DE19744835C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verwalten von Informationsdaten in einem Basisstations-Sender-Empfänger-Untersystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein PCS-(Personal Communication Services, persönliches Kommunikationsdienst)System und insbesondere auf ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zum Verwalten einer Status/Alarm-Nachricht und zum Senden einer Systemzeit in einem globalen Positionierungssystem-Empfänger (GPSR).

Fig. 6 zeigt ein persönliches Kommunikationssystem (hiernach mit PCS abge­ kürzt) mit einer Mehrzahl von GCINs (Gateway Communication Interconnection Net­ works, Zugangs-Kommunikationsverbindungsnetzwerken), in denen eine Mehrzahl von Verbindungsstrecken zwischen MSCs (Mobile Switching Centers, mobilen Schaltzen­ tren) geformt sind. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist es, da das PCS-System keine direkt zwischen den GCINs geformte Verbindungstrecken besitzt, nicht möglich, eine Inter- Prozeß-Kommunikation (IPC) zwischen den GCINs zur Verfügung zu stellen. Daher verwendet das PCS-System bei einer Übertragung zwischen den GCINs eine harte Übertragungsstrecke zwischen den MSCs. Folglich wird unvermeidlich eine Anrufver­ zweigung von über 100 ms erzeugt. Wie in Fig. 6 gezeigt, erzeugt ein CIN (Communi­ cation Interconnection Network, Kommunikationsverbindungsnetzwerk) einschließlich des GCIN und LCINs (Local Communication Interconnection Networks, lokaler Ver­ bindungsnetzwerke) eine Datenpaket-Übertragungsstrecke zwischen einem BTS (Base Station Transceiver Subsystem, Basisstations-Sende-Empfänger-Untersystem) und einem BSC (Base Station Controller, Basisstationskontroller). Somit können Daten und Signale über das CIN übertragen werden.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Senden von TOD-(Time of Date, Datumszeit)Nachrichtdaten von einem globalen Positionierungssystemempfän­ ger (hiernach mit GPSR abgekürzt) nach dem Stand der Technik. Wie gezeigt, emp­ fangen in einem herkömmlichen CDMA-(Code Division Multiple Access, Mehrfachzu­ griff mit Codemultiplexing)System TFPs (Time and Frequency Processors, Zeit- und Frequenzprozessoren) 4-1 und 4-2 auf einer TFCA-(Time und Frequency Controller Assembly, Zeit- und Frequenzkontrolleranordnung)Karte die TOD-Nachrichtendaten von den GPSRs 2-1 und 2-2.

Die TOD-Nachrichtendaten von den GPSRs 2-1 und 2-2 bestehen im allgemei­ nen aus 16 Byte. Genauer umfassen die TOD-Nachrichtendaten eine 11-Byte lange In­ formation, die die Systemzeit angibt, eine 1-Byte lange Information, die den Status des GSPR angibt, eine 1-Byte lange Information, die einen Alarmzustand des GPSR angibt, eine 2-Byte lange Information, die eine Schaltsekunde angibt, und eine 1-Byte lange Information, die das Nachrichtenende angibt. Die Systemzeit umfaßt die Information über das Jahr, den Monat, das Datum, die Stunde, die Minute und die Sekunde des Systems. Die TFPs 4-1 und 4-2 verarbeiten und berichten den Status und den Alarm­ zustand der GPSRs 2-1 und 2-2 basierend auf den empfangenen TOD-Nachrichtendaten und berechnen die Systemzeit in Sekunden, um die berechnete Systemzeit über eine HINA (High Capacity IPC Node Board Assembly, IPC-Knotenanordnung mit hoher Kapazität) zu den entsprechenden Prozessoren in dem Basisstations-Sende-Empfänger- Untersystem (BTS) 10 zu senden. Weiterhin umfaßt das BTS 10 die GPSRs 2-1 und 2-2, die TFPs 4-1 und 4-2 und BCPs (BTS Control Processors, BTS-Steuerungsprozesso­ ren) 6-1 und 6-2. Ein CCP (Call Control Processor, Ruf-Steuerungsprozessor) 8, der zu dem BSC gehört, ist mit dem BTS 10 verbunden, um den Anruf zu steuern.

In dem PCS-System (das durch eine gepunktete Linie zum Synchronisieren der GPSRs 2-1 und 2-2 gezeigt ist), das verglichen mit dem herkömmlichen CDMA-System stark modifiziert ist, ist die die TOD-Nachrichtendaten verarbeitende Software ebenfalls stark modifiziert. Die TFPs 4-1 und 4-2 in der TFCA-Karte erhalten eine Zeiteinheit mit 1 PPS (Impuls pro Sekunde) von 10 MHz, um einen Systemtakt zu erzeugen. Die­ ser Systemtakt wird an die jeweiligen Karten angelegt. Außerdem verarbeiten die TFPs 4-1 und 4-2 die TOD-Nachrichtendaten.

Jedoch kann die bekannte Vorrichtung zum Bearbeiten der TOD-Nachrichten­ daten nicht im Detail den Status und den Alarmzustand des GPSR übermitteln. Weiter­ hin ist es schwierig und es dauert lange, den Status und den Alarmzustand des GPSR zu verwalten. Zusätzlich sollte die Systemzeit aus den TOD-Nachrichtendaten berechnet werden. Darüber hinaus sollten, da die TFPs 4-1 und 4-2 auf der TFCA-Karte den Status und den Alarmzustand des GPSR verwalten, die entsprechenden Takte und der Status/Alarmzustand der TFCA-Karte selbst zusammen verwaltet werden, was zu einem komplexen Verfahren führt. Da eine Software auf der TFCA-Karte bei der Erzeugung und Verwaltung des Takts zur Verwendung in dem System teilnimmt, ist es weiterhin schwierig, die Takte effektiv zu verwalten. Dies kommt daher, daß die Synchronisation (nach der Initialisierung) durch eine Software in der TFCA-Karte gesteuert wird, wo­ hingegen die Erzeugung und Verteilung der Takte durch eine Hardware auf der TFCA- Karte verarbeitet wird.

Aus US 5,398,263 ist eine Basisstation mit einem GPS-Empfänger zum Empfangen eines Zeitreferenzsignals bekannt. Mit dem Referenzsignal wird ein Frequenzrefer­ enzsignal und ein weiteres Zeitreferenzsignal generiert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verwal­ ten einer detaillierten Status/Alarmnachricht eines GPSR und zum gleichzeitigen Senden mit einer genauen Systemzeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 definierte Verfahren bzw. durch die im Patentanspruch 4 definierte Vorrich­ tung gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden der Sta­ tus und der Alarmzustand eines GPSR im Detail in TOD-Nachrichtendaten ausgedrückt. Somit können die detaillierten Status- und Alarmnachrichten des GPSR verwaltet wer­ den, und die Systemzeit kann leicht von den TOD-Nachrichtendaten getrennt werden. Weiterhin wird der komplexe Berechnungsvorgang vereinfacht, was zu einer Verringe­ rung der Bearbeitungszeit und zur Verringerung von Fehlbetrieb führt. Weiterhin ver­ waltet der BCP die TOD-Nachrichtendaten des GPSR, ohne die TFCA-Karten zu benut­ zen, so daß ein Zwischenverfahrensschritt ausgelassen werden kann. Daher kann die Instandhaltung des Systems leicht durchgeführt werden, und eine Beeinflussung auf das System aufgrund eines Systemfehlers, der entsteht, wenn der GPSR umgeschaltet wird, kann minimiert werden.

Weiterhin werden entsprechend der vorliegenden Erfindung anders als im Stand der Technik die Erzeugung und Verteilung der Takte in dem GPSR und nicht in der TFCA-Karte verarbeitet, wodurch eine duale Funktion vervollständigt wird. Da weiter­ hin der Softwareblock zum Trennen und Senden der Systemzeit von den TOD-Nach­ richtendaten in den Softwareblock in dem BCP verschoben ist, ist es möglich, den Sta­ tus und Alarmzustand des GPSR selbst leicht zu verwalten und die Systemzeit zu sen­ den.

Die vorliegende Erfindung wird deutlicher im Lichte der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 ist ein Diagramm, um erklären, wie ein BTS-Steuerungsprozessor (BCP) die TOD-Nachrichtendaten von dem GPSR empfängt, um die Systemzeit entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu senden.

Fig. 2 ist ein detailliertes Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten BCP.

Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm der von dem GPSR zu dem BCP gesendeten TOD-Nachrichtendaten.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das das TOD-Nachrichtendatenformat nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 5 ist ein Diagramm zum Verwalten einer Status/Alarm-Nachricht des GPSR und zum Senden der Systemzeit entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die zwischen MSCs erzeugten Verbindungsstrecken in einem allgemeinen PCS-System mit einer Mehrzahl von GCINs zeigt.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Senden von TOD-(Da­ tumszeit)Nachrichtendaten von einem globalen Positionierungssystemempfänger (GPSR) nach dem Stand der Technik zeigt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird hiernach im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm zum Erklären, daß ein BTS-Steuerungsprozessor (BCP) 20 TOD-Nachrichtendaten von GPSRs 2-1 und 2-2 empfängt, um eine System­ zeit entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu senden.

Wie gezeigt, empfangen die GPSRs 2-1 und 2-2 Informationen über die augenblickliche Zeit und Position von einem GPS (globalen Positionierungsatellit) und erzeugen ver­ schiedene Arten von Takten (10 MHz, PP2S (Impuls alle 2 Sekunden), 19,6608 MHz, usw.) für jeden Block in einem Basisstation-Sende-Empfänger-Untersystem (BTS) 10. Weiterhin erzeugen die GPSRs 2-1 und 2-2 TOD-Nachrichtendaten, wie in Fig. 4 ge­ zeigt, für einen dualen BTS-Steuerungsprozessor (BCP) 20 über dessen RS-422-Schnitt­ stelle.

Wie in Fig. 4 gezeigt, bestehend die TOD-Nachrichtendaten D19-D0 aus einem Kopfteil D19-D18 mit 2 Byte Länge, einer Systemzeitinformation D17-D7 mit 11 Byte Länge, einer Schaltsekundeninformation D6-D5 mit 2 Byte Länge, einer Statusinforma­ tion D4 mit einem Byte Länge, einer Alarminformation D3 mit einem Byte Länge, einer Ende-der-Nachricht-Information D2 mit einem Byte Länge und einer Prüfsumme D1-D0 mit 2 Byte Länge. Der Kopfteil D19-D18 mit 2 Byte Länge dient zum Anzeigen der Tatsache, daß die augenblickliche Nachricht eine TOD-Nachricht ist. Die System­ zeitinformation D17-D7 mit 11 Byte Länge umfaßt die Systemzeitinformation in Ein­ heiten einer Sekunde. Das Byte D2 gibt das Ende der Nachricht an.

Die Statusinformation D4 besteht aus 8 Bits B7-B0 (also umfaßt 1 Byte 8 Bits), wobei B7 ein Antwortbit darstellt, B6 angibt, ob die Systemzeit der TOD-Nachrichten­ daten in Sekundeneinheiten angegeben ist oder nicht, und B5 angibt, ob sich die GPSRs 2-1 und 2-2 im Betriebszustand befinden oder nicht. Weiterhin gibt das Bit B4 an, ob die von dem GPS-Satelliten empfangene Systemzeit über 24 Stunden angedauert hat oder nicht, und das Bit B3 gibt an, ob sich die GPSRs 2-1 und 2-2 im Betriebszustand befinden oder nicht. Weiterhin geben die Bits B2 und B1 die Schaltsekunden an, und das Bit B0 gibt an, ob die GPSRs 2-1 und 2-2 miteinander synchronisiert sind oder nicht. Auf ähnliche Weise besteht die Alarminformation D3 aus 8 Bits B7-B0, von de­ nen B7 angibt, ob der Takt stabil oder instabil ist, und B6 gesetzt wird, wenn die GPSRs 2-1 und 2-2 von einem Betriebszustand in einen Wartezustand oder von dem Wartezustand in den Betriebszustand umgeschaltet werden. Das Bit B5 gibt an, ob die von dem GPS-Satelliten empfangene Systemzeit über 24 Stunden angedauert hat oder nicht. Das Bit B4 zeigt die Frequenzsteuerung an, und das Bit B3 gibt an, ob die Anten­ ne versagt hat oder nicht. Das Bit B1 gibt an, ob die GPSRs 2-1 und 2-2 versagt haben oder nicht, und das Bit B0 gibt die Positionen der GPSRs 2-1 und 2-2 an. Die in Fig. 4 gezeigten TOD-Nachrichtendaten werden entsprechend dem in Fig. 3 gezeigten Zeit­ ablaufdiagramm alle 2 Sekunden zu den GPSRs 2-1 und 2-2 übertragen.

Der BCP 20, eine Hauptprozessorkarte des BTS 10, das eine Basisstation des mobilen PCS-Kommunikationssystems ist, empfängt die in Fig. 4 gezeigten TOD-Daten von den GPSRs 2-1 und 2-2 und führt eine Statusverwaltung, eine Alarmverwaltung, eine Berichtfunktion und eine Steuerungsfunktion durch. Der BCP 20 umfaßt eine Mehrzahl von separaten Softwareblöcken, von denen jeder gleichzeitig in einer RMOS- (Real Time Multitasking Operating System, Echtzeit-Multitasking-Betriebssystem) Um­ gebung läuft, um seine Funktion auszuüben.

Fig. 2 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten BCP, in dem der BCP 20 einen seriellen Kommunikationskontroller (SCC) 30, der ein Hardwa­ reblock ist, einen Verwaltungs- und Sendeblock 32, der ein Softwareblock ist, der in einer CPU (Central Processing Unit, zentrale Verarbeitungseinheit; nicht gezeigt) aus­ geführt ist, einen Speicher 34 und einen Status- und Alarmverwaltungsblock 36 auf­ weist. Der Verwaltungs- und Sendeblock 32 umfaßt eine Statusverwaltungsbearbeitung 40, eine Alarmverwaltungsbearbeitung 42 und eine Systemzeitsendebearbeitung 44, um den Status und den Alarmzustand auf der Basis der von den GPSRs 2-1 und 2-2 emp­ fangenen TOD-Nachrichtendaten zu verwalten und zu berichten und die Systemzeit zu senden. Die von dem Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32 berichteten Alarm- und Statusnachrichten werden durch den Status- und Alarmverwaltungsblock 36 zu dem CCP 8 übertragen, der zu dem Basisstationskontroller BSC gehört. Die von dem Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32 gesendeten Systemzeitnachrichten werden zu allen Prozessoren 22 ₁-22 _N in dem BTS 10 übertragen. Somit können die Prozessoren 22 ₁-22 _N zu jedem Zeitpunkt die Systemzeitnachrichtendaten empfangen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 im Detail beschrie­ ben, wie der BCP 20 arbeitet, wenn die TOD-Nachrichtendaten von den GPSRs 2-1 und 2-2 übertragen werden.

Wenn der Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32 in dem BCP 20 arbeitet, wird der serielle Kommunikationskontroller (SSC) 30 in einem Schritt 100 initialisiert. Danach empfängt der Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32 in dem BCP 20 alle 2 Sekunden die TOD-Nachrichtendaten über den SSC 30 von den GPSRs 2-1 und 2-2. In einem Schritt 102 überprüft der Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32, ob die TOD-Nachrichtendaten empfangen worden sind oder nicht. Wenn die TOD-Nachrich­ tendaten empfangen worden sind, speichert der Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32 die TOD-Nachrichtendaten im Speicher 34. Der Verwaltungs- und Sendesteuerungs­ block 32 überprüft in einem Schritt 36, ob die empfangenen Daten korrekte TOD-Nach­ richtendaten sind oder nicht, indem er die 2-Byte lange Kopfteilinformation D19 und D18 der TOD-Nachrichtendaten überprüft. Wenn es sich um korrekte TOD-Nachrich­ tendaten handelt, trennt der Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32 in einem Schritt 108 die Systemzeit von den TOD-Nachrichtendaten ab und sendet die Systemzeit durch die HINA (High Capacity IPC Node Board Assembly, IPC-Knotenkartenanordnung mit hoher Kapazität) zu den jeweiligen Prozessoren 22 ₁-22 _N in dem BTS 10.

Die Statusverwaltungsbearbeitung 40 und die Alarmverwaltungsbearbeitung 42 arbeiten periodisch, um das RMOS (Echtzeit-Multitasking-Betriebssystem) zu unter­ stützen. Entsprechend dem periodischen Betrieb der Statusverwaltungsbearbeitung 40 und der Alarmverwaltungsbearbeitung 42, überprüft der Verwaltungs- und Sendesteue­ rungsblock 32 in einem Schritt 110, ob die Statusinformation und die Alarminformation der empfangenen TOD-Nachrichtendaten geändert worden sind oder nicht. Wenn diese geändert worden sind, erneuert der Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32 die Statusinformation und die Alarminformation der GPSRs 2-1 und 2-2 und berichtet die Änderungen in einem Schritt 112 über den Status- und Alarmverwaltungsblock 36 an den Rufsteuerungsprozessor (CCP) 8.

Es sollte entsprechend der vorstehenden Beschreibung festgestellt werden, daß der Verwaltungs- und Sendesteuerungsblock 32 die Systemzeit unmittelbar in Antwort auf einen Interrupt von dem GPSR sendet. Der Status und der Alarmzustand werden jedoch periodisch verwaltet.

Wie im vorstehenden beschrieben, schafft das BTS nach der vorliegenden Erfin­ dung stabile Takte und eine genaue Systemzeit für einen genauen Betrieb des Basis­ stationssystem. Weiterhin kann der Status und der Alarmzustand des GPSR genau und detailliert berichtet werden, so daß eine Instandhaltung der Basisstation leicht durch­ geführt werden kann. Weiterhin benötigt das BTS nach der vorliegenden Erfindung keine TFP-Karte, was zu einer Verbesserung der Systemleistung und zu einer Verringe­ rung der Kosten führt. Zusätzlich kann ein Systemversagen während des Betriebs des Systems vermieden werden, und ein eventuell auftretender Systemfehler kann in kurzer Zeit behoben werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Verwalten von Informationsdaten in einem Basisstations- Sender-Empfänger-Untersystem eines persönliches Kommunikationssystems (PCS), welches einen Basisstationskontroller (BSC) und ein Basisstations- Sender-Empfänger-Untersystem (BTS) aufweist, wobei das Basisstations- Sender-Empfänger-Untersystem mindestens einen globalen Positionierungs­ systemempfänger (2-1, 2-2), einen Basisstationssteuerungsprozessor (BCP) und eine Vielzahl von Prozessoren (22 ₁ bis 22 _N) enthält, und das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Empfangen von augenblicklichen Zeit- und Positionsinformationen von einem globalen Positionierungssystemsatelliten in dem globalen Positionierungssy­ stemempfänger (2-1, 2-2);
Ermitteln und Übertragen einer Systemzeit;
dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich Status/Alarm-Nachrichtendaten mit Zustandsinformationen des globalen Positionierungssystemempfängers im globalen Positionierungssy­ stemempfänger (2-1, 2-2) generiert werden, die zusammen mit der Systemzeit in Nachrichtendaten (TOD) gepackt werden; durch
Übertragen der Nachrichtendaten (TOD) von dem globalen Positionierungs­ systemempfänger an den Basisstationssteuerungsprozessor (BCP);
periodisches Überprüfen einer Änderung der Status- und Alarmnachricht in den Nachrichtendaten, um die Änderung dem Basisstationskontroller (BSC) zu berichten; und
Trennen der Systemzeit von den Nachrichtendaten, um die Systemzeit sofort zu den jeweiligen Prozessoren (22 ₁-22 _N) in einer Basisstation (10) zu senden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Systemzeit die Zeitinformation in Sekundeneinheiten umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisstations­ steuerungsprozessor (BCP) ein dualer Basisstationssteuerungsprozessor ist.

4. Vorrichtung für ein persönliches Kommunikationssystem (PCS) mit einem Basisstations-Sende-Empfänger-Untersystem (BTS) und einem Basisstati­ onskontroller (BSC) zum Verwalten von Nachrichtendaten in einem Basistati­ ons-Sender-Empfänger-Untersystem, und der globale Positionierungssyste­ mempfänger (2-1, 2-2) augenblickliche Zeit- und Positionsinformation von ei­ nem globalen Positionierungssystemsatelliten empfängt und durch Übertra­ gungsmittel die Systemzeit an den Basisstationssteuerungsprozessor (BCP) überträgt, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Generieren von Status/Alarm-Nachrichtendaten mit Zu­ standsinformationen des globalen Positionierungssystemempfängers im glo­ balen Positionierungssystemempfänger (2-1, 2-2);
eine Einrichtung zum Packen der Systemzeit mit den Status/Alarm- Nachrichtendaten in Nachrichtendaten (TOD);
eine Verbindung von dem globalen Positionierungssystemempfänger zu ei­ nem Basisstationssteuerungsprozessor (BCP), um die Nachrichtendaten mit den Übertragungsmitteln zu übertragen; und
einen Basisstationssteuerungsprozessor (BCP) zum Empfangen der Nach­ richtendaten, um die Systemzeit sofort zu Prozessoren (22 ₁-22 _N) im Basissta­ tions-Sende-Empfänger-Untersystem zu senden und eine Änderung der Sta­ tus- und Alarmnachricht in den Nachrichtendaten periodisch zu überprüfen, um die Änderung in der Status- und Alarmnachricht an den Basisstationskon­ troller (BSC) zu berichten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der globale Po­ sitionierungssystempfänger die Status/Alarm-Verwaltungsnachrichtendaten und die Nachrichtendaten alle 2 Sekunden erzeugt.