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Die
Erfindung betrifft ein digitales Funkfernsprechsystem, bei dem sich
eine Basisstation mit einer Vielzahl von Teilnehmerstationen in
Verbindung befindet, die mit ihr durch HF-Kanäle auf eine 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.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung von Frequenz- und
Schlitzagilität,
um eine verbesserte Nutzung der Übertragungskapazität zwischen
der Basisstation und ihren zugehörigen
Teilnehmereinheiten zu erreichen.
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Durch
die Erfindung wird ein digitales Fernsprechsystem geschaffen, das
eine Basisstation aufweist, die sich in Verbindung mit einer Vielzahl
von Teilnehmerstationen befindet, die mit ihr durch HF-Kanäle auf eine
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, selbst wenn keine Verschlechterung der Übertragungsqualität der laufenden
Kommunikation auftritt. Die Änderungseinrichtung
beinhaltet eine fernverbundene Verarbeitungseinheit 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.
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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.
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Die
Erfindung ist bei einem System anwendbar, wie es z.B. in der US-PS
4 675 863 geoffenbart ist. Ein solches System weist eine 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 bestimmten
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.
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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.
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Die
US 4,675,863 beschreibt
ein System zur drahtlosen Übertragung
von Informationssignalen, wobei digitale Zeitvielfachzugriffsschaltungen
zwischen einer Basisstation und einer Vielzahl von Teilnehmerstationen
verwendet werden. Die Teilnehmerstationen können fest oder beweglich sein.
Die Anzahl der Zeitteilungsschaltungen wird durch die Übertragungsqualität der Signale
bestimmt. Die Basisstation ist mit einem externen Informationsnetz
verbunden, das analog und/oder digital sein kann. Der Modulationspegel
der Signale und die dem System zugeführte Leistung werden entsprechend
der Signalfehlererfassung im System eingestellt. Das System ist
mit Raumdiversität
ausgestattet, indem eine Vielzahl von Antennen verwendet wird, die
voneinander entfernt sind, um einen relativ hohen Signalempfang trotz
Signalschwund zu liefern. Die Basisstation arbeitet über eine
Vielzahl von Funkkanalpaaren. Jeder Kanalpaarbetrieb wird durch
die Kombination einer Sendekanalschaltung zum Verarbeiten einer
gegebenen Vielzahl von Informationssignalen, die gleichzeitig über Fernsprechleitungen
der Telefongesellschaft zur gleichzeitigen Übertragung an verschiedene
Teilnehmerstationen über
einen gegebenen Funkkanal empfangen werden.
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Aus
Fluhr; Nussbaum: „Switching
Plan for a Cellular Mobile Telephone System." in IEEE Transactions on communication,
1973, Vol. Com-21, No. 11, S. 1281–1286, ist bekannt, in einem
zellularen Mobilfunksystem eine Teilnehmerstation von einer Basisstation
an eine benachbarte Basisstation zu übergeben („Handoff"), wenn die Signalstärke zur bisherigen Basisstation
unter einen bestimmten Schwellwert gesunken ist und die Teilnehmerstation
zur neuen Basisstation eine qualitativ bessere Kommunikationsverbindung
unterhalten kann.
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Anhand
der folgenden Beschreibung und in Verbindung mit den Zeichnungen
wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
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1 ein Blockschaltbild einer
erfindungsgemäß verwendeten
Basisstation, wobei die angeschlossenen Teilnehmerstationen global
angegebenen sind,
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2 ein Blockschaltbild einer
einzelnen Teilnehmereinheit nach der Erfindung,
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3 ein Blockschaltbild einer
Doppelteilnehmereinheit nach der Erfindung,
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4 ein Blockschaltbild einer
mehrfachen Einzelteilnehmereinheit nach der Erfindung,
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5 ein Blockschaltbild einer
mehrfachen Doppelteilnehmereinheit nach der Erfindung,
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6 eine Funkverarbeitungseinheitsmatrix nach
der Erfindung,
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7 ein Blockschaltbild, das
Einzelheiten eines Kanalmoduls nach der Erfindung zeigt,
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8 ein Blockschaltbild einer
Funkverarbeitungseinheit und ihrer Verbindungselemente nach der
Erfindung und
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9 ein Funktionsschaubild
der Lagen von Fernsprechverbindungen zwischen der Basisstation und
einer Teilnehmerstation.
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Verzeichnis von Akronymen
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- 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)
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Es
wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die gleichen Bezugszeichen
für die gleichen
Teile verwendet werden. In 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 eine 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.
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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.
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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 Leistungsverstärker 40 stehen.
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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.
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Jede
der Teilnehmerstationen 42 kann entweder eine einzelne
Teilnehmereinheit, eine Doppelteilnehmereinheit oder eine Mehrfachteilnehmereinheit
umfassen. 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 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.
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Wenn
bei der Doppelteilnehmereinheit von 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.
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In 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.
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5 zeigt
den gleichen Typ eines Mehrfachsystems wie 4, außer daß das Netz 88 mit Doppelteilnehmereinheiten 90, 92, 94 usw.
verbunden ist, von denen jede dem in 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 ver schobene 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.
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Die
analoge Situation existiert bei mehreren Einzeleinheitteilnehmern,
wie in 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 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.
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Bei
einem System wie das von 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.
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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.
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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.
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In
der Basisstation beinhaltet jeder Kanalmodul 36, wie in 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.
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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.
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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 Empfangssignalpegel
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
ge macht 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
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
RPU 18 ist ein wichtiges Element bei der Steuerung der
Zuordnung von Frequenzkanälen
und Schlitzen und ihr allgemeiner Aufbau ist in 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 7 gezeigt ist, während die SCT sich in Schaltverbindung
mit den Teilnehmerstationen befindet.
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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 zu schicken, die daraufhin mit dem MPM
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 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.
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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.
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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.
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In 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 Frequenz wechsel zu fordern. In dem dritten Protokoll sendet
die SCT eine Nachricht zurück
an die RPU, um anzuzeigen, daß alle
Kanalfrequenzen besetzt sind.
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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 Zentralamtanruft, um für
eine Verbindung bereitzustehen.
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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.