PL174809B1

PL174809B1 - Sposób wyznaczania kanału sterowania jako tymczasowego kanału akustycznego/danych w układach łączności radiowej

Info

Publication number: PL174809B1
Application number: PL92300133A
Authority: PL
Inventors: Gary W. Grube; Rafael J. Diaz; Robert Adamczyk; Robin C. Roberts; Michael D. Sasuta
Original assignee: Motorola Inc
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1998-09-30
Also published as: CN1035587C; JP2724917B2; DE69227893T2; HU213597B; DE69227893D1; BR9205453A; WO1993010643A1; EP0568658A1; HUT65307A; CN1072547A; MX9206695A; JPH06504895A; AU2756692A; US5239678A; EP0568658A4; AU655329B2; DK0568658T3; EP0568658B1; KR0131141B1; CA2099118A1

Abstract

1. Sposób wyznaczania kanalu sterowania jako tymczasowego kanalu akustycznego/danych w ukla- dach lacznosci radiowej, w celu utrzymania okreslo- nego poziomu uslug telekomunikacyjnych w ukladzie lacznosci radiowej, posiadajacym wiele urzadzen radio- wych, ograniczona liczbe kanalów akustycznych, ka- nal sterowania, w którym przesylane sa sygnaly ste- rujace, oraz centralny sterownik przydzielajacy kana- ly akustyczne poprzez kanal sterowania, polegajacy na odbieraniu, od zadajacego urzadzenia radiowego sposród wielu urzadzen radiowych, zapotrzebowania na kanal akustyczny, oraz okreslaniu, czy wszystkie kanaly akustyczne sa zajete, znamienny tym, ze okresla sie, kiedy nastapi ustalenie, ze wszystkie ka- naly akustyczne sa zajete, aktualny stan obciazenia aktualnego kanalu sterowania i w odpowiedzi na to okreslenie przydziela sie aktualny kanal sterowania jako tymczasowy kanal akustyczny. F I G . 1 A PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania kanału sterowania jako tymczasowego kanału akustycznego/danych w układach łączności radiowej, zwłaszcza układach dalekosiężnej łączności radiowej na dużym obszarze, zapewniający zwiększenie sprawności takich układów przez sprawne przydzielanie ograniczonych zasobów.

Układy dalekosiężnej łączności radiowej na dużym obszarze zazwyczaj zawierają odległe stacje nadawcze, na przykład stacje wzmacniające, które obsługują pewną liczbę zespołów abonenckich w systemie, zwanych również radiami. Zespoły abonenckie mogą być radiami przenośnymi, radiami przewoźnymi, pulpitami sterowniczymi lub radiotelefonami.

W opisie patentowym USA nr 5 054 109 jest ujawniony system dalekosiężnej łączności radiowej, który zawiera bazową stację translacyjną i wiele zestawów ruchomych i/lub przenośnych nadbiorników radiowych. Gdy wszystkie kanały łączności są zajęte nie tylko urządzenie inicjujące jest informowane, że zostało umieszczone w kolejce żądań przydzielenia kanału, ale również urządzenia wywoływane w odpowiednim zestawie wywoływanym otrzymują wskazanie, że w rezultacie zostały one umieszczone w kolejce. Wskazanie to może przykładowo być wskazaniem akustycznym i/lub wizualnym z lampki wskaźnikowej, diody elektroluminescencyjnej lub wyświetlacza ciekłokrystalicznego. W ten sposób każde ruchome lub przenośne urządzenie radiowe zestawu otrzymuje z wyprzedzeniem powiadomienie, że za chwilę będzie miało rozmowę. Takie ruchome lub przenośne urządzenie radiowe jest zatem informowane natychmiast, gdy system może zapewnić przydzielenie kanału dla urządzenia wywołującego, że będzie odbierana rozmowa. Użytkownik takiego zestawu, odbierający tego rodzaju powiadomienie wyprzedzające zamiast opuścić swój pojazd lub wyłączyć swe urządzenie radiowe, aby przykładowo zrobić sobie dłuższą przerwę, otrzyma informację, by urządzenie radiowe było w gotowości, ponieważ ma być realizowana rozmowa.

Opis patentowy USA nr 4 434 506 dotyczy układu do ochrony kanału sterowania przed falami zakłóceń w systemie łączności radiowej.

Typowy, dalekosiężny system radiowy zawiera od dwóch do dwudziestu zespołów wzmacniających na jednej stacji. W systemie posiadającym 20 zespołów wzmacniających 19 z nich może być przewidzianych dla kanałów akustycznych/danych, dalej zwanych akustycznymi, natomiast jeden zespół wzmacniający jest przewidziany dla kanału sterowania, który nadaje/odbiera sygnały sterowania do/od zespołów abonenckich w systemie. Niektóre układy wykorzystują wszystkie dostępne kanały jako kanały akustyczne. Funkcja sterowania w takich układach jest zwykle realizowana przy użyciu albo stałej sieci przewodowej łączącej zespoły wzmacniające, albo za pomocą niesłyszalnej sygnalizacji sterowania w niektórych z kanałów akustycznych. W każdym przypadku ruch sterowania powoduje zmniejszanie sprawności systemu, którego podstawowym zadaniem jest zapewnienie łączności akustycznej pomiędzy jego zespołami abonenckimi.

Jako pierwszy przykład tego problemu można przyjąć niewielki system o małej gęstości, posiadający dwa kanały akustyczne i jeden kanał sterowania. Gdy liczba użytkowników jest stosunkowo niewielka (np. 100-300), dwa czynne kanały akustyczne są wystarczające dla utrzymania możliwego do zaakceptowania poziomu usług dla użytkowników. Gdy liczba czynnych zespołów abonenckich rośnie, pojawia się potrzeba zwiększenia pojemności kanałów akustycznych w systemie. Dodanie nowego kanału akustycznego do takiego niewielkiego systemu będzie rozwiązaniem tego problemu wykluczonym ze względu na koszt. W związku z tym użytkownicy muszą pogodzić się ze zmniejszoną sprawnością systemu dopóki nie będą mogli zażądać dodania nowego zespołu wzmacniającego dla łączności akustycznej.

Jako drugi przykład można przyjąć duży system o znacznej gęstości, posiadający wiele kanałów akustycznych i jeden kanał sterowania. Gdy liczba użytkowników jest stosunkowo mała dla takiego systemu wielokanałowego (np. 3000-5000), jeden kanał sterowania jest wystarczający dla utrzymania możliwego do zaakceptowania poziomu usług dla użytkowników. Gdy liczba czynnych zespołów abonenckich rośnie, może jednak pojawić się potrzeba zwiększenia pojemności kanałów sterowania w systemie. Dodanie nowego stałego kanału sterowania dla obsługi chwilowego wzrostu liczby użytkowników, podobnie jak w przykładzie z małym systemem, stanowi rozwiązanie tego problemu również wykluczone ze względu na koszt.

174 809

Użytkownicy muszą zatem pogodzić się ze zmniejszoną sprawnością systemu dopóki dodanie nowego kanału sterowania nie będzie mogło być usprawiedliwione ze względu na koszty.

Istnieje zatem zapotrzebowanie na dalekosiężny układ radiowy, zapewniający możliwość realizacji tymczasowego kanału akustycznego lub kanału sterowania, w zależności od potrzeb, przy wykorzystaniu istniejącego sprzętu. Układ taki powinien umożliwiać dynamiczne przyporządkowywanie środków sterowania i środków łączności, zapewniając równocześnie możliwy do zaakceptowania poziom usług telekomunikacyjnych dla zespołów abonenckich w systemie.

Sposób wyznaczania kanału sterowani a jako tymczasowego kanału akustycznego/danych w układach łączności radiowej, w celu utrzymania określonego poziomu usług telekomunikacyjnych w układzie łączności radiowej, posiadającym wiele urządzeń radiowych, ograniczoną liczbę kanałów akustycznych, kanał sterowania, w którym przesyłane są sygnały sterujące, oraz centralny sterownik przydzielający kanały akustyczne poprzez kanał sterowania, polegający na odbieraniu, od żądającego urządzenia radiowego spośród wielu urządzeń radiowych, zapotrzebowania na kanał akustyczny, oraz określaniu, czy wszystkie kanały akustyczne są zajęte, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że określa się, kiedy nastąpi ustalenie, że wszystkie kanały akustyczne są zajęte, aktualny stan obciążenia aktualnego kanału sterowania i w odpowiedzi na to określenie przydziela się aktualny kanał sterowania jako tymczasowy kanał akustyczny.

Podczas przydzielania rozgłasza się w aktualnym kanale sterowania sygnału stan przesyłania sygnału akustycznego w kanale sterowania.

Korzystnie, stosuje się etap ponownego przydzielania nowego kanału sterowania.

W nowym kanale sterowania nadaje się sygnał zalecający nadanie słów sygnalizacji przychodzącej w wymienionym nowym kanale sterowania. Również korzystnie określa się stan aktualnego obciążenia układu łączności radiowej.

W sposobie według wynalazku porównuje się ponadto stan aktualnego obciążenia z progiem obciążenia, przy czym ten próg obciążenia przyjmuje się jako maksymalny poziom ruchu telekomunikacyjnego, przy którym usługi telekomunikacyjne można utrzymać przynajmniej na wcześniej określonym poziomie bez stosowania wymienionego aktualnego kanału sterowania.

W alternatywnym wykonaniu wynalazku sposób wyznaczania konfiguracji kanałów sterowania w układzie łączności radiowej posiadającym urządzenie radiowe, centralny sterownik, ograniczoną liczbę kanałów akustycznych oraz dynamiczną konfigurację kanałów sterowania, przy czym urządzenie radiowe odbiera słowa sygnalizacji wychodzącej z centralnego sterownika i nadaje słowa sygnalizacji przychodzącej do centralnego sterownika, gdzie te słowa sygnalizacji przychodzącej i wychodzącej są wykorzystywane do ułatwienia dostępu do ograniczonej liczby kanałów akustycznych, jest charakterystyczny tym, że odbiera się pierwszy sygnał oznaczający, że aktualny kanał sterowania jest wyznaczany jako kanał akustyczny, ustawia się, w odpowiedzi na ten pierwszy sygnał, kolejki dalszych słów sygnalizacji przychodzącej żądania oraz w późniejszym czasie nadaje się te ustawione w kolejkę słowa sygnalizacji przychodzącej do centralnego sterownika. Podczas ustawiania kolejki przydziela się pierwszeństwa wymienionym dalszym słowom sygnalizacji przychodzącej żądania, a ponadto odbiera się drugi sygnał oznaczający ponowne wyznaczenie nowego kanału sterowania.

Natomiast podczas nadawania dodatkowo nadaje się, w odpowiedzi na ten drugi sygnał oznaczający, ustawione w kolejkę słowa sygnalizacji przychodzącej żądania poprzez wymieniony nowy kanał sterowania.

Tak więc zgodnie z wynalazkiem zostaje umożliwione tymczasowe wykorzystywanie kanału sterowania w charakterze kanału akustycznego/danych. Po odebraniu żądania kanału łączności od jednego z wielu zespołów abonenckich sterownik określa aktualny stan obciążenia systemu. Jeżeli wszystkie kanały akustyczne są zajęte, sterownik nakazuje, jeśli jest to stosowne, pełnienie przez aktualny kanał sterowania roli kanału akustycznego.

Przedmiot wynalazku zostanie opisany na przykładach wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1A przedstawia typowy układ dalekosiężnej łączności radiowej o małej gęstości, w uproszczonej, graficznej postaci, fig. 1B - układ dalekosiężnej łączności radiowej o dużej gęstości, w uproszczonej, graficznej postaci, fig. 2A - uproszczony schemat blokowy

174 809 ilustrujący zasadę działania centralnego sterownika, fig. 2B - szczegółowy schemat blokowy ilustrujący program określania trybu pracy akustycznej w kanale sterowania z fig. 2A, fig. 2C schemat blokowy ilustrujący program określania trybu pracy akustycznej w kanale sterowania z fig. 2A, fig. 3 - uproszczony schemat blokowy przedstawiający działanie zespołu abonenckiego, fig. 4 - uproszczony schemat blokowy przedstawiający działanie centralnego sterownika według alternatywnego przykładu realizacji przedmiotowego wynalazku, fig. 5A - uproszczony schemat blokowy przedstawiający algorytm stosowany do aktywacji/deaktywacji konfiguracji z wieloma kanałami sterowania, fig. 5B - graficzną ilustrację zależności pomiędzy ruchem kanału sterowania a liczbą kanałów sterowania potrzebnych dla obsługi takiego ruchu, fig. 6 - uproszczony schemat blokowy przedstawiający działanie sterownika dla obsługi rozmowy, fig. 7 uproszczony schemat blokowy przedstawiający operację rejestracji abonenta, fig. 8A - uproszczony schemat blokowy przedstawiający operację nadawania rozmowy abonenta, natomiast fig. 8B przedstawia uproszczony schemat blokowy operację odbierania rozmowy abonenta.

Figura 1A przedstawia uproszczoną graficzną ilustrację niewielkiego, dalekosiężnego układu łączności radiowej 100. Pokazane stanowisko wzmacniania zawiera jeden kanał sterowania 102 i dwa kanały akustyczne 104,106. Kanał sterowania 102 służy do sterowania dostępu do/z kanałów akustycznych 104, 106. Wszystkie te trzy kanały są kierowane przez centralny sterownik 101, na przykład produkcji Motorola, nr części T5313 (tzw. Startsite™).

Należy zauważyć, że przykłady realizacji przedmiotowego wynalazku będą opisane dla systemu wykorzystującego modulację częstotliwości FM w kanałach częstotliwości RF (tzn. pary częstotliwości), ale podobne systemy łączności mogą być i często są realizowane przy użyciu innych technik przesyłania sygnałów, na przykład ze zwielokrotnieniem z podziałem czasowym TDM, ze zwielokrotnieniem z podziałem częstotliwości FDM itd.

Zespoły abonenckie 108-112, dalej zwane radiami, mogą być radiami przenośnymi, przewoźnymi, pulpitami sterowniczymi lub radiotelefonami. Przykładowo, radia samochodowe 109 i 111 mogą łączyć się poprzez kanał akustyczny 106, natomiast radia 110 i 112 mogą łączyć się poprzez kanał akustyczny 104. Radio 108 jest wolne i w tym stanie może nadzorować kanał sterowania 102 w oczekiwaniu na włączenie w układzie łączności. W tak małym układzie, na przykład tylko z dwoma kanałami akustycznymi do przyporządkowania użytkownikom w liczbie mniejszej niż 200, kanał sterowania 102 będzie prawdopodobnie przez większość czasu wolny.

Przedstawiony na fig. 1B duży system 150 o dużej gęstości, posiada wiele kanałów akustycznych 154, 156 i 157 oraz jeden kanał sterowania 152. Gdy liczba użytkowników z radiami 158-161 jest stosunkowo mała dla takiego systemu wielokanałowego (np. 3000-5000), jeden kanał sterowania jest wystarczający dla utrzymania możliwego do zaakceptowania poziomu usług dla użytkowników.

W rozwiązaniu według wynalazku wykorzystuje się czas, w którym kanał sterowania jest wolny, dla zapewnienia dodatkowej możliwości łączności akustycznej. Realizacja tego zamysłu polega na stworzeniu możliwości, by kanał sterowania działał czasowo jako kanał akustyczny w okresach dużego ruchu akustycznego i minimalnego ruchu sterowania. Główną zaletą przetworzenia kanału sterowania w kanał akustyczny jest to, że unika się przez to konieczności instalowania dodatkowych elementów sprzętowych (np. nadbiorników akustycznych), w celu sprostania zwiększonym zapotrzebowaniom na łączność akustyczną w określonym obszarze objętym systemem łączności.

Figura 2A przedstawia schemat blokowy 200 działania centralnego sterownika 101 według jednego przykładu realizacji przedmiotowego wynalazku, przy czym przy opisie rysunków, poszczególnym blokom schematów są przyporządkowane odpowiadające im oznaczenia cyfrowe.

Działanie centralnego sterownika 201 rozpoczyna się, kiedy żądanie kanału akustycznego zostanie odebrane 203 z radia. Następnie podejmowana jest 205 decyzja, która określa czy wszystkie kanały akustyczne są aktualnie zajęte, czy też nie. Jeżeli wszystkie kanały akustyczne (np. 104,106) nie są aktualnie zajęte, tzn. istnieje przynajmniej jeden dostępny kanał akustyczny, centralny sterownik 101 wysyła 207 słowo sygnalizacji wychodzącej OSW normalnego przydzielenia kanału poprzez aktualny kanał sterowania 102 i nadal oczekuje na żądania kanałów. Jeżeli zostanie stwierdzone, że wszystkie kanały akustyczne są zajęte, wówczas centralny procesor 101 próbuje określić 209 czy należy wprowadzić tzw. tryb głosu w kanale sterowania

174 809 (dalej VOC), czy też nie. Następnie podejmowana jest decyzja, która określa czy flaga VOC 211, opisana później, została ustawiona przez program określania 209, czy też nie. Jeżeli flaga VOC nie została ustawiona, na przykład centralny sterownik 101 stwierdził, że wprowadzenie trybu VOC nie byłoby odpowiednie w tej chwili, centralny sterownik wysyła 213 słowo OSW normalnej zajętości kanałem sterowania i powraca do oczekiwania na dalsze żądania kanału akustycznego. Jeżeli flaga VOC jest ustawiona, centralny sterownik wprowadza tryb działania VOC 215. Wymieniona wyżej sekwencja działania stanowi korzystny przykład realizacji wynalazku, ale należy zauważyć, że tryb VOC może być wprowadzany bezwarunkowo, kiedy potrzebny jest dodatkowy kanał akustyczny. Program określania 209, opisany później, wykorzystywany jest dla zapewnienia, że czas kiedy system jest pozbawiony kanału sterowania, jest minimalny, tak że ogólne działanie systemu jest stosunkowo stabilne w czasie.

Po zakończeniu działania VOC 215, które jest opisane później, centralny sterownik wytwarza 217 uaktualnienia przyporządkowania kanałów dla istniejących rozmów i zajętości (np. powtarza słowa sygnalizacji wychodzącej reprezentujące aktywne rozmowy i zajętości rozpoczęte w blokach 207, 213, przy czym powtórzenia te są przeznaczone dla ostatnio dołączonych abonentów). Centralny sterownik 101 wytwarza następnie w powtórnie przyporządkowanym kanale sterowania słowo OSW Nadaj słowa ISW 219 (sygnalizacji przychodzącej) i powraca do normalnego działania. Wysłanie słowa sygnalizacji wychodzącej Nadaj słowa ISW poleca wszystkim zespołom abonenckim w systemie, których żądania oczekują w kolejce, wysłanie ich w ponownie przyporządkowanym kanale sterowania.

Figura 2B przedstawia szczegółowy schemat blokowy 230 działania programu określania 209 VOC. Program ten służy do określania czy aktualny stan systemu umożliwia usunięcie kanału sterowania. Jeżeli zostanie stwierdzone, że system może tymczasowo wytrzymać utratę kanału sterowania, aby móc przejąć rozmowę akustyczną, program ten wyszukuje najlepszego kandydata dla realizacji tej rozmowy. Program rozpoczyna od skasowania flagi VOC 231 (która może być po prostu informacją binarną umieszczoną pod pewnym adresem w pamięci RAM w centralnym komputerze sterującym), aby zainicjować program w trybie domyślnym (defaultowym). Wartość flagi VOC będzie określać czy tryb VOC jest włączony, czy wyłączony, przy czym binarna jedynka oznacza stan włączenia, a binarne zero oznacza stan wyłączenia. Następnie program ten sprawdza 232 czy procent ruchu odbywającego się tylko przez kanał sterowania jest większy niż uprzednio określony procent progowy (tzn. procent całej liczby połączeń zrealizowanych w kanale sterowania w danym czasie), czy też nie. Duży procent ruchu tylko w kanale sterowania typowo oznacza, że połączenia w kanale sterowania są ważniejsze niż rozmowy i kanału sterowania nie należy likwidować. Próg należy ustawić na takim poziomie, który w oparciu o dotychczasowe działanie reprezentuje maksymalny procent ruchu tylko w kanale sterowania dla utrzymania możliwego do przyjęcia poziomu działania systemu. W korzystnym przykładzie realizacji próg ten ustawia się na wartość w przybliżeniu 63%, która to wartość może zmieniać się w zależności od wymaganego działania systemu.

Jeśli procent połączeń tylko w kanale sterowania jest większy niż określona uprzednio wartość progowa, przetworzenie kanału sterowania zostaje opóźnione 234. W korzystnym przykładzie realizacji opóźnienie to jest równe średniej długości rozmowy ACL, typowo rzędu 5-7 s (pomiar ACL jest znany w telekomunikacji). Opóźnienie przetworzenia o czas równy aktualnej średniej długości rozmowy w systemie daje systemowi rozsądną szansę znalezienia dostępnego kanału akustycznego przed przetworzeniem kanału sterowania. Jeżeli procent połączeń tylko w kanale sterowaniajest nie większy niż uprzednio określona wartość progowa, następuje wybranie 236 najaktywniejszego kanału akustycznego, tzn. tego kanału akustycznego, który miał najdłużej trwającą rozmowę. Następnie podejmowanajestdecyzja238, która określa czy długość rozmowy w wybranym kanale akustycznym jest większa niż aktualna ACL w systemie, czy też nie. Jeśli nie, przetworzenie kanału sterowania zostaje opóźnione 240 o uprzednio określony czas, który w korzystnym przykładzie realizacji jest równy aktualnej wartości ACL w systemie. Opóźnienie przetworzenia o ten czas antycypuje, że każda aktualna rozmowa jest stosunkowo nowa i nie będzie nową kandydatką do kanału sterowania, gdyby aktualnie czynny kanał sterowania został przetworzony dla operacji akustycznych.

174 809

Po upływie odpowiedniego opóźnienia podejmowana jest decyzja 242, która określa czy jest dostępny kanał akustyczny (na przykład zwolniony podczas omawianego poprzednio opóźnienia) dla przyjęcia rozmowy bez konieczności przejmowania kanału sterowania, czy też nie. Jeżeli kanał akustyczny jest dostępny, sterownik przyporządkowuje 246 żądanie kanału akustycznego nowo zwolnionemu kanałowi akustycznemu. Sterownik kasuje 248 następnie flagę VOC przed wyjściem z programu 250.

Wracając teraz do decyzji 238, jeśli długość wybranej rozmowy jest większa niż ACL, ustawiana 234jest flaga VOC i sterownik bierze następne żądanie o najwyższym pierwszeństwie przed wyjściem 250 z programu. Podobnie, jeżeli nie ma żadnych dostępnych kanałów akustycznych (co określa decyzja 242), flaga VOC zostaje ustawiona 244 i sterownik bierze następne żądanie najwyższego pierwszeństwa, zanim wyjdzie 250 z programu.

Figura 2C przedstawia szczegółowy schemat blokowy 215 pokazujący działanie 260 w trybie VOC. Kiedy podjęta zostaniejuż decyzja o wprowadzeniu trybu VOC, centralny sterownik rozsyła 262 słowa OSW statusu VOC (specjalny sygnał przesyłany w kanale sterowania informujący radia, że kanał sterowania może być przejęty). Sterownik przyporządkowuje wtedy poprzez OCW przydzielania 264 standardowego kanału aktualny kanał sterowania (którym może być dowolny kanał nadający się do sterowania, tzn. kanał łączności wyposażony w osprzęt i oprogramowanie niezbędne do kodowania i dekodowania sygnałów sterujących) nadbiornikowi radiowemu wysyłającemu żądanie dla wykorzystania w charakterze tymczasowego kanału akustycznego. Centralny sterownik przetwarza 266 dotychczasowy kanał sterowania na kanał o małej prędkości transmisji danych LSD, by umożliwić ruch akustyczny (np. podakustyczna prędkość transmisji danych 150 bitów na sekundę). Sygnał LSD, oznaczaj ący, że został włączony tryb VOC, jest następnie wysyłany 268 we wszystkich kanałach akustycznych.

W tym momencie system 100 pokazany na fig. 1A faktycznie nie ma żadnego kanału sterowania, poprzez który odbywałoby się przyporządkowywanie kanałów akustycznych dla późniejszego ruchu akustycznego. Trzeba zatem zmniejszyć do minimum czas, w którym system jest w tym stanie, tak aby można było przyjmować przychodzące żądania. Centralny sterownik szuka w związku z tym pierwszej możliwości przypisania roli kanału sterującego albo przetworzonemu kanałowi akustycznemu, albo innemu kanałowi akustycznemu nadającemu się do pełnienia roli kanału sterowania. Aby to zrobić podejmowana jest decyzja 270, która określa czy w którymkolwiek kanale akustycznym został wykryty stan końca transmisji EOT, czy też nie. Jeżeli sygnał EOT nie został jeszcze wykryty w żadnym z kanałów akustycznych, pętla programu zamyka się i program nadal kontroluje kanały akustyczne, poszukując tego stanu końca transmisji. Jeżeli sygnał EOT został wykryty, podejmowana jest decyzja 272, która określa czy ten konkretny kanał akustyczny nadaje się do pełnienia roli kanału sterowania, czy też nie. Jeżeli nie nadaje się do pełnienia roli kanału sterowania, sterownik włącza 274 zespół czasowy informacji. W korzystnym przykładzie realizacji użycie zespołu czasowego informacji zapewnia, że transmisja nie jest tak krótka, że powoduje problemy, takie jak zakończenie połączenia, zanim odpowie zespół drugiego abonenta.

Program następnie dokonuje sprawdzenia 276, by określić czy nie włączyło się inne radio (to znaczy czy nie zainicjowało transmisji). Jeżeli inne radio inicjuje rozmowę, na przykład przez naciśnięcie przycisku nadawania PTT tego radia, pętla programu zamyka się do decyzji 270, by szukać sygnału końca transmisji. Jeżeli system jest wolny wobec nowych abonentów, to znaczy nie włączyły się żadne nowe radia, podejmowana jest decyzja 277, która określa czy zespół czasowy informacji zakończył swą pracę, czy też nie. Jeśli nie, pętla programu zamyka się do decyzji 276, aby szukać innego zespołu dla włączenia. Po upływie czasu działania zespołu czasowego informacji centralny sterownik 101 wysyła 278 sygnał rozłączenia grupowego (np. rozkład 300 bitów na sekundę) kończący aktualną rozmowę. Następnie program powraca do decyzji 270, szukając innego stanu końca transmisji EOT.

Nawiązując znowu do decyzji 272, jeśli zostanie stwierdzone, że świeżo zwolniony kanał akustyczny nadaje się do pełnienia roli sygnału sterowania, wówczas centralny sterownik przyporządkowuje go 280 jako kanał sterowania. W tej chwili następuje uaktualnienie 282 tak zwanej ostatniej kolejki użytkowników centralnego sterownika, która przypisuje użytkownikom priorytety w zależności od tego, kiedy ich rozmowy zostały zakończone. W korzystnym

174 809 przykładzie realizacji mato zapewnić, że użytkownik, który jako ostatni zakończył swą rozmowę poprzez sygnał EOT, otrzymuje najwyższe pierwszeństwo otrzymania następnego wolnego kanału akustycznego, jeśli zażąda. Sygnał stanu koniec VOC (specjalny sygnał informujący radia, że następuje zmiana przyporządkowania kanału sterowania) zostaje następnie wysłany 284 we wszystkich kanałach akustycznych i następuje zakończenie 286 programu.

Figura 3 przedstawia uproszczony schemat blokowy 300, pokazujący działanie 302 radia lub zespołu abonenckiego, jak w korzystnym przykładzie realizacji z możliwością stosowania trybu VOC. Radio nieprzerwanie kontroluje aktualny kanał sterowania (przyporządkowany przez identyfikator grupy rozmów), aby pozostawać w łączności w układzie 100. Podejmowana jest odpowiednio decyzja 304, która określa czy zespół abonencki nadal odbiera słowa OSW, czy też nie. Jeżeli zespół nie odbiera już słów OSW (co stanowi wskazanie, że zespół ten może być poza zasięgiem lub stracony), uruchamiany jest wtedy stracony zespół czasowy. Opóźnienie to (np. 200 ms w korzystnym przykładzie realizacji) wykorzystywane jest, by umożliwić zaistnienie normalnego, chwilowego zaniku sygnału na określonym obszarze objętym systemem, tak że radio to nie porzuca przedwcześnie kanału sterowania. Następnie podejmowana jest decyzja 310 określająca czy stracony zespół czasowy zakończył swą pracę, czy też nie. Jeśli nie, program zamyka pętlę i nadal szuka odebranych słów OSW w aktualnym kanale sterowania. Jeżeli czas pracy zespołu czasowego upłynął, radio przeszukuje 326 kanały akustyczne zdolne do pełnienia roli kanału sterowania (np. z listy pozycji przechowywanej w pamięci radia), szukając sygnałów sterujących. Następnie podejmowana jest decyzja 328 określająca czy sygnał VOC LSD (tryb VOC z małą prędkością transmisji danych) został wykryty w jakimś badanym kanale akustycznym (patrz fig. 2C, 268), czy też nie. Po sprawdzeniu tego, jeżeli radio nie wykryje sygnału VOC LSD, abonent przeszukuje 332 normalną listę kanałów sterowania przed powrotem do normalnego działania. Jeżeli sygnał VOC LSD został wykryty w badanym kanale akustycznym, radio wchodzi 330 w tryb VOC.

Wracając do decyzji 304, jeżeli radio nadal odbiera słowo OSW, podejmowanajest decyzja 306 określająca czy zostało odebrane słowo OSW stanu VOC, czy też nie. Jeśli nie, radio przetwarza 308 słowa OSW w normalny sposób i nadal szuka innych słów OSW. Jeżeli zostało odebrane słowo OSW stanu VOC, radio wchodzi 312 w tryb VOC. W tej chwili podejmowana jest decyzja 314, która określa czy radio zostało przyporządkowane rozmowie (tzn. świeżo przyporządkowany kanał sterowania kieruje przydzielenia OSW dla tego zespołu lub jego grupy rozmów), czy też nie. Jeśli tak, wówczas radio odstraja 316 fonię dla przesyłania sygnałów w normalnym kanale akustycznym i przeszukuje 318 listę kanałów akustycznych zdolnych do pełnienia roli kanału sterowania. Podobnie, jeśli wyznaczony kanał sterowania nie trafi na ten zespół lub jego grupę rozmów, przeszukiwana jest 318 lista kanałów akustycznych zdolnych do pełnienia roli kanału sterowania. Z tą chwilą w programie radio z jednorazową stratą (tzn. to, które dołączyło się przy wykryciu 328 sygnału VOC LSD) również przeszukuje 318 listę kanałów akustycznych zdolnych do pełnienia roli kanału sterowania.

Podczas przeszukiwania podejmowana jest decyzja 320 określająca czy kanał zdolny do pełnienia roli kanału sterowania został znaleziony, czy też nie. Jeśli nie, podejmowana jest decyzja 322 określająca czy na radiu został naciśnięty przycisk nadawania PTT, czy też nie. Jeżeli przycisk nadawania nie został włączony, radio powraca do operacji przeszukiwania 318. Jeżeli przycisk nadawania został wciśnięty, wówczas żądanie ISW zostaje ustawione w kolejce 324 w wewnętrznej pamięci radia (np. pamięć RAM), a następnie zespół abonencki powraca do operacji przeszukiwania 318. W korzystnym przykładzie realizacji wynalazku żądania ustawione w kolejkę otrzymują rangę lub pierwszeństwo, tak że żądania awaryjne mają wyższe pierwszeństwo niż żądania normalnej łączności akustycznej.

Jeśli kanał sterowania został powtórnie wyznaczony, tzn. że przy podejmowaniu decyzji 320 został znaleziony kanał zdolny do pełnienia roli kanału sterowania, wówczas radio nadaje 334 ustawione w kolejce żądania typu awaryjnego lub typu innego uprzednio określonego pierwszeństwa. Dzięki temu żądania o wysokim pierwszeństwie otrzymują najpierw możliwość uzyskania dostępu do wcześniej żądanych środków bez konieczności wyraźnego instruowania do nadania ich. Z tą chwilą radio kontroluje 336 świeżo wyznaczony kanał sterowania, szukając słów OSW Nadaj słowa ISW (specjalny sygnał informujący radia, że tryb VOC zakończył się

174 809 i ustawione w kolejce żądania powinny być przesłane kanałem sterowania). Następnie podejmowana jest decyzja 338 określająca czy został odebrany sygnał Nadaj słowa ISW, czy też nie. Jeśli nie, radio nadal kontroluje 336 aktualny kanał sterowania, szukając wskazania, że tryb VOC nie działa. Jeżeli odebranejest słowo OSW Nadaj słowa ISW, radio nadaje 340 wszystkie pozostające w kolejce żądania (np. żądania nieawaryjne, które jeszcze nie zostały wysłane) ze swego wewnętrznego bufora, zanim powróci do normalnego działania.

Figura 4 pokazuje uproszczony schemat blokowy 400 przedstawiający działanie centralnego sterownika podczas rejestracji zespołu abonenckiego lub radia. Program ten rozpoczyna się, kiedy centralny sterownik odbierze żądanie rejestracji 401 w jednym z czynnych kanałów sterowania, np. w kanale sterowania A lub B. Należy zauważyć, że w jednym przykładzie realizacji przedmiotowego wynalazku centralny sterownik wykorzystuje bazę danych do śledzenia konkretnego kanału sterowania używanego przez każdego z abonentów w systemie. W alternatywnym przykładzie realizacji może nie być żadnego śledzenia z zastosowaniem bazy danych i cała sygnalizacja odbywa się redundancyjnie we wszystkich czynnych kanałach sterowania. Po otrzymaniu żądania rejestracji centralny procesor odtwarza 403 informację kanału sterowania dla radia mającego identyfikator tego zespołu z części bazy danej, jeśli jest wykorzystywana, dla tego radia. Jeżeli żądanie rejestracji przyszło w kanale sterowania możliwym do zaakceptowania (tzn. albo w jedynym czynnym kanale sterowania, albo w tym samym kanale sterowania co odtworzony z bazy danych), wówczas sterownik wysyła słowo OSW potwierdzenia 409 i proces rejestracji jest zakończony 411. W przypadku, gdy centralny sterownik zawiera bazę danych, a żądanie przyszło w kanale sterowania innym niż ten, który był odtworzony 403, wówczas centralny procesor kieruje 407 zespół do właściwego kanału sterowania. Następnie wysyłane jest 409 słowo OSW potwierdzenia i rejestracja tego zespołu jest zakończona.

Figura 5A przedstawia uproszczony schemat blokowy 500 pokazujący proces aktywacji/deaktywacji, który kończy się, kiedy jest więcej niż jeden aktywny kanał sterowania w systemie. Rozpoczynając od tylko jednego kanału sterowania, centralny procesor ocenia stan obciążenia określonego aktywnego kanału sterowania 502. W korzystnym przykładzie realizacji przedmiotowego wynalazku obciążenie kanału sterowania ruchem mierzone jest jako parametr określany jako liczba nowych słów OSW wciągu sekundy NOPS. Parametrtenjest zrozumiały w tej dziedzinie techniki i zwykle jest dobrym wskaźnikiem obciążenia kanału sterowania w dowolnej chwili.

Figura 5B przedstawia ilustrację graficzną sposobu podejmowania decyzji przejścia z jednego kanału sterowania na dwa i vice versa. Odcięta 505 podaje liczbę nowych słów OSW na sekundę, natomiast rzędna 507 podaje liczbę kanałów sterowania czynnych w systemie. Punkt 501 na wykresie oznacza, że, gdy parametr NOPS osiągnie już górny próg obciążenia, np. 27, kanał sterowania otrzymuje zalecenie żądania zwiększenia liczby kanałów sterowania. Jeśli praca odbywa się już z dwoma kanałami sterowania, algorytm określa, kiedy możliwy jest do realizacji powrót do stosowania jednego kanału sterowania, to znaczy przy dolnym progu obciążenia. W korzystnym przykładzie realizacji odbywa się to w punkcie 503, kiedy wartość parametru NOPS zmaleje do 12. Przez 509 oznaczono odstęp tego parametru, który w korzystnym przykładzie realizacji ma zapewnić, że system nie będzie przełączać pomiędzy pracą z jednym a pracą z dwoma kanałami sterowania w trakcie pewnego czasu działania. Tzw. efekt histerezy można zmieniać (tzn. zwiększać lub zmniejszać odstęp 509, aby zoptymalizować działanie systemu).

Wracając do fig. 5A, jeżeli obciążenie 504 pojedynczego kanału sterowania jest większe niż 27 NOPS, nie ma potrzeby przechodzenia na pracę z dwoma kanałami sterowania i program nadal ocenia 502 obciążenie ruchem. Jeżeli, z drugiej strony, obciążenie jest większe niż 27, wówczas centralny sterownik uruchamia drugi kanał sterowania 506. Po zrobieniu tego, sterownik ten kieruje 508 wszystkie wolne zespoły do drugiego kanału sterowania, np. kanału sterowania B. W przypadku tych systemów, które mają bazę danych, baza danych jest następnie partycjonowana 510, aby oznaczyć, które zespoły i grupy zespołów są przyporządkowane którym kanałom sterowania. Następnie sterownik ocenia 512 obciążenie ruchem systemu z dwoma kanałami sterowania, to znaczy wykorzystując jako kryterium średnią wartość parametru NOPS. System utrzymuje stosowanie drugiego kanału sterowania, aż obciążenie

174 409 ruchem zmaleje 514 poniżej 12 NOPS, po czym zespoły wykorzystujące kanał B są kierowane 516 do kanału A. Kierowanie to typowo odbywa się z zastosowaniem standardowej sygnalizacji OSW. Wreszcie, w przypadku, gdy centralny sterownik ma bazę danych, następuje usunięcie 518 partycjonowania bazy danych i wszystkie zespoły w systemie są oznaczane jako korzystające z tego samego wyznaczonego kanału sterowania.

Przebieg obsługi rozmowy przez centralny sterownik jest przedstawiony na fig. 6 w uproszczonym schemacie blokowym 600. Po oczekiwaniu 601 i odebraniu żądania kanału centralny sterownik wysyła 605 słowo OSW albo przydzielenia kanału, albo zajętości kanału. W sterowniku bez korzystania z bazy danych to słowo OSW jest wysyłane w kanale sterowania, w którym przyszło żądanie. W przypadku tych systemów, które wykorzystują bazę danych w centralnym sterowniku, przed wysyłaniem słowa OSW odpowiedzi 605 centralny sterownik kieruje 603 radio przysyłające żądanie do właściwego kanału sterowania, jeżeli nie jest już na wyznaczonym kanale sterowania. Po rozpoczęciu rozmowy przez abonenta centralny sterownik określa czy rozmowa jest nadal aktywna 607, czy też nie. Może się to odbywać z wykorzystaniem znanej sygnalizacji EOT, po odebraniu której program zostaje zakończony 613. Podczas rozmowy centralny sterownik powtarzalnie nadaje 609 słowa OSW dla tej rozmowy w kanale sterowania związanym z żądaniem. Te powtarzające się słowa OSW są wykorzystywane do zbierania później włączających się abonentów oraz innych zespołów abonenckich, które mogły tymczasowo stracić łączność z kanałem sterowania. W systemie, który nie ma bazy danych centralny sterownik wysyła 611 następnie sygnały w kanale akustycznym oznaczające źródło żądania rozmowy (tzn. który kanał sterowania wysłał żądanie). Ta niesłyszalna sygnalizacja jest wykorzystywana do utrzymywania zespołów grupy rozmów razem w tym samym kanale sterowania bez konieczności niezależnego zapamiętywania kanału sterowania dla każdego zespołu.

Figura 7 przedstawia uproszczony schemat blokowy 700 operacji rejestracji abonenta. Po włączeniu 702 zasilania lub zmianie przyporządkowania grupy abonent (radio) nadaje 704 słowo ISW żądania rejestracji. Jeżeli radio zostaje skierowane 706 do innego kanału sterowania, wówczas przechodzi na częstotliwość 708 właściwego kanału sterowania. Jeżeli nie ma skierowania do nowego kanału sterowania lub po przejściu do właściwego kanału sterowania, radio oczekuje na odebranie 710 słowa OSW potwierdzenia. Po odebraniu program rejestracji abonenta jest zakończony 712. Jeżeli słowo OSW potwierdzenia nie zostanie odebrane, radio po prostu ponownie nadaje żądanie rejestracji 704 i próbuje ponownie zarejestrować się.

Figura 8A przedstawia uproszczony schemat blokowy 800 operacji nadawania rozmowy dla radia abonenta. Po nadaniu 801 słowa PTT OSW radio sprawdza, czy zostało skierowane 803 do innego kanału sterowania. Jeśli tak, wówczas radio przełącza się 805 na właściwy kanał sterowania. Jeśli nie ma takiego skierowania, lub po przejściu na właściwy kanał sterowania, radio szuka słowa OSW zajętości lub przydzielenia kanału. Jeżeli radio odbierze słowo OSW zajętości 807, wówczas nadal kontroluje kanał sterowania, poszukując przydzielenia kanału. Podobnie, jeżeli przydzielenie kanału nie zostało otrzymane 809, radio nadal poszukuje sygnału zajętości lub sygnału przydzielenia kanału. W korzystnym przykładzie realizacji radio będzie poszukiwać przez 4 s albo słowa OSW zajętości, albo słowa OSW ' przydzielenia kanału, przy czym czas ten jest traktowany jako odpowiedni, jeżeli system działa poprawnie. Po upływie tego czasu 4 s, wyznaczonego przez zespół czasowy, radio przerywa próbę nadawania i zostaje wyłączone. Po otrzymaniu przydziału kanału radio przełącza się 811 na przydzielony kanał akustyczny i nadaje swą informację. Informacja ta jest potem nadawana w sposób ciągły, aż do chwili puszczenia 813 przycisku nadawania, co oznacza zakończenie 815 nadawania rozmowy.

Figura 8B przedstawia uproszczony schemat blokowy 850 operacji odbioru rozmowy w radiu. Po odebraniu 851 przydziału kanału dla nowej rozmowy radio przełącza się na wyznaczony kanał akustyczny 853 i kontroluje ten kanał. W alternatywnym przykładzie realizacji (bez bazy danych sterownika) radio odbiera 855 identyfikator kanału sterowania, aby powrócić do niego po odebraniu niesłyszalnego wywołania z kanału akustycznego. Zapewnia to, że skierowane radio z grupy rozmów zabiera ze sobą wszystkie inne radia w tej grupie rozmów po skierowaniu. Rozmowa trwa 857, aż do odebrania sygnału EOT, po czym następuje przestrojenie 859 obwodu akustycznego. Radio przełącza się następnie na odpowiedni kanał sterowania 861

174 809 zgodnie z niesłyszalnie odebranym 855 sygnałem identyfikatora (w systemach bez bazy danych) lub na kanał sterowania, z którego pochodzi żądanie (w systemach z bazą danych), zanim operacja odbioru zostanie zakończona 863.

FIG.5 B

174 809

FIG.2B

174 809

FIG.2C

174 809

FIG.3

174 809

FIG.4

174 809

FIG.5 A

174 809

FIG .6

174 809

FIG.8 A

174 809

FIG.8 B

174 809

101 _10Z^ 104 _/06

_1
700

110

FIG.1 A

j f IjD /oz

FIG.1 B

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wyznaczania kanału sterowania jako tymczasowego kanału akustycznego/danych w układach łączności radiowej, w celu utrzymania określonego poziomu usług telekomunikacyjnych w układzie łączności radiowej, posiadającym wiele urządzeń radiowych, ograniczoną liczbę kanałów akustycznych, kanał sterowania, w którym przesyłane są sygnały sterujące, oraz centralny sterownik przydzielający kanały akustyczne poprzez kanał sterowania, polegający na odbieraniu, od żądającego urządzenia radiowego spośród wielu urządzeń radiowych, zapotrzebowania na kanał akustyczny, oraz określaniu, czy wszystkie kanały akustyczne są zajęte, znamienny tym, że określa się, kiedy nastąpi ustalenie, że wszystkie kanały akustyczne są zajęte, aktualny stan obciążenia aktualnego kanału sterowania i w odpowiedzi na to określenie przydziela się aktualny kanał sterowania jako tymczasowy kanał akustyczny.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas przydzielania rozgłasza się w aktualnym kanale sterowania sygnału stan przesyłania sygnału akustycznego w kanale sterowania.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera etap ponownego przydzielania nowego kanału sterowania.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że w nowym kanale sterowania nadaje się sygnał zalecający nadanie słów sygnalizacji przychodzącej w wymienionym nowym kanale sterowania.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że określa się stan aktualnego obciążenia układu łączności radiowej.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że porównuje się stan aktualnego obciążenia z progiem obciążenia, przy czym ten próg obciążenia przyjmuje się jako maksymalny poziom ruchu telekomunikacyjnego, przy którym usługi telekomunikacyjne można utrzymać przynajmniej na wcześniej określonym poziomie bez stosowania wymienionego aktualnego kanału sterowania.
7. Sposób wyznaczania konfiguracji kanałów sterowania w układzie łączności radiowej posiadającym urządzenie radiowe, centralny sterownik, ograniczoną liczbę kanałów akustycznych oraz dynamiczną konfigurację kanałów sterowania, przy czym urządzenie radiowe odbiera słowa sygnalizacji wychodzącej z centralnego sterownika i nadaje słowa sygnalizacji przychodzącej do centralnego sterownika, gdzie te słowa sygnalizacji przychodzącej i wychodzącej są wykorzystywane do ułatwienia dostępu do ograniczonej liczby kanałów akustycznych, znamienny tym, że odbiera się pierwszy sygnał oznaczający, że aktualny kanał sterowania jest wyznaczany jako kanał akustyczny, ustawia się, w odpowiedzi na ten pierwszy sygnał, kolejki dalszych słów sygnalizacji przychodzącej żądania oraz w późniejszym czasie nadaje się te ustawione w kolejkę słowa sygnalizacji przychodzącej do centralnego sterownika.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że podczas ustawiania kolejki przydziela się pierwszeństwa wymienionym dalszym słowom sygnalizacji przychodzącej żądania.
9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że odbiera się drugi sygnał oznaczający ponowne wyznaczenie nowego kanału sterowania.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że podczas nadawania dodatkowo nadaje się, w odpowiedzi na ten drugi sygnał oznaczający, ustawione w kolejkę słowa sygnalizacji przychodzącej żądania poprzez wymieniony nowy kanał sterowania.

174 809