすべてのベースバンド処理によって内部的に使
用される8−ビットのバイト形式に変換される。オーバ
ヘッド及び制御ビットは、モデムによってフレーム・タ
イミング・モジュール(FTM)に与えられたフレーム
・タイミングについてのMCM111の承知内容(know
ledge)及びシンボル・ストリーム内の種々のコード・
ワードをMCM111自体が識別した結果に基づいて、
RXバス108の入力データ・ストリームからMCM1
11によって除去される、変換されたデータは、受信音
声符復号器インタフェース・モジュール(RVCIM)
117を通してVCUに供給される。
ける無線制御チャンネル(RCC)伝送に対するリンク
・レベルの制御を提供する。基地局においては、RCC
チャンネルの処理としてRPUによってただ1つのCC
Uが構成される。このCCUは、基地局のRPUから加
入者局のSTUコントローラへのメッセージの受信及び
形式化を制御する。CCUのこの制御機能は、無線リン
ク全般にわたる伝送に備えてのRCC情報の形式化及び
パケット化はもとよりRCCメッセージの検出及びエラ
ー制御を含む。CCUはさらに、基地局における入力R
CCに関する衝突を検出する。CCUは初期捕捉操作
(initial acquisition effort)を実施中の加入者局の
ための電力及びレンジング計算を制御する。捕捉のため
のプロトコル及び他のRCC機能は上述のとおりであ
る。
化した機能体系を示している。CCUは3つの別個のデ
ータ経路、すなわち送信バスTX107、受信バスBX
108、及びマイクロコントローラ・ローカル・バス1
19を有する。マイクロコントローラ111はメモリ・
アクセス(DMA)コントローラ120とTXバス10
7を共用しかつディレクタDMAコントローラ(direct
or DMA controller)とRXバス108を共用してい
る。マイクロコントローラ111はこれらのリモート・
バスを使用してDMAコントローラ周辺装置、制御/ス
テータス・レジスタ122を制御するとともに送信バッ
ファ・メモリ110及び受信バッファ・メモリ115を
アクセスする。マイクロコントローラ・ローカル・バス
119の枝線にある制御及びステータス・レジスタ12
2は、RFU、モデム、及びCCUハードウェアに対す
るインタフェースを提供する。RPUとCCUとの間の
RS−232Cリンク123は、マイクロコントローラ
・チップ111のUARTによって支援されている。加
入者局においては、RPUはSTUが取って変わるがイ
ンタフェースはそのままである。
理的に分離しているRAM記憶領域、すなわち、ローカ
ルRAM、送信バッファ、及び受信バッファにアクセス
を有している。ローカルRAMはさらにオンチップRA
MとオフチップRAMに分けることができる。送信バッ
ファと受信バッファとは、それぞれのDMAコントロー
ラがアイドル状態にあるとき、マイクロコントローラに
よるアクセスのみが可能である。
ントに分割されている。各セグメントは、チャンネルに
より伝送可能状態にある音声又はRCCパケットのスケ
ルトンを有する。プリアンブル及びユニーク・ワード
(RCCのみ)はCCUのリセット後マイクロコントロ
ーラ111によって初期化される定数である。コード・
ワード(音声のみ)、音声データ、及びRCCデータ
は、モデム19、20aに対するDMA伝送の直前に、
マイクロコントローラによって送信バッファ110に書
き込まれる。RCC“ナルACK”は高い周波数で送ら
れた固定メッセージであるので、個別構成要素として送
信バッファ110に格納される。
ントに分割されている。1つのセグメントは音声データ
の記憶用であり、このデータはVCUブロック基準で記
憶されかつ伝送される。RCCデータは長時間にわたっ
ての保持を可能にするため音声データと別に記憶され
る。必要であれば、マイクロコントローラ111は受信
バッファ115内に2フレームのRCCヒストリを維持
することができ、RCCコピー・タスク(バッファから
ローカルRAMへ)の時間的微妙性を軽減している。
11によって使用される作業用変数を含んでいる。ここ
に記憶されている1つの重要なデータ構造は、CCUと
RPUとの間のベースバンド制御チャンネル(BCC)
を支援する。ローカルRAMの1つのレジスタ・バンク
は、RS−232C割込み処理ルーチンに基本待ち行列
情報を提供するために割り当てられる。このバンク内の
ポインタ及びレングス・フィールドは、アクティブな送
信データ・ブロック(TXDB)を定義しこのブロック
からデータが読み出されかつ伝送される。TXDBは待
ち行列中の次のTXDBに対するレングス及びポインタ
情報を含み、これによりリンクされたリストを形成す
る。受信側においては、入力データ・バイトを記憶する
ため循環バッファを使用している。完全なメッセージが
受信されると、割込み処理ルーチンは直列コードをフラ
ッグ立てしてそのメッセージの割込みを行う。
ル・バス119を使用して、モデム、RFU、及びCC
U制御・ステータス・レジスタ122にアクセスする。
このバスはさらに、分離論理回路124及び同125を
通してそれぞれTXバス107及びRXバス108に対
するアクセスを提供する。回線争奪を回避するため、リ
モート・バス107、108はそれぞれのDMAコント
ローラ120又は121がアイドル状態にあるとき、マ
イクロコントローラ111によるアクセスのみが行われ
る。
ンネル(BCC)と呼ばれる全二重RS−232Cイン
タフェースを通してのリンク123により通信を行う。
非同期文字は8ビットの2進数でありかつ9600ボー
で伝送される。1つのスタート・ビットと1つのストッ
プ・ビットをデータ・バイト・フレーム指示のために使
用している。メッセージは、ユニーク・バイトのメッセ
ージ内発生を回避するために使用されているバイト・ス
タッフィングを有するユニーク・バイトによって終了せ
しめられる。交番ビット・プロトコル及び8ビット・チ
ェックサムがリンクの完全性を補償するため使用されて
いる。
によって支援されている。一方は送信DMAコントロー
ラ120によって生成され、他方は受信DMAコントロ
ーラ121によって生成される。これらの割込みは、そ
れぞれのコントローラ120、121がそのブロック転
送を完了したときに発生し、これによってそのバスの制
御をマイクロコントローラ11に解放する。
って駆動される。ソフトウェアはバイトの受信又は送信
に際して割込みを受ける。
ローラ111は、自己に割り当てられているVCU1
7、28、CCU18、29、モデム19、30a、及
びRFU20、31aを含む4つのチャンネル・データ
経路全体を制御し監視する役割を有する。加入者局にお
いては、マイクロコントローラ111は同一ハードウェ
アを制御しかつ監視するが、ただ1つのデータ経路のみ
を支援する。CCUは帰するところRPU(基地局の場
合)又はSTU(加入者局の場合)によって制御され
る。
る。モードの切換は、システム・スロット境界において
のみ発生する。通話圧縮動作の間、CCUはさらにVC
Uに対し、システム・スロット内のVCUブロック(シ
ステム・スロットごとに2つのVCUブロックがある)
の位置に関する情報を提供する。VCUアドレス指定
は、データ転送に先立ちCCUによって確立され、これ
によりMUX/DEMUXタスクを完了する。VCUス
テータスは各ブロック転送の後CCUによって読み出さ
れ、適切な統計がCCUによって維持される。CCUは
さらに、VCUハード・リセット及び/又はVCUを起
動することができる。
調レベルをRXバス108のシンボル・バイト・コンバ
ータ126及びTXバス107のバイト・シンボル・コ
ンバータ127に提供する。
わちそのデータの受信に使用される異なる捕捉手続によ
ってRCCか又は音声であるかに関する情報を与えられ
る。モデムはCCUに対しスロットごとに分数クロック
・オフセット、AGCレベル、及びリンク品質値を提供
する。CCU周波数割当ては、RPU又はSTUによっ
て行われる。CCUは、モデム・ハード・リセット、自
己試験又は受信側調整モードの起動を制御する。
08を経由して全二重データ流れを処理する。ある与え
られたスロット時間中に、VCUにおいて発信の送信音
声データは送信DMAコントローラ121を経由して送
信バッファ110にブロック転送される。各ブロックは
長さが1VCUブロックであるので、各音声チャンネル
に対して2回のこのような転送が必要とする。CCUは
当該転送に先立ち、VCUに対して適切なチャンネル・
アドレスを付与し、これにより多重化動作を達してい
る。
アンブル及びコード・ワードは、各スロットの始めにV
CUデータに先立って送出される。送信DMAがデータ
を送信バッファからリクロッキングFIFOストック1
28に転送する一方、モデムは必要の都度FIFOスト
ック128からデータを受信する。バイト・シンボル変
換はこの転送の間にバイト・シンボル・コンバータ12
7によって達成される。送信DMA周辺装置の制御は、
音声パケット・コード・ワードの生成及び挿入ととも
に、マイクロコントローラによって処理される。
左右対称的になる。データはモデム19、30aから出
現するたびにリクロッキングFIFOスタック129に
書き込まれる。受信DMAコントローラ121は、必要
の都度データをFIFOスタック129から受信バッフ
ァ115に移す。シンボル・バイト変換はシンボル・バ
イト・コンバータ126によって達成され、フレーム・
タイミングはクロック回路130によって達成される。
バイト境界アライメントは、一旦チャンネルが同期状態
になったときに自動的に発生する。一旦完全なVCUブ
ロックが受信されると、このブロックは適切なVCUに
DMAブロック転送される。受信DMAコントローラの
制御は、マイクロコントローラ111により処理され
る。
トごとに実施される。マイクロコントローラ111は、
当該コード・ワードをローカルRAMに複写登録しかつ
ゆ浮こうコード・ワードのリストと比較することによ
り、このタスクを実施する。各スロット期間に、モデム
19、30aは少数シンボル・オフセット及びAGC値
を提供する。これらはマイクロコントローラ111によ
って読み出されかつ適切に解読される。電力障害又は距
離障害が存在する場合は、加入者局はこの障害について
送信コード・ワードによって通告を受ける。
ち行列の内容に従ってCCUにより送信バッファ110
内で合成される。RPUがCCUに対してRCCメッセ
ージの伝送を完了すると、このメッセージは送信バッフ
ァ110内で形式化される。伝送未完の場合は、送信バ
ッファ110内に固定的に格納されているNULL KNOWLED
GEメッセージが使用される。一旦RCCパケットが使用
可能になると、RCCプリアンブル、ユニーク・ワー
ド、及びRCCデータが所要の都度モデム19、30a
に転送される。CCUは衝突検出を実施しかつこの検出
結果に従って基地局から加入者向けの(outbound)RC
C衝突検出ビットを設定する。
ド、すなわち“フレーム探索”モード及び“モニタ”モ
ードを有する。フレーム探索モードにおいては、RCC
チャンネルは同期はずれの状態にあると考えられる。す
べての入力RCCメッセージは、ユニーク・ワード検出
アルゴリズムを使用して同期化されなければならない。
モニタ・モードにおいては、RCCチャンネルは同期状
態にあり、ユニーク・ワード探索アルゴリズムは呼び出
されない。加入者局の不意の異常タイミングによる飛び
込みが予想されるので、基地局は常時フレーム探索モー
ドにある、加入者局においては、その局がRCC同期を
捕捉している場合を除き、RCCデータ・ハンドラはモ
ニタ・モードにある。
・ワード(UW)の検出は毎RCCスロット期間の後実
施される。マイクロコントローラ111は、“名目(no
minal)”ユニーク・ワード記憶位置についてウィンド
ウ内のユニーク・ワードを操作することによってこのタ
スクを実施する。ユニーク・ワードの検出が成功する
と、CCUにシンボル・タイミング情報が与えられる。
から受信バッファ115にDMA転送される。この転送
が完了すると、RCCデータはその処理のためローカル
・マイクロコントローラRAMにコピーされる。受信R
CCパケットはCCUによって濾波される。RCCパケ
ットは、ユニーク・ワードが検出されかつCRCが正し
い場合にのみ、RPUに送達される。
ルは待機状態におかれる。送信データ経路107及び受
信データ経路108とも、このチャンネル期間中はVC
UとCCUとの間にデータ転送は行われない。
クロコントローラ111で実行する。プログラム記憶装
置はマイクロコントローラ・ローカル・バスの外部EP
ROMによって提供される。ソフトウェアはリアルタイ
ムでDMAサービス要求に応じ、データ流れを維持する
必要がある。モデム・インタフェースのスタック128
及び129によるFIFOバッファリングは、マイクロ
コントローラ111がDMAブロック転送及びシステム
制御機能を実施するための所要スラック・タイムを提供
する。
なわち、スーパバイザ、データ転送、BCCトランシー
バ、BMM制御、及びユーティリティの諸モジュールに
分類される。各モジュールは、割込み及びエラー条件を
除き、ただ1つの入口及び出口点を有するように設計さ
れている。この外ユーティリティ・モジュールに対する
例外があり、このモジュールは他のモジュールから直接
アクセスされるユーティリティ・ルーチンに分類され
る。一般に、モジュール相互間通信は個別のデータ・セ
グメント内で定義されている大域的変数を使用すること
により行われている。
を有し、全体的プログラム制御を維持し、かつ基本自己
試験機能を実施する。
の両者に対するTXバス107及びRXバス108によ
るデータ転送制御を支援し、音声データ及びRCCデー
タの両者に関するすべての変調レベルに対する同期ワー
ドの検出を実施し、さらにCCUとRPUとの間の(C
CU−RPU)RS-232通信リンク123を支援する。
Cトランシーバ機能(transceiverduty)を果たし、B
CC待ち行列を処理し、送信BCCメッセージを形式化
し、受信BCCデータを処理し、さらにBCCを経由し
てCCUに対するRCCデータの出し入れを行う。
してRFU、モデム、VCU、及びCCUハードウェア
を制御し、これらの装置からのステータス情報(たとえ
ば、モデムAGC、リンク品質、及びシンボルあいまい
さ)を読み出しかつ解読し、受信音声チャンネル内の埋
め込まれているコード・ワードをデコードし、送信音声
チャンネルに対しコード・ワードを形式化し、リアルタ
イム・ソフトウェア/ハードウェア・タイマを維持し、
さらにオンライン自己試験を実施する。
ールによってアクセスされた種々のユティリティ・ルー
チンを実行する。
して動作する4つの個別プロセスに分類される。すなわ
ち、BCCデータ、TX DMA、及びRX DMAプロ
セスに分類され、これらのプロセスは特定のイベントが
アテンションを要求した場合にのみ割込み駆動されかつ
呼び出される。イベント駆動のこれら3つのプロセスは
すべてデータ転送モジュール内になる。すべてのモジュ
ール間に分散している残りのプロセスは、他の3つのプ
ロセスを初期化し、制御し、かつモニタするバックグラ
ウンド・プロセスである。
STU)から着信する都度BCCデータ・プロセスによ
って受信されかつ記憶される。一旦完全なメッセージが
受信されると、BCCデータ・プロセスはメイルボック
スを経由してバックグラウンド・プロセスに通告する。
バックグラウンド・プロセスはその主ループの間このメ
イルボックスをポールしているので、新しいメッセージ
をすべて検出している。メッセージはバックグラウンド
・プロセスによって解読され、適切なアクションがとら
れる。応答はすべてバックグラウンド・プロセスにより
BCCメッセージ待ち行列に書き込まれ、BCCデータ
・プロセスは滞りなく通告を受ける。
ンネルの再構成を開始させることができる。必要とする
制御情報は、適切な時間にモデム19、30a及びVC
U17、28に書き込まれる。モデムは各スロット境界
の新制御ワードに関して動作する。VCUはスロット境
界の最初のVCUブロック転送でモード切換が起こるこ
とを期待している。バックグラウンド・プロセスは、正
しい制御タイミングが維持されていることを確かめる役
割を有している。
X DMA、及びRX DMAプロセスによって行われ
る。後者2つのプロセスは、VCUのTX及びRX側か
らそれぞれステータス・ワードを収集する。このこと
は、これらのステータス・レジスタは制限されている期
間のみアイドル状態にあるTXバス107及びRXバス
108を経由してアクセス可能となるのみであるので、
必要である。バックグラウンド・プロセスは、ローカル
・バス119の局レジスタ122を経由して直接的にモ
デム19、30aからステータス情報を収集する。収集
が完了すると、すべてのステータス情報はバックグラウ
ンド・プロセスによって照合されかつ特定のステータス
・バリアブル(status variables)に格納される。RP
Uから受信されたステータス要求は、このステータス・
ヒストリ(status history)に基づいてバックグラウン
ド・プロセスによって処理される。
ときいくつかのステータス情報は、CCUの動作を必要
とすることがある。ステータス・ヒストリとして格納さ
れることは別として、これらのデータは加入者局の出力
及び距離障害の是正に使用される。RCCメッセージの
場合は、電力及び距離情報はRCCの一部としてのRP
Uに直接送られる。バックグラウンド・プロセスは、R
CC、AGC、及び距離データを含んでいるBCCメッ
セージを形式化することによりこの機能を実施する。パ
ケットが使用可能になると、そのパケットは送信BCC
待ち行列に配置され、BCCデータ・プロセスは通告を
受ける。音声チャンネルに関しては、このステータス情
報は出力音声パケットに埋め込まれているコード・ワー
ドの形式化に使用される。バックグラウンド・プロセス
はこの形式化機能を実施しかつ音声チャンネルを通して
コード・ワードの伝送を制御する。すべてのコード・ワ
ードは1行5フレームで伝送されなければならない。こ
れにより5:1の冗長コーディングを得る。TX DM
Aプロセスは、バックグラウンド・プロセスによって選
択されたコード・ワードを自動的に送信する。
トウェア・ハードウェアのリアル・タイム・クロックを
維持する。これは8031タイマの1つをポールしかつ
オーバフローをカウントすることにより達成される。リ
アル・タイム・クロック機能は、ソフトウェア・タイム
アウト及び他の時間従属イベントに対する時間基準を提
供する。バックグラウンド・プロセスは、CCUハード
ウェア・エラー・インジケータをポールしかつデータ転
送イベントがシステム・フレーム内の起こるべきところ
で起きているか否かをチェックすることによって、シス
テム・タイミングが維持されていることを確認するため
のチェックを行う。システム・フレーム指示情報は、1
6KHzクロック130に接続されているシステム・フ
レーム開始ステータス・ライン及びタイマを通して供給
される。データ同期はバックグラウンド・プロセスによ
って行われる。
及び受信の両方向に発生し得るRS−232の割込みに
応答する。このプロセスは単に送信側に別のバイトを出
力するか又は入力側に別のバイトを入力する。受信側の
メッセージの終わり区切り記号(end-of-message delim
iters)によりBCCデータ・ルーチンはバックグラウ
ンド・プロセスに通告を行う。
セスは、送信呼び受信DMAチャンネルを処理する。
ータ転送機能を段階的に説明する。データ転送プロセス
内のイベントはDMAコントローラ割込みによってマー
クされる。この割込みはDMAコントローラが割り当て
られたブロック転送を完了した後に発生する。各ウォー
ク・スルーは、各スロット・データ転送の初めに開始す
る。本節の説明を読む場合に図23及び図24を参照す
ると分かり易いであろう。図23はCCUの送信バスに
RCC及び16PSK音声データを転送するためのタイ
ミング図である。図24は、CCUの受信バスにRCC
及び16PSKデータを転送するためのタイミング図で
ある。表13及び表14は、図23及び図24にそれぞ
れ示したシンボルの特性を記載したものである。
る。このことは、前のスロットの処理が完了したこと及
び次のスロットの処理が開始可能であることを知らせる
ものである。TX DMAプロセスが呼び出される。
き出す。この情報はモデム19、30a及びバイト・シ
ンボル・コンバータ127が必要とする。
RPU RCCメッセージを形式化する。保留メッセー
ジがない場合はナル確認応答メッセージを生成し送出す
る。
ド、及びRCCデータ・ブロックを示し送信バッファ1
10からモデム19、30aに対するDMA転送を初期
化し可能にする。
理操作に進む。
る。このことは、前のスロットの処理が完了したこと及
び次のスロットの処理が開始可能であることを知らせる
ものである。TX DMAプロセスが呼び出される。
調切換情報を書き出す。この情報はモデム19、30a
及びバイト・シンボル・コンバータ127が必要とす
る。
VCUから送信バッファ110へのDMA転送を可能に
する。
る。
理操作に進む。
みを受信する。このことは、VCUから送信バッファへ
の転送が完了したことを知らせる。TX DMAプロセ
スが呼び出される。
に書き込む。
及び音声データ・ブロックを示し、送信バッファ110
からモデム19、30aへのDMA転送を初期化し可能
にする。 d.割込みから復帰しバックグラウンド処理操作に進
む。
みを受信する。このことは、送信バッファ110からモ
デム19、30aへの前半のスロット転送が完了したこ
とを知らせる。TX DMAプロセスが呼び出される。
VCUから送信バッファへのDMA転送を可能にする。
る。
理操作に進む。
みを受信する。このことは、VCU−送信バッファ転送
が完了したことを知らせる。TX DMAプロセスが呼
び出される。
うためDMAコントローラ120を初期化し使用可能に
する。
理操作に進む。
る。このことは、前のスロットの処理が完了したこと及
び次のスロットの処理が開始可能であることを知らせる
ものである。RX DMAプロセスが呼び出される。
る。この情報はシンボル・バイト・コンバータ126が
必要とする。モデム19、30aはこの時点でこの情報
をすでに受信しているはずである。
9、30aから送信バッファ115へのDMA転送を初
期化し可能にする。
理操作に進む。AGC計算及びビット同期あいまいさ処
理操作はこの時点で行われるべきである。
みを受信する。この割込みは、モデム19、30aから
受信バッファ115へのRCC転送が完了したことを知
らせるものである。RX DMAプロセスが呼び出され
る。
理操作に進む。ユニーク・ワードが検出されかつチェッ
クサムが正しい場合は、受信したRCCをRPUに送出
する準備をする。
る。このことは、前のスロットの処理が完了したこと及
び次のスロットの処理が開始可能であることを知らせる
ものである。RX DMAプロセスが呼び出される。
てセットアップする。この情報はシンボル・バイト・コ
ンバータ126が必要とする。モデムはこの時点でこの
情報をすでに受信しているはずである。
モデム19、30aから受信バッファへのDMA転送を
初期化し開始可能にする。 c.割込みから復帰しバックグラウンド処理操作に進
む。AGC計算、ビット同期あいまいさ及びコード・ワ
ード処理操作はこの時点で行われるべきである。
みを受信する。このことは、モデム19、30aから受
信バッファ115への前半のスロット転送が完了したこ
とを知らせるものである。RX DMAプロセスが呼び
出される。
信バッファ115からVCUへのDMA転送を可能にす
る。VCUに割込みをかけ転送を開始させる。
理操作に進む。
みを受信する。このことは、受信バッファからVCUへ
の前半のスロット転送が完了したことを知らせる。RX
DMAプロセスが呼び出される。
バッファ転送のためDMAコントローラ121を初期化
し使用可能にする。
理操作に進む。
みを受信する。このことは、モデム19、30aから受
信バッファ115への後半のスロット転送が完了したこ
とを知らせるものである。TX DMAプロセスが呼び
出される。
信バッファ115からVCUへのDMA転送を可能にす
る。VCUに割込みをかけ転送を開始させる。
理操作に進む。
セットの結果として始まり、プログラム流れがスーパバ
イザ・モジュールで開始する。スーパバイザ・モジュー
ルは、主サービス・ループに入るに先立ち、すべてのハ
ードウェア及びソフトウェアの初期化処理を行う。スー
パバイザ・モジュールは、ハードウェアのリセット後及
びRPUからの要求の都度、ある種の基本的自己試験を
実施する。主サービス・ループは順番に他のモジュール
をアクセスする。スーパバイザ・モジュールの設計は、
主サービス・ループが合理的な最悪状態の同期性を有す
ることを保証しつつ、タスクが管理可能なタイム・スラ
イスに再分されるようになされている。リアル・タイム
の応答を要求するタスクは、割込みサービス・ルーチン
を通して処理される。
要求を満足させる最小限の処理を行う。このことは可能
な限りプログラム実行の直列性を維持しかつ割込待ち行
列を最小に保つためである。通常は、割込みサービス・
ルーチンはインタフェースに対するデータの出入転送を
行いかつアクションが実施されたことを示すブール(bo
olean)を設定するであろう。主サービス・ループから
アクセスされたコードを逐次的に実行し、所要に応じて
当該情報の処理に進む。
フトウェアのイベントがデータの出入によって駆動され
る点で、データ流れ機械(data flow machine)であ
る。正確なシステム・タイミングがこのデータ流れに対
してフレームを与えているが、ソフトウェア・イベント
はシステム・フレーム・マーカーからではなくデータの
流れから直接引き出されている。この処理方法によって
ソフトウェアは(システム・タイミング・マーカーのご
とき)“人工”イベントではなく(データI/O要求の
ごとき)“真実”のイベントに応答するようになってい
る。ソフトウェアは、前者の同期アクションをシステム
・フレーム・タイミングに同期しているイベントに変換
することについてハードウェアに依存している。これを
達成するために、ソフトウェアはシステム・フレーム・
イベントが発生する前に初期化されかつ使用可能になる
ものを有することを保証することが必要である。
れていないうちに呼び出されイベントに応答しかつある
制限された時間内にあるタスクを完了することが容易に
認められる。このリアル・タイム処理は割込みにより駆
動されるのでその設計には少なからぬ配慮が必要とな
る。マイクロコントローラに要求される4つの必然的に
衝突するリアル・タイム・イベントすなわち、送信DM
Aサービス処理、受信DMAサービス処理、送信RS−
232サービス処理、及びRS−232サービス処理が
ある。RS−232割込みは、1ミリ秒につき1回の最
大レートで発生するので最下位の優先度を有する。ソフ
トウェアは、1ミリ秒時間制約が破られないように設計
されている。音声及びRCCデータ処理に対する応答時
間は一層微妙なもので、これらについて以下に説明す
る。
る相対的なタイミングは図23及び図24に示してあ
る。この図は概略的な時間を表示しかつ最悪の場合のタ
イミング経過を示している。送信バス及び受信バスの時
間多重化状態がこの図で明示されている。送信経路及び
受信計路上に示してある濃い十字線は、それぞれのバス
(ts、tRCC)に関してのマイクロコントローラの
活動に対応している。この期間中は、それぞれのDMA
コントローラ120、121はアイドル状態にある。D
MAコントローラ・セットアップ(tVCB)間の短い
時間はVCUブロック転送に対応している。この期間中
は、DMAコントローラはそれぞれのVCUに専用化さ
れている。残余の時間(tM0、tM1、tM2、tM
3)に対しては、DMAコントローラ120、121は
モデム・インタフェースに対するサービスに専用化され
ている。
キングFIFOスタック128、129は、タイミング
図に内在する基本タイミング制約を生成する。FIFO
スタックは16個のシンボルを保持し、アンダーフロー
(TX)又はオーバーフロー(RX)に備えて1ミリ秒
の緩衝時間を提供している。この1ミリ秒の間に、CC
Uは送信バス107又は受信バス108を利用してVC
Uへの又はVCU空のブロック転送を完結させ又はRC
CデータをローカルRAMに転記することができる。
アは初期自己試験を実施しかつVCU、モデム、及びR
FUをその既定状態に設定する。マイクロコントローラ
111はシステムフレーム・タイミングをモニタし、ブ
ロック転送の実施を開始してVCUに同期を取得せしめ
る。一旦データ転送が開始されると、マイクロコントロ
ーラ111はDMAブロック終わり割込みをしようして
システム・タイミングを保持する。この割込みはCCU
のデータ・スループットに直接結びつき、これにより1
6KHzシンボル・クロック130に結びつく。VCU
は、ブロックの終わり割込みの結果としてマイクロコン
トローラ111によって生成されたDMA転送要求を暗
黙的に経由して、システム・タイミングを保持する。マ
イクロコントローラ111はフレーム・タイミングのモ
ニタを続け正しいシステム動作が維持されていることを
保証する。
ップはやはり無線同期を必要とする。これはRCCを探
しだしそれからシステム・タイミングを引き出すことに
よって行われる。一旦受信タイミングが確立されると、
マイクロコントローラ111は基地局との送信タイミン
グを確立させる。
リアル・タイム及びバックグラウンド・データ転送イベ
ントを支援する。データ転送は、送信データ経路、受信
データ経路、送信BCC、及び受信BCCに対してサー
ビスされる。これらのすべてのタスクは、割込みによっ
て駆動されるイベントでリアル・タイム応答を必要とす
るものである。このモジュールはさらに、バックグラウ
ンド・タスクとして同期の取得及びモニタを実施する。
ントローラ120がサービスを必要とする場合に呼び出
される。これは典型的にはDMAブロック転送に続いて
発生し、この時点でDMA周辺装置はブロック転送の終
わり(end of block transfer)割込みを呼び出してい
る。この割込みは、8031型マイクロコントローラ1
11の2つの外部割込みラインの1つに受信される。当
該割込みによって要求されるサービスは、データ転送の
種類、すなわちRCCであるか音声であるか、及びスロ
ット内の発生時間に依存する。
の予測可能時間に発生する。割込み時間及び持続時間は
図23及び図24に示してある。各々の割込み発生ごと
に、マイクロコントローラ111は次のブロック転送の
ためにDMA周辺装置を初期化することが要求される。
この操作は、割込み要求から割り込み完了まで150マ
イクロ秒以内で実施されるべきである。RCCデータの
場合は、最初のサービス要求は、DMA転送に先立って
送信バッファ110内のRCCメッセージを形式化する
ことをマイクロコントローラ111に対して要求する。
この操作は900マイクロ秒以内に完了しなければなら
ない。送信経路に関する諸操作は通常短時間でありかつ
高速応答を必要とするので、この割込みは最高の優先度
を与えられている。
の出力は、VCUブロック転送の後収集されたVCUス
テータス・ワードである。このステータス・ワードは、
BBM制御モジュール内のソフトウェアによって解析さ
れる。
ントローラ121がサービスを必要とする場合に呼び出
される。これは典型的にはDMAブロック転送に続いて
発生し、この時点でDMA周辺装置はブロック転送の終
わり割込みを呼び出している。この割込みは、8031
マイクロコントローラ111の2つの外部割込みライン
の1つに受信される。この割込みによって要求されるサ
ービスは、データ転送の種類、すなわちRCCである
か、及びスロット内の発生時間に依存する。
の予測可能時間に発生する。この割込み時間及び持続時
間は図23及び図24に示してある。各々の割込み発生
ごとに、マイクロコントローラ111は次のブロック転
送のためにDMAコントローラ121を初期化すること
を要求される。この操作は、DMAの初期化が実施され
るべき唯一のタスクである場合は、割込み要求から割り
込み完了まで150ミリ秒以内に実施されるべきであ
る。RCCデータの場合は、最後のサービス要求は、D
MA転送の後受信バッファ115からローカルRAMへ
のRCCメッセージを転記することをマイクロコントロ
ーラ111に要求する。この操作は900マイクロ秒以
内に完了しなければならない。送信経路のサービス操作
はこの時間に起こり得るので、受信経路割込みは送信経
路の割込みよりも低い優先度を有している。受信データ
経路割込みハンドラは、VCUステータス・ワードを各
VCUブロック転送の後に使用可能にする。このステー
タス・ワードはBBM制御モジュール内のソフトウェア
によって解析される。このハンドラはさらに、チャンネ
ルからの新しいRCCメッセージを読み出し、このメッ
セージはBCCトランシーバ・モジュール内で解読され
る。
−232UARTによって実現されている。UART
は、1つのバイトが受信又は送信されるたびにトリガさ
れる1つの内部割込みを発生する能力がある。BCCハ
ンドラは、2つの場合のいずれかが割込みを生じさせた
かを判断するためステータス・ビットをポールし、それ
に応じてポートに対するサービスを始める。
の名目レートにプログラムされているので、1秒につき
最大1920回の割込みを生じる結果となる。各割込み
はデータの喪失を避けるため、1ミリ秒の期間内にサー
ビスされなければならない。通常の割込み周波数は低く
かつ応答時間は比較的に長いので、BCCデータ割込み
は低い優先度を有する。
信され又は送信されるごとにデータをそれぞれ待ち行列
に入れ又は待ち行列から外すためにポインタを使用す
る。ここではバイト・スタッフィング及びメッセージの
終わり挿入をみリンク・レベルの処理のみが起こる。こ
れらのアクションは、システム・インタフェースの説明
部分に記載してある。
ールではほとんど発生しない。このモジュールの主タス
クは、送信、受信及びBCCデータ経路を処理する一
方、データを待ち行列に入れ又は待ち行列から外すこと
である。以下に記載のデータ同期の捕捉及びモニタはB
CCトランシーバ・モジュールの主要な処理機能であ
る。
おける同期操作を含む。“同期ワード”という術語は総
称的なもので、RCCにおけるユニーク・ワード及び音
声チャンネルにおけるコード・ワードの両者に使用され
ている。ユニーク・ワード(UW)は、RCCメッセー
ジの始めにおかれる固定8ビットのパターンである。コ
ード・ワード(CW)は、音声チャンネルの始めに置か
れる、8つの可能性のある8ビットのパターンのうちの
その時点に対応する1つである。これらのワードの同期
をとる役割の外、コード・ワードは接続ステータス、電
力調整、及び距離調整を示すために使用されている。
効RCCメッセージを徹底的に探さなければならない。
CCUは、マスタ・システム・タイミングに基づいて、
名目UW記憶位置について±3シンボルのウィンドウ内
のユニーク・ワードを走査することによってこのタスク
を実行する。探索アルゴリズムは名目UW記憶位置で始
動し、(1)UWパターンを見出しかつ(2)正しいRCCチ
ェックサムを確認するまで左右に1シンボルだけシフト
する。この探索は(1)及び(2)が満たされるか又はすべて
の可能性がなくなった場合直ちに終結する。シフト情
報、RCCメッセージ、及び電力情報は探索成功に続い
てRPUに送られる。
は受信された音声データをチェックして有効コード・ワ
ードを探す。音声動作時には有効シンボル同期は実施さ
れないので、名目コード・ワード記憶位置のみをチェッ
クする。5つの連続フレームに対してコード・ワードが
検出されない場合は、当該チャンネルは同期はずれを宣
言され、RPUはこの状態について通告を受ける。この
時点でいずれの適切なアクションをとるかについてはR
PUにかかっている。同期は5つの連続フレームのうち
の3つのフレームがコード・ワードの検出に成功した後
に復元されるべきものと定義されている。
に際して、2つのモードのうちの1つ、すなわち“フレ
ーム探索”又は“モニタ”モードのいずれかにありう
る。フレーム探索モードは入力RCCデータから受信フ
レーム・タイミングを取得するために使用され、受信R
CC同期が外れたときに自動的に呼び出される。モニタ
・モードは受信フレーム同期の捕捉が完了すると入るモ
ードである。
CCUはすべてのRCCスロット後有効RCCメッセー
ジを徹底的に探さなければならない。基地局CCUと同
様に、加入者局CCUは、モデムのAMホール検出から
引き出されたタイミングに基づいて、名目UW記憶位置
について±3シンボルにわたりウィンドウ内のユニーク
・ワードを走査することによって、このタスクを実行す
る。探索アルゴリズムは名目UW記憶位置で始動し、
(1)UWパターンを見出しかつ(2)正しいRCCチェック
サムを確認するまで左右に1シンボルだけシフトする。
この探索は(1)及び(2)が満たされるか又はすべての可能
性がなくなった場合直ちに終結する。成功した探索から
のシフト情報は、CCU生成の受信フレーム指示マーカ
を調整するために使用される。捕捉操作は、UWがその
名目記憶位置にある状態で3つの連続フレームに対して
上記(1)及び(2)が満たされたときに終結する。STUは
フレーム指示の取得が起きたとき、このフレーム指示の
取得の通告を受ける。フレーム探索モード中はRCCメ
ッセージはSTUに送達されない。
Uはモニタ・モードに入る。偽りUWの捕捉の可能性を
避けるため、名目UW記憶位置のみをチェックする。5
つの連続フレームに対してUWが検出されない場合は、
当該チャンネルは同期外れを宣言され、探索モードに入
る。STUはこの同期外れ状態を通告される。モニタ・
モードの間、正しいチェックサム及びSIN番号を有す
るRCCメッセージはSTUに送達される。
Uは受信された音声データをチェックして正しいコード
・ワードを探す。音声動作時には有効シンボル同期は実
施されないので、名目コード・ワード記憶位置のみをチ
ェックする。当該チャンネルのこの方向においてすべて
の可能なコード・ワードを探索する。コード・ワードは
加入者局の電力及び距離値の増分変化を生じさせること
ができる。増分距離変化は実際に少数距離値のほかシン
ボルの変化を生じさせることができる。5つの連続フレ
ームに対してコード・ワードが検出されない場合は、当
該チャンネルは同期外れを宣言されかつSTUはこの状
態を通告される。同期は5つの連続フレームのうちの3
つのフレームがコード・ワードの検出に成功した後に復
元されるべきものと定義されている。
DMA転送要求は、FIFOスタック128の全ビット
から引き出されなければならない。これは、DMAブロ
ック転送が完了している場合はFIFOスタック128
は常に一杯になっていることを意味する。
との間の受信DMA転送要求は、スタック129と空ビ
ットから引き出されなければならない。これは、DMA
ブロック転送が完了している場合はFIFOスタック1
29は常に空であることを意味する。
A転送を可能ならしめるゲートを提供するが、しかし外
部制御はブロック転送を開始させかつ維持するためのハ
ンドシェイキングを提供しなければならない。これはフ
レーム・タイミングが微妙であるモデム・インタフェー
スに対して重要である。
送を保留状態にする能力を有しているべきである。ソフ
トウェアは、この制御が用いられている場合又はDMA
周辺装置がアイドル状態にある場合を除き、ブロック転
送の間DMAバスの使用を試みることはない。
129は周期的に自動クリア(リセット)されるべきで
ある。
トローラ111にとって使用可能でなければならない。
この情報はマイクロコントローラの内部タイマに入力さ
れるシンボル・クロックの形を取ることができる。
Uによって受信された場合は、そのパケットをバイト境
界にもってゆくためにシンボルをシフトさせる必要がな
い。これは変調レベルに関係なく適用できる。
地局においては、モデムは全二重送信及び受信機能を続
ける。加入者局で動作する場合は、モデムはTDMAフ
レームの1つの部分の間送信し、TDMAフレームの他
の部分の間受信する半二重モードで動作する。第3のモ
ードは、自己適応(self-adapting)調整モードであ
る。1つのモデム設計がこれらのすべての機能を含ませ
ている。モデムは制御CCUから入力するキーイング信
号に応答して適切な機能を実行する。
9は同一である。モデムのブロック図は図25に示して
ある。
タ132、ディジタル・アナログ・(D/A)コンバー
タ133、200KHzバンドバス・フィルタ134、ミ
キサ135、及びTX(送信機)タイミング制御回路1
36を含んでいる。モデムの受信部はミキサ138、ア
ナログ・ディジタル(A/D)コンバータ139、FI
FOスタック140、及びモデルTMS320マイクロ
プロセッサ141を含んでいる。
れた情報を16−レベルPSK変調で送信する。データ
をDPSK、QPSK、又は16PSKとして解読する
ことは受信側のCCUの役割である。モデムは変調レベ
ルを知ることなく送信を行う。
動化されていて何ら調整を必要としない。CCUから受
信されたシンボルはコード化されるとともにそれらに対
応する波形は良好な干渉特性を呈しかつ振幅又は群遅延
歪を受けないように波形成形される。この概念の前提と
して、使用周波数帯域に対する近接周波数帯域(50〜
100KHz内)内に強力な干渉信号(当該信号を電力
密度30〜40dB越えるもの)がないことを条件にし
ている。モデムの送信部は送信された信号が振幅又は群
遅延歪を受けないように比較的広いIF濾波(100K
Hz)を利用しているとともにベースバンドにおいて行
われたディジタル濾波によって発生したすべての高調波
を取り除いている。
数ディジタルFIR有限持続時間インパルス応答)フィ
ルタである。このフィルタ132は、FIRフィルタ内
の6シンボル長についてサンプリング・レート“50サ
ンプル・シンボル”を有する六極フィルタをシミュレー
トする。
のそれぞれのCCUからシンボルを受信する。これらの
シンボルは次にFIRフィルタ132へのライン143
に入力するためDPSKコードに変換される。FIRア
ルゴリズムは、FIRフィルタへの入力前にひとつおき
にシンボルが反転されることを必要とする。グレイ・コ
ード(Gray code)をDPSKコーディングに使用す
る。これによって、シンボルの受信時誤りがあった場合
でも、受信機符復号器への2つのシンボルの含む誤りは
ただ1ビットだけである確率を確実にするものである。
6T(T=1/16KHz)で畳み込まれている。FIRフ
ィルタは、フィルタ内のシンボルの5T滞留期間にすべ
てのシンボルが50回サンプルされるように、800KH
zのレートでシンボルをオーバサンプル(oversample)
している。これはサンプリング周期がT/25である場
合のサンプリング・レート3T/25に相当するので、
サンプルは3T/25ごとに出力される。出力は第1と
第4、第2と第5、又は第3と第6のサンプル対のみが
一度に重なるようにスキューしている。これらの時間長
T/25のサンプルの各々は実際に2つの部分に分割さ
れている。サンプル期間の前半に出力のI部分が計算さ
れ、サンプル期間の後半に出力のQ部分が計算される。
従って、FIRフィルタ132がデータを出力する実際
のレートは50×16KHz=800KHzとなる。I
及びQサンプリングはサンプル期間の1/2だけずれて
いるが、これはFIRフィルタ132によって修正され
る。
インパルス応答との乗算を表す信号及びこれらの乗算の
2つの加算は、ライン143で受信されたシンボルに応
答してライン144の8K×8ROMによって提供され
る。
ートでライン144に10ビットのディジタル・サンプ
ルを出力する。これらの値はライン145にアナログ波
形を生成するためD/Aコンバータ133に供給され
る。この波形は送信されるべきシンボルの時分割された
I及びQ波形である。ライン145のこの分割は形波2
00KHz帯域フィルタ134によって濾波され次にライ
ン146を通してミキサ135に供給される。ミキサの
局部発信入力は、ライン147の20MHzのIF周波
数信号である。I及びQ成分はこれによりライン148
の20.2MHzのIF出力信号にアップコンバートさ
れる。ライン148の出力信号は20.2MHz帯域フィ
ルタ(図示せず)に供給されそしてRFU21、31a
に提供される。
は、約32KHzの帯域幅をもって200KHzに中心を
おいている。200KHz波形を20MHzで乗算するこ
とにより、出力は形波IF周波数のSIN及びCOS成
分でI及びQサンプルを混合する。従って、20MHz
信号は出力波形を直接乗算することができ、正確な成分
乗算が自動的に処理される。このため、受信機の場合の
ようにD/AからのI/Qサンプルを乗算するための分
離式のSIN(IF)/COS(IF)生成回路を必要
としない。これはさらに、ベースバンドからミキサの出
力へのミキサ内のアイソレーション・フィード・スルー
を除去している。
ている出力データは、I及びQ時間値の差1/50Tに
起因して発生公算のあるすべてのエラーを修正するため
計算される。RFU内のIFフィルタ(図28、図2
9)はさらに、その帯域幅がIF周波数に比して比較的
に狭いことから、正しい送信波形を形成するために2つ
の値を加算する。
は20MHz帯域フィルタ(図示せず)を経由してライ
ン150のRFUから受信されたアナログ波形をライン
151の20MHz IF信号と混合し、このアナログ
信号をライン152のベースバンドにダウンコンバート
する。このアナログ信号は次にA/Dコンバータ139
によってライン153のディジタル信号に変換され、こ
のディジタル信号はマイクロプロセッサ141による処
理に備えてFIFOスタック140に記憶される。マイ
クロプロセッサ141は受信ディジタル信号の周波数及
びビット・トラッキングを行うとともに、FIR濾波処
理及びCCUへのライン154に供給される2進シンボ
ル・ストリームへの信号復調を実施する。
ィジタル信号のほかに、多くの制御及びステータス信号
がモデムに対し送受される。これらの信号は通常の場合
CCUからモデムに送られる。モデムはさらに、送信電
力レベル、周波数、AGC、及びダイバシティ通信のた
めのアンテナ切換えのごとき機能を制御するためにRF
Uに対して制御信号を送る。
27に示してある。モデムはその入力の大部分をCCU
から受信する。他の入力はRFU及びタイミング装置か
ら受信する。モデム入力は下記のとおりである。
29からモデム19、30aに搬送する。
よって送信されるべき4ビットのシンボル(QPSKに
対し2ビット、BPSKに対し1ビット)を搬送する。
MOD BUS157は、モデムに対し制御/ステータ
ス情報を送受する双方向マイクロプロセッサ・バスであ
る。MOD WRライン157は、ラッチMOD BUS
に対する制御信号をモデムに搬送する。MOD RDラ
イン159は、モデム・ステータス及びその他の情報を
CCU18、29への伝送のためMOD BUSに投入
せしめる制御信号を搬送する。MOD RESETライ
ン160は、モデムをリセットするための制御信号を搬
送する。MOD ADDライン161は、値をモデムに
ラッチするための異なる記憶位置に対するアドレス信号
を搬送する。TX SOSライン162は、TXスロッ
ト伝送を開始させる信号を搬送する。RX SOSライ
ン163は、RXスロットの受信を開始させる信号を搬
送する。
FU21、31aからモデム19、30aへのIF受信
周波数入力信号を搬送する。
35からモデム19に搬送する。同様な信号が加入者局
内のタイミング装置(図示せず)によってモデム30a
に供給されている。16KHzライン168は、基地局で
使用されるマスタTX CLK信号を搬送する。SOM
Fラインは、STIMUから基地局のマスタ・フレーム
開始信号を搬送する。この信号はモデム内で使用されな
いが、CCU18、29に送達される。
9、30aからCCU18、29に搬送する。TX C
LKライン171は、CCUにシンボル送信タイミング
を与える16KHzクロック信号を搬送する。シンボル
はこのクロックの立上り縁でモデムにクロックされる。
基地局においては、すべてのスロットは同一のマスタT
X CLKを有する。従って基地局からのすべての信号
は同時に送出される。加入者局においては、TX CL
KはCCUによって供給される情報に基づいてモデムに
より少数距離遅延分だけオフセットされる。RX CL
Kライン172は、受信信号から引き出される16KH
zクロック信号を搬送する。この信号は常時加入者局に
おいて作られているが、ただ基地局における制御スロッ
ト捕捉の間のみ供給される。このクロック信号は受信シ
ンボルをCCUに対してクロック・アウトし、CCUに
シンボル・タイミングを与える。RX DATAライン
173は、RX CLK信号によってクロックされた4
ビットの受信シンボルを搬送する。MOD SOMFラ
イン175は、STIMUからのSOMF信号を基地局
内のCCUに伝達する。AM STROBEライン17
6は、加入者局におけるRCCの取得時にCCUに対し
て粗フレーム・マーカを与えるための高−低推移(high
to low transition)を搬送する。これは、マイクロプ
ロセッサ141がAMホールの概略の位置を決定したと
きに起動されるワン・ショット・ラインである。
9、30aから各RFU21、31aに搬送する。RF
RX BUS178は、モデムとRFU部との間の8ビ
ットのバスである。このバスはAGC及び周波数選択情
報をRF RX部に伝送する。モデムは送出されるAG
C値を制御し、CCUに周波数選択情報を伝達する。こ
の周波数選択情報は、MOD BUS157を通してC
CUによってモデムに供給される。調整モード時、モデ
ムはRF RX周波数選択を制御する。RF TXBUS
179は、モデムとRFU TX部との間の8ビットの
バスである。このバスはTX電力レベルと周波数選択情
報とをRFU TX部に伝送する。モデムはこれらの情
報とは無関係であるので、これらの情報は単にRFU
TX部に送達される。RX80MHz REFライン1
80は、RFU RX部へのECL80MHz基準クロ
ック信号を搬送する。RFU TX部へのTX EMライ
ン182は、RF伝送を可能ならしめる信号を搬送す
る。RFU RX部へのRX ENライン183は、RF
受信を可能ならしめる信号を搬送する。AGC WRラ
イン184は、AGCデータをRFU RX部にラッチ
するための書込みストローブを搬送する。RX−FRE
Q WRライン185は、RFU TX部に周波数書込み
のための書込みストローブを搬送する。PWR WRラ
イン186は、電力情報をRFU TX部にラッチする
ための書込みストローブを搬送する。PWR RDライ
ン187は、RFU TX部から電力情報を読み返すた
めの読み出しストローブを搬送する。TXFREQ R
Dライン188は、RFU TX部から送信周波数を読
み返すための読み出しストローブを搬送する。TXFR
EQ WRライン189は、RFU TXへの書込みスト
ローブ周波数書込みを搬送する。IF TRANSMI
Tライン190は、RFUへのIF周波数の送信信号を
搬送する。
10からSTIMU35に搬送する。VCXO BUS
192は、周波数トラッキングのための制御情報を有す
るSTIMU35内のVCXOへの20ビットのバスで
ある、VCXO WRラインは、VCXO BUS192
をVCXOにラッチするためのVCXO回路への書込み
パルスを搬送する。同様な信号がモデム30aから加入
者局のタイミング装置(図示せず)に搬送される。
に割り当てられている。基地局における通信は全二重に
なっているので、モデムの受信機と送信機は同時に動作
する。モデムはさらに制御周波数チャンネル・モデムと
なるべく割り当てられる。この場合割り付けられた制御
チャンネル(RCC)形式を以て情報を単に送受信す
る。基地局モデムからのすべての伝送は、ライン171
の16KHzのマスタTXCLK信号にクロックされる。
加入者局のモデムと異なり、基地局モデム19はライン
171のマスタTX CLK信号とモデム19のライン
172の導出(derived)RX CLK信号との間のシン
ボル・タイムの少数部分をCCU18に出力する。この
情報は次にRCC内の加入者局に送出され、これにより
加入者局は基地局で受信される信号がすべての他のスロ
ットと同期するように自己の送信を遅延させる。
・エネルギー信号(null energy signal)を送信した場
合(フレーム基準を確立する)RCC AMホールを与
えるため制御スロット内にナル・エネルギーを送信す
る。RCC伝送のこのノーキャリア(no-carrier)部分
は、加入者局における初期RX捕捉のため使用される。
スロット割当てのためCCU18によって多重化され
た、4つの音声符復号器が基地局にある事実を承知して
いない。モデム19はCCU18からのビット・ストリ
ームを受け入れ、当該伝送を全く単一の符復号器加入者
局と同様に取り扱う。
は、受信した伝送信号から回復されたライン172の受
信RX CLK信号から導出される。これは加入者局の
マスタ・クロックとして働く。CCU29に対するライ
ン171のTX CLK信号は、基地局におけるような
マスタ・クロックではない。この信号はライン172の
RX CLK信号から導出され、CCU29によって選
択されたところにより微小時間だけ遅延される。この遅
延は基地局と加入者局との間の距離によって決定され
る。加入者局のCCU29は、この微小時間情報をMO
D BUS157を通してモデム30aに供給する。モ
デム30aはみずからこの微小遅延をカウントする。C
CU29は、正しいシンボル数だけ遅延されているライ
ン162のTX SOS信号に挿入の整数シンボル遅延
をカウントする。この処理は距離的に異なるすべての加
入者局か基地局に到着する信号の遅延調整を行うもので
ある。
る。従って、送信機が遊休状態にある場合は、通信は禁
止される。モデム30aは、能動的に送信していない場
合は、受信モードに設定されているので、基地局からの
バーストの到着に備えるべき受信信号の利得レベルをモ
ニタすることができる。
に対するAMガード・バンドを送信しない。基地局がフ
レームを定義するので何も必要としない。固定周波数の
基地局モデム19と異なり、加入者局モデム30aはC
CU29によってRFU内に選択された26のいずれに
よってもデータを送信又は受信できる。
影響を及ぼす多くの遅延源がある。この遅延源には、ア
ナログ・フィルタ遅延、伝搬遅延、FIRフィルタ処理
遅延等が含まれる。これらの遅延はTXフレーム及びR
Xフレームを相互にスキューさせるので、このスキュー
に対して十分な考慮を払わなければならない。
と基地局において最初に受信されたアナログ・シンボル
“ピーク(peak)”との間に生じる遅延は+7.4シン
ボルである。従って、TXスロットとRXスロットとの
間にスキューが生じる。入力位相を正しくデコードする
ためには、モデムは、“ピーク”の到着約3.5シンボ
ル前にサンプリングを開始しなければならない。従っ
て、TX SOS信号とRXサンプリングの開始との間
のスキューは時間長で約4シンボルとなる。
TXスロットの開始約4T後に起こる。RXスロットの
開始は、受信された最初の“ピーク”を検出するべく最
初のアナログ・サンプルが取り込まれる時点であると定
義されている。
ング装置(図示せず)のマスタ80MHz VCXOか
らすべて導出されている。このVCXOはモデム30a
からのアナログ・ラインによって制御されている。これ
を基準として、すべての受信及びそうシンクロックは計
算されている。モデム30aは、入力データ・ストリー
ムから導出されたライン172の16KHz RX C
LK信号からフレーム及びスロット・マーカを決定する
ことができる。モデムによって復号された信号からのA
Mホール信号は、CCU29にユニーク・ワードを探す
位置を知らせる。
19、30aは周波数同期捕捉を実施しつづいてトラッ
キングを続ける。加入者局においては、VCXOはD/
Aコンバータを経由してマイクロプロセッサ141の直
接制御下にある。マイクロプロセッサ周波数捕捉及びト
ラッキング・アルゴリズムは、同期の維持に必要なVC
XOの変化を計算する。
OCXOは固定されていてシステムのマスタ・クロック
として働く。従って、受信に際して何ら周波数ずれは起
こらない。
19、30aは受信されたデータ・ストリームのビット
同期スクランブル(bit sync scramble)に関しビット
同期を実施する。アルゴリズムは受信機内でビット・ト
ラッキング・ループを実行している。マイクロプロセッ
サ141は80MHz VCXO又はOCXOの可変周
波数分周器を制御する(制御スロット復調期間のみ)。
ビット・トラッキング・ループ内で、マイクロプロセッ
サ141はビット同期を得るため周波数分周を変更す
る。音声チャンネルの受信時には、分周値は16KHz
の0.1%のステップ・サイズを有しているが、制御ス
ロット期間はこの値は±50%程度一層大きく変化する
ことができる。
いて全然異なる方法で処理されている。基地局において
は、マスタSOMF(モデム・フレームの開始)はモデ
ム19を経由してライン169のタイミング装置からラ
イン175のCCU18に伝達される。これは基地局か
らのすべての伝送に使用されるマスタSOMF信号であ
る。この信号及びマスタ・システム・シンボル・クロッ
ク信号(16KHz)から、CCU18はすべてのスロ
ット及びフレーム・タイミングを導出することができ
る。
U29が受信RCCデータ・ストリーム内のユニーク・
ワードを検出することにより達成される。初期捕捉に際
しては、モデム30aはワン・ショットの近似フレーム
・マーカ(AM STROBE)をライン176に供給
する。取得期間中、モデム30aはRCC内のAMHO
LEが検出される。モデム30aは数フレームの間その
ホールをカウントし、つづいてAM HOLEのフレー
ム位置においてCCU29へのライン176にAM S
TROBEを供給する。CCU29は、CCUソフトウ
ェアによって正確なフレーム同期に更新可能である初期
フレーム・マーカ・カウンタをセット・アップ(ウィン
ドウ処理)するためにこのストローブ・マーカを使用す
る。これは又AM HOLEが検出されていてRCCが
捕捉されていることを表す。
下にある。ライン162の信号TXSOS及びライン1
63の信号RX SOSは、モデム19、30aにスロ
ットの送信又は受信を開始させるコマンドである。これ
らの信号はライン171のTX CLK信号及びRX C
LK信号にそれぞれ同期している。
発生の可能性があるすべての受信アナログ・フィルタの
特性劣化を修正する目的で受信機のディジタルFIRフ
ィルタ係数を調整するためにモデムが入るループ・バッ
ク状態である。この解析は、送信機データをRF装置を
通してループ・バックしかつ既知のパターンを受信機に
受信することによって行われる。この係数は5制約条件
ラグランジュ・システムによって最適化される。これら
の制約条件は、(1)受信データ・ストリーム、(2)0.0
5T遅延されたデータ・ストリーム、(3)0.05T進
められたデータ・ストリーム、(4)隣接上位チャンネル
からのデータ・ストリーム、及び(5)隣接下位チャンネ
ルからのデータ・ストリームである。
ライン143のTX FIRフィルタ131に対し、一
連の32シンボル長調整パターンを供給する。これは調
整モードの期間にエネーブル状態になるFIFOスタッ
ク(図示せず)を経由して行われる。進み/遅れは2つ
のストリームを0.05Tだけスキューさせる受信ビッ
ト・トラック回路によって達成される。
を調整モードに設定し、モデムの送信部にモデム搭載の
FIFOスタックからの特殊調整データの読出しを実施
させる。受信部はいくつかの試験により進み/遅れを受
ける。処理が完了すると、モデムは係数が計算されたこ
とを示すステータス・メッセージをCCU18、29に
送出する。この時点で、CCU18、29はモデムを正
常動作に設定しかつ設定パターンを書き出し、RFU2
1、31aに指令を発してループ・バック、戻りデータ
の読取り、有効性の試験を実施させることによりモデム
を試験する。
号明細書(平成8年7月25日登録)に一層詳しく説明
してあり、その開示事項は本件の関連文書としてここに
含まれるものである。
ース RFUサブシステムは、基地局及び加入者局の両者にお
いて、モデムとアンテナとの間に通信チャンネル・リン
クを提供する。線形振幅及び周波数変換機構としてのR
FU機能は、チャンネル・データ及び変調特性に対して
トランスペアレントである。
路は図28に示してある。RFU制御論理回路192
は、アンテナ・インタフェース回路によって送信機アン
テナ32と3本の受信機アンテナ32a、32b、32
cに結合している。このRFU制御論理回路192はさ
らにモデム30aの送信部とモデム30a、30b、2
0cの受信部にインタフェースしている。実際に、32
と32aは同一のアンテナである。
ップ・コンバータ及び増幅器回路193、TXシンセサ
イザ194、電力増幅器196、及びTX/RXモード
・スイッチ197を包含している。アンテナ・インタフ
ェースの第1の受信部RX1は、ダウン・コンバータ及
び増幅器198、RXシンセサイザ199、及びスイッ
チ197に接続の前置増幅器200を包含している。各
々の付加ダイバシティ受信部TXn(n=2、3)は、
ダウン・コンバータ及び増幅器202、RXシンセサイ
ザ203、及び前置増幅器204を包含している。
aの送信部から受信された信号に応答して、アンテナ・
インタフェースの送信部に、下記の信号を供給する。す
なわち、(1)TX/RXスイッチ197が送信機アンテ
ナ32による伝送を可能ならしめるためのライン206
のTXエネーブル信号、(2)アップ・コンバータ及び増
幅器193へのライン207のIF入力信号、(3)ライ
ン208さらにアップ・コンバータ及び増幅器193へ
の電力制御信号、(4)TXシンセサイザ194へのライ
ン209のクロック基準信号、及び(5)ライン210さ
らにTXシンセサイザ194へのチャンネル選択信号。
TXシンセサイザ194は、所望の送信周波数とモデム
IF周波数との差に等しいTX周波数選択信号をアップ
・コンバータ及び増幅器193へのライン211に供給
することによって、ライン210のチャンネル選択信号
に応答する。
a、30b及び30cのそれぞれの受信部から受信され
た信号に応答して、アンテナ・インタフェース回路の受
信部の各々に、下記の信号を供給する。すなわち、(1)
ダウン・コンバータ及び増幅器回路198、202を受
信モードで動作させるためのライン213のTXエネー
ブル信号、(2)ダウン・コンバータ及び増幅器回路19
8、202へのライン214の自動利得制御(AGC)
信号、(3)RXシンセサイザ199、203へのライン
216さらにRXシンセサイザ199、203へのライ
ン215のクロック基準信号、及び(4)ライン216さ
らにRXシンセサイザ199、203へのチャンネル選
択信号。RXシンセサイザ199、203は、所望の受
信周波数とモデムIF周波数との差に等しいRX周波数
選択信号をダウン・コンバータ及び増幅器回路198、
202へのライン217に供給することによってライン
216のチャンネル選択信号に応答する。ダウン・コン
バータ及び増幅器回路198、202は、IF出力信号
をそれぞれのモデム30a、30b、30cの受信部へ
伝達するため、このIF出力信号をRFU制御論理回路
192へのライン218に供給する。
路193は、ライン207の変調IF信号を受信し、こ
の信号を増幅し、そして選択RFチャンネル周波数に変
換する。フィルタ(図示せず)、増幅器196、197
及びレベル制御回路(図示せず)の組合せは正しい出力
レベルをもたらすために使用されているとともに影像及
び高調波周波数における不所望信号を抑制している。送
信機出力周波数は、モデムIF周波数とモデムによって
供給された基準周波数からの25KHzストップにおいて
合成された変換周波数との和である。
イン・アクティブである半二重トランシーバとして機能
する。送信機のバースト・レートは十分に高く使用者に
対して全二重動作をシミュレートできる。割り当てられ
た周波数チャンネルは基地局RPUによって選択された
ものである。
図29に示してある。RFU制御論理回路219は、ア
ンテナ・インタフェース回路によって送信機アンテナ2
3、及び3本の受信アンテナ34a、34b、34cに
結合されている。RFU制御論理回路219はさらにモ
デム19の送信部及びモデム19、19b、19cの受
信部にインタフェースしている(モデム19bと19c
はダイバシティ・モデムで、図2に示してない)。
ップ・コンバータ及び増幅器回路220、TXシンセサ
イザ221、電力増幅器222、高電力増幅器223、
電力検出器224、及び帯域フィルタ225を包含して
いる。アンテナ・インタフェースの第1の受信部RX1
は、ダウン・コンバータ及び増幅器230、RXシンセ
サイザ231、前置増幅器232、及び帯域フィルタ2
33を包含している。各々の付加ダイバシティ受信部R
Xnは、ダウン・コンバータ及び増幅器234、RXシ
ンセサイザ235、前置増幅器236、及び帯域フィル
タ237を包含している。
の送信部から受信された信号に応答して、アンテナ・イ
ンタフェース回路の送信部に下記の信号を供給する。す
なわち、(1)送信アンテナ23による伝送を可能にする
べく送信部を作動させるためアップ・コンバータ及び増
幅器220へのライン239のTX ON信号、(2)ライ
ン240さらにアップ・コンバータ及び増幅器220へ
のIF入力信号、(3)TXシンセサイザ221へのライ
ン241の基準信号、及び(4)ライン242さらにTX
シンセサイザ221へのチャンネル選択信号。TXシン
セサイザ221は、所望の送信周波数とモデムIF周波
数との差に等しいRX周波数選択信号をアップ・コンバ
ータ及び増幅器220へのライン243に供給すること
によりライン242のチャンネル選択信号に応答する。
レベル制御信号は、電力検出器224からアップ・コン
バータ及び増幅器220へのライン244に供給され
る。
9、19b、19cのそれぞれの受信部から受信された
信号に応答してアンテナ・インタフェース回路の受信部
の各々に下記の信号を供給する。すなわち、(1)ダウン
・コンバータ及び増幅器回路230、234へのライン
245の自動利得制御(AGC)信号、(2)RXシンセ
サイザ231、235へのライン246のクロック基準
信号、およびライン247、さらにRXシンセサイザ2
31、235へのチャンネル選択信号、および(3)ライ
ン247上のチャンネル選択信号であってやはりRXシ
ンセサイザ231、235への選択信号。RXシンセサ
イザ231、235は、所望の受信周波数とモデムIF
周波数との差に等しいRX周波数選択信号をダウン・コ
ンバータ及び増幅器回路230、234へのライン24
8に供給することによりライン247のチャンネル選択
信号に応答する。ダウン・コンバータ及び増幅器回路2
30、234は、IF出力信号をそれぞれのモデム1
9、19b、19cの受信部に伝達するため同信号をR
FU制御論理回路219へのライン249に供給する。
RF出力の送信電力を増大させるために付加高電力増幅
器223が使用されていることを除き同一である。いず
れの局においてもRFUの基本機能は、モデムの送信部
からの変調IF(20.2MHz)信号を450MHz
UHFレンヂの所望RF送信周波数に変換することで
ある。RF装置の受信側は受信450MHz UHF信
号を20MHzのIF信号にダウン・コンバートすると
いう逆の働きを行う。送信周波数と受信周波数とは相互
に5MHzだけずらしてある。RF装置は全システムで
使用されている互いに異なる周波数で動作するようにC
CU制御機能によってプログラムされている。通常は、
各基地局RFUはシステム初期化の際に所与の周波数割
当てに基づいて設定され変更されないものとなってい
る。基地局のRFUの数は、基地局において支援されて
いる送信及び受信周波数チャンネル対の数に一致する。
加入者局のRFUは、一般的に、新規電話機の接続ごと
に動作周波数を変更することになる。
整装置を含んでいる。AGC利得係数は、モデム内の受
信部プロセッサ141の計算に基づいてモデムによって
与えられる。加入者局の送信電力レベルは、RCCチャ
ンネルで基地局から受信されたメッセージ及び他の制御
パラメータに基づいてCCUによって計算される。
べて使用されていない場合は、RFUはCCUによって
設定されたアイドル・パターンを送信することになる。
完結した周波数チャンネルが使用されない場合は、その
周波数に対する送信機はモデムを通してCCUソフトウ
ェアによって使用禁止にすることができる。
間は、50マイクロ秒以下であるものとする。
置が備えてある(1送信、3受信)。
スの多くの部分は、加入者局について上述したものと同
じである。本項ではその差異点に重点を置いて説明す
る。
ース回路は、全二重で動作する。すべての送信機及び受
信機は通常100%デューティ・サイクルで動作する。
さらに、基地局はできうる限り高送信出力で動作させか
つダイバシティを利用する低雑音指数の受信機を使用す
ることが経済的に好ましい。送信機は動的制御なく最大
許可電力レベルで動作するようになっている。受信ダイ
バシティは、複数の受信アンテナ及び複数のモデムによ
って具現されている。
周波数や送信電力レベルを変更しない。送信及び受信部
は、26チャンネルの各々に完全同調可能である。
はモデムからのライン239の変調IF INPUT信
号を受信するとともに、上述した加入者局の送信部と同
じようにこの信号を処理する。この信号はさらに必要と
する電力レベルに増幅されかつ、共存受信機の動作周波
数における雑音軽減及びスプリアス・エミッション・レ
ベルの軽減のため、キャビティ・プリセレクタ帯域フィ
ルタ225で濾波される。
は、フロント・エンドの前段に、共存又は隣接送信機に
よって生じる感度劣化の排除に役立つキャビティ・プリ
セレクタ帯域フィルタ233、237が設置されている
ことを除き、加入者局に関して説明したものと同一であ
る。低雑音前置増幅器がさらに使用できるスレッショル
ド信号レベルを減少させるために使用されている。すべ
てのアンテナ23、34a、34b34cは、他のいず
れのアンテナに対しても30dBのアイソレーションを
有している。送信された信号と受信された信号との間に
約80dBのアイソレーションを保証するため、送信部
と受信部との間にさらにアイソレーションが設けられて
いる。帯域フィルタ、前記増幅器、及び増幅器は、適切
な送信又は受信アンテナの付近に位置している。
ネル・フェードの発生公算を軽減するために使用されて
いる。ダイバシティ・システムは、加入者局から基地局
への経路及び基地局から加入者局への経路に対して3つ
の分岐ダイバシティを付加する能力を有する。基地局及
び加入者局の両者におけるダイバシティ・ハードウェア
は、特殊ダイバシティ組合せ回路、3個のモデムとその
関連RF装置、及びアンテナを含んでいる。“モデム−
RFU−アンテナ”の組合せのみが送信能力を有する。
ダイバシティ組合せ回路33は図3の加入者局システム
のみに示されているが、この回路は加入者局と同じ方法
で基地局にも存在し両モデム及びCCUに接続されてい
る。
局又は加入者局は、受信された信号のフェーディング特
性が相互関係しないことを十分に保証できる距離だけ離
れている3本の受信アンテナを使用している。これら3
本のアンテナは、アンテナ・インタフェースの3つの同
一受信部を通して、そのIF出力が復調を受けるため別
々のモデムに流れてゆくRFU制御論理回路に信号を供
給する。ダイバシティ組合せ回路33のTMS320マ
イクロプロセッサ(ダイバシティ・プロセッサ)は、モ
デムから出力をとり、単一モデムをエミュレートする方
法でシステムの他の部分に一層信頼できるデータ・スト
リームを供給する。ダイバシティ組合せを行うこととC
CUに対して単一モデムのごとく見せかけることの2つ
のタスクが、ダイバシティ・プロセッサ・ハードウェア
及びソフトウェアの役割である。
から、それらモデムのデータ・シンボル、AGC値、信
号+雑音、絶対値、及び位相誤り(検出位相の理想2
2.5度基準ベクトルからの偏差)を読み取る。復調さ
れたシンボルの判定に使用したアルゴリズムは、最も適
当な正しい答えをもってモデムを識別するため各モデム
に対する信号対雑音比の多数決計算を使用している。
フェース・レジスタは、ダイバシティ処理機能において
使用されている、情報を伝達するために使用されている
余分のレジスタは必要がないのでただ3個のアドレス・
ビットのみが必要であることを除き、モデムにあるレジ
スタとほとんど同一である。
能力は低くかつ処理内容のほとんどが一度に一種のI/
Oレジスタですむので、そのときに必要とするレジスタ
・アドレスを保持する特殊レジスタが使用される。たと
えば、各モデムからのAGC値を読出し、最高値を選択
し、かつその結果をそれがCCUによって読み出されう
るダイバシティ・プロセッサのI/Oレジスタに書き込
まれなければならない。これらのレジスタのアドレス指
定は、AGCレジスタのアドレスが、それがモデム・ア
ドレス・ラインに設定されるポートにまず書き込まれれ
ば、最も効果的に行われる。その後は、プロセッサは正
しいモデムすなわちマイクロプロセッサ・レジスタ・バ
ンクをアドレスすることのみを要し、これによりI/O
動作を高速化することができる。
ては、各モデムは各自のタイミング装置を有し、さらに
ダイバシティ・システム内の3個のモデムによって使用
されるタイミング信号は必ずしも同相である必要はな
い。これら3個のモデムのモデム・クロック信号は相互
に同期していないので、各モデムからのデータシンボル
出力をダイバシティ・プロセッサが読み取るまで、この
出力を保持するためラッチが必要である。
CCUと3個のモデムとの間の通信を維持することであ
る。この通信はダイバシティ・プロセッサを過負荷にし
ない範囲で、CCUの要求のすべてに応じるように十分
迅速に実施されなければならない。
すブロック図。
表すブロック図。
のブロック図。
者局と基地局とによって生成されるメッセージの順序を
示す図。
FU)に実用されている種々のデータ処理モジュールを
示す図。
CCメッセージの処理を示す図。
BXメッセージの処理を示す図。
ージの処理を示す図。
す図。
M)によるRCCの状態に関するメッセージの処理を示
す図。
ンネルの状態に関するメッセージの処理を示す図。
ス装置(STU)のブロック図。
号インタフェースを示す図。
信号インタフェースを示す図。
信号及び図14に示すSTU−VCUインタフェース信
号のタイミング関係を示す図。
CU及びCCUとの間の信号インタフェースを示す図。
ースの送信チャンネル信号に対するタイミング関係を示
す図。
ースの受信チャンネル信号に対するタイミング関係を示
す図。
の場合のVCUとCCUとの間に伝送される送信及び受
信音声ブロックに対するタイミング関係を示す図。
PBX(又はSTU)との間の受信チャンネルに対する
入力及び出力データのタイミング並びにその内容を示す
図、Bは16レベルPSK変調の場合のVCUとPBX
(又はSTU)との間の送信チャンネルに対する入力及
び出力データのタイミング並びにその内容を示す図。
CUのブロック図。
を示す図。
16レベルPSK音声データを伝送するためのタイミン
グ図。
16レベルPSK音声データを伝送するためのタイミン
グ図。
ブロック図。
U間の信号インタフェースを示す図。
RFUとの間の信号インタフェースを示す図。
ェース回路のブロック図。
ース回路のブロック図である。
ル 110 送信メモリ・モジュール 111 マイクロコントローラ・モジュール 112 送信モデム・インタフェース・モジュール 114 受信モデム・インタフェース・モジュール 115 受信メモリ・モジュール 117 受信音声符復号器インタフェース・モジュー
ル 119 マイクロコントローラ・ローカル・バス 120 送信DMA・コントローラ 121 受信DMA・コントローラ 122 制御/ステータス・レジスタ 123 リンク 126 シンボル・バイト・コンバータ 127 バイト・シンボル・コンバータ 128 リクロッキングFIFOストック 129 FIFOスタック 130 クロック回路 131 TX・FIRフィルタ 132 FIRフィルタ 134 帯域フィルタ 135 ミキサ 139 A/Dコンバータ 141 マイクロプロセッサ 192 RFU制御論理回路 193 増幅器 194 シンセサイザ 196 増幅器 197 TX/RXモード・スイッチ 198 増幅器 199 RXシンセサイザ 200 前置増幅器 202 増幅器 203 シンセサイザ 204 前置増幅器 219 RFU制御論理回路 222 電力増幅器 223 高電力増幅器 224 電力検出器 225 帯域フィルタ 230 増幅器 231 シンセサイザ 232 前置増幅器 233 帯域フィルタ 234 増幅器 235 シンセサイザ 236 前置増幅器 237 帯域フィルタ
Claims (19)
- 【請求項1】一つの無線通信システム内で全部が互いに
同期しているフレームの各々を互いに相続く一つの群で
それぞれ画定する一連の繰返し時間スロットにそれぞれ
分割された順方向チャンネルおよび逆方向チャンネルで
あって複数の順方向周波数のうちの割り当てられた一つ
の周波数の順方向チャンネルおよび複数の逆方向周波数
のうちの割り当てられた一つの周波数の逆方向チャンネ
ルをそれぞれ通じて各発信元からの複数の情報信号を送
信先の移動加入者局ユニットにそれぞれ送信するととも
に発信元の移動加入者局ユニットから送信先への情報信
号をそれぞれ受信する無線通信システムにおいて、前記
順方向チャンネルおよび逆方向チャンネルをそれぞれ通
じて送信される前記情報信号それぞれについてある時間
長、すなわち同一フレームの中の一つ以上の時間スロッ
トの長さに等しい時間長を割り当てできる遠隔接続中央
処理装置を含むとともに、前記遠隔接続中央処理装置か
らの割当てに応答して逆方向チャンネルで割り当てられ
た時間長に対応するフレーム中の時間スロットに情報信
号を配置し前記割当てに応答して順方向チャンネルで割
り当てられた時間長に対応するフレーム中の時間スロッ
トから情報信号を受信するセット・アップ手段を各々が
備える複数の移動加入者局ユニットを含み、同じフレー
ム中で他の発信元からの他の情報信号に異なる長さの時
間スロットを割り当てできる無線通信システム。 - 【請求項2】前記情報信号が一つの符号化速度を有し、
互いに異なる情報信号が互いに異なる符号化速度をそれ
ぞれ有する請求項1記載の無線通信システム。 - 【請求項3】前記情報信号で前記順方向チャンネルの搬
送波周波数を変調するとともに、前記逆方向チャンネル
の搬送波周波数から情報信号を復調し、他の情報信号が
異なる種類の変調を受ける場合もあり得る請求項1記載
の無線通信システム。 - 【請求項4】前記移動加入者局の各々が直線増幅器を備
える直線変調器を有する変調器をさらに含む請求項3記
載の無線通信システム。 - 【請求項5】前記情報信号が音声信号やデータ信号など
である請求項1記載の無線通信システム。 - 【請求項6】前記変調の種類の一つが位相偏移(PSK)
変調である請求項3記載の無線通信システム。 - 【請求項7】一つのフレームを互いに相続く一つの群で
画定する一連の繰返し時間スロットに分割された複数の
周波数のうちの割当て周波数のチャンネルを通じて発信
元から送信先の移動加入者局ユニットに少なくとも一つ
の情報信号を無線通信システムで伝達する方法であっ
て、 発信元からの前記情報信号にチャンネルを割り当てる過
程と、 同じフレーム中の一つ以上の前記時間スロットの長さに
等しい時間長を前記情報信号に割り当てる過程と、 前記割り当てられた周波数および時間スロットの情報を
送信先の移動加入者局ユニットに伝達する過程と、 前記割り当てられた周波数を通じ前記割り当てられた時
間スロットを用いて前記情報信号を前記送信先の移動加
入者局ユニットに送信する過程と、 他の加入者局ユニットあての他の情報信号に同じフレー
ム中の他の長さの時間スロットを割り当てる過程とを含
む方法。 - 【請求項8】前記情報信号が一つの符号化速度を有し、
互いに異なる情報信号がそれぞれ異なる符号化速度を有
することもでき、 互いに異なる符号化速度を有する情報信号を同じフレー
ム中の時間スロットに割り当てる過程をさらに含む請求
項7記載の方法。 - 【請求項9】一つの種類の変調による前記チャンネルに
割り当てられた周波数の前記搬送波を前記情報信号で変
調する過程と、 他の発信元から他の送信先加入者局ユニットへの他の情
報信号で同じ搬送波を同じフレーム中の他の時間スロッ
トで変調する過程とをさらに含む請求項7記載の方法。 - 【請求項10】前記変調の種類の一つが位相偏移(PS
K)変調である請求項9記載の方法。 - 【請求項11】前記情報信号が音声信号やデータ信号な
どである請求項7記載の方法。 - 【請求項12】複数の移動加入者局ユニットとの間の無
線交信のための基地局であって、切換装置と、一つのフ
レームを互いに相続く一つの群で画定する一連の繰返し
時間スロットに分割された複数の周波数のうちの割当て
周波数のチャンネルを通じて発信元から送信先の前記移
動加入者局ユニットの一つに情報信号を伝達する送信装
置とを含む基地局において、 前記一つの送信先加入者局ユニットへの情報信号に同一
フレーム中の一つ以上の時間スロットの長さに等しい時
間長を割り当てできる遠隔接続中央処理装置であって、
各チャンネルの各フレーム中のどのスロットが割当てず
みであるかを示すメモリを維持しそのメモリを調べて前
記割当てを供給する遠隔接続中央処理装置と、 前記割り当てられたチャンネルに前記情報信号を多重化
するマルチプレクサと、 前記割り当てられたチャンネルを通じ前記フレーム中の
前記割り当てられた時間スロットを用いて前記情報信号
を前記送信先の移動加入者局に送信する送信機とを含
み、同じフレーム中で他の発信元からの他の情報信号に
他の長さの時間スロットを割り当てる基地局。 - 【請求項13】前記遠隔接続中央処理装置が互いに異な
る符号化速度を有する情報信号を同一フレーム中の時間
スロットに割り当てできる請求項12記載の基地局。 - 【請求項14】前記情報信号で前記チャンネルの搬送波
周波数を変調し、互いに異なる情報信号で互いに異なる
種類の変調をかける請求項12記載の基地局。 - 【請求項15】直線増幅器を備える直線変調器をさらに
含む請求項12記載の基地局。 - 【請求項16】複数の周波数のうちの一つの周波数チャ
ンネルであって基地局により割り当てられた特定のチャ
ンネル、すなわち互いに相続く一つの群でフレームを画
定する一連の時間スロットに分割されているチャンネル
を通じて情報信号を伝送できる無線通信システム用の移
動加入者局において、 前記情報信号を、その情報信号への時間スロット割当て
の前記移動加入者局による受信に応答して割り当てられ
た長さに対応するフレーム中の時間スロットに配置する
セット・アップ手段と、 前記割り当てられた周波数の前記チャンネルを通じた前
記基地局への前記情報信号の送信を他の加入者局からの
他の情報信号が他の長さの時間スロットを割り当てられ
るように行う送信機とを含む移動加入者局。 - 【請求項17】前記セット・アップ手段が互いに異なる
符号加速度の情報信号を受け入れできる請求項16記載
の移動加入者局。 - 【請求項18】互いに異なる種類の変調を一つのフレー
ムの中で受け入れるように互いに異なる種類の変調を前
記情報信号によりかけることのできる変調器をさらに含
む請求項17記載の移動加入者局。 - 【請求項19】前記変調器が直線変調器を備える直線変
調器を含む請求項18記載の移動加入者局。
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