CN1061195C - 公用通信交换网实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电话、数据交换网系统工程技术。

为了充分利用双向有线电视的频率资源，在双向有线电视网中加入电话、数据交换功能，实现所有用户终端机在双向有线电视网络载体上共享所分配的信道资源和多信道共用、分散自控交换的技术方案，本发明综合采用双向有线电视技术结合多信道共用交换技术及计算机技术构成在双向有线电视载体中使用的电话、数据交换网系统。

Description

公用通信交换网实施方法

本发明属于电话、数据交换网系统工程技术。

本发明背景：

电力线，电话线，电视线已成为现代化生活的组成部分。当前有线电视的发展很快，预期发展速度和家庭用户普及率要超过电话。移动电话是一项高新技术，由于空间频率资源的限制，划分在UHF频段工作，组网设备复杂，投资昂贵。

本发明涉及、借鉴现有的成熟技术，采用了双向有线电视技术结合多信道共用交换技术和计算机技术以及数字信令、连网技术。

参考1：1988年《无线电》第6期5页文章“双向电缆电视”，文章中对双向电缆电视的系统和传输方式(空分、时分、频分)，传输媒介(同轴、光纤)和双向线路放大器、分支器、反向调制器和频率变换器等部件作了介绍。

参考2：1990年《无线电与电视》第3期20页文章：“900MHz无中心无线电话机”，文章中介绍了一种采用微处理机技术和数字技术，构成多信道共用自动选取空闲信道、数字选呼自动接续多址用户的无线通讯系统。

参考3：人民邮电出版社88年出版的《移动通信工程》，书号ISBN7-115-03521-0／TN．041。提供了有关频谱利用，通信制式，调制方式，系统设计等各种设计参考资料。

参考4：涉及计算机技术和单片机通讯控制技术、网络技术有：西北电讯工程学院出版社1985年出版的《微型计算机原理及接口技术》，北京航空航天大学出版社1990年出版的《单片机应用系统设计》，《单片机应用技术选编》等。

本发明的目的是综合采用双向有线电视技术结合多信道共用交换技术及计算机技术构成在双向有线电视载体中使用的电话、数据交换网系统。

无线电波能够在空中传播，也能在同轴电缆等载体上传输。将空中传输的无线电波改在双向有线电视载体上传输，所有用户终端机在双向有线电视载体上共享所分配的信道资源，可以有不同技术方案，可以有各种带宽和调制模式。

一种基本的技术方案是以双向有线电视网为载体，划分上行、下行频段，构成双向有线电视网络，按一定频率间隔，分配若干信道，采用多信道共用交换技术，组成电话、数据交换网。

交换网设备组成有：频谱接收机，监测接收机，信道广播机，用户终端机，计算机，下行频道变换器，双向有线电视传输线。

这里提到的监测接收机是固定在若干个控制信道收集用户数字信令的由单片机控制的接收机，信道广播机是固定在一个广播信道播发可用信道的由单片机控制的发信机，频谱接收机是在所有信道扫描接收并且监测信道电平的由单片机控制的接收机，近似于在有线电视网中使用的场强仪，频谱接收机、监测接收机和信道广播机由其内含单片机的通讯接口与计算机的通讯接口相互连接；用户终端机是由单片机控制的收发信机，每个用户终端机有一个地址号码；下行频道变换器是一个变频器，是将上行频段的信号经上变频变到下行频段；双向有线电视传输线是双向有线电视网络所固有的，传输线系统可利用现有的有线电视网络改建或按双向有线电视网络标准新建，它的应用可大可小，电话、数据交换网内的用户和中继可逐步增容。

上行、下行频段在双向有线电视中有低分割，中分割，高分割。采用低分割，分割点在30～47MHz，一中放定为10．7MHz，二中放为455KHz，最高可分配400信道。建议采用中分割，分割点大约在100MHz～200MHz，一中放可选择27MHz或45MHz，相应可分配1000信道，这是根据无线电收发信机的镜频选择性作出的建议值。用户终端机采用调频(或调幅)收发信机，用户终端机一般技术指标与无线电话相当，对快锁与杂散有较高的要求，发射功率约为1毫瓦。调制模式采用调频或者调幅时，可以对模拟信号和数字信号兼容，如果要求单一高效率的数字调制，可以采用调相制或多值调相调幅制(QAM)。作为实际应用的接收机可以保留中频输出以便接转调相解调或多值调相调幅解调，能够得到更高的通讯速率。

参考3中给出了仙农信道容量公式(理论最大容量)：

C=Blog2(1+S／N)

C=数据速率(Kbt／s)

B=带宽(KHz)

S／N=信噪比

与无线通讯相比，载频在双向有线电视网络中的传输无衰落，无强弱场变化。分配在双向有线电视网络中的信道参数稳定可控，能保证通信质量，数据误码率也低。对于多信道共用中产生的多阶互调干扰，本发明采用控制载波电平和控制相邻频道的电平参数来解决。

参考3中给出了频谱利用的设计资料和二信号三阶互调(2fA-fB)：

    互调PIM(dBW)=2A+B+C2．3-60log(Δf)

    A、B的单位：dBW(154dBu=1dBW)

    C2．3常数=10

    Δf A或B与信道频率偏离的平均值：MHz

为了满足高速数据交换通讯，可以在现有的双向有线电视网络中分配若干对上行、下行电视频道作为高速数据信道，例如PAL制电视频道的带宽为8MHz，兼容残留单边带调幅制的数字调制效率很高，在电视信号的场逆程中传送图文电视数据，速率为8．6Mbps。因此在6MHz带宽传输10Mbps数据流是没有问题的；也可以采用高频率分割点的双向网络(例如分割点在300MHz，可以分配30对10Mbps速率的高速数据信道)，甚至使用独立的上行、下行传输线，构成多路高速数据通讯的专用网络；也可以根据需要在上行频段分配多组窄带低速率的上行信道，在下行频段分配若干8MHz带宽作为高速数据下行信道，构成不对称通讯系统。所有用户在上行、下行频段中使用的信道，是根据空闲信道和主叫方数据自控选择可用信道，在双向有线电视技术基础上综合使用多信道共用交换技术。

为了解决多信道共用交换技术中用户抢线问题，充分利用双向有线电视的频率资源，减少用户抢占控制信道，加快接续速度，推荐采用数字信令，信道广播和控制信道方式：电话、数据交换网分配一个信道作为广播信道，由信道广播机播发可用信道和限时控制码数据(例如十组可用信道码和限时控制码循环广播)，分配十个控制信道作为守机信道供用户使用。所有用户终端机按地址码个位数分布在十个守机信道处于守机状态，这样就降低了对上行频段的噪声干扰，并且可以有十个用户终端机被同时呼叫，大大减少冲突概率。

用户在网内交换，主叫方将被叫方的地址号码输入用户终端机，由机内的单片机控制本机的接收本振(频率合成器)，使用户终端机自动转到广播信道，按主叫用户终端机地址号码的个位数(或十位数)分组，接收相应的一组可用信道码和限时控制码，然后控制发射本振转到被叫方的守机信道，发出数字寻呼控制信令。此信令码为主叫方用户终端机发出的用户控制数字信令，也是供监测接收机收集的用户数字信令。寻呼控制信令码的格式：被叫用户地址码(由主叫方输入)，可用信道码和限时控制码(从广播信道接收并加入主叫方指令)，主叫用户身份码(本机固有的)。然后由主叫用户终端机机内的单片机根据可用信道码控制本机的收、发本振转到可用信道。

所有在这个守机信道处于守机状态的用户终端机接收到这个数字寻呼控制信令，首先由机内的单片机进行数字信令解码，核对用户地址码，与本机不一致时不响应，与本机一致则由机内的单片机根据可用信道码控制本机的收、发本振转到可用信道。被叫方与主叫方在可用信道连通后，双方在可用信道进行通话或者进行数据交换。在接收到时限控制信令后，启动定时器，并根据控制指令选择收发模式(模拟或数据，单工或双工等)。

可用信道广播是由频谱接收机测定空闲信道，由监测接收机在控制信道收集用户数字信令，信道数据和用户信令经通讯接口送到计算机处理。计算机根据频谱接收机扫描测定所有信道的信号电平数据，优先选择最佳信道数据作为可用信道码送至信道广播机播出，并且根据信道的占用密度，调整限时控制码。由监测接收机在控制信道收集的用户控制数字信令经计算机统计处理存档。采用数字信令，信道广播和控制信道寻呼方式，接续速度快，可达每秒10×10次，因此抢线概率很小。

采用单片机技术，控制频谱接收机测定空闲信道，控制信道广播机在广播信道播发信道数据，控制监测接收机在控制信道收集用户数字信令，解决用户终端机的信道控制，数字信令寻呼，数字信令解码，自动交换等问题，将公用电话交换机的集中控制交换改变为在双向有线电视网络中的分散自控交换。计算机技术在网络中起的作用是控制可用信道广播和统计处理用户控制信令，从而实现所有用户终端机在双向有线电视网络中共享频率资源多信道共用交换的基本技术方案。

采用有A／D、D／A变换单片机的用户终端机，可直接把话音变成数字码，进入程控交换局。采用计算机技术，可以开发插入，群呼，安全检查，灾害警报，电子信箱等功能，并随使用的CPU性能及软件的升级，不断升级、更新功能。

局间中继，按常规设10％用户中继线，将解调后的数字信令和话音经接口设备转到公用电话交换局。与公用电话交换局联网时，要参照移动电话组网联网技术，解决接口，信令变换及编号计划等问题。

综上所述，本发明构成完整的系统工程。这是一个新的产业。

Claims (1)

1. 本专利申请保护范围是：

   1．公用通信交换网实施方法，属于电话、数据交换网系统工程技术，其方法是综合采用双向有线电视技术结合多信道共用交换技术及计算机技术构成一项新技术，构成在双向有线电视载体中使用的电话、数据交换网系统，其特征在于综合三项技术组网即：采用双向有线电视技术，以双向有线电视网络为载体，划分上行，下行频段，按一定的频率间隔分配信道资源；结合多信道共用交换技术和计算机技术，所有用户终端机在双向有线电视载体上共享所分配的信道频率资源；用单片机技术完成用户终端机的信道控制、数字信令寻呼、数字信令解码和自动交换；用计算机管理记录用户数字信令和控制通信网络，综合以上三项技术构成在双向有线电视载体中使用的电话、数据交换网系统。