-
Bereich der
Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft allgemein Selektivruf-Kommunikationssysteme und
insbesondere ein Verfahren zur Koordinierung ankommender Antworten
von einer Selektivrufvorrichtung an ein Selektivruf-Kommunikationssystem.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Bekannte
Verfahren zur Übertragung
und zum Empfang von ankommenden Nachrichten in einem Mehrfachkanal-Kommunikationssystem
von einer Vielzahl von Selektivrufvorrichtungen auf einer Vielzahl
von ankommenden Kanälen
umfassen solche Verfahren wie ein zeitlich festgelegtes ankommendes Übertragungsprotokoll
sowie Verfahren, die ein im Konkurrenzbetrieb arbeitendes (nicht
zeitlich festgelegtes) ankommendes Übertragungsprotokoll verwenden.
Ein Beispiel eines zeitlich festgelegten Übertragungsprotokolls ist ein Übertragungsprotokoll,
bei dem mindestens ein vorher festgelegter Zeitschlitz auf mindestens
einem ankommenden Kanal für
jede Selektivrufvorrichtung, die in dem Selektivruf-Kommunikationssystem
aktiv ist, reserviert ist. Ein weiteres Beispiel eines zeitlich
festgelegten ankommenden Übertragungsprotokolls
ist ein Übertragungsprotokoll,
bei dem eine Selektivrufvorrichtung über einen Anforderungsantwort-Zeitschlitz,
der zur Übertragung
einer langen ankommenden Nachricht verwendet werden soll, benachrichtigt
wird. Die Benachrichtigung wird innerhalb einer abgehenden Nachricht
gegeben, die ansprechend auf eine von der Selektivrufvorrichtung
gesendete kurze ankommende Nachricht gesendet wird, um das Kommunikationssystem über das
Vorhandensein der langen ankommenden Nachricht zu informieren.
-
Ein
Beispiel eines im Konkurrenzbetrieb arbeitenden ankommenden Übertragungsprotokolls
ist ein ALOHA-Protokoll, das denjenigen mit durchschnittlichen Kenntnissen
in der Technik gut bekannt ist. Von einem ALOHA-Protokoll gesendete
ankommende Nachrichten werden üblicherweise
gesendet, sobald sie erzeugt werden. Wenn zwei solche Nachrichten
auf einem Kanal übertragen
werden, so dass manche Teile gleichzeitig übertragen werden, werden eine
oder beide Nachrichten möglicherweise nicht
richtig empfangen. In diesem Fall werden die Nachrichten nicht von
dem Selektivruf-Kommunikationssystem
bestätigt
und jede Selektivrufvorrichtung wiederholt die Nachricht nach einer
zufälligen
Verzögerung.
-
Das
Kommunikationssystem kann ein festverdrahtetes oder ein optisches
oder ein Funkkommunikationssystem sein. In einem festverdrahteten System
können
die ankommenden Kanäle
durch physikalisch unterschiedliche Drähte getrennt werden, oder sie
können
(insbesondere im Fall von festverdrahteten Hochgeschwindigkeitssystemen)
durch bandbegrenzte Kanäle
oder aber durch beides getrennt werden. In optischen oder Funkkommunikationssystemen
werden die Kanäle üblicherweise
durch bandbegrenzte Kanäle
getrennt, können
aber alternativ oder zusätzlich
durch Zeit- oder
Codeduplexen getrennt werden.
-
Manche
Systeme, die ein abgehendes Signalisierungsprotokoll aufweisen,
das synchron ist, sind so aufgebaut, dass die Selektivrufvorrichtungen eine
Synchronisation mit dem abgehenden Signalisierungsprotokoll erlangen
und ein zeitlich festgelegtes ankommendes Übertragungsprotokoll verwenden,
da ein zeitlich festgelegtes ankommendes Übertragungsprotokoll üblicherweise
effizienter als ein im Konkurrenzbetrieb arbeitendes ankommendes Übertragungsprotokoll
für zahlreiche
Arten von ankommenden Nachrichten wie beispielsweise manche Anforderungsantworten
und Bestätigungen
ist. Ein im Konkurrenzbetrieb arbeitendes Übertragungsprotokoll kann jedoch üblicherweise
für andere
Arten von ankommenden Nachrichten, wie beispielsweise manche unaufgefordert
ankommenden Nachrichten, effizienter sein. Somit kann es wünschenswert
sein, beide Arten von ankommenden Übertragungsprotokollen vorzusehen.
-
Systeme
nach dem Stand der Technik stellen eine Mischung aus zeitlich festgelegten
und im Konkurrenzbetrieb arbeitenden ankommenden Übertragungsprotokollen
bereit, indem manche Arten von Nachrichten, die unter Verwendung
eines ALOHA-Protokolls übertragen
werden sollen, und andere Arten von Nachrichten, die unter Verwendung eines
zeitlich festgelegten Übertragungsprotokolls übertragen
werden sollen, festgelegt werden. Eine Selektivrufvorrichtung verwendet
dann die angegebene Methode auf einem autorisierten ankommenden
Kanal. Der autorisierte ankommende Kanal ist üblicherweise jeder beliebige
ankommende Kanal, den die Selektivrufvorrichtung verwenden soll.
-
In
den Systemen nach dem Stand der Technik muss die Selektivrufvorrichtung
um Genehmigung bitten und eine nicht festgelegte Zeitdauer warten,
bevor ihr ein Kanal zum Senden ihrer Antwort zugewiesen wird. Das
Verfahren umfasst zahlreiche Übertragungen
und erneute Übertragungen
zwischen der Selektivrufvorrichtung, der Funkfrequenzsteuerung und
einer Heimatstation, bevor die Zustimmung der Selektivrufvorrichtung
mitgeteilt werden kann.
-
Somit
besteht ein Bedarf nach einem Verfahren zur Verringerung der Anzahl
von Übertragungen und
der Wartezeit, die gegenwärtig
auftreten, wenn eine Selektivrufvorrichtung die Genehmigung zur Übertragung
einer Antwort auf eine empfangene Nachricht anfordert.
-
In
dem US-Patent 5,438,329 ist ein bidirektionales Duplex-Instrumenten-Fernlese-und-Telemetrie-System
offenbart, das eine Vielzahl von entfernt angeordneten Instrumentenleseeinheiten,
von denen jede einer Datenbeschaffungsvorrichtung zugeordnet ist,
und mindestens ein entferntes Endgerät aufweist, das die Instrumentenleseeinheiten
abfragt und Ausgaben von jeder der Instrumentenleseeinheiten separat
empfängt.
Das entfernte Endgerät überträgt ein Abfragesignal
an die Instrumentenleseeinheiten, die die Antwortfensterlänge, den
zu verwendenden Antwortfunkfrequenzkanal und die zu übertragenden Daten
aufweisen. Die Instrumentenleseeinheit formatiert eine Antwortnachricht
einschließlich
der notwendigen Daten und überträgt die Antwortnachricht gemäß den in
dem Abfragesignal festgelegten Parametern.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
ein elektrisches Blockdiagramm eines Selektivruf-Kommunikationssystems
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
ein elektrisches Blockdiagramm der Systemsteuerung gemäß 1;
-
3 ist
ein Blockdiagramm, das den Kommunikationsfluss zwischen der Selektivrufvorrichtung,
der Systemsteuerung und der Heimatstation gemäß 1 erläutert;
-
4 ist
ein Timing-Diagramm, das Merkmale des Übertragungsformats eines abgehenden Signals
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert;
-
5 ist
ein Timing-Diagramm von abgehenden und ankommenden Kanalfunksignalen
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
6 ist
ein elektrisches Blockdiagramm der Selektivrufvorrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
-
7 ist
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für die Koordinierung eines ankommenden
Kanals gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
-
In 1 ist
ein elektrisches Blockdiagramm eines Selektivruf- oder Funkkommunikationssystems 100 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Selektivruf-Kommunikationssystem 100 weist
eine Nachrichteneingabevorrichtung, wie beispielsweise ein herkömmliches
Telefon 101, ein Faxgerät 120 oder
eine Nachrichtenstation 122 auf, die durch ein herkömmliches öffentliches
Telefonnetz (PSTN) 108 über
herkömmliche
Telefonleitungen 110 mit einer Nachrichtenvermittlungs-Heimatstation,
die beispielsweise mit einer Systemsteuerung 102 gekoppelt
ist, verbunden ist. Die Systemsteuerung 102 überwacht
den Betrieb einer Vielzahl von Funkfrequenzsender/empfängern 103 über eine
oder mehrere Kommunikationsleitungen 116, bei denen es
sich üblicherweise
um verdrillte Doppeltelefonleitungen handelt, und die auch zusätzlich Funkfrequenz-,
Mikrowellen- oder andere hochwertige Audiokommunikationsleitungen
umfassen können.
Die Systemsteuerung 102 codiert und decodiert ankommende
und abgehende Telefonadressen in Formate, die mit Festnetznachrichtenvermittlungscomputern
kompatibel sind. Die Systemsteuerung 102 arbeitet auch
zur Codierung und zeitlichen Festlegung von abgehenden Nachrichten,
die solche Informationen wie analoge Sprachnachrichten, digitale
alphanumerische Nachrichten und Antwortbefehle zur Übertragung
durch die Funkfrequenzsender/-empfänger 103 an eine Vielzahl
von Selektivrufvorrichtungen 106 aufweisen können. Wie dargestellt,
handelt es sich bei den Selektivrufvorrichtungen vorzugsweise um
Zweiwege-Kommunikationsvorrichtungen
einschließlich
Nachrichtenübertragung
oder Antworten, die allgemein als Rückbestätigung (ACKBACK) bezeichnet
werden. Die Systemsteuerung 102 arbeitet des Weiteren zur
Decodierung von ankommenden Nachrichten einschließlich unangeforderter
Nachrichten und Antwortnachrichten, die von den Funkfrequenzsender/empfängern 103 von
der Vielzahl von Selektiv rufvorrichtungen 106 empfangen
werden. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
sind diese Selektivrufvorrichtungen 106 Sondervorrichtungen,
z.B. Zählerstandlese-,
Feuer-, Status-, Sicherheitsvorrichtungen usw., die an speziellen
Standorten positioniert werden, um den Status oder die Werte bei
Bedarf an die Systemsteuerung und die Heimatstation zu übertragen.
Bei Empfang einer abgehenden Nachricht messen, lesen oder erfassen
diese Sonder-Selektivrufvorrichtungen 106 mindestens einen
vorher festgelegten Parameter und geben den gemessenen, erfassten
oder gelesenen Wert an die Systemsteuerung zurück.
-
Ein
Beispiel einer für
eine Selektivrufvorrichtung 106 gedachten abgehenden alphanumerischen Nachricht
ist eine von der Nachrichtenstation 122 eingegebene alphanumerische
Funkrufnachricht. Ein Beispiel einer für eine Selektivrufvorrichtung 106 gedachten
abgehenden analogen Nachricht ist eine von dem Telefon 101 eingegebene
Sprachfunkrufnachricht. Beispiele für Antwortnachrichten sind Bestätigungen
und Anforderungsantwortnachrichten. Eine Bestätigung ist eine von einer Selektivrufvorrichtung 106 übertragene
ankommende Nachricht, die den erfolgreichen Empfang einer abgehenden
Nachricht angibt und die gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
Informationen an die Systemsteuerung 102 zurückgibt.
Eine Anforderungsantwortnachricht ist eine Nachricht, die von einer
Selektivrufvorrichtung 106 ansprechend auf einen in einer
abgehenden Nachricht von der Systemsteuerung 102 enthaltenen
Befehl gesendet wird. Ein Beispiel einer Anforderungsantwortnachricht
ist eine Textnachricht, die von der Selektivrufvorrichtung 106 eingeleitet,
aber nicht gesendet wird, bis eine Anforderungsantwortnachricht von
der Systemsteuerung 102 empfangen wird. Die Anforderungsantwortnachricht
wurde wiederum von der Systemsteuerung 102 gesendet, nachdem
eine ankommende Nachricht, die eine Genehmigung zur Übertragung
der Anforderungsantwortnachricht angefordert hat, von der Selektivrufvorrichtung 106 an die
Systemsteuerung 102 gesendet wurde. Eine Antwortnachricht
wird zu einem von der Systemsteuerung 102 festgelegten
Zeitpunkt von einer Selektivrufvorrichtung 106 gesendet
und innerhalb einer abgehnenden Anforderungsnachricht festge legt,
oder die Anforderungsantwortnachricht wird unter Verwendung eines
nicht zeitlich festgelegten Verfahrens übertragen, bei dem es sich
um ein unerteiltes bzw. slotted ALOHA-Protokoll handelt, das denjenigen
mit durchschnittlichen Kenntnissen in der Technik gut bekannt ist.
Wenn die Anforderungsantwort unter Verwendung eines ALOHA-Protokolls übertragen
wird, wird sie als Anforderungs-ALOHA-Antwortnachricht bezeichnet.
Eine unangeforderte Nachricht ist eine ankommende Nachricht, die
von einer Selektivrufvorrichtung 106 übertragen wird, ohne dass eine
eine Antwort erfordernde abgehende Nachricht empfangen wurde. Ein
Beispiel einer unangeforderte Nachricht ist eine ankommende Nachricht
von einer Selektivrufvorrichtung 106, die das Vorrichtungskommunikationssystem 100 alarmiert,
dass die Selektivrufvorrichtung 106 innerhalb des Funkbereichs
des Funkkommunikationssystems 100 ist. Eine unangeforderte
Nachricht kann eine Aufforderung zum Übertragen einer zeitlich festgelegten
oder Anforderungsnachricht, die Daten wie beispielsweise alphanumerische Daten
enhalten kann, aufweisen. Unangeforderte Nachrichten werden unter
Verwendung des unterteilten bzw. slotted ALOHA-Protokolls übertragen.
Die ankommenden und abgehenden Nachrichten sind in abgehenden Funksignalen,
die von einer mit dem Funkfrequenzsender/-empfänger 103 gekoppelten herkömmlichen
Antenne 104 gesendet werden, und in ankommenden Funksignalen,
die von derselben empfangen werden, enthalten.
-
Es
sollte beachtet werden, dass die Systemsteuerung 102 in
der Lage ist, in einer verteilten Übertragungssteuerungsumgebung
zu arbeiten, die eine Mischung von herkömmlichen zellularen, gleichzeitigen
bzw. Simulcastübertragungs-,
Satelliten- oder anderen Abdeckungsschemata einschließlich einer
Vielzahl von Funkfrequenzsender/-empfängern 103 und herkömmlichen
Antennen 104 zur Bereitstellung von zuverlässigen Funksignalen
innerhalb eines geografischen Bereichs, der so groß wie ein
weltweites Netz ist, ermöglicht.
Ferner können
die Telefonie- und Selektivrufvorrichtungs-Kommunikationssystemfunktionen
in separaten Systemsteuerungen 102 vorhanden sein, die
entweder unabhängig
oder nach Art eines Netzwerks arbeiten, wie jemand mit durchschnittlichen
Kenntnissen in der Technik erkennen würde.
-
Jede
der Selektivrufvorrichtungen 106, die der Verwendung in
dem Funkkommunikationssystem 100 zugewiesen ist, hat mindestens
eine ihr zugewiesene Adresse, bei der es sich um eine eindeutige
Selektivrufadresse handelt. Die Selektivrufadresse ermöglicht,
dass eine Nachricht von der Systemsteuerung nur an die adressierte
Selektivrufvorrichtung 106 übertragen wird.
-
Man
kann klar erkennen, dass die Selektivrufvorrichtung 106 eine
von einer Vielzahl von Funkvorrichtungen einschließlich Zweiwege-Pagern,
herkömmlichen
mobilen Funkgeräten,
herkömmlichen oder
an Festnetzleitungen angeschlossenen Mobilfunkvorrichtungen, die
ein an ihnen angeschlossenes Datenendgerät aufweisen, ist, oder die
wahlweise so konzipiert sind, dass sie Datenendgerätfähigkeiten haben.
Jede der Selektivrufvorrichtungen 106, die zur Verwendung
in dem Funkkommunikationssystem 100 zugewiesen ist, hat
eine dort zugewiesene Adresse, bei der es sich um eine eindeutige
Selektivrufadresse handelt. Die Adresse ermöglicht, dass eine Nachricht
von der Systemsteuerung 102 nur an die adressierte Selektivrufvorrichtung übertragen wird,
und identifiziert Nachrichten und Antworten, die an der Systemsteuerung 102 von
der Selektivrufvorrichtung 106 empfangen werden. Des Weiteren
kann jede von einer oder mehrerer der Selektivrufvorrichtungen 106 eine
ihr zugewiesene eindeutige Telefonnummer aufweisen, wobei die Telefonnummer
innerhalb des herkömmlichen öffentlichen
Telefonnetzes (PSTN) 108 eindeutig ist. Eine Liste der
zugewiesenen Selektivrufadressen und entsprechenden Telefonnummern
für die
Selektivrufvorrichtung wird vorzugsweise in der Heimatstation 130 in
Form einer Teilnehmerdatenbank 220 (2) gespeichert.
Die Nachrichtenvermittlungs-Heimatstation 130 ist mit der
Systemsteuerung 102 gekoppelt. Die Teilnehmerdatenbank 220 speichert
alle finanziellen und Rechnungsinformationen hinsichtlich der Vielzahl von
Selektivrufvorrichtungen 106, die an dem Selektivruf-Kommunikationssystem 100 teilnehmen.
Wenn die Systemsteuerung 102 eine ankommende Nachricht
von einer Selek tivrufvorrichtung empfängt, stellt die Systemsteuerung 102 eine
Kommunikation mit der Heimatstation 130 her, um sicherzustellen,
dass die anfragende Selektivrufvorrichtung 106 eine gültige Teilnehmereinheit
innerhalb des Kommunikationssystems 100 ist. Die Heimatstation 130 speichert
außerdem
Nachrichten, bis die Nachrichten übertragen sind.
-
In 2 ist
ein elektrisches Blockdiagramm der Systemsteuerung 102 gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Systemsteuerung 102 bildet
eine Warteschlange aus Daten und gespeicherten Sprachnachrichten
zur Übertragung
an die Selektivrufvorrichtungen 106, verbindet Telefonanrufe
zur Übertragung
an die Selektivrufvorrichtungen 106, und empfängt Bestätigungen,
Anforderungsantworten, unangeforderte Daten und gespeicherte Audionachrichten
und Telefonanrufe.
-
Die
Systemsteuerung 102 weist eine Zellenstandortsteuerung 202,
ein Verarbeitungssystem 204 und einen abgehenden Nachrichtenspeicher 208 auf. Die
Zellenstandortsteuerung 202 ist über die Verbindungen 116 mit
den Funkfrequenzsender/-empfängern 103 (1)
gekoppelt. Die Zellenstandortsteuerung 202 überträgt abgehende
Nachrichten, die Selektivrufadressen enthalten, an die Sender/Empfänger 103 und
steuert die Sender/Empfänger 103,
um Funkübertragungszyklen,
die abgehende Nachrichten enthalten, unter Verwendung von einem
oder mehreren abgehenden Kanälen,
wie diese durch eine Nachrichtenbehandlungsfunktion festgelegt werden,
zu übertragen.
Die Zellenstandortsteuerung 202 verarbeitet außerdem ankommende
Nachrichten von den Selektivrufvorrichtungen 106. Die ankommenden
Nachrichten werden von den Sender/Empfängern 103 auf einem
Satz von ankommenden Funkkanälen
empfangen und mit der Zellenstandortsteuerung 202 gekoppelt.
Das Verarbeitungssystem 204, das die Nachrichtenbehandlungsfunktion
zum Routen und Verarbeiten von Nachrichten aufweist, ist mit der
Zellenstandortsteuerung 202, der Teilnehmerdatenbank 220 und
dem abgehenden Nachrichtenspeicher 208 gekoppelt.
-
Die
Nachrichtenvermittlungs-Heimstation 130 ist mit dem Verarbeitungssystem
gekoppelt, das ankommende Antworten von der Selektivrufvorrichtung
koordiniert. Die Heimatstation 130 weist vorzugweise die
Teilnehmerdatenbank 220 auf, die mit dem Verarbeitungssystem 204 gekoppelt
ist, speichert Informationen für
jeden Teilnehmer einschließlich
einer Zuordnung einer jeder Selektivrufvorrichtung 106 zugewiesenen
Selektivrufadresse und der Telefonnummer, die innerhalb des herkömmlichen öffentlichen Telefonnetzes 108 zum
Routen von Nachrichten und Telefonanrufen an jede Selektivrufvorrichtung 106 zugewiesen
ist, sowie andere vom Teilnehmer festgelegte Präferenzen wie beispielsweise
Stunden, während
denen Nachrichten von der Lieferung an die Selektivrufvorrichtung 106 zurückgehalten
werden. Der abgehende Nachrichtenspeicher 208 des Verarbeitungssystems 204 dient
zum Speichern einer Warteschlange von Nachrichten, die zur Lieferung
an mindestens eine aus der Vielzahl von Selektivrufvorrichtungen 106 in
einer Warteschlange angeordnet sind, wobei jede Nachricht der Warteschlange
von Nachrichten einen Bezug zu einer Selektivrufadresse hat, die
ebenfalls in dem abgehenden Nachrichtenspeicher 208 von
einer aus der Vielzahl von Selektivrufvorrichtungen 106,
für die
jede Nachricht gedacht ist, gespeichert ist.
-
Analoge
Nachrichten werden von dem Verarbeitungssystem 204 in eine
digitale Form umgewandelt, bevor sie in dem abgehenden Nachrichtenspeicher 208 gespeichert
werden. Die Nachrichtenbehandlungsfunktion legt abgehende Nachrichten
und die dazugehörigen
Selektivrufadressen für Übertragungen
innerhalb eines Übertragungszyklusses
zeitlich fest, indem je nach Bedarf Abschnitte der Nachrichten innerhalb
von Rahmen eines Übertragungszyklusses
zeitlich festgelegt werden. Wie oben beschrieben wurde, können Nachrichten
entweder digitale Informationen, wie beispielsweise eine alphanumerische
Nachricht, oder analoge Information, wie beispielsweise Sprache,
aufweisen. Ein digitaler Abschnitt eines Zyklusses, bei dem es sich
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung um einen oder mehrere Steuerungsrahmen handelt,
wird zur Übertragung
durch die Nachrichtenbehandlungsfunktion vorbereitet, welche ihrerseits die
Selektivrufa dressen der Selektivrufvorrichtungen, die sowohl numerischen
als auch analogen Nachrichten zugeordnet und die in dem Zyklus vorhanden sind,
von der Teilnehmerdatenbank 220 in der Heimatstation 130 feststellt.
-
Die
Nachrichtenbehandlungsfunktion identifiziert außerdem ankommende Nachrichten
als Nachrichten, die sich auf eine der Selektivrufvorrichtungen
in der Teilnehmerdatenbank 220 beziehen, und identifiziert
Antwortnachrichten als Nachrichten, die sich auf eine der abgehenden
Nachrichten in dem abgehenden Nachrichtenspeicher 208 beziehen. Das
ist ein Beispiel des Zusammenspiels zwischen der Heimatstation 130 und
der Systemsteuerung 102. Die Lieferung einer in dem abgehenden
Nachrichtenspeicher 208 gespeicherten abgehenden Nachricht
ist abgeschlossen, wenn: die abgehende Nachricht der angestrebten
Selektivrufvorrichtung 106 mitgeteilt wurde; die abgehende
Nachricht durch eine von der Selektivrufvorrichtung 106 erzeugte
ankommende Bestätigung
bestätigt
wurde und/oder die Selektivrufvorrichtung die benötigte Antwort
einschließlich
der angeforderten Werte, z.B. eine Zählerstandantwort, oder jede
andere spezifizierte Nachricht, die von der Selektivrufvorrichtung 106 ansprechend
auf die abgehende Nachricht benötigt
wird, bereitgestellt hat. In diesem Beispiel erzeugt die Nachrichtenbehandlungsfunktion
eine weitere Nachricht mit der ankommenden Antwort, die an die Heimatstation 130 gesendet
wurde, um der Heimatstation 130 mitzuteilen, dass die abgehende
Nachricht von der Selektivrufvorrichtung 106 beantwortet
wurde.
-
Die
Systemsteuerung 102 ist vorzugsweise eine von Motorola,
Inc. aus Schaumburg, Illinois hergestellte Funkfrequenzsteuerungs-Paging-Station. Das
Verarbeitungssystem 204 weist vorzugsweise ein herkömmliches
Computersystem 212 und herkömmliche Massenspeicherdatenträger 214 auf.
Das herkömmliche
Computersystem 212 weist vorzugsweise eine Vielzahl von
Prozessoren, wie beispielsweise VME Sparc Prozessoren auf. Diese
Prozessoren weisen Speicher wie beispielsweise DRAM (Dynamic Random
Access Memory) auf, der als eine temporäre Speichervorrichtung zur
Zwischenregister verarbeitung, wie beispielsweise der abgehende Nachrichtenspeicher 208,
von von der Selektivrufvorrichtung 106 empfangene Antworten,
sowie zur Formatierung von für
die Selektivrufvorrichtung 106 bestimmten gedachten Nachrichten
arbeitet. Der herkömmliche
Massenspeicherdatenträger 214 ist
vorzugsweise eine herkömmliche
Festplattenmassenspeichervorrichtung. Die Teilnehmerdatenbank 220 wird
vorzugsweise in der Heimatstation 130 gespeichert, bei
der es sich vorzugsweise um eine drahtlose Nachrichten-Gateway (WMG-wireless
messaging gateway) handelt.
-
Man
kann klar erkennen, dass andere Arten von herkömmlichen Computersystemen 212 verwendet
werden können,
und dass zusätzliche
Computersysteme 212 und Massenspeicherdatenträger 214 derselben
oder einer anderen Art hinzugefügt
werden können,
um die Verarbeitungsanforderungen des Verarbeitungssystems 204 abzuwickeln.
-
Das
Verarbeitungssystem 204 führt Funktionen einschließlich der
oben beschriebenen Nachrichtenbehandlungsfunktion aus, die herkömmlich sind. Die
herkömmlichen
und spezifischen Funktionen werden von dem herkömmlichen Computersystem 212 ausgeführt und
von einem in dem Massenspeicherdatenträger 214 gespeicherten
Satz von Programmanweisungen gesteuert. Die spezifischen Funktionen
werden von einem spezifischen Satz von Programmcodes gesteuert,
die unter Verwendung von herkömmlichen
Programmierwerkzeugen erzeugt werden.
-
Das
Funkkommunikationssystem 100 der vorliegenden Erfindung
verwendet auf dem abgehenden Kanal zur Adressierung und digitalen
Nachrichtenübermittlung
vorzugsweise eine synchrone Rahmenstruktur ähnlich wie REFLEXTM (ein
Hochgeschwindigkeits-Zweiwege-Paging-Protokoll
von Motorola, Inc. aus Schaumburg, Illinois). Die Steuerungsrahmen
werden vorzugsweise zur Steuerung, Adressierung und Lieferung von
digitalen Nachrichten an Selektivrufvorrichtungen 106 verwendet.
Die Rahmen haben die gleiche Länge
wie der Standard-FLEXTM-Rahmen und beide
Rahmen beginnen mit der Standard-FLEXTM-Synchronisation.
Die Rahmen sind auf einem einzelnen Vorwärtskanal zeitgemultiplext.
-
In 3 ist
ein Blockdiagramm dargestellt, das den Kommunikationsfluss zwischen
der Selektivrufvorrichtung, der Systemsteuerung und der Heimatstation
für eine
ankommende Nachrichtenübertragung
erläutert.
Wenn eine abgehende Nachricht 1, die von der Heimatstation 130 empfangen
oder erzeugt und dann an die Systemsteuerung 100 weitergeleitet
wird, verarbeitet und überträgt die Systemsteuerung 102 im
Allgemeinen die abgehende Nachricht 2 über den Sender 103 an
die Sonder-Selektivrufvorrichtung 106. Bei Empfang der
Nachricht 2 durch die Selektivrufvorrichtung 106, wobei
die Selektivrufvorrichtung 106 eine Sonder-Selektivrufvorrichtung 106 ist,
fährt diese
damit fort, eine festgelegte Funktion, wie durch den Empfang der
abgehenden Nachricht erforderlich ist, durchzuführen. Da die Selektivrufvorrichtung 106 eine
Sondervorrichtung 106 ist, muss sie irgendeine festgelegte
Funktion durchführen.
Diese festgelegte Funktion ist der Heimatstation 130 im
Voraus bekannt und die Zeit, die die Selektivrufvorrichtung benötigt, um
die festgelegte Funktion durchzuführen, ist ebenfalls bekannt.
Somit codiert die Heimatstation 130 die Anzahl von Bits,
die von der Selektivrufvorrichtung 106 benötigt werden, um
eine Antwort zurück
an die Heimatstation zu senden, sowie einen erwarteten Zeitpunkt,
zu dem die Selektivrufvorrichtung ihre Aufgabe beendet haben wird.
Sobald die Systemsteuerung 102 die abgehende Nachricht
2 mit der Anzahl von Bits und der erwarteten Zeit, die die Selektivrufvorrichtung 106 zur
Beendigung ihrer Aufgabe benötigt, überträgt, beginnt die
Systemsteuerung damit, einen Kanal zuzuweisen, auf dem die Selektivrufvorrichtung 106 ihre
Antwort übertragen
kann. Sobald ein Kanal festgelegt ist, bestimmt die Systemsteuerung 102 die
Anzahl der Bits, die während
bestimmter Zeitschlitze oder Zeiträume übertragen werden können. Die
Information 3 einschließlich
der Kanalzuweisung und der Anzahl von Bits pro Zeitschlitz werden
an die Selektivrufvorrichtung 106 übertragen, bevor diese ihre
Aufgabe erledigt hat oder gerade noch rechtzeitig zum übertragen
ihrer Antwort an die Systemsteuerung 102. Wenn die Selektivrufvorrichtung 106 ihre
Sonderfunktion beendet, muss sie die Werte oder das Ergebnis über die
Systemsteuerung 102 der Heimatstation 130 mitteilen.
Gemäß Systemen
nach den Stand der Technik müsste
die Selektivrufvorrichtung zum Senden einer ankommenden Nachricht
einen Kanal, Leitung 2, von der Systemsteuerung 102 anfordern.
Die Systemsteuerung 102 kontaktiert dann die Heimatstation 130,
um festzustellen, ob die Selektivrufvorrichtung autorisiert ist.
Bei Empfang der Autorisation legt die Systemsteuerung einen ankommenden
Kanal zeitlich fest und sendet diese Kanalzuweisung an die Selektivrufvorrichtung.
-
Wenn
die Selektivrufvorrichtung 106 ihre Aufgabe beendet, hätte sie
jedoch die Kanalzuweisung und die Anweisung zur Anzahl von Bits
empfangen, die während
bestimmten Zeitschlitzen gesendet werden sollen, bis die gesamte
Information an die Systemsteuerung 102 gesendet ist. Sobald
die Selektivrufvorrichtung 106 ihre zugewiesene Aufgabe beendet
hat, kann sie daher die Werte 4, 5 sofort der Heimatstation 130 über die
Systemsteuerung 102 mitteilen.
-
Insbesondere
für diese
Sonderanwendungs-Selektivrufvorrichtung weist der herkömmliche Vorgang
der Anforderung einer Zustimmung und des Wartens auf die Zustimmung
und die Kanalzuweisung zahlreiche Funkfrequenzübertragungen und unerwünschbare
Wartezeit auf. Um die Anzahl von Funkfrequenzübertragungen und die Wartezeit
bei diesen Sonder-Selektivrufvorrichtungen zu verringern, können bestimmte
Parameter, die der Heimatstation und der Systemsteuerung bekannt
sind, verwendet werden, um die über-die-Luft-Übertragung (OTA-over
the air) zu verringern, bevor eine ankommende Nachricht an die Selektivrufvorrichtung
gesendet werden kann.
-
Im
Allgemeinen ist der Heimatstation bekannt, wie lange die Selektivrufvorrichtung
benötigt, um
die in der abgehenden Nachricht angeforderte Funktion durchzuführen, ebenso
wie die erwartete Länge
der ankommenden Antwort. Diese Information wird an die Systemsteuerung 102 weitergeleitet,
und wenn die abgehende Nachricht gesendet wird, wird die Systemsteuerung
wissen, wenn die Selektivrufvorrichtung nach Empfang der abgehenden Nachricht
bereit sein wird. Während
der Zeit, in der die Selektivrufvorrichtung die von der abgehenden
Nachricht angeforderten Parameter oder Werte liest oder erfasst,
bezieht die Systemsteuerung 102 eine verfügbare ankommende
Kanalzuweisung für
die erwartete ankommende Nachricht von der Selektivrufvorrichtung.
Die Systemsteuerung 102 leitet dann die Kanalzuweisung
einschließlich
der Daten "pump" anforderung weiter.
Das Datenpumpen legt fest, wie viele Bits während welcher Zeitschlitze
gesendet werden sollen, z.B. 15 Bits in einem ersten Schlitz, als
nächstes
20 Bits in einem zweiten Schlitz usw., bis die gesamte Antwort über die
Systemsteuerung 102 an die Heimatstation 130 weitergeleitet
ist. Die Systemsteuerung 102 kann die Kanalzuweisung und die
Pumpanforderung an die Selektivrufvorrichtung 106 vorher
oder gerade noch rechtzeitig zum Antworten weiterleiten, wenn diese
die angeforderten Informationen erlangt hat. Die Selektivrufvorrichtung
beginnt die Übertragung
4 entsprechend der Anweisung von der Systemsteuerung. Wenn die gesamten Informationen
empfangen sind, wird die Information 5 an die Heimatstation 130 weitergeleitet.
-
Auf
diese Weise kann die Selektivrufvorrichtung 106 bei der
Sonderanwendung nach dem Empfang einer abgehenden Nachricht beginnen,
Informationen zu erlangen, die zurück an die Systemsteuerung geleitet
werden sollen. Da die Heimatstation 130 jedoch weiß, wie lange
die Selektivrufvorrichtung benötigt,
um die angeforderten Informationen zu erlangen, sowie die Anzahl
der Bits kennt, die die Selektivrufvorrichtung benötigt, um
eine ankommende Nachricht mit den angeforderten Informationen zu übertragen,
kann die Systemsteuerung vorzeitig einen Kommunikationskanal erhalten
und zuweisen. Die Systemsteuerung 102 kann außerdem die
Selektivrufvorrichtung 106 über die Anzahl von Bits von
Informationen informieren, die während
welches Zeitschlitzes übertragen
werden sollen, bis die vollständige
Information weitergeleitet wurde. Bei diesem Verfahren werden weniger über-die-Luft-Übertragungen benötigt und
die notwendige Wartezeit wird verkürzt, da die Systemsteuerung
den Kanal und das "Pumpen" nach Daten gerade
noch rechtzeitig für
die Übertragung
der ankommen den Nachricht durch die Selektivrufvorrichtung 106 anweisen
kann.
-
In 4 ist
ein Ablaufdiagramm dargestellt, das die Merkmale des Übertragungsformats
eines von dem Funkkommunikationssystem 100 von 1 verwendeten
ankommenden Signalisierungsprotokolls erläutert, und das Details eines
Steuerungsrahmens 330 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufweist. Steuerungsrahmen 330 werden
auch als digitale Rahmen 330 klassifiziert. Das abgehende
Signalisierungsprotokoll ist in Protokollaufteilungen unterteilt,
bei denen es sich um eine Stunde 310, einen Zyklus 320,
einen Rahmen 330, 345, einen Block 340 und
ein Wort 350 handelt. In jeder Stunde 310 werden
bis zu fünfzehn
eindeutig identifizierte 4-Minuten-Zyklen 320 übertragen.
Normalerweise werden jede Stunde alle fünfzehn Zyklen 320 übertragen.
Bis zu einhundertachtundzwanzig eindeutig identifizierte 1,875-Sekunden-Rahmen
einschließlich
Steuerungsrahmen 330 und analogen Rahmen 345 werden
in jedem der Zyklen 320 übertragen. Normalerweise werden
alle einhundertachtundzwanzig Rahmen übertragen. Ein Synchronisationssignal 331,
das einhundertfünfzehn Millisekunden
dauert, sowie 11 eindeutig identifizierte einhundertsechzig-Millisekunden-Blöcke 340 werden in
jedem der Steuerungsrahmen 330 übertragen. Das Synchronisationssignal 331 umfasst
einen ersten Synchronisationsabschnitt 337, ein Rahmeninformationswort 338 und
einen zweiten Synchronisationsabschnitt 339. Das Rahmeninformationswort 338 umfasst
21 Informationsbits und 11 Paritätsbits.
Eine Bitrate von 1600 Bits-pro-Sekunde
(BPS), 3200 BPS oder 6400 BPS kann während der Blöcke jedes
Steuerungsrahmens 330 verwendet werden. Die Bitrate der
Blöcke 340 jedes
Steuerungsrahmens 330 wird während des Synchronisationssignals 331 an
die Selektivrufvorrichtungen 106 übertragen. Wenn die Bitrate
1600 BPS ist, werden 8 eindeutig identifizierte 32-Bit-Worte 350 in
jedem Block 340 übertragen.
Für Bitraten
von 3200 BPS oder 6400 BPS sind 16 eindeutig identifizierte Worte
bzw. 32 eindeutig identifizierte Worte, von denen jedes 32 eindeutig
identifizierte Bits hat, in jedem Block 340 enthalten.
In jedem Wort werden mindestens 11 Bits zur Feh lererkennung und
-korrektur verwendet, und 21 Bits oder wenige werden auf eine Weise,
die denjenigen mit durchschnittlichen Kenntnissen in der Technik
gut bekannt ist, für
die Informationen verwendet. In einigen Worten werden 15 Bits zur
Fehlererfassung und -korrektur verwendet, und 17 Bits werden auf
eine Weise, die denjenigen mit durchschnittlichen Kenntnissen in der
Technik gut bekannt ist, für
die Informationen verwendet. Die Bits und Worte 350 in
jedem Block 340 werden interleaved bzw. auf verschachtelte
Weise unter Verwendung von Verfahren, die denjenigen mit durchschnittlichen
Kenntnissen in der Technik gut bekannt ist, übertragen, um die Burstfehlerkorrekturfähigkeit
des Protokolls zu verbessern.
-
Informationen
sind in jedem Steuerungsrahmen 330 in Informationsfeldern
enthalten, die Systeminformationen in dem Rahmeninformationswort 338 und
einem Blockinformationsfeld (BI) 332, eine oder mehrere
Selektivrufadressen in einem Adressfeld (AF) 333, einen
oder mehrere Sätze
von Vektorpaketen, Kurznachrichtpaketen und Langnachrichten in dem
Informationsfeld (IF) 335 und ein nicht verwendetes Feld 336 mit
keinen nützlichen
Informationen darin aufweisen. Ein Aspekt der in dem Rahmeninformationswort 338 enthaltenen
Informationen ist die Rahmennummer und die Zyklusnummer. Die Zyklusnummer
ist eine Zahl zwischen Null und 15, die jeden Zyklus 320 identifiziert.
Die Rahmennummer ist eine Zahl zwischen Null und einhundertsiebenundzwanzig,
die jeden Rahmen 330 eines Zyklusses 320 identifiziert.
Das Blockinformationsfeld 332 enthält Informationen, die alle
aktiven (d.h. sich nicht in einem Batteriesparmodus befindenden)
Selektivrufvorrichtungen 106 während des Steuerungsrahmens 330 decodieren.
Dies wird als globale Information bezeichnet. Jedes Vektorpaket
und Kurznachrichtenpaket in dem Informationsfeld 335 eines
Rahmens 330 entspricht mindestens einer der Adressen in
dem Adressfeld 333 desselben Rahmens 330. Jede Langnachricht
in dem Informationsfeld 335 entspricht mindestens einem
Vektorpaket in dem Informationsfeld 335 von mindestens
einem oder mehreren Rahmen 330. Die Begrenzungen der Felder 332, 333, 335, 336 werden
durch die Worte 350, aber nicht durch die Blöcke 340 bestimmt,
und die Länge
der Felder 332, 333, 335, 336 sind
variabel, abhängend von
Faktoren wie beispielsweise der Art und Menge von in dem Blockinformationsfeld 332 enthaltenen Systeminformationen,
der Art von verwendeten Adressen und der Menge von Informationen
in jeder Nachricht. Somit kann die Länge von jedem der Felder 332, 333, 335, 336 kürzer oder
länger
als ein Block 340 sein. Das nicht verwendete Feld 336 kann Null
Länge sein,
wenn die Summe aller Längen
der anderen Felder 332, 333, 335 elf
Blöcken 340 entspricht.
Alle Vektorpakete und Kurznachrichten, die für eine bestimmte Selektivrufvorrichtung 106 bestimmt
sind, die für
Standarddienst aktiviert wurde, werden vorzugsweise für die Übertragung
in einem vorher festgelegten der Rahmen 330 von jedem Zyklus 320 zeitlich
festgelegt, um so der entsprechenden Selektivrufvorrichtung 106 zu
ermöglichen,
dass sie in einen Niedrigleistungs-(nicht-empfangenden)-Modus während anderer
Rahmen geht, in denen keine Kurznachrichten und Vektoren für die entsprechende
Selektivrufvorrichtung 106 enthalten sind. Das Blockinformationsfeld 332 in
Rahmen Null enthält
die folgenden Echtzeitinformationen: Jahr, Monat, Tag, Datum, Stunde,
Minute und Eine-Achtel-Minute.
-
Die
Vektoren enthalten Informationen, die das Startwort einer Langnachricht
in Bezug auf die oben beschriebene Protokollteilung und zusätzlich Funkkanalinformationen
wie beispielsweise Funkkanalfrequenz und Unterkanal-Offset von der
Funkkanalfrequenz festlegen. Die Startposition und Länge einer
Langnachricht, einer Kurznachricht oder eines Vektorpakets definiert
die Protokollposition der Langnachrichten, Kurznachricht oder des
Vektorpakets.
-
Wenn
eine Selektivrufvorrichtung 106 ihre Adresse in einem Rahmen 330 erkennt,
verarbeitet die Selektivrufvorrichtung 106 das zugehörige Vektorpaket
oder Kurznachrichtenpaket innerhalb des Rahmens 330. Wenn
eine Selektivrufvorrichtung 106 ein Vektorpaket in einem
Rahmen 330, der ihrer Selektivrufadresse entspricht, decodiert,
wird die Selektivrufvorrichtung angewiesen, eine Langnachricht oder
eine analoge Nachricht in entweder dem selben Rahmen 330 oder
einem weiteren Steuerungsrahmen 330 oder einem analogen
Rahmen 345 zu empfangen und decodieren.
-
In 5 zeigt
ein Timing-Diagramm abgehende und ankommende Kanalfunksignale für eine erste
Art von Funkkommunikationssystem gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das abgehende Kanalfunksignal wird während eines
abgehenden Abschnitts 420 eines Steuerungsrahmens 330 übertragen,
und die ankommenden Kanalfunksignale werden während eines ankommenden Abschnitts
des Steuerungsrahmens 330 übertragen, und werden auf derselben
Funkträgerfrequenz
zeitgeduplext. Das abgehende Kanalfunksignal wird unter Verwendung
des mit Bezug auf 4 beschriebenen Protokolls erzeugt
und übertragen. Das
ankommende Kanalfunksignal wird unter Verwendung eines herkömmlichen
digitalen Protokolls mit einem Synchronisationsabschnitt und Informationsworten,
die fehlergeschützt
sind, erzeugt und übertragen.
Das ankommende Kanalfunksignal wird beginnend bei einer Zeitschlitz 440-Begrenzung übertragen.
Dem in 4 dargestellten Steuerungsrahmen 330 gehen
Steuerungsrahmen 330 und analoge Rahmen 345 (nicht
dargestellt) voraus und folgen ihm nach, wobei die Reihenfolge derselben durch
die Art von Nachrichten, die zur Übertragung von den Sender/Empfängern 103 festgelegt
wird. Der ankommende Abschnitt des Steuerungsrahmens 330 weist
einen zeitlich festgelegten Abschnitt 430 und einen ALOHA-Abschnitt 450 auf.
Wenn eine Selektivrufvorrichtung 106 eine ankommende Nachricht überträgt, wird
die Nachricht beginnend bei einer von einer vorher festgelegten
Anzahl von periodischen Zeitschlitzen 440, die während jedes
Rahmens 330, 345 des abgehenden Signalisierungsprotokolls
definiert werden.
-
Während des
abgehenden Abschnitts 420 wird ein abgehendes Kanalfunksignal
von dem Sender/Empfänger 103 an
eine oder mehrere der Selektivrufvorrichtungen 106 übertragen.
Das Synchronisationssignal 331 (4), Blockinformationsfeld 332 (4)
und Adressfeld 333 (4) sind
als ein Segment 403 (5) am Anfang
des abgehenden Abschnitts 420 des Steuerungsrahmens 330 dargestellt.
Eine Vielzahl von abgehenden Nachrichten 404, 405 werden
innerhalb des abgehenden Abschnitts 420 des Steuerungsrahmens 330 übertragen.
Der abgehende Abschnitt 420 beginnt am Anfang des Steuerungsrahmens 330 und
endet an einer Abgehend/Ankommend-Begrenzung 402. Der zeitlich
festgelegte Abschnitt 430 ist an einer Position in dem
Steuerungsrahmen 330, welcher an der Abgehend/Ankommend-Begrenzung 402 beginnt
und an einer zeitlich-festgelegt/ALOHA-Begrenzung 431 endet.
Ein Abgehend/Ankommend-Bezeichner, welcher in einem Blockinformationsfeld 332 eines
Steuerungsrahmens 330 übertragen
wird, identifiziert die Position der Abgehend/Ankommend-Begrenzung 402 relativ
zum Anfang 401 des Steuerungsrahmens 330 als eine
Anzahl der Zeitschlitze 440. Der ALOHA-Abschnitt 450 ist
an einer Position in dem Steuerungsrahmen 330, der an der
zeitlich-festgelegt/ALOHA-Begrenzung 431 beginnt und an
dem Anfang 401 des nächsten
Rahmens 330, 345 endet. Ein Protokolltrennbezeichner,
der in einem Blockinformationsfeld 330 eines Steuerungsrahmens 330 übertragen
wird, identifiziert die Position der zeitlich-festgelegt/ALOHA-Begrenzung 431 relativ
zu der Abgehend/Ankommend-Begrenzung 402 des
Steuerungsrahmens 330 als eine Anzahl von Zeitschlitzen 440.
Eine Vielzahl von zeitlich festgelegten Antworten 406, 410, 412, 413, 414 werden
als Dateneinheiten übertragen,
wobei sich jede Dateneinheit über
einen oder mehrere Zeitschlitze 440 erstreckt. Die zeitlich
festgelegte Antwort 410 ist beispielsweise vier Zeitschlitze 440,
die zeitlich festgelegte Antwort 412 ist fünf Zeitschlitze 440 und
die zeitlich festgelegte Antwort 413 ist zwei Zeitschlitze 440.
Jede aus der Vielzahl von zeitlich festgelegten Antworten 406, 410, 412, 413, 414 ist
ein Funksignal, das von einer der Selektivrufvorrichtungen 106 ansprechend
auf einen Befehl 455, der in einer der abgehenden Nachrichten 404, 405 ausgeführt wird, übertragen
wird. Die zeitlich festgelegte Antwort 410 wird von einer
der Selektivrufvorrichtungen 106 gleichzeitig mit Abschnitten der
zeitlich festgelegten Antworten 412 und 413, die von
anderen Selektivrufvorrichtungen 106 übertragen werden, übertragen.
Die zeitlich festgelegte Antwort 410 ist ein Beispiel einer
zeitlich festgelegten Antwort, die zeitlich andere zeitlich festgelegte
Antworten 412, 413 überlappt. Ein Überlappungszustand
einer zeitlich festgelegten Antwort wird beispielsweise auftreten,
wenn die Systemsteuerung 102 unterschiedliche Selektivrufvorrichtungen 106 zur Übertragung
von zeitlich festgelegten Antworten zeitlich festlegt, wobei erwartet
wird, dass von den zeitlich festgelegten Antworten mindestens einige Teile
zurselben Zeit von Empfängern
in unterschiedlichen geografisch getrennten Sendern/Empfängern 103 empfangen
werden.
-
Der
Startzeitpunkt von jeder abgehenden Nachricht 404 ist als
eine Rahmennummer, Blocknummer und Wortnummer definiert. Ein Befehl 455 ist
in einer oder mehreren der abgehenden Nachrichten 404 enthalten
und identifiziert eine der Selektivrufvorrichtungen 106 durch
eine Selektivrufadresse der identifizierten Selektivrufvorrichtung 106 sowie eine
zeitlich festgelegte Antwortzeit, bei der die identifizierte Selektivrufvorrichtung 106 eine
zeitlich festgelegte Antwort in einem ankommenden Kanalfunksignal überträgt, wobei
die zeitlich festgelegte Antwort eine Dateneinheit aufweist. Der
Befehl 455 umfasst eine festgelegte Länge der Dateneinheit. Die abgehenden
Nachrichten 404 können
außerdem
Daten 457, wie beispielsweise eine alphanumerische Datennachricht
aufweisen. Der Startzeitpunkt jeder zeitlich festgelegten Antwort 406, 410, 412, 413, 414 wird
relativ zur Abgehend/Ankommend-Begrenzung 402 bestimmt.
-
Synchronisations-
und Timing-Informationen, die von den Selektivrufvorrichtungen in
dem Funkkommunikationssystem 100 sowohl zum Empfang während des
abgehenden Abschnitts des Steuerungsrahmens 330, als auch
zum Senden während des
ankommenden Abschnitts des Steuerungsrahmens 330 benötigt werden,
werden aus dem Segment 403 und den abgehenden Nachrichten 404 bestimmt.
Wenn eine Selektivrufvorrichtung 106 das abgehende Funksignal
empfängt,
verarbeitet die Selektivrufvorrichtung 106 die abgehende
Nachricht 404, die in dem abgehenden Funksignal enthalten
ist, wenn die abgehende Nachricht 404 die Selektivrufadresse
der Selektivrufvorrichtung enthält,
wodurch die Selektivrufvorrichtung 106 zur Verarbeitung
der abgehenden Nachricht 404 identifiziert wird. Wenn ein
Befehl 455 innerhalb der abgehenden Nachricht 404 oder
einer Vielzahl von abgehenden Nachrichten empfangen und von der
Selektivrufvorrichtung 106 verarbeitet wird, überträgt die Selektivrufvorrichtung 106 dann
eine der zeitlich festgelegten Antworten 406, 410, 412, 413, 414 mit
der festgelegten Dateneinheitenlänge
und zu dem von der Systemsteuerung 102 in dem Befehl 455 befohlenen
Antwortzeitpunkt. Die Korrespondenz zwischen den durch die identifizierten
Selektivrufvorrichtungen 106 in den abgehenden Nachrichten
empfangenen Befehlen 455 und den zeitlich festgelegten
Antworten 406, 410, 412, 413, 414 von
den identifizierten Selektivrufvorrichtungen ist in 4 durch
mit Pfeilen versehene Linien von den abgehenden Nachrichten 404, 405 zu den
zeitlich festgelegten Antworten 406, 410, 412, 413, 414,
von denen ein Beispiel die Linie 415 ist, angegeben, wobei
diese eine Verbindung von einem in der abgehenden Nachricht 405 ausgeführten Befehls 455 zur
zeitlich festgelegten Antwort 414 herstellt. Ein weiteres
Beispiel ist die Linie 416, die eine Verbindung von einem
in 4 nicht dargestellten Befehl 455, der
in einem frühren
Steuerungsrahmen 330 als der in 4 dargestellte
Steuerungsrahmen 330 ausgeführt wird, zu einer der zeitlich
festgelegten Antworten 406 herstellt. Ein weiteres Beispiel
ist die Linie 417, die eine Verbindung von einem in 4 nicht
ausgeführten
Befehl 455, der in einem früheren abgehenden Steuerungsrahmen 330 als
der in 4 dargestellten Steuerungsrahmen 330 ausgeführt wird,
zu einer zeitlich festgelegten Antwort herstellt, die in einem späteren Steuerungsrahmen 330 als dem
in 4 dargestellten ist.
-
In 6 ist
ein elektrisches Blockdiagramm einer Mehrfachkanal-Selektivrufvorrichtung 106 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Selektivrufvorrichtung 106 umfasst
eine Antenne 602 zum Abhören und Übertragen von Funksignalen.
Die Antenne 602 ist mit einem herkömmlichen Empfänger 604 gekoppelt,
wobei das abgehörte
Signal 603 empfangen wird. Der Empfang umfasst das Filtern
zum Entfernen unerwünschter
Energie vom kanalfremden Frequenzen, die Verstärkung des gefilterten Signals,
die Frequenzumwandlung des Signals 603 und die Demodulation
des Signals 603 auf eine her kömmliche Art und Weise. Der
Empfänger 604 erzeugt
somit ein demoduliertes Signal 605, welches an ein Verarbeitungssystem 610 gekoppelt
ist. Der Empfänger 604 weist
außerdem
einen Leistungssteuerungseingang 607 auf, der mit dem Verarbeitungsabschnitt 610 gekoppelt
ist. Das Verarbeitungssystem 610 ist mit einem Bildschirm 624,
einer Alarmvorrichtung 622, einem Audioverstärker 626,
einem Sender 608 und einer Sondervorrichtung 620 gekoppelt.
Der Sender 608 ist über
ein Modulationssignal und ein Kanalsteuersignal mit dem Verarbeitungssystem 610 gekoppelt,
und ist außerdem
mit der Antenne 602 gekoppelt. Der Audioverstärker 626 ist
mit einem Lautsprecher 628 gekoppelt. Der Prozessorabschnitt 620 weist
einen Mikroprozessor 616 auf, der mit einem Analog/Digital-Wandler
(ADC) 611, einem Digital/Analog-Wandler (DAC) 615,
einem RAM (random access memory) 612, einem ROM (read only
memory-Nur-Lese-Speicher) 614 und einem EEPROM (electrically
erasable programmable read only memory) 618 gekoppelt ist.
Das demodulierte Signal ist an den Analog/Digital-Wandler 611 gekoppelt.
Das Verarbeitungssystem 610 ist über den Digital/Analog-Wandler 615 mit
dem Sender gekoppelt. Der Analog/Digital-Wandler 611 wandelt das demodulierte
Signal zur Verarbeitung durch das Verarbeitungssystem 610 auf
herkömmliche
Weise von einem analogen Signal in ein digitales Signal um. Wenn
das Demodulationssignal ein analoges Signal ist, wird das analoge
Signal unter Verwendung eines Analog/Digital-Umwandlungsverfahrens
wie beispielsweise ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) in
ein digitales Signal umgewandelt. Eine Bitwiederherstellungsfunktion
wandelt digitale Signale auf herkömmliche Weise in binäre Daten
um. Eine Synchronisationsfunktion erfasst und verwaltet Bit-, Wort-, Block-,
Rahmen- und Zyklussynchronisation mit dem abgehenden Signalisierungsprotokoll
von dem Synchronisationssignal 331 (4) der Rahmen 330, 345 (4)
auf eine Weise, die denjenigen mit durchschnittlichen Kenntnissen
in der Technik gut bekannt ist. Eine Blockwortdecodierungsfunktion
decodiert die in den Blöcken 340 des
abgehenden Signalisierungsprotokolls enthaltenen Worte 350 (4) auf
eine Weise, die denjenigen mit durchschnittlichen Kenntnissen in
der Technik gut bekannt ist. Eine Nachrichtenverarbeitungsfunktion
decodiert abgehende Worte und verarbeitet eine abgehende Nachricht
auf eine Weise, die dejenigen mit durchschnittlichen Kenntnissen
in der Technik für
die Selektivrufvorrichtung 106 gut bekannt ist, wenn eine
in dem Adressfeld 333 (4) des abgehenden
Signalisierungsprotokolls empfangene Adresse mit einer eingebetteten
Adresse, die in dem EEPRO 618 gespeichert ist, übereinstimmt,
oder wenn eine globale Angabe empfangen wird. Eine abgehende Nachricht, bei
der durch die Adressübereinstimmung
oder globale Angabe festgestellt wurde, dass sie für die Selektivrufvorrichtung 106 bestimmt
ist, wird durch die Nachrichtenverarbeitungsfunktion gemäß den Inhalten
der abgehenden Nachricht verarbeitet. Ein Alarmsignal wird üblicherweise
erzeugt, wenn eine abgehende Nachricht Benutzerinformationen enthält. Das
Alarmsignal wird an die Alarmvorrichtung 622 gekoppelt,
bei der es sich üblicherweise
um eine akustische oder stille Alarmiervorrichtung handelt.
-
Wenn
die abgehende Nachricht alphanumerische oder graphische Informationen
aufweist, werden die Informationen durch eine Anzeigefunktion auf
herkömmliche
Weise auf dem Bildschirm 624 angezeigt. Wenn die abgehende
Nachricht Informationen, beispielsweise Zählerstandergebnisse aufweist, wandelt
die Nachrichtenbehandlungsfunktion das Zählerstandsignal in ein analoges
Signal um, das über
den Audioverstärker 626,
der das Signal auf herkömmliche
Weise verstärkt,
an den Lautsprecher 628 gekoppelt ist. Ankommende Nachrichten
werden ansprechend auf die Sondervorgangs-oder-funktionsvorrichtung 620 von
einer ankommenden Nachrichtenfunktion in digitaler Form erzeugt,
um die benötigten
Informationen zu erfassen, zu lesen oder zu messen. Eine ankommende
Nachricht wird unter Verwendung des mit Bezug auf 5 beschriebenen Protokolls
für den
Rück-(ankommenden)-Kanal erzeugt und
codiert sowie auf eine Weise, die denjenigen mit durchschnittlichen
Kenntnissen in der Technik gut bekannt ist, mit dem Digital/Analog-Wandler 615 gekoppelt,
wobei sie in ein analoges Signal umgewandelt wird, das den Sender 608 moduliert.
Der herkömmliche
Sender 608 erzeugt ein Funkfrequenzsignal, das durch die
Antenne 602 gesendet wird.
-
Der
RAM 612, der EEPROM 618, der Analog/Digital-Wandler 611 und
der Digital/Analog-Wandler 615 sind vorzugsweise herkömmliche Bauteile.
Der ROM 614 ist ein herkömmliches Bauteil mit einem
spezifischen Satz von bitmaskierten Programmanweisungen, von dem
ein Abschnitt die nachfolgend beschriebenen spezifischen Funktionen ausführt. Der
Mikroprozessor 616 ist vorzugsweise dem von Motorola, Inc.
hergestellten Digitalsignalprozessor der Serie DSP56100 ähnlich.
Man kann klar erkennen, dass andere ähnliche Prozessoren für den Mikroprozessor 616 verwendet
werden können, und
dass zusätzliche
Prozessoren derselben oder einer anderen Art je nach Bedarf verwendet
werden können,
um die Prozessanforderungen des Verarbeitungssystems 610 zu
erledigen. Man kann klar erkennen, dass andere Arten von Speichern,
beispielsweise UVEPROM (ultraviolet erasable programmable read only
memory) oder Flash ROM alternativ anstatt dem ROM 614 sowie
für den
RAM 612 verwendet werden können. Man kann des Weiteren
klar erkennen, dass der RAM 612, der EEPROM 618,
der Analog/Digital-Wandler 611, der Digital/Analog-Wandler 615 und
der ROM 614 einzeln oder in Verbindung als ein angrenzender
Abschnitt des Mikroprozessors 616 integriert sein können.
-
Das
Verarbeitungssystem 610 führt Funktionen einschließlich mindestens
Teilen der oben beschriebenen Bitwiederherstellung, Synchronisation, Blockwortdecodierung,
Nachrichtenverarbeitung, Anzeige, Nachrichtenbehandlung und ankommenden
Nachrichtenerzeugung aus. Die herkömmlichen und spezifischen Funktionen
werden von dem Mikroprozessor 616 durchgeführt, bei
dem es sich um einen herkömmlichen
Mikroprozessor 616 handelt, der von einem in dem Massenspeicherdatenträger 214 (5)
gespeicherten Satz von Programmcodes gesteuert wird. Die spezifischen
Funktionen werden von einem spezifischen Satz von Programmcodes gesteuert,
die unter Verwendung von herkömmlichen Programmierwerkzeugen
erzeugt wurden. Der Mikroprozessor 616 ist mit einer Sonderfunktionsvorrichtung 620 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
gekoppelt, die Informationen oder Daten misst, liest oder erfasst,
die von dem Verarbeitungssystem 610 verarbeitet und an
die Heimatstation 130 übertragen
werden sollen.
-
Man
kann klar erkennen, dass das Verarbeitungssystem alternativ ohne
den Mikroprozessor 616 implementiert werden kann, indem
die hier beschriebenen herkömmlichen
und spezifischen Funktionen mit einer Kombination von herkömmlich verfügbaren serienmäßig hergestellten
integrierten Schaltkreisen wie beispielsweise CMOS Schieberegistern,
Taktgebern, Gattern, Zählern,
Digital/Analog-Wandlern, Analog/Digital-Wandlern und RAMs implementiert werden,
und dass des Weiteren einige oder alle der herkömmlich verfügbaren serienmäßig hergestellten integrierten
Schaltkreise, die zur Implementierung des Verarbeitungssystems verwendet
werden, alternativ in einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis
implementiert werden können.
Man kann des Weiteren klar erkennen, dass der Mikroprozessor 616 alternativ
ein herkömmlicher
Mikroprozessor sein kann, beispielsweise ein Mikroprozessor in der Familie
der 68HC11 Mikroprozessoren, die von Motorola, Inc, aus Schaumburg,
Illinois hergestellt werden.
-
In 7 ist
in dem Selektivrufkommunikationssystem von 1 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Ablaufdiagramm dargestellt, das ein
Verfahren zur Koordinierung einer ankommenden Nachricht mit einer
abgehenden Übertragung
erläutert.
Wenn eine abgehende Nachricht von der Heimatstation 130 (1) empfangen
oder erzeugt wird, legt die Nachricht im Allgemeinen eine Selektivrufvorrichtung 106,
vorzugsweise eine Sonder-Selektivrufvorrichtung 106 fest.
Die Heimatstation 130 identifiziert die Selektivrufvorrichtung 106 gemäß der Festlegung
in der Nachricht und ruft Informationen, die die Selektivrufvorrichtung 106 betreffen,
von der Teilnehmerdatenbank 220 (2) ab. Aus
den Teilnehmerinformationen weiß die
Heimatstation 130, welche Informationen von der Selektivrufvorrichtung 106 angefordert werden,
wie lange die Selektivrufvorrichtung 106 benötigt, um
die Informationen zu messen, zu lesen, abzufragen oder zu erfassen
sowie die Anzahl der Bits, die zur Übertragung einer ankommenden
Nachricht, die die ange forderten Informationen aufweist, benötigt werden.
Die Heimatstation codiert die zu erwartende Zeit, die die Selektivrufvorrichtunqg
benötigen wird,
um die Informationen zu erlangen, und die Anzahl der Bits, die zur Übertragung
der Informationen zurück
zur Heimatstation 130 notwendig sind, Schritt 702. Üblicherweise
wird diese Nachricht an die Systemsteuerung 102 übertragen,
die wiederum die abgehende Nachricht an die Selektivrufvorrichtung 106 überträgt, Schritt 704.
Nachdem die Systemsteuerung 102 die abgehende Nachricht
an die Selektivrufvorrichtung 106 überträgt, nutzt die Systemsteuerung 102 die
erwartete Zeit, die die Selektivrufvorrichtung 106 benötigt, um
die Informationen zu erfassen, um festzustellen, wann die Zuweisung
eines Kanals beendet ist, damit die Selektivrufvorrichtung die ankommende
Nachricht übertragen
kann, Schritt 706. Die Systemsteuerung 102 verwendet
die von der Heimatstation 130 festgelegte Anzahl von Bits,
um die Antwort von der Selektivrufvorrichtung 106, die
festgelegten Zeitschlitze und die Anzahl der Bits, die während eines
jeden Zeitschlitzes in der ankommenden Nachricht übertragen
werden können,
weiterzuleiten, Schritt 708. Die Kanalzuweisung oder Kanalzuordnung
einschließlich
der Anzahl von Bits und Zeitschlitzen werden an die Selektivrufvorrichtung 106 übertragen,
und zwar vorzugsweise, bevor sie ihren Sondervorgang beendet oder
gerade noch rechtzeitig, damit die Selektivrufvorrichtung 106 ihre
Antwort an die Systemsteuerung 102 übertragen kann, Schritt 710.
Man kann erkennen, dass die Systemsteuerung 102 ihre Kanalzuordnung
und Bit- und Zeitschlitzidentifikationen manchmal nicht beenden kann,
bevor die Selektivrufvorrichtung bereit zur Übertragung ihrer Antwort ist.
In diesem Fall kann die Systemsteuerung die Selektivrufvorrichtung 106 anweisen
zu warten, bis sie die Kanalzuweisung, die Bits und Zeitschlitzinformationen
empfängt,
anstatt, dass diese eine Kanalzuordnung anfordert. Diese Anweisung
hat die Form eines Befehls an die Selektivrufvorrichtung 106,
damit diese auf eine Kanalzuordnung wartet, die in Schritt 704 enthalten
sein kann, wenn die abgehende Nachricht von der Systemsteuerung 102 an
die Selektivrufvorrichtung 106 übertragen wird. Die Selektivrufvorrichtung codiert die
Antwort an die Heimatstation auf dem zugeordneten Kanal während der
festgelegten Zeitschlitze, Schritt 712.
-
Sobald
die Selektivrufvorrichtung 106 die Kanalzuweisung und Bits
und Zeitschlitzinformationen empfängt, überträgt sie die Informationen in
einer ankommenden Nachricht, die von der Systemsteuerung 102 empfangen
wird, Schritt 714. Die Systemsteuerung 102 überträgt dann
die Antwort von der Selektivrufvorrichtung 106 an die Heimatstation.
-
Auf
diese Weise weiß die
Systemsteuerung bei den Sonder-Selektivrufvorrichtungen 106 über die
Heimatstation 130 im Voraus, wie lange die Selektivrufvorrichtung 106 benötigt, für die Übertragung ihrer
Antwort und der Anzahl von Bits, die in der Antwort codiert werden
müssen,
bereit zu sein. Mit dieser Information kann sie den Kanal und die
Anzahl der Bits auf jeglichen Zeitschlitzen zeitlich festlegen und überträgt die Informationen
an die Selektivrufvorrichtung 106, so dass sie, wenn die
Selektivrufvorrichtung 106 mit ihrer Antwort bereit/fertig
ist, mit der Übertragung
an die Heimatstation beginnen kann. Dadurch wird die Anzahl von über-die-Luft-Übertragungen
und die enthaltene Wartezeit aufgrund der Vor- und Rückübertragungen
von der Selektivrufvorrichtungen 106 an die Heimatstation 130 verringert, bis
ein Kanal zugewiesen ist.
-
Wenn
das Kommunikationssystem ein Funkkommunikationssystem ist, muss
es darüberhinaus kein
Funkkommunikationssystem sein, welches ein Protokoll der FLEXTM-Familie, wie beispielsweise das ReFLEXTM- oder InFLEXionTM-Protokoll,
verwendet. Andere Protokolle, wie beispielsweise das in dem ARDIS-System
verwendete Protokoll können
modifiziert werden, um die hier beschriebenen Funktionen bereitzustellen.