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Diese Erfindung betrifft Funkfrequenz-(RF)-
Signalübertragungssysteme, die durch eine Mehrort-
Vermittlungsstelle miteinander verbunden sind, die Befehls-
und Audioübertragungssignale zwischen den RF-Systemen
verteilt. Die Mehrort-Vermittlungsstelle weist eine verteilte
Architektur von Knoten auf, wobei jeder Knoten mit einem der
RF-Systeme gekoppelt ist, beispielsweise einer Orts-
Steuereinrichtung oder einer Dispatcher-Konsole. Insbesondere
bezieht sich diese Erfindung auf eine gemeinsame
Steuereinrichtungs-Architektur für jeden Knoten der Mehrort-
Vermittlungsstelle.
HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist allgemein für einen VHF/UHF RF Repeater
(Zwischenverstärker)-Sendeort unpraktisch, ein großes
geografisches Gebiet effektiv zu bedienen. Der Sendebereich
eines einzelnen Orts ist durch mehrere Faktoren begrenzt. Die
effektive abgestrahlte Leistung der Antenne ist gesetzlichen
und praktischen Beschränkungen ausgesetzt. Zusätzlich
blockieren natürliche und vom Menschen gemachte topografische
Merkmale, wie Gebirge und Gebäude, Signale von bestimmten
Aufenthaltsorten.
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Mehrfach-Sendeorte sind erforderlich, um RF-Kommunikationen
an allen Aufenthaltsorten innerhalb eines gegebenen lokalen
Gebiets bereitzustellen. Mehrfach-Sender können benötigt
werden, um eine ländliche Gemeinde, die viele Quadratmeilen
bedeckt, oder eine Stadt mit vielen Gebäuden abzudecken.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines vereinfachten
Mehrort-Systems mit drei Repeater-(Sende)-Zentralorten S1, S2
und S3, die jeweils Kommunikationen für die geografischen
Gebiete A1, A2 und A3 bereitstellen. Mobile oder tragbar
Transceiver (Sender/Empfänger) innerhalb eines Gebiets A1
empfangen Signale, die von dem Ort S1 gesendet werden,
Transceiver innerhalb eines Gebiets A2 empfangen Signale, die
von dem Ort S2 gesendet werden, und Transceiver innerhalb
eines Gebiets A3 empfangen Signale, die von dem Ort S3
gesendet werden. Jeder Ort weist eine Orts-Steuereinrichtung
auf, die als ein zentraler Punkt für Kommunikationen in dem
Ort wirkt. Um Kommunikationen von einem Gebiet zu einem
anderen zu ermöglichen, stellt eine Vermittlungsstelle eine
Netzwerkverbindung der Funksysteme untereinander bereit, um
Audioschlitze herzustellen, die eine Orts-Steuereinrichtung
mit einer anderen verbindet. Somit kann ein Anrufer in einem
Gebiet mit irgendeinem in einem anderen Gebiet kommunizieren.
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Die EP-A-0473355 bildet einen Teil des Standes der Technik
bezüglich eines Teils seiner Offenbarung unter Artikel 54(3)
EPC. Hinsichtlich der Tatsache, daß dieses Dokument einen
Teil des Standes der Technik bildet, offenbart es eine
Mehrort-Vermittlungsstelle mit einer verteilten Architektur
von Ortsknoten und Konsolenknoten, die mit einer Vielzahl von
Audiodatenkanälen verbunden sind.
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Die US-A-4,630,263 offenbart eine zentral gesteuerte Mehrort-
Vermittlungsstelle, die eine Vielzahl von Knoten für eine
Verbindung mit Basisstationen und Betreiberkonsolen und einen
Audiobus aufweist. Die Vermittlungsstelle umfaßt auch eine
zentrale Steuereinrichtung, die die Verbindungen zwischen den
Basisstationen und einzeln zugeordneten Schlitzen auf dem
Audiobus herstellt und steuert.
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Die vorliegende Erfindung ist auf ein Mehrort-RF-Bündel-
Repeater(Zwischenverstärker)-System gerichtet. Das Mehrort-
Merkmal ermöglicht einem Anrufer in einem Gebiet (z.B. A1)
mit einer angerufenen Person in einem anderen Gebiet (z.B.
A2) zu kommunizieren. Eine Multicast sendet für eine
Signalisierung nur in denjenigen Gebieten aus, in denen sich
der beabsichtigte Anrufer (oder die Anrufer) befindet
(befinden). Ferner ordnet in einem Multicast-Netz jeder Ort
einen spezifischen Kanal einem Anruf unabhängig von den
Kanalzuordnungen, die von anderen Orten durchgeführt werden,
zu. Somit kann ein einzelner Anruf von mehreren Orts-Sendern
senden, die jeweils auf einer unterschiedlichen Frequenz
arbeiten.
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In einem Mehrort-System empfängt die Orts-Steuereinrichtung
51 einen Anruf von einer Mobilstation in A1, die einen Kanal
zum Kommunizieren mit einer spezifischen angerufenen Person
anfordert. Ein Anrufer fordert einen Kanal einfach dadurch
an, daß er die Sprechtaste (push-to-talk PTTT oder
Drückenzum-Sprechen) auf seinem Mikrofon drückt. Dies informiert die
Orts-Steuereinrichtung darüber, daß ein Kanal angefordert
wird. Das PTT-Signal wird an eine Einheit auf einem
Steuerkanal gesendet, der kontinuierlich von der Orts-
Steuereinrichtung überwacht wird. Die Orts-Steuereinrichtung
ordnet dem Anruf einen Kanal zu und weist die Funkeinheit des
Anrufers an, von dem Steuerkanal auf den Kanal, der dem Anruf
zugeordnet ist, umzuschalten. Dieser zugeordnete Kanal ist
nur innerhalb des Gebiets anwendbar, der von dem Ort
abgedeckt wird.
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Zusätzlich sendet die Orts-Steuereinrichtung die
Kanalzuordnung an die Mehrort-Netzvermittlungsstelle. Die
Vermittlungsstelle ordnet dem Anruf einen internen
Audioschlitz zu. Die Vermittlungsstelle sendet auch eine
Kanalanforderung an sämtliche anderen Orts-
Steuereinrichtungen oder nur an diejenigen Orts-
Steuereinrichtungen, die eine bestimmte angerufene Person
innerhalb ihres Gebiets aufweisen. Auf einen Empfang einer
Kanalanforderung hin ordnen diese sekundären Orts-
Steuereinrichtungen dem Anruf einen Kanal zu. Wiederum ist
jeder sekundäre Kanal nur in dem Gebiet betreibbar, das von
der sekundären Orts-Steuereinrichtung abgedeckt wird. Die
sekundäre Orts-Steuereinrichtung (oder die Einrichtungen)
sendet (senden) auch die Kanalzuordnung an die Mehrort-
Vermittlungsstelle zurück. Der Anrufer kann dann mit einer
Einheit oder einer Gruppe in einem anderen Gebiet über die
Mehrort-Vermittlungsstelle kommunizieren. Der Anruf wird
anfänglich an die primäre Orts-Steuereinrichtung gesendet,
durch den zugeordneten Audioschlitz in der Vermittlungsstelle
verzweigt und durch die sekundären Orte auf verschiedenen
zugeordneten Kanälen in diesen anderen Gebieten
zurückgesendet.
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Wenn der Anrufer den Anrufer beendet, deaktiviert die primäre
Orts-Steuereinrichtung den zugeordneten Kanal für diesen Ort
und benachrichtigt die Netzvermittlungsstelle darüber, daß
der Anruf beendet ist. Es kann eine kurze "Auflegzeit" nach
dem Ende des Anrufs vorhanden sein, in der der Kanal
zugeordnet bleibt. Während dieser Aufhängzeit kann der Anruf
erneut verschlüsselt werden, ohne durch die
Kanalzuordnungsprozedur zu gehen.
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Wenn der Anruf fallengelassen wird, sendet die
Netzvermittlungsstelle ein Ende eines Anrufsbefehls an die
sekundären Orts-Steuereinrichtungen. Ein Anruf wird in einem
ähnlichen Format und einem Betrieb, wie die Schlitzzuordnung,
beendet. Anstelle eines Aufbaus eines Audioschlitzes
verursacht das Ende eines Anrufbefehls, daß die zugeordneten
Schlitze und Kanäle gelöst werden.
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Zusätzlich zur Bereitstellung von Kommunikationen zwischen
Mobilfunkeinheiten in unterschiedlichen Gebieten stellt die
Mehrort-Netzvermittlungsstelle Kommunikationen zwischen
Dispatchern in verschiedenen Gebieten und zwischen
Dispatchern und Mobilfunkeinheiten in unterschiedlichen
Gebieten bereit. Die Dispatcher-Konsolen sind mit der Netz-
Vermittlungsstelle in der gleichen Weise verbunden, so wie
dies die Orts-Steuereinrichtungen sind. Eine Dispatcher-
Konsole kann eine Kanalanrufaufforderung durch die
Netzvermittlungsstelle an eine Orts-Steuereinrichtung in
einem anderen Gebiet ausgeben, um eine Mobileinheit
anzurufen, oder an eine andere Dispatcher-Konsole, um einen
Dispatcher in einem anderen Gebiet azurufen.
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Zusätzlich zu all den Merkmalen, die die mobilen Einheiten
aufweisen, weist jede Dispatcher-Konsole die Möglichkeit auf,
an irgendeinem Anruf in ihrem Gebiet oder an ihren
zugeordneten Gruppen teilzunehmen. Wenn ein Anruf durch die
Netzvermittlungsstelle von einem anderen Gebiet an einer
Mobilfunkeinheit ankommt, dann informiert die
Netzvermittlungsstelle die Dispatcher-Konsole über den Anruf
zusätzlich zur Benachrichtigung der Orts-Steuereinrichtung.
Der Dispatcher kann dann den Anruf an die Mobilfunkeinheit
abhören oder daran teilnehmen.
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Die Netz-Vermittlungsstelle kann auch Anrufe in Gruppen an
mobile Einheiten und/oder Dispatcher-Konsolen behandeln. Die
Vermittlungsstelle für ein weites Gebiet behandelt
Gruppenanrufe und überwacht das Netz, um sicherzustellen, daß
die Orts-Steuereinrichtungen für sämtliche angerufenen
Personen in der Gruppe einen Kanal für den Gruppenanruf
zuordnen. Wenn ein Kanal nicht zugeordnet wird, informiert
die Vermittlungsstelle des breiten Gebiets den Anrufer
darüber, daß der Anruf für ein breites Gebiet nicht wie
angefordert durchgeführt werden kann. Der Anrufer hat dann
die Option eines erneute Eintastens des Anrufs, um so
diejenigen Gebiete mit zugeordneten Kanälen zu erreichen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrort-
Vermittlungsstelle, die eine verteilte Architektur aufweist.
Die logischen Funktionen der Vermittlungsstelle werden von
verschiedenen Mikroprozessor-betriebenen Knoten, die überall
in der Vermittlungsstelle verteilt sind, gemeinsam verwendet.
Die Knoten teilen die Berechnungslast der Vermittlungsstelle.
Jeder Knoten ist mit einer Orts-Steuereinrichtung, einer
Dispatcher-Konsole, dem System-Manager oder einer anderen
Komponente des gesamten Funksystems verbunden. Die Knoten,
die mit Orts-Steuereinrichtungen gekoppelt sind, werden als
Master-II-Interface-Module (MIMs) bezeichnet und die Knoten,
die mit Dispatcher-Konsolen gekoppelt sind, werden als
Konsolen-Interface-Module (CIMs) bezeichnet.
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Die verteilte Architektur der Mehrort-Vermittlungsstelle
stellt eine Sicherheit gegenüber katastrophalen Ausfällen der
Vermittlungsstelle oder von allen Kommunikationen von einem
RF-System zu einem anderen bereit. Die Mehrort-
Vermittlungsstelle fällt nicht vollständig aus, wenn eine
Karte ausfällt. Breitbandkommunikationen, d.h. Anrufe
zwischen Ortsgebieten, können trotz des Ausfalls eines
Knotens fortgesetzt werden. Wenn eine Karte ausfällt, dann
wird das Gateway (der Zugang) zu dem Netz nur für ihre Orts-
Steuereinrichtung oder Dispatcher-Konsole geschlossen. Ein
Ausfall eines Knotens verhindert Breitbandkommunikationen nur
bezüglich des Orts oder der Konsole, die mit dem
ausgefallenen Knoten verbunden ist. Mobile Einheiten in dem
Gebiet, das von der ausgefallenen Karte bedient wird, werden
eine Einheit in einem anderen Gebiet nicht anrufen oder
Anrufe von einem anderen Gebiet nicht empfangen können.
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Lokale Kommunikationen innerhalb eines Gebiets werden durch
den Ausfall in dem Mehrort-Schalter nicht deaktiviert. Eine
Orts-Steuereinrichtung wird durch einen Ausfall ihres
zugehörigen Knotens in der Mehrort-Vermittlungsstelle nicht
deaktiviert. Insbesondere deaktiviert der Ausfall eines MIM-
Moduls nicht die Orts-Steuereinrichtung, mit der das MIM-
Modul verbunden ist. Die Orts-Steuereinrichtung setzt einen
Betrieb fort und lokale Kommunikationen innerhalb des Gebiets
werden von einem Ausfall in der Mehrort-Vermittlungsstelle
nicht beeinflußt.
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Die Möglichkeit, Breitbandanrufe fortzusetzen, nachdem ein
Knoten in der Vermittlungsstelle ausgefallen ist, stellt
mehrere Vorteile für eine Vermittlungsstelle mit verteilter
Architektur gegenüber einer Vermittlungsstelle mit einer
zentralen Architektur bereit. In einer zentralen Architektur
führt eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) den Betrieb der
Vermittlungsstelle. Wenn diese CPU ausfällt, dann fällt die
gesamte Vermittlungsstelle aus. Breitbandkommunikationen
werden von dem Ausfall einer Mehrort-Vermittlungsstelle mit
einer zentralen Architektur vollständig heruntergefahren. Wie
bereits angegeben, werden Breitbandkommunikationen von einem
Ausfall in einer Vermittlungsstelle mit einer verteilten
Architektur nicht vollständig heruntergefahren.
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Verteilte Netzmehrortsysteme weisen eine viel höhere
Datentransferrate als vergleichbare Mehrortsysteme mit
zentrale Architektur auf. Zentrale Computer verarbeiten
Information seriell. Sämtliche Kommunikationen, die durch die
Vermittlungsstelle laufen, müssen von dem zentralen Computer
seriell verarbeitet werden. Der zentrale Computer verlangsamt
Kommunikationen wegen seines seriellen Betriebs. Verteilte
Netzsysteme erreichen eine parallele Verarbeitung, indem sie
die Berechnungsaufgaben zwischen mehrere Prozessoren teilen.
Verteilte Netze sind allgemein wesentlich schneller als
zentrale Computer.
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Verteilte Netzmehrort-Systeme sind allgemein kostengünstiger
als Mehrort-Systeme mit einem zentralen Computer. Die
Hardware, die für ein verteiltes Netz benötigt wird, ist eine
Reihe von Mikroprozessor-gesteuerten Karten, die
Kommunikationen zwischen der Mehrort-Vermittlungsstelle und
den Orts-Zentralsteuereinrichtungen, den Dispatcher-Konsolen
und verschiedenen anderen Benutzern des Netzes behandelt. Die
Kosten einer Serie von Karten ist typischerweise viel
geringer als diejenigen eines zentralen Computers. Ferner
kann eine verteilte Netzvermittlungsstelle einfach durch
Hinzufügen von Karten erweitert werden. Die Erweiterung der
Kapazität eines zentralen Computers erfordert den Kauf eines
größeren Zentralcomputers.
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Die Ziele der Erfindung werden durch eine Mehrort-
Vermittlungsstelle gemäß Anspruch 1 erzielt.
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Jeder Knoten einer Mehrort-Netzvermittlungsstelle wird durch
eine Vermittlungsstellen-Steuerungskarte und eine Vielzahl
von Audiokarten unterstützt. Diese Knoteneinheiten weisen
alle die gleiche Architektur aus und sind untereinander
austauschbar. Die gleichen Steuerungskarten und Audiokarten
werden in allen Knoten verwendet.
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Die Knotenarchitektur ist neu und stellt Vorteile gegenüber
herkömmlichen Architekturen auf, die in RF-Bündelungssystemen
verwendet werden. Die Mehrort-Knotenarchitektur ermöglicht
die Verwendung einer austauschbaren Knoteneinheit, die in
jeden Knoten in der Vermittlungsstelle eingefügt werden kann.
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Die Mehrort-Vermittlungsstelle kann im Arbeitsfeld durch
Ersetzen der Knoteneinheit gewartet werden. Das
Wartungspersonal muß nur eine Art von Knoteneinheit
bereithalten, um irgendeinen Knoten in der Vermittlungsstelle
zu ersetzen. Die Wartungstechniker müssen nicht mehr eine
Vielzahl von Komponenten bereithalten, um die
Vermittlungsstelle zu warten, oder dicke Manuals über die
Schaltkreise in jedem Knoten der verschiedenen Knoten
durcharbeiten. In ähnlicher Weise verringert eine
gleichförmige Knotenarchitektur die Komplexität und die
Kosten einer Herstellung.
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Die Architektur des Knotens ist auch dahingehend neu, daß
eine einzelne Steuerungskarte eine Vielzahl von Audiokarten
unterstützt, die selbst mehrere Audiokanäle behandeln. In
einer bevorzugten Ausführungsform unterstützt eine
Steuerungskarte acht Audiokarten, die jeweils vier
Audio/Daten-Kanäle tragen. Somit unterstützt eine
Steuerungskarte zweiunddreißig (32) Audio/Daten-Kanäle. Die
Architektur des Knotens und sein Betrieb sind spezifisch
ausgelegt, um einer einzelnen Steuerungskarte zu ermöglichen,
eine große Anzahl von Audiokarten und Kanälen zu behandeln.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den
abhängigen Ansprüchen definiert.
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Zusätzlich zu den oben beschriebenen existieren viele andere
Vorteile des Mehrort-RF-Systems gegenüber herkömmlichen RF-
Bündelungssystemen. Viele dieser Vorteile ergeben sich aus
der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine Darstellung eines Funksystems mit drei Orten,
das durch eine Mehrort-Vermittlungsstelle als ein
Netz zusammengefaßt wird;
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Fig. 2 eine schematische Ansicht der Architektur für ein
verteiltes Mehrort-Netz;
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Fig. 3 ein allgemeines Blockschaltbild der Architektur
eines Knotens in der Mehrort-Vermittlungsstelle;
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Fig. 4 ein Diagramm, das die Architektur eines Mehrort-
Knotens zeigt;
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Fig. 5 ein schematisches Diagramm der Steuerungskarte für
einen Mehrort-Knoten; und
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Fig. 6 ein Speicherpufferdiagramm für ein RAM der
Doppelport (dual-port) RAMs in der Steuerungskarte.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein beispielhaftes Funkrepeater-(Zwischenverstärker) -
Bündelungssystem gemäß der Erfindung ist allgemein in Fig. 1
dargestellt. Einzelne entfernte Einheiten kommunizieren
miteinander durch geteilte Funkrepeater, die einen Teil des
Repeater-Bündelungssystems 100 sind. Das System ist aus
mehreren Orten 102 gebildet. Jeder Ort umfaßt einen
Ortstransceiver, der Signale über ein bestimmtes Gebiet
aussendet, und eine Orts-Steuereinrichtung. Beispielsweise
sendet der Ort S1 über ein Gebiet A1. Die entfernten
Einheiten können mit Einheiten innerhalb ihres eigenen
Gebiets oder mit Einheiten in anderen Gebieten kommunizieren.
Die entfernten Einheiten können auch mit den Dispatcher-
Konsolen kommunizieren.
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Jeder Ort wird von einer Orts-Steuereinrichtung, z.B. S1,
gesteuert. Die Orts-Steuereinrichtung steuert die
Funkfrequenzdaten und Audioverkehr in ihrem Gebiet. Die Orts-
Steuereinrichtung wird mit näheren Einzelheiten in der
Anmeldung und den Patenten, die voranstehend erwähnt wurden,
beschrieben. Für die Zwecke hier kommuniziert jede Orts-
Steuereinrichtung mit der Mehrort-Vermittlungsstelle 200. Die
Mehrort-Vermittlungsstelle verzweigt Kommunikationen zwischen
Orten und Dispatcher-Konsolen.
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Kommunikationen zwischen Orten werden durch die Mehrort-
Vermittlungsstelle 200, die in Fig. 2 gezeigt ist,
ausgeführt. Die Mehrort-Vermittlungsstelle kommuniziert mit
jeder Orts-Steuereinrichtung 201 und der Dispatcher-Konsole
202. Es gibt Daten- und Audiokommunikationsleitungen zwischen
der Mehrort-Vermittlungsstelle und jeder Orts-
Steuereinrichtung und Dispatcher-Konsole.
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Die Hauptverantwortung der Mehrort-Vermittlungsstelle besteht
darin, Audioverbindungen zwischen Orten und Dispatcher-
Konsolen herzustellen und zu entfernen. Die Mehrort-
Vermittlungsstelle umfaßt ein lokales Gebietsnetz von Knoten.
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Knoten entsprechend der
Tatsache bezeichnet, ob sie eine Verbindung mit einer Orts-
Steuereinrichtung, einer Dispatcher-Konsole oder einer
anderen Systemkomponente eingehen. Beispielsweise sind MIM-
Module 203 Knoten in der Vermittlungsstelle, die eine
Verbindung mit Orts-Steuereinrichtungen eingehen, und CIM-
Module 204 sind Knoten, die eine Verbindung mit Dispatcher-
Konsolen eingehen. Es gibt andere Knoten, wie beispielsweise
ein Überwachungsmodul (MOM) 205, ein Recorder-Interface-Modul
(RIM) 206, ein herkömmliches Interface-Modul (CVIM) 207 und
ein Vermittlungsstellen-Verbindungsmodul (SWIM) 208.
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Das MOM-Modul 205 ist das Interface für den Systemmanager und
den MOM-PC (Personalcomputer), die eine
Überwachungsverantwortung für die Vermittlungsstelle und das
gesamte Funksystem übernehmen. Der Systemmanager aktualisiert
die Datenbanken in sämtlichen Knoten. Das MOM-Modul führt
bestimmte zentralisierte Datenbanken einschließlich von
Datenbanken für smarte Anrufe und bestätigte Anrufe. Smarte
Anrufe beziehen sich auf den Betrieb der Dispatcher-Konsole.
Ein Anruf ist "smart", wenn der Anruf gewählt worden ist,
d.h. von dem Dispatcher über einen gewählten Lautsprecher in
der Konsole abgehört wird. Wenn der Anruf von wenigstens
einer Konsole nicht gewählt wird, dann erscheint ein
Aufblinken des Indikatorlichts auf bestimmten Konsolen. Somit
können mehrere Dispatcher leicht sehen, welche Anrufe von
wenigstens einem Dispatcher gerade nicht überwacht werden.
Bestätigte Anrufe erfordern eine Teilnahme von sämtlichen
dafür vorgesehenen angerufenen Personen. Ein bestätigter
Anruf kann mit einer Audio-Übertragung nur dann beginnen,
nachdem sämtliche Orte mit vorgesehenen angerufenen Personen
die Zuordnung von Kanälen für den Anruf bestätigt haben.
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Jeder Knoten in der Mehrort-Vermittlungsstelle wird durch
eine Mikroprozessor-gesteuerte Kommunikationskarte
unterstützt. Sämtliche Karten für die MIM-, CIM-, CVIM-,
MOM-, RIM- und SWIM-Module weisen die gleiche Hardware auf
und sind austauschbar. Von den Karten wird gesagt, daß sie
verschiedene Persönlichkeiten aufweisen, um anzuzeigen, daß
ihnen beispielsweise eine Ortssteuereinrichtung oder eine
Dispatcher-Konsole (Dispatch-Position) zugeordnet sind. Jede
Karte kann leicht konfiguriert werden, um ein MIM-, CIM-Modul
etc. zu sein, indem einige Schalter auf der Karte gesetzt
werden. Somit sind die Karten tatsächlich austauschbar.
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Die Knoten der Vermittlungsstelle sind jeweils mit einem
digitalen Nachrichtenbus 209 und einem oder mehreren
digitalen Audiobussen 210 verbunden. Der Nachrichtenbus 209
ist in Fig. 2 als ein Nachrichtennetz unter Verwendung eines
Intel 80C152 Global Serial Channel (GSC) Mikroprozessors
gezeigt. Dieser GSC-Mikroprozessor ist die Kommunikations-
Steuereinrichtung in der Steuerungskarte in jedem Knoten. Der
Nachrichtenbus ist ein Hochgeschwindigkeitsdatenbus, der sich
in dem GSC-Mikroprozessor befindet. Der Nachrichtenbus
verbindet die Kommunikations-Steuereinrichtungen in der
Steuerungskarte jedes Knotens.
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Der Audiobus 210 umfaßt 32 zeitmultiplexierte Busse. Jeder
Bus enthält 32 Schlitze, die jeweils einen einzelnen
Audiokanal tragen. Maximal 1024 Audioschlitze können durch
die Vermittlungsstelle verzweigt werden (32 Busse · 32
Schlitze). Die Schlitze werden einzelnen Knoten zugeordnet
und mit den Audiokarten in den Knoten gekoppelt. Der Betrieb
der Audioschlitze und der Audiokarten ist mit näheren
Einzelheiten in der EP-A-0499735 beschrieben, die am 26.08.92
veröffentlicht ist.
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Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuerungskarte 300.
Dieses Diagramm ist auf sämtliche Knote der
Vermittlungsstelle, außer auf den herkömmlichen Interface-
Adapter (CIA), anwendbar. Somit ist die Hardware für das
MIM-, CVIM-, MIM-, SMIM-, RIM- und CIM-Modul eine
Vermittlungsstellen-Steuerungskarte. Jede Karte umfaßt eine
Kommunikations-Steuereinrichtung 301, ein Chip (302) mit
einem Doppelport-Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM oder
dual-port random-access-memory) und einen Interface-Prozessor
303.
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Die Kommunikations-Steuereinrichtung 301 ist ein
Nachrichtenverzweiger. Sie verzweigt Nachrichten zwischen dem
Steuernachrichtenbus 201, dem seriellen Port, der von der
Vermittlungsstelle 304 nach außen führt, und dem Interface-
Prozessor 303 in dem Knoten durch das Dual-Port R. AM 302. In
der vorliegenden Ausführungsform ist die Kommunikations-
Steuereinrichtung ein Intel 80C152 GSC Mikroprozessor. Die
Kommunikations-Steuereinrichtung ist mit dem GSC-
Nachrichtenbus 209 gekoppelt. Diese Steuereinrichtung
plaziert Nachrichten auf dem Bus und empfängt Nachrichten von
dem Bus. Nachrichten, die von der Orts-Steuereinrichtung über
den seriellen Port 304 empfangen werden, werden in ein Format
umgesetzt, das von der Mehrort-Vermittlungsstelle verwendbar
ist. Die Kommunikations-Steuereinrichtung setzt auch
Vermittlungsstellennachrichten in ein Format um, das die
Orts-Steuereinrichtung versteht.
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Der Interface-Prozessor 303 führt im wesentlichen sämtliche
logische Funktionen für den Knoten aus. Im Grunde genommen
ist der Interface-Prozessor die Intelligenz für den Knoten.
Der Interface-Prozessor in dieser Ausführungsform ist ein
Intel 80C186 Mikroprozessor. Der Interface-Prozessor dient
als eine Vermittlungsstelle für das Audionetzwerk und weist
Audioumschaltschlitze aktiven Audioortskanälen zu, indem die
Audiokarten in dem Knoten über den parallelen Audiosteuerport
306 betrieben werden.
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Jeden Anruf durch die Vermittlungsstelle wird von dem Host
MIM oder CIM auf dem Audiobus ein Schlitz zugeordnet. Wenn
der Anruf abgeschlossen wird, löscht der Host-Knoten den
Anruf und macht den Schlitz für eine Zuordnung zu einem
anderen Anruf verfügbar. Der Interface-Prozessor für jedes
MIM und CIM ordnet Schlitze zu, verbindet Audioschlitze mit
der Orts-Steuereinrichtung oder der Dispatcher-Konsole, um
eine Kommunikationsverbindung herzustellen, und schließt
Schlitze ab. Da sämtliche MIM und CIM diese Funktion
ausführen, müssen sie einander und die anderen Knoten über
ihre Schlitzzuordnungen kontinuierlich informieren.
Demzufolge senden die MIM und die CIM Nachrichten bezüglich
der Schlitzzuordnungen, Schlitz-Aktualisierungen und Schlitz-
Ruhezustände über das Nachrichtennetzwerk 209 an andere
Knoten.
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Die Kommunikations-Steuereinrichtung 301 für jeden sekundären
Knoten verarbeitet anfänglich sämtliche Nachrichten auf dem
Nachrichten-Netzwerk. Schlitzzuordnungen werden an den
Interface-Prozessor durch das Dual-Port RAM weitergeleitet.
Redundante Schlitzaktualisierungs/Schlitzruhezustands-
Nachrichten werden an den Interface-Prozessor von der
Kommunikations-Steuereinrichtung nicht weitergeleitet.
Nachrichten bezüglich Schlitzaktualisierungen oder freien
Schlitzen werden durch die Kommunikations-Steuereinrichtung
verarbeitet, indem auf eine Schlitzbittabelle Bezug genommen
wird, die in dem Dual-Port RAM Speicher 302 angeordnet ist.
Durch Bezugnahme auf die Schlitzbittabelle bestimmt die
Kommunikations-Steuereinrichtung, ob die
Schlitzstatusnachricht redundante Informtion führt, die
bereits an dem Knoten bekannt ist, oder ob die
Schlitzstatusnachricht neue Information über den Schlitz
führt. Aktualisierungsnachrichten werden periodisch durch ein
primäres (Host) MIM-Modul gesendet, um die anderen Knoten
über den aktiven Status eines Schlitzes zu informieren. Wenn
ein primäres MIM-Modul einen Anruf abschließt, sendet es eine
Schlitzruhezustandsnachricht an die anderen Knoten. Das
primäre MIM-Modul sendet auch periodisch
Ruhezustandsnachrichten zurück, bis der Schlitz erneut einem
anderen Anruf zugeordnet wird. Somit werden sämtliche Knoten
kontinuierlich über den Status von sämtlichen Schlitzen, die
wenigstens einmal zugeordnet worden sind, informiert. Die
Funktion der Verarbeitungsbus/Schlitznachrichten ist näher in
der US-A-5253253 beschrieben, die am 12.10.93 veröffentlicht
ist.
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Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines MIM-Knotens der Mehrort-
Vermittlungsstelle. Jeder Knoten der Vermittlungsstelle ist
identisch außer ihren DIP-Schalter-Einstellungen. Die DIP-
Schaltereinstellungen stellen die Persönlichkeit des Knotens
her, beispielsweise MIM-Modul, CIM-Modul oder RIM-Modul.
Obwohl Fig. 4 einen Knoten in einer MIM 203 Konfiguration
zeigt, zeigt die Figur auch die CIM-, RIM-, CVIM-, MOM- und
SWIM-Knoten. Jedoch weist das MOM-Modul keine Audiokarten
auf, und die MIM-Module sind die einzigen Knoten mit einer
Backup-Steuerungskarte.
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In der bevorzugten Ausführungsform umfaßt jeder Knoten eine
Steuerungskarte 410, eine Backup-Steuerungskarte 412 und bis
zu acht Audiokarten 400 (A-D). Die Steuerungs- und Backup-
Steuerungskarten sind identisch und führen die gleiche
Funktion aus. Jedoch wird die Backup-Steuerungskarte nur dann
aktiv, wenn die Steuerungskarte ausfällt. Die Steuerungskarte
führt die logischen Funktionen für den Knoten, wie eine
Zuordnung von Audioschlitzen auf einem der Audiobusse 210 an
Audio/Datenkanäle 402 (1-4) von der Orts-Steuereinrichtung
aus. Die Steuerungskarte verarbeitet auch Nachrichten, die
von dem Nachrichtenbus 209 und von dem Ort über eine serielle
abwärts gerichtete Verbindung (downlink) 413 empfangen
werden.
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Die Steuerungskarte ist die grundlegende Verarbeitungseinheit
innerhalb der Mehrort-Vermittlungsstelle. Die logische
Verarbeitung der Vermittlungsstellen mit einer verteilten
Architektur wird von jedem der Knoten in der
Vermittlungsstelle geteilt. Demzufolge wird die Verarbeitung
der Knoten und der Vermittlungsstelle grundlegend in den
Steuerungskarten in den Knoten ausgeführt.
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Die Audiokarten 400 (A-D) verbinden die Audio/Datenkanäle von
dem Ort mit dem Audiobus/Schlitznetzwerk innerhalb der
Mehrort-Vermittlungsstelle. In der bevorzugten
Ausführungsform unterstützt jede Audiokarte vier
Audiokanalverbindungen zu dem Ort und behandelt somit bis zu
vier Audio/Datenübertragungen gleichzeitig. Jede Audiokarte
weist eine diskrete Schaltung für jeden Kanal auf, der
digitale Audio/Daten zwischen dem Ortskanal und dem
Vermittlungsstellen-Bus/Schlitz überträgt.
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Die Steuerungskarte sendet Befehlssignale direkt an die
Audiokarten über zwei Interfaces. Das erste Interface ist ein
HSCX-gestützter HDLC-Port 500, und das zweite ist ein
PPIgestützter Audiosteuer-Port 600. Beide Ports sind direkt mit
dem Interface-Prozessor in jeder Steuerungskarte gekoppelt.
Der HSCS-Port ist ein 360K-Bit serieller Datenbus unter
Verwendung eines HDLC-Protokolls zwischen einer
Steuerungskarte und dem Audioprozessor auf der Audiokarte.
Der Audiosteuerport ist ein paralleler Datenbus zwischen
einer Steuerungskarte und einer Steuerschaltung auf einer
Audiokarte.
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Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm einer Steuerungskarte,
die in einer Blockschaltbilddarstellung in Fig. 3 gezeigt
ist. Der Interface-Prozessor 501 und die Kommunikations-
Steuereinrichtung 503 sind die grundlegenden
Verarbeitungseinrichtungen auf der Karte. Es gibt zwei Dual-
Port RAMs 505, 507, durch die der Prozessor und die
Steuereinrichtung miteinander kommunizieren. In der
bevorzugten Ausführungsform weisen die Dual-Port RANs jeweils
einen Speicherplatz von 2K Bytes auf. Die Dual-Port RAM
führen unterschiedliche Funktionen aus. Einer der Dual-Port
RAM 505 erhält die Bus/Schlitz-Bittabelle, die den Status
jedes Audioschlitzes in jedem Audiobus in der
Vermittlungsstelle anzeigt. Zusätzlich wird dieses RAM 505
auch als ein Notizblock-Speicher von dem Interface-Prozessor
und/oder der Kommunikations-Steuereinrichtung verwendet. Das
andere Dual-Port RAM 507 wird verwendet, um Nachrichten
zwischen dem Interface-Prozessor und der Kommunikations-
Steuereinrichtung zu transferrieren. Dieses Dual-Port RAM
wird nachstehend mit näheren Einzelheiten beschrieben.
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Die Kommunikations-Steuereinrichtung ist mit dem Dual-Port
RAM durch einen Daten- und Adressenbus 509 gekoppelt. Dieser
Bus verbindet auch die Steuereinrichtung mit einem nicht
flüchtigen EPROM 511, einem flüchtigen RAM 513 und einer UART
standardmäßigen seriellen Schnittstelle 515. In der
bevorzugten Ausführungsform wird das RAM 513 nicht verwendet,
und das UART ist ein sekundärer serieller Backup-Port. Das
EPROM 511 enthält einen Speicher von 64K Bytes und hält die
Programme, die von dem Kommunikations-Prozessor ausgeführt
werden.
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Der primäre serielle Port S17 ist in die Kommunikationen
eingebettet und ist ein standardmäßiger RS-232-Port, genauso
wie dies das UART ist. Diese seriellen Ports koppeln die
Kommunikations-Steuereinrichtung mit der RF-Orts-
Steuereinrichtung, einer Dispatcher-Konsole oder einer
anderen Einheit, zu der der bestimmte Knoten zugeordnet ist.
In der bevorzugten Ausführungsform verbinden Landleitungen
diese Einheiten mit der Mehrort-Vermittlungsstelle. Es ist
innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, RF (Funkfrequenz),
Mikrowellen, eine optische oder andere Einrichtungen zum
Transportieren von Signale an die Vermittlungsstelle zu
verwenden.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist eine Bündelungskarte
oder eine Downlink-Bündelungskarte vorhanden, die der Orts-
Steuereinrichtung zugeordnet ist, die die seriellen
Kommunikatione von dem seriellen Port an der Mehrort-
Vermittlungsstelle empfängt. Bündelungskarten und Downlink-
Bündelungskarten sind vollständig in der US-A-5175866
offenbart, die am 29.12.1992 veröffentlicht ist.
Bündlungskarten und Downlink-Bündelungskarten sind eine
gemeinsame Interface-Einheit, die in den
Bündelungsfunksystemen des Anmelders verwendet wird.
Demzufolge kann die Mehrort-Vermittlungsstelle mit
existierenden Bündelungsfunksystemen unter Verwendung von
existierenden Bündelungskarten-Interfaces kommunizieren.
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Die Kommunikations-Steuereinrichtung 503 ist mit dem Mehrort-
Nachrichtenbus 518 und dem Backup-Nachrichtenbus 519 über
einen standardmäßigen GSC-Transceiver 521 verbunden. Es gibt
getrennte Empfangs-(RX)-, Sende-(TX)- und Steuerungs-(CNTRL) -
Leitungen zwischen der Kommunikations-Steuereinrichtung und
dem GSC-Transceiver. Die Kommunikations-Steuereinrichtung
sendet ein Steuersignal an den Transceiver, um den
Transceiver zu benachrichtigen, wenn eine Nachricht von der
Kommunikations-Steuereinrichtung übertragen werden soll. Auf
einen Empfang eines Sendesteuersignals hin arbeitet der
Transceiver zum Empfang einer Nachricht von der
Kommunikations-Steuereinrichtung und plaziert die Nachricht
auf den Nachrichtenbus.
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Der Interface-Prozessor 501 verarbeitet Nachrichten für den
Knotenpunkt. Der Interface-Prozessor empfängt Nachrichten von
dem Kommunikations-Prozessor über den Dual-Port RAM. Die
Spezifikation für die Nachrichten ist in der U.S. Anmeldung
mit der Seriennummer 07/658,799 mit dem Titel "Distributed
Multisite Coordination System" aufgeführt. Zusätzlich ist die
Spezifikation für interne Nachrichten innerhalb der
Steuerungskarte, d.h. zwischen der Kommunikations-
Steuereinrichtung und dem Interface-Prozessor, nachstehend
aufgeführt. Der Prozessor wird in einem Wartezustand
gehalten, bis er über eine anstehende Nachricht in dem Dual-
Port RAM von der Kommunikations-Steuereinrichtung
benachrichtigt wird. Somit wirkt der Betrieb des Interface-
Prozessors fast ausschließlich im Ansprechen auf Nachrichten.
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Der Interface-Prozessor wird durch mehrere andere Komponenten
auf der Steuerungskarte unterstützt. Es gibt einen
Adressen/Datenbus 522, der dem Prozessor ermöglicht, mit
diesen anderen Komponenten auf der Steuerungskarte zu
kommunizieren. Um seine logischen Aufgaben auszuführen,
stehen dem Interface-Prozessor ein NVRAM 523, das 248K Bytes
eines nicht-flüchtigen RAMs bereitstellt, insgesamt 384K
Bytes eines Benutzer RAMs in zwei flüchtigen RAMs 525 und 527
und ein EPROM 529, das den Code für den Prozessor enthält,
zur Verfügung. Der Interface-Prozessor ist ferner mit dem
DIP-Schalter 531 gekoppelt, der die Persönlichkeit dieser
Karte, z.B. MIM- oder CIM-Modul, bestimmt und manuell bei
einer Installation der Karte gesetzt wird.
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Der Interface-Prozessor ist zur Aufrechterhaltung der
Audioverarbeitungs-Datenbank für die Audiokarten in seinem
Knoten verantwortlich. In der bevorzugten Ausführungsform
gibt es acht Audiokarten in einem Knoten und jede Karte führt
vier Audiokanäle. Der Interface-Prozessor kommuniziert direkt
mit den Audiokarten über einen HSCX-gestützten HDLC-Port 533
und einen PPI-gestützten Audiosteuerport 535. Der
Audiosteuerport führt fast sämtliche Signalbefehle zwischen
dem Interface-Prozessor und den Audiokarten zu. Der
Audiosteuerport ist ein Bus mit 16 Leitungen, wobei jeder
Leitung ein spezifischer Befehl zugeordnet ist. Die Liste der
Befehle und deren entsprechende Leitung auf dem
Audiosteuerport sind in Tabelle A aufgeführt.
TABELLE A
PPI-Leitungen:
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8 Bit-Daten : DBO - DB7
-
8 Bit-Steuerleitungen
-
ENBLO =
Daten-Speicherungs-Freischaltung (data latch
enable)
-
ENBL1 = nicht verwendet
-
ENBL2 = Kanalfunktions-Speicherung
-
ENBL3 = Schreib-Codierer-
Freischaltung (write codec
enable)
-
ENBL4 = Taktwähl-Freischaltung
(clock select enable)
-
ENBL5 = nicht verwendet
-
ENBL6 = Löschleitung
-
ENBL7 = Kanaladressen-Speicherung
(channel address latch)
-
Der HDLC-Port wird grundlegend für eine Fehlererfassung und
zum Weiterleiten von Nachrichten von den I/O-Ports der
Audiokarte an den Interface-Prozessor verwendet. Diese I/O-
Ports empfangen Signale von den Orts-Steuereinrichtungen
bezüglich bestimmter Audiokanäle. Wenn beispielsweise eine
Kanalverbindung ausfällt, dann erfaßt die Audiokarte den
Ausfall und berichtet diesen an den Interface-Prozessor über
die HDLC-Verbindung.
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Der Interface-Prozessor weist auch seinen eigenen RS232
seriellen Port durch UART 537 auf. Dieser Port wird für
Diagnosezwecke verwendet. Auf den Interface-Prozessor kann
direkt durch Verwendung dieses seriellen Ports zugegriffen
werden, um die Kommunikations-Steuereinrichtung zu umgehen.
Diese serielle Verbindung ermöglicht dem Betreiber unter
Verwendung einer Überwachungs- oder Diagnoseeinheit, direkt
mit dem Interface-Prozessor eine Wechselwirkung einzugehen.
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Die Steuerungskarte weist Peripherieschaltkreise auf, um den
Interface-Prozessor und die Kommunikations-Steuereinrichtung
zu warten. Es gibt einen 25 MHz Takt 539 für den Interface-
Prozessor und einen 14,7456 MHz Takt 541 für die
Kommunikations-Steuereinrichtung, die Nachrichten an den und
von dem Nachrichtenbus taktet. Der Betrieb des Interface-
Prozessors wird durch einen Überwachungs-Zeitnehmer
(watchdog) 543 überwacht, der von dem Prozessor regelmäßig
zurückgesetzt werden muß, oder der Zeitgeber wird den
Prozessor und die Kommunikations-Steuereinrichtung über einen
Rücksetzverzögerungs-Signalspeicher 545 zurücksetzen.
Zusätzlich deaktiviert der Watch-Dog-Zeitnehmer auch den GSC-
Transceiver 521, wenn er die Steuerungskarte zurücksetzt, um
die Übertragung oder den Empfang von Nachrichten während des
Rücksetzbetriebs zu verhindern. In der bevorzugten
Ausführungsform wird der Watch-Dog-Zeitnehmer alle 0,48
Sekunden zurückgesetzt, wenn der Prozessor die RETRIG-Leitung
zu dem Zeitnehmer aktiviert.
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In ähnlicher Weise ist eine vektorisierte Rücksetzschaltung
auf einer Festverdrahtungs-Basis einschließlich eines ersten
Rücksetzadressen-Signalspeichers 547 vorgesehen, der mit
einem 8-Bit breiten vektorisiertem Rücksetzbus 549, einem
zweiten Rüc+setzadressen-Signalspeicher 551, der mit dem Bus
522 gekoppelt ist, und einem Vergleicher 553 zum Vergleichen
der zwei gespeicherten Adressen gekoppelt ist. Da die
vektorisierten Rücksetzschaltungen unabhängig von dem
Nachrichtenbus sind, können die Prozessoren auf der
Steuerungskarte durch den MOM-Modul selbst dann zurückgesetzt
werden, wenn sie sich weigern, auf Nachrichten auf dem
Nachrichtenbus zu antworten. Um den Vektorrücksetzbus zu
verwenden, sendet das MOM-Modul eine Vektoradresse direkt an
den Vektorbus auf der Steuerungskarte. Irgendeine
Steuerungskarte mit der gleichen Adresse wird freigeschaltet,
um den nächsten Befehl (einen Rücksetz- oder Standby-Befehl)
von dem MOM-Modul über den Vektorrücksetzbus zu empfangen.
Wenn der nächste Befehl zum Rücksetzen eines Betriebs der
Steuerungskarte vorgesehen ist, dann sendet das MOM-Modul ein
Rücksetzdatenbit über den Vektorrücksetzbus an die
Steuerungskarte, gefolgt von einem Haltedatenbit. Wenn die
Steuerungskarte in einen Standby-Modus versetzt werden soll,
dann sendet das MOM-Modul ein Standby-Datenbit, gefolgt von
einem Haltedatenbit, an den Vektorbus.
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Fig. 6 zeigt die Segregation des Dual-Port-RAMs, das zum
Übertragen von Nachrichten zwischen dem Interface-Prozessor
und der Kommunikations-Steuereinrichtung verwendet wird. Das
Dual-Port RAM arbeitet als eine Nachrichtenbox für den
Interface-Prozessor und die Kommunikations-Steuereinrichtung.
Nachrichten, die zwischen dem Prozessor und der
Steuereinrichtung fließen, werden in dem Dual-Port RAM
gelegt, bis der Interface-Prozessor eine Gelegenheit hat, die
Nachricht zu empfangen.
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Die Nachrichtenspeicherstellen 601 in diesem Dual-Port RAM
sind in Pufferpakete segregiert, um die Quelle der Nachricht
zu identifizieren. Der Dual-Port RAM Speicher besteht aus
sechs Pufferpaketen, wobei drei von diesen Paketen 603 der
Kommunikations-Steuereinrichtung zugeordnet sind und die
anderen drei Pakete 605 dem Interface-Prozessor zugeordnet
sind. Jedes Pufferpaket kann acht (8) 32-Byte Nachrichten
halten.
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Hinsichtlich der Speicherpufferpakete, die der
Kommunikations-Steuereinrichtung zugeordnet sind, hält ein
Paket 607 Nachrichten von dem externen seriellen Code, ein
zweites Paket 609 hält Nachrichten von dem GSC-
Nachrichtenbus, und ein drittes Paket 611 hält Nachrichten,
die von der Kommunikations-Steuereinrichtung für den
Interface-Prozessor erzeugt werden. Die Kommunikations-
Steuereinrichtung lädt Nachrichten in das geeignete
Pufferpaket in dem Dual-Port-Speicher in Abhängigkeit von dem
Ursprungsort der Nachrichten.
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Wenn die Kommunikations-Steuereinrichtung beispielsweise eine
gültige Nachricht von der Orts-Steuereinrichtung über den
seriellen Port empfängt, dann verzweigt die Steuereinrichtung
die Nachricht an den Interface-Prozessor, indem sie die
Nachricht in das Paket 607 plaziert, die den Nachrichten von
dem seriellen Port zugeordnet sind. Beim Zurückholen der
Nachricht weiß der Interface-Prozessor wegen dem Paket, das
die Nachricht in dem Dual-Port RAM enthält, daß die Nachricht
von dem Ort über den seriellen Port kam. Demzufolge weiß der
Interface-Prozessor den Ursprungsort einer Nachricht durch
ihren Ort, z.B. ihr Pufferpaket, in dem Dual-Port RAM.
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Wenn in ähnlicher Weise der Interface-Prozessor eine
Nachricht erzeugt, plaziert er die Nachricht in einem der
drei Pufferpakete 605 in dem Dual-Port RAM, der seinen
Nachrichten zugeordnet ist. Der Interface-Prozessor plaziert
Nachrichten, die durch den seriellen Port an die Orts-
Steuereinrichtung gesendet werden sollen, in einem
Pufferpaket 613, Nachrichten, die auf den Nachrichtenbus
gesendet werden sollen, in einem Paket 615, und Nachrichten
für den Kommunikations-Prozessor in einem Paket 617. Die
Kommunikations-Steuereinrichtung weiß, wohin die Nachricht zu
verzweigen ist, durch ihren Aufenthaltsort in dem Dual-Port
RAM.
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Es sind Lese- und Schreibindizes und Interrupts vorhanden,
die jedem Pufferpaket in dem Dual-Port RAM zugeordnet sind.
Diese Indizes informieren die Kommunikations-
Steuereinrichtung und den Interface-Prozessor darüber,
wieviele Nachrichten in jedem Pufferpaket anstehen.
Beispielsweise wird in dem Pufferpaket 607, das Nachrichten
von dem seriellen Port an den Interface-Prozessor zugeordnet
ist, ein Schreibzähler 619 durch die Kommunikations-
Steuereinrichtung jedesmal dann inkrementiert, wenn eine
Nachricht in dieses Pufferpaket plaziert wird. In ähnlicher
Weise wird jedesmal dann, wenn eine Nachricht von dem
Interface-Prozessor aus dem Paket 607 gelesen wird, der
Lesezähler in 621 inkrementiert. Demzufolge kann der
Interface-Prozessor bestimmen, ob er sämtliche Nachrichten in
dem Paket 607 gelesen hat, indem er die Lese- und
Schreibindizes vergleicht.
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Wenn eine Nachricht in ein Paket 607 des Dual-Port RAMs für
den Interface-Prozessor durch die Kommunikations-
Steuereinrichtung plaziert wird, inkrementiert die
Steuereinrichtung den Schreibindex und setzt einen Interrupt
(Unterbrechung) 623, der den Interface-Prozessor darüber
informiert, daß für ihn eine Nachricht ansteht. Wenn die
Steuereinrichtung acht Nachrichten bereits in dem Paket
findet und somit keine andere Nachricht einfügen kann, gibt
die Steuereinrichtung eine Überlauf-Nachricht an den
Interface-Prozessor über ein Paket 611 aus. Unter der
Annahme, daß die Nachricht in das Paket plaziert wird, holt
der Interface-Prozessor die Nachricht zurück, wenn er eine
Gelegenheit hat, dies als einen Teil seiner
Verarbeitungsroutine zu tun. Wenn in ähnlicher Weise der
Interface-Prozessor eine Nachricht in dem Dual-Port RAM für
die Kommunikations-Steuereinrichtung plaziert, inkrementiert
der Prozessor den geeigneten Schreibzähler in einem der
Pakete 605 und setzt einen Interrupt 625, der die
Kommunikations-Steuereinrichtung darüber informiert, daß für
sie eine Nachricht ansteht. Demzufolge kommunizieren in
dieser Weise die Kommunikations-Steuereinrichtung und der
Interface-Prozessor über den Dual-Port RAM miteinander.
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Die Interprozessor-Nachrichten zwischen einer Steuerungsharte
für die bevorzugte Ausführungsform werden nachstehend
beschrieben.
GSC-Verkehrs-Aktualisierungsnachricht
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Die Kommunikationssteuereinrichtung sendet dem
Interface-Prozessor eine GSC-
Verkehrsaktualisierungsnachricht bei 30 ms Intervallen.
Ein Tiefpaßfilter wird auf diese Daten angewendet, um
eine durchschnittlichen Lastzahl für den Verkehr auf dem
Nachrichtenbus zu erzeugen. Diese Zahl wird dann mit
einer Schwellwertkonstanten verglichen. Wenn das
durchschnittliche Verkehrsvolumen größer als der
Schwellwert ist, dann führt der Knoten seine
Schlitzaktualisierungsnachrichten-Erzeugungsaufgabe
nicht aus. Wenn das Verkehrsvolument unterhalb des
Schwellwerts ist, wird der Aktualisierungsprozeß des
Knotens freigegeben.
GSC-VERKEHRS AKTUALISIERUNG (127)
Pufferüberlaufnachricht
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Die Kommunikations-Steuereinrichtung sendet dem
Interface-Prozessor eine Pufferüberlaufnachricht bei
Intervallen von 0,8 Sekunden. Der Interface-Prozessor
zeichnet diese Überlaufdaten in einem RAM auf und stellt
sie an dem MOM-Modul auf einen Empfang einer
Statusanforderung hin bereit.
PUFFER ÜBERLAUF (12 8)
GSC Fehlerzählungsnachricht
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Die Kommunikations-Steuereinrichtung sendet dem
Interface-Prozessor eine GSC-Nachrichtenbus-
Fehlerzählungsnachricht bei Intervallen von 0,8
Sekunden. Der Interface-Prozessor zeichnet diesen
Nachrichtenbus-Fehlerdatenwert in einem RAM auf und
stellt diesen an dem MOM-Modul auf einen Empfang einer
Statusanforderung hin bereit.
GSC FEHLER ZÄHLUNG (129)
Serielle/Interprozessor-Nachricht
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Diese Nachricht ermöglicht der Kommunikations-
Steuereinrichtung, ihre eigenen Nachrichten auszusenden
und serielle Nachrichten zu empfangen. Die
Kommunikations-Steuereinrichtung erzeugt eine Nachricht
und plaziert sie in dem Dual-Port RAM Pufferpaket für
eine serielle Übertragung oder dem Paket für
Interprozessor-Nachrichten. Auf einem Empfang einer
SEIELLEN INTER PROC Nachricht verzweigt der Interface-
Prozessor die Nachricht einfach zurück an den seriellen
Sende- oder Interprozessorpuffer in dem Dual-Port RAM
für die Kommunikations-Steuereinrichtung. Diese Prozedur
ermöglicht der Kommunikations-Steuereinrichtung, ein
Protokoll auf niedrigem Niveau innerhalb der normalen
Nachrichtenverzweigung zu behandeln.
SERIELLE INTER VERARBEITUNG (126)
GSC/Interprozessor-Nachricht
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Genauso wie mit der Seriellen/Interprozessor-Nachricht stellt
die GSC/Interprozessor-Nachricht der Kommunikations-
Steuereinrichtung ein Verfahren zur Verfügung, um Nachrichten
an ihre und von ihren GSC-Sende- und Interprozessor-Puffern
über den Interface-Prozessor zu verzweigen.
GSC INTER VERARBEITUNG (118)
Interprozessor-Nachrichten-Transaktionen
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Die folgenden Nachrichtentypen werden von der Kommunikations-
Steuereinrichtung und dem Interface-Prozessor verwendet, um
miteinander zu kommunizieren. An die Interprozessor-
Nachrichten sind Bezeichnungen angefügt, um die Quelle der
Nachricht anzuzeigen.
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Das Nachrichtentypen-Byte wird an den empfangenden Prozessor
oder an die Steuereinrichtung kommuniziert, indem an
reservierte Stellen in dem Dual-Port RAM geschrieben wird,
wie voranstehend beschrieben. Unter Verwendung der
Speichertabelle für den Interface-Prozessor wird an die
Stelle O2FFE von der Kommunikations-Steuereinrichtung für
einen Transfer an den Prozessor geschrieben. In ähnlicher
Weise schreibt der Interface-Prozessor an die Stelle O2FFC in
dem Dual-Port RAM für Transfers an die Kommunikations-
Steuereinrichtung. Das Format dieses Nachrichtentyp-Bytes ist
nachstehend dargestellt.
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Die zwei Flags R1, R0 werden gegenwärtig nicht verwendet und
sind für eine bislang noch nicht definierte Funktion
reserviert. Die sechs übrigen Bits werden für das
Nachrichtentypen-Byte verwendet. Die Tabelle B enthält eine
Liste von Systemnachrichtentypen.
TABELLE B
Typen-Byte Funktion
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00 Serielle I/O (Daten an eine/von einer
Stelle, Konsole, etc.).
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01 Globaler serieller Kanal I/O.
Schaltet Knoten zum Kommunizieren
miteinander frei.
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02 Interprozessor I/O. Schaltet die zwei
Prozessoren auf einer Steuerungskarte
frei, um miteinander zu kommunizieren.
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Während die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform
beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese
Ausführungsform beschränkt. Im Gegensatz dazu deckt die
Erfindung verschiedene Modifikationen und äquivalente
Anordnungen auf, die in dem Umfang der beigefügten Ansprüche
enthalten sind.