CH664464A5

CH664464A5 - DECENTRALIZED AUTOMATIC HOME PHONE CONTROL PANEL.

Info

Publication number: CH664464A5
Application number: CH2008/84A
Authority: CH
Inventors: Thomas Robert Meek; Martin Joseph Roantree; Michael David Ransom
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1983-04-23
Filing date: 1984-04-24
Publication date: 1988-02-29
Also published as: GB2138652A; GB8311091D0; ES8507700A1; GB2138652B; ES531840A0

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dezentralisierte automatische Hauszentrale, insbesondere zur Verwendung in Geschäftsräumlichkeiten. The present invention relates to a decentralized automatic home control center, in particular for use in business premises.

Eine solche Haustelefonzentrale kombiniert die Merkmale von schnurlosen Teilnehmerstationen und einer voll verteilten Steuerung. Obwohl die Anlage in der Ausführung mit radiofre-quenter Übertragung zwischen schnurlosen Teilnehmer- und Knotenstationen beschrieben wird, wäre es auch möglich, die Verbindungen zwischen den Teilnehmer- und den Knotenstationen über Infrarot-Verbindungen auszuführen oder über normale Schnurverbindungen. In gewissen Fällen werden die letztgenannten Verbindungen der radiofrequenten Übertragung vorgezogen. Such an in-house telephone exchange combines the features of cordless subscriber stations and a fully distributed control. Although the system is described in the version with radio-frequency transmission between cordless subscriber and node stations, it would also be possible to carry out the connections between the subscriber and node stations via infrared connections or via normal cord connections. In certain cases, the latter connections are preferred to radio frequency transmission.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. An embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigt: The drawing shows:

Fig. 1 ein stark vereinfachtes Blockschema der wichtigsten Teile der Anlage; Figure 1 is a greatly simplified block diagram of the most important parts of the system.

Fig. 2 die Art, wie eine Anlage nach Fig. 1 in einer Geschäftsliegenschaft aussehen könnte; FIG. 2 shows the manner in which a system according to FIG. 1 could look like in a commercial property;

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschema einer schnurlosen Teilnehmerstation zur Verwendung in den Anlagen nach Fig. 1 und 2; 3 shows a simplified block diagram of a cordless subscriber station for use in the systems according to FIGS. 1 and 2;

Fig. 4 ein vereinfachtes Blockschema einer Steuereinrichtung für eine Anlage nach Fig. 1 und 2; 4 shows a simplified block diagram of a control device for a system according to FIGS. 1 and 2;

Fig. 5 ein vereinfachtes Schema einer Anpasseinheit zwischen einer Anlage nach den Fig. 1 und 2 und dem öffentlichen Wähl-Telefonnetz; 5 shows a simplified diagram of a matching unit between a system according to FIGS. 1 and 2 and the public switched telephone network;

Fig. 6 ein vereinfachtes Blockschema einer der Knoten der Anlage nach Fig. 1 und 2; und 6 shows a simplified block diagram of one of the nodes of the system according to FIGS. 1 and 2; and

Fig. 7-11 Flussdiagramme zur Erklärung. Fig. 7-11 flow diagrams for explanation.

Bei der Anlage nach Fig. 1 ist eine Anzahl von Knotenstationen 1,2, ... 10 über ein zu bedienendes Gebäude verteilt. Diese Stationen sind miteinander über ein Kabel, z.B. ein Koaxialkabel, ein Kabel mit verdrillten Aderpaaren oder ein Lichtleiterkabel verbunden, welches Kabel sich auch zu einer Anpassschaltung PSTN an das öffentliche Wähl-Telefonnetzwerk erstreckt. Ebenfalls mit dem Kabel verbunden ist eine Steuereinrichtung CON, welche Steuerfunktionen zusätzlich zu den von Knotenstationen ausgeführten durchführt. Es ist natürlich auch möglich, z.B. die erste Knotenstation mit der Steuereinrichtung zu kombinieren. 1, a number of node stations 1, 2,... 10 are distributed over a building to be operated. These stations are connected to each other via a cable, e.g. a coaxial cable, a cable with twisted wire pairs or an optical fiber cable, which cable also extends to a matching circuit PSTN to the public switched telephone network. Also connected to the cable is a control device CON which carries out control functions in addition to those carried out by node stations. It is of course also possible, e.g. to combine the first node station with the control device.

Jede der Knotenstationen bedient einen bestimmten Zellenbereich, so dass die Anlage als zellenförmige Anlage bezeichnet werden kann, und jede der Knotenstationen bedient eine Anzahl von z.B. 50 schnurlosen Teilnehmerstationen. Wie noch erläutert wird, sind die Verbindungen zwischen den schnurlosen Teilnehmerstationen und den Knotenstationen VHF- UHF-oder Mikrowellen-Verbindungen niederer Leistung, falls erwünscht können jedoch auch Infrarot-Verbindungen verwendet werden. Jede Zelle kann eine bestimmte Anzahl von gleichzeitig laufenden Anrufen führen, z.B. 50 Anrufe zwischen verschiedenen Knoten oder 25 Anrufe zwischen schnurlosen Teilnehmerstationen des gleichen Knotens, wie im vorliegenden Falle. Für den Aufbau der Anrufe wird Zeitmultiplex verwendet und die HF-Isolation wird dadurch erreicht, dass einem Knoten nur Zeitschlitze zugeordnet werden, welche nicht mit den unmittelbar benachbarten störend zusammentreffen. Die Verwendung von Zeitmultiplex hat den Vorteil, dass der grösste Teil der Anlage unter Verwendung von relativ billigen logischen Schaltungen hergestellt werden kann. Each of the node stations serves a specific cell area so that the facility can be referred to as a cellular facility and each of the node stations serves a number of e.g. 50 cordless subscriber stations. As will be explained, the connections between the cordless subscriber stations and the node stations are VHF-UHF or low-power microwave connections, but infrared connections can also be used if desired. Each cell can make a certain number of simultaneous calls, e.g. 50 calls between different nodes or 25 calls between cordless subscriber stations of the same node, as in the present case. Time-division multiplexing is used to set up the calls and the RF isolation is achieved by only assigning time slots to a node which do not interfere with the immediately adjacent ones. The use of time division multiplexing has the advantage that the majority of the system can be manufactured using relatively inexpensive logic circuits.

Der Zeitmultiplexzyklus ist, von der Zelle aus gesehen, aufgeteilt in abwechselnde Empfangs- (Rx) und Sende-Perioden (Tx), wobei jeder aktiven Teilnehmerstation eine Rx-Periode oder eine Tx-Periode zugeteilt ist und wobei jede Rx-Periode 50 für Gespräche verwendbare Zeitschlitze vorsieht. Die Anlage benützt eine Zeitschlitzrate von 2,4 Mbit/s, wobei diese Wahl auf der Annahme basiert, dass jeder Duplex-Kanal 40 kbit/s benötigt. Die Zeitschlitz-Zuteilung wird, wie später noch gezeigt wird, durch die Steuereinrichtung CON von Fig. 1 gesteuert. The time division multiplex cycle, as seen from the cell, is divided into alternate receive (Rx) and transmit periods (Tx), with each active subscriber station being assigned an Rx period or a Tx period, and each Rx period 50 for conversations provides usable time slots. The system uses a time slot rate of 2.4 Mbit / s, this choice based on the assumption that each duplex channel requires 40 kbit / s. The time slot allocation, as will be shown later, is controlled by the control device CON of FIG. 1.

Bei der Anlage nach Fig. 1 kann sowohl dem Knoten 2 als auch dem Knoten 9 der gleiche Zeitschlitz für eine bestimmte Verbindung zugeteilt werden, weil die HF-Sender in den Knotenstationen und in den schnurlosen Teilnehmerstationen mit geringer Leistung arbeiten, so dass die Dämpfung Störungen verhindert. Dies ist insbesondere dann wahr, wenn die Anlage relativ gross ist. Man muss sich vorstellen, dass eine solche Anlage eine Fläche von mehr als 1000 m2 mit einer Kabellänge von 1 km abdecken kann. Eine solche Anlage könnte ungefähr 400 Teilnehmerstationen bedienen. 1, both the node 2 and the node 9 can be assigned the same time slot for a particular connection, because the RF transmitters in the node stations and in the cordless subscriber stations operate with low power, so that the damping interference prevented. This is particularly true if the plant is relatively large. One has to imagine that such a system can cover an area of more than 1000 m2 with a cable length of 1 km. Such a system could serve approximately 400 subscriber stations.

Wenn die Übermittlung zwischen Teilnehmerstationen und Knotenstation über IR-Verbindungen erfolgt, ist das Risiko von Störungen eher geringer als bei HF-Verbindungen. In einem solchen Falle könnten die Sende- und Empfangs-Vorrichtungen der Knotenstation an der Decke montiert sein, um eine gute Flächendeckung zu erreichen. Es ist zu bemerken, dass bei einer solchen Anlage gleichzeitig sowohl HF-Verbindungen als auch IR-Verbindungen zwischen Teilnehmerstationen und Knotenstation benützt werden können, und dass zusätzlich noch übliche, nicht schnurlose Teilnehmerstationen verwendet werden können, falls dies geeignet erscheint. If the transmission between subscriber stations and node station takes place via IR connections, the risk of interference is rather lower than with HF connections. In such a case, the transmitting and receiving devices of the node station could be mounted on the ceiling in order to achieve a good area coverage. It should be noted that in such a system, both RF connections and IR connections between subscriber stations and node stations can be used at the same time, and that conventional subscriber stations that are not cordless can also be used if this appears appropriate.

Éine andere Möglichkeit besteht darin, insbesondere bei grossen Anlagen, dass das Kabel verzweigt wird. Another possibility is to branch the cable, especially in large systems.

Fig. 2 zeigt eine typische Installation einer solchen Anlage. Fig. 2 shows a typical installation of such a system.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

664 464 664 464

Hier ist die Flächendeckung jedes Knotens angenähert definiert durch eine bestimmte Grenz-Feldstärke, welche üblicherweise 10-20 dB höher ist als die Empfindlichkeit des Empfängers, um an den Grenzen der Zelle noch einen guten Empfang sicherzustellen. Daher können die Zellen von unterschiedlicher Grösse sein. Die Wände zwischen den verschiedenen Zellen bewirken natürlich eine Dämpfung, welche die Isolation der Zellen untereinander erleichtert. Here, the area coverage of each node is approximately defined by a certain limit field strength, which is usually 10-20 dB higher than the sensitivity of the receiver in order to ensure good reception at the cell borders. Therefore, the cells can be of different sizes. The walls between the different cells naturally cause damping, which facilitates the isolation of the cells from one another.

Eine solche Anlage kann leicht erweitert werden durch Hinzufügen von weiteren Zellen, mit dem Vorbehalt, dass räumlich weit voneinander entfernte Zellen mit meistens zwei oder mehr dazwischenstehenden Wänden eine gegenseitige Störung verhindern. In solchen Fällen, bei welchen die gleichen Zeitschlitze also wieder verwendet werden, kann in den Knotenstationen oder in der Steuereinrichtung ein gewisses Zeitschiitzumschalten nötig sein. Dies tritt auch auf, wenn eine Teilnehmerstation zwischen Knoten verschoben wird. Such a system can easily be expanded by adding further cells, with the proviso that cells that are spatially far apart from one another with usually two or more walls in between prevent mutual interference. In those cases in which the same time slots are used again, a certain time slot switchover may be necessary in the node stations or in the control device. This also occurs when a subscriber station is moved between nodes.

Jeder Knoten der Anlage kann 50 Zeitschlitze übernehmen, wobei hier ein Zeitschlitz als eine Vollduplex-Verbindung zwischen einer Teilnehmerstation und einer Knotenstation definiert. Dies ergibt einen Datenfluss von 2,4 Mbit/s und eine Sprachdatenrate von 24 kbit/s. Zeitschlitze werden den Zellen durch die Steuereinrichtung CON nur bei Bedarf zugeteilt. Ein einer Zelle so zugeteilter Zeitschlitz ist dann für die benachbarten (im HF-Sinne) Zellen nicht zugänglich. Einander benachbarte Zellen sind in Ausdrücken der Feldstärke definiert, wobei die geeigneten Pegel in der Steuereinrichtung programmiert sind. Dies ermöglicht, dass ein gewünschtes Schutzverhältnis aufrecht erhalten werden kann und erlaubt, dass die Anlage erweitert werden kann, da neue Zellen nach Bedarf in der Steuereinrichtung programmiert werden können. Each node of the system can take over 50 time slots, here a time slot being defined as a full duplex connection between a subscriber station and a node station. This results in a data flow of 2.4 Mbit / s and a voice data rate of 24 kbit / s. Time slots are only allocated to the cells by the control device CON if necessary. A time slot allocated to a cell is then not accessible to the neighboring cells (in the HF sense). Adjacent cells are defined in terms of field strength, with the appropriate levels being programmed in the controller. This enables a desired protection relationship to be maintained and allows the facility to be expanded since new cells can be programmed in the controller as needed.

Die Steuereinrichtung CON ortet jede Teilnehmerstation, indem alle paar Sekunden ein Sendeabruf-Vorgang durchgeführt wird, was bedeutet, dass ein Zeitschlitz als Ortungs-Zeit-schlitz verwendet wird. Eine solche Ortung kann auf der Basis der Feldstärke oder der Messung der Ausbreitungsverzögerung gemacht werden. Aus der so erhaltenen Information baut die Steuereinrichtung eine Karte der Standorte der Teilnehmersta-tionen auf, was ermöglicht, dass die Zeitschlitz-Zuweisung optimiert werden kann. Zusätzlich ist ein Dienst-Zeitschlitz reserviert für die Abfrage und Bedienung der Teilnehmerstationen, z.B. mit einer Rate von einer Teilnehmerstation pro Sekunde. In gewissen Fällen kann der gleiche Zeitschlitz sowohl für die Ortungs- als auch für die Abfrage/Bedienungs-Funktionen verwendet werden. Es ist zu bemerken, dass eine Teilnehmersta-tion ihre Rufnummer behält, wenn auch immer der Benutzer die Station innerhalb der Anlage verschiebt. Wenn ein Zellenwechsel detektiert wird, instruiert die Steuereinrichtung den neuen Zellenknoten, mit der Teilnehmerstation auf dem vorhandenen Zeitschlitz in Verbindung zu bleiben. Wenn dies nicht möglich ist, dann wird dem neuen Knoten und der Teilnehmerstation ein anderer Zeitschlitz zugeordnet. Es soll nun das Blockschema der schnurlosen Teilnehmerstation nach Fig. 3 betrachtet werden. Ein Mikrophon 1 ist mit einem Sendecoder 2 verbunden, welcher die digitale Version des Sprachabtastwertes erzeugt und zwar unter Verwendung einer Technik mit geringer Bitrate, z.B. Pulscode-Modulation (PCM), Delta-Modulation mit gesteuert variabler Neigung (CVSD) usw. Die so erzeugten Sprachabtastwerte laufen über einen Sprachspeicher 3 an ein Ausgangsregister 4, von wo sie geeignet getaktet gemäss dem Anlagetakt an einen HF-Sender 5 gelangen. The control device CON locates each subscriber station by carrying out a polling operation every few seconds, which means that a time slot is used as the location time slot. Such location can be made based on the field strength or the measurement of the propagation delay. The control device builds a map of the locations of the subscriber stations from the information thus obtained, which enables the time slot allocation to be optimized. In addition, a service time slot is reserved for querying and operating the subscriber stations, e.g. at a rate of one subscriber station per second. In certain cases, the same time slot can be used for both the location and the query / service functions. It should be noted that a subscriber station keeps its phone number whenever the user moves the station within the system. When a cell change is detected, the controller instructs the new cell node to stay connected to the subscriber station on the existing time slot. If this is not possible, a different time slot is assigned to the new node and the subscriber station. The block diagram of the cordless subscriber station according to FIG. 3 is now to be considered. A microphone 1 is connected to a transmit encoder 2 which generates the digital version of the speech sample using a low bit rate technique, e.g. Pulse code modulation (PCM), delta modulation with controlled variable inclination (CVSD) etc. The speech samples thus generated run via a speech memory 3 to an output register 4, from where they arrive at an HF transmitter 5 in a suitably timed manner according to the plant cycle.

Ankommende Sprachsignale und andere Signale, insbesondere die oben erwähnten Abfrage- und Ortungssignale werden durch einen Empfänger 6 empfangen, wobei Taktsynchronsignale durch einen Synchrondetektor 7 extrahiert werden. Letzterer steuert einen phasenverriegelten Oszillator 8, welcher den Takt der Teilnehmerstation abgibt. In der Teilnehmerstation ankommende Daten werden durch einen Datendetektor 9 extrahiert, welcher den Bitstrom auf Daten überwacht und diese an ihren Kennzeichen erkennt, z.B. dem Bitmuster in einer PCM-Anlage. Die so detektierten Daten werden an einen Mikroprozessor 10 angelegt, welcher die Teilnehmerstation steuert. Dieser spricht auf die oben erwähnten Ortungssignale an, indem er veranlasst, dass der Sender entsprechend antwortet, dasselbe geschieht für Dienst/Status-Daten. Ankommende Anrufe werden auch auf diese Art empfangen und der Mikroprozessor 10 führt die Anruffunktionen aus, z.B. Erzeugung des Rufsignals. Incoming voice signals and other signals, in particular the above-mentioned interrogation and location signals, are received by a receiver 6, clock-synchronous signals being extracted by a synchronous detector 7. The latter controls a phase-locked oscillator 8, which emits the clock of the subscriber station. Data arriving in the subscriber station are extracted by a data detector 9, which monitors the bit stream for data and recognizes it by its characteristics, e.g. the bit pattern in a PCM system. The data detected in this way are applied to a microprocessor 10 which controls the subscriber station. This responds to the location signals mentioned above by causing the sender to respond accordingly, the same is done for service / status data. Incoming calls are also received in this way and the microprocessor 10 performs the call functions, e.g. Generation of the call signal.

Ankommende Sprache läuft über einen Sprachdetektor 11, einen Sprachspeicher 12 und einen Empfangsdecoder 13 an einen Hörer oder einen Lautsprecher 14. Incoming speech runs via a speech detector 11, a speech memory 12 and a reception decoder 13 to a receiver or a loudspeaker 14.

Am Prozessor 10 ist auch eine Tastatur 15 angeschlossen, um Wählfunktionen durchzuführen und um Daten zu übermitteln, weiter eine Anzeige 16 für ankommende Daten, welche z.B. auch die Identifikation des rufenden Teilnehmers angeben kann, und endlich einen Speicher 17 für den Prozessor. A keyboard 15 is also connected to the processor 10 in order to carry out dialing functions and to transmit data, furthermore a display 16 for incoming data, which e.g. can also indicate the identification of the calling subscriber, and finally a memory 17 for the processor.

In Fig. 4 ist das Blockschema der Steuereinrichtung CON von Fig. 1 und 2 gezeigt.- Diese Steuereinrichtung ist an beiden ihrer «Enden» Mit dem Kabel verbunden, wie dies aus den Empfängern 20, 21 und den Sendern 22, 23 ersichtlich ist. Die • Einrichtung weist einen Steuerdetektor 24 für ankommende für Steuerzwecke benützte Information auf, welcher einen Prozessor 25 über eine Paritätsprüfschaltung 26 und einen Steuer-Pufferspeicher 27 speist. Der Prozessor 25 übt seine Steuerfunktion über einen weiteren Steuer-Pufferspeicher 28, einen Datenmul-tiplexer 29 und ein taktkorrigierendes Ausgangsregister 30 durch. Ein Teil der Sammelschienen zwischen den einzelnen Blöcken sind acht-drähtige Sammelschienen, wie gezeigt. 4 shows the block diagram of the control device CON of FIGS. 1 and 2. This control device is connected to the cable at both of its “ends”, as can be seen from the receivers 20, 21 and the transmitters 22, 23. The device has a control detector 24 for incoming information used for control purposes, which feeds a processor 25 via a parity check circuit 26 and a control buffer memory 27. The processor 25 performs its control function via a further control buffer memory 28, a data multiplexer 29 and a clock-correcting output register 30. Part of the busbars between the individual blocks are eight-wire busbars, as shown.

Der Anlagetakt, auf welchen sich die verschiedenen Knoten und Teilnehmerstationen synchronisieren, stammt von einer Bezugsquelle 31, welche einen Synchrongenerator 32 und ein Synchronregister 33 steuert, die wie gezeigt angeschlossen sind. The system clock on which the various nodes and subscriber stations synchronize comes from a source of supply 31 which controls a synchronous generator 32 and a synchronous register 33, which are connected as shown.

Es ist zu bemerken, dass Sprache oder andere Daten, welche durch die Steuereinrichtung laufen, aber nicht für diese bestimmt sind, über die Verbindungen laufen, die zwischen den Empfängern und Sendern gezeigt sind. It should be noted that speech or other data that passes through, but is not intended for, the controller passes over the connections shown between the receivers and transmitters.

Fig. 5 zeigt eine PSTN-Anpasssehaltung, d.h. die Anpassschaltung zwischen der Anlage und der aussenliegenden Welt, d.h. einem öffentlichen Wähl-Telefonnetz. Wenn die Anlage eine Inselanlage ist, dann ist diese Anpassschaltung nicht notwendig. Die Anpassschaltung ist auf einer Seite C mit dem Kabel zwischen dem Knoten verbunden und auf der andern Seite über Leitungsanpassschaltungen 40, 40 mit Leitungen zum öffentlichen Wähltelefon-Netz. Auf der Seite C sind ein Empfänger 42 und ein Sender 43 über ein Daten-Richtungsregister 44 miteinander verbunden, welches sicherstellt, dass ankommende und abgehende Signale nicht aufeinanderprallen. Der Empfänger 42 gibt einer Taktschaltung Zugriff, welche eine Synchrondetektorschaltung 45, einen phasenverriegelten Oszillator 46 und eine Taktbezugs-Signalquelle 47 aufweist, so dass die Anpassschaltung mit der Anlage synchronisiert ist. Weiter ist ein Steuerdetektor 48 und eine Paritätsprüfungsschaltung 49 vorhanden, über welche ankommende Daten einen Prozessor 50 erreichen. Ankommende Sprache wird in einem Sprachdetektor 51 detektiert, von wo sie über einen Sprachspeicher 52 zu einem Zeitschlitz/Leitungs-Decoder 53 läuft, von wo sie zum Coder der Leitungs-Anpassschaltung läuft, die für das Gespräch gewählt wurde. Dies ist entweder die Anpassschaltung, auf welcher ein für die Anlage bestimmter Anruf ankommt oder die durch den Prozessor für ein abgehendes Gespräch gewählte Anpassschaltung. Diese Funktionen benützen ein Leitungsanpass-Steuerre-gister 54 und ein Zeitschlitz/Leitungs-Steuerregister 55. Sprache von der Leitung kommt über den Decoder 53 an, von wo sie über einen Kabel-Sprachspeicher 56, einen Datenmultiplexer 57 und ein Ausgangstaktregister 58 an den Sender 43 gelangt. Figure 5 shows a PSTN adaptation attitude, i.e. the adaptation circuit between the system and the outside world, i.e. a public switched telephone network. If the system is a stand-alone system, this adaptation circuit is not necessary. The adapter circuit is connected on one side C to the cable between the node and on the other side via line adapter circuits 40, 40 with lines to the public switched telephone network. On the C side, a receiver 42 and a transmitter 43 are connected to one another via a data direction register 44, which ensures that incoming and outgoing signals do not collide. The receiver 42 gives access to a clock circuit, which has a synchronous detector circuit 45, a phase-locked oscillator 46 and a clock reference signal source 47, so that the matching circuit is synchronized with the system. There is also a control detector 48 and a parity check circuit 49, via which incoming data reach a processor 50. Incoming speech is detected in a speech detector 51, from where it runs via a speech memory 52 to a time slot / line decoder 53, from where it runs to the encoder of the line matching circuit which was chosen for the conversation. This is either the adapter circuit on which a call intended for the system arrives or the adapter circuit selected by the processor for an outgoing call. These functions use a line match control register 54 and a time slot / line control register 55. Speech from the line arrives through decoder 53, from where it passes through a cable speech memory 56, a data multiplexer 57 and an output clock register 58 to the transmitter 43 arrives.

Für die normalerweise von einer Bedienungsperson durchge5 For those normally trained by an operator

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

664 464 664 464

4 4th

führten Funktionen, z.B. die Weiterleitung ankommender Gespräche, ist eine Bedienstation 60 vorgesehen. performed functions, e.g. the forwarding of incoming calls, an operator station 60 is provided.

Fig. 6 zeigt ein Blockschema einer der Knoten der Anlage, welcher über das Kabel mit Empfängern 70, 71 und Sendern 72, 73 verbunden ist, wobei Zwischenverbindungen vorhanden sind, um Sprache und Daten, die nicht für den gezeigten Knoten bestimmt sind, durchlaufen zu lassen. Ein grosser Teil dieses Schemas ist ähnlich dem soeben beschriebenen Blockdiagramm, wenn auch etwas komplizierter, und wird nicht im Detail beschrieben. FIG. 6 shows a block diagram of one of the nodes of the system, which is connected via the cable to receivers 70, 71 and transmitters 72, 73, with interconnections being present to pass through voice and data which are not intended for the node shown to let. Much of this scheme is similar to the block diagram just described, albeit a little more complicated, and is not described in detail.

Zusätzlich hat die Knotenschaltung eine Knotenausrüstung, wobei ein HF-Subsystem 74 mit dem Rest des Knotens über Modulations- und Demodulations-Anordnungen 75 und 76 verbunden ist. In addition, the node circuit has node equipment with an RF subsystem 74 connected to the rest of the node via modulation and demodulation arrangements 75 and 76.

Die Arbeitsweise der Anlage kann aus den in Fig. 7 bis 10 gezeigten Flussdiagrammen entnommen werden, die sich auf den Anruf-Aufbau in einer dezentralisierten Nebenstellenanlage oder Hauszentrale beziehen, während sich Fig. 11 auf die Routine bei der Verbindungsauflösung bezieht. The operation of the system can be seen from the flow diagrams shown in FIGS. 7 to 10, which relate to the call setup in a decentralized private branch exchange or home exchange, while FIG. 11 relates to the routine in connection resolution.

Es sollen nun kurz einige der Protokolle diskutiert werden, die beim Aufbau von Verbindungen über die Anlage benützt werden, beginnend mit Verbindungen Knoten-Teilnehmersta-tion. Das verwendete Protokoll erlaubt einem der Knoten die Synchronisation, die Ortung, die Abfrage und den Empfang von Statusangaben von bis zu 400 Teilnehmerstationen mit einer Antwortzeit zwischen 1,3 und 2,6 s. Es kann also die maximale für die Anlage angenommene Anzahl von Teilnehmerstationen abgefertigt werden, selbst wenn sie zufällig alle in dem von diesem Knoten bedienten Gebiet liegen. Die Abfrage/ Status-Rapporte ermöglichen einen typischen Zentralen/Teil-nehmerstations-Dialog aufzubauen, z.B. Hörer abgehoben, Rufanforderung, Auflösen, usw. und ermöglicht auch, Zeitschlitzanforderungen und -Zuleitungen auszuführen. In diesem Zusammenhang wird auf die Flussdiagramme verwiesen. Some of the protocols that are used when establishing connections via the system are now to be briefly discussed, starting with connections node-subscriber station. The protocol used allows one of the nodes to synchronize, locate, query and receive status information from up to 400 subscriber stations with a response time between 1.3 and 2.6 s. The maximum number of subscriber stations assumed for the system can thus be handled, even if they all happen to be in the area served by this node. The query / status reports enable a typical central / subscriber station dialog to be established, e.g. Handset off-hook, call request, dissolve, etc. and also allows time slot requests and routings to be made. In this context, reference is made to the flow diagrams.

Für normalen Telefonbetrieb, unterstützt jeder Knoten bis zu 50 Duplexleitungen, so dass er bis zu 25 Anrufe innerhalb des Knotens oder 50 Anrufe zwischen Knoten verarbeiten kann, wobei die Anpassschaltung an das öffentliche Wähltelefonnetz hier als Knoten betrachtet wird, oder Kombinationen aus diesen Zahlen. Die wirksame Fläche eines Knotens bei Annahme von Hindernisfreiheit ist 7800 m2, d.h. eine Fläche mit einem Radius von 50 m. For normal telephone operation, each node supports up to 50 duplex lines, so that it can process up to 25 calls within the node or 50 calls between nodes, the adaptation circuit to the public switched telephone network being considered here as a node, or combinations of these numbers. The effective area of a node assuming freedom from obstacles is 7800 m2, i.e. an area with a radius of 50 m.

Alle Zeitschlitze sind unabhängig von den Sendern der Knoten synchronisiert, zu welchem Zwecke es notwendig ist, alle Knotensender innerhalb einer Toleranz von 100 ns zu verriegeln. Jeder Knoten benötigt eine programmierbare Verzögerung mit einer Genauigkeit innerhalb 100 ns, welche Verzögerung gleich der Laufzeitverzögerung im Knoten ist und durch einen HF-Takt (z.B. 20 MHz) und einen Zähler in jedem Knoten erzeugt wird. Weiter ist eine Schutzverzögerung zwischen jeder Übertragung Knoten/Teilnehmer oder Teilnehmer/Knoten vorhanden, welche auf zwei Bitperioden festgelegt ist. Diese besteht aus einer Bitperiode (500 ns) für die Sender-Ein/Aus-Schaltzeit und aus einer Bitperiode für die Rückwärts-Ausbrei-tungsverzögerung (350 ns) und einer Zeit für das Phasenzittern (150 ns). Die Sender-Ein/Aus-Schaltzeit von einer Bitperiode wurde gewählt, um die Anzahl der Nebenspitzen im HF-Spek-trum zu reduzieren. All time slots are synchronized independently of the transmitters of the nodes, for which purpose it is necessary to lock all the node transmitters within a tolerance of 100 ns. Each node requires a programmable delay with an accuracy within 100 ns, which delay is equal to the delay time in the node and is generated by an RF clock (e.g. 20 MHz) and a counter in each node. There is also a protection delay between each node / node or node / node transmission, which is set to two bit periods. This consists of a bit period (500 ns) for the transmitter on / off switching time and a bit period for the reverse propagation delay (350 ns) and a time for the phase jitter (150 ns). The transmitter on / off switching time of one bit period was chosen in order to reduce the number of secondary peaks in the RF spectrum.

Eine Teilnehmerstation wird geortet, indem die Rückwärts-übertragungs-Verzögerungszeit ihres Statuswortes an jedem Knoten gemessen wird, welche Messung im Spalt zwischen aufeinanderfolgenden vom Knoten aus gesendeten Statuswörtern stattfindet. Während eines stetigen Zustandes, d.h. wenn der Ort jeder Teilnehmerstation bekannt ist, gibt der rufende Knoten ein Kommandowort an die zu ortende Teilnehmerstation ab, was in diesem Knoten einen Zähler startet. Dieser Zähler wird angehalten, wenn von der gewünschten Teilnehmerstation ein Statuswort empfangen wird. Der Zählerstand wird an den A subscriber station is located by measuring the backward transmission delay time of its status word at each node, which measurement takes place in the gap between successive status words sent from the node. During a steady state, i.e. if the location of each subscriber station is known, the calling node issues a command word to the subscriber station to be located, which starts a counter in this node. This counter is stopped when a status word is received from the desired subscriber station. The counter reading is sent to the

Prozessor in der Steuereinrichtung der Anlage geschickt und dieser wählt den Knoten mit dem niedersten Zählstand aus und befiehlt dieser Teilnehmerstation, mit dem entsprechenden Knoten zu verkehren. Die Ortungskarte innerhalb jedes Knotens wird während dieses Vorgangs für jede Teilnehmerstation auf den neuesten Stand gebracht. Dieser Ortungsvorgang wird alle 1,3 s wiederholt und bei Verwendung eines Zählers, welcher mit 14,4 MHz läuft, ist es möglich, den Ort jeder Teilnehmerstation innerhalb ungefähr 20 m anzugeben. Processor sent in the control device of the system and this selects the node with the lowest count and commands this subscriber station to run with the corresponding node. The location map within each node is updated for each subscriber station during this process. This locating process is repeated every 1.3 s and when using a counter that runs at 14.4 MHz, it is possible to indicate the location of each subscriber station within approximately 20 m.

Es werden drei verschiedene Arten von Bitrahmen benützt, die erste ist ein Synchronisierrahmen, welcher aus 54 Bits für die Knotenidentifikation samt Vorwort und zwei Schutzbits besteht. Dieser Rahmen wird von jedem Knoten aufeinanderfolgend abgegeben (der Rahmen wird abgegeben von Knoten 10, 9, 8, ... 1). Dieser Rahmen synchronisiert die Taktflanken aller zu diesem Knoten gehörenden Teilnehmerstationen mit der Flanke des Knotentaktes. Three different types of bit frames are used, the first is a synchronization frame, which consists of 54 bits for node identification including the foreword and two protection bits. This frame is delivered by each node in succession (the frame is delivered by nodes 10, 9, 8, ... 1). This frame synchronizes the clock edges of all subscriber stations belonging to this node with the edge of the node clock.

Ein Steuerrahmen besteht aus 24 Steuerbits vom Knoten zur Teilnehmerstation, 24 Statusbits von der Teilnehmerstation zum Knoten und 8 Bits für die Schutzbänder. Dieser Rahmen hat also abfolgend die 24 Steuerbits, ein Schutzband von 2 Bits, die 24 Statusbits der Teilnehmerstation und ein Schutzband mit 6 Bits. A control frame consists of 24 control bits from the node to the subscriber station, 24 status bits from the subscriber station to the node and 8 bits for the guard bands. This frame consequently has the 24 control bits, a guard band of 2 bits, the 24 status bits of the subscriber station and a guard band with 6 bits.

Die Sprachrahmen enthalten je 50 Vollduplex-Sprachblöcke, jeder mit 64 Sprachdatenbits von der Teilnehmerstation zum Knoten, 64 Sprachdatenbits vom Knoten zur Teilnehmerstation und 4 Bits als Schutzband. The speech frames each contain 50 full-duplex speech blocks, each with 64 speech data bits from the subscriber station to the node, 64 speech data bits from the node to the subscriber station and 4 bits as a guard band.

Es soll nun das Protokoll für Verbindungen zwischen den Knoten betrachtet werden, welches den Sprach- und Datenverkehr zwischen den Knoten und den Verkehr des Knotens mit der Steuereinrichtung verarbeitet. Die Anlage ist erweiterbar in Einheiten von je einem Knoten bis zur maximalen Anzahl von zulässigen Knoten. Sie kann auch als Inselanlage funktionieren, z.B. wenn das Hauptkabel zwischen den Knoten unterbrochen ist, in welchem Fall die Anlage sich selbst wieder aufbaut, so dass der volle Service für alle Knoten zugänglich ist, welche immer noch mit dem ersten Knoten und der Steuereinrichtung verbunden sind. Let us now consider the protocol for connections between the nodes, which processes the voice and data traffic between the nodes and the traffic of the node with the control device. The system can be expanded in units of one node each up to the maximum number of permissible nodes. It can also function as a stand-alone system, e.g. if the main cable between the nodes is interrupted, in which case the system rebuilds itself, so that full service is accessible to all nodes that are still connected to the first node and the control device.

Zur Erklärung der Arbeitsweise wird angenommen, dass die Anlage 10 Knoten aufweist, wobei Knoten 1 mit der Steuereinrichtung und mit der Anpassschaltung zum öffentlichen Schalttelefon-Netzwerk verbunden ist. Zu jedem Zeitpunkt gibt es nur einen Datenfluss in einer Richtung im Kabel, so dass Daten vom letzten Knoten den Knoten 1 erreichen müssten, bevor eine andere Übertragung in der umgekehrten Richtung auftreten kann. Beim Betrieb ist so der vollständige Datenrahmen in zwei Teile getrennt, wobei der erste Rahmenteil aus dem Datentransfer zwischen den Knoten besteht. Dieser Transfer besteht aus Datenwörtern mit einem Vorwort aus einem Code für den Knoten, von welchem es stammt, gefolgt von Datenwörtern für jeden Knoten, je versehen mit einem Vorwort. Der zweite Rahmenteil besteht aus Sprachblöcken, wobei jeder adressiert ist durch ein Vorwort, das den Knoten identifiziert, welchem sie zugeordnet sind. Dann folgend die 50 Sprachblöcke, die diesem Knoten zugeordnet werden können. Es ist zu bemerken, dass, obwohl der Datenrahmenteil Fehlerdetektion/Korrektur aufweist, dies für die Sprachblöcke nicht notwendig ist. To explain the mode of operation, it is assumed that the system has 10 nodes, node 1 being connected to the control device and to the matching circuit for the public switching telephone network. There is only one direction of data flow in the cable at any point in time, so data from the last node should reach node 1 before another transmission in the opposite direction can occur. During operation, the complete data frame is separated into two parts, the first frame part consisting of the data transfer between the nodes. This transfer consists of data words with a preface from a code for the node from which it originates, followed by data words for each node, each provided with a preface. The second frame part consists of speech blocks, each of which is addressed by a preface that identifies the node to which they are assigned. Then follow the 50 language blocks that can be assigned to this node. It should be noted that although the data frame part has error detection / correction, this is not necessary for the speech blocks.

Wenn Knoten 9, der zweitletzte Knoten das Datenwort von Knoten 10 feststellt, entfernt er die für den Empfang bestimmten Daten und fügt die eigenen, auszusendenden Daten hinzu. Wenn der Knoten den Beginn des Sprachrahmens detektiert, dann fügt er Daten hinzu in den Zeitschlitzen, die den Knoten entsprechen, mit welchen er in Verbindung ist. Dies wird dann auf dem Kabel zu Knoten 8 geschickt. Wenn Knoten 9 während der Verarbeitung seine eigenen Sprachblöcke erreicht, werden diese intern gespeichert und nicht zu Knoten 8 geschickt. Wenn also der Rahmen dem Kabel entlangläuft, entnimmt jeder Kno- When node 9, the second to last node detects the data word from node 10, it removes the data intended for reception and adds its own data to be sent out. When the node detects the beginning of the speech frame, it adds data in the time slots that correspond to the nodes with which it is connected. This is then sent to node 8 on the cable. If node 9 reaches its own speech blocks during processing, these are stored internally and are not sent to node 8. So if the frame runs along the cable, each knot

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

664 464 664 464

ten seine eigenen ankommenden Daten und fügt seine eigenen ausgehenden Daten hinzu. Wenn der Rahmen den letzten Knoten, Knoten 19 erreicht, wird ein Rückwärtsdatenrahmen über das Kabel geschickt. Dieser Rückwärtsrahmen hat die gleiche Form wie der bereits beschriebene, ermöglicht aber, dass eine Verbindung aufgebaut werden kann zwischen tief und hoch numerierten Knoten, z.B. Knoten 7 kann nun mit Knoten 8, 9, 10 usw. verkehren. added its own incoming data and adds its own outgoing data. When the frame reaches the last node, node 19, a reverse data frame is sent over the cable. This backward frame has the same shape as the one already described, but enables a connection to be established between low and high numbered nodes, e.g. Node 7 can now run with nodes 8, 9, 10 etc.

In der beschriebenen Anlage ist das verwendete Kabel ein elektrisches Koaxialkabel, es könnte auch ein Lichtleiterkabel sein, so dass dessen grosse Bandbreite ausgenützt werden könnte, oder es wäre selbst ein Kabel mit verdrillten Adern möglich, j Obwohl bei der Beschreibung der Anlage Bezug genommen wurde auf die Verwendung von Zeitmultiplex auf dem Kabel, ist zu bemerken, dass die Verwendung von Frequenzmultiplex ebenfalls möglich wäre. In the system described, the cable used is an electrical coaxial cable, it could also be an optical fiber cable, so that its wide bandwidth could be used, or even a cable with twisted wires would be possible, although reference was made to the description of the system the use of time division on the cable, it should be noted that the use of frequency division would also be possible.

v v

9 Blätter Zeichnungen 9 sheets of drawings

Claims

664 464

1. Decentralized automatic in-house telephone exchange, characterized by node stations (1, 2, ..., 10) distributed over the zone to be operated, each of these stations representing one of the nodes of a cellular system with HF or IR transmission, each by a number of subscriber stations, each of which is assigned to one of the node stations, connections between the subscriber stations and the node stations via HF, IR or cord connections, and by a cable which connects the node stations in such a way that connections between the node stations via the cable can be set up in time division multiplex or frequency division multiplex.

2. Control center according to claim 1, characterized in that connections between the node stations can be set up in time-division multiplex, that each of the node stations can use a number of time-division multiplex channels, and that a control device (CON) is present which provides the time-division multiplex channels for the connections between the corresponding ones assigns cordless subscriber stations, regardless of whether these stations are assigned to the same or different node stations.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Control center according to claim 2, characterized in that one of the node stations has the control device.

4. Control center according to one of claims 2 or 3, characterized in that walls subdivide the zone to be operated by the respective node stations, such that the RF connections of a specific node station are limited by the damping effect of the walls on the zone surrounding this node station .

5. Control center according to one of claims 1 to 4, characterized in that an adapter circuit (PSTN) is provided, via which there is access to a number of lines of a public switched telephone network from the cable connecting the node stations.

6. Central according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connections between the stations can be set up as full duplex connections.