DE3837734C2 - Digitales Funkfernsprechsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein digitales Funkfernsprechsystem, bei dem sich eine Basisstation mit einer Vielzahl von Teilnehmer­ stationen in Verbindung befindet, die mit ihr durch HF-Kanäle auf eine Art und Weise verbunden sind, daß gleichzeitige Fernsprech­ verbindungen mit den Teilnehmerstationen über einen bestimmten Kanal, der mehrfache, sich sequentiell wiederholende Zeitschlitze hat, möglich sind, wobei bestimmte Zeitschlitze bestimmten Teil­ nehmerstationen zugeordnet werden.

Aus der Veröffentlichung "Kinoshita, Kota; Hata, Masaharu; Hirade, Kenkichi: Digital mobile telephone radio system using TD/FDMA scheme; In: IEEE International Communication Conference, vol. 1-4, June 14-18, 1981, Denver, USA" ist es bereits bekannt, die Zuordnung der Schlitze an die Teilnehmerstationen durch Steuerbefehlssignale der Basisstationen an die Teilnehmer­ stationen durchzuführen.

Bei dem bekannten System sind jedoch keinerlei Maßnahmen getroffen, um einen störungsfreien Übertragungsbetrieb zu gewährleisten. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein digitales Funkfernsprechsystem der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung bereitzustellen, bei dem eine einwandfreie Übertragung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen System durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst. Was nun die Merkmale des Multiplexens und Demultiplexens puls­ codemodulierter Signale betrifft, so ist zwar bei dem bekannten System ein Multiplexer offenbart. Es ist jedoch nicht offenbart, daß die Signale pulscodemoduliert sind, was zur Übertragungs­ qualität positiv beiträgt.

Durch die Erfindung wird ein digitales Fernsprechsystem geschaf­ fen, das eine Basisstation aufweist, die sich in Verbindung mit einer Vielzahl von Teilnehmerstationen befindet, die mit ihr durch HF-Kanäle auf einer Art und Weise verbunden sind, daß gleichzeitige Fernsprechverbindungen mit den Teilnehmerstationen über einen bestimmten Kanal, der mehrfache, sich sequentiell wiederholende Zeitschlitze hat, möglich sind, wobei bestimmte Zeitschlitze bestimmten Teilnehmerstationen zugeordnet werden. Die Erfindung schafft eine Einrichtung zum automatischen Ändern entweder der Frequenz- oder der Zeitschlitzformen oder beides im Fall des Eintritts von zusätzlichen Teilnehmereinheiten, die den Hörer abgenommen haben, oder im Fall der Verschlechterung der Übertragungsqualität in Folge einer Modulationsänderung, Funkkanalstörung, eines Geräteausfalls oder dergleichen. Die Änderungseinrichtung beinhaltet eine fernverbundene Verarbei­ tungseinheit und eine Vermittlungseinheit, vorzugsweise in Form von einem Konzentrator, die einen Schalter beinhaltet, der auf ein Steuersignal von der fernverbundenen Verarbeitungseinheit durch körperliches Verbinden eines ausgewählten Anschlusses in einer Fernsprechschaltung mit einem ausgewählten Schlitz anspricht. Die Steuersignale werden als Folge von Zustandsnachrichten zugeführt, die von der fernverbundenen Verarbeitungseinheit empfangen werden.

Die Erfindung betrifft somit insbesondere eine Einrichtung in einem digitalen Funkfernsprechsystem, die das System automatisch zum Kompensieren von unerwünschten Wirkungen während des Betriebs wie Frequenzstörungen, Fading, Verbindungsqualitätsverschlechterung und Geräteausfall einstellt.

Die Erfindung ist bei einem System anwendbar, wie es z. B. in der US-PS 4 675 863 geoffenbart ist. Ein solches System weist eines Basisstation und eine Vielzahl von Teilnehmerstationen auf, die mit ihr durch HF-Kanäle verbunden sind. Es schafft eine Fernsprechverbindung zwischen den Teilnehmerstationen und einem externen Fernsprechnetz, das eine Vielzahl von Anschlüssen hat. Die Basisstation beinhaltet eine Fernsprechschaltung, um gleichzeitige Fernsprechverbindungen zwischen einer Vielzahl der Anschlüsse und den Teilnehmerstationen über einen bestimmten Fernsprechkanal zu ermöglichen, der mehrfache, sich sequentiell wiederholende Zeitschlitze hat, wobei vorbestimmte Zeitschlitze jeweils vorbestimmten Teilnehmerstationen zugeordnet werden. Das System beinhaltet eine Zentralamt-Endstelle (COT), in der eine fernverbundene Funkverarbeitungseinheit (RPU) vorgesehen ist, die Fernsprechverbindungen zwischen dem einer bestimmen Teilnehmerstation zugeordneten Zeitschlitz und einem bestimmten Anschluß und einer Vermittlungsstelle zum Verbinden der Fernsprechschaltung mit den Anschlüssen steuert. Die Vermittlungsstelle, die vorzugsweise ein Konzentrator eines näher zu beschreibenden Typs ist, beinhaltet einen Schalter, der auf ein Steuersignal von der RPU durch körperliches Verbinden eines ausgewählten Anschlusses mit einem ausgewählten Fernsprechkanal-Zeitschlitz, der einer bestimmten Teilnehmerstation zugeordnet ist, anspricht.

Die Fernsprechschaltung beinhaltet eine Vielzahl von Kanalsteuereinheiten (CCUs) zum Verbinden des zugeordneten Fernsprechkanal-Zeitschlitzes mit der entsprechenden Teilnehmerstation als Folge eines Befehlsignals, das von der RPU den CCUs über einen Basisbandsteuerkanal (BCC) zugeführt wird. Diese Befehlsignale sind eine Folge von Zustandsnachrichten, die über den BCC der RPU übermittelt werden, um den Benutzungszustand der Fernsprechkanal-Zeitschlitze und der Teilnehmerstationen anzuzeigen. Der zugeordnete Fernsprechkanal-Zeitschlitz ist mit der entsprechenden Teilnehmerstation durch einen zugeordneten Zeitschlitz in einem zugeordneten Hochfrequenz (HF)-Kanal verbunden. Der BCC wird über Leitungen bereitgestellt, die getrennt von der RPU mit jeder der CCUs verbunden sind. Steuerbefehle und Zustandsnachrichten werden zwischen den CCUs und den Teilnehmerstationen über einen Funksteuerkanal (RCC) übermittelt, der einem vorbestimmten Zeitschlitz eines vorbestimmten HF-Kanals zugeordnet ist.

Anhand der folgenden Beschreibung und in Verbindung mit den Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß verwendeten Basisstation, wobei die angeschlossenen Teilnehmerstationen global angegebenen sind,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer einzelnen Teilnehmereinheit nach der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Doppelteilnehmereinheit nach der Erfindung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer mehrfachen Einzelteilnehmereinheit nach der Erfindung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer mehrfachen Doppelteilnehmereinheit nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Funkverarbeitungseinheitsmatrix nach der Erfindung,

Fig. 7 ein Blockschaltbild, das Einzelheiten eines Kanalmoduls nach der Erfindung zeigt,

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Funkverarbeitungseinheit und ihrer Verbindungselemente nach der Erfindung und

Fig. 9 ein Funktionsschaubild der Lagen von Fernsprechverbindungen zwischen der Basisstation und einer Teilnehmerstation.

Verzeichnis von Akronymen
BCC
Basisbandsteuerkanal (baseband control channel)
BER	Bitfehlerhäufigkeit (bit error rate)
CCT	Kanalsteuertask (channel control task)
CCU	Kanalsteuereinheit (channel control unit)
CO	Zentralamt (central office)
COT	Zentralamt-Endstelle (central office terminal)
CRC	zyklischer Redundanztest (cyclic redundancy check)
DBM	Datenbankmodul (data base module)
LQ	Verbindungsqualität (link quality)
MF	Störung (malfunction)
MPM	Nachrichtenverarbeitungsmodul (message processing module)
MTU	Hauptzeitsteuereinheit (master timing unit)
MUX	Multiplexer (multiplexer)
PCM	Pulscodemodulation (pulse code modulation)
RCC	Funksteuerkanal (radio control channel)
HF	Hochfrequenz
RPU	Funkverarbeitungseinheit (radio processing unit)
RRT	entfernte Funkendstelle (remote radio terminal)
SCT	Teilnehmersteuertask (subscriber control task)
SDLC	synchrone Datenverbindungssteuerung (synchronous data link control)
SM	Schedulermodul (scheduler module)
VCU	Sprachcodeceinheit (voice codec unit)

Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Teile verwendet werden. In Fig. 1 ist eine Basisstation 10 gezeigt, die eine Zentralamt-Endstelle (COT) 12 und eine entfernte Funkendstelle (RRT) 14 beinhaltet. Die COT 12 beinhaltet eine Funkverarbeitungseinheit (RPU) 16, die über eine Schnittstelle 18 mit einer Vermittlungseinheit 20 verbunden ist. Die Vermittlungsstelle ist vorzugsweise in der Form eines Konzentrators, wie z. B. der digitale Bildkonzentrator, der mit einem Schalter versehen ist, "Modell 1218C", der von der Firma ITT Corporation, New York, New York, V.St.A., erhältlich ist.

Die Vermittlungsstelle 20 steht in Verbindung mit dem Zentralamt (CO) 22 über eine Vielzahl von Zweidrahtleitungen 24 und auch in Verbindung über Echounterdrücker 26 und einer Vielzahl von Spannfernleitungen 28 mit einer Vielzahl von Multiplexern (MUX) 30, die mit einer Hauptzeitsteuereinheit (MTU) 32 in der entfernten Funkendstelle 14 verbunden sind. Jede Spannfernleitung 28 trägt eine Vielzahl von gemultiplexten Zeitschlitzen, die durch ihren jeweiligen MUX 30 bereitgestellt werden. Ein Basisbandsteuerkanal (BCC) 34, der einen der Zeitschlitze auf einer der Spannfernleitungen 28 besetzt, stellt eine Fernsprechverbindung zwischen den Multiplexern 30 und den Kanalmodulen 36 her.

Jeder MUX 30 ist in einer modularen Karte verkörpert, die in der Lage ist, mit bis zu 24 gleichzeitigen Pulscodemodulations (PCM)-Schaltungen oder 23 gleichzeitigen PCM-Schaltungen plus dem BCC umzugehen. Die Multiplexer wirken so, daß sie die Daten aus den Fernleitungen 28 herausholen und sie auf die Kanalmodule 36 verteilen, die in Schaltverbindung mit dem Senderempfängernetz 38 über Leitungsverstärker 40 stehen.

Die RPU 16 hat die letzte Kontrolle sowohl über die Vermittlungsstelle (Konzentrator) 20 und die RRT 14 und verarbeitet die Teilnehmeranfragen, um den erforderlichen Übertragungsweg zwischen den Teilnehmerstationen 42 und dem Zentralamt (CO) 22 herzustellen.

Jede der Teilnehmerstationen 42 kann entweder eine einzelne Teilnehmereinheit, eine Doppelteilnehmereinheit oder eine Mehrfachteilnehmereinheit umfassen. Fig. 2 zeigt eine einzelne Teilnehmereinheit, die ein Sende-Empfangs-Gerät 50 aufweist, das zwischen eine Antenne 52 und einen Modem 54 geschaltet ist, der sich in Schaltverbindung mit einem Codec 56 zum Codieren oder Decodieren von Signalen zu und von einem Teilnehmergerät 58 befindet. In Fig. 3 ist eine Einheit des gleichen allgemeinen Typs gezeigt, außer daß sie eine Doppelteilnehmereinheit aufweist, bei der die Antenne 60, das Sende- Empfangs-Gerät 62, der Modem 64 und der Codec 66 sich in Schaltverbindung über Puffer 68 und 70 mit getrennten Teilnehmergeräten 72 und 74 befinden.

Wenn bei der Doppelteilnehmereinheit von Fig. 3 zwei Gespräche in einem Schlitz übertragen und empfangen werden, können das Sende-Empfangsgerät, der Modem und der Codec einzelne umkehrbare Elemente sein, die nur eine Gruppe von Operationen auf einmal durchführen müssen, z. B. Senden oder Empfangen über jede Leitung. Da außerdem die Einheit nie gleichzeitig empfängt und sendet, ist kein Duplexer erforderlich, da die einzige Doppelung, die stattfindet, über die Puffer 68 und 70 durchgeführt wird, die mit einer Schnittstellenschaltung (nicht gezeigt) für die Teilnehmergeräte verbunden sind.

In Fig. 4 ist ein Mehrfachsystem von einzelnen Teilnehmern gezeigt, das ein Vereinigungs-Einsatz- und Verdoppelungsnetz 80 aufweist, das an eine Antenne 82 und an eine Vielzahl von einzelnen Teilnehmereinheiten 84a, 84b, 84n angeschlossen ist. Jede Teilnehmereinheit ist mit einem jeweiligen Teilnehmergerät 86a, 86b und 86n verbunden.

Fig. 5 zeigt den gleichen Typ eines Mehrfachsystems wie Fig. 4, außer daß das Netz 88 mit Doppelteilnehmereinheiten 90, 92, 94 usw. verbunden ist, von denen jede dem in Fig. 3 gezeigten Typ entspricht und jede mit einem jeweiligen Doppelteilnehmergerät 96 und 98 für die Einheit 90, 100 und 102 für die Einheit 92 und 104 und 106 für die Einheit 94 verbunden ist.

Während eines Gesprächs können einige Probleme infolge von verschiedenen Faktoren auftreten, die im allgemeinen wie folgt klassifiziert werden können: a) Mehrteilnehmerkonfiguration, b) Modulationsänderung, c) Störungsverhinderung und d) Geräteausfall eines einzelnen Kanals.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer RPU-Matrix, bei der die verschiedenen Teilnehmer mit den Buchstaben A bis G bezeichnet sind, wobei die horizontalen Reihen Frequenzen und die vertikalen Spalten Schlitze darstellen. Die Ziffer "1" bedeutet "Benutzung" und "0" bedeutet "nicht in Benutzung". Bei dieser Matrix müssen nur die Sendeschlitze gespeichert werden (wie gezeigt), da die Empfangsschlitze immer um zwei Schlitze versetzt sind.

Während des Betriebs kommt es häufig vor, daß alle vier Schlitze einer bestimmten Frequenz durch verschiedene Teilnehmer besetzt sind. Es sei z. B. angenommen, daß eine Doppelteilnehmereinheit da ist, während die anderen einzelne Teilnehmereinheiten sind. Im Fall der Doppelteilnehmereinheit ist es notwendig, daß die beiden Doppelteilnehmer in aneinandergrenzenden Schlitzen sind. Wenn einer der beiden Doppelteilnehmer eine bestimmte Frequenz und einen bestimmten Schlitz besetzt, während die anderen Schlitze in dieser Frequenz von anderen Einzelteilnehmern besetzt werden, und wenn der andere der beiden Doppelteilnehmer eine Verbindung benötigt, weil er entweder den Hörer abgenommen hat, um einen Anruf zu machen, oder ein ankommender Anruf ihm von dem Zentralamt zugeleitet wird, muß entweder der Einzelteilnehmer in dem angrenzenden Schlitz dieser Frequenz auf eine andere Frequenz und/oder einen anderen Schlitz gesetzt werden, um Platz für den zweiten der beiden Doppelteilnehmer zu machen, oder der erste Doppelteilnehmer, der die bestimmte Frequenz und den Schlitz besetzt, muß auf eine andere Frequenz gesetzt werden, wo ein angrenzender Schlitz zur Verfügung steht. In dieser Situation stellt die RPU die laufenden Verbindungen her und speichert sie in ihrem Speicher, und sie kann deshalb bestimmen, wohin innerhalb der Matrix eine Verschiebung gehen soll.

Die oben beschriebene Art der Verschiebung wird auf die folgende Weise durchgeführt: Es wird z. B. angenommen, daß der erste der Doppelteilnehmer momentan ein Gespräch auf der Frequenz D im Sendeschlitz 1 (Empfangsschlitz 3) führt. Wenn der zweite der Doppelteilnehmer den Hörer abnimmt, wird ein Alarmsignal (ein Bit) an die Basisstation als Teil der Steuerbits, die zusätzlich zu dem Gespräch übertragen werden, gesendet. Das Alarmbit wird in dem Kanalmodul 36 wahrgenommen, der eine Nachricht zurück an die RPU 16 über den MUX 30, die Spannfernleitung 28, die Vermittlungsstelle 20 und die Schnittstelle 18 entweder auf dem umgekehrten Gesprächsweg oder einem getrennten Weg sendet. Dagegen wird ein ankommendes Signal von dem Zentralamt (CO) 22 über die Vermittlungsstelle 20 und die Schnittstelle 18 der RPU 16 zugeführt.

Wenn das eine oder andere Signal auftritt, z. B. von dem Gerät, bei dem der Hörer abgenommen ist, oder von dem Zentralamt, muß ein Schlitz für den zweiten der Doppelteilnehmer zur Verfügung gestellt werden, um eine Verbindung zu der Basisstation in einem Schlitz herzustellen, der an den Schlitz angrenzt, der bereits von dem ersten der Doppelteilnehmer benutzt wird. Während es möglich wäre, den ersten Doppelteilnehmer vom Frequenzkanal D zu G zu verschieben, wäre dies die weniger bevorzugte Verschiebung, da zwei leere aneinandergrenzende Schlitze auf der gleichen Frequenz nicht oft zur Verfügung stehen. Es ist in jedem Fall zumindest ebenso leicht, die angrenzende Einzelteilnehmereinheit von der Frequenz D, Schlitz 2, auf eine andere Frequenz zu verschieben. Im dargestellten Beispiel könnte der angrenzende Teilnehmer auf irgendeinen der acht offenen Schlitze verschoben werden. Da der verschobene Einzelteilnehmer keine aneinandergrenzenden Schlitze für die Sendung und den Empfang benötigt, wenn die Verschiebung nur in der Frequenz gemacht wird (z. B. von Kanal D zu B oder G), kann dies durchgeführt werden, während der Schlitz unbenutzt und daher störimpulsfrei ist. Wenn ein Wechsel sowohl im Schlitz als auch in der Frequenz gemacht wird, wird der Übertragungsdatenwert eines Schlitzes entweder verdoppelt oder verloren.

Die analoge Situation existiert bei mehreren Einzeleinheitteilnehmern, wie in Fig. 4. Da jede Einheit einen vollständigen Satz von Elementen hat, ist mehr als eine Einheit in der Lage, gleichzeitig zu übertragen. Es wird daher tatsächlich bevorzugt, daß alle gleichzeitig senden und gleichzeitig empfangen, um eine Überlastung am Vorderende des Empfängers zu verhindern. Wenn daher in der Matrix von Fig. 6 zwei Teilnehmer Schlitz 1 auf den Frequenzen B und D besetzen und ein Rufaufbau für einen dritten Teilnehmer gefordert wird, dann muß die RPU 16 dem dritten Teilnehmer Schlitz 1 entweder auf Frequenz F oder G zuordnen.

Bei einem System wie das von Fig. 5, bei dem mehrere Doppelteilnehmereinheiten sind, müssen die ersten Teilnehmer eines jeden Paares von Doppelteilnehmern in dem gleichen Schlitz, aber auf verschiedenen Frequenzen sein, während der zweite eines jeden Paares in den angrenzenden Schlitzen auf den gleichen Frequenzen wie die jeweiligen ersten Teilnehmer sein muß.

Die RPU stellt bei den oben beschriebenen Situationen die laufenden Verbindungen in jedem Zeitintervall her und speichert sie in ihrem Speicher. Sie kann daher jederzeit bestimmen, wohin innerhalb der Matrix eine Verschiebung durchgeführt werden kann.

Bei allen oben beschriebenen Situationen, bei denen es um die Zuordnung von Schlitzen und Frequenzen bei mehreren Teilnehmern geht, stammt der Reiz für den Wechsel von außerhalb der Basisstation (entweder von dem Zentralamt oder dem Teilnehmergerät). Bei den folgenden Situationen, die eine Modulationsänderung infolge Fading (Schwund) oder eine Störungsverhinderung oder einen Wechsel infolge eines Geräteausfalls erfordern, stammt der Reiz von der Basisstation selbst oder wird dort wahrgenommen.

In der Basisstation beinhaltet jeder Kanalmodul 36, wie in Fig. 7 gezeigt, eine Kanalsteuereinheit (CCU) 110 und ein Modem 112, die jeweils mit einer Sprachcodeceinheit (VCU) 114 durch eine jeweilige komprimierte Datenverbindung 116 und eine Steuerzustandsverbindung 118 verbunden sind. Die VCU steht in Schnittstellenverbindung mit dem MUX 30 durch Pulscodemodulations (PCM)-Datenkanäle 120, während die CCU mit dem MUX 30 in Schnittstellenverbindung durch eine synchrone Datenverbindungssteuerung (SDLC) 122 steht.

Eine Anzahl Puffer (nicht gezeigt) sind mit den verschiedenen Elementen verbunden. In dieser Hinsicht enthält jeder Kanalmodul einen AVR-Puffer (AVR = automatische Verstärkungsregelung) für jeden Schlitz sowie einen Verbindungsqualitäts (LQ)-Puffer, der den Unterschied des empfangenen Phasenfehlers mißt. Außerdem ist die VCU mit einem Bitfehlerhäufigkeits (BER)-Puffer ausgerüstet. Ein zyklischer Redundanztest (CRC) wird als Teil eines jeden gesprächscodierten Impulses übertragen, der eine BER-Zählung dem BER-Puffer zuführt.

Für die vorliegenden Zwecke bedeutet ein hoher AVR-Pegel, daß ein hoher Signalpegel empfangen wird und die Empfängerverstärkung klein ist. Umgekehrt zeigt ein niederer AVR- Pegel einen niederen Emfangssignalpegel und eine große Empfängerverstärkung. Dieser AVR-Pegel wird dazu verwendet, um anzuzeigen, ob eine Verschlechterung der Signale die Folge eines Schwundes des Signals ist oder ob eine Störung vorliegt. Eine Störung wird durch einen höheren AVR-Pegel angezeigt, weil der AVR-Pegel auf der Summe der gesendeten Signale und jedes störenden Signals begründet ist. In jedem Fall kann eine Korrektur durch eine Modulationsänderung gemacht werden. Wie unten näher beschrieben ist, enthält jeder Kanalmodul 36 einen Modem, der in der Lage ist, auf Sprachschlitzen mit einer entweder 16- oder 4-Phasenmodulation zu senden und zu empfangen. Nur halb so viele Bits werden pro Zeichen bei der 4-Phasenmodulation gegenüber der 16-Phasenmodulation durchgegeben, aber die Bithäufigkeit ist die gleiche, Wenn daher 4-Phasenmodulation verwendet wird, werden zwei aneinandergrenzende Schlitze, wie in der Matrix von Fig. 6 gezeigt, in einen länglichen Schlitz vereinigt, der die gleiche Anzahl von Bits pro Langschlitz enthält, wie in einem Schlitz während der 16-Phasenoperation auftreten würde.

Wenn z. B. ein Doppelteilnehmersystem in Betrieb ist und entweder die BER über einen bestimmten Grenzwert (z. B. 0,1%) steigt oder die LQ unter einen bestimmten Grenzwert (z. B. 6 Grad) fällt, werden die Inhalte der entsprechenden Puffer der RPU über die aus MUX-Spannfernleitungen-Vermittlungsstelle (Konzentrator) und Schnittstelle bestehende Verbindung berichtet. Die RPU sendet daraufhin ein Steuersignal über die gleiche Verbindung zurück an den Steuermodul, um von 16- auf 4-Phasenbetrieb zu wechseln. Wenn zur gleichen Zeit zwei Teilnehmer in aneinandergrenzenden Schlitzen auf der gleichen Frequenz in Betrieb sind, wird einer der Teilnehmer auf eine andere Frequenz auf die oben beschriebene Art und Weise gewechselt.

Wenn nach der Änderung des Modulationspegels auf die oben beschriebene Art und Weise der AVR-Pegel für diesen bestimmten Teilnehmer immer noch hoch ist, wird angenommen, daß der Grund für die schwache BER und LQ eher eine Störung als ein Übertragungsschwund ist. Die Ausgangssignale aller AVR-Puffer werden der RPU zugeführt, die bestimmt, welche Frequenzen (falls überhaupt welche) einen niederen AVR-Pegel haben, und die RPU löst dann einen Wechsel in der Frequenz für diesen Teilnehmer von der Frequenz mit einem hohen AVR-Pegel auf eine, die einen niederen AVR-Pegel hat, aus. Dies bewirkt, daß die Störung eliminiert wird, falls sie vorhanden ist.

Die Basisstation ist auch mit Störungs (MF)-Puffern ausgerüstet, die den Betriebszustand einer jeden Verbindung in der Basisstationskette liefern, die die Vermittlungsstelle (Konzentrator), Spannfernleitungen, MUX, Kanalmodul, Leistungsverstärker, Sender und Empfänger beinhaltet. Wenn der MF-Puffer eine Störung oder einen Geräteausfall wahrnimmt, wird ein Signal an die RPU geschickt, wobei angezeigt wird, welche Frequenz betroffen ist. Beim Empfang dieses MF-Signals löst die RPU einen Frequenz- (und falls notwendig einen Schlitz-) Wechsel für jedes Gespräch (falls vorhanden) aus, das gegenwärtig auf dem beeinträchtigten Kanal stattfindet.

Die RPU 18 ist ein wichtiges Element bei der Steuerung der Zuordnung von Frequenzkanälen und Schlitzen und ihr allgemeiner Aufbau ist in Fig. 8 gezeigt. Sie beinhaltet einen Nachrichtenverarbeitungsmodul (MPM) 130, der mit einem Datenbankmodul (DBM) 132 und einem Schedulermodul (SM) 134 verbunden ist. Der MPM wickelt alle Verbindungen zwischen dem SM und dem DBM innerhalb der RPU sowie mit der Kanalsteuereinheit (CCU) 110 und einer Teilnehmersteuertask (SCT) 136 ab, die außerhalb der RPU angeordnet ist. Die CCU ist innerhalb des Kanalmoduls 36 angeordnet, wie in Fig. 7 gezeigt ist, während die SCT sich in Schaltverbindung mit den Teilnehmerstationen befindet.

Wenn im Betrieb z. B. während eines Rufs die Verbindungsqualität (LQ) unter einen vorbestimmten Pegel absinkt, wird die RPU betätigt, um eine Nachricht an die SCT 128 zu schicken, die daraufhin mit dem MPM 122 in Verbindung tritt. Der MPM (a) sendet dann ein Signal an den DM 124, um einen verfügbaren Kanal zu ermitteln und (b) überprüft mit dem Schedulermodul 126 die Terminplansteuerung und Zeitsteuerung (der Schedulermodul dient dazu, die von ihm empfangenen Nachrichten in der Reihenfolge des Empfangs anzuordnen). Wenn ein Kanal zur Verfügung steht, schickt der MPM eine Nachricht zurück an die SCT, um die Matrix neu zu bilden, um den Anruf auf den verfügbaren Kanal zu bringen. Wenn kein Kanal zur Verfügung steht, wird der Anruf auf dem gleichen Kanal gehalten.

Wenn während eines Rufs alle vier Schlitze besetzt sind, aber, weil eine Störung auf einer bestimmten Frequenz vorliegt, es notwendig ist, alle Teilnehmer auf eine andere Frequenz mit den gleichen jeweiligen Schlitzen zu setzen, tritt die folgende Abfolge auf: Nachdem die RPU durch das Absinken der Verbindungsqualität betätigt wird, sendet sie eine Nachricht an die SCT, wobei sie einen Frequenzwechsel erfordert. Die SCT schickt diese Nachricht an die Kanalsteuertask (CCT), die an der Teilnehmerstation angeordnet ist, um eine Frequenzwechselbearbeitung durchzuführen, und tritt auch mit dem MPM in der Basisstation für die Zuordnung eines verfügbaren CCU-Kanals in Verbindung. Der MPM sendet ein Signal an den DBM, um einen verfügbaren Kanal anzugeben, und prüft mit dem Schedulermodul, um eine Zeitposition in dem Plan zu erhalten. Wenn ein Kanal zur Verfügung steht, sendet der MPM eine Nachricht zurück an die SCT, um die Kanalposition neu zu bilden. Wenn kein Kanal zur Verfügung steht, sendet die SCT ein Besetztsignal an die RPU, und kein Wechsel findet statt.

Fig. 9 erläutert das RCC-Protokoll. Die RPU 16 steht mit der CCU 110 und dem Modem 112 in Verbindung. An der Teilnehmerstation ist die SCT 136 in Verbindung mit der CCT 138, die mit dem Modem 140 ausgerüstet ist. Das RCC-Protokoll besteht aus zwei Lagen, einer Datenverbindungslage 142 und einer Paketlage 144. Die Datenverbindungslage ist die körperliche Verbindung zwischen den Teilen, während die Paketlage die Nachrichten umfaßt, die über diese körperliche Verbindung gegeben wird. Die Datenverbindungslage ist für die Fehlerermittlung, die Wortsynchronisation und Rahmung, Ermittlung und Auflösung von Kollisionen (Konkurrenzbetrieb für den gleichen Zeitschlitz auf dem gleichen HF-Kanal) verantwortlich.

In Fig. 9 ist ein Beispiel gezeigt, wie die RPU zwei Protokollwege verarbeitet: In dem ersten Protokoll sendet die RPU eine Nachricht an die CCU an der Basisstation, um einen Modulationswechsel zu fordern. In dem zweiten Protokoll sendet die RPU eine Nachricht an die SCT, um einen Frequenzwechsel zu fordern. In dem dritten Protokoll sendet die SCT eine Nachricht zurück an die RPU, um anzuzeigen, daß alle Kanalfrequenzen besetzt sind.

In einem anderen Beispiel sendet die RPU ein Nachrichtenprotokoll an die SCT, um einen Kanalfrequenzwechsel zu fordern. Diese Nachricht löst zwei Funktionen aus. Zuerst fordert die Nachricht, daß die SCT an der Teilnehmerstation einen Weg zu einer anderen Frequenz von der RCC erhält. Die SCT tritt daraufhin mit der CCT in Verbindung. Die CCT sucht dann die Kanäle ab und wenn sie einen freien Schlitz und eine freie Frequenz findet, schaltet sie darauf. In der zweiten Funktion bewirkt das Nachrichtenprotokoll, daß die SCT das Zentralamt anruft, um für eine Verbindung bereitzustehen.

Wenn während eines Gesprächs die Verbindungsqualität unter einen vorbestimmten Pegel fällt, schickt die RPU diese Information an die CCU und fordert einen Modulationspegelwechsel. Die CCU bestätigt diese Nachricht über die SDLC-Verbindung über den MUX und die RPU.

Claims (24)

1. Digitales Funkfernsprechsystem mit einer Vielzahl von Teil­ nehmerstationen, die sich in HF-Verbindung mit einer Basisstation (10) befinden, die mehrfache, sich sequentiell wiederholende Zeitschlitze hat, mit einer Vielzahl von Telefonkanälen und mit einer Einrichtung zum Verbinden der Telefonkanäle mit einem ausgewählten Fernsprechzeitschlitz in einem ausgewählten HF-Kanal mit einer entsprechenden Teilnehmerstation (42) in Folge eines Steuerbefehlssignals, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrich­ tung (30) zum Multiplexen der Vielzahl von Telefonkanälen auf wenigstens eine Verbindung als pulscodemoduliertes Signal, und einer Einrichtung zum Demultiplexen des pulscodemodulierten Signals vorgesehen ist, und das Steuerbefehlssignal in Folge entweder eines Leitungseintritts eines zusätzlichen Teilnehmers (42) oder einer Übertragungsverschlechterung zwischen der Basis­ station (10) und einer mit ihr in Verbindung stehenden Teil­ nehmerstation (42) erzeugt wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerbefehlssignal an die Teilnehmerstationen (42) über einen Funksteuerkanal übertragen wird, der einem ausgewählten Zeit­ schlitz eines ausgewählten HF-Kanals zugeordnet ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbefehl an die Teilnehmerstationen (42) durch eine Funkver­ arbeitungseinheit (16) übertragen wird, die sich sowohl mit einem Zentralamt (22) als auch mit der Basisstation (10) in Verbindung befindet.

4. Digitales Funkfernsprechsystem mit einer Basisstation (10), die sich mit einem Zentralamt (22) und Teilnehmerstationen (42) in Verbindung befindet, die mit der Basistation (10) durch HF-Kanäle verbunden sind, wobei die Basisstation (10) mehrfache, sich sequentiell wiederholende Zeitschlitze und eine Vielzahl von Frequenzkanälen hat und die Zeitschlitze und die Frequenzkanäle den Teilnehmerstationen (42) selektiv zuordenbar sind, gekenn­ zeichnet durch eine Zuordnungseinrichtung, die mindestens einen der Zeitschlitze und Frequenzkanäle irgendeiner der Teilnehmer­ stationen (42) in Folge einer Verschlechterung in der Übertragung zwischen der Basisstation und einer mit ihr sich in Verbindung befindenden Teilnehmerstation (42) selektiv zuordnet.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnungseinrichtung die Zeitschlitze und Frequenzkanäle in Folge einer Übertragungsverschlechterung zuordnet, die eine Folge wenigstens eines Vorkommnisses einer Modulationsänderung, einer Frequenzkanalstörung und eines Geräteausfalls ist.

6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede einer Vielzahl von einzelnen Teilnehmerstationen (42) eine von der Zuordnungseinrichtung gesteuerte Verbindung hat.

7. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede einer Vielzahl von Doppelteilnehmerstationen (42) wenigstens eine von der Zuordnungseinrichtung gesteuerte Verbindung hat, wobei jeder Teilnehmer (42) eines jeden Paares von Doppelteilnehmern (42) den benachbarten Schlitzen in einem ausgewählten Frequenzka­ nal durch die Zuordnungseinrichtung getrennt zuordenbar ist.

8. Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen und Frequenzkanälen an ausgewählte Teilnehmer (42) in einem digitalen Funkfern­ sprechsystem, das eine Basisstation (10) hat, die sich mit einem Zentralamt (22) und mit einer Vielzahl von Teilnehmerstationen (42) über HF-Kanäle in Verbindung befindet, wobei die Basistation mehrfache, sich sequentiell wiederholende Zeitschlitze und eine Vielzahl von Frequenzkanälen hat, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Zuordnung ausgewählter freier Schlitze in ausgewählten Frequenz­ kanäle an ausgewählte Teilnehmer (42) in Übereinstimmung mit ihrer Nachbarschaft zu besetzten Schlitzen in einer Speicherma­ trix,
wobei die Zuordnung in Folge von Reizen durchgeführt wird, die entweder durch den Leitungseintritt von zusätzlichen Teilnehmern oder durch die Verschlechterung von Übertragungen zwischen der Basisstation (10) und den Teilnehmern (42) auftreten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlechterung von Übertragungen entweder durch eine Modula­ tionsänderung, eine Frequenzkanalstörung oder einen Geräteausfall verursacht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnungen während der Gespräche zwischen Teilnehmern statt­ finden.

11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Demultiplexer- und Kopplungseinrichtung den einen Telefonkanal einem anderen unbenutzten Zeitschlitz infolge einer Übertragungs­ verschlechterung zuordnet.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsverschlechterung auf Grund mindestens eines Vorkomm­ nisses von einer Modulationsänderung, Frequenzkanalstörung und einem Geräteausfall erfolgt.

13. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Demultiplexer- und Kopplungseinrichtung den einen Telefonkanal in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Zuordnungstabelle zuordnet, die die gleichzeitige Verschiebung des Verbindungszeit­ schlitzes und des Frequenzkanals verhindert.

14. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Demultiplexer- und Kopplungseinrichtung die eine Telefonleitung in Folge des Eintritts eines zusätzlichen Teilnehmers an das digitale Funkfernsprechsystem zuordnet.

15. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnungseinrichtung einen der Teilnehmer (42) in Überein­ stimmung mit einer vorbestimmten Zuordnungstabelle zuordnet, die eine gleichzeitige Verschiebung des Zeitschlitzes und des Frequenzkanals verhindert.

16. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Zuordnungs­ tabelle durchgeführt wird, die eine gleichzeitige Verschiebung des Verbindungszeitschlitzes und des Frequenzkanals verhindert.

17. Digitales Funkfernsprechsystem, das mit einer Basisstation (10) versehen ist, die in Verbindung mit einem Zentralamt (22) und Teilnehmerstationen (42) ist, die mit der Basisstation (10) durch HF-Kanäle verbunden sind, wobei die Basisstation (10) mehrfache sich sequentiell wiederholende Zeitschlitze und eine Vielzahl von Frequenzkanälen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschlitze und Frequenzkanäle auswählbar an die Teilnehmer­ stationen (42) zuordenbar sind, durch Bewegung der Teilnehmer­ stationen (42) zu ausgewählten leeren Zeitschlitzen oder Frequenzkanälen in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Zuordnungstabelle, wobei das System eine Zuordnungseinrichtung zum auswählbaren Zuordnen von Zeitschlitzen und Frequenzkanälen an irgendeine der Teilnehmerstationen (42) in Folge einer Übertragungsverschlechterung zwischen der Basisstation (10) und einer in Verbindung mit dieser befindlichen Teilnehmerstation (42) einschließt.

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnungseinrichtung ihre Zuordnungen in Folge einer Über­ tragungsverschlechterung durchführt, die auf Grund mindestens eines Vorkommnisses von einer Modulationsänderung, einer Frequenzkanalstörung und eines Geräteausfalls erfolgt.

19. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von einzelnen Teilnehmerstationen (42) in Verbindung mit der Zuordnungseinrichtung sind.

20. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Doppelteilnehmerstationen (42) in Verbindung mit der Zuordnungseinrichtung ist, wobei jeder Teilnehmer (42) jedes Paares von Doppelteilnehmern (42) getrennt an benachbarte Schlitze in einem ausgewählten Frequenzkanal durch die Zuord­ nungseinrichtung zuordenbar ist.

21. Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen und Frequenzkanälen an ausgewählte Teilnehmer (42) in einem digitalen Funkfern­ sprechsystem mit einer Basisstation (10) in Verbindung mit einem Zentralamt (22) und mit einer Vielzahl von Teilnehmerstationen (42) durch HF-Kanäle, wobei die Basisstation (10) mehrfache, sich sequentiell wiederholende Zeitschlitze aufweist und eine Vielzahl von Frequenzkanälen zu ausgewählten Teilnehmern (42), wobei die Teilnehmer an ausgewählte unbesetzte Schlitze in ausgewählten Frequenzkanälen zugeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnehmer (42) an ausgewählte unbesetzte Schlitze in ausgewählten Frequenzkanälen in Übereinstimmung mit ihrer Nachbarschaft zu besetzten Schlitzen in einer Speichermatrix zugeordnet werden, wobei die Zuordnung infolge von Reizen erfolgt, die durch den Leitungseintritt mindestens eines zusätzlichen Teilnehmers oder durch die Übertragungsverschlechte­ rung zwischen der Basisstation (10) und den Teilnehmern (42) ausgelöst werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsverschlechterung durch mindestens ein Vorkommnis von Modulationsänderung, Frequenzkanalstörung und Geräteausfall verursacht wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnungen während Unterhaltungen zwischen Teilnehmern statt­ finden.

24. Digitales Funkfernsprechsystem mit einer Basisstation (10) und einer Vielzahl von Teilnehmerstationen (42) die in Verbindung miteinander und mit einem externen Fernsprechnetz stehen, das eine Vielzahl von Anschlüssen hat, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Fernsprechschaltung aufweist, die folgendes miteinschließt:
eine ein Muster von Frequenzkanälen enthaltende Matrix, wobei jeder Frequenzkanal eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, die Zeitschlitze relativ zueinander angeordnet sind, wodurch eine Teilnehmerstation (42) auswählbar bewegbar von einem Schlitz zu einem anderen innerhalb eines ausgewählten Frequenzkanals sein kann, oder von einem Schlitz in einem Frequenzkanal zu einem anderen Schlitz in einem anderen Frequenzkanal, wobei die Matrix gleichzeitige Verbindungen zwischen einer Vielzahl der Anschlüsse und einer Vielzahl der Teilnehmerstationen (42) ermöglicht,
eine Fernsprechvermittlung zum Verbinden der Fernsprechschaltung mit den Anschlüssen des externen Funkfernsprechnetzes; und
einen Prozessor mit einer Fernleitung, der sowohl mit der Funkfernsprechschaltung durch einen Steuerkanal der Basisstation (10) als auch mit der Fernsprechvermittlung gekoppelt ist, zum kontinuierlichen Überwachen des Zustands der Zeitschlitze und zum Bewegen der Funkfernsprechschaltung und der Fernsprechvermittlung dazu, die Verbindungen zwischen ausgewählten Anschlüssen des externen Funkfernsprechnetzes und ausgewählten Teilnehmer­ stationen (42) über Zeitschlitze zu vervollständigen, die infolge des überwachten Zustands jedes der Zeitschlitze zugeordnet werden; wobei der Prozessor mit der Fernleitung einen Speicher zum Speichern der Verbindungen in jedem Zeitintervall aufweist, wodurch er zu jeder Zeit fähig ist, festzustellen, wo innerhalb der Matrix ein Transfer von Zeitschlitzen durchgeführt werden kann.