DE69330816T2

DE69330816T2 - Datenkommunikationsendgerät mit fortsetzung von nachrichten variabler länge

Info

Publication number: DE69330816T2
Application number: DE69330816T
Authority: DE
Inventors: Joseph Kuznicki; John Schwendeman
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2013-05-26
Also published as: SG46625A1; EP0597085B1; US5282205A; JPH07500714A; JP2715664B2; EP0597085A1; DE69330816D1; EP0597085A4; WO1993025018A1; ATE206259T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Datenkommunikationsempfänger und insbesondere Datenkommunikationsempfänger mit Fortsetzung von Nachrichten variabler Länge.

Beschreibung des Standes der Technik

Gegenwärtig sind viele Datenkommunikationssysteme in Betrieb, die eine Nachrichtenzustellung an Datenkommunikationsempfänger gewährleisten, wie etwa Pager (Funkrufempfänger) Viele dieser Systeme verwenden Signalisierungsprotokolle, die Zeitschlitze oder Übertragungsrahmen verwenden, denen die Pager zugewiesen sind, wodurch während des normalen Ablaufs der Nachrichtenübertragung eine Batterieschutzfunktion geschaffen ist. In solchen Systemen ist ein Funkrufendgerät vorgesehen, um die empfangenen Nachrichten für die Übertragung zu den geplanten Pagern, die während der zugewiesenen Übertragungsrahmen erfolgt, zu decodieren. Bei Signalisierungsprotokollen, wie dem POCSAG-Signalisierungsprotokoll, ermöglicht jeder Zeitschlitz oder Übertragungsrahmen die Übertragung von lediglich zwei Codeworten, entweder von zwei Adresscodeworten, von einem Adress- und einem Nachrichtencodewort oder von zwei Nachrichtencodeworten. Selbst die Übertragung einer einfachen Telefonnummer erfordert mindestens zwei Nachrichtencodeworte, während die Übertragung numerischer Nachrichten durchschnittlich anderthalb Rahmen benötigt, was periodisch die Unmöglichkeit zur Folge hat, Adresscodeworte während der zugewiesenen Übertragungsrahmen zu übertragen, da die Übertragungsrahmen durch Nachrichtencodeworte belegt sind, die Adresscodeworten zugehörig sind, die im vorherigen Übertragungsrahmen übertragen wurden.
Das obenbeschriebene Problem wurde in einigen Signalisierungsprotokollen gemindert, indem die Anzahl der Codeworte erhöht wurde, die in jedem Übertragungsrahmen übertragen werden können. Wenn jedoch die Anzahl der übertragbaren Codeworte für die Übertragungsrahmen festgelegt ist, müssen solche Übertragungsrahmen oftmals mit leeren Codeworten aufgefüllt werden, wenn für die Übertragung während eines bestimmten Übertragungsrahmens eine ungenügende Anzahl von Nachrichten empfangen wurde. Solche Signalisierungsprotokolle waren außerdem in der Anzahl der Datenkommunikationsempfänger oder Pager begrenzt, die einem vorgegebenen Kanal zugewiesen werden konnten bzw. auf diesem betrieben werden konnten, bevor der Kanal seine maximale Kapazität erreichte. Durch die Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit konnten dem System zusätzliche Pager zugefügt werden, jedoch zu Lasten eines wesentlichen Umfangs an ungenutzter Kanalkapazität, bis das System wiederum voll ausgelastet ist. Es besteht ein Bedarf, ein flexibles System zu schaffen, das die Neukonfigurierung der Informationsmenge ermöglicht, die auf dem Kanal in den verfügbaren Übertragungsrahmen übertragen werden kann, um den Nachrichtendurchsatz auf dem Kanal zu maximieren.
WO-A-9 110 304 zeigt ein Funkruf-Signalisierungssystem, das Bestandteil des Standes der Technik ist. Dieses System überträgt Nachrichten über ein synchrones Signal. Das synchrone Signal ist in mehrere Rahmen unterteilt, in denen ausgewählte Gruppen von Pagern decodieren. Ein Signal in dem Rahmen bewirkt, dass Pagergruppen in verschiedenen Rahmen decodieren, wobei mehrere Pagergruppen in einen Signalrahmen kombiniert sein können, um Nachrichten zu decodieren. Ausführungen der Erfindung enthalten einen ersten Typ von mehreren Pagergruppen, wobei jede Gruppe eine gemeinsame maximale Rahmenrate aufweist, einen zweiten Typ einer einzelnen Pagergruppe, die eine eindeutige maximale Rahmenrate aufweist, und einen dritten Typ einer einzelnen Pagergruppe, die keine maximale Rahmenrate aufweist. Die drei Typen von Gruppen können das synchrone Signal decodieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Datenkommunikationsendgerät zum Übertragen von Nachrichten zu einem Datenkommunikationsempfänger einen Empfänger zum Empfangen von Nachrichten, die an den Datenkommunikationsempfänger gerichtet sind, eine Vorrichtung zum Zuweisen der empfangenen Nachrichten an mehrere Übertragungsrahmen, die einem Übertragungsrahmen entsprechen, der dem Datenkommunikationsempfänger zum Empfangen von Nachrichten zugewiesen ist, einen ersten Speicher zum Speichern der empfangenen Nachrichten und um diese mit Übertragungsrahmen-Zuweisungsinformationen zu kennzeichnen, eine Einrichtung, die auf die Übertragungsrahmen-Zuweisungsinformationen reagiert, zum Wiedergewinnen der gespeicherten Nachrichten und zum Einreihen dieser Nachrichten in einen Übertragungsrahmenpuffer mit einer Warteschlange für aktuelle Übertragungsrahmen, die eine vorgegebene Warteschlangenkapazität besitzt, eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Kapazität der Pufferwarteschlange für aktuelle- Übertragungsrahmen und der Kapazitäten der Pufferwarteschlange für zukünftige Übertragungsrahmen für einen oder mehrere nachfolgende Übertragungsrahmen, die unmittelbar auf den aktuellen Übertragungsrahmen folgen. Die Überwachungseinrichtung bestimmt außerdem, wann die im Puffer der aktuellen Übertragungsrahmen gespeicherten Nachrichten die vorgegebene Übertragungsrahmen-Warteschlangenkapazität überschreiten und wann die erwarteten Übertragungsrahmen-Warteschlangenkapazitäten für den einen oder die mehreren folgenden Übertragungsrahmen die vorgegebene Übertragungsrahmen-Warteschlangenkapazität nicht überschreiten. Eine Kennzeichnungsvorrichtung kennzeichnet einen oder mehrere dem aktuellen Übertragungsrahmen unmittelbar folgende Übertragungsrahmen, die eine übergroße Übertragungsrahmenpuffer-Warteschlangenkapazität aufweisen, für die Übertragung und erzeugt dementsprechende Kennzeichnungsinformationen. Ein Sender überträgt die Nachrichten und die Kennzeichnungsinformationen im aktuellen Übertragungsrahmen und überträgt die überzähligen Nachrichten in einem oder in mehreren nachfolgenden Übertragungsrahmen, die durch die Kennzeichnungsinformationen gekennzeichnet sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein elektrisches Blockschaltbild eines Datenübertragungssystems gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein elektrisches Blockschaltbild eines Endgerätes zum Verarbeiten und Übertragen von Nachrichteninformationen gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 bis 5 sind Taktdiagramme, die das Übertragungsformat des Signalisierungsprotokolls erläutern, das gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 6 und 7 sind Taktdiagramme, die die Synchronisationssignale erläutern, die gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
Fig. 8 ist ein elektrisches Blockschaltbild des Datenkommunikationsempfängers gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist ein elektrisches Blockschaltbild einer Schaltung zum Extrahieren des Schwellenwertpegels, die im Datenkommunikationsempfänger von Fig. 8 verwendet wird;
Fig. 10 ist ein elektrisches Blockschaltbild eines 4 Pegel- Decodierers, der im Datenkommunikationsempfänger von Fig. 8 verwendet wird;
Fig. 11 ist ein elektrisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Zeichensynchronisation, die im Datenkommunikationsempfänger von Fig. 8 verwendet wird;
Fig. 12 ist ein elektrisches Blockschaltbild eines 4 Pegel/Binär-Umsetzers, der im Datenkommunikationsempfänger von Fig. 8 verwendet wird;
Fig. 13 ist ein elektrisches Blockschaltbild eines Synchronisationskorrelators, der im Datenkommunikationsempfänger von Fig. 8 verwendet wird;
Fig. 14 ist ein elektrisches Blockschaltbild eines Phasentaktgenerators, der im Datenkommunikationsempfänger von Fig. 8 verwendet wird;
Fig. 15 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Synchronisationskorrelation gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 16 ist ein Ablaufdiagramm, das die Organisation des Übertragungsrahmens erläutert, der gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 17 ist ein Ablaufdiagramm, das den Aufbau eines Steuerworts zeigt, das gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 18 ist eine Speicherabbildung, die die Warteschlangenbildung zur Nachrichtenfortsetzung gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 19 ist ein elektrisches Blockschaltbild des Rahmenformatierers, der im Endgerät von Fig. 2 verwendet wird;
Fig. 20 bis 22 sind ein elektrisches Blockschaltbild, das die Funktionsweise des Datenkonzentrators/Verteilers gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 23 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise des Rahmenformatierers von Fig. 17 zeigt; und
Fig. 24 ist ein Ablaufdiagramm, das die Wahl der Datengeschwindigkeit gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Fig. 1 ist ein elektrisches Blockschaltbild eines Datenübertragungssystems 100, wie etwa ein Funkrufsystem, gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung. In einem solchen Datenübertragungssystem 100 werden Nachrichten, die entweder von einem Telefon, wie in einem System, das numerische Datenübertragung gewährleistet, oder von einer Nachrichteneingabevorrichtung, wie etwa ein alphanumerisches Datenendgerät, stammen, durch das öffentliche Fernsprechwählnetz (PSTN) zu einem Funkrufendgerät 102 geleitet, das die numerischen oder alphanumerischen Nachrichteninformationen für die Übertragung durch einen oder mehrere Sender 104 verarbeitet, die im System vorgesehen sind. Wenn mehrere Sender verwendet werden, übertragen die Sender 104 die Nachrichteninformationen vorzugsweise im Gleichwellenbetrieb zu Datenkommunikationsempfängern 106. Die Verarbeitung der numerischen oder alphanumerischen Informationen durch das Funkrufendgerät 102 und von dem für die Übertragung verwendeten Protokoll werden nachfolgend beschrieben.
Fig. 2 ist ein elektrisches Blockschaltbild des Funkrufendgeräts 102, das zur Verarbeitung und zur Übertragungssteuerung der Nachrichteninformationen gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Kurznachrichten wie reine Tonsignale enthaltende Nachrichten und numerische Nachrichten, die unter Verwendung eines Touch- Tone-Telefons (Tastwahl-Telefon) in - einfacher Weise eingegeben werden können, werden über eine Telefonschnittstelle 202 in einer in der Technik bekannten Weise zum Funkrufendgerät 102 geschaltet. Längere Nachrichten, wie etwa alphanumerische Nachrichten, die die Verwendung einer Dateneingabevorrichtung erfordern, werden unter Verwendung eines von mehreren wohlbekannten Modem-Übertragungsprotokollen über ein Modem 206 zum Funkrufendgerät 102 geschaltet.
Wenn ein Anruf zur Zustellung einer Nachricht empfangen wird, bewirkt eine Steuereinheit 204 die Verarbeitung der Nachricht. Die Steuereinheit 204 ist vorzugsweise ein Mikroprozessor, wie etwa ein MC68000 oder ein gleichwertiger Ersatz, der von Motorola, Inc. hergestellt wird, und der verschiedene im Voraus programmierte Routinen betreibt, um solche Operationen des Endgeräts zu steuern, wie Sprachaufforderungen, um den Anrufer anzuweisen, die Nachricht einzugeben, oder das Handshake-Protokoll, um den Empfang von Nachrichten von einer Dateneingabevorrichtung zu ermöglichen. Wenn ein Anruf empfangen wird, greift die Steuereinheit 204 auf Informationen zurück, die in der Teilnehmerdatenbank 208 gespeichert sind, um zu bestimmen, wie die empfangene Nachricht zu verarbeiten ist. Die Teilnehmerdatenbank 208 enthält, ist jedoch nicht auf diese Informationen beschränkt, Adressen, die dem Datenkommunikationsempfänger zugehörig sind, den Nachrichtentyp, der der Adresse zugehörig ist, und Informationen, die sich auf den Status des Datenkommunikationsempfängers beziehen, wie etwa aktiv oder inaktiv wegen nicht bezahlter Rechnung. Ein Dateneingabeendgerät 240 ist vorgesehen, das mit der Steuereinheit 204 verbunden ist und das für solche Zwecke verwendet wird, wie Eingeben, Aktualisieren und Löschen von Informationen, die in der Teilnehmerdatenbank 208 gespeichert sind, zum Überwachen der Systemleistungsfähigkeit und zum Gewinnen solcher Informationen wie Fakturierinformationen.
Die Teilnehmerdatenbank 208 enthält außerdem die Informationen, welchem Übertragungsrahmen und welcher Übertragungsphase der Datenkommunikationsempfänger zugewiesen ist, wie später genauer beschrieben wird. Die empfangene Nachricht wird in einer Datei 210 der aktiven Seite gespeichert, die die Nachrichten in Warteschlangen gemäß der Übertragungsphase speichert, der der Datenkommunikationsempfänger zugewiesen ist. In der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung sind in der Datei 210 der aktiven Seite vier Phasenwarteschlangen vorgesehen. Die Datei 210 der aktiven Seite ist vorzugsweise ein Dualport-FIFO-Arbeitsspeicher (RAM), obwohl selbstverständlich ist, dass andere Speicher mit wahlfreiem Zugriff, wie etwa Festplattenlaufwerke, gleichfalls verwendet werden können. Die Nachrichteninformationen, die in jeder der Phasenwarteschlangen gespeichert sind, werden von der Datei 210 der aktiven Seite unter der Steuerung der Steuereinheit 204 und unter Verwendung von Taktinformationen, die durch einen Echtzeit-Taktgeber 214 oder ein andere geeignete Taktquelle geliefert werden, periodisch wiedergewonnen. Die wiedergewonnenen Nachrichteninformationen von jeder Phasenwarteschlange werden nach der Rahmenanzahl sortiert anschließend durch die Adresse, Nachrichteninformationen und weitere Informationen, die für die Übertragung benötigt werden, organisiert und dann basierend auf der Nachrichtengröße durch die Gruppierungssteuereinheit 212 in Rahmen gruppiert. Die gruppierten Rahmeninformationen für jede Phasenwarteschlange werden zu Rahmennachrichtenpuffern 216 geschaltet, die die gruppierten Rahmeninformationen vorübergehend speichern bis zum Zeitpunkt der weiteren Verarbeitung und der Übertragung. Rahmen werden in numerischer Folge gruppiert, sodass dann, wenn ein aktueller Rahmen übertragen wird, der nächste Rahmen, der übertragen werden soll, im Rahmennachrichtenpuffer 216 ist, und der übernächste Rahmen wiedergewonnen und gruppiert wird. Zum geeigneten Zeitpunkt werden die gruppierten Rahmeninformationen, die im Rahmennachrichtenpuffer 216 gespeichert sind, zum Rahmencodierer 218 übertragen, wiederum unter Einhaltung der Phasenwarteschlangenbeziehung. Der Rahmencodierer 218 codiert die Adress- und Nachrichteninformationen in Adress- und Nachrichtencodeworte, die für die Übertragung benötigt werden, wie nachfolgend beschrieben wird. Die codierten Adress- und Nachrichtencodeworte werden in Blöcken angeordnet und anschließend zu einer Block-Verschachtelungsvorrichtung 220 geschaltet, die vorzugsweise zu einem Zeitpunkt jeweils acht Codeworte für die Übertragung in einer Weise verschachtelt, die in der Technik wohlbekannt ist. Die verschachtelten Codeworte von jeder Block-Verschachtelungsvorrichtung 220 werden dann seriell zu einem Phasen-Multiplexer 221 übertragen, der die Nachrichteninformationen durch Phasenübertragung bitweise in einen seriellen Datenstrom multiplexiert. Die Steuereinheit 204 gibt daraufhin einen Rahmensynchronisationsgenerator 22 frei, der den Synchronisationscode erzeugt, der am Beginn jeder Rahmenübertragung übertragen wird. Die Verknüpfungsvorrichtung 224 serieller Daten multiplexiert den Synchronisationscode unter der Steuerung der Steuereinheit 204 mit Adress- und Nachrichteninformationen und erzeugt daraus einen Nachrichtenstrom, der für die Übertragung in geeigneter Weise formatiert ist. Der Nachrichtenstrom wird dann zu einer Sendersteuereinheit 226 geschaltet, die den Nachrichtenstrom unter der Steuerung der Steuereinheit 204 über einen Verteilungskanal 228 überträgt. Der Verteilungskanal 228 kann ein Kanal aus mehreren wohlbekannten Verteilungskanaltypen sein, wie etwa eine Drahtleitung, ein HF- oder Mikrowellen-Verteilungskanal oder eine Satelliten-Verteilungsverbindung. Der verteilte Nachrichtenstrom wird in Abhängigkeit von der Größe des Kommunikationssystems zu einer oder zu mehreren Senderstationen 104 übertragen. Der Nachrichtenstrom wird zuerst in einen Dualportpuffer 230 übertragen, der den Nachrichtenstrom vor der Übertragung vorübergehend speichert. Zu einem geeigneten Zeitpunkt, der durch die Takt- und Steuerschaltung 232 bestimmt wird, wird der Nachrichtenstrom aus dem Dualportpuffer 230 wiedergewonnen und zum Eingang von vorzugsweise einem 4 Pegel-FSK-Modulator 234 geschaltet. Der modulierte Nachrichtenstrom wird dann für die Übertragung über die Antenne 238 zum Sender 236 geschaltet.
Die Fig. 3, 4 und 5 sind Taktdiagramme, die das Übertragungsformat des Signalisierungsprotokolls erläutern, das gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ermöglicht das Signalisierungsprotokoll die Nachrichtenübertragung zu Datenkommunikationsempfängern, wie etwa Pagern, die einem oder mehreren der 128 Rahmen zugewiesen sind, die als Rahmen 0 bis Rahmen 127 bezeichnet sind. Es ist selbstverständlich, dass die tatsächliche Anzahl der Rahmen, die in dem Signalisierungsprotokoll vorgesehen ist, größer oder kleiner sein kann, als oben beschrieben ist. Je größer die Anzahl der verwendeten Rahmen ist, desto größer ist die Lebensdauer der Batterie, die in den im System betriebenen Datenkommunikationsempfängern vorgesehen ist. Je kleiner die Anzahl der verwendeten Rahmen ist, desto öfter können Nachrichten in Warteschlangen angeordnet und an die Datenkommunikationsempfänger zugestellt werden, die einem bestimmten Rahmen zugewiesen sind, wodurch die Wartezeit oder die für die Zustellung der Nachricht benötigte Zeit reduziert ist.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, enthält der Rahmen einen Synchronisationscode (sync), dem vorzugsweise elf Blöcke Nachrichteninformationen folgen, die als Block 0 bis Block 10 bezeichnet sind. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, umfasst jeder Block der Nachrichteninformationen vorzugsweise acht Adress-, Steuer- oder Datencodeworte, die für jede Phase als Wort 0 bis Wort 7 bezeichnet sind. Demzufolge ermöglicht jede Phase in einem Rahmen die Übertragung von bis zu 88 Adress-, Steuer- oder Datencodeworten. Die Adress-, Steuer- oder Datencodeworte sind vorzugsweise 31,21 BCN-Code-Worte mit einem angefügten zweiunddreißigsten geraden Paritätsbit, das ein spezielles Abstandsbit zur Codewortgruppe darstellt. Es ist selbstverständlich, dass andere Codeworte, wie etwa ein 32,12 Golay-Code-Wort, ebenso verwendet werden könnten. Im Unterschied zum bekannten POCSAG-Signalisierungsprotokoll, das Adress- und Datencodeworte vorsieht, die das erste Codewortbit verwenden, um den Codeworttyp entweder als Adresse oder als Daten zu definieren, ist im Signalisierungsprotokoll, das für die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, für die Adress- und Datencodeworte keine solche Unterscheidung vorgesehen. Stattdessen werden Adress- und Datencodeworte durch ihre Position in den einzelnen Rahmen definiert.
Die Fig. 6 und 7 sind Taktdiagramme, die den Synchronisationscode erläutern, der gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie insbesondere in Fig. 6 gezeigt ist, umfasst der Synchronisationscode vorzugsweise drei Teile, einen ersten Synchronisationscode (sync 1), ein Rahmeninformationscodewort (frame info) und einen zweiten Synchronisationscode (sync 2). Wie in Fig. 7 gezeigt ist, umfasst der erste Synchronisationscode mit Bit sync 1 und BS1 bezeichnete erste und dritte Abschnitte, die abwechselnde 1,0-Bitmuster sind, die die Bitsynchronisation schaffen, und mit "A" und dessen Komplementärwert "A quer" bezeichnete zweite und vierte Abschnitte, die die Rahmensynchronisation schaffen. Die zweiten und vierten Abschnitte sind vorzugsweise einzelne 32,12 BCH-Code-Worte, die vordefiniert sind, um eine hohe Korrelationszuverlässigkeit des Codeworts zu gewährleisten, und die außerdem verwendet werden, um die Datenbitrate anzugeben, bei der Adressen und Nachrichten übertragen werden. Die folgende Tabelle definiert die Datenbitraten, die in Verbindung mit dem Signalisierungsprotokoll verwendet werden.
Bitrate "A"-Wert
1600 bps A1 und A1 quer
3200 bps A2 und A2 quer
6400 bps A3 und A3 quer
nicht definiert A4 und A4 quer
Wie oben in der Tabelle gezeigt ist, sind für die Adress- und Datenübertragung drei Datenbitraten vordefiniert, obwohl selbstverständlich ist, dass In Abhängigkeit von den Systemanforderungen ebenso mehr oder weniger Datenbitraten vordefiniert sein können. Außerdem ist ein vierter Wert "A" für eine zukünftige Verwendung vordefiniert.
Das Rahmeninformationscodewort ist vorzugsweise ein einzelnes 32,21 BCH-Code-Wort, das im Datenabschnitt eine vorgegebene Anzahl von Bits enthält, die reserviert sind, um die Rahmennummer zu kennzeichnen, sodass 7 Bits codiert werden, um die Rahmennummer 0 bis Rahmennummer 127 zu definieren.
Der Aufbau des zweiten Synchronisationscodes ist vorzugsweise ähnlich zu dem des ersten Synchronisationscodes, der oben beschrieben wurde. Im Unterschied zum ersten Synchronisationscode, der vorzugsweise bei einer festen Datenzeichenrate übertragen wird, wie etwa 1600 bps (Bits pro Sekunde), wird der zweite Synchronisationscode bei der Datenzeichenrate übertragen, bei der die Adressen und Nachrichten in einem gegebenen Rahmen übertragen werden sollen. Demzufolge ermöglicht der zweite Synchronisationscode, dass der Datenkommunikationsempfänger eine "feine" Bit- und Rahmensynchronisation bei der Datenbitrate der Rahmenübertragung erreicht.
Zusammenfassend umfasst das Signalisierungsprotokoll, das in der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 128 Rahmen, die einen vorgegebenen Synchronisationscode enthalten, dem elf Datenblöcke folgen, die pro Phase acht Adress-, Steuer- und Datencodeworte umfassen. Der Synchronisationscode ermöglicht die Identifizierung der Datenübertragungsrate und stellt die Synchronisation des Datenkommunikationsempfängers mit den Datencodeworten sicher, die bei den verschiedenen Übertragungsraten übertragen werden.
Fig. 8 ist ein elektrisches Blockschaltbild des Datenkommunikationsempfängers 106 gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das Kernstück des Datenkommunikationsempfängers 106 ist eine Steuereinheit 816, die vorzugsweise unter Verwendung eines Mikrocomputers MC68HC0SHC11, der von Motorola, Inc. hergestellt wird, implementiert ist. Die Mikrocomputer-Steuereinheit, die nachfolgend als Steuereinheit 816 bezeichnet wird, empfängt und verarbeitet Eingaben von mehreren peripheren Schaltungen, wie in Fig. 8 gezeigt ist, und steuert die Funktion und das Zusammenwirken der peripheren Schaltungen unter Verwendung von Software-Unterroutinen. Die Verwendung einer Mikrocomputer-Steuereinheit für Verarbeitungs- und Steuerfunktionen ist einem Fachmann wohlbekannt.
Der Datenkommunikationsempfänger 106 kann Adress-, Steuer- und Dateninformationen empfangen, die nachfolgend als Daten bezeichnet werden, die unter Verwendung von vorzugsweise 2- Pegel- und 4-Pegel-Frequenzmodulationstechniken moduliert werden. Die übertragenen Daten werden an einer Antenne 802 empfangen, die mit dem Eingang eines Empfangsabschnitts 804 verbunden ist. Der Empfangsabschnitt 804 verarbeitet die empfangenen Daten in einer in der Technik wohlbekannten Weise und liefert am Ausgang ein analoges wiedergewonnenes 4-Pegel- Datensignal, das nachfolgend als wiedergewonnenes Datensignal bezeichnet wird. Das wiedergewonnene Datensignal wird an einen Eingang einer Schwellenwertextraktionsschaltung 808 und an einen Eingang eines 4-Pegel-Decodierers 810 geschaltet. Die Schwellenwertextraktionsschaltung 808 wird am besten durch Bezugnahme auf Fig. 9 verstanden und enthält, wie gezeigt ist, zwei taktgesteuerte Pegeldetektorschaltungen 902, 904, die als Eingänge das wiedergewonnene Datensignal besitzen. Der Pegeldetektor 902 erfasst den Gipfel-Signalamplitudenwert und liefert ein Gipfel-Schwellenwertsignal, das dem erfassten Gipfel-Signalamplitudenwert proportional ist, während der Pegeldetektor 904 den Tal-Signalamplitudenwert erfasst und ein Tal-Schwellenwertsignal liefert, das dem erfassten Tal-Signalamplitudenwert des wiedergewonnenen Datensignals proportional ist. Die Signalausgänge der Pegeldetektoren 902, 904 sind an die Anschlüsse der Widerstände 902 bzw. 912 geschaltet. Die gegenüberliegenden Anschlüsse der Widerstände 902, 912 liefern das obere Schwellenwertausgangssignal (Hi) bzw. das untere Schwellenwertausgangssignal (Lo). Die gegenüberliegenden Widerstandsanschlüsse 902, 912 sind außerdem an die Anschlüsse der Widerstände 908 bzw. 910 geschaltet. Die gegenüberliegenden Anschlüsse der Widerstände 908, 910 sind miteinander verbunden, um einen Widerstandsteiler zu bilden, der ein mittleres Schwellenwertausgangssignal (Avg) liefert, das dem mittleren Wert des wiedergewonnenen Datensignals proportional ist. Die Widerstände 902, 912 besitzen Widerstandswerte von vorzugsweise 1 R, während die Widerstände 908, 910 Widerstandswerte von vorzugsweise 2 R besitzen, wodurch Schwellenwertausgangssignalwerte von 17%, 50% und 83% realisiert werden, die verwendet werden, um das Decodieren der 4-Pegel- Datensignale zu ermöglichen.
Wenn erstmalig Leistung an den Empfangsabschnitt angelegt wird, etwa wenn der Datenkommunikationsempfänger erstmals eingeschaltet wird, wird ein Taktratenwähler 914 über einen Steuereingang (mittlerer Abtastwert) voreingestellt, um einen 128fachen Takt zu wählen, d. h. der Takt besitzt eine Frequenz, die das 128fache der geringsten Datenbitrate beträgt, die wie oben beschrieben wurde, 1600 bps beträgt. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird der 128fache Takt durch einen Generator 844 des 128fachen Taktes erzeugt, der vorzugsweise ein quarzgesteuerter Oszillator ist, der bei 204,8 kHz (Kilohertz) arbeitet. Der Ausgang des Generators 844 des 128fachen Taktes ist mit einem Eingang des Frequenzteilers 846 verbunden, der die Ausgangsfrequenz halbiert, um einen 64fachen Takt bei 102,4 kHz zu erzeugen. In Fig. 9 ermöglicht der 128fache Takt den Pegeldetektoren 902, 904 die Gipfel- und Tal-Signalamplitudenwerte in einer sehr kurzen Zeitperiode asynchron zu erfassen und somit die unteren (Lo), mittleren (Avg) und oberen (Hi) Schwellenwertausgangssignalwerte zu erzeugen, die für die Modulationsdecodierung benötigt werden. Nachdem die Zeichensynchronisation mit dem Synchronisationssignal erreicht wurde, was später beschrieben wird, erzeugt die Steuereinheit 816 ein zweites Steuersignal (mittlerer Abtastwert), um die Wahl eines 1fachen Zeichentaktes zu ermöglichen, der durch die Zeichensynchronisiereinrichtung 812 erzeugt wird, wie in Fig. 8 gezeigt ist.
In Fig. 8 wird die Funktionsweise des 4-Pegel-Decodierers 810 am besten durch Bezugnahme auf Fig. 10 verstanden. Wie gezeigt ist, enthält der 4-Pegel-Decodierer 810 drei Spannungskomparatoren 1010, 1020, 1030 und einen Zeichendecodierer 1040. Das wiedergewonnene Datensignal wird an einen Eingang der drei Komparatoren 1010, 1020, 1030 angelegt. Das obere Schwellenwertausgangssignal (Hi) wird an den zweiten Eingang des Komparators 1010, das mittlere Schwellenwertausgangssignal (Avg) wird an den zweiten Eingang des Komparators 1020 und das untere Schwellenwertausgangssignal (Lo) wird an den zweiten Eingang des Komparators 1030 geschaltet. Die Ausgänge der Komparatoren 1010, 1020,, 1030 sind an die Eingänge des Zeichendecodierers 1040 geschaltet. Der Zeichendecodierer 1040 decodiert die Eingänge gemäß der folgenden Tabelle.
Wie oben in der Tabelle gezeigt ist, wird das Zeichen 00 (MSB = 0, LSB = 0) erzeugt, wenn das wiedergewonnene Datensignal (RCin) kleiner als alle drei Schwellenwerte ist. Anschließend wird immer dann, wenn einer der drei Schwellenwerte überschritten wird, jeweils ein anderes Zeichen erzeugt, wie in der Tabelle gezeigt ist.
Der MSB-Ausgang des 4-Pegel-Decodierers 810 ist an einen Eingang der Zeichensynchronisiereinrichtung 812 geschaltet und liefert einen wiedergewonnenen Dateneingang, der durch das Erfassen der Nulldurchgänge im wiedergewonnenen 4-Pegel- Datensignal erzeugt wird. Der positive Pegel des wiedergewonnenen Dateneingangs stellt die zwei positiven Abweichungen des analogen wiedergewonnenen 4-Pegel-Datensignals über dem mittleren Schwellenwertsignal dar und der negative Pegel stellt die beiden negativen Abweichungen des analogen wiedergewonnenen 4-Pegel-Datensignals unter dem mittleren Schwellenwertsignal dar.
Die Funktionsweise der Zeichensynchronisiereinrichtung 812 wird am besten durch Bezugnahme auf Fig. 11 verstanden. Der 64fache Takt bei 102, 4 kHz, der durch den Frequenzteiler 846 erzeugt wird, ist an einen Eingang des Wählers 1120 der 32fachen Rate geschaltet. Der Wähler 1120 der 32fachen Rate ist vorzugsweise ein Teiler, der wahlweise eine Division durch 1 oder 2 liefert, um einen Abtasttakt zu erzeugen, der das 32fache der Zeichenübertragungsrate ist. Ein Steuersignal (1600/3200) ist an einen zweiten Eingang des Wählers 1120 der 32fachen Rate geschaltet und wird verwendet, um die Abtasttaktrate für die Zeichenübertragungsraten von 1600 und 3200 Zeichen pro Sekunde zu wählen. Der gewählte Abtasttakt ist an einen Eingang der 32fach-Datenüberabtasteinrichtung 1110 geschaltet, die das wiedergewonnene Datensignal (MSB) bei 32 Abtastungen pro Sekunde abtastet. Die Zeichenabtastwerte werden an einen Eingang des Datenflankendetektors 1130 geschaltet, der einen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn eine Zeichenflanke erfasst wird. Der Abtasttakt wird außerdem an einen Eingang der Teiler-16/32-Schaltung 1140 geschaltet, die verwendet wird, um 1fache und 2fache Zeichentakte zu erzeugen, die mit dem wiedergewonnenen Datensignal synchronisiert sind. Die Teiler-16/32-Schaltung 1140 ist vorzugsweise ein Aufwärts/Abwärtszähler. Wenn der Datenflankendetektor 1130 eine Zeichenflanke erfasst, wird ein Impuls erzeugt, der durch das UND-Gatter 1150 mit dem aktuellen Zählerstand der Teiler-16/32-Schaltung 1140 getaktet wird. Gleichzeitig wird ein Impuls durch den Datenflankendetektor 1130 erzeugt, der ebenfalls zu einem Eingang der Teiler-16/32-Schaltung 1140 geschaltet wird. Wenn der Impuls, der zum Eingang des UND- Gatters 1150 geschaltet ist, vor der Erzeugung eines Zählerstandes von 32 durch die Teiler-16/32-Schaltung 1140 ankommt, bewirkt der vom UND-Gatter 1150 erzeugte Ausgang, dass der Zählerstand der Teiler-16/32-Schaltung 1140 als Antwort auf den Impuls, der vom Datenflankendetektor 1130 zum Eingang der Teiler-16/32-Schaltung 1140 geschaltet ist, um eins erhöht wird, und wenn der Impuls, der an den Eingang des UND-Gatters 1150 geschaltet ist, nach der Erzeugung eines Zählerstandes von 32 durch die Teiler-16/32-Schaltung 1140 ankommt, bewirkt der vom UND-Gatter 1150 erzeugte Ausgang, dass der Zählerstand der Teiler-16/32-Schaltung 1140 als Antwort auf den Impuls, der vom Datenflankendetektor 1130 zum Eingang der Teiler-16/32-Schaltung 1140 geschaltet wird, um eins vermindert wird, wodurch die Synchronisation der 1fachen und 2fachen Zeichentakte mit dem wiedergewonnenen Datensignal ermöglicht wird. Die erzeugten Zeichentaktraten werden am besten aus der folgenden Tabelle verstanden.
Wie oben in der Tabelle gezeigt ist, werden die 1fachen und 2fachen Zeichentakte mit 1600, 3200 und 6400 Bit pro Sekunde erzeugt und sind mit dem wiedergewonnenen Datensignal synchron.
Der 4-Pegel/Binär-Umsetzer 814 wird am besten durch Bezugnahme auf Fig. 12 verstanden. Der 1fache Zeichentakt wird zu einem ersten Takteingang des Taktratenwählers 1210 geschaltet. Außerdem wird ein 2facher Zeichentakt an einen zweiten Takteingang des Taktratenwählers 1210 geschaltet. Die Zeichenausgangssignale (MSB, LSB) werden zu Eingängen eines Eingangsdatenwählers 1230 geschaltet. Ein Wählersignal (2L/4L) wird an einen Wählereingang des Taktratenwählers 1210 und an den Wählereingang des Eingangsdatenwählers 1230 geschaltet und schafft die Steuerung der Umsetzung der Zeichenausgangssignale entweder als 2 Pegel-FSK-Daten oder als 4 Pegel-FSK-Daten. Wenn die Umsetzung auf 2 Pegel-FSK- Daten gewählt ist (2L), ist lediglich der MSB-Ausgang gewählt, der zum Eingang eines- Parallel/Seriell-Umsetzers 1220 geschaltet wird. Der 1fache Takteingang wird durch den Taktratenwähler 1210 gewählt, was zur Folge hat, dass am Ausgang des Parallel/Seriell-Umsetzers 1220 ein Einzelbit- Binärdatenstrom erzeugt wird. Wenn die Umsetzung auf 4 Pegel- FSK-Daten gewählt ist (4L), werden beide LSB- und MSB- Ausgänge gewählt, die an die Eingänge des Parallel/Seriell- Umsetzers 1220 geschaltet werden. Der 2fache Takteingang wird durch den Taktratenwähler 1210 gewählt, was zur Folge hat, dass am Ausgang des Parallel/Seriell-Umsetzers 1220 ein Zweibit-Binärdatenstrom bei dem 2fachen der Zeichenrate erzeugt wird.
In Fig. 8 wird der vom 4-Pegel/Binär-Umsetzer 814 erzeugte serielle Binärdatenstrom an die Eingänge eines Synchronisationswortkorrelators 818 und eines Demultiplexers 820 geschaltet. Der Synchronisationswortkorrelator wird am besten durch Bezugnahme auf Fig. 13 verstanden. Die vorgegebenen "A"-Wort-Synchronisationsmuster werden durch die Steuereinheit 816 aus einem Codespeicher 822 wiedergewonnen und werden an einen "A"-Wort-Korrelator 1310 geschaltet. Wenn das empfangene Synchronisationsmuster mit einem der vorgegebenen "A"-Wort-Synchronisationsmuster in einem annehmbaren Fehlerbereich übereinstimmt, wird eip. "A"- oder ein "A quer"- Ausgang erzeugt und an die Steuereinheit 816 geschaltet. Das bestimmte korrelierte "A"- oder "A quer"-Wort-Synchronisationsmuster schafft die Rahmensynchronisation am Beginn des Rahmenkennworts und definiert außerdem die Datenbitrate der folgenden Nachricht, wie zuvor beschrieben wurde.
Der serielle Binärdatenstrom wird außerdem an einen Eingang des Rahmenwortdecodierers 1320 geschaltet, der das Rahmenwort decodiert und eine Anzeige der Rahmennummer liefert, die momentan von der Steuereinheit 816 empfangen wird. Während der sync-Erkennung, die beispielsweise auf das erstmalige Einschalten des Empfängers folgt, wird Leistung an den Empfängerabschnitt durch die in Fig. 8 gezeigte Batterieschonschaltung 848 geliefert, was den Empfang eines "A"- Synchronisationswortes ermöglicht, wie oben beschrieben wurde, wobei die Leistung weiter geliefert wird, um das Verarbeiten des Rests des Synchronisationscodes zu ermöglichen. Die Steuereinheit 816 vergleicht die Rahmennummer, die momentan empfangen wird, mit einer Liste zugewiesener Rahmennummern, die im Codespeicher 822 gespeichert ist. Wenn sich die momentan empfangene Rahmennummer von einer zugewiesenen Rahmennummer unterscheidet, erzeugt die Steuereinheit 816 ein Batterieschonsignal, das an einen Eingang der Batterieschonschaltung 848 geschaltet wird, wodurch die Leistungsversorgung an den Empfängerabschnitt unterbrochen wird. Die Leistungsversorgung an den Empfängerabschnitt wird bis zum nächsten Rahmen, der dem Empfänger zugewiesen ist, unterbrochen, wobei zu diesem Zeitpunkt ein Batterieschonsignal durch die Steuereinheit 816 erzeugt wird, das zur Batterieschonschaltung 848 geschaltet wird, um die Leistungsversorgung an den Empfängerabschnitt freizugeben, damit der zugewiesene Rahmen empfangen werden kann.
Beim Betrieb des Synchronisationskorrelators, der in Fig. 13 gezeigt ist, wird durch die Steuereinheit 816 ein vorgegebenes "C"-Wort-Synchronisationsmuster aus einem Codespeicher 822 wiedergewonnen und wird zu einem "C"'-Wort-Korrelator geschaltet. Wenn das empfangene Synchronisationsmuster mit dem vorgegebenen "C"-Wort-Synchronisationsmuster bei einem annehmbaren Fehlerbereich übereinstimmt, wird ein "C"- oder ein "C quer"-Ausgang erzeugt, der zur Steuereinheit 816 geschaltet wird. Das bestimmte korrelierte "C"- oder "C quer"-Synchronisationswort schafft eine "feine" Rahmensynchronisation auf den Beginn des Datenabschnitts des Rahmens.
In Fig. 8 wird der Beginn des tatsächlichen Datenabschnitts durch die Steuereinheit 618 nachgewiesen, indem sie ein Blockanfangssignal (Blk Start) erzeugt, das zu Eingängen einer Wort-Entschachtelungsvorrichtung 824 und einer Datenwiedergewinnungstaktschaltung 826 geschaltet wird. Die Datenwiedergewinnungstaktschaltung 826 wird am besten durch Bezugnahme auf Fig. 14 verstanden. Ein Steuersignal (2L/4L) wird an einen Eingang des Taktratenwählers 1410 geschaltet, der entweder den 1fachen Zeichentakteingang oder den 2fachen Zeichentakteingang wählt. Der gewählte Zeichentakt wird an den Eingang eines Phasengenerators 1430 geschaltet, der vorzugsweise ein taktgesteuerter Ringzähler ist, der getaktet wird, um vier Phasenausgangssignale (Φ1 bis Φ4) zu erzeugen. Ein Blockanfangssignal wird außerdem an einen Eingang des Phasengenerators 1430 geschaltet und wird verwendet, um den Ringzähler in einer vorgegebenen Phase zu halten, bis das eigentliche Decodieren der Nachrichteninformationen begonnen werden soll. Wenn das Blockanfangssignal den Phasengenerator 1430 freigibt, beginnt der Phasengenerator 1430, taktgesteuerte Phasensignale zu erzeugen, die mit dem ankommenden Nachrichtenzeichen synchronisiert sind.
In Fig. 8 werden die taktgesteuerten Phasensignalausgänge an die Eingänge des Phasenwählers 828 geschaltet. Während des Betriebs gewinnt die Steuereinheit 816 aus dem Codespeicher 822 die Übertragungsphasennummer wieder, der der Datenkommunikationsempfänger zugewiesen ist. Die Phasennummer wird zum Phasenwählausgang (Φ Select) der Steuereinheit 816 übertragen und wird an einen Eingang des Phasenwählers 828 geschaltet. Ein Phasentakt, der der zugewiesenen Übertragungsphase entspricht, wird am Ausgang des Phasenwählers 828 bereitgestellt und wird zu den Takteingängen des Demultiplexers 820, der Block-Entschachtelungsvorrichtung 824 bzw. des Adress- und Datendecodierers 820 geschaltet. Der Demultiplexer wird verwendet, um die binären Bits zu wählen, die der zugewiesenen Übertragungsphase zugewiesen sind, die anschließend an den Eingang der Block-Entschachtelungsvorrichtung 824 geschaltet werden und mit jedem entsprechenden Phasentakt in die Entschachtelungsanordnung eingetaktet werden. Die Entschachtelungsanordnung ist eine 8 · 32 Bit-Matrix, die acht verschachtelte Adress-, Steuer- oder Nachrichtencodeworte entschachtelt, die einem Übertragungsblock entsprechen.
Die entschachtelten Adresscodeworte werden an den Eingang des Adresskorrelators 830 geschaltet. Die Steuereinheit 816 gewinnt das Adressmuster wieder, das dem Datenkommunikationsempfänger zugewiesen ist, und schaltet das Muster an einen zweiten Eingang des Adresskorrelators. Wenn eines der entschachtelten Adresscodeworte mit einem der Adressmuster, das dem Datenkommunikationsempfänger zugewiesen ist, innerhalb eines annehmbaren Fehlerbereichs übereinstimmt, werden die Nachrichteninformationen, die der Adresse zugehörig sind, durch den Datendecodierer 832 decodiert und im Nachrichtenspeicher 850 in einer Weise gespeichert, die einem Fachmann wohlbekannt ist. Nach dem Speichern der Nachrichteninformationen wird durch die Steuereinheit 1316 ein wahrnehmbares Warnsignal erzeugt. Das wahrnehmbare Warnsignal ist vorzugsweise ein akustisches Warnsignal, obwohl selbstverständlich ist, dass gleichfalls andere wahrnehmbare Warnsignale wie fühlbare und optische Warnsignale erzeugt werden können. Das akustische Warnsignal wird durch die Steuereinheit 816 zu einem Warnsignaltreiber 834 geschaltet, der verwendet wird, um eine akustische Warnvorrichtung anzusteuern, wie etwa einen Lautsprecher oder einen Signalwandler 836. Der Anwender kann durch die Verwendung der Anwendereingabesteuereinrichtung 838 in einer in der Technik wohlbekannten Weise die Warnsignalerzeugung unterdrücken.
Nach der Erkennung einer Adresse, die dem Datenkommunikationsempfänger zugehörig ist, werden die Nachrichteninformationen zum Eingang des Datendecodierers 832 geschaltet, der die codierten Nachrichteninformationen vorzugsweise in ein BCD- oder ASCII-Format decodiert, das zur Speicherung und zur nachfolgenden Anzeige geeignet ist. Die gespeicherten Nachrichteninformationen können durch den Anwender unter Verwendung der Anwendereingabesteuereinrichtung 838 wieder aufgerufen werden, wobei die Steuereinheit 816 die Nachrichteninformationen vom Speicher wiedergewinnt und die Nachrichteninformationen an einen Anzeigetreiber 840 zur Darstellung auf einer Anzeige 842, wie etwa eine LCD-Anzeige, liefert.
Fig. 15 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise des Datenkommunikationsempfängers gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung beschreibt. Wenn der Datenkommunikationsempfänger im Schritt 1502 eingeschaltet wird, wird die Funktion der Steuereinheit im Schritt 1504 initialisiert. An den Empfängerabschnitt wird periodisch Leistung angelegt, um das Empfangen von Informationen, die auf dem zugewiesenen HF-Kanal vorhanden sind, zu ermöglichen. Wenn in einem vorgegebenen Zeitabschnitt keine Daten auf dem Kanal erfasst werden, wird im Schritt 1508 die Batterieschonfunktion wiederaufgenommen. Wenn im Schritt 1506 Daten auf dem Kanal erfasst werden, beginnt der Synchronisationswortkorrelator im Schritt 1510 nach der Bitsynchronisation zu suchen. Wenn die Bitsynchronisation im Schritt 1510 erreicht ist, beginnt im Schritt 1512 die "A"-Wort-Korrelation. Wenn das nicht komplementäre "A"-Wort im Schritt 1514 erfasst ist, wird im Schritt 1516, wie oben beschrieben wurde, die Nachrichtenübertragungsrate identifiziert, und da die Rahmensynchronisation erreicht wurde, wird im Schritt 1518 der Zeitpunkt (T1) identifiziert, wenn das Rahmensynchronisationswort beginnt. Wenn das nicht komplementäre "A"-Wort im Schritt 1514 nicht erfasst wird, was eine Anzeige dafür sein kann, dass das nicht komplementäre "A"-Wort während der Übertragung durch einen Burstfehler verstümmelt wurde, erfolgt im Schritt 1520 eine Bestimmung, ob das komplementäre "A quer"-Wort erfasst wurde. Wenn das "A quer"-Wort im Schritt 1512 nicht erfasst wurde, was eine Anzeige dafür sein könnte, dass das "A quer"-Wort ebenfalls während der Übertragung durch einen Burstfehler verstümmelt wurde, wird im Schritt 1508 wieder die Batterieschonfunktion aufgenommen. Wenn das "A quer"-Wort im Schritt 1520 erfasst wurde, wird, wie oben beschrieben wurde, im Schritt 1522 die Nachrichtenübertragungsrate identifiziert, und da die Rahmensynchronisation erreicht wurde, wird im Schritt 1526 der Zeitpunkt (T2) des Beginns des Rahmensynchronisationscodeworts identifiziert. Wenn die erfasste Rahmenkennung im Schritt 1528 nicht dem Datenkommunikationsempfänger zugewiesen ist, wird im Schritt 1508 die Batterieschonfunktion wiederaufgenommen und bleibt in Funktion bis der nächste zugewiesene Rahmen empfangen werden soll. Wenn die decodierte Rahmenkennung im Schritt 1530 einer zugewiesenen Rahmenkennung entspricht, wird im Schritt 1530 die Rahmenempfangsrate eingestellt. Im Schritt 1532 erfolgt anschließend ein Versuch der Bitsynchronisation bei der Nachrichtenübertragungsrate. Wenn im Schritt 1533 Bitsynchronisation erreicht wird, beginnt im Schritt 1534 die "C"-Wort-Korrelation. Wenn im Schritt 1536 das nicht komplementäre "C"-Wort erfasst wird, ist die Rahmen Synchronisation erreicht und im Schritt 1538 wird der Zeitpunkt (T3) des Beginns der Nachrichteninformationen identifiziert.
Wenn das nicht komplementäre "C"-Wort im Schritt 1536 nicht erfasst wird, was eine Anzeige dafür sein könnte, dass das nicht komplementäre "C"-Wort während der Übertragung durch einen Burstfehler verstümmelt wurde, erfolgt im Schritt 1540 eine Bestimmung, ob des komplementäre Wort "C quer" erfasst wurde. Wenn das "C quer"-Wort im Schritt 1540 nicht erfasst wurde, was eine Anzeige dafür sein könnte, dass das "C quer"- Wort ebenfalls während der Übertragung durch einen Burstfehler verstümmelt wurde, wird im Schritt 1508 wiederum der Batterieschonbetrieb aufgenommen. Wenn das "C quer"-Wort im Schritt 1540 erfasst wurde, ist die Rahmensynchronisation erreicht und im Schritt 1542 wird der Zeitpunkt (T4) des Beginns der Nachrichteninformationen identifiziert. Zum geeigneten Zeitpunkt kann im Schritt 1544 die Nachrichtendecodierung beginnen.
Zusammenfassend wird durch die Bereitstellung mehrerer zeitlich versetzter Synchronisationscodeworte die Zuverlässigkeit der Synchronisierung mit den Synchronisationsinformationen, die der Verstümmelung durch Burstfehler unterworfen sind, stark verbessert. Die Verwendung eines vorgegebenen Synchronisationscodeworts als das erste Synchronisationscodewort und eines zweiten vorgegebenen Synchronisationscodeworts, das das Komplement des ersten vorgegebenen Synchronisationscodeworts ist, ermöglicht eine genaue Rahmensynchronisation entweder auf das erste oder auf das zweite vorgegebene Synchronisationscodewort. Durch das Decodieren der Synchronisationscodeworte können zusätzliche Informationen, wie die Übertragungsdatenrate, bereitgestellt werden, wodurch die Übertragung von Nachrichteninformationen bei verschiedenen Datenbitraten möglich ist. Durch die Verwendung eines zweiten codierten Synchronisationwortpaars kann eine "feine" Rahmensynchronisation bei der tatsächlichen Nachrichtenübertragungsrate erreicht werden und wiederum infolge der zeitlichen Versetzung der Synchronisationscodeworte ist die Zuverlässigkeit der Synchronisierung bei verschiedenen Datenbitraten mit Synchronisationsinformationen, die der Verstümmelung durch Burstfehler unterworfen sind, stark verbessert, wodurch die Zuverlässigkeit des Datenkommunikationsempfängers verbessert wird, Nachricht zu empfangen und dem Empfängerbenutzer anzuzeigen.
Fig. 16 ist ein Taktdiagramm, das die Organisation der Übertragungsrahmen erläutert, die gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie zuvor für Fig. 4 beschrieben wurde und in Fig. 16 nochmals gezeigt ist, enthält der Übertragungsrahmen ein Synchronisationscodewort 1600, dem elf Datenblöcke folgen, die mit Block 0 bis Block 10 bezeichnet sind. Die Adress-, Steuer- und Nachrichtencodeworte sind in den elf Datenblöcken in einer vorgegebenen Reihenfolge verteilt. Das erste Codewort, das im Block 0 angeordnet ist, ist immer ein Blockinformationscodewort 1602 und enthält solche Informationen wie die Anfangspunkte eines Adressfelds 1604 und eines Vektorfelds 1606, wobei 87 Codeworte verbleiben, die für die Übertragung von Adress-, Vektor- und Datencodeworten zur Verfügung stehen. Durch die Kenntnis der Anfangspunkte des Adressfelds 1604 und des Vektorfelds 1606 kann die Steuereinheit berechnen, wie viele Adresscodeworte pro Rahmen decodiert werden müssen, um zu bestimmen, ob im Rahmen eine Nachricht vorhanden ist. Demzufolge enthält das Adressfeld 1604 ein oder mehrere Adresscodeworte, die Nachrichten entsprechen, die in einem Datenfeld 1608 angeordnet sind. Lediglich Adresscodeworte, die numerische und alphanumerische Nachricht kennzeichnen, besitzen entsprechende Nachrichten, die im Datenfeld 1602 angeordnet sind. Nachrichten, die reine Tonsignale enthalten, würden, da kein Nachrichtenabschnitt angehängt ist, keine entsprechende im Datenfeld 1608 angeordnete Nachricht besitzen. Für solche Adresscodeworte, die entsprechende Nachrichten besitzen, enthält das Vektorfeld 1606 Steuerworte oder Vektoren, die den Anfangspunkt der Nachrichten, die im Datenfeld 1608 angeordnet sind, definieren und es gibt eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen den im Adressfeld 1604 angeordneten Adresscodeworten und den im Vektorfeld 1606 angeordneten Vektoren.
Fig. 17 ist ein Taktdiagramm, das das Blockinformationssteuerwort 1602 erläutert, das gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Zwei Bits definieren einen Fortsetzungsmerker 1710 und stellen die Anzahl der Fortsetzungsrahmen dar, die zur Nachrichtenübertragung bereitgestellt werden. Die Anzahl der Übertragungsrahmen, auf die die Fortsetzung ausgedehnt ist, ist durch den Fortsetzungsmerker 1710 wie folgt definiert:

Fortsetzungsmerker Rahmenanzahl

00 nur aktueller Rahmen
01 bis Rahmen N + 1
10 bis Rahmen N + 2
11 bis Rahmen N + 3
Die Funktion des Fortsetzungsmerkers, der im Blockinformationswort übertragen wird, wird in der folgenden Beschreibung beschrieben.
Fig. 18 ist eine Speicherabbildung, die die Nachrichtenfortsetzung gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erläutert. Normalerweise beschränkt das Funkrufendgerät Nachrichten, die über das öffentliche Fernsprechwählnetz (PSTN) empfangen werden, auf einen einzigen Übertragungsrahmen, der für den Zweck des Beispiels in Fig. 18 als Rahmen N bezeichnet ist. Der Rahmen N stellt den aktuellen Übertragungsrahmen dar, der für die Nachrichtenübertragung durch die Steuereinheit verarbeitet wird. Wie oben beschrieben wurde, sind die Nachrichtendaten für die Übertragung im aktuellen Übertragungsrahmen in 88 Codeworten codiert, von denen wenigstens ein Codewort für das Blockinformationscodewort reserviert ist. Es ist jedoch selbstverständlich, dass für eine gegebene Zeitdauer die Anzahl der Nachrichten, die vom Endgerät zur Übertragung empfangen werden, und die Länge der Nachrichten eine Anzahl von Codeworten, die die für die Übertragung empfangenen Nachrichten darstellen, zur Folge haben, die die Kapazität der Übertragungsrahnenwarteschlange übersteigt, wie dies durch einen Umfang dargestellt ist, der für die Zwecke des Beispiels durch die überzähligen Nachrichten 1802 dargestellt ist, die die Begrenzung des Übertragungsrahmens übersteigen. Die überzähligen Nachrichten sind hier als eine vollständige Nachricht mit einer entsprechenden Adresse und nicht als eine Fortsetzung einer einzelnen Nachricht definiert. Wenn die Anzahl der empfangenen Nachrichten die Kapazität der Übertragungsrahmenwarteschlange übersteigt, können die Nachrichtenfortsetzung in nachfolgende Übertragungsrahmen sowie Änderungen der Nachrichtenübertragungsrate verwendet werden, um die Anzahl der zugestellten Nachrichten zu erhöhen, wie nachfolgend beschrieben wird. Bei der Nachrichtenfortsetzung werden die überzähligen Nachrichten 1802 in einem oder in mehreren der drei nachfolgenden Übertragungsrahmen übertragen, die für die Zwecke des Beispiels mit N + 1, N + 2 und N + 3 bezeichnet sind. Die Auswahl, welcher Übertragungsrahmen verwendet wird, basiert auf der Bestimmung, welcher der drei nachfolgenden Übertragungsrahmen in einem Fall eine überschüssige Kapazität der Übertragungsrahmenwarteschlange besitzt und im anderen Fall Nachrichten in nachfolgende Ühertragungsrahmen verschiebt, um dadurch zu ermöglichen, dass aktuelle Nachrichten mit der kürzesten Zeitwarteschlange, die möglich ist, übertragen werden können, wie nachfolgend beschrieben wird.
Fig. 19 ist ein elektrisches Blockschaltbild des Rahmenformatierers 212, der in der Steuereinheit von Fig. 2 verwendet wird. Wie oben beschrieben wurde, werden Nachrichten, die empfangen werden, in der Datei 210 der aktiven Seite gespeichert. Die Datei 210 der aktiven Seite ist vorzugsweise ein Dualport-FIFO-Arbeitsspeicher (RAM), der durch die Nachrichtenübertragungsphase gekennzeichnet ist und der die Nachrichten in der Reihenfolge speichert, in der die Nachrichten gemäß der dem Datenkommunikationsempfänger zugewiesenen Nachrichtenphase empfangen wurden. Es ist selbstverständlich, das andere Speichertypen, wie etwa Festplattenlaufwerke, ebenso für das Implementieren der Datei 210 der aktiven Seite verwendet werden können.
Eine Steuereinheit 1902, die die Ausgänge 1094 besitzt, greift periodisch, wie etwa einmal pro Übertragungsrahmenintervall, auf die Nachrichten zu, die in den Nachrichtenspeicherbereichen gespeichert sind, die die Nachrichtenübertragungsphasen der Datei 210 der aktiven Seite darstellen. Die wiedergewonnenen Nachrichten werden an die Eingänge eines Rahmendecodierers 1906 geschaltet, der jene Nachrichten identifiziert, die während des aktuellen Übertragungsrahmens zu übertragen sind, und jene Nachrichten, die während eines oder mehrerer nachfolgender Übertragungsrahmen übertragen werden, die die drei nachfolgenden Übertragungsrahmen sind, wie oben beschrieben wurde. Wenn eine Nachricht in einer der Nachrichtenübertragungsphasen erfasst wurde, die in dem aktuellen Übertragungsrahmen oder während eines der drei nachfolgenden Übertragungsrahmen zu übertragen sind, erzeugt der Rahmendecodierer 1906 ein Nachrichtenerfassungssignal, das an die Steuereinheit 1902 geschaltet wird. Die Steuereinheit 1902 analysiert dann die entsprechende Nachricht, um die Anzahl der Codeworte zu bestimmen, die für die Nachrichtenübertragung benötigt wird. In Abhängigkeit vom Übertragungsrahmen, der den wiedergewonnen Nachrichten zugewiesen ist, schaltet die Steuereinheit 1902 den berechneten Wert der Nachrichtencodeworte an eine Gruppe von Rahmenzählern 1908, die einen Gesamtwert der Anforderung von Nachrichtencodeworten für den aktuellen Rahmen (N) und für die drei nachfolgenden Rahmen (N + 1, N + 2 und N + 3) speichert. Außerdem wird die Nachricht für den aktuellen Rahmen in einem Puffer 1910 des aktuellen Übertragungsrahmens gespeichert, während Nachrichten für die drei nachfolgenden Übertragungsrahmen in der Reihenfolge, in der die Nachrichten empfangen wurden, an die Datei 210 der aktiven Seite zurückgegeben werden, wodurch die Reihenfolge in der Nachrichtenwarteschlange beibehalten wird. Wenn der Codewortzählerstand, der für den aktuellen Übertragungsrahmen (N) durch den Rahmenzähler 1908 gehalten wird, eine vorgegebene Kapazität der Übertragungsrahmenwarteschlange übersteigt, die, wie oben beschrieben wurde, 87 Codeworte beträgt, werden die überzähligen Nachrichten, die erfasst werden, wenn die Datei 210 der aktiven Seite ausgelesen wird, in einem Fortsetzungspuffer 1912 gespeichert. Die überzähligen Nachrichten, die im Fortsetzungspuffer 1912 gespeichert sind, werden in einem oder in mehreren der drei nachfolgenden Übertragungsrahmen übertragen, wie später beschrieben wird.
Nachdem alle Nachrichten für den aktuellen Übertragungsrahmen wiedergewonnen wurden, werden die im Puffer 1910 des aktuellen Übertragungsrahmens gespeicherten. Nachrichten an die Eingänge eines Datenkonzentrators 1914 geschaltet, der die Nachrichten verarbeitet, die in den vier Nachrichtenspeicherbereichen gespeichert sind, die in Abhängigkeit von der Nachrichtenübertragungsgeschwindigkeit der Übertragungsphase entsprechen. Die konzentrierten Nachrichten werden dann an Eingänge eines Datenverteilers 1916 geschaltet, der dann wiederum gemäß der Übertragungsgeschwindigkeit die konzentrierten Nachrichten an die Rahmennachrichtenpuffer 216 verteilt. Anschließend erfolgt die Nachrichtenverarbeitung zur Übertragung derart, wie für Fig. 2 beschrieben wurde.
Die Fig. 20 bis 22 sind elektrische Blockschaltbilder, die die Funktion des Datenkonzentrators/Verteilers gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erläutern. Der Datenkonzentrator 1914 ist vorzugsweise ein Demultiplexer von vier Leitungen auf eine, zwei oder vier Leitungen, dessen Funktionsweise durch die Steuereinheit 1902 gesteuert wird. Der Datenverteiler 1916 ist vorzugsweise ein programmierbarer Multiplexer von einer, zwei oder vier Leitungen auf vier Leitungen, dessen Funktionsweise ebenfalls durch die Steuereinheit 1902 gesteuert wird. Die Funktionen sowohl des Datenkonzentrators 1914 als auch des Datenverteilers 1916 werden in einfacher Weise unter Verwendung eines Mikrocomputers implementiert.
Wenn die Nachrichtendaten bei 1600 bps (Bit pro Sekunde) zu übertragen sind, beträgt die Gesamtanzahl der Nachrichten, die in den vier Übertragungsphasenbereichen des Puffers des aktuellen Übertragungsrahmens gespeichert sind, ohne Nachrichtenfortsetzung typischerweise maximal 87 Codeworte und mit Nachrichtenfortsetzung typischerweise maximal das 1,5 bis 2fache von 87 Codeworten. Es wird jedoch ein Geschwindigkeitswechsel zur nächsten Übertragungsgeschwindigkeit bevorzugt, wenn die aktuelle Warteschlange der Rahmenübertragung bei Nachrichtenfortsetzung das 2fache von 87 Codeworten übersteigt. Wie in Fig. 20 gezeigt ist, werden die Inhalte der vier Übertragungsphasen unter Verwendung des Datenkonzentrators zu einem einzigen seriellen Ausgang kombiniert und anschließend auf zwei der vier Übertragungsphasen der Rahmennachrichtenpuffer (1 und 3) neu verteilt. Die anderen zwei Übertragungsphasen der Rahmennachrichtenpuffer (2 und 4) werden durch den Datenverteiler 1916 an eine logische Null geschaltet, die dann in den Rahmennachrichtenpuffer geladen wird. Die Inhalte der Rahmennachrichtenpuffer wird für die Übertragung weiterverarbeitet, wie oben in Fig. 2 beschrieben wurde, und werden an den Eingang des 4 Pegel-FSK-Modulators im Sender angelegt, der wegen der logischen Null, die an die Übertragungsphasen 2 und 4 des Rahmennachrichtenpuffers geliefert wird, eine 2 Pegel-FSK-Modulation der bei 1600 bps zu erzeugenden Nachricht zur Folge hat, was ebenfalls einer Zeichenrate von 1600 Zeichen pro Sekunde entspricht.
Wenn die Nachricht bei 3200 bps übertragen werden soll, beträgt die Gesamtzahl der Nachrichten, die in den vier Übertragungsphasenbereichen des obenbeschriebenen Puffers des aktuellen Rahmens gespeichert sind, ohne Nachrichtenfortsetzung typischerweise das maximal 2fache von 87 Codeworten und mit Nachrichtenfortsetzung typischerweise weniger als das 3- oder 4fache von 87 Codeworten. Es ist jedoch wiederum ein Geschwindigkeitswechsel zur nächsten Übertragungsgeschwindigkeit bevorzugt, wenn die Übertragungswarteschlange des aktuellen Rahmens bei Nachrichtenfortsetzung das Vierfache von 87 Codeworten überschreitet. Wie in Figur. 21 gezeigt ist, werden die Inhalte der vier Übertragungsphasen (1 und 2 sowie 3 und 4) unter Verwendung des Datenkonzentrators 1914 auf zwei serielle Ausgänge (2 und 3) kombiniert und anschließend durch den Datenverteiler 1916 auf die vier Übertragungsphasen (1 und 3 bzw. 2 und 4) des Rahmennachrichtenpuffers neu verteilt. Die Inhalte der Rahmennachrichtenpuffer werden, wie oben in Fig. 2 beschrieben wurde, für die Übe rtragung weiterverarbeitet und an den Eingang des 4 Pegel-FSK- Modulators im Sender angelegt, was eine 4 Pegel-FSK- Modulation zur Folge hat, die bei 3200 bps erzeugt wird, was ebenfalls einer Zeichenrate von 1600 Zeichen pro Sekunde entspricht.
Wenn die Nachrichtendaten bei 6400 bps übertragen werden sollen, beträgt die Gesamtzahl der Nachrichten, die in den vier Übertragungsphasenbereichen des obenbeschriebenen Puffers des aktuellen Rahmens gespeichert sind, ohne Nachrichtenfortsetzung typischerweise maximal das Vierfache von 87 Codeworten oder mit Nachrichtenfortsetzung typischerweise maximal das Sechs- bis Achtfache von 87 Codeworten, obwohl bei Nachrichtenfortsetzung maximal das 16fache von 87 Codeworten möglich sind, wenn in allen drei nachfolgenden Übertragungsrahmen eine Fortsetzung erzwungen wird. Wie in Fig. 22 gezeigt ist, werden die Inhalte der vier Übertragungsphasen über den Datenkonzentrator 1914 und den Datenverteiler 1916 direkt an die Rahmennachrichtenpuffer geschaltet. Die Inhalte der Rahmennachrichtenpuffer werden, wie oben in Fig. 2 beschrieben wurde, für die Übertragung weiterverarbeitet und an den Eingang des 4 Pegel-FSK- Modulators im Sender angelegt, was eine 4 Pegel-FSK- Modulation zur Folge hat, die bei 6400 bps Erzeugt wird, die einer Zeichenrate von 3200 Zeichen pro Sekunde entspricht.
Zusammenfassend wird der Rahmenformatierer verwendet, um die in der in Fig. 2 gezeigten Datei der aktiven Seite gespeicherten Nachrichten zu sortieren, damit die Nachrichten für die Übertragung aufbereitet werden. Durch die Überwachung der Anzahl von Codeworten, die die Übertragung im aktuellen Übertragungsrahmen und in den drei nachfolgenden Übertragungsrahmen benötigt, bestimmt der Rahmenformatierer, ob die Nachrichtenfortsetzung erwünscht ist und welcher der drei nachfolgenden Rahmen verwendet wird, um die Nachrichtenfortsetzung zu gewährleisten. Der Rahmenformatierer formatiert außerdem die Nachrichtendaten, um eine Übertragung bei frei gewählten Übertragungsgeschwindigkeiten vorzugsweise unter Verwendung eines 4 Pegel-FSK-Modulators zu ermöglichen, wodurch eine vergrößerte Kapazität der Nachrichtenverarbeitung geschaffen wird, indem die Nachrichtenfortsetzung und Geschwindigkeitsänderungen, die später beschrieben werden, verwendet werden, wenn die Anzahl der vom System empfangenen Nachrichten ansteigt.
Fig. 23 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise des Rahmenformatierers von Fig. 19 erläutert. Am Beginn jedes Übertragungsrahmen-Verarbeitungszyklus initialisiert die Steuereinheit im Schritt 2302 die Rahmenzähler auf Werte von 87. Während der Nachrichtenübertragung beträgt die tatsächliche Anzahl der übertragenen Codeworte 88, die wenigstens ein Blockinformationswort enthält, dem 87 Nachrichtencodeworte folgen, die Adress-, Steuer- und Nachrichteninformationen enthalten. Wenn die Steuereinheit im Schritt 2304 bestimmt, dass der Zeitpunkt zum Übertragen gekommen ist, wird im Schritt 2306 der Inhalt der Datei der aktiven Seite wiedergewonnen. Wenn die Nachrichten wiedergewonnen wurden, werden im Schritt 2308 die Rahmeninformationen mit den entsprechenden Nachrichten gebündelt. Wenn die Rahmeninformationen im Schritt 2310 nicht zu dem aktuellen Übertragungsrahmen gehören, der verarbeitet wird, prüft die Steuereinheit im Schritt 2312, ob die Rahmeninformationen zu einem der drei nachfolgenden Übertragungsrahmen gehören. Wenn die Rahmeninformationen angeben, dass die Nachrichten nicht zu den drei nachfolgenden Rahmen gehören, wird im Schritt 2306 das Wiedergewinnen der Nachrichten von der Datei der aktiven Seite fortgesetzt. Wenn die Rahmeninformationen im Schritt 2312 angeben, dass die Nachrichten zu den drei nachfolgenden Rahmen gehören, werden im Schritt 2314 der Nachrichtentyp und die Länge identifiziert. Die Anzahl der Codeworte, die für die Übertragung benötigt wird, wird anschließend im Schritt 2316 für jeden Nachrichtentyp unter Verwendung der folgenden Tabelle berechnet:

Nachrichtentyp Codeworte, die für die Übertragung benötigt werden

reines Tonsignal 1 Adress-Godewort (2 W)
numerisch (7stellig) 2 Adress/Vektor-CW plus 1,4 Daten-CW
numerisch (10stellig) 2 Adress/Vektor-CW plus 2 Daten-CW
alphanumerisch 2 Adress/Vektor-CW plus 1 Daten-CW/3 Zeichen
Die obige Tabelle basiert auf 21 Datenbits, die beim modifizierten 32,21 BCH-Codewort zur Verfügung stehen, mit numerischen Zeichen, die für die Übertragung vier Datenbits erfordern, und alphanumerischen Zeichen, die für die Übertragung sieben Datenbits erfordern. Die Kapazität der Rahmenwarteschlange, die für die drei nachfolgenden Rahmen FC (M), wobei M 1 bis 3 ist, verbleibt, wird anschließend im Schritt 228 durch das Vermindern des Rahmenzählers um die Anzahl der pro Nachricht benötigten Codeworte berechnet, worauf die Berechnung der Codewortanforderung für jede Nachricht folgt, die so identifiziert wurde, dass sie einem der drei nachfolgenden Rahmen zugehörig ist. Wenn die Kapazität der Rahmenwarteschlange im Schritt 2320 gleich null ist, (FC(M) = 0), ist die Warteschlange des entsprechenden nachfolgenden Übertragungsrahmens voll und ist im Allgemeinen nicht für die Nachrichtenfortsetzung geeignet, mit einer Ausnahme, die später beschrieben wird.
Wenn die Rahmeninformationen im Schritt 2310 zum aktuellen Übertragungsrahmen gehören, werden im Schritt. 2324 Nachrichtentyp und Länge identifiziert. Die Anzahl der Codeworte, die für die Nachrichtenübertragung benötigt wird, wird an schließend im Schritt 2326 für jeden Nachrichtentyp unter Verwendung der obenbeschriebenen Tabelle berechnet. Anschließend wird die Warteschlangenkapazität des Übertragungsrahmens FC(0) im Schritt 2328 berechnet, worauf die Berechnung der Codewortanforderung für jede Nachricht folgt. Wenn die Warteschlangenkapazität des aktuellen Übertragungsrahmens im Schritt 2330 ungleich null ist (FC (0) > 0) und die Inhalte des Dateispeichers der aktiven Seite vollständig wiedergewonnen wurden, setzt die Steuereinheit im Schritt 2332 den Nachrichtenfortsetzungsmerker, der im Blockinformationscodewort übertragen wird, auf "00", was angibt, dass für den aktuellen Übertragungsrahmen keine Nachrichtenfortsetzung erforderlich ist. Nachdem das Blockinformationssteuerwort durch die Steuereinheit aktualisiert wurde, wird der Inhalt des Puffers des aktuellen Übertragungsrahmens zum Rahmennachrichtenpuffer zu der oben in Fig. 2 beschriebenen Verarbeitung übertragen.
Wenn die Warteschlange des aktuellen Übertragungsrahmens im Schritt 2330 voll ist, werden alle weiteren Nachrichtenanforderungen im Schritt 2336 im Fortsetzungspuffer gespeichert. Wenn die Inhalte des Dateispeichers der aktiven. Seite vollständig wiedergewonnen wurden, wird der absolute Wert der Inhalte des Zählers des aktuellen Rahmens bestimmt, der die tatsächliche Anzahl von Codeworten angibt, die benötigt werden, damit sie in den einen oder in die mehreren nachfolgenden Übertragungsrahmen unter Verwendung der Nachrichtenfortsetzung eingesetzt werden, wenn der Codewortzählerstand negativ ist. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Anzahl der Codeworte, die der vollständigen Nachricht einschließlich Adress-, Steuer- und Nachrichteninformationen entspricht, die vom aktuellen Übertragungsrahmen zu übertragen ist, anschließend im Schritt 2338 mit der Anzahl der in den nachfolgenden drei Rahmen verfügbaren Codewortpositionen verglichen. Wenn eine ausreichende Anzahl von Codewortpositionen im ersten, zweiten oder dritten nachfolgenden Übertragungsrahmen oder deren Kombination verfügbar ist, um die Anzahl der vom aktuellen Rahmen zu übertragenden Nachrichten aufzunehmen, setzt die Steuereinheit den Fortsetzungsmerker im Blockinformationscodewort im Schritt 2342 auf "01", "10" bzw. "11", um dadurch anzuzeigen, ob die Fortsetzungsinformationen im ersten, zweiten oder dritten nachfolgenden Rahmen oder einer Kombination davon angeordnet sind.
Wenn die Anzahl der Codeworte, die zur Fortsetzung benötigt werden, im Schritt 2338 die Anzahl der Codeworte übersteigt, die in den drei nachfolgenden Übertragungsrahmen verfügbar sind, werden die Fortsetzungsnachrichten vorzugsweise am Kopf der Übertragungsrahmenwarteschlange für den dritten nachfolgenden Übertragungsrahmen platziert und der Fortsetzungsmerker wird im Schritt 2344 durch die Steuereinheit auf "11" gesetzt, wodurch im Schritt 2346 angezeigt wird, dass die Fortsetzungsinformationen zumindest ist dritten nachfolgenden Übertragungsrahmen angeordnet sind. Es ist selbstverständlich, dass durch das Platzieren der aktuellen Übertragungsrahmen, die die Anzahl der Codeworte übersteigen, am Kopf der Übertragungsrahmenwarteschlange für den dritten nachfolgenden Übertragungsrahmen die Anforderung nach Fortsetzung im dritten nachfolgenden Übertragungsrahmen im Allgemeinen gesichert ist, wenn die Nachrichtenanforderungen für diesen Übertragungsrahmen als der aktuelle Übertragungsrahmen bewertet werden. Alternativ können die überzähligen Nachrichten teilweise in allen überzähligen Codewortpositionen übertragen werden, die in den nachfolgenden drei Übertragungsrahmen verfügbar sind, wodurch der Ausgleich für den nächsten Übertragungsrahmenzyklus geschaffen wird, oder sie können die Nachrichten in einem der drei nachfolgenden Übertragungsrahmen ersetzen, etwa indem die Nachrichten in den ersten nachfolgenden Übertragungsrahmen "gepresst" werden, und indem anschließend die Nachrichtenfortsetzung für jeden der nachfolgenden Übertragungsrahmen verwendet wird, bis ein Übertragungsrahmen verfügbar wird, um die überzählige Nachrichtenmenge ohne die Forderung nach Nachrichtenfortsetzung abzunehmen.
Fig. 24 ist ein Ablaufdiagramm, das die Wahl der Datengeschwindigkeit gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erläutert. Im Schritt 2402 wird die Übertragungsgeschwindigkeit für die Zwecke des Beispiels auf 1600 bps initialisiert, obwohl selbstverständlich ist, dass die tatsächliche Übertragungsgeschwindigkeit ebenso auf 3200 oder 6400 bps initialisiert werden könnte. Im Schritt 2404 wird beim nächsten Zeitpunkt der Übertragungswarteschlangen die Warteschlangenkapazität des Übertragungsrahmens im Schritt 2406 bewertet, wie oben beschrieben wurde. Wenn die Warteschlangenkapazität des aktuellen Übertragungsrahmens im Schritt 2406 z. B. kleiner ist als zweimal 87 Codeworte, werden die Nachrichten jeder Übertragungsphase im Schritt 2408 konzentriert und im Schritt 2410 an die Übertragungsphasen 1 und 3 neu verteilt, wie oben für Fig. 20 beschrieben wurde, und im Schritt 2412 zum Rahmennachrichtenpuffer übertragen, was eine 2 Pegel-FSK-Modulation zur Folge hat, die bei einer Datenrate von 1600 Zeichen pro Sekunde erzeugt wird, wenn die Nachrichten übertragen werden.
Wenn die Warteschlange des aktuellen Übertragungsrahmens im Schritt 2414 z. B. größer ist als zweimal 87 Codeworte und kleiner als viermal 87 Codeworte ist, wird die Nachrichtenfortsetzung nicht aufgerufen, die Nachrichtencodeworte werden im Schritt 2416 durch die Übertragungsphase konzentriert und im Schritt 2418 durch die Übertragungsphase neu verteilt, wie oben für Fig. 21 beschrieben wurde, und im Schritt 2412 zum Rahmennachrichtenpuffer übertragen, was eine 4 Pegel-FSK- Modulation zur Folge hat, die bei einer Datenrate von 3200 Bits pro Sekunde erzeugt wird, wenn die Nachrichten übertragen werden.
Wenn die Warteschlange des aktuellen Übertragungsrahmens im Schritt 2420 z. B. größer ist als viermal 87 Codeworte und kleiner als achtmal 87 Codeworte ist, wird die Nachrichtenfortsetzung nicht aufgerufen, die Nachrichtencodeworte werden im Schritt 2424 durch die Übertragungsphase konzentriert und im Schritt 2426 durch die Übertragungsphase neu verteilt, wie oben für Fig. 22 beschrieben wurde, und im Schritt 2312 zum Rahmennachrichtenpuffer übertragen, was eine 4 Pegel-FSK- Modulation zur Folge hat, die bei einer Datenrate von 6400 Bits pro Sekunde, was 3200 Zeichen pro Sekunde entspricht, erzeugt wird, wenn die Nachrichten übertragen werden.
Wenn die Warteschlange des aktuellen Übertragungsrahmens im Schritt 2420 z. B. größer ist als- achtmal 87 Codeworte, wird bei einem Versuch, alle Nachrichten in der Übertragungsrahmenwarteschlange während des aktuellen Übertragungsrahmenzyklus zu übertragen, im Schritt 2422 die Nachrichtenfortsetzung aufgerufen.
Während die Betrachtungen zur Fortsetzung nicht berücksichtigt wurden, als die Entscheidungen zu Geschwindigkeitsänderungen in Fig. 24 beschrieben wurden, ist klar, dass dann, wenn Nachrichten in den meisten Übertragungsrahmen bei einer gegebenen Übertragungsgeschwindigkeit zugestellt werden können, die Nachrichtenfortsetzung wirksam verwendet werden kann, um jene Übertragungsrahmen auszugleichen, die eine größere Anzahl von Übertragungsrahmen übertragen müssen, als effektiv im Übertragungsrahmen bei einer Erhöhten Übertragungsgeschwindigkeit behandelt werden können. Wenn sich die Anforderungen an die Übertragungsrahmenwarteschlange allgemein in der gesamten Datei der aktiven Seite infolge einer erhöhten Anzahl von Nachrichten, die für alle Übertragungsrahmen empfangen werden, erhöhen, ist die Verwendung von Änderungen der Übertragungsgeschwindigkeit bei der Erhöhung des Verkehrspegels, der auf dem Kanal behandelt werden kann, wirkungsvoll. Durch Abwägung zwischen der Verwendung der Nachrichtenfortsetzung oder der Geschwindigkeitsänderung wird ein Signalisierungsformat mit wahrhaft veränderlicher Geschwindigkeit geschaffen, das ein flexibles Systemwachstum ermöglicht, beginnend bei einer relativ geringen Nachrichtenübertragungsgeschwindigkeit und fortschreitend zu einer relativ hohen Nachrichtenübertragungsgeschwindigkeit. Während eine erhöhte Anzahl von Datenkommunikationsempfängern zugefügt werden können und während die Nachrichtenübertragungsgeschwindigkeit erhöht ist, indem mehrere Nachrichten im Wesentlichen parallel übertragen werden, wie oben beschrieben wurde, bleibt die Anforderung an die tatsächliche Geschwindigkeit des Decodierens für die Datenkommunikationsempfänger beim beschriebenen Übertragungsprotokoll konstant, da sich die Nachrichtengeschwindigkeit erhöht, wie ebenfalls oben beschrieben wurde.
Ein Datenkommunikationsempfänger decodiert im Normalbetrieb Adressinformationen, die im zugewiesenen Übertragungsrahmen vorhanden sind, und wenn eine Adresse erfasst wird, die dem Datenkommunikationsempfänger entspricht, werden ebenfalls die zugehörigen Nachrichteninformationen decodiert. Der Datenkommunikationsempfänger wird jedoch, wenn dies durch den im Blockinformationscodewort übertragenen Nachrichtenfortsetzungsmerker angezeigt wird, außerdem Adressinformationen in einem oder in mehreren von bis zu drei nachfolgenden Übertragungsrahmen decodieren, und wenn in dem zugewiesenen Übertragungsrahmen oder in einem der drei nachfolgenden Übertragungsrahmen eine Adresse erfasst wird, was durch den empfangenen Nachrichtenfortsetzungsmerker angezeigt ist, und wenn diese dem Datenkommunikationsempfänger zugewiesen ist, wird er außerdem die zugehörigen Nachrichteninformationen decodieren, wodurch die Nachrichtenzustellung in der kürzesten Zeitperiode sichergestellt ist.

Claims

1. Datenkommunikationsendgerät (102) zum Senden von Nachrichten zu mehreren Datenkommunikationsempfängern (106), wobei das Datenkommunikationsendgerät (102) einen Eingang (202) zum Empfangen von Nachrichten besitzt und diese an mehrere Übertragungsrahmen zuweist, die für die Übertragung zu den mehreren Datenkommunikationsempfängern (106) zugewiesen sind, wobei das Datenkommunikationsendgerät (102) umfasst:

- erste Speichermittel (210) zum Speichern der empfangenen Nachrichten;

- Taktgebermittel (214) zum Erzeugen von periodischen Taktsignalen;

- Mittel (1902), die auf die periodischen Taktsignale reagieren, um die gespeicherten Nachrichten wiederzugewinnen und diese in ein zweites Speichermittel (1910) einzureihen, das eine Warteschlange für aktuelle Übertragungsrahmen mit einer vorgegebenen Kapazität der Übertragungsrahmenwarteschlange aufweist;

- Mittel zum Überwachen (1908) der Warteschlangenkapazität des aktuellen Übertragungsrahmens des zweiten Speichermittels (1910);

wobei das Datenkommunikationsendgerät (102) ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass

- diese Mittel zum Überwachen (1908) ferner die Warteschlangenkapazität der erwarteten Übertragungsrahmen für einen oder mehrere nachfolgende Übertragungsrahmen (N + 1, N + 2, N + 3), die unmittelbar nach dem aktuellen Übertragungsrahmen folgen, überwachen; und

- diese Überwachungsmittel (1908) bestimmen, wenn die im zweiten Speichermittel (1910) gespeicherten Nachrichten die vorgegebene Warteschlangenkapazität der Übertragungsrahmen übersteigt, und die überzähligen Nachrichten in einem dritten Speichermittel (1912) speichert;

- die Mittel (1902), die auf die Überwachungsmittel (1908) reagieren, zum Erzeugen von Kennzeichnungsinformationen, die einen oder mehrere der nachfolgenden Übertragungsrahmen (N + 1, N + 2, N + 3), die unmittelbar nach dem aktuellen Übertragungsrahmen folgen, kennzeichnen, während denen die gespeicherten überzähligen Nachrichten übertragen werden sollen; und

- Mittel zum Übertragen (104) der Nachrichten und Bestimmen der Informationen, die in diesen weiten Speichermitteln (1910) im aktuellen Übertragungsrahmen gespeichert sind, und zum Übertragen der überzähligen Nachrichten, die im dritten Speichermittel (1912) gespeichert sind, in einem oder in mehreren der nachfolgenden Übertragungsrahmen (N + 1, N + 2, N + 3), die durch die Kennzeichnungsinformationen gekennzeichnet sind.

2. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 1, wobei die Mittel (1902) zum Wiederherstellen und zur Warteschlangenbildung umfassen:

- Steuerungsmittel (1902) zum Steuern der Wiedergewinnung der gespeicherten Nachrichten während des zugewiesenen Übertragungsrahmens;

- Decodiermittel zum Decodieren der Informationen der Übertragungsrahmenzuweisung, um eine Warteschlangenbildung der Nachrichten für den zugewiesenen Übertragungsrahmen zu ermöglichen.

3. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 2, wobei die Datenkommunikationsempfänger (106) einer von mehreren Nachrichtenübertragungsphasen zugewiesen sind und das erste Speichermittel (210) mehrere Nachrichtenspeicherbereiche, die den Nachrichtenübertragungsphasen entsprechen, enthält, wobei die Nachrichten in dem Nachrichtenspeicherbereich gespeichert sind, der der Nachrichtenübertragungsphase zugewiesen ist.

4. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 2, wobei das erste Speichermittel (210) ein Dualport-FIFO-Arbeitsspeicher (RAM) ist.

5. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 2, wobei das Überwachungsmittel umfasst:

- erste Mittel (1908), die an das Steuerungsmittel (1902) geschaltet sind, zum Zählen der Nachrichten, die für den aktuellen Übertragungsrahmen wiedergewonnen werden; und

- zweite Mittel (1908), die an das Steuerungsmittel (1902) geschaltet sind, zum Zählen der Nachrichten, die für einen oder mehrere Übertragungsrahmen (N + 1, N + 2, N + 3), die dem aktuellen Übertragungsrahmen unmittelbar folgen, wiedergewonnen werden.

6. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 5, wobei die ersten und die zweiten Mittel zum Zählen Zählerstände erzeugen, die eine Angabe der Länge der empfangenen Nachrichten sind.

7. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 6, wobei das Steuerungsmittel ferner Mittel zum Erfassen enthält, wann die ersten und zweiten Zählerstände, die durch die ersten und zweiten Zählmittel erzeugt werden, einen Zählerstand übersteigen, der der vorgegebenen Warteschlangenkapazität des Übertragungsrahmens entspricht.

8. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 1, wobei die Nachrichten, die in dem dritten Speichermittel (1912) gespeichert sind, in einem oder in mehreren der nachfolgenden Übertragungsrahmen (N + 1, N + 2, N + 3), die dem aktuellen Übertragungsrahmen unmittelbar folgen, übertragen werden, wobei diese eine ungenutzte Warteschlangenkapazität besitzen.

9. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 1, wobei Nachrichten, die in dem dritten Speichermittel (1912) gespeichert sind, in einem ausgewählten Übertragungsrahmen der nachfolgenden Übertragungsrahmen (N + 1, N + 2, N + 3), die dem aktuellen Übertragungsrahmen unmittelbar folgen, übertragen werden.

10. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 1, wobei das zweite Speichermittel (1910) eine Partition des ersten Speichermittels (210) ist.

11. Datenkommunikationsendgerät (102) nach Anspruch 1, wobei das dritte Speichermittel (1912) eine Partition des zweiten Speichermittels (1910) ist.