DK176157B1 - Et trådlöst kommunikationssystem - Google Patents

Description

DK 176157 B1

Opfindelsen angår et digitalt telefonsystem til simultan/ trådløs transmission af Informationssignaler over mindst én radiofrekvenskanal mellem en grundstation og et antal abonnentstationer, og hvor grundsta-5 tionen simultant modtager sådanne informationssignaler over telefonlinier og simultant afsender disse signaler over radiofrekvenskanalen, og hvor grundstationen og abonnentstationerne hver har en sender/modtager.

Disse abonnentstationer kan vare stillestående 10 eller mobile. Grundstationen er sammenkoblet med et eksternt informationsnet. Informationssignalerne kan være tale-, data-, facsimile-, video-, computer- eller instrumentmålesignaler. De mobile stationer kan være i relativt hurtig eller relativt langsom bevægelse.

15 Publikationen NEC Research and Development, nr.

76, pp 24-35, publiceret jan. 1985, omhandler et sy-I stem, der er baseret på TDMA-teknik (Time Division I Multiplex Access), og som er beregnet til at erstatte konventionelle analog-telefonsy stemer. Et væsentligt 20 træk i dette kendte system er, at det anvender DRCS-teknik (Digital Radio Concentrator System), som giver mulighed for drift mellem et forholdsvis stort antal "celler" og grundstationen.

En ulempe ved et sådant system skal primært ses 25 i, at det’ betjener abonnenter gennem "repeater"-statio-ner, at det benytter sig af almindelig talesignalkodning, og at der derfor kun kan betjenes et forholdsvis begrænset antal abonnenter ad gangen.

. Opfindelsen tager sigte på et digitalt telefon- 30 system, der ikke udviser disse ulemper og med henblik herpå er systemet ifølge opfindelsen udformet som angivet i den kendetegnende del af krav i.

Systemet sikres rumlig spredning (diversity) mellem flere celler i passende afstande fra hinanden, 35 hvorved der kan modtages relativt kraftige signaler, trods fading.

_____ -_____I

\ 2 DK 176157 B1

Grundstationen opererer over et antal radiofrekvente kanalpar. Hvert kanalpars operation implementeres ved kombination af en sendekanalkreds til behandling af et givet antal informationssignaler, der modta-5 ges simultant over telefonforbindelseslinier, til simultan transmission til forskellige abonnentstationer over en given radiofrekvent kanal, med en modtagekanal-kreds til behandling af et antal signaler, der modtages simultant over en given radiofrekvent kanal fra for-10 skellige abonnentstationer, med henblik på frembringelse af informationssignaler til transmission over forbindelseslinierne.

Til hver af forbindelseslinierne er der koblet separate konvertere til omdannelse af de over forbin-15 delseslinierne modtagne informationssignaler til digitale signalsampler. i

Sendekanalkredsen omfatter et givet antal separate signalkompressionskredse til simultan kompression af de fra de forskellige konvertere ankommende digitale 20 signalsampler med henblik på frembringele af et tilsvarende antal separate komprimerede signaler, en til kompressionskredsene koblet kanalstyreenhed til sekventiel kombinering af de komprimerede signaler i en enkelt bitstrøm til sendekanalen, idet de respektive komprime-25 rede signaler repetitivt og sekventielt optager hver sin Intervalposition i bitstrømmen, svarende til den tilhørende kompressionskreds, samt en enhed til frembringelse af et sendekanalsignal til transmission over en given radiofrekvent kanal i tilknytning til bit-30 strømmen.

En central kobler de respektive konvertere til bestemte kompressionskredse blandt nævnte separate kompressionskredse .

Til forbindelseslinierne er der koblet en fjern-35 tilkoblingsprocessor, der reagerer overfor et over en af forbindelseslinierne ankommende opkaldsignal for at DK 176157 B1 3 frembringe et intervaltildelingssignal, der angiver, hvilken en af de separate kompressionskredse, centralen skal koble til en af de separate konvertere, der er forbundet med nævnte forbindelseslinie, og som herved 5 tildeler denne linie det interval i bitstrømmen, der er tilknyttet en af de separate kompressionskredse, som således er forbundet gennem centralen. Denne processor opretholder et lager, hvori intervaller på denne måde allokeres, og den udspørger lageret, når der ankommer 10 opkaldsanmodning, hvorpå den frembringer intervaltildelingssignalet, som foranstalter tilkobling til en kompressionskreds, der ikke allerede er tildelt en anden forbindelseslinie.

Til fjerntilkoblingsprocessoren er der koblet en 15 opkaldprocessor, der reagerer overfor intervaltildelingssignalet for at bringe centralen til at fuldføre den af intervaltildelingssignalet angivne tilkobling.

Modtagekanalkredsen omfatter en modtageenhed til modtagelse af et ankommende kanalsignal og til behand-20 ling af dette signal for at frembringe en bitstrøm med separate, komprimerede signaler i forskellige repetitive, sekventielle intervalpositioner, et antal separate signalsyntesekredse, der er tilknyttet hver sin intervalposition i den modtagne bitstrøm, med henblik på 25 at rekonstruere digitale signalsampler ud fra de separate, komprimerede signaler i de tilhørende intervalpositioner i den modtagne bitstrøm, samt en kanalstyreenhed til adskillelse af de separate, komprimerede signaler fra bitstrømmen og dirigering af de adskilte signa-30 ler til de syntesekredse, der er tilknyttet hver sit tidsinterval, hvorfra signalerne adskilles.

Separate konvertere er tilkoblet hver sin forbindelseslinie for at rekonvertere digitale signalsampler til informationssignaler, som overføres over de 35 respektive forbindelseslinier. De enkelte rekonvertere er tilknyttet hver sin konverter gennem en fælles forbindelseslinie.

4 DK 176157 B1

Centralen kobler de respektive rekonvertere til bestemte syntesekredse blandt nævnte syntesekredse.

Fjerntilkoblingsprocessoren reagerer overfor det over den pågældende forbindelseslinie modtagne opkald-5 anmodningssignal og frembringer et intervaltildelingssignal, der angiver, hvilken en af syntesekredsene, centralen skal koble til en af de separate rekonvertere, der er forbundet med nævnte forbindelseslinie, og som herved tildeler denne linie det interval i bit-10 strømmen, der er tilknyttet en af de syntesekredse, der således er indkoblet gennem centralen. Fjerntilkoblingsprocessoren opretholder et lager, hvori intervallerne på denne måde allokeres, og den udspørger lageret, når der ankommer opkaldanmodning, hvorpå den afgi-15 ver intervaltildelingssignalet til opkaldprocessoren for at foranstalte tilkobling til en syntesekreds, der hører til et af de intervaller, der ikke allerede er tildelt en anden forbindelseslinie.

Systemet ifølge opfindelsen anvender avanceret 20 LSI-teknologi for at opnå lavpris, pålidelig højkvalitetskommunikation i de forskellige anvendelsesområder.

En foretrukken udførelsesform anvender en fast, centralt placeret grundstation for at kommunikere med et stort antal abonnentstationer i et nærliggende geogra-25 fisk område. Den centrale grundstation kan være forbundet med centralen i et offentligt telefonnet gennem en privat abonnentcentralkobler (PBX) koblet til ankommende telefonlinier. Abonnentstationerne i dette system kan være faste, flytbare eller mobile stationer, der 30 kan operere, medens de er i langsom eller hurtig bevægelse. Abonnentstationerne kommunikerer med grundtsta-tionen over UHF-kanaler og med brugerne over konventionelle totrådede DTMF-telefonudstyr eller via RS-232C eller via ikke-konventionelle, f.eks. firtrådede tele-35 fonstationer. Systemet kan erstatte eksisterende fast-trådede lokale abonnentlinier eller benyttes til at 5 DK 176157 B1 skabe telefontjeneste af kvalitet i områder, hvor faste forbindelser ikke kan etableres eller ikke anses for at være økonomiske.

En karakteristik ved systemet ifølge opfindelen | 5 er muligheden for at anvende tidsmultiplekseret tilgang (TDMA) samt digital kodning af talesignal for inden for et givet net simultant at kunne anvende flere frekvenser. På en given frekvenskanal {kanalafstand 25 kHz) kan et vilkårligt antal højkvalitetstalekredse operere 10 simultant. Por at illustrere dette anvendes der fire sådanne kredse. Dette giver en fordel - med hensyn til i spektret og til økonomien - over for eksisterende analogsystemer, der over en given frekvenskanal kun giver mulighed én kommunikation ad gangen.

i 15 De foranstaltninger, der fører til nævnte mulig hed for drift med faste, mobile eller bærbare stationer til lav pris, er dels brugen af digital lavtaktkodning af tale, med mindre end 16 kbit pr. sek., dels spektrummæssig set effektive, digitale modulationsteknikker.

20 Eksempelvis kan kombinationen af en talekodning på 14,6 kbps med binær faseskiftmodulation på 16 niveauer give mulighed for fire simultane helduplex-samtaler på ét enkelt par 20 kHz brede kanaler med kanalafstand 25 kHz, over hele spektret, specielt inden for båndene 25 400-500 MHz og 800-950 MHz. En sådan kombination muliggør samtaler af god kvalitet over afstande på mindst 20 km.

For at kunne konkurrere med trådtelefoni skal der kunne betjenes et langt større antal abonnenter, 30 end hvad ét enkelt par 25 kHz kanaler simultant kan bære. Eksempelvis kunne et system med 12 kanalpar og 47 simultane opkald betjene 500 abonnenter (igangværende samtaler plus "rør lagt på" - såkaldt off-hook plus on-hook - maksimumet betinget af den ønskede sandsynlighed 35 for blokering ved spidsbelastning). Derfor er en styring af opkaldanmodninger fra abonnenter for at få ri- 6 DK 176157 B1 melige ventetider på forbindelsesetablering også et væsentligt træk ved opfindelsen.

Opfindelsen angår også et trådløst digitalt system omfattende en grundstation i kommunikationsfor-5 bindelse med telefonlinier og flere abonnentstationer til samtidig transmission af informationssignaler mellem grundstationen og hver af de flere abonnentstationer via radiofrekvenskanaler (RP), hvor systemet indbefatter konverteringsmidler ved grundstatio-10 nen til indkobling af de pågældende telefonliner og konvertering af de analoge informationssignaler, der modtages fra telefonlinierne, til digitale signalsampler og til konvertering af digitale signaler modtaget fra abonnentstationerne (10) til analoge signaler 15 til transmission til telefonlinierne, hvilket system er ejendommeligt ved, at det yderligere omfatter kompressionsmidler forbundet til konverteringsmidlerne for simultan kompression af de fra konverteringsmidlerne ankommende 20 digitale signalsampler for at tilvejebringe separate komprimerede signaler, kanalstyremidler forbundet til signalkompressionsmidlerne til sekventielt at kombinere de separate, komprimerede signaler fra signalkompressionsmidlet 25 til en enkelt sendebitstrøm, hvor hver af de respektive komprimerede signaler optager en repetitiv, sekventiel position i sendebitstrømmen, sende- og modtagemidler ved såvel grundstationen som ved abonnentstationerne til at tilvejebringe 30 direkte kommunikation mellem grundstationen og abonnentstationerne via radiofrekvenskanalerne, at hver abonnentstation arbejder i halv duplex-mode indenfor et raster ved tidsmultiplexeret adgang, hvor den sender i en del af rasteret og modtager i en 35 anden del af rasteret, og 7 DK 176157 B1 midler til at tilvejebringe en periodisk udveksling af styreinformation mellem abonnentstationen og den grundstation, som den kommunikerer fremvejs-og retursignaler med, under denne kommunikation og i 5 de samme tidsintervaller som fremvej s- og retursignalerne, hvilken styreinformation indbefatter den øjeblikkelige status for forbindelsen mellem grundstationen og abonnentstationen, kvaliteten af forbindelsen mellem dem, effekt og timing, og på basis deraf til-10 vejebringer justeringssignaler fra grundstationen til den abonnentstation, som den kommunikerer med, i de samme tidsintervaller som fremvej s- og returinformationssignalerne .

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende 15 under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et blokdiagram over et radiofrekvent telefonsystem i overensstemmelse med opfindelsen, fig. 2 et blokdiagram over en udførelsesform 20 for grundstationerne i det i fig. 1 viste system, fig. 3 et blokdiagram over en abonnentstation i det i fig. 1 viste system, fig. 4 illustrerer sekvensen af signaler frembragt af abonnentstationerne og grundstationerne for 25 at etablere en forbindelse mellem to abonnentstat ioner, fig. 5 diverse databehandlingsmoduler implementeret i fjerntilkoblingsprocessorenheden i den i fig. 2 viste grundstation, 30 fig. 6 behandlingen af ankommende og udgående meddelelser i basisbånd-styrekanalen hos fjemtilkob-lingsprocessoren i den i fig. 2 viste grundstation, fig. 7 behandlingen af ankommende og udgående privatabonnentcentral-meddelelser hos fjemtilkob-35 lingsprocessoren i den i fig. 2 viste grundstation, 8 DK 176157 B1 fig. 8 behandlingen af logger-meddelelser hos fjerntilkoblingsprocessoren i den i fig. 2 viste grundstation, fig. 9 et memory-kort til fjerntilkoblingspro-5 ;cessoren i den i fig. 2 viste grundstation, fig. 10 behandlingen af meddelelser vedrørende 'radiostyrekanalens tilstand ved hjælp af det i fig. 5 I viste meddelelsesbehandlingsmodul, ; fig. 11 behandlingen af meddelelser vedrørende 10 kanalens tilstand ved hjælp af det i fig. 5 viste meddelelsesbehandlingmodul, fig. 12 et blokdiagram over abonnentin^erfaceen-heden i den i fig. 3 viste abonnentstation, fig. 13 signalinterfacen mellem privatabonnent-15 centralen og talekoder/dekoderenheden i den i fig. 2 viste grundstation, fig. 14 signalinterfacen mellem abonnentinter-faceenheden og talekoder/dekoderenheden i den i fig. 3 viste abonnentstation, 20 fig. 15 tidsforholdene mellem de i fig. 13 viste PBX-VCU-interfacesignaler og de i fig. 14 viste STU-VCU-signaler, fig. 16 signalinterfacen mellem talekoder/dekoderenheden og kanalstyreenheden både i den i fig. 2 vi-25 ste grundstation og i den i fig. 3 viste abonnentstation, fig. 17 tidsforholdene mellem sendekanalsignaler-ne i den i fig. 16 viste VCU-CCU-interface, fig. 18 tidsforholdene for modtagekanalsignalerne 30 i den i fig. 16 viste VCU-CCU-interface, fig. 19A og 19B tidsforholdene for henholdsvis sendetaleblok og modtagetaleblok mellem VCU og CCU ved faseskiftmodulation på 16 niveauer, fig. 2OA input- og outputdatatiming og -indhold 35 for modtagekanalen mellem VCU og PBX (eller STU) ved faseskiftmodulation på 16 niveauer, fig. 20B input- og outputdatatiming og -indhold for sendekanalen mellem VCU og PBX (eller STU) ved fase- 9 DK 176157 B1 skiftmodulation på 16 niveauer, fig. 21 et blokdiagram over kanalstyreenheden både hos den i fig. 2 viste grundstation og den i fig. 3 viste abonnentstation, 5 fig. 22 den funktionelle, softwareimplementerede udformning af den i fig. 21 viste kanalstyreenhed, fig. 23 et tidsdiagram for overføring af radio-styrekanaldataene og de på 16 niveauer faseskiftmodule-rede taladata over sendebussen for den i fig. 22 viste 10 kanalstyreenhed, fig. 24 et tidsdiagram for overføring af radio-styrekanaldataene og de på 16 niveauer faseskift modulerede taledata over modtagebussen for den i fig. 23 viste kanalstyreenhed, 15 fig. 25 et blokdiagram over modemet i den i fig.

2 viste grundstation og den i fig. 3 viste abonnentstation, fig. 26 signalinterfacen mellem kanalstyreenheden, modemet og systemtimingsenheden i den i fig. 2 vi-20 ste grundstation, fig. 27 signalinterfacen mellem modemet og radiofrekvensenheden i den i fig. 2 viste grundstation og den i fig. 3 viste abonnentstation, fig. 28 et blokdiagram over antenneinterfacekred-25 sen til den i fig. 3 viste abonnent stat i on, og fig. 29 et blokdiagram over antenneinterfacekred-sen til den i fig. 2 viste grundstation.

Udover de gængse forkortelser inden for det på-.gældende tekniske område vil der i beskrivelsen anvendes 30 de nedenfor angivne forkortelser: ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation = DK 176157 B1 10

Adaptiv DPKM, BCC Baseband Control Channel = Basisbånd-styre- kanal, BPSK Binary Phase Shift Keying Modulation *= Binær 5 faseskiftmodulation, CCU Channel Control Unit = kanalstyreenhed, CODEC Combined Coder and Decoder = Kombineret koder/dekoder, DID Direct Inward Dial, 10 DMA Direct Memory Access = direkte lagertilgang, DPSK Differential Phase Shift Keying Modulation =

Differentiel faseskiftmodulation, DTMF Dual Tone Multi-Frequency signalling scheme = 2 tone multifrekvent signalering, 15 ECL Emitter-coupled Logic = emitterlogik, FCC United States Federal Communications

Commission, FIR Finite-Duration Impulse-Response filter = FIR-filter, 20 I In-phase = i-fase, kbps kilobit pr. sekund, MDPSK Multi-phase Differential Phase Shift Keying

Modulation = multifaset DPSK, MPM Message Processing Module = meddelelses- 25 behandlingsmodul, OCXO Oven Controlled Crystal Oscillator = ovnstyret krystaloscillator, PBX Private Branch Exchange or Automatic Switch =

Privat abonnentcentral eller automatisk kobler 30 PCM Pulsed Coded Modulation = PKM, PSN Public Switched Network = offentligt net, PSTN Public Switched Telephone Network (offentligt telefonnet) eller andet telefonselskab (f.eks. Telco), 35 Q Quadrature = tværfase, QPSK Quadrature Phase Shift Keying Modulation = ____________/ DK 176157 B1 u tværfaseskiftmodulation, RBTG Ringback Tone Generator = tilbagekald-tone generator, RCC Radio Control Channel = radiostyrekanal, 5 RELP Residual Excited Linear Prediction, RFU Radio Frequency Unit = radiofrekvensenhed, RPU Remote-Connection Processor Unit = fjerntil- koblingsprocessorenhed, RX Receive = modtage, 10 SIN Subscriber Identification Number = abonnent identifikationsnummer, SLIC Subscriber Loop Interface Circuit * Interface- kreds for abonnentlinie, STIMU System Timing Unit = systemtimingsenhed, 15 STU Subscriber Station Telephone Interface Unit - abonnent-interfaceenhed, SUBTU Subscriber Timing Unit = abonnent-timingsenhed TDM Time Division Multiplexing = tidsmultiplekse- ring, 20 TDMA Time Division Multiple Access = tidsmultiplek- seret tilgang.

Telco Telephone Company, TX Transmit = sende, UTX-250 Kobler med behandling og interface? kan 25 eventuelt være en PBX, UW Unique Word = entydigt ord, VCU Voice Codec Unit = talekoder/dekoderenhed, VCXO Voltage Controller Crystal Oscillator = spændingsstyret krystaloscillator.

30 Det skal indledningsvis bemærkes, at medens der i beskrivelsen henvises til et særligt frekvensbånd f.eks. 454-460 MHz, kan opfindelsen også finde anvendelse i det mindste over hele VHF, UHF og SHF-båndet.

Det i fig. 1 viste system i overensstemmelse med 35 opfindelsen giver mulighed for etablering af telefonfor- -----------/ DK 176157 B1 12 bindeiser til lokale abonnenter under anvendelse af UHF-radioforbindelse mellem abonnentstationer 10 og en grundstation 11. Grundstationen 11 etablerer forbindelser direkte mellem de radioudstyrede abonnentstatio-5 ner 10 og er tilkoblet et telefonselskabs central 12 for opkald til og fra punkter uden for systemet. Det viste system arbejder eksempelvis på et par bærefrekvente kanaler i båndet fra 454 MHz til 460 MHz. Dette frekvensbånd omfatter 26 specificerede kanaler, som ligger 10 i indbyrdes afstand på 25 kHz med en tilladt båndbredde på 20 kHz. Afstanden mellem sende- og raodtagekanaler er på 5 MHz med centerfrekvensen for den laveste af de to frekvenser tildelt transmissioner fra grundstationen.

Som tidligere nævnt kan systemet også operere på andre 15 UHF-kanalpar.

Transmissionen fra grundstationen til abonnentstationen, dvs. over sendekanalen, foregår ved tidsmul-tipleksering. Transmissionen fra abonnentstationen til grundstationen, dvs. over modetagekanalen, foregår ved 20 TDMA, dvs. tidsmultiplekseret tilgang.

Samtlige systemer er udformede til at være kompatible med 47 CFR FCC regler 21, 22 og 90, samt med andre relevante regler.

Kommunikationen mellem grundstationen 11 og 25 abonnentstationerne 10 foregår digitalt ved filtreret multifaset DPSK-modulation på fuldduplexkanaler i frekvensbåndet 454-460 MHz med kanalafstand på 25 kHz, hvilket opfylder kravet om båndbredde på 20 kHz, jf. FCC reglerne 21, 22 og 90 (eksempelvis 21.105, 22.105 og 30 90.209). Systemet kan også anvendes i andre frekvensbånd og med andre kanalafstande inden for de anvendelige dele af VHF, UHF og SHF-båndene.

Symbolmængden over hver 25 kHz FCC-kanal er på 16 ksps i hver retning. Taletransmissionen foregår under 35 anvendelse af PSK modulation på 16 niveauer, og digita- __________ . / - 13 DK 176157 B1 liseringen af talesignalet sker med en kodningshastighed på 14,6 kbps. Alternativt kan der være tale om binær faseskiftmodulation (2 niveauer) og tværfaseskiftmodu-lation (4 niveauer). En blanding af forskellige modula-5 tionsniveauer kan benyttes simultant på den samme kanal.

Ved tidsmultipleksering sikrer systemet en samtale for hvert fasemultiplum af to ved 14,6 kbps takten (4 faser giver to samtaler, 16 faser giver 4 samtaler, osv.) eller mere for lavere takter. Dette skal naturligvis kun 10 ses som et eksempel, idet der, som det fremgår af tavlen nedenfor , foreligger mulighed for mange forskellige kombinationer af modembit/symboler eller faser og koder/dekoder-takter:

15 Tabel I

2 vejssamtaler eller

Duplexkredse med Codec-takter på:

Modulations faser 14,4 kbps 6,4 kbps 2,4 kbps 20 4 2 4 8 8 3 6 12 16 4 8 16 32 5 10 20 64 6 12 24 25 128 7 14 28

Grundstationen er i stand til at udsende og modtage over en hvilken som helst af de tilgængelige FCC 25 kHz frekvenskanaler i 454-460 MHz-båndet, hvor kanalerne 30 kan udvælges, eller eventuelt over samtlige disse kanaler. Kanalfrekvensudvælgelsen for hver talekanal foregår automatisk hos grundstationen, én ad gangen, men en konsol i grundstationen giver en operatør mulighed for at koble denne funktion ud. Grundstationen kan operere med 35 en sendeeffekt på eksempelvis 100 W for hver frekvenskanal.

-------/ DK 176157 B1 14

Grundstationen foretager modulationsstyring samt allokering af tidsinterval og frekvenskanal til abonnentstationerne. Desuden foretager grundstationen en adaptiv effektstyring over for abonnentstationerne for 5 at minimere sekventielle tidsintervaldifferenser og interferenserne mellem hosliggende kanaler.

Grundstationen foretager onikobling mellem telefonnettets forbindelseslinier og mellem de tidsmultiplekse-rede intervaller over den valgte kanal, fortrinsvis unit) der anvendelse af en digital kobler, som dog kan erstattes med en analog kobler.

Grundstationen skaber tredobbelt rumlig diversitet (triple spatial diversity) for modtagekanalernes vedkommende.

15 Abonnentstationen er i stand til at operere med "three branch diversity". Sendeeffekten justeres eksempelvis mellem 0,1 og 25 W, men kan justeres til andre effektværdier. Medens telekommunikationerne gennem abonnentstationen opfattes som tidstro fuldduplex, opererer 20 det radiofrekvente system på halv duplex ved en passende tidsmultipleksering.

Abonnentstationen har interface med et vilkårligt telefonapparat til talekommunikationer, men telefonen kan være indbygget i systemet. Endvidere er der mulighed 25 for datatilkobling med konventionel 25-ben-konnektor RS-232C for 9600 Baud-transmission mellem abonnenter. Grundstationen og abonnentstationen kan strømforsynes på vilkårlig måde med intern eller ekstern kilde.

Fig. 2 er et blokdiagram over en udførelsesform 30 for grundstationen, der simultant betjener to par af radiofrekvente sende- og modtagekanaler. Hver kanal kan bære op til fire simultane telefonforbindelser. I den foretrukne udførelsesform kan der være mange sende- og modtagekanalpar, og der er flere tidsintervaller i hver 35 kanal.

DK 176157 B1 15

Et af disse tilgængelige tidsintervaller kræves til en radiostyrekanal.

Forbindelserne mellem telefonnettet og abonnentstationerne etableres og opretholdes i abonnentcentralen 5 15 i grundstationen. Denne abonnentcentral 15 kan eksempelvis være af standardtypen UTX-250 fra firmaet United Technologies Building Systems Group. Mange af de eksisterende træk hos en sådan abonnentcentral benyttes til at styre interfacerne med det offentlige net i sy-10 stemet ifølge opfindelsen. Abonnentcentralen 15 omdanner også talesignalet fra telefonnettet til 64 kbps μ-kompanderede digitale sampler ved PKM-modulation. Fra nu af behandles taleinformationen i digitalt format over alt i grundstationen og abonnentstationerne og frem til 15 den interfacekreds, der er koblet til abonnenttelefonen eller i det omfang abonnentens sende- og modtageudstyr tillader det.

Taleinformationen i digital form fra abonnentcentralen 15 behandles derefter i et talekompressionssy-20 stem, nemlig en codec 16, der nedsætter taleinforma-tionstakten fra 64 kbps til ca. 14, 6 kbps eller mindre. Koder/dekoderen 16 bruger enten en RELP-algoritme eller en SBC-koder/dekoder til at udføre denne taktkompression. Typisk er der fire koder/dekodere 16 i en 25 enkelt talekoder/dekoderenhed 17 til at udføre tale-kompression i ihvertfald fire tidsintervaller i hver frekvenskanal. Hver koder/dekoderenhed 17 kan behandle mindst fire fuldduplex teleforbindelser for både sendekanalen og modtagekanalen i hvert kanalpar. Forbindel-30 serne gennem centralen 15 betemmer, hvilken samtale behandles af hvilken koder/dekoderenhed 17, eller af hvilken codec 16 i den valgte enhed 17. Kredsene i de enkelte koder/dekoderenheder 17 er således fasttrå-det, at et opkald på en given frekvens og tildelt et 35 givet interval hos grundstationen altid behandles af den samme codec 16 i enheden.

DK 176157 B1 16

De enkelte koder/dekoderenheder 17 er forbundet med en kanalstyreenhed 18, der styrer tidsmultiplekse-ringsfunktionen (TDMA) og virker også som protokolprocessor på link-niveau. Kanalstyreenhederne 18 overta-S ger udgangssignalerne fra nævnte codec 16 i den pågældende enhed 17 og overfører dataene i det korrekte tidsinterval og det korrekte format til et modem 19. Kanalstyreenheden 18 bestemmer de modulationsniveauer, der skal benyttes til udsendelse (eksempelvis PSK-modu-10 lation på 2, 4 eller 16 niveauer) under styring fra en fjerntilkoblingsprocessorenhed 20. De enkelte kanalstyreenheder 18 behandler også styreinformation til kommunikation til abonnentstationerne gennem radiostyrekanalens tidsinterval og ved hjælp af indledende styre-15 bit i talekanalerne. Hvert kanalpar omfatter en seriekombination af en VCU 17, en CCU 18 og et modem 19.

Efter passende formatering overføres dataene fra den pågældende kanalstyreenhed 18 til det tilsvarende modem 19 i en takt på 16 ksps. Modemet 19 overtager 20 disse synkrone symboler og foretager formatering i Gray-kode ved faseskiftmodulation på flere niveauer. Udgangssignalet fra modemet 19 er et moduleret mellemfrekvent signal. Dette signal føres til RF/lF-radiofrekvensenhe-den 21, der omdanner det mellemfrekvente signal til et 25 UHF-signal i 450 MHz båndet. Styresignalerne til modemet 19 og radiofrekvensenheden 21 leveres af den tilsvarende kanalstyreenhed 18, der selv er underlagt hovedstyring fra RPU-enheden 20. UHF-signalet forstærkes i effektforstærkere i den radiofrekvente enhed 21 og ud-30 sendes gennem antenneinterfaceenheden 22 og en sendeantenne 23.

Modtagefunktionen hos grundstationen er i hovedsagen det modsatte af sendefunktionen. Enhederne 21, 19, 18, 17 og 15 opererer fuldduplex.

35 Fjernstyringsprocessorenheden 20 er den centra le styreprocessor, der sørger for at overføre forbindel- ________i_ .

‘ 17 DK 176157 B1 sesdataene og styresignalerne til kanalstyreenheden. RPU 20 er en general-purpose computer, f.eks. en mikroprocessor af typen 6800, der forvalter systemfunktionerne og -styring til opkald, afbrydelse og opretholdelse. RPU 5 20 kommunikerer også med en opkaldprocessor 24 i cen tralen 15 for at styre forbindelserne mellem de enkelte codec 16 og telefonlinierne i en koblematrix 25 i centralen 15.

Abonnentstationerne er relativt små enheder, der 10 befinder sig hos brugerne af systemet. Abonnentstationen forbinder brugerens konventionelle telefonapparat og/el-ler dataterminal eller integreret akustisk sender/modta-ger med grundstationen gennem UHF-kanalen. Abonnentstationens funktion er stort set den samme som hos grund-15 stationen, men medens grundstationen simultant kan operere på en eller flere frekvenskanaler, der hver er i stand til at bære flere teleforbindelser, vil abonnentstationen normalt kun operere på en enkelt frekvens ad i gangen.

20 Fig. 3 viser et blokdiagram over en abonnentsta tion. Den funktionelle opdeling er næsten den samme som hos grundstationen (fig. 2). Abonnentstationen omfatter en abonnentinterfaceenhed, hvormed brugeren kobles ind.

j

Den tilsvarende funktion i grundstationen udføres af 25 PBX-modulet. STU-enheden i abonnentstationen udfører også alle abonnentstationens styrefunktioner på samme måde som RPU-enheden i grundstationen. I hele systemet virker grundstationen og abonnentstationerne efter master/ slave-princippet. STU-enheden kan danne interface med et 30 eksternt instrument eller sende og modtage akustisk.

Efter datastrømmen gennem abonnentstationen behandles brugerens tale- eller datainformation først i STU-enheden 27. Talesignalet fra abonnentens telefon modtages og digitaliseres i talekoder/dekoderenheden 35 28. De digitaliserede talesignaler har samme format som DK 176157 B1 18 det format, der benyttes af centralen 15 i grundstationen. Abonnentstationen omfatter en VCU 28, en CCU 29, et modem 30a og en RFU 31a, der udfører de samme funktioner som de tilsvarende enheder i den ovenfor 5 under henvisning til fig. 2 beskrevne grundstation. En forskel ligger i, at grundstationens operation sædvanligvis er begrænset til en enkelt talekanal ad gangen. Abonnentstationen opererer på halv duplex, sender i en del af TDMA-rasteret og modtager i en anden del af TDM-10 rasteret. Med rasterstørrelse på 45 ms er abonnentstationens halv duplexmode transparent for brugeren, som således kontinuert hører talesignalet fra modparten i den anden ende af forbindelsen. For at muliggøre mere end én abonnentsamtale kan STU 27, VCU 28 og modem 15 30a duplikeres.

Halv duplexdrift hos abonnentstationen muliggør en mere effektiv udnyttelse af abonnentstationens hardware. Abonnentstationens VCU- og CCU-enheder opererer i hovedsagen på samme måde som hos grundstationen, ihvert-20 fald hvad angår behandlingen af taledataene. Imidlertid er modemet 30a indrettet til at operere i halv duplexmode, således at det enten er modtagedelen eller sendedelen af modemet, der benyttes, men ikke begge dele på samme tidspunkt. Den væsentlige besparelse ligger her i, 25 at RFU 31a kun behøver at operere i halv duplexmode.

Dette sparer effekt, eftersom den radiofrekvente effektforstærker kun er aktiv i den halve tid. Den radiofrekvente sendeantenne 32a kan også kobles for at operere som en anden modtageantenne i de til modtagelse svarende 30 dele af rasteret. Dette kan ske ved hjælp af en antennekobler. Endvidere kræves der ingen duplexer.

Hver abonnentstation omfatter også "diversity network" med tre modemer og en diversity kombineringskreds 33, der samler den modtagne, demodulerede infor-35 mation fra hver demodulatordel i de tre modemer 30a, _ _______________/..... .

DK 176157 B1 19 30b og 30c og kombinerer denne information til dannelse af en "best-guess"-symbolstrøm, der tilføres kanalstyreenheden 29 med henblik på behandling. Demodulatorkredsene i de tre modemer 30a, 30b og 30c er forbundet med 5 separate modtage-radiofrekvente enheder 31a, 31b, 31c og dermed med separate antenner 32a, 32b og 32c.

I grundstationen er der tre modtageantenner 34a, 34b og 34c, som er anbragt i passende indbyrdes afstand med henblik på frembringelse af ukorrelerede, rumligt 10 forskellige signaler, der bliver behandlet af et diversity network. Dette diversity network er transparent for CCU-funktionen og kan derfor erstattes af enkeltmodem-funktion når som helst, når diversityfunktionen ikke er påkrævet.

15 Grundstationen omfatter også en spatial diversity network for hvert par sende- og modtagekanal. Dette diversity network er ikke vist, men diagrammet for grundstationen ifølge fig. 2 er det samme som diagrammet for abonnentstationen i fig. 3, som viser indkoblingen 20 af diversity network for et enkelt sende- og modtageka-nalpar. Hvert sende- og modtagekanalpar i grundstationen indbefatter således tre demodulatordele og et modem forbundet med diversity kombineringskredsen som vist i fig.

3.

25 En præcis tidssynkronisering mellem grundstatio nen og abonnentstationerne er kritisk i det globale system. Grundstationen sørger for tidsstyring af hele systemet. Samtlige abonnentstationer i et givet system skal synkroniseres med master-takten, hvad angår fre-30 kvens, symboltiming og rastertiming.

Grundstationen omfatter en systemtimingsenhed 35, der frembringer et meget nøjagtigt taktsignal på 80 MHz. Dette 80 MHz taktsignal deles ned til frembringelse af et 16 kHz taktsignal og et rastermarkeringssignal på 35 22,222 Hz (varighed 45 ms). Hele grundstationens sende- -------------i_ DK 176157 B1 20 timing er baseret på disse tre synkrone master-referencer. 80 MHz taktsignalet benyttes af modemerne 19 og radiofrekvensenhederne 21 til præcis definition af mellemfrekvensen og radiofrekvensen. 16 kHz taktsignalet 5 definerer timing for symbolfrekvens for transmissioner på alle grundstationens frekvenser. Markeringssignalet på 45 ms benyttes til at markere det første symbol i et nyt raster. Denne markering er aktiv i en periode på et symbols tid (62,5 ys svarende til 1/16000 Hz). Samtlige 10 frekvenskanaler i grundstationen bruger den samme tidsreference til transmission. De tre timingsignaler (80 MHz, 16 kHz og markering af start af raster (SOF)) tilføres de enkelte modemer 19 i grundstationen. Modemet 19 fordeler de passende taktsignaler til kanalstyreen-15 heden 18 og radiofrekvensenheden 21 i det enkelte seriekoblede sende- og modtagekanalpar. Kanalstyreenheden 18 bruger 16 kHz signalet og SOF-markeringssigna-let til at tidsstyre transmissionen af tale- og styresymbolerne i henhold til den pågældende rasterstruktur 20 på den pågældende frekvens.

Ideelt vil modtagetiming i grundstationen være identisk med grundstationens sendetiming. Dvs. at SOF-markeringssignalet og symboltaktsignalet bør være nøjagtigt synkroniserede mellem sende- og roodtagesignalerne.

25 Da man imidlertid i transmissionen fra en abonnentstation ikke kan forvente en perfekt synkronisering, må modemet 19*s modtagetiming i grundstationen tilpasses de ankommende symboler fra abonnentstationen. Dette er påkrævet, for at samplingsperioden i modemet 19's mod-30 tagefunktion hos grundstationen kan skabe den bedste vurdering af det symbol, der modtages fra abonnentsta-tionen. En elastisk buffer i kanalstyreenheden 18 danner interface med modemet 19 og tjener til at kompensere for sådanne små tidsforskydninger.

35 Abonnentstationerne i hele systemet synkroniserer deres takt med master-takten fra grundstationen. Denne _______________________ / DK 176157 B1 21 synkronisering opnås i en procedure med flere trin, hvorved abonnentstationen indfanger grundstationens tidsreference ved hjælp af RCC-meddelelserne fra grundstationen. Denne procedure beskrives nærmere nedenfor.

5 Efter at abonnentstationen har indfanget tidsre ferencen fra grundstationen, sørger en sporingsalgoritme for i demodulatordelene i abonnentstationens modemer 30a, 30b og 30c at opretholde præcis modtagetiming for abonnentstationen. Abonnentstationen rykker sine trans-10 missioner tilbage til grundstationen et kort tidsinterval frem for at opveje den transmissionsforsinkelse, der skyldes afstanden til abonnentstationen. Denne metode bevirker, at transmissionerne fra samtlige abonnentstationer i grundstationen modtages med den korrekte ind-15 byrdes fase.

Systemtimingsenheden 35 skaber tidsbasis for samtlige transmissioner fra grundstationen. Systemtimingsenheden 35 omfatter en termostatstyret krystaloscillator, der arbejder på en fast frekvens på 80 MHz _g 20 med høj præcision (3*10 )· Denne grundtaktfrekvens de les op med 5000 i systemtimingsenheden 35 med henblik på frembringelse af 16 kHz symboltaktsignalet, og igen med 720 for at skabe et markeringssignal, der angiver begyndelsen af et raster, dvs. SOF-signalet. Disse tre 25 tidsreferencer tilføres en buffer og leveres til alle grundstationens modemer.

Abonnenttimingsenheden, som ikke er vist i fig.

3, frembringer i abonnentstationen et 80 MHz taktsignal, et 16 kHz symboltaktsignal og et rastermarkeringssignal 30 på 45 ms. Disse signaler er identiske med signalerne i grundstationens systemtimingsenhed, bortset fra at 16 kHz taktsignalet bruges til timing ved symbolmodtagelse i abonnentstationen. 16 kHz signalet bruges til timing af udsendelse i grundstationen. Sendetiming i abonnent-35 stationen opnås med en forsinsket version af abonnent- DK 176157 B1 22 stationens modtagetiming. Forsinkelsen er variabel og bestemt af den afstandsberegning, der foretages mellem grundstationen og abonnentstationen.

Timingreferencesignalet for abonnentstationen 5 skabes af en spændingsstyret krystaloscillator, der arbejder på en nominel frekvens på 80 MHz. Den aktuelle frekvens justeres af abonnentstationens modem for at blive frekvenslåst til grundstationens timingreference, som abonnentstationens radiofrekvensenbed modtager.

10

Protokoller.

De følgende protokoller bestemmer procedurerne for systemstyring, undgåelse af kollision og opkaldsignalering i systemet, samt til bestemmelse af strukturen 15 af udsendt raster. Under omtalen af komponenterne i systemet henvises der til de ovenfor under henvisning til fig. 2 beskrevne komponenter af grundstationen, med mindre andet angives.

Systemet bruger fuldduplexkanaler med båndbredde 20 på 20 kHz i 450 MHz båndet, med frekvensafstand på 25 kHz, og systemet bærer flere simultane samtaler på hver kanal. Hver fuldduplexkanal omfatter en modtagefrekvens og en sendef revens med separering på 5 MHz. Den nedre frekvens i hver kanal tildeles grundstationen til trans-25 mission og kaldes fremvejsfrekvensen. Den øvre frekvens i hver kanal, såkaldt returfrekvens, tildeles abonnentstationerne til transmission. Grundstationen udsender således på fremvejsfrekvensen og modtager på returfrekvensen. Det modsatte gælder for abonnentstationerne.

30 Systemets evne til at skabe en spektrummæssig set effektiv metode til transmission over flere talekanaler på en enkelt frekvens afhænger primært af modemoperationen. Modemet 19 skal operere således, at det skaber 3,2 bit/Hz effektivitet, når det opererer med differen-35 tiel faseskiftmodulation på 16 niveauer med symbolfrekvens på 16 ksps.

DK 176157 B1 23

Modemet 19 er en kobling indrettet til at omdanne symboler på 1, 2, 4 eller flere bit fra kanalsty-reenheden 18 til en fasemoduleret mellemfrekvent bærebølge, der benyttes til transmission, og til at foretage 5 den omvendte omdannelse på modtagesiden. Hele styreprocessen for rastertiming og udvælgelse af mode udføres af kanalstyreenheden 18. En interface mellem kanalstyre-enheden 18 og modemet 19 kan bestå af to unidirek-tionelle, synkrone (16 ksps) 4 bit-databusser (Tx og 10 Rx). Endvidere tjener en 8 bit-status/styrebus til at forsyne modemet med styreinforraation og til at rapportere statusinformation fra modemet til kanalstyreenheden 18. Modemet 19 forsyner også kanalstyreenheden 18 med 16 kHz mastertaktsignalet. I grundstationen modtages 15 dette taktsignal fra masteroscillatoren i systemtimingsenheden 35, som hele grundstationen og dermed hele systemet synkroniseres med. I abonnentstationen udledes dette taktsignal fra de fra grundstationen ankommende symboler. Derfor har samtlige transmissioner reference 20 til tidsbasis i grundstationen. En hovedfunktion i abonnentmodemets operation er at synkronisere det lokale taktsignal med grundstationens tidsreference ved dekodning af de modtagne symbolers timing.

Sehdemodemets modulatordel anvender et digitalt 25 FIR-filter til at skabe en digital repræsentation af den bølgeform, der benyttes til at modulere den radiofrekvente bærebølge. Den resulterende digitale strøm omdannes til analog form og blandes med en sendemellemfrekvens på 20,2 MHz. Signalet tilføres derefter den radio-30 frekvente enhed med henblik på filtrering, yderligere konvertering til radiofrekvens og forstærkning inden transmissionen.

Modtagemodemets demodulatordel overtager det modtagne mellemfrekvente signal fra radiofrekvensenheden 35 21 på mellemfrekvensen på 20 MHz. Dette signal nedkon- -----------i-j_ DK 176157 B1 24 verteres til basisbånd og digitaliseres derefter ved hjælp af en analog/digital-konverter. De resulterende digitale sampler behandles i en mikroprocessorbaseret signalbehandlingsenhed. Denne funktion foretager algo-5 ritmer for filterudligning og synkronisering på de ankommende sampler og demodulerer derefter det faseskift- t modulerede signal med henblik på frembringelse af en symbolstrøm på 16 ksps. Signalbehandlingsenheden fungerer også i selvtræningsmode, som benyttes til at give 10 behandlingsenheden besked om unøjagtigheder i de analoge filtre, der benyttes for den modtagne strøm. Efter træning af signalbehandlingsenhedén kompenserer demodulatorens digitale udligningsproces for virkningen af sådanne unøjagtigheder i analogfilterets komponenter på de an-15 kommende sampler. Denne teknik tilgodeser brugen af billigere analogkomponenter, der har lavere tolerancer, og bidrager til at gøre systemet i stand til at demodulere svage eller støjbehæftede signaler.

I modtagemode føres de af modemet demodulerede 20 symboler til kanalstyreenheden 18 med den givne symboltakt. Modemet 19 skaber den timing, der er tilknyttet denne symbolstrøm. Både grundstationen og abonnentstationerne udleder modtagefunktionstiming fra de ankommende, modtagne signaler.

25 En mere detaljeret beskrivelse og specifikation af modemfunktionerne og karakteristika findes senere i beskrivelsen under henvisning til fig. 25.

Denne grundliggende TDM/TDMA-kanalstruktur for hver abonnent skaber en total kapacitet på 16 kbps for 30 hver samtale i begge retninger. Af denne kanalkapacitet kræves der i hver retning 1,43 kbps til den indledende styring og demodulationspreambler. VCU-enheden opererer derfor med fast datatakt på 14,57 kbps. Dette er ækvivalent med 328 bit pr. kode/dekode-rasterperiode, define-35 ret som en halvdel af modemrasterperioden, dvs. 22,5 ms.

DK 176157 B1 25

For at kunne bære flere samtaler pr. kanal er hver kanal ved tidsmultipleksering delt op i "intervaller" (slots). Disse intervaller definerer systemets ra-sterformat. Længden af systemrasteret dækker et forud-5 bestemt konstant antal symboler. Systemrasterets varighed er blevet optimeret under hensyntagen til talekod-ningstakten og det af modemet 19 påkrævede antal af indfangningssymboler ved begyndelsen af hver burst. Antallet af intervaller inden for systemrasteret afhænger 10 af modulationsniveauet for kanalen. Hvis der eksempelvis er tale om QPSK-modulation for kanalen, har systemrasteret to intervaller pr. raster.- Ved forøgelse af modulationsniveauet for kanalen forøges antallet af kodede informationsbit pr. symbol, hvorfor kanalens datamængde 15 forøges. Ved DPSK-modulation på 16 niveauer deles systemrasteret op i fire intervaller, der hvert bærer taledataene for én samtale. Det er vigtigt her at bemærke, at selv på højere modulationsniveauer forbliver det fornødne antal symboltidsintervaller til modemsynkroni-20 sering konstant.

Formatet af systemrasteret sikrer, at modemet 19 hos abonnentstationerne aldrig behøver at operere fuld-duplex, dvs. at sende og modtage simultant. Derfor er intervallerne på fremvejsfrekvensen og returfrekvensen 25 tidsmæssigt forskudt med mindst ét interval.

Systemrasteret for systemet har varighed på 45 ms. Symboltransmissionsfrekvensen er på 16 ksps. Hvert symbol udsendes med den samme tidsvarighed, nemlig 1/16000 af et sekund, dvs. 62,5 ys. Herved er der 720 30 symboler pr. raster, hvilke symboler fra begyndelsen af rasteret nummereres fra 0-719. Disse 720 symboler kan bestå af 1, 2 eller 4 informationsbit hver, svarende til modulation på 2, 4 eller 16 faseniveauer.

Systemrastertiden på 45 ms er igen delt op i to 35 eller fire underintervaller afhængigt af modulationsfor- DK 176157 B1 26 matet for intervallerne i rasteret. Der kan være tale om tre forskellige slags intervaller: 1) radiostyrekanal (RCC), 2) talekanal med 4 niveauer og 3) talekanal med 16 niveauer. RCC-kanalen udsender altid i binær modula-5 tion, dvs. tofaset modulation. Hvert interval for RCC-kanalen og talekanalen på 16 niveauer kræver 180 symboler at udsende, dvs. en fjerdedel af et systemrasters periode. Da 16-talekanalen udsender 4 informationsbit 4 pr. symbol, dvs. 2 =16 faser, sender 16-talekanalen 10 720 informationsbit pr. raster. Dette svarer til en bit frekvens på 16 kbps. Nogle af disse bit benyttes som indledning, for modemet eller til styring, hvilket fører til en talebitfrekvens på 14,57 kbps. Intervallet for 4-talekanalen kræver 360 symboler at udsende, svarende 15 til en halvdel af systemrasterperioden. Hvert symbol i et interval af denne art omfatter 1-4 differentielle faser, således at der udsendes 2 bit pr. symbol (2=4 faser). Den resulterende bitfrekvens er på 16 kbps, dvs. den samme som for 16-talekanalen. Det samme antal 20 bit (ikke symboler) reserveres som indledning for modemet og til styring, således at taleinformationsfrekven-sen er på 14,57 kbps, dvs. den samme som i intervallet til 16-talekanalen.

Systemrasteret for en vilkårlig given frekvens-25 kanal kan bestå af en vilkårlig kombination af disse tre typer intervaller, under følgende fem betingelser: 1. Der udsendes i hvert systemraster et maksimalt antal symboler (720). Kombinationer af de tre typer intervaller kan anvendes på en given frekvens for at opnå 30 dette. I det tilfælde hvor der i rastertransmission fra grundstationen ikke er optaget fuld kanalkapacitet, dvs. der udsendes mindre end 720 symboler i et raster, indføres der nulsymboler for at fylde rasterkapaciteten op til 720 symboler. Et nulsymbol defineres som et symbol, 35 hvori der ikke udsendes effekt.

^^^ DK 176157 B1 27 2. I en multi frekvent grundstation er der kun en enkelt frekvens, der indbefatter et RCC-interval. På et hvilket som helst tidspunkt er der kun en enkelt RCC, der kan operere i hele systemet. Den frekvens, på hvil-5 ken denne RCC opererer, etableres af en systeminitial i-seringsparameter, og den ændres kun, når denne frekvenskanal af en eller anden grund er gjort utilgængelig. RCC-intervallet tildeles altid de første 180 symboler i systemrasteret og betegnes O-interval.

10 3. En grundstations frekvens kan operere i konstant transmissionsmode. Abonnentstationen udsender i ikke mere end det halve af den totale rastertid. Abonnentstationen, når den overfører en samtale, udsender kun under 25% af rasteret, når man arbejder i RCC eller 16-taleka-15 nal-mode. Abonnentstationen vil udsende vinder 50% af rasteret, når den opererer i 4-talekanal-mode. En abonnentstation kan kun udsende i ét interval i et hvilket som helst raster, når den overfører en enkelt samtale.

4. Samtlige 4-talekanaler skal begynde transmission 20 på symbol nr. 0 eller 360. Dette betyder, at enten den første halvdel eller den anden halvdel af et raster kan indeholde en 4-talekanal.

5. Transmissionerne på fremvejsfrekvensen og retur-frekvenseh tildeles således, at returmeddelelsen for et 25 givet interval begynder transmissionen 180 symboler efter transmissionen af meddelelsen på fremvejsfrekvensen. Dette udelukker for abonnentstationen kravet om at udsende på returfrekvensen samtidigt med, at der modtages på fremvejsfrekvensen.

30 Under disse forudsætninger kan der på en enkelt frekvens behandles op til fire opkald, hvis alle fire opkald består af 16-talekanalformat og opererer med 14,4 kbps-codecs.

Intervallerne i systemrasteret nummereres efter 35 deres position i rasterstrukturen. Nummereringssystemet DK 176157 B1 28 behøver ikke at være kontinuert. Når et eller flere af intervallerne i rasteret er et 4-talekanalinterval "springer" nummereringssystemet over den anden intervalperiode, der er indbefattet i det længere 4-interval.

5 Intervalnummereringssystemet for transmissioner på returfrekvensen, dvs. fra abonnenten, er forskudt ("staggered") fra nummereringen for transmission fra grundstationen på fremvejsfrekvensen. Derfor vil en abonnent, der modtager information i interval 2 på fremit) vejsfrekvensen, sende i interval 2 på returfrekvensen, som er tidsforskudt det halve af et raster. De efterfølgende tabeller 1-5 viser mulige rasterformater og den nummerering, der er tilknyttet hvert enkelt interval.

15 Tabel 1

Radiostyrekanal med BPSK

Fremvejskanal: <--------Systemraster = 45 ms--------> <-ll,25-> <-ll,25-> <-ll,25-> <-ll,25-> ms 20 0 1 2 3 interval nr.

180 180 symbolantal BPSK 16-PSK modulationstype 25

AM HOLE FILTER BIT SYNC RCP funktion STARTUP MØNSTER

8 8 46 112 symbolantal DK 176157 B1 29

Returkanal: <-ll,25-> <-ll,25-> <-ll,25-> <-ll,25-> ms 2301 interval nr.

5 180 180 symbolantal BPSK 16-PSK modulationstype

10 RANGE 1 FILTER BIT SYNC UW RCP RANGE 2 funktion STARTUP MØNSTER

XX .8 49 8 112 3-XX symbolantal = 0/1/2/3 15

Tabel 2

Talekanals rasterstruktur 4 niveauer Fremvejskanal; <----------Systemraster = 45 ms----------> 20 <-----22,5 ms-----> <-----22,5 ms-----> 0 2 interval nr.

360 360 symbolantal 25 FILTER BIT SYNC KODEORD VCF 0 VCF 1 funktion

STARTUP MØNSTER

8 18 6 164 164 symbolantal DK 176157 B1 30

Returkanal: < -----22,5 ms-----> <-----22,5 ms-----> O 2 interval nr.

5 360 360 symbolantal FILTER BIT SYNC KODEORD VCF 0 VCF 1 funktion

10 STARTUP AGC

8 18 6 164 164 symbolantal

Tabel 3

Talekanals rasterstruktur 16 niveauer 15 Fremve j skanal: < ----------Systemraster = 45 ms----------> <-ll,25-> <-ll,25-> <-ll,25-> <-ll,25-> ms 0123 interval nr.

180 180 180 180 symbolantal 20 FILTER BIT SYNC KODEORD VCF 0 VCF 1 funktion

STARTUP MØNSTER

25 8 5 3 82 82 symbolantal DK 176157 B1 31

Returkanal: <-ll,25-> <-ll,25-> <-ll,25-> <-ll,25-> ms 2301 interval nr.

5 180 180 180 180 symbolantal FILTER BIT SYNC KODEORD VCF 0 VCF 1 funktion

10 STARTUP AGC

8 5 3 82 82 symbolantal

Tabel 4

Rasterstruktur ved blandet modulation: 2/16-PSK og 4-PSK 15 Fremvejskanal: < -------Systemraster = 45 ms-------> <-ll,25-> <-ll,25-> <-----22,5-----> ms 01 2 interval nr.

2/16-PSK 16-PSK 4-PSK modulstionstype 20 180 180 360 symbolantal

Returkanal: < -----22,5-----> <-11,25-> <-11,25-> ms 2 01 interval nr.

25 4-PSK 2/16-PSK 16-PSK modulationstype 360 180 180 symbolantal

For definition af hvert intervalsymbol, jf. 2-1 til 6-3.

* DK 176157 B1 32

Tabel 5

Blandet modulation: 4-PSK og 16-PSK Fremvej skanal: 5 <-----22,5-----> <-11,25-> <-ll,25-> ms 0 23 interval nr.

4-PSK 16-PSK 16-PSK modulationstype 360 180 180 symbolantal 10 Returkanal: <-11,25-> <-11,25-> <-----22,5-----> ms 23 0 interval nr.

16-PSK 16-PSK 4-PSK modulationstype 180 180 360 symbolantal 15

Tabel 3 viser intervalstrukturen for en 16-tale-kanal med 180 symboler. De første 8 symboler i denne type interval er filterstartupbit. Filterstartupperio-den, som findes ved begyndelsen af hver type interval, 20 er den tid, hvori der ikke udsendes energi for at give modtagedelen i modemet 19 hos modtageren tid til at "rense" sine filtre, inden det nye interval ankommer.

Efter filterstartup kommer bitsynkroniseringsperioden, hvori der udsendes et "degenerated" 16-niveau, 25 der simulerer et vekslende BPSK-signal. Modtagedelen i modemet 19 anvender dette felt til at etablere fasereference for modemet 19's sendedel.

Derefter anvendes der et kodeord på 12 bit til synkronisering af abonnenten med grundstationen og til 30 udveksling af information vedrørende styring og status. Kodeordene benyttes til at give besked om den aktuelle tilstand for forbindelsen, forbindelseskvaliteten og justering af effekt og timing. Hvert kodeord kodes til 10 bit under anvendelse af en Hamming-kode med enkelt-35 fejlkorrigering og dobbeltfejldetektering. Kanalstyreen- DK 176157 B1 33 heden 18 bestemmer forstærkningen og tab af synkronisering ved sporing af antallet af successive kodeord, der modtages korrekt eller ukorrekt, og den overfører besked om synkroniseringsændringer til fjerntilkoblings-5 processoren 20 i grundstationen. I abonnentstationen overfører kanalstyreenheden 29 synkroniseringsændringerne til abonnentinterfaceenheden 27.

Hamming-koden tilføjer fem paritetsbit til fem informationsbit for at skabe et kodeord på 10 bit. Hver 10 paritetsbit kalkuleres ved modulo-2-addition af samtlige bit i positioner inden for kodeordet/ som indeholder den bit, der repræsenteres af paritetsbitten. Idet kodeordet sendes med samtlige bit liggende hos hinanden efterfulgt af samtlige paritetsbit, ved at ordne paritetsbittene i 15 positioner inden for ordet med bare en enkelt bit i den position, der repræsenteres af bitten, og ved at placere databittene i de andre positioner, kan kodeordet visualiseres på følgende måde: 20 bitposition: info : PI P2 Dl P3 D2 D3 D4 P4 D5 P5 P = paritetsbit 25 D = databit PI = Dl + D2 + D4 + D5 P2 = Dl + D3 + D4 P3 = D2 + D3 + D4 30 P4 = D5 P 5 = total Når et kodeord modtages, kalkuleres paritetsbittene ud fra de modtagne databit, og de sammenlignes med 35 de modtagne paritetsbit. Hvis den kalkulerede totalpari- ---------- - -------------l_!_ i DK 176157 B1 34 tetsbit afviger fra den modtagne totalbit, foretages der exclusive-orbehandling af den kalkulerede paritetsbit og de modtagne bit for at få adressen på den bit, hvor der er fejl. Hvis den kalkulerede totalbit og den mod-5 tagne totalbit stemmer overens, men ikke de fire andre bit, er der detekteret to fejl. Hvis samtlige paritetsbit stemmer overens, er dataene modtaget korrekt.

Resten af intervallet indeholder to tale-codec-pakker på hver 328 informationsbit.

10 Tabel 2 viser symbolstrukturen for 4-talekanalen.

Strukturen er næsten den samme som for 16-talekanalen. Forskellene beror på, at allokeringen af visse symboler afhænger af et givet antal symboler, der for hvert interval kræves som indledningssymboler, medens andre bit-15 allokeringer vedrører et fast antal bit.

Radiostyrekanalen har den dobbelte funktion, at den giver abonnentstationerne mulighed for at få systemtiming fra grundstationen, og at den skaber signalering "uden for båndet" mellem grundstationen og abonnentsta-20 tionerne.

For radiostyrekanalen er der det samme intervalformat for fremvejskanalen og returkanalen, undtagen for efterfølgende felter. De første 8 symboler i et styreinterval udsendt fra grundstationen (fremvejskanalen) in-25 deholder et amplitudemodulationshul ("AM Hole"), dvs. et tidsrum, hvori der ikke udsendes energi. Dette hul benyttes til hos abonnentstationerne på entydig måde at identificere styrekanalen. Ved begyndelsen og enden af returkanalens styreinterval findes der nogle få ekstra 30 symboler for at tage hensyn til det forhold, at abonnentstationerne timingsmæssigt kunne være off-set med nogle få symboler.

Samtlige intervaller indeholder 8 symboler for "0"-transmission og filterstartupfeltet, som giver mode-35 met mulighed for at rense modtagefiltrene som forbere- i ! ! DK 176157 B1 ! 35 delse for det nye interval. Det næste felt i intervallet er et fast bitsynkroniseringsmønster. Det udsendte mønster er et vekslende BPSK-signal. Modtagemodemet bruger dette felt til at etablere en fasereference og foretage 5 frekvenslåsning til sendemodemet.

Kanalstyreenheden 18 leder konstant efter et unikt ord (UW), som er en sekvens på 8 symboler, med henblik på identifikation af en ankommende RCC-meddel-else. Grundstationens kanalstyreenhed 18 skal foretage 10 en udtømmende søgning efter en gyldig RCC-meddelelse i hvert enkelt RCC-interval. Den udfører denne opgave ved skandering efter det unikke ord i et vindue på ±3 symboler omkring den nominelle beliggenhed af dette ord, baseret på mastersystemtiming. Søgningsalgoritmen starter 15 med den nominelle ordplacering og skifter ét symbol til højre og venstre, indtil den 1) finder UW-mønsteret, og 2) kontrollerer, at der er et korrekt RCC-checksum. Søgningen afsluttes, så snart betingelserne 1) og 2) er opfyldt, eller når samtlige muligheder er blevet under-20 søgt. Skiftinformationen, RCC-meddelelsen og informationen om effekt sendes til RPU-enheden 20 efter en succesfuld søgning.

Abonnentstationens kanalstyreenhed 29 kan, når den modtager RCC-data, befinde sig i den ene eller den 25 anden af to mode: rastersøgning eller monitor. Rastersøgningsmode benyttes til indfangning af modtageraster-timing ud fra de ankommende RCC-data og udløses automatisk, når RCC-synkroniseringen går tabt. Monitormode benyttes, når modtagerastersynkroniseringen er etableret.

30 Når den befinder sig i rastersøgningsmode, må abonnentstationens CCU-enhed 29 foretage en udtømmende søgning efter en gyldig RCC-meddelelse umiddelbart efter, at der hos abonnentstationen er modtaget et RCC-interval. På samme måde som for grundstationens CCU-enhed 35 18 udfører CCU-enheden 29 denne opgave ved skandering DK 176157 B1 36 efter det unikke ord i et vindue på ±3 symboler omkring den nominelle UW-beliggenhed, baseret på timing afledt fra modemets detektion af AM-hole. Søgealgoritmen begynder med den nominelle UW-position og skifter ét symbol 5 til højre og til venstre, indtil 1) den finder UW-møn-steret og 2) kontrollerer, at der er korrekt RCC-check-sum. Søgningen afsluttes, så snart betingelserne 1) og 2) er opfyldt, eller når samtlige muligheder er blevet undersøgt. Skiftinformationen for en vellykket søgning 10 benyttes til at justere de af kanalstyreenheden frembragte modtagerastermarkeringer. Indfangningen afsluttes, når betingelserne 1) og 2) er opfyldt for tre successive rastere med det unikke ord UW beliggende i sin nominelle position. Abonnentinterfaceenheden 27 får 15 besked om rasterindfangning, når dette sker. I rastersøgningsmode føres RCC-meddelelserne ikke til abonnentinterfaceenheden 27.

Når rasterindfangningen er udført, skifter abonnentstationens kanalstyreenhed 29 over til monitor-20 mode. Der checkes kun for den nominelle position af UW-ordet for at udelukke muligheden for forkert UW-indfang-ning. Hvis der ikke i fem successive rastere detekteres UW-ordet, erklæres kanalen ude af synkronisme, og der skiftes over til rastersøgningsmode (dette skift er nor-25 malt meget usandsynligt, da systemets præstation i så fald er uacceptabel). Abonnentinterfaceenheden 27 får besked om denne ud-af-synkronisme-tilstand. I monitormode føres de RCC-meddelelser, der har korrekt checksum og korrekt abonnentidenti fikat ionsnummer (SIN), til 30 abonnentinterfaceenheden 27.

Resten af intervallet benyttes til at udveksle information mellem grundstationen og abonnentstationerne. Datasektionen består af tolv bytes. De første 8 databit omfatter et "link"-felt, der bærer information 35 vedrørende systemets status, kollision, detektion og reservation.

DK 176157 B1 37

Formålet med link level protocol er at detektere forkerte meddelelser over radiostyrekanalen. Link-protokollen løser også strid i RCC-intervallet.

Link-feltet omfatter også bit for "idle transmis-5 sion" (tomgangstransmission), "system busy" (system optaget), "kollision", "transmission detekteret" og "slot reservation". Disse bit opstilles af grundstationens kanalstyreenhed 18 og aflæses af abonnentstationens kanalstyreenhed 29.

10 Bitten for "idle transmission" opstilles af grundstationen for at indikere, at der udsendes en tom meddelelse. Når en abonnent'enhed modtager et interval med denne bit, udfører den de sædvanlige operationer til kontrol af synkronisering og fejl, men den overfører 15 ikke meddelelsen til de pågældende RPU-enheder 20 henholdsvis STU-enheder 27, når meddelelsen modtages fejlfrit.

Bitten for "system busy" indikerer, at samtlige talekanaler er blevet allokeret, og at nye opkald ikke 20 bør forsøges (i et vis tidsrum).

Kollisionsbitten løser strid mellem to eller flere abonnentstationer, der prøver på at udsende inden for det samme kontrolinterval.

Bitten for "transmission detekteret" indikerer, 25 at grundstationen har detekteret en transmission over returkanalen.

Bitten for "intervalreservering" bevirker, at det næste interval over returkanalen reserveres.

Den resterende del af datasektionen benyttes til 30 adressering og udveksling af information under etablering og nedbrydningsproceduren. Efter datasektionen kommer en cyklisk 16 bit redundans check (CRC) over det unikke ord og datasektioner i intervallet. CRC benyttes til at detektere fejl, der forekommer under transmissio-35 nen af RCC-meddelelserne. CRC-algoritmen indbefatter de- DK 176157 B1 38 ling af en blok af data med en forudbestemt bitsekvens og transmission af resten af denne deling som en del af datablokken. Polynomiet til frembringelse af CRC-check har følgende form: 5 P(x) = 1 + x5 + x12 + x16 (1) Når CRC kontrollerer en modtaget meddelelse, føres meddelelsen ikke fra CCU-enheden 18 til RPU-enhe-10 den 21 i grundstationen, eller fra CCU-enheden 29 til STU-enheden 27 i abonnentstationen.

I det øjeblik en abonnentstation kobles til og kommer ind på linien, må den indfange systemtiming og synkronisering fra grundstationen. Denne indfangning fΟΙ 5 regår ved kommunikation gennem radiostyrekanalen og ved en såkaldt "refinement" over talekanalen. Systemindfangningen foregår ved følgende hændelser: 1. Nar abonnentstationen kobles til (power on), initialiseres systemet, og abonnentstationens CCU-enhed 29 20 afgiver til demodulatordelene i abonnentstationens modemer 30a, 30b og 30c en række ordrer, der fører til RCC-indfangning.

2. Demodulatordelen i de enkelte modemer 30a, 30b og 30e placeres først i træningsmode. I dette tidsrum 25 træner modemet sine digitale filtre i relation til modtagerens analogfiltres karakteristika. Disse analogfiltre kan ændre sig med tiden og i afhængighed af temperaturen. I træningsmode foretager hvert modem en automatisk justering af digitalfilterets koefficienter for at 30 kompensere for sådanne variationer. Efter at CCU-enheden 29 fra demodulatordelene i modemerne 30a, 30b og 30c har fået besked om, at træningssekvensen er fuldført, sætter CCU-enheden modtagefrekvensen på den ukorrekte RCC-frekvens. Derefter beordrer CCU-enheden modemet til 35 at indfange RCC-frekvensen og søge efter den før omtalte ____________—___._____________i______ .

i DK 176157 B1 39 karakteristiske afbrydelse i amplitudemodulationen, dvs. det tidligere omtalte AM-hole, som er en tidsperiode af varighed på 16 symboler, hvor der under begyndelsen af en RCC-transmission ikke udsendes energi fra grundsta-5 tionen. Alle andre udsendte intervaltyper involverer kun en "©"-transmission på 8 symboler. De yderligere 8 symboler med O-information ved begyndelsen af et interval-burst bevirker, at dette burst entydigt identificeres som RCC.

10 3. Det første, demodulatordelene i modemerne 30a, 30b og 30c gør, er at foretage en grov frekvensindfangning. Det modtagne signal behandles i en digital fase-låsesløjfe, og den spændingsstyrede krystaloscillator i abonnentstationen indstilles på grundstationens sende-15 frekvens. Efter frekvensindfangning søger modemet efter AM-hullet. Modemet søger efter en sekvens af symboler . med lille amplitude, eventuelt amplitude lig med 0. Når denne sekvens detekteres i et antal rastere, frembringer modemet et "AM strobe"-signal til initialisering af ka-20 nalstyreenhedens rastertimingskreds. Hvis der ikke detekteres nogen sekvens med AM-hul, sender modemet tilbage til kanalstyreenheden besked om, at RCC-indfangningen ikke lykkedes. Derefter begynder kanalstyreenheden på samme måde at søge efter andre. RCC-frekvenser.

25 4. Efter detektering af AM-hul udfører demodulator delene i modemerne 30a, 30b og 30c en finere indfangning og påbegynder bitsynkronisering. De første 60 symboler i RCC-kontrolintervallet er et fast bitsynkroniseringsmønster, som modemet bruger til låsning til grund-30 stationens fase (bit timing). På dette tidspunkt kan RX-taktsignalet i abonnentstationen benyttes som symbol-taktsignal.

5. Abonnentstationens CCU-enhed 29 har modtaget en grov symboltimingjustering via AM-strobesignalet fra mo-35 demet. Efter frekvensindfangning og bitsynkronisering DK 176157 B1 40 undersøger CCU-enheden de af modemet modtagne data og søger efter det unikke RCC-ord. Dette unikke ord giver den absolutte symboltællereference for rasteret. Derefter justerer CCU-enheden sine symboltællere efter denne 5 reference. Abonnentstationen er nu indstillet og låst til grundstationens systemtiming både med hensyn til frekvens og symbol.

6. Den resterende del af systemtimingindfangningen bestemmer den på afstanden beroende forsinkelse mellem 10 grundstationen og abonnentstationerne. Denne forsinkelse kan andrage 0-1,2 symboltider (den ene vej) i systemet.

Under opkaldetablering sender abonnentstationen en meddelelse til grundstationen over RCC-kanalen.

7. Grundstationens modem 19 søger altid efter nye 15 opkaldende abonnenter. De tilsvarende "bursts" kan være forsinkede 0-3 symboltider i forhold til grundstationens masterreference for begyndelse af raster. I hvert inter- i val søger demodulatordelene i grundstationens modemer 30a, 30b og 30c efter en transmission i et RCC-returin-20 terval. Hele timing- og faseinformationen skal udledes under den første del af intervallet (preamble), idet intervallet og den tilhørende information ellers går tabt.

Der foreligger ingen anden mulighed under modtagelse af ankommende kontrolintervaller. De ankommende kontrolin-25 tervaller modtages i RCC-enheden efter Aloha-kø-princip-pet.

8. I hvert interval foretager grundstationens modem 19 en hurtig AGC-justering og vurdering af bittiming under de første 60 symboler i intervallet. Modtagesek- 30 tionens taktsignaler justeres for at kompensere for abonnentstationens forsinkelse beroende på afstanden. De modtagne data afleveres derefter til grundstationens CCU-enhed 18, der detekterer placeringen af det unikke ord i strømmen og bestemmer den totale på afstanden be-35 roende forsinkelse mellem grundstationen og abonnentsta- _ _ _____-------L_.

DK 176157 B1 41 tionen. Modemet 19 afgiver AGC-information til CCU-en-heden 18 for at bestemme justering af abonnentstationens sendeeffekt. Modemet 19 afgiver også til CCU-en-heden 18 information om forbindelseskvalitet og 5 "fractional time". Forbindelseskvaliteten benyttes til at bestemme, om der er opstået kollision. En dårlig forbindelseskvalitet tyder på dårlig signalkvalitet, mest sandsynligt på grund af en simultan udsendelse fra flere abonnenter i RCC-intervallet. Den vurderede "fractional 10 time" er den af modemet 19 beregnede værdi af den af-standsberoende forsinkelse mellem grundstationen og abonnentstationerne.

9. Informationen om effekt og forsinkelse behandles af CCU-enheden 18 og føres til RPU-enheden 20, der 15 bibringer denne information RCC-format og overfører denne information til abonnentstationen via RCC-kontrolintervallet. Abonnentstationens CCU-enhed 18 dekoder denne information og foretager de fornødne justeringer med hensyn til sendeeffekten og forsinkelsestællerne 20 både i modemet 19 og CCU-enheden 18. CCU-enheden 18 opdaterer sin egen symbolrastertæller for udsendelse og opdaterer modemets taktforsinkelsestællere.

10. Under opkaldetableringen for en abonnent station foretager grundstationens RPU-enhed 20 frekvens- og 25 intervalallokering for opkaldet. Denne information føres over radiostyrekanalen, og abonnentstationens CCU-enhed 29 justerer modtagefrekvensen og beordrer modemet til at påbegynde detektering af et interval i talesignalet. AGC-, timing-, og frekvensinformationen overføres fra 30 RCC-operation til talekanaloperation. Dette er muligt, eftersom samtlige frekvenser i systemet er synkroniserede på den samme rastertimingreference i grundstationen.

11. Med henblik på nøjagtig etablering af abonnentstationens timing er der i hver teleforbindelse imple- 35 menteret en procedure til finjustering. Under denne ju- ___________/ DK 176157 B1 42 steringsfase er kommunikationen over talekanalen næsten den samme som kontrolkanalen, der anvendes BPSK-modula-tion, og meddelelserne er i RCC-format, men der frembringes intet AM-hul fra grundstationen; disse nye RCC-5 meddelelser udveksles kun mellem CCU-enhederne 18 og 29. Modemet 19 indstilles i "refinement"-mode i grundstationen og i "outbound control"-mode i abonnentstationen. Under den nævnte justeringsfase frembringer abonnentstationens CCU-enhed 29 en meddelelse, hvis 10 største part består af et fast bitmønster ledsaget af en variabel del, der angiver, om den tidligere fra grundstationen modtagne meddelelse er blevet accepteret eller kasseret. Grundstationens modem 19 meddeler justeringer af timing og effekt til CCU-enheden 18 for hvert 15 modtaget interval. Effektjusteringerne sendes kontinuert til abonnentstationen. Timingjusteringerne og kontrolinformationen, der angiver, hvorvidt refinement-mode fortsætter eller er afsluttet, udsendes efter en beregningsperiode. Grundstationens CCU-enhed 18 opsamler 20 timingjusteringerne fra modemet 30 over 30 rastere, kalkulerer en middelværdi og sender derefter justeringen til abonnentstationens CCU-enhed 29. Derefter udfører grundstationens CCU-enhed 18 endnu en justering over 30 rastere, og resultatet sendes igen til abonnentsta-25 tionens CCU-enhed 29. Justeringsfasen er afsluttet i grundstationens CCU-enhed 18, og taleforbindelsen påbegyndt, når afvigelserne i de fra modemet 19 modtagne justeringer ligger inden for et acceptabelt værdiområde på f.eks. 1%, eller når justeringsperioderne har taget 30 en maksimal tid.

Under opkaldetablering og -nedbrydning kommunikerer abonnentstationerne med grundstationen ved at sende meddelelser over RCC-returintervallet. Trafikken fra de abonnentstationer, der prøver på at få adgang til RCC-35 kanalen, kan karakteriseres som stochastisk. Mår en __ - _______t , DK 176157 B1 43 abonnentstation ønsker at sende en meddelelse til grundstationen, må der være en eller anden form for styring, der afgør, hvilken abonnentstation har lov til at sende, eftersom det kan ske, at flere abonnentstationer prøver 5 på at sende i det samme interval. Det omtalte Aloha-kø-princip er velegnet til et stort antal abonnenter, der kræver relativt sjælden tilfældig adgang til RCC-kana-len.

Dette intervalopdelte Aloha-kØ-princip giver 10 abonnentstationerne mulighed for at udsende meddelelser i det designerede RCC-interval fuldstændigt uafhængigt af, om andre stationer også prøver på at sende i det samme interval. Den naturlige konsekvens af denne uafhængighed er, at meddelelser fra forskellige abonnent-15 stationer kan udsendes på samme tidspunkt og derfor kollidere med hinanden. For at løse dette kollisionsproblem kræver systemet, at grundstationen udsender en positiv anerkendelse (ACK) efter korrekt modtagelse af abonnentstationens meddelelse. Hvis denne anerkendelse ikke er 20 modtaget inden for den maksimale tid, der kræves for transmission og behandlingsforsinkelser i begge retninger (ca. 1-2 rasteres tid), må abonnentstationen igen sende meddelelsen. Retransmissioner kan skyldes en fejl i modtagélsen af anerkendelsen hos abonnentstationen.

25 Generelt kan abonnent stationerne ikke bestemme årsagen til problemet. Derfor vælges der hos abonnentstationerne en tilfældig forsinkelse forud for retransmissionen af meddelelsen med henblik på at undgå gentagne kollisioner med andre sendere, der måtte være blevet involverede i 30 den foregående kollision.

En komplikation, der opstår i Aloha-kø-princip-pet, er, at det kan ske, at kanalen bliver ustabil, hvis de tilfælde retransmissionsforsinkelser ikke er lange nok. Når dette sker, bliver kanalen overbebyrdet med 35 retransmissioner, og systemets "throughput" falder til DK 176157 B1 44 nul. En "backoff"-teknik minimerer problemet ved at forøge den enkelte abonnentstations tilfældige, gennemsnitlige retransmissionsforsinkelse med de successive retransmissioner.

5 Implikationerne i retransmissioner på grund af kollision og i styring af stabilitet for adgangsforsinkelse er, at forsinkelserne sædvanligvis har geometrisk fordeling. For at undgå store variationer i forsinkelse er det derfor nødvendigt at lade kanalen operere med en 10 belægning væsentligt mindre end 36%.

Ved en belægning på 20% eller mindre er det usandsynligt, at der vil kræves mere end én retransmission på grund af kollisioner. Hvis man anvender en tilfældig forsinkelse på f.eks. 8 rastere åf 45 ms, vil den 15 totale gennemsnitlige forsinkelse for én retransmission være på 450 ms, idet denne gennemsnitlige forsinkelse indbefatter 1 rasters forsinkelse for den oprindelige transmission, plus 1 rasters forsinkelse for anerkendelsen, plus dé 8 omtalte rastere.

20 For at være sikker på at belægningen ikke er på mere end 20% må vi tage i betragtning den gennemsnitlige tid T mellem opkaldanmodninger pr. abonnent, det totale antal abonnenter N og rastertiden F for værdier mindre end 36%, hvorved belægningen defineres som NF/T. For 25 F = 45 ms, N = 1000 abonnenter og T =» 30 minutter er udnyttelsesgraden 1,5%.

Ved den maksimale belægning på 20% og med en population på 1000 abonnenter, der hver kalder i gennemsnit hvert halve minut, kan trafikken klares med et ra-30 ster på 45 ms, med tilgangsforsinkelser på ca. 45 ms, når der kræves én retransmission, og med en gennemsnitlig adgangstid på ca. 70-80 ms. Prisen for den meget lavere gennemsnitlige forsinkelse er en forøget- forsinkelsesvarians, der for en belægning på 20% eller mere 35 sjældent burde være mere end to retransmissioners varighed, nemlig 1 s.

_ __ _ t_L

. DK 176157 B1 45

Aloha-kø-princippet viser sig at være velegnet til et system med en stor population af abonnenter, der kræver relativt sjælden tilfældig adgang til styrekanalen og bør for de forventede populationsparametre give 5 mulighed for forsinkelser på mindre end 1 s. I modsætning dertil fører systemer med "polling" (abonnenterne anmodes om at kalde op) og fast TDMA til uacceptable forsinkelser.

Samtlige faser i behandlingen af et opkald, her-10 under etablering af opkald, nedbrydning af opkald og tildeling af interval kræver udveksling af information over styrekanalen og/eller over styreafsnittet i tale-intervallet. Der gives herefter en beskrivelse af de forskellige faser i behandlingen af opkald, både hvad 15 angår behandlingen i abonnentstationen og behandlingen i grundstationen.

Identifikationsnummeret SIN for abonnenten fra abonnentstationen og de "drejede” digits er to oplysninger, som i hvert opkald fra en abonnentstation skal være 20 indbefattet i en CALL REQUEST-meddelelse til grundstationen. I tilfælde af opkald fra abonnentstation til abonnentstation drejer brugeren nummeret i et register i abonnentstationens lager. Brugeren igangsætter kommunikationen med grundstationen ved at trykke på sendetasten 25 eller ved at vente et stykke tid. Først når nummeret er komplet og oplagret i abonnentstationen, benyttes radiokanalen. Derfor kan brugeren dreje nummeret langsommere uden at beslaglægge noget af radiostyrekanalens båndbredde eller tid.

30 Fig. 4 viser den sekvens af meddelelser, der tilvejebringes hos abonnentstationerne og grundstationen for at etablere en forbindelse mellem to abonnentstationer. Styrekanalens link level protocol benyttes til at checke de forskellige fejltilstande, der opstår på grund 35 af kanalfejl. Endvidere anerkendes de meddelelser, DK 176157 B1 46 grundstationen modtager på returstyrefrekvens automatisk i det næste styreinterval på fremvejsstyrefrekvensen. De efterfølgende afsnit giver en kort beskrivelse af en meddelelsesudveksling med henblik på opkaldetablering 5 mellem to abonnentstationer.

Når grundstationen fra en abonnentstation A modtager en CALL REQUEST-meddelelse over styrekanalen, undersøger den først det modtagne SIN-signal for fejl. Hvis SIN-signalet er fejlbehæftet, kasseres meddelelsen.

10 Uden et gyldigt SIN-signal er grundstationen ikke i stand til at vide, hvem har sendt meddelelsen. Hvis de drejede eller indtastede digits er ukorrekte eller ukomplette, sender grundstationen over fremvejsstyrekanalen en CLEAR INDICATION-meddelelse til den opkaldende abon-15 nentstation A med statusinformation, der specificerer problemet.

Hvis det første forsøg er i orden og accepteret, dvs. modparten ikke er optaget, allokeres talekanalen overfor den opkaldende abonnent A, og grundstationen 20 sender et PAGE-signal i form af en ankommende opkaldmeddelelse over fremvejsfrekvensen til abonnenten B. Hvis abonnenten B ikke efter to forsøg svarer på PAGE-signalet med en CALL ACCEPTED-meddelelse eller skifter til "optaget" gennem en CLEAR REQUEST-meddelelse, udsen-25 der grundstationen til abonnent A en CLEAR INDICATION-meddelelse med statusinformation om, at modparten er optaget eller ikke svarer på eftersøgningen (page).

Hvis den opkaldte abonnent B accepterer det ankommende opkald, sendes en CALL ACCEPTED-meddelelse til-30 bage til grundstationen, og talekanalen allokeres. Når talekanalsynkroniseringen er udført, frembringer abonnentstationen B en hørbar tone, som abonnenten B kan høre, samt en RINGBACK-tone til abonnentstationen A over talekanalen.

35 Når abonnenten B tager røret op, skifter talein- tervallets styreafsnit fra en sync-ring-indikation til ______/ DK 176157 B1 47 en sync-offhook-indikation, og CALL PROGRESS-meddelelser udveksles mellem abonnentstationerne over talekanalen via grundstationen. På dette tidspunkt afslutter abonnentstationen B den hørbare ringtone og kobler ringback-5 tonen fra talekanalen. Forbindelsen er nu etableret, og der kan udveksles talesignaler og/eller datasignaler.

Et opkald til en ekstern telefon foregår på samme måde som, når man opkalder en anden abonnentstation. Abonnentstationen drejer eller indtaster blot de ønskede 10 digits, trykker på sendetasten og venter. Dette frembringer en radioanmodningsmeddelelse til grundstationen. Grundstationen afgør, om der skal eftersøges en anden abonnentstation eller optages en ekstern forbindelseslinie. I dette tilfælde optages der en ekstern forbin-15 delseslinie og de drejede eller indtastede digits sendes over forbindelseslinien. Medens disse digits udsendes, foretages der tale-allokering for den opkaldende station. Når en abonnentstation modtager CALL-CONNECT-med-delelsen, skifter den frekvens, og den synkroniserer sig 20 selv til den allokerede talekanal. Når talekanalen er klar, kobles abonnentstationens mikrotelefon fra stille tilstand og kobles til den eksterne forbindelseslinie. Derefter frembringer telefonselskabets central alle opkaldtoner.

25 Alle udefra kommende opkald tager en forbindel seslinie til grundstationen. Den opkaldende central sender 2-5 digits, der på entydig måde identificerer den opkaldte abonnentstations SIN-nummer, til grundstationen over den direkte forbindelseslinie (direct inward 30 dialing = DID). Hvis den opkaldte abonnentstation ikke er optaget, sender grundstationen en PAGE MESSAGE over radiostyrekanalen til den pågældende abonnentstation.

Der er her tre mulige situationer. 1) Abonnentstationen accepterer det ankommende opkald, og behandlingen fore-35 går som beskrevet nedenfor. 2) Der fås intet svar. I så ____ __/.·.

DK 176157 B1 48 fald gentager grundstationen eftersøgningsprocessen to gange. Hvis grundstationen efter et givet antal forøg stadigvæk ikke får svar fra abonnentstationen, sendes der en ringback-tone til den opkaldende station. 3) Den 5 opkaldte station er i gang med at kalde op (røret taget af) og sender en CLEAR-REQUEST-meddelelse tilbage over styrekanalen. I så fald får den opkaldende station optaget-tone .

I det tilfælde, hvor eftersøgning lykkes, alloke-10 res talekanalen, der frembringes ringtone hos den opkaldte abonnent, og en hørbar ringback-tone fra abonnentstationen tilbage til den opkaldende abonnent. Når den opkaldte abonnent svarer på opkaldet, dvs. grundstationen detekterer et skift fra "røret på" til "røret ta-15 get af", afbrydes både ringtonen og ringback-tonen. Fra dette tidspunkt er talekanalen klar til samtale.

En normal afslutning på et opkald sker ved, at abonnenten lægger røret på. Grundstationen detekterer dette gennem talekanalens styreafsnit. Når den detekte-20 rer dette, ophæver grundstationen kanalallokeringen. Denne kanal må ikke benyttes igen, før grundstationen konstaterer, at abonnentstationen mister synkronisering på denne kanal. Hvis det opkald, der er ved at blive afbrudt, er bestemt til en anden abonnentstation, sendes 25 der en "rør på "-indikation til den anden abonnent over talekanalens styreafsnit. Abonnentstationerne resynkro-niserer sig selv til RCC-transmisionerne og sender CLEAR REQUEST-meddelelser til grundstationen.

Afslutningen af et opkald kan også finde sted 5 30 sekunder efter, at grundstationen har mistet radiokontakt med en abonnentstation.

En taleforbindelse kan gå "tabt" på grund af fading eller kanalinterferens hos bestemmelsesmodtageren. Hvis der i forbindelsen opstår problemer, udersøges 35 følgende tilstande hos abonnentstationerne og grundsta- ___ _ _ /...

DK 176157 B1 49 tionen: den fra abonnentmodtageren eller grundstationsmodtageren returnerede forbindelseskvalitetsværdi ligger gentagen gange under en forudbestemt tærskelværdi? der er over flere successive transmissioner detekteret tab 5 af ordsynkronisering.

Meddelelserne fra grundstationen udendes over radiostyrekanalen til alle de aktive abonnentstationer. Formålet med den udsendte meddelelse er at give samtlige aktive abonnentstationer besked om ændringer i operation 10 af systemet, f.eks. ændring af frekvens for radiostyrekanalen eller ordre til modemerne om at skifte over til selvtestmode, osv. Disse meddelelser anerkendes ikke af abonnentstationerne.

15 Fjernstyringsprocessorenhed (RPU) RPU-enheden fungerer som styrecomputeren i grundstationen. Den danner interface med CCU-enhederne 18, der kommunikerer med radioudstyret og med PBX-enheden 15, som vist i fig. 2.

20 RPU-enheden 20 koordinerer de fornødne foran staltninger til behandling af radioopkald. RPU-enheden 20 udveksler meddelelser med abonnentstationerne, med PBX-enheden 15 og med CCU-enhederne 18 med henblik på forbindelsesetablering og -nedbrydning. Opkaldbehand-25 lingsfunktionerne indbefatter allokering og desallokering af radiokanalerne. RPU-enheden 20 opretholder også en database, der løbende angiver systemets status. Databasen indeholder information om status for udstyret, abonnentstationerne, forbindelserne og radiokanalerne 30 inden for systemet.

En opkaldetablering begynder, når RPU-enheden modtager en meddelelse enten fra PBX-opkaldprocessoren 24, når det drejer sig om et opkald modtaget over en ekstern linie, eller fra en abonnent, når det drejer sig 35 om et opkald til en ekstern telefon eller en anden abon- ---------/. .. .

DK 176157 B1 50 nent. Kommunikationen fra en abonnent ankommer over radiostyrekanalen via en CCU-enhed 18 i grundstationen. RPU-enheden 20 allokerer en talekanal og udveksler meddelelser med abonnent stationen, PBX-enheden 15 og 5 CCU-enheden 18 med henblik på etablering af forbindelsen.

En forbindelsesnedbrydning begynder med, at der fra PBX-enheden 15 eller en abonnent modtages en meddelelse, der angiver, at røret er blevet lagt på, eller 10 fra CCU-enheden 18, der angiver, at synkronisationen over radiokanalen er gået tabt. RPU-enheden giver CCU-enheden 18 og PBX-enheden 15 besked om at koble fra, og der foretages desallokering af RCC-kanalen.

RPU-enhedens software udfører følgende funk- 15 tioner: 1. Behandling af meddelelser fra abonnent, CCU og PBX vedrørende opkaldetablering, opkaldnedbrydning og kanalallokering.

2. Initialisering og opretholdelse af en skrive/-20 læse-database for systemet.

3. Styring af systemkonsol for at give mulighed for forespørgsler til systemet og manuel systemstyring.

4. Styring af BCC-interface ved styring af BCC-kom-munikatiohers protokol ved asynkron seriel interface på 25 9600 Baud.

5. Styring af PBX-interface på basis af PBX-meddel-elsesprotokol, og 6. Holdelse af transaktionslog med henblik på opnåelse af data for diagnostisering og debitering.

30 RPU-enhedens software styrer én seriel interface til PBX-opkaldprocessoren 24 og serielle interfacer til hver af CCU-enhederne 18 i grundstationen.

RPU-enhedens hardware er implementeret i en Motorola multifunktionscomputer af typen 68000. Denne 35 computer har et RAM-lager på 1 Mbyte og et ikke-sletbart _______Λ . . .

I-------——__ DK 176157 B1 51 diskettelager på 10 Mbytes. Til input/output er der en systemkonsol samt en enhed med 8 asynkrone serielle I datainterfacer.

i Som det fremgår af fig. 5, simulerer RPU-software 5 et system, der indbefatter et planeringsmodul 40 (scheduler), BCC-interfacemoduler 41a, 41b, ... 41n, et PBX-interfacemodul 42, et konsolmodul 43, et loggermodul 44, et meddelelsesbehandlingsmodul 45 (MPM) og et databasemodul 46.

10 Samtlige moduler undtagen databasemodulet 46 styres fra planeringsmodulet 40. De kommunikerer med hinanden gennem et system af postbokse. Databasemodulet 46 er baseret på en samling af subroutiner til adgang til information i databasen.

15 Planeringsmodulet 40 skaber mainline code for RPU-software. Det har ansvar for planering og aktivering af alle andre moduler og for også at opretholde event timers og mailboxes, som muliggør intra- og interprocess kommunikation.

20 BCC-interfacemodulerne 41a, ... 41n styrer en seriel, asynkron interface og en link level protocol. De overvåger også tilstanden for kommunikation med CCU-en-hederne 18.

PBX-interface 42 styrer en seriel, asynkron 25 interface til PBX-opkaldprocessoren 24.

Konsolmodulet 43 skaber systemoperatørinter- face, som muliggør forespørgsler vedrørende systemstatue og modifikationer og meddelelse mellem RPU-enheden 20 og resten af systemet.

30 Loggermodulet 44 skaber rå transaktionsinforma tion med henblik på diagnosticering og systemanalyse.

Meddelelsesbehandlingsmodulet 46 behandler alle de modtagne RCC-, BCC- og PBX-meddelelser. Det udfører al abonnentopkaldetablering og -nedbrydning, som ikke 35 udføres af PBX-enheden 15, og det allokerer radiokana- _________ _/...

DK 176157 B1 52 lerne. Det indbefatter også en baggrundsopgave, der overvåger tilstanden hos CCU-enhederne 18.

Databasemodulet 46 skaber "consistent” interface overfor alle de datastrukturer, der kræves for op-5 kaldbehandling. Det indbefatter en frekvensallokeringsopgave til tildeling af radiokanalerne.

RPU-databasen indbefatter en struktur, der beskriver systemkonfigurationen, herunder information om samtlige abonnenter og tilstanden over samtlige radio-10 kanaler. Disse strukturer beskrives nedenfor: RPU-databasen indeholder en BCC-datastruktur for hver CCU-enhed 18 i systemet.

En tabel over abonnentidentifikationsnumrene (SIN-tabel) indeholder en ordnet liste over samtlige 15 godkendte abonnenter. Listen ordnes for at gøre abonnentvalidering nemmere. SIN-tabellen har en indgang for hver abonnent i systemet.

RPU-software udfører en del af behandlingen af abonnentopkald. Denne behandling finder sted i meddelel-20 sesbehandlingsmodulet. Opkaldbehandlingen foregår ved hjælp af meddelelsesudvekslinger mellem MPM 45, PBX-modulet 42 og samtlige BCC-moduler 41.

Igangsætning af et telefonopkald fra en abonnentstation.

25 Dette afsnit giver en kort beskrivelse af den normale opkaldprocedure for et telefonopkald fra en abonnent. Den opkaldende abonnent tager røret af, drejer et gyldigt telefonnummer (bestemmelsesnummeret) og trykker på sendetasten eller venter et øjeblik. Den opkal-30 dende abonnentstation sender en CALL REQUEST-meddelelse over styrekanalen til grundstationen. RPU-enhedens BCC-moduler 41 modtager RADIO REQUEST-meddelelsen og fører den til MPM-modulet 45. Dette modul foretager enkel validering af de drejede digits og sender en RADIO 35 REQUEST-meddelelse til PBX-modulet 42, der fører med- ____________/·..

DK 176157 B1 53 delelsen videre til PBX-styreprocessoren 24. PBX-opkaldprocessoren 24 validerer disse digits og sender en PLACE CALL-meddelelse tilbage til RPU-enheden 20. MPM-modulet 45 tildeler den opkaldende station et talein-5 terval. MPM-modulet 45 frembringer en CHANGE CHANNEL-ordre til CCU-enheden 18, hvilken ordre indeholder det taleinterval, som den opkaldende abonnentstation har fået tildelt. MPM-modulet 45 frembringer en CALL CONNECT-ordre til den opkaldende abonnentstation, hvil-10 ken ordre tildeler den opkaldende abonnentstation tale-frekvensen og intervallet. MPM-modulet 45 frembringer en ALLOCATE-meddelelse til PBX-opkaldprocessoren 24, hvorved denne beordres til at allokere en meddelelseskanal. På dette tidspunkt er den opkaldende abonnentsta-15 tion klar. Den afventer nu en forbindelse til den opkaldte station gennem PBX-koblematrixen 25. Den opkaldte station kan enten være en abonnentstation eller en telefon, som man får forbindelse med over en forbindelseslinie 14 fra en central.

20

Modtagelse af opkald i en abonnentstation.

Dette afsnit giver en kort beskrivelse af, hvorledes et ankommende opkald til en abonnentstation behandles. PBX-opkaldprocessoren 24 afgør, om et tele-25 fonopkald er beregnet til en abonnentstation. PBX-opkaldprocessoren 24 frembringer en INCOMING CALL-med-delelse, der indeholder information om arten af det ankommende opkald, nemlig om dette opkald ankommer fra en ekstern forbindelseslinie 14 eller fra en anden abon-30 nentstation. RPU-enhedens PBX-modul 42 modtager PBX-meddelelsen fra PBX-opkaldprocessoren 24 og fører den videre til MPM-modulet 45. Hvis opkaldet ankommer fra en anden abonnentstation, opstiller MPM-modulet 45 abonnent-til-abonnent-indekset for både den opkaldende 35 station og den opkaldte station og beordrer de involve- ______ ___ _/.♦♦ DK 176157 B1 54 rede CCU-enheder 18 til at skifte over til intern mode. MPM-modulet 45 frembringer en PAGE-meddelelse til den i INCOMING CALL-meddelelsen specificerede abonnentstation. Den pågældende station svarer med en CALL 5 ACCEPT-meddelelse. MPM-modulet 45 svarer på CALL ACCEPT-meddelelsen ved at frembringe en CHANGE CHANNEL-meddelelse til den egnede CCU-enhed 18 og en CALL CONNECT-meddelelse til den egnede abonnentstation. Derefter frembringer MPM-modulet 45 en ALLOCATE-meddeleΙ-ΙΟ se til PBX-opkaldprocessoren 24, hvorved PBX-koblema-trixen 25 bringes til at foretage den endelige tilslutning for det ankommende opkald.

Genoprettelse efter udfald.

15 Dette afsnit giver en kort beskrivelse om, hvor ledes RPU-enheden 20 reagerer på kanaludfaldet under en igangværende samtale. Den CCU-enhed 18, der har ansvar for talekanalen, kan se, at kanalens synkronisering går tabt, når der er udfald. CCU-enheden 18 frembrin-20 ger en NO-SYNC-meddelelse. BCC-modulet 41 modtager denne meddelelse og lader den gå videre til MPM-modulet 45, der så sender en ON-HOOK-meddelelse til PBX-opkaldprocessoren 24 og bringer abonnentstationen i tomgangstilstand og kanalen i ON-HOOK-tilstanden.

25

Behandling af en ankommende BCC-meddelelse.

En BCC-meddelelse overføres fra CCU-enheden 18 til RPU-enheden 20 gennem en 9600 Baud asynkron interface. Det BCC-modul 41, der behandler den pågældende 30 CCU-interface, læser meddelelsen og checker link-level-informationsbittene for at afkontrollere den ankommende meddelelses integritet. Hvis BCC-modulet 41 konstaterer, at meddelelsen kan accepteres, sendes der en passende anerkendelse tilbage til den udsendende CCU-enhed 35 18. Ellers sendes der besked om at forny forsøget eller __/·.♦ I---------— ----__-__ DK 176157 B1 55 en negativ anerkendelse. BCC-modulet 41 sender nu meddelelsen til MPM-modulet 45. Denne meddelelse placeres i den meddelelsesbehandlende mailbox 48 blandt de mailboxes, der findes hos planeringsmodulet 40 (jf.

5 fig. 6).

Hvis der ikke er mere input fra CCU-enheden 18, og hvis den BCC-mailbox 49, der indeholder udgående meddelelser til CCU-enheden er tom, foretager BCC-modulet 41 "afspærring", og styringen går over til plane-10 ringsmodulet 40.

Planeringsmodulet 40 aktiverer det næste modul i kredsen (round-robin schedule), og dette modul kører, indtil der opstår afspærring, hvorpå planeringsmodulet igen aktiverer et andet modul osv. På et eller andet se-15 nere tidspunkt aktiverer planeringsmodulet MPM-modulet 45.

MPM-modulet 45 aflæser så BCC-meddelelsen sammen med en hvilken som helst anden meddelelse, der måtte være blevet stillet op i kø i mailboxen 48. BCC-med-20 delelsen identificeres og behandles. En sådan behandling kan indbefatte ændringer i databasen og frembringelsen af nye meddelelser. Fig. 6 viser datavejen for en ankommende meddelelse.

25 Frembringelse af en udgående BCC-meddelelse.

Fig. 6 viser også datavejen for en udgående BCC-meddelelse. En udgående BCC-meddelelse frembringes af MPM-modulet 45, når en eller anden særlig hændelse finder sted. Meddelelsen opbygges inden i MPM-modulet 45 30 og føres over til BCC-modulet 41, der betjener den opkaldte CCU-enhed 18. Efter at denne meddelelse og eventuelt andre nødvendige meddelelser er blevet udsendt, og såfremt der ikke er flere meddelelser i MPM's mailbox 48, foretager MPM-modulet afspærring, og sty-35 ringen skifter tilbage til planeringsmodulet.

__ _____ _________/.♦ DK 176157 B1 56 BCC-modulet aflæser meddelelsen fra den tilhørende mailbox 49 og tilføjer den udgående meddelelse de passende link-level-bit, hvorpå meddelelsen i seriel form udsendes til CCU-enheden 18.

5

Behandling af RCC-meddelelser.

En indkommende RCC-meddelelse håndteres nøjagtigt som en indkommende BCC-meddelelse, eftersom RCC-meddel-elsen er en form for BCC-meddelelse. Der dannes altså en 10 udgående RCC-meddelelse, der udsendes på samme måde som en udgående BCC-meddelelse.

Behandling- af en indkommende PBX-meddelelse.

Der modtages en PBX-meddelelse fra PBX-opkald-15 processoren 24. Denne meddelelse tilføres RPU-enheden 20 gennem en asynkron interface på 9600 Baud. Det i fig. 7 viste RPU PBX-modul 42 overtager PBX-meddelel-sen og sender den til MPM-mailboxen 48. Når der ikke er flere ankommende tegn, og når PBX-mailboxen 50, der 20 indeholder udgående PBX-meddelelser, er tom, foretager RPU PBX-modulet 42 afspærring, og styringen overføres til planeringsmodulet 40.

MPM-modulet 45 overtager PBX-meddelelsen sammen med andre, meddelelser, der måtte være blevet stillet op 25 i kø i den tilhørende mailbox 48. PBX-meddelelsen behandles på basis af meddelelsestypen og den i meddelelsen specificerede, nuværende status for abonnenten. Behandlingen kan indbefatte ændringer i databasen, ændringer i abonnentstatus og frembringelsen af nye meddelel-30 ser. Pig. 7 viser datavejen for den ankommende PBX-meddelelse.

/. ..

DK 176157 B1 57

Frembringelse af en udgående PBX-meddelelse.

Der henvises stadig til fig. 7. En udgående PBX-meddelelse frembringes af MPM-modulet 45 som svar på 5 en hændelse. Meddelelsen konstrueres i MPM-modulet 45 og afleveres til PBX-modulet 42. Efter udsendelsé af denne meddelelse og enhver anden nødvendig meddelelse# og såfremt der ikke er flere meddelelser i MPM-mailboxen 48, foretager MPM-modulet 45 afspærring, og styringen 10 overføres til planeringsmodulet 40.

Planeringsmodulet 40 fortsætter med at aktivere andre moduler efter det ovenfor nævnte "round-robin"-princip, indtil RPU PBX-modulet 42 aktiveres.

RPU PBX-modulet 42 overtager PBX-meddelelsen 15 fra mailboxen 50 og sender meddelelsen ud i seriel form til PBX-opkaldprocessoren 24.

Frembringelse af Logger-meddelelser.

På relevante punkter i hvert modul i RPU-program-20 mellet udsendes en meddelelse med relevant information til logger-modulet 44. Denne information tidstemples og udsendes til en fil. Fig. 8 viser vejene for loggerdata.

25 Konsol input/output-modul.

Konsol-modulet 43's indgangsdel sørger for ordreetablering, genkendelse og ordrevalidering. Gyldige konsolordrer er i stand til at udspørge og opdatere RPU-databasen og sende meddelelser til RPU-modulerne. Ud-30 gangssignalet fra konsol-display-ordrer føres direkte ud til konsol-portkredse.

DK 176157 B1 58

Planeringsmodul.

Planeringsmodulet 40 er et specielt system- j modul, der har ansvar for styring af samtlige andre j 5 RPU-moduler. Planeringsmodulet 40's hovedansvar er at udvælge det næste modul, der skal operere og skabe inter- og intra-modulkommunikation.

Medens de forskellige RPU-moduler kan opfattes som separate moduler, er alle disse moduler i realiteten 10 én enkelt anvendelse af et Regulus-operativt system. Det er planeringsraodulet 40, der udfører den omtalte round-robin-uddeling til de andre RPU-moduler. Planeringsmodulet 40 styrer stakken for hvert af RPU-pseudomodulerne ved allokering af en given del af stak-15 rummet til hvert af pseudomodulerne på startup tidspunk tet. Umiddelbart før hvert modul skal sættes i gang, bringer planeringsmodulet 40 en stakpil til at skifte og pege på den passende stakadresse for det pågældende modul. Pig. 9 viser et lagerkort for RPU-modulet 20.

20 De enkelte RPU-moduler kører, indtil de blokeres.

Nar et modul blokeres, overføres styringen tilbage til planeringsmodulet, der så lader et andet modul køre. Et modul kan blokeres på forskellige måder: ved at fremkalde GETEVENT (), hvilket tvinger modulet til at blokere, 25 indtil en hændelse er i gang, eller ved at frembringe WAIT(), hvilket blokerer modulet et givet antal sekunder, eller ved at frembringe BL0CK(), hvorved der foretages blokering over én omgang i nævnte round-robin-pla-neringssløjfe.

30 En anden hovedfunktion planeringsmodulet 40 har, er inter-modulkommunikation mellem modulerne. Nævnte mailboxes benyttes som midlet til at sende eller modtage meddelelser til eller fra andre moduler. Hvert modul kan undersøge, om der er forsendelse i sin mailbox ved hjælp 35 af MAILREAD()-signalet. Ligeledes kan et modul udsende __ /.·· .

DK 176157 B1 59 til et andet modul ved hjælp af MAILSEND()-signalet. Planeringsmodulet holder en separat mailbox for hvert af de moduler, der er inkluderet i planeringssløjfen. Nar et modul udsender en meddelelse til et andet modul, ko-5 pieres meddelelsen i den adresserede mailbox. Nar det senere er den mailbox, der skal køre, undersøger planeringsmodulet sin mailbox for at konstatere, om der deri er en meddelelse. Hvis det er tilfældet, frembringer planeringsmodulet 40 en hændelse af typen MAIL, som 10 tvinger modulet til at blive deblokeret, hvis det var blevet blokeret af GETEVENT(), hvorved modulet kan køre.

Planeringsmodulet holder også en liste over hændelserne for hvert modul i sløjfen. Disse hændelser kan være mail (post) eller tidshændelser. Mailhændelser 15 frembringes, når planeringsmodulet konstaterer, at der foreligger meddelelser til det igangværende modul. Et modul kan opstille tidshændelse på listen ved at kalde PUTEVENT() med det antal sekunder, der skal ventes, før en hændelse tilvejebringes. Planeringsmodulet 40 20 checker modulets hændelsesliste i hver omgang i sløjfen for at søge efter tidsudløb. Når der detekteres tidsudløb, bringes det passende modul til at køre, og hændelsen returneres til modulet gennem GETEVENT()-signalet .

25 Planeringsmodulet 40 indeholder rutiner, som benyttes til initialisering af RS-232-interfacer mellem CCU-enheden 18 og RPU-enheden 20 og mellem PBX-enhe-den 15 og RPU-enheden 20. Disse rutiner, der tager eksklusiv softwarekontrol over RS-232-interfacer, afbry-30 der den sædvanlige behandling af styresekvenserne i Regulus-operationssystemet. Andre rutiner benyttes til at tømme l/o-bufferkredsene og foretage indlæsning og aflæsning af afsluttende input og output. Planeringsmodulet 40 holder også øje med systemtiming for samtlige 35 RPU-moduler.

___________/.·. .

DK 176157 B1 60 BCC-interfaceinodul.

Hvert BCC-modul 41 skaber interface mellem en CCU-enhed 18 og de andre softwaremoduler i RPU-enheden 5 20. Meddelelserne mellem CCU-enheden 18 og RPU-enhe- den 20 består af binære data i variabel længde, hvilke data sendes over en asynkron kommunikationsforbindelse. BCC-modulet 41 har ansvar for meddelelsesintegritet over forbindelsen, der indbefatter fejldetektering, sek-10 vensdannelse for meddelelserne og anerkendelse af meddelelserne.

Hardwareinterfacen mellem CCU-enheden 18 og RPU-enheden 20 er en asynkron interface RS-232 på 9600 Baud.

15 Input til dette modul 41 indbefatter meddelel ser fra CCU-enheden eller fra andre RPU-softwaremoduler. Meddelelser udgår fra dette modul enten til CCU-enheden via RS-232-interfacen eller til andre RPU-softwaremoduler via den pågældende mailbox.

20 Formålet med modulet 41 er at behandle meddel elsestrafikken mellem RPU-enheden 20 og CCU-enheden 18. Dette modul 41 foretager kontinuerligt check på de fra CCU-enheden 18 ankommende meddelelser og dirigerer dem til det pågældende RPU-softwaremodul. Lige-25 ledes foretager dette modul kontinuerligt check på meddelelser fra andre RPU-softwaremoduler til en CCU-enhed 18. En alternerende bitprotokol benyttes til at begrænse ventende meddelelser, dvs. ikke anerkendte meddelelser, til én i hver retning. Sekvens- og anerkendelsesbit 30 tjener som nødvendig rutestyring til udførelse af denne funktion. Protokollen beskrives mere detaljeret i de efterfølgende afsnit.

I den efterfølgende redegørelse betegnes en enhed, der kan behandle meddelelser ved "vi" eller "os", 35 medens den anden betegnes ved "de" eller "dem". Proto- ____/.·· DK 176157 B1 61 kolien kan forklares ved angivelse af de foranstaltninger, der tages, når en meddelelse modtages. Der er kun fire grundliggende foranstaltninger, der afhænger af to betingelser. Disse betingelser bestemmes ved sammenlig-5 ning af sekvens- og anerkendelsesbittene i den modtagne meddelelse med de forventede bit.

I en ankommende meddelelse er ACK-bitten som forventet, hvis den er den samme som SEQ-bitten i vores sidst udsendte meddelelse. Ligeledes er SEQ-bitten som 10 forventet, hvis den afviger fra SEQ-bitten i den sidst modtagne meddelelse. Med andre ord er de forventede betingelser, at en ankommende meddelelse anerkender vores sidste meddelelse, og vi' forventer også, at hver ankommende meddelelse er en ny meddelelse.

15 De forholdsregler, der tages ved modtagelse af en meddelelse, opsummeres nu for fire kombinationer på basis af de ovenfor angivne betingelser: 1. ACK som forventet? SEQ som forventet. Vor sidst udsendte meddelelse markeres som anerkendt, hvilket 20 giver os mulighed for at sende en ny meddelelse. Den ny ankomne meddelelse behandles, dvs. anerkendes i den næste meddelelse, vi sender.

2. ACK som forventet? SEQ ikke som forventet. Vor sidst udsendte meddelelse markeres som anerkendt, hvil- 25 ket giver os mulighed for at sende en ny meddelelse. Den ny ankomne meddelelse kasseres, dvs. anerkendes ikke.

3. ACK ikke som forventet? SEQ som forventet. Hvis vi har sendt en meddelelse, som endnu ikke er blevet anerkendt, sender vi den igen. Hvis ikke vi har en sådan 30 meddelelse, er der et eller andet galt på bestemmelsesstedet, og vi skal foretage resetning (Reset) som beskrevet nedenfor. Den ny ankomne meddelelse behandles.

4 ACK ikke som forventet? SEQ ikke som forventet.

Vor sidst udsendte meddelelse er ikke blevet modtaget på 35 bestemmelsesstedet. Vi genudsender meddelelsen og kasserer den ny ankomne meddelelse.

__________Λ-.

DK 176157 B1 62

Reset-bitten benyttes til at resette SEQ- og ACK-bittene. Når vi modtager en meddelelse med reset-bit på, skal meddelelsen accepteres som en ny meddelelse uanset dens SEQ-bit, og denne meddelelse bør anerkendes.

5 ACK-bitten på den modtagne meddelelse reflekterer SEQ-bitten i vores sidste meddelelse, som de har modtaget fra os. Vi bør "toggle" denne bit, før vi sender den næste meddelelse. Hvis vi eksempelvis modtager en meddelelse, hvis ACK/SEQ-digit er "4" (Reset=l, ACK=0, 10 SEQ=0), bør ACK/SEQ-digit i svaret være "1" (Reset=»0, ACK=0, SEQ»1). Begge parter kan foretage resetning, når den mener, at protokollen er gået ud af trit.

Når vi modtager en meddelelse fra dem og ikké har nogen ny meddelelse, der venter, eller et standardsvar, 15 der ikke straks ankommer, vil vi anerkende meddelelsen ved at sende en speciel ACK-meddelelse, ACK-bitten anerkender den modtagne meddelelse, men SEQ-bitten ændrer sig ikke fra den sidste meddelelse, vi har sendt. Dette bringer modparten til at behandle anerkendelsen og kas-20 sere den nyankomne meddelelse. Indholdet i denne meddelelse er en nul-meddelelse. Da denne meddelelse under alle omstændigheder kasseres, er meddelelsens indhold irrelevant.

25 PBX-interfacemodul.

PBX-modulet 42 skaber interface mellem UTX-250 PBX-opkaldprocessoren 24 og de andre softwaremoduler i RPU-enheden 20. Meddelelserne mellem de to enheder er efter ASCII-standard. ASCII-tegnet defineres her som 7 30 eller 8 bit ASCII. Bade PBX-opkaldprocessoren 24 og RPU-enheden 20 skal være i stand til at acceptere tegn med ulige eller ulige paritet eller uden paritet. Teksten i meddelelserne består af kæder af variabel længde eller trykbare tegn.

35 Hardwareinterfacen mellem PBX-opkaldprocessoren 24 og RPU-enheden 20 er en asynkron interface RS-232 på 9600 Baud.

DK 176157 B1 63

Input til PBX-modulet 42 inbefatter meddelelser, der modtages fra PBX-opkaldprocessoren 24 eller fra andre RPU-softwaremoduler. Meddelelser udgår fra dette modul til PBX-opkaldprocessoren 24 eller til 5 andre RPU-softwaremoduler via den pågældende mailbox.

Formålet med PBX-modulet 42 er at behandle meddelelsestrafikken mellem RPU-enheden 20 og PBX-opkaldprocessoren 24. Dette modul foretager kontinuerligt check af modtagne meddelelser fra PBX-opkaldprocessoren 10 24 og dirigerer dem til det pågældende RPU-softwaremo- dul. Ligeledes foretager modulet kontinuert check på meddelelser fra andre RPU-softwaremoduler, som PBX-opkaldprocessoren 24 skal have forbindelse med.

Hvert tegn, som modtages hos PBX-opkaldprocesso-15 ren 24, checkes for lighed med tegnet >, som angiver begyndelsen af en meddelelse eller et slædereturtegn, der angiver afslutningen af en meddelelse. Dette modul er i stand til at handle meddelelsestrafik i fuldduplex.

20 Konsolmodul.

Konsolmodulet 43 er det "vindue", der giver operatøren adgang til RPU-enheden 20's aktuelle status. Konsollen giver mulighed for løbende at fremvise information vedrørende abonnenternes status og radio-25 kanalernes status, ændre forbindelses- og kanalstatus og sende meddelelser til PBX-enheden 15 og CCU-enhederne 18. Konsollen behandler den indkomne strøm fra terminalen og udfører den ønskede ordre.

Konsolmodulet 43 skaber interface til grundsta-30 tionens operatørterminal. Konsolmodulet 43 behandler input fra terminalen og udfører ordren. Dataene hentes fra og indlæses i databasen, informationen fremvises på terminalskærmen og meddelelser udsendes til andre moduler. Dette moduls interfacer indbefatter: 35 1) Tegn indlæses gennem operatørens tastatur.

DK 176157 B1 64 2) Tegn udlæses til operatørskærmen.

3) Data hentes fra eller indlæses i databasen.

4) Meddelelser sendes til PBX-, BCC- og meddelelsesbehandlingsmoduler.

5 Et sæt analyserutiner indlæser tegn fra operatør tastaturet. Der fremvises opfordring til dataindlæsning ved begyndelsen af hver ordrelinie, dataene indsættes i bufferkredse, redigeringstegnene behandles, inputdataene fremvises på skærmen og dataene afgrænses af mærker. Mår 10 analyserutinen forsynes med et sæt datastrukturer, der beskriver alle mulige ordrer og gyldige mærker inden for hver ordre, er analyserutinen i stand til at foretage genkendelse af de indlæste data, reagere på forespørgsler og fremvise ledeord for dataindgang. Hvert mærke 15 checkes for at kontrollere, om det er den type data, man forventer. Nøgleordene sammenlignes med en liste over acceptable indgange, og "numbers” (tal/nr) konverteres til "integers". Når den indlæste ordrelinie er komplet, foretages der yderligere kontrol. Numrene checkes for at 20 se, om de ligger inden for et givet område, og for nogle ordrers vedkommende checkes systemstatus, inden ordren udføres.

Ordrerne deles op i tre grupper: 1) ordre til at fremvise information fra databasen, 2) ordre til ændring 25 af datbasen og 3) ordre til udsendelse af meddelelser.

Der kan fremvises information om status for abonnent, forbindelse, CCU og kanal. Samtlige fremvisningsordrer kræver, at der hentes information fra databasen, samt formatering af data til operatørskærmen. Ordrerne til 30 modifikation indbefatter muligheden for at tvinge en abonnentforbindelse ind på en given kanal og mulighed for at oplåse og aflåse kanaler. Disse modifikationsordrer benyttes til kontrol af frekvensallokeringsalgoritmen. Samtlige modifikationsordrer indlæser i databasen.

35 Fra konsolmodulet 43 kan PBX-, BCC- og RCC-med- delelser udsendes til forskellige andre moduler i syste- _____ _/... .

DK 176157 B1 65 met. En SENDMSG-ordre opfordrer operatøren til at give al fornøden information for meddelelsen, hvorpå meddelelsen formateres og føres videre til det angivne modul. PBX-meddelelser sendes til RPU PBX-modulet 42, der 5 sender meddelelsen ud til PBX-opkaldprocessoren 42.

BCC- og RCC-meddelelser kan sendes fra RPU-enheden 20 til CCU-enhederne 18 via BCC-modulerne 41, der til de udgående meddelelser føjer link level protocol-bit-tene. Input fra CCU-enhederne 18 simuleres, og meddel-10 eiser inklusive bade BCC- og RCC-meddelelserne føres videre til MPM-modulet 46.

Loggermodul.

Loggermodulet 44 har ansvar for logging af 15 RPU-hændelser eller meddelelser. Loggermodulet 44 holder følgende tre disk filer: en transaktionslog med information som debiteringsinformation, en fejllog af fejlbehæftede meddelelser og en meddelelseslog, der består af systemvarselsmeddelelser, 20 Loggermodulet 44 udgøres af et sæt subrutiner, der kaldes fra de andre RPU-moduler. Hver subrutine har ansvar for tidstempling af meddelelsen og indlæsning af meddelelsen i den pågældende disk fil. Hver subrutine har et globalt flag, der angiver, om meddelelser skal 25 logges eller ej. Disse flag settes og og resettes med ordrer fra konsollen.

Meddelelsesbehandlingsmodul (MPM).

MPM-modulet 45 udfører opkaldbehandlingsfunk-30 tioner på højt niveau mellem PBX-enheden 15 og abonnentstationerne. Det har ansvar for sådanne opkaldsbehandlingsfunktioner som indledende søgninger, allokering af talekanaler og styring af call progress toner både for abonnenttelefoner og eksterne telefoner. MPM-35 modulet 45 behandler også statusmeddelelser, som det DK 176157 B1 66 modtager fra CCU-enhederne 18. Eksempelvis behandler MPM-modulet 45 kanalstatusinformation vedrørende forbindelseskvaliteten eller "rør på"-tilstanden hos abonnenten.

5 MPM-modulet 45 er organiseret som en "state machine", hvor PBX- og BBC-meddelelser er "tokens" til den meddelelsesbehandlende "state machine". MPM-modulet 45 behandler disse tokens ved opdatering af databasen, afgivelse af de fornødne svar og derefter overgang til 10 den næste state.

MPM-modulet 45 anvender systemets mailbox, som planeringsmodulet 40 opretholder, til modtagelse og overføring af meddelelser til og fra andre RPU-moduler. MPM-modulet 45 bruger subrutiner i database-modulet 15 for at optage eller opdatere state-information i databasen.

Som nævnt foroven er MPM-modulet 45 organiseret som en state machine. Tokens, som fremtvinger behandling består af meddelelser eller "timeouts". MPM-modulet 45 20 bestemmer typen af token (dvs. timer, RCC-meddelelse, PBX-meddelelse, osv.) og den abonnentstation eller -kanal, som token vedrører. MPM-modulet 45 behandler token ved at frembringe de korrekte meddelesessvar og bevirke overgang til den næste state.

25 MPM-modulet 45 består faktisk af to state- tabeller. Den i fig. 10 viste RCC-state machine bruges til at behandle meddelelser fra PBX-opkaldprocessoren 24 eller RCC-meddelelser fra en abonnentstation. Den i fig. 11 viste kanal state machine bruges til at behandle 30 meddelelser, der modtages fra en CCU-enhed 18.

Til at begynde med er samtlige abonnenter i RCC idle-tilstand og samtlige kanaler i kanal idle-tilstand, hvilket angiver, at der ikke er oprettet forbindelser eller forbindelser i gang.

35 Por et typisk opkald udefra til en abonnent er tilstandsændringerne som følger. En ekstern opkaldmed- ___________/· · · DK 176157 B1 67 delelse modtages fra PBX-opkaldprocessoren 24, hvilken meddelelse indbefatter telefonnummeret for den abonnent-station, der kaldes op. En PAGE-meddelelse udsendes til abonnentstationen, og abonnentstationens tilstand skif-5 ter til PAGE. Når der fra abonnentstationen modtages en CALL ACCEPT-meddelelse, skifter abonnentstationens tilstand til ACTIVE. På dette tidspunkt tildeles en kanal og PBX-opkaldprocessoren 24, CCU-enheden 18 og abonnentstationen får besked om kanaltildelingen. Kanalen 10 placeres i en RING SYNC-WAIT-tilstand (fig. 11). Når CCU-enheden 18 angiver, at der er opnået synkronisering, skifter kanaltilstanden til SYNC RING. Når CCU-enheden 18 til sidst angiver, at abonnenten har taget røret af, skifter kanalen til SYNC OFFHOOK-tilstand.

15 Denne SYNC OFFHOOK-tilstand angiver, at der et etableret taleforbindelse.

Et opkald fra abonnent til abonnent begynder med en CALL REQUEST-meddelelse, som modtages fra den opkaldende abonnentstation. Den opkaldende abonnentstation 20 skifter til DIAL-tilstand, og en RADIO REQUEST-meddelelse sendes til PBX-opkaldprocessoren 24. PBX-opkaldprocessoren 24 udsender en PLACE CALL-meddelelse til den opkaldende abonnentstation og en INCOMING CALL-meddel-else til den opkaldte abonnentstation. Som svar på PLACE 25 CALL-meddelelsen allokeres der en kanal, og PBX-opkaldprocessoren 24, CCU-enheden 18 og den opkaldende abonnentstation far besked om denne tildeling. Den opkaldende abonnentstations kanaltilstand skifter til OFFHOOK SYNC WAIT, indtil kanalen bliver synkroniseret.

30 Nar grundstationens CCU-enhed detekterer transmissionen fra den opkaldende abonnent, frembringer den en SYNC OFFHOOK kanalmeddelelse. RPU-enheden 20 behandler denne kanalmeddelelse ved ændring af kanaltilstanden til SYNC OFFHOOK-tilstanden. En ankommende opkaldmeddelelse 35 til den opkaldte abonnentstation behandles på samme måde _____________/ · · · DK 176157 B1 68 som en ekstern opkaldmeddelelse, som beskrevet foroven. Desuden stilles de i forbindelsen involverede kanaler til intern mode, når begge abonnentstationer er synkroniserede.

5 Nedbrydningen begynder, når en af parterne i for bindelsen lægger røret på. Når der lægges rør på et eksternt apparat, modtager MPM-modulet 45 fra PBX-opkald-processoren 24 en ONHOOK-meddelelse. Når en abonnentstation skifter til ONHOOK, sender CCU-enheden 18 en 10 meddelelse, der angiver, at abonnentstationen har skiftet til ONHOOK. I begge tilfælde får modparten besked om nedbrydning, kanalen skifter til DXSCONNECT-tilstanden, og abonnentstationen skifter til TEARDOWN-t i Istanden.

Når CCU-enheden 18 angiver, at synkroniseringen er 15 gået tabt, skifter kanalen og abonnentstationen tilbage til idle-tilstand.

Baggrundsopgaver.

En baggrundsopgave-rutine er implementeret i MPM-20 modulet 45. Baggrundsopgaven har oprindeligt forbindelse med CCU-enhederne 18 efter kold eller varm restart. Når systemet er i drift, overvåger baggrundsopgaven CCU-enhederne 18 for at holde databasen i gang, og der tildeles en RCC-enhed.

25 BCC-meddelelser, der frembringes både af CCU-en hederne 18 og BCC-modulerne 41, modtages fra BCC-mo-dulerne 41. Meddelelser sendes til CCU-enhederne 18 via BCC-modulerne 41. Dataene indlæses i og aflæses fra databasen.

30 I starten får samtlige CCU-enheder 18 tilsendt BASEBAND QUERY-meddelelser, for at RPU-enheden 20 kan bestemme systemets nuværende tilstand. Al information modtaget fra basisbånd-hændelse eller svarmeddelelser oplagres i RPU-databasen. Når RPU-enheden 20 modtager 35 en basisbånd-hændelsesmeddelelse, som angiver, at en ______/...

DK 176157 B1 69 CCU-enhed 18 er klar og ikke resat (eksempelvis er CCU-enheden endnu ikke koblet helt ind), markeres den frekvens, der tildeles CCU-enheden 20 som værende allokeret. CCU-enheden 18 får derefter tilsendt 5 CHANNEL QUERY-meddelelser med henblik på opdatering af databasen efter systemets nuværende tilstand. CCU-ini-tialiseringen er fuldført, når hver CCU-enhed 18 enten har svaret til samtlige ventende query-meddelelser, eller når det er konstateret, at CCU-enheden 18 er 10 koblet fra. På dett tidspunkt får hver enkelt CCU-enhed 18, der har angivet, at den var klar og resat (dvs. at CCU-enheden lige netop er blevet koblet ind), tildelt en frekvens. Hvis der ikke er tildelt nogen styrekanal til en CCU-enhed 18, forsøger RPU-enheden 20 at tildele 15 styrekanalen. Det første valg er at tildele styrekanalen CCU-enheden 18 på den første frekvens, idet det er der, abonnenten først søger efter RCC-enheden. Det næste valg vedrører enhver CCU-enhed 18, hvor O-intervallet ikke er i brug, og det sidste valg vedrører en CCU-enhed 20 18 med en forbindelse i O-intervallet. Hvis samtlige allerede i drift værende CCU-enheder 18 allerede har en forbindelse i O-intervallet, afsluttes en af forbindelserne i O-interval, og styrekanalen tildeles dette interval. · 25 Når RPU-enheden 20 har kommunikeret med samtlige CCU-enheder 18, overvåges CCU-enhederne 18*s tilstand via statusmeddelelser, som modtages fra CCU-enhederne 18 eller BCC-modulerne 41. BCC-modulerne 41 foretager kontinuerlig overvågning af kommunikations-30 vejen til hver enkelt CCU-enhed 18. En CCU-enhed 18 anses for at være ude af drift, når en basisbånd-hændel-sesmeddelelse modtages, som angiver, at CCU-enheden ikke er klar. På dette tidspunkt markeres CCU-enheden 18 som værende ikke-klar i databasen. Endvidere nedbrydes 35 samtlige forbindelser, og samtlige kanaler føres tilbage DK 176157 B1 70 til default-tilstand, og den frekvens, der er tildelt CCU-enheden 18, desallokeres. Hvis CCU-enheden 18 indeholdt styrekanalen, tildeles der en ny styrekanal.

Når der modtages en basisbånd-hændelsesmeddelel-5 se, der angiver, at en CCU-enhed 18 er klar og resat, tildeles CCU-enheden en frekvens. Hvis der på dette tidspunkt ikke er tildelt nogen styrekanal til en CCU-enhed 18, tildeles den resatte CCU-enheds O-interval styrekanalen.

10 Hvis der modtages en basisbånd-hændelsesmeddelel- se, der angiver, at en CCU-enhed 18 har mistet kommunikation med RPU-enheden 20, sendes der til CCU-enheden 18 CHANNEL QUERY-meddelelser (en for hver af de fire kanaler) for at opdatere RPU-databasen med den nuværende 15 tilstand for hver af CCU-kanalerne. Nar der modtages et svar på hver CHANNEL QUERY-meddelelse, opdateres i databasen den nuværende kanaltilstand og forbindelsesinformation. Hvis en kanal befinder sig i SYNC WAIT-tilstand, antages det, at abonnenten ikke længere er involveret i 20 forbindelsen, og denne forbindelse nedbrydes.

I starten udspørger RPU-enheden 20 CCU-enheder-ne 18 om deres udgangstilstand. CCU-enhederne 18 udsender også hændelsesmeddelelser, hver gang de er ved at blive koblet ind, eller når de ændrer tilstanden. Med-25 delelsesudvekslingen holder RPU-databasen a’jour roed systemets nuværende tilstand.

Databasemodul.

Databasemodulet 46 indeholder de fornødne data-30 base-interfacerutiner til adgang til databasen. De skaber en koncis, enkeltrådet interface til databasen for et hvilket som helst modul, der kræver adgang til den i databasen indeholdte information. Hovedparten af tilgangsrutinerne knytter sig til SIN-tabellen og BCC-ta-35 bellen. Tilgangen til samtlige felter i disse tabeller skabes af tilgangsrutinerne.

_______ /·..

DK 176157 B1 71

Databasemodulet har også ansvar for initialisering af databasen ved start-up. Samtlige signifikante felter initialiseres til passende værdier ved hjælp af databasemodulets initialiseringsdel.

5 Databasemodulet skaber følgende rutiner: 1) rutiner for TTY-initialisering, 2) en binær søgerutine for abonnenteftersøgning i SIN-tabellen, 3) rutiner og tabeller for frekvens-til-CCU-10 "mapping", 4) styring af diagnostisk display-information, og 5) frekvensallokering.

Databasemodulet 46 er en samling rutiner, der sikrer andre modulers styret adgang til databasen. Ved 15 at styre alle tilgange gennem databaserutinerne holdes databasen i hovedsagen skjult for eksterne moduler. Dette giver mulighed for at ændre databasen uden at kræve modifikationer i de andre moduler. Når databasen ændres, er det kun interfacerutinen for den ændrede del af data-20 basen, som man behøver at ændre.

Frekvensallokeringsopgave.

Den frekvensallokeringsopgave, som udføres af RPU-enheden 20, har til formål at vælge en passende 25 frekvens og et passende interval for en abonnentstation, der anmoder om en talekanal. Udvælgelsesalgoritmen tager hensyn til opkaldtypen (intern eller ekstern) og raodula-tionsniveauet (16-niveauer eller 4-niveauer).

Selv om frekvensallokeringsopgaven funktionelt er 30 uafhængig af databasemodulet 46, er den tæt knyttet til datastrukturerne i databasen. Som følge heraf beskrives denne funktion adskilt fra databasemodulet, selv om den teknisk set er en rutine i databasemodulet 46.

Frekvensallokeringsopgaven benyttes af MPM-enhe-35 den under opkaldetableringen. Den gør kraftigt brug af datastrukturerne i databasemodulet.

DK 176157 B1 72

Samtlige anmodninger om frekvensallokering falder inden for den ene eller den anden af to kategorier. Den første vedrører eksterne kilder og den anden interne destinationer. Kategorien interne destinationer dækker 5 over den ankommende del (destination) af et internt opkald. Kategorien eksterne kilder dækker over alle de andre tilfælde, der indbefatter eksterne opkald, hvad enten det drejer sig om ankommende eller udgående opkald, eller om oprindelsen af et internt opkald.

10 Input til frekvensallokeringsopgaven består af et indeks til SIN-tabel for den abonnentstation, der anmoder om en kanal, og indekset til SIN-tabel for den opkaldende abonnentstation. Indekset for den opkaldende abonnentstation er kun gyldigt, når kanalen sættes op 15 for et opkald med intern destination. I alle andre tilfælde er den opkaldende abonnentstations indeks et forudbestemt ugyldigt indeks defineret som DB NULL. Disse indekser skaber adgang til al den fornødne information til allokering af en passende kanal, dvs- frekvens og 20 interval.

Frekvensallokeringsrutinen tilbagesender TRUE, hvis det lykkes at allokere en kombination af frekvens og interval; ellers tilbagesender den FALSE. Den valgte frekvens og det valge interval, såfremt de allokeres, 25 indlæses i SIN-tabel for den abonnentstation, der anmoder om frekvenstildeling.

Hver frekvens er delt op i fire TDM-intervaller. RPU-databasen foretager optælling af, hvor mange intervaller er tilgængelige i hver position. Nar en anmodning 30 om allokering falder inden for kategorien eksterne kilder, udvælges der et interval i den interval-position, der svarer til det største antal frie positioner. Nar der er udvalgt en interval-position, udvælges den første tilgængelige frekvens i dette interval. Når et opkald 35 falder inden for denne kategori, har det faktisk ingen DK 176157 B1 73 betydning, hvilket interval der vælges, men denne teknik har tendens til at fordele systembelastningen jævnt over samtlige intervaller, og den bevirker - hvilket er mere vigtigt - en forøgelse af sandsynligheden for optimal 5 intervaltildeling for begge parter i et internt opkald. Dette er sandt, fordi systemtimingkalkulationer har vist, at den optimale intervaltildeling for et opkald fra abonnent til abonnent foreligger, når grundstationens sendeinterval for hver enkelt abonnent ligger i det 10 samme interval på forskellige frekvenser. Ved at tildele den opkaldende part i et opkald fra abonnent til abonnent den mest tilgængelige interval-position er der i tidens løb større sandsynlighed for, at den opkaldte abonnentstation vil være i stand til at tildele den sam-15 me interval-position på en anden frekvens. Hvis positionen nr. 2 eksempelvis er den mest tilgængelige position, udvælges den. Når den opkaldte abonnentstations allokeringsanmodning behandles, er det mere sandsynligt, at et andet interval i position nr. 2 er tilgængeligt og kan 20 udvælges, hvorved der opstår optimal interval-til-inter-val-tildeling.

Når en anmodning om allokering falder inden for kategorien intern destination, udvælges det interval, der skal tildeles i en udvælgelsestabel. Udvælgelsesta-25 bellen indeholder lister fra den mest til den mindst Ønskelige interval-positionstildeling for den opkaldte abonnent. Denne ordning er baseret på interval-tildelingen for den opkaldende abonnent. Indtil nu er modulationstypen ikke blevet nævnt. Dette beror på, at de 30 grundliggende regler for allokering ikke ændrer sig ved udvælgelse af 4- og 16-intervaller, bortset fra en en kelt vigtig undtagelse, nemlig at der for en forbindelse af 4-typen kun kan allokeres O-interval eller 2-inter-val. På grund af denne undtagelse og af det forhold, at 35 to abonnenter kunne blive indstillet på forskellige mo- -—- --------------- DK 176157 B1 74 dulationstyper, kræves der ialt fire unikke udvælgelsestabeller for at dække over samtlige mulige opkaldkombinationer. Disse tabeller er angivet nedenfor.

5 Tabel 6

Oprindelses- 1. valg 2. valg 3. valg 4. valg interval 10 interval 00132 interval 11023 interval 22130 interval 33021 rating—> (1) (2a) (2b) (3) 15 foretrukken interval-udvælgelsestabel for interne opkald fra 16-oprindélse til 16-destination.

Det bemærkes, at der i hver tabel er angivet en 20 tilhørende "rating", der angiver et givet intervals øn skelighed. Det mest ønskede interval vil have en rating på 1, og mindre ønskede intervaller ratings på 2, 3 osv. Hvis to eller flere søjler i en tabel har samme grad af Ønskelighed, tildeles de det samme nummer efterfulgt af 25 bogstav a, b, c osv, således at tre søjler, hvor rating angives ved 2a, 2b, 2c osv. har samme omfang af ønske lighed i vilkårlig rækkefølge.

DK 176157 B1 75

Tabel 7

Oprindelses- 1. valg 2. valg 3. valg 4. valg 5 interval interval 00123 interval 22301 rating—> (la) (lb) (2a) (2b) 10 foretrukken interval-udvælgelsestabel for interne opkald fra 4-oprindelse til 16-destination.

15 Tabel 8

Oprindelses- 1. valg 2. valg interval interval 002 20 interval 102 interval 220 interval 320 rating—> (1) (2) 25 foretrukken interval-udvælgelsestabel for interne opkald fra 16-oprindelse til 4-destination.

DK 176157 B1 76

Tabel 9

Oprindelses- 1. valg 2. valg 5 interval interval 002 interval 220 rating—> (1) (2) 10 foretrukken interval-udvælgelsestabel for interne opkald fra 4-oprindelse til 4-destination.

Frekvensallokeringsopgaven har to indgange, der 15 skaber adgang til afgørende information, til passende udvælgelse af frekvens og interval.

Det første input er indeks til SIN-tabel for den abonnentstation, der anmoder om en kanal. Med dette indeks kan frekvensallokeringen bestemme default-modula-20 tionstypen for den opkaldende abonnent. Det fortællér også rutinen, hvor resultaterne af dens udvælgelsesalgoritmer skal placeres, dvs. frekvensnummer og interval-nummer.

Det andet input til frekvensallokeringsopgaven 25 angiver kategorien af anmodning om frekvens/interval. Værdien af det andet input er enten et indeks til SIN-tabel eller den ovenfor definerede ugyldige værdi DB NULL. Hvis der modtages et gyldigt indeks, identificeres anmodningen om frekvensallokering som destinationsdelen 30 af et abonnent-til-abonnent opkald, og udvælgelsestabellerne bør tages i brug. Hvis der modtages DB NULL, anses anmodningen for at falde inden for kategorien ekstern kilde, og algoritmen for "mest tilgængelig interval-position" tages i brug.

35 Frekvensallokeringsopgaven vender tilbage til TRUE, hvis det lykkes at allokere en kombination af fre- _____/·..

DK 176157 B1 77 levens og interval; ellers vender den tilbage til FALSE. Dette har også en uønsket sidevirkning. Hvis allokeringen lykkes, er felterne for basisbånd-indeks og interval i SIN-tabel udfyldt for den opkaldende abonnent.

5 Frekvensallokeringsalgoritmen kan brydes op i to trin. Det første trin, kaldt klassifikationstrin, bestemmer kategorien af allokeringsanmodningen. Det andet trin, kaldt udvælgelsestrin, finder og allokerer en kombination af frekvens og interval ved hjælp af den pas-10 sende algoritme, som bestemmes af kategorien for allokeringsanmodningen .

Klassifikationstrinnet afgør først, om en automatisk frekvensudvælgelse skal finde sted. Hvis den opkaldende abonnent er blevet stillet om i manuel mode, vil 15 de specificerede værdier for manual-modulationsniveau, manual-frekvens og manual-interval bestemme den fre-kvens/interval-modulation, der skal allokeres. Hvis den specificerede frekvens og det specificerede interval er tilgængelige, tildeles de den opkaldende abonnent. Hvis 20 den specificerede frekvens og det specificerede interval ikke er tilgængelige, udløber rutinen, og der vendes tilbage til FALSE-værdi. Hvis den opkaldende abonnent er blevet stillet om til automatisk mode, kræves der yderligere klassificering.

25 Efter at det er blevet bestemt, at der skal fore tages automatisk udvælgelse, bestemmer frekvensallokeringsalgoritmen anmodningskategorien. Disse anmodningskategorier er opdelt som følger: ”External-in", når en destinationsabonnent opkaldes fra en ekstern telefon; 30 "External-out”, når en opkaldende abonnentstation kalder en ekstern telefon op; "Internal-out**, når en opkaldende abonnentstation kalder en anden abonnentstation op; "Internal-in", når en destinationsabonnent opkaldes fra en anden abonnentstation. Hvis anmodningen gælder exter-35 nal-in, external-out eller internal-out, udvælges en DK 176157 B1 78 interval-position ved en søgning efter den mest tilgængelige position. Nar positionen er blevet udvalgt, søges samtlige frekvenser sekventielt efter, indtil der i den ønskede position findes et ledigt interval (eller et par 5 hosliggende intervaller i det tilfælde, hvor det drejer sig om en anmodning på 4-niveau). På dette tidspunkt indsætter rutinen de passende værdier i SIN-tabel, hvorpå rutinen afsluttes og vender tilbage til TRUE. Hvis anmodningen falder i den sidste kategori (internal-in), 10 kræves der yderligere information.

Når det drejer sig om en anmodning af typen internal-in, kræves der yderligere to bit af information. Man skal finde frem til intervaltildeling og modulationstypen (4- eller 16-niveauer) for den opkaldende 15 abonnent. Nar dette har fundet sted, bestemmes den passende udvælgelsestabel på basis af modultationstypen for den opkaldende abonnentstation og destinationsstationen. Efter udvælgelse af denne tabel bruges intervaltildelingen for den opkaldende abonnent til at bestemme den pas-20 sende række, der skal bruges i udvælgelsestabellen. Hvert sekventielt led i den udvalgte række indeholder intervaltildeling med lige stor eller lavere grad af ønskelighed. Listen gennemgås, indtil der findes et tilgængeligt. interval, begyndende fra den mest ønskelige 25 position og fortsættende, indtil samtlige intervalpositioner er blevet gennemgået. For hver intervalposition (eller par af intervaller for forbindelser på 4-niveauer) undersøges de enkelte frekvenser sekventielt, indtil man finder frem til det pågældende inter-30 val eller intervalpar. De fremkomne frekvens- og intervalværdier indføres ikke i den pågældende SIN-tabel, og rutinen udløber, og der vendes tilbage til TRUE.

Et "slot count array" holdes a'jour med antallet af tilgængelige intervaller for hver interval-position.

35 Disse tælleværdier holdes i databasemodulet, og frekvensallokeringsopgaven henføres til disse værdier.

/...

j DK 176157 B1 79 SIN-tabel indeholder relevant information om hver af de godkendte abonnenter i systemet. Der er følgende adgange til SIN-tabel.

Modulationsniveau 5 (aflæsning): Modulationsniveauet for den abonnentstation, der anmoder om en frekvens, udledes fra tabellen sammen med modulationsniveauet for den opkaldende abon-10 nent under en forbindelsesetab lering af intern type.

Intervalnummer (aflæsning): I en forbindelsesetablering—af intern type skal man finde frem 15 til intervaltildelingen for den opkaldende abonnent.

Intervalnummer (indlæsning): Intervaltildelingen for den abonnent, der anmoder om en ka-20 nal, indføres her.

basisbåndindeks (indlæsning): Frekvenstildelingen for den abonnent, der anmoder om en kanal, indføres her.

25 Frekvenstildelingsrutinernes søgning bruger BCC- tabel for en tilgængelig kombination af frekvens og interval. Der skabes følgende adgange til BCC-tabel:

Kanaltilstand (aflæsning): Tilstanden af en kanal undersø- 30 ges med henblik på bestemmelse af tilgængelighed.

Kanalstatus (aflæsning): Kanalstatus checkes for at kon trollere, at den specificerede 35 kanal er en talekanal.

____ _/♦.♦ DK 176157 B1 80

Kanaltilstand (indlæsning): Kanaltil9tanden ændres, når den specificerede kanal udvælges j for tildeling.

5 Kanalstyring (indlæsning): Modulationstypen for den anmo dende abonnent indlæses i kanalstyrebyte .

SIN-indeks 10 (indlæsning): Etablerer en forbindelse fra den valgte kanal til den anmodende abonnent.

Frekvensallokeringsrutinerne har direkte adgang til databasen. Dette skyldes hensyn til hastighed og 15 effektivitet. Hver gang det er muligt, bruges database-interfacerutinerne til at skabe frekvensallokeringsrutinernes adgang til database.

Abonnentinterfaceenhed (STU).

20 Abonnentinterfaceenheden har til formål at omdan ne det over to tråde fra et almindeligt telefonapparat ankommende analoge signal til et digitalt PKM-kodet signal på 64 kbps. Den i fig. 12 viste STU-enhed omfatter en abonnentlinie-interfacekreds 53 (SLIC), der over 25 ledninger 37 har direkte forbindelse med et tastaturtelefonapparat af typen 500. SLIC-kredsen 53 skaber passende værdier for spænding og impedans for telefonapparatet. SLIC-kredsen 53 sender også ringetone til apparatet og detekterer, hvornår røret er lagt på eller 30 taget af. Udgangssignalerne fra SLIC-kredsen 53 over ledningen 54 er udsendte og modtagne talefrekvente analoge signaler. Disse signaler omdannes til PKM-samp-ler i PKM-codec 55. PKM-codec 55 bruger en kompressionsalgoritme med kompressionsparameter μ = 255 til at 35 digitalisere talesignalerne til 8-bitsampler på 8 kHz.

DK 176157 B1 81 PKM-codec 55 arbejder fulddupleks. Ledningen 56 overfører det digitaliserede signal til en "mode select" multiplekser 57. Multiplekserens driftsmode bestemmes af abonnentstationens styreenhed SCU 58, der har for-5 bindelse med multiplekseren 57 gennem sende/modtage-PIFO-register 59. SCU-kredsen 58 indbefatter i hovedsagen en microcontroller af typen 803. SCU-kredsen er koblet til CCU-enheden 29 gennem en RS-232-interface-kreds 60 og styrer funktionen af SLIC-kredsen 53.

10 Abonnentinterfacekredsen arbejder i tre separate modes, hvoraf den første og mest almindelige er tale-mode, hvor talesamplerne fra PKM-codec 55 gennem multiplekseren 57 og drivkredsen 61 overføres til tale-koder/dekoderenheden 28, hvor de yderligere behandles 15 for at nedsætte bitmængden fra 64 kbps til 14,6 kbps, hvorefter signalet udsendes til grundstationen.

Den anden operationsmode er data-mode, hvori strømmen på 64 kbps til og fra VCU-enheden 28 ikke indeholder teleinformation. Informationen til grundsta-20 tionen er en genformateret datastrøm fra en ekstern datakilde med datamængde op til kanalens datatransmissionskapacitet på 14,6 kbps. STU-enheden indbefatter en RS-232-dataport 62 til forbindelse med et dataapparat, f. eks. dataterminal, gennem en linie 63 under anven-25 delse af en standard asynkron RS-232-interface på 9600 Baud. STU-enheden indbefatter en UART og en timer-kreds 64 til synkronisering af dataene fra RS-232-dataporten 62. VCU-enheden 38 omformer de synkroniserede data til pakker, således at de kan overføres inden for kana-30 lens begrænsning på 14,6 kbps. I denne mode er der datatransmission på fulddupleks.

Den tredje mode for STU-enheden er opkaldetablering. I denne mode udsendes der ingen data fra STU-enheden 27 til VCU-enheden 28 gennem multiplekseren 57, 35 men denne multiplekser er forbundet med en generator- DK 176157 B1 82 j kreds 65 for ringback-tone. Denne kred9 foretager digital syntetisering af de toner, der anvendes i opkaldproceduren, f.eks. optagettone og fejltone. Under opkaldetableringen detekteres de af brugeren indtastede 5 DTMF-signaler ved hjælp af en DTFM-detektor 66, og de behandles af SCU-kredsen 58 med henblik på placering af opkaldet. Tonegeneratoren 65 sender passende tonesignaler til brugerens hovedtelefon. En ringegenerator 67 er tilkoblet SLIC-kredsen 53. En timinggenerator 10 68 frembringer timingsignaler til PKM-codec 55, driv kredsen 61 og ringback-tonegeneratoren 65. Når opkaldplaceringen er udført, skifter STU-enheden til tale-mode eller data-mode for kommunikationer med grundstationen.

15 STU-enheden skal desuden sørge for undertrykkelse af uønskede ekkosignaler fra fjernforbindelser. Forsinkelsen for talesignaler fra grundstationen til abonnentstationen og tilbage andrager mere end 100 ms. Et reflekteret signal på grund af forkert impedanstilpasning 20 i den ene eller den anden ende giver et generende ekko-signal. Problemet løses i grundstationen ved hjælp af et ekkoundertrykkelsessystem i PBX-funktionen- STU-enheden skal sørge for ekkoundertrykkelse hos abonnenten. Ved denne undertrykkelse forventes der en dæmpning af ekko-25 signalet på mindst 40 dB. Forsinkelsen af det ekko-signal, der skal undertrykkes er imidlertid meget kort, eftersom refleksionen sker mellem SLIC-kredsen 53 i abonnentinterfaceenheden og det lokale telefonapparat. Normalt vil denne afstand kun være på nogle få meter, og 30 forsinkelsen er ubetydelig.

Mikroprocessor-kontroller 8031 i SCU-kredsen 58 udfører funktionerne af RPU-enheden 20 og PBX-op-kaldprocessoren 24 i grundstationen. Den kommunikerer med grundstationens RPU-enhed 20 gennem de meddelel-35 ser, der sendes over radiostyrekanalen, og den styrer ___/.·.

DK 176157 B1 83 alle de individuelle funktioner hos abonnentinterface-enheden. SCTU-enheden kommunikerer også med abonnentstationens CCU-enhed 29 gennem basisbånd-styrekanalen. RS-232-interface til CCU-enheden 29 opererer på 9600 5 Baud og benyttes til at overføre styreinformation mellem CCU-enheden 29 og STU-enheden 27 hos abonnentstationen.

Talekoder/dekoderenhed (VCU).

10 Der er i VCU-enheden implementeret fire fulddu- pleks RELP-talekompressionssystemer. Der er identisk VCU-design både for grundstationen og abonnentstationerne. Hos abonnentstationen anvendes der kun en fjerdedel af den globale funktionsmulighed, nemlig kun en af de 15 fire kanaler. Interface til STU-enheden 27 i abonnentstationen er identisk med den interface, der benyttes af de fire PBX-kanaler i grundstationens VCU-enhed 17. VCU-enheden 17, 28 bruger et helt digitalt system til implementering af RELP-talealgoritmen, j£. den sidelø-20 bende US patentansøgning nr. 667.446 af 2. november 1984 vedrørende "RELP Vocoder Implemented in Digital Signal Processors". Alternativt kan der anvendes en sub-bånd codec. De behandlede data tilføres CCU-enheden 18, 29 over en fælles parallel businterface, der styres af CCU-25 software. CCU-enheden 18, 29 sender til VCU-enheden 17, 28 styresignaler, der bestemmer operationsmode og konfiguration i VCU-enheden 18, 29. Operationsmode, en funktionel beskrivelse og betragtninger vedrørende implementeringen i tilknytning til VCU-enheden 17, 28 30 beskrives nærmere nedenfor.

Pig. 13 viser interfacerne mellem PBX 15 og VCU 17, medens fig. 14 viser interfacerne mellem STU 27 og VCU 28. STU 27 interfacer er et subsæt af PBX 15 interfacer ved, at STU-enheden 27 kun giver én taleka-35 naloperation på fulddupleks. Timings forholdene mellem DK 176157 B1 84 PBX- og STU-interfacerne er identiske, jf. fig. 15. De symboler, der anvendes i fig. 15 er specificerede i tabel 10.

5 Tabel 10

Symbol Parameter Min Typ Max Enhed twO PBX raster bredde - 125 - lis twl clock pulse bredde 1,8 2,0 2,2 μβ 10 tw2 gate 0 inaktiv bredde - 93,75 - us tw3 gate 0 inaktiv - gate 1 bredde 5,9 7,8 9,7 ps tw4 gate 1 inaktiv - gate 0 bredde 52,8 54,7 56,6 ps 15 tdO start pulse - clock 0 forsinkelse 0 250 -800 ns tdl start pulse - clock 1 forsinkelse 0 250 -800 ns td2 clock 0 - gate 0 20 flankeforsinkelse 100 1000 2000 ns td3 clock 1 - gate 1 flankeforsinkelse 100 1000 2000 ns tsO input data setup time 20 1500 - ns tsl output data setup 25 time 500 1800 - ns thO output data hold time 500 2 200 - ns

Der henvises nu til fig. 13. PBX SDATO, 1., 2. og 3. linie 70, 71, 72 og 73 overfører datasignaler fra 30 PBX 15 til VCU 17 i grundstationen. I abonnentstationen overføres datasignalet over STU SDATO, linien 74 fra STU 27 til VCU 28 (fig. 14). Serielle 8-bit p-255 komprimerede data tilføres talecodec under den aktive del af PBX/STU GATEO eller PBX GATEl ... 3 med 35 en frekvens på 256 kHz. Dataene indlæses i VCU 17, 28 på forflanken af impulserne i 256 kHz taktsignalet.

_______________/.·.

DK 176157 B1 85 VCU S DATO 1., 2. og 3. linier 75, 76, 77 , 78 overfører datasignaler fra VCU til PBX 15 i grundstationen. I abonnentstationen overfører VCU SDATO linien 29 data fra VCU 28 til STU 27. Serielle 8-bit y-255 5 komprimerede data overføres fra talecodec til PBX 15 eller STU 27 under den aktive, høje del af PBX/STU GATEO eller PBX GATEl ... 3 ved frekvensen på 256 kHz. Dataene aflæses fra VCU 17, 28 på forflanken af impulserne i 256 kHz taktsignalet.

10 PBX GATEO, 1, 2 og 3 linier 80, 81, 82 og 83 overfører gate-signaler fra PBX 15 til VCU 17 i grundstationen. STU GATEO linien 84 overfører et gatesignal fra STU 27 til VCU 28 i abonnentstationen. Gate-signalet er et aktivt højt signal, der benyttes til 15 at tillade overføring af PBX/STU SDATO, PBX SDATI ... 3 og VCU SDATO ... 3. Dette signal er aktivt i otte successive taktperioder hvert 125 με.

PBX CLKO, 1, 2 og 3 linier 85, 86, 87, 88 overfører 256 kHz taktsignaler fra PBX 15 til VCU 17 i 20 grundstationen. STU CLKO linien 89 overfører et 256 kHz taktsignal fra STU 27 til VCU 28 i abonnentstationen. Et 256 kHz taktsignal benyttes til indlæsning af PBX/STU SDATO og PBX SDAT1 ... 3-signaler i VCU 17, 28 og VCU SDATO ... 3-signalet i PBX 15 eller STU 27.

25 Disse taktsignaler er imidlertid ikke synkroniserede med nogen af de taktsignaler, der frembringes inden for VCU 17, 28, CCU 18, 29 eller modem 19, 30.

I grundstationen omdanner PBX-VCU-interface fire kanaler af synkrone 64 kbps serielle data til 8-bit 30 parallelle data, der så er gjort tilgængelige for de fire sende-talecodecs 16 ved en samplingsfrekvens på 8 kHz. I abonnentstationen er der kun én kanal (kanal 0), der konverteres af STU-VCU-interfacen. De fornødne taktsignaler og gates skabes af PBX 15 og STU 27.

35 PBX-VCU og STU-VCU-interfacerne udfører også den

komplementære funktion for de modtagende talecodecs. I

66 DK 176157 B1 grundstationen konverteres 8-bit parallelle data, som modtages fra de fire codec-kanaler til fire serielle, synkrone 64 kbps kanaler til transmission tilbage til PBX 15. I abonnentstationen konverteres der kun én 5 enkelt talekanal, der sendes tilbage til STU 27.

Fig. 16 viser hardware-interfacerne mellem VCU 17, 28 og CCU 18, 29. Fig. 17 og 18 viser timingsforboldene mellem VCU og CCU for henholdsvis sendekanalen og modtagekanalen. De i fig. 17 og 18 anvendte sym-10 boler specificeres i tabel 11 og tabel 12.

Tabel 11

Symbol Specification Min Max Enhed 15 tdl voice codec block transfer period - 750 ysec td2 TCVC response time 1,25 15 ysec td3 CCU DMA response time 1,25 ysec 20 td4 handshake delay 15 nsec td5 VC block period delay 150 ysec thl control data hold nsec th2 status data hold nsec th3 TC data hold nsec 25 tsl control data setup nsec ts2 status data setup nsec ts3 TC data setup nsec twl write width nsec tw2 read width nsec 30 tw3 block request width 1,5 ysec ___ ^ ______ DK 176157 B1 87 i

Tabel 12

Symbol Specifikation Min Max Enhed 5 td6 block transfer period 750 ysec td7 CCU data response time 1,25 ysec td8 VC response time 1,25 15 ysec td9 handshake delay 15 nsec 10 tdlO VC block period delay 150 ysec th4 control data hold nsec th5 status data hold nsec th6 RC data hold nsec ts4 control data setup nsec 15 ts5 status data setup nsec ts6 TC data setup nsec tw4 write width nsec tw4 read width nsec tw6 block request width 1,5 ysec 20

Fig. 19A og 19B viser for PSK-modulation på 16 niveauer timingsforholdene mellem de forskellige sende-og modtage-taleblokke, der overføres mellem VCU 17, 28 og CCU 18, 29. Øverst i fig. 19A vises den systemra-25 stertiming, som samtlige overføringer henføres til. Den samme rastertiming gælder for fig. 19B. De enkelte mo-demrastere har en længde på 45 ms og indbefatter fire taleintervaller (eller -kanaler). Hvert taleinterval består af to system voice block periods (SVBP) af tale-30 data, hver indeholdende 82 symboler (kræver 5,125 ros) samt yderligere 16 indledende datasymboler, der kræver 1 ms af rastervarigheden.

For sendekanalerne overføres en blok på 328 bit (41 bytes) af behandlet tale fra VCU 17, 28 til CCU

35 18, 29 forud for begyndelsen af hver SVBP-periode under _______/...

DK 176157 B1 88 en voice codec block transfer period (VCBTP). Det ses, at VCU-enhedens 64 kbps input datastrøm, som er tilknyttet en behandlet taleblok, er delt op i VCBP-perioder på 22,5 ms. For eksempelvis sendekanalen 0 i fig. 19Ά er 5 ubehandlede VC input data i VCBP-perioderne 0A1 og OBI knyttet til behandlede data i VCBTP-perioderne 0A1 og OBI. Det bemærkes også, at VCBP-perioderne for kanalerne 0 og 2 er forsat det halve af en VCBP-periode (dvs.

11,25 ms) fra VCBP-perioderne for kanalerne 1 og 3.

10 For modtagekanalerne (jf. fig. 19B) overføres en blok på 328 bit (41 bytes) af behandlet tale fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28 ved enden af hver SVBP-periode 1 en VCBTP-periode. Som i sendekanalerne er tidsforskydningen for VCBP-perioden i forhold til VCBTP-perioden 15 afhængig af implementeringen, og fig. 19B viser en maksimal forskydning på én VCBP-periode. Til forståelse af forholdet mellem talecodec-kredsenes input- og outputdata henvises der til fig. 19A og 19B. For modtagekanalen 0 knyttes de komprimerede taledata, der overføres 20 under VCBTP OA10 og OBlO til den behandlede, ekspanderede datastrøm i VCBP OA10 og OBIO.

TCADDR-linier 90 overfører sendekanals adresse signaler fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28. Disse tre adresselinier benyttes til udvælgelse af den pågældende 25 sendekanals adresse.

TC-databussen 91 overfører sendekanals datasignaler mellem VCU 17, 28 og CCU 18, 29.

TCDAV-linien 92 overfører et signal for sendekanals tilgængelige data fra VCU 17, 28 til CCU 18, 30 29. TCDAV-signalet angiver over for CCU 18, 29, at en databyte er tilgængelig i TCDATA-registeret. TCDAV-signalet forbliver på lavt niveau, indtil der udløses TCDACK-signal.

TCDACK-linien 93 overfører et sendekanals data- 35 anerkendelsessignal fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28.

_______/...

DK 176157 B1 89 TCDACK-signalet portstyrer dataene ind i TC-databussen og resetter TCDAV.

TCSCWR-linien 94 overfører et sendekanals sta-tus/control write signal fra CCU 18, 29 til VCU 17, 5 28. TCSCWR-signalet indlæser talecodees kontrolord i det gennem TCADDR-linierne bestemte, passende sendekanals kontrolregister. Dataene indlæses i registeret på forflanken af TCSCWR-signalet.

TCSCRD-linien 95 overfører et sendekanals sta-10 tus/control read signal fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28. TCSCRD-signalet portstyrer statusbyten i TCDATA-bussen fra det gennem TCADDR-linierne designerede tale-codec-statusregister· BLOCKRQ-linien 96 overfører et block request-15 signal fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28. BLOCKRQ-signalet bruges til igangsætning af overføring af en datablok på 41 bytes fra talecodec (specificeret gennem TCADDR-linierne) til CCU 18, 29 over TCDATA-bussen. Talecodec bruger BLOCKRQ-signalet til start af VCBP-timing.

20 TCVCRST-linien 97 overfører et sendekanals ta- lecodec-resetsignal fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28.

Den gennem TCADDR-linierne specificerede sende-talecodec resettes.

RCADDR-linierne 98 overfører modtagekanals 25 adressesignaler fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28. Disse adresselinier benyttes til udvælgelse af den pågældende modtagekanals adresse på følgende måde.

RCDATA-bussen 98 overfører modtagekanals datasignaler mellem CCU 18, 29 og VCU 17, 28.

30 RCDAV-linien 100 overfører en modtagekanals signal for tilgængelige data fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28. RCDAV-signalet angiver over for den gennem RCADDR-linierne specificerede talecodec, at der er en databyte tilgængelig i RCDATA-registeret. RCDAV-signalet 35 portstyrer dataene i RCDATA-bussen og i RCDATA-registeret og resetter RCDACK-linien.

_________Λ-.

DK 176157 B1 90 RCDACK-linien 101 overfører en modtagekanals dataanerkendelsessignal fra VCU 17, 28 til CCU 18, 29. RCDACK-signalet angiver over for CCU 18, 29, at dataene er blevet aflæst fra RCDATA-registeret, og at en 5 anden byte kan overføres fra CCU 18, 29.

RCSCWR-linien 102 overfører en modtagekanals status/control write signal fra CCU 18, 29 til VCU

17, 28. RCSCWR-signalet indlæser kontrolordet i den gennem RCADDR-linierne designerede, passende talecodec-10 kontrolregister. Dataene indlæses i registeret på forflanken af RCSCWR-signalet.

RCSCRD-linien 103 overfører en kanals status/-control read signal fra VCU 17, 28 til CCU 18, 29. RCSCRD-signalet portstyrer talecodec-statusordet ind i 15 RCDATA-bussen fra det af RCADDR-linierne designerede statusregister.

BLOCKRDY-linien 104 overfører et block ready signal fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28. BLOCKRDY-signalet bruges til at igangsætte overføring af en datablok 20 på 41 bytes fra CCU 18, 29 til den gennem RCADDR-linierne specificerede talecodec. Talecodec bruger BLOCKRDY-signalet til at igangsætte VCBP-timing. CCU 18, 29 skal have en databyte tilgængelig i RCDATA-registeret forud for. forflanken på BLOCKRDY-signalet.

25 RCVCRST-linien 105 overfører en modtagekanals talecodec-resetsignal fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28.

Den gennem RCADDR-linierne specificerede talecodec re-settes af RCVCRST-signalerne.

Modtagekanalens VCU hardware modtager blokke af 30 input data på 41 bytes fra CCU 18, 29 under en VCBTP-' periode som vist i fig. 20A. Efter behandling af dataene i henhold til den pågældende operationsmode overføres de 8 bit μ-komprimerede data ved en frekvens på 8 kHz til PBX (STU)-interfacemodulet. Der foretages i 35 VCU 17, 28 databuf fer-behandling for at forenkle DK 176157 B1 91 input/output-kravene til CCU 18, 29. Kontrolinformation overføres mellem VCU 17, 28 og CCU 18, 29 via et sæt Kontrol- og statusporte for hver modtagekanal ved begyndelsen af en VCBTP-periode, jf. fig. 18. Følgende 5 operationsmodes udføres af modtagecodecs: I ekstern mode udføres tales båndbreddeudvidelse med en inputdatamængde på 14,6 kbps (328 bit hvert 22,5 ms) til en outputdatamængde på 64 kbps. Taledataene kan også indbefatte DTMF-toner.

10 I intern mode overføres tidligere komprimerede 14,6 kbps-tale fra CCU 18, 29 til VCU 17, 28 gennem PBX 15 eller STU 27. Da PBX 15 eller STU 27 forventer data på 64 kbps, må der foretages udfyldning af datastrømmen. Outputdataene på 64 kbps består af et møn-15 ster af tomme bytes (FF hex), indtil taledataene bliver tilgængelige fra CCU 18, 29. Derefter afgives en syne byte (55 hex), efterfulgt af de tidligere behandlede 41 databytes, hvorefter mønsteret med tom byte fortsætter.

Fig. 20A viser et eksempel på input- og outputdatatiming 20 og -indhold for 16 PSK-modulation.

I "silence"-mode er inputblokke af taledata fra CCU 18, 29 "consumed but not used11. Der opretholdes et udgående tom byte-mønster (FF hex) til PBX 15 eller STU 27 for at sikre liniestilhed.

25 X standby mode udføres der kontinuerte rutiner for hardware diagnosticering, og det resulterende status oplagres i statusregisteret. Overføringen af blokke til CCU 18, 29 finder ikke sted, før operationsmode ændres af en blokanmodning svarende til VCBTPA. Det nye kon-30 trolord (og operationsmode) aflæses af talecodec, og informationen om diagnosticeringsstatus overføres til CCU 18, 29.

Sendekanalens VCU hardware modtager 8 bit y-kom-primerede PKM-signaler (samplingshastighed på 8 kHz) fra 35 PBX/STU-interfacen. Efter behandling af dataene i hen- DK 176157 B1 92 hold til den gældende operationsmode afgives dataene til CCU 18, 29 i blokke på 41 bytes under VCBTP-perioden, jf. fig. 19A. Der udføres databuffer-behandling i VCU 17, 28 for at forenkle input/outputkravene til CCU 18, 5 29. Kontrolinformationen overføres mellem VCU 17, 28 og CCU 18, 29 via et sæt kontrol- og statusporte for hver sendekanal ved begyndelsen af en VCBTP-periode, jf. fig. 17. Følgende operationsmodes styres af sendecodecs: I ekstern mode foretages der kompression af tale-10 båndbredde med en udgangsdatamængde på 14,6 kbps (328 bit hvert 22,5 ms). De behandlede taledata overføres til CCU 18, 29 i form af blokke på 41 bytes. Taledataene kan også indbefatte DTMF-toner.

I intern mode overføres tidligere behandlede 15 taledata fra PBX 15 eller STU 27 til CCU 18, 29 gennem VCU 17, 28. Den ankommende datastrøm på 64 kbps omfatter et mønster med tomgangsbyte (FF hex), en synkroniseringsbyte (55 hex), de 41 tidligere behandlede, komprimerede taledatabytes og yderligere tomgangsbytes 20 frem til den næste synkroniseringsbyte. Talecodec-kredsen leder efter synkroniseringsbyten i de ankommende data, hvilket finder sted ved grænsen til en byte, og overtager (buffer) de 41 bytes af taledata. Derefter overføres, taleblokken til CCU 18, 29 under den næste 25 VCBTP-periode som beskrevet foroven. Fig. 20B viser et eksempel på timing for ind- og uddata samt dataindhold ved 16-PSK-modulation. Afsnit 1 i udgangskanalen er en synkroniseringsbyte og afsnit 2 er en behandlet tale-byte. De skraverede afsnit repræsenterer et tomgangs-30 byte-mønster. Det bemærkes, at syne- og taledatabytes ikke forekommer over VCBP-grænser.

I silence mode er ankommende taledata fr PBX 15 eller STU 27 "consumed but not used". De 41 bytes af udgående taledata til CCU indeholder et stille (silent) 35 talemønster.

_______/...

. 93 DK 176157 B1 I standby mode udføres der kontinuerte rutiner til hardware diagnosticering, og resultatet oplagres i statusregisteret. Blokoverføringer til CCU 18, 29 finder ikke sted, før operationsmode ændres af en blokan-5 modning svarende til VCBTPA. Det nye kontrolord og operationsmode aflæses af VCU 17, 28, og information om diagnostisk status overføres til CCU 18, 29.

Implementeringen af RELP-algoritmen kræver, at der defineres et codec-raster, som skal være et helt 10 submultiplum af VCBP-perioden, som er på 22,5 ms.

Da PBX 15 og STU 27 opererer asynkront i forhold til systemets indre timing, må VCU 17, 28 omfatte midler til at detektere, rapportere og kompensere for dataoverløb og -underløb. Dette sker ca. én gang i 5000 15 VCBP-perioder. Medens detekteringen af over/underløb er afhængig af implementeringen, rapporteres sådanne fejl i statusordet. Ved dataunderløb kan der foretages kompensering ved gentagelse af den sidste talesample, medens man ved overløb kan se bort fra et eller flere tale-20 sampler.

Efter resetning af codec-kreds eller -kredsene vil VCBTPA være den første blok, der overføres fra CCU 18, 29, jf. fig. 19A.

25 Kanalstyreenhed (CCU).

Kanalstyreenheden udfører ens funktioner i abonnentstationerne og grundstationen. Den hardware, der for CCU-funktionen anvendes i begge typer af station, er faktisk den samme. Software hos abonnentstationen afvi-30 ger lidt fra software hos grundstationen. CCU-enheden udfører mange funktioner vedrørende formatering og timing af information i tilknytning til drift af TDM-ka-nalerne. CCU-enheden modtager signaler fra fire kilder.

Det drejer sig først om de digitaliserede sampler, der 35 nu skal udsendes. Disse overføres fra VCU 17, 28 til _ _/·♦.

DK 176157 B1 94 CCU 18, 29, jf. fig. 2 og 3. Disse data kan være kodede talesampler eller datasampler fra RS-232-dataporten 10 i STU-enheden (fig. 12). Under alle omstændigheder opererer de digitale kanaler på 16 kbps. Der kan håndte-5 res fire kanaler simultant i CCU-enheden 18 i grundstationen, når der på alle fire transmissionskanaler opereres med 16-PSK-modulation. Abonnentstationens CCU-enhed 29 opererer kun på én enkelt strøm, men denne strøm kan være placeret på en hvilken som helst af de 10 fire interval-positioner, der er tilknyttet TDMA-raster-skema. Dernæst drejer det sig om input fra STU-enheden 27 i abonnentstationen eller RPU-enheden 20 i grundstationen via BCC-kanalen til CCU-enheden. Det drejer sig her om styremeddelelser vedrørende operationsmode, 15 status og kontrolinformation. Mange af BCC-meddelelserne fra CCU-enheden 18, 29 er RCC-meddelelser, som er blevet modtaget af CCU-enheden 18, 29. CCU-enheden 18, 29 overfører,, kontrolinformation fra RCC-meddelelserne til STU 27 eller RPU 20, og som svar modtager kontrol-20 meddelelser fra RPU 20 eller STU 27. Herved bestemmes, hvad CCU-enheden 18, 29 skal gøre med dataene fra VCU-enheden 17, 28. Den tredje indgangskilde afgiver ti mings- og statusinformation fra modemet 19, 30a. Modemet 19 . afgiver det mastertaktsignal, der benyttes i 25 VCU-CCU-modem-kæden· Endvidere afgiver modemet 19, 30a status om nøjagtigheden i bitsporing, synkronisering, RF AGC-niveaujusteringer og andre indikationer om "korrekt funktion", som CCU-enheden 18, 29 bruger til at afgøre, om der over kanalen er pålidelige kommunikationer.

30 CCU 18, 29 prøver på at styre finjusteringen af modemet 19, 30a's operation gennem ordrer til ændring af sendeeffekt, AGC-niveau og timing/afstand-måling. Kvalitetsmålinger for modemtransmission rapporteres til RPU 20 eller STU 27. Den fjerde indgangskilde er de aktu-35 el le modemdata, der modtages som symboler på op til 4 DK 176157 B1 95 bit hver (afhængig af tnodulationsniveauerne). Disse symboler indsættes i bufferkreds, demultiplekseres, og udgangssignalet tilføres modtagekredsene i VCU-enheden 17, 28 med henblik på dekodning.

5 Fig. 21 viser et blokdiagram over CCU-enheden.

Denne CCU-enhed er opbygget som to énvejs-DMA-datakana-ler med intelligent mikroprocessor-controller. DMA-kana-lernes funktion er at overføre dataene fra VCU til modemet og omvendt. CCU-interfacen til VCU-enheden omfatter 10 to parallelle DMA-busser, nemlig en TX-bus 107 for I sendekanalen (VCU-til-CCU-til-modem) og en RX-bus 108 for modtagekanalen (modem-til-CCU-til-VCU). De af sendekredsene i VCU-enheden behandlede data indsættes i buf— ! ferkreds i VCU-lageret, indtil CCU-enheden anmoder om en i 15 DMA-overføring. I hver blokoverføringsperiode overføres 41 bytes til CCU-enheden. Der overføres to af disse blokke pr. aktiv talekanal (op til fire talekanaler i grundstationen) pr. TDMA-raster. CCU-enheden modtager disse udsendte bytes gennem et transmit voice codec 20 interface module (TVCIM) 109 og oplagrer disse data i et transmit memory module (TMM) 110. Afhængigt af den specifikke operationsmode for den givne kanal sørger en CCU-processor, der er indbygget i et microcontroller-module (MCM) 111, for at føje styre/sync-preamble til 25 de kodede talebytes, hvorved der i passende format dannes en komplet talepakke til transmission til modemet gennem modeminterfacemodulet 112. MCM-modulet 111 opretholder rastertiminginformation og overfører dataene til modemet på det korrekte tidspunkt. Inden de overfø-30 res til modemet, konverteres sendedataene i MCM-modulet 111 fra det i CCU-enheden anvendte byteformat til et symbol format på 1, 2 eller 4 bit pr. symbol, afhængigt af modulationsniveauerne i det pågældende interval.

Den omvendte proces finder sted for modtagedata-35 ene fra modemet. Dataene fra modemet modtages i et mo- ‘ 96 DK 176157 B1 deminterfacemodul (RMIM) 114 og indsættes i et receive memory module (RMM) 115. Derefter konverteres dataene fra det i modemet anvendte format med 1, 2 eller 4 bit pr. symbol til byteformatet, som benyttes i CCU-enheden 5 og i al anden basisbåndbehandling. MCM-modulet 111 fjerner de indledende bit og styrebittene fra den over RX-bussen 108 ankommende datastrøm på basis kendskabet til rastertiming, som modemet meddeler et rastertiming-modul (FTM) 116, og på basis af modemets egen identi-10 fikation af forskellige kodeord i symbol strømmen. De konverterede data tilføres VCU-enheden gennem et receive voice codec interface module (RVCIM) 117.

CCU-enheden skaber også link-level-styring af RCC-transmissionerne både hos grundstationen og abon-15 nentstationerne. I grundstationen er der kun en enkelt j CCU-enhed - RPU-enheden - til behandling af RCC-kanalen. CCU-enheden styrer modtagelsen og formateringen af meddelelserne fra RPU-enheden i grundstationen til STU-sty-rekredsen i abonnentstationerne. CCU-enhedens styrefunk-20 tion indbefatter detektering og fejlkontrol i RCC-med-delelserne samt formatering og pakkeudformning af RCC-informationen til transmission over radioforbindelsen. CCU-enheden detekterer også kollisioner i den ankommende RCC-meddelelse i grundstationen. CCU-enheden styrer ef-25 fekten og afstandsberegningerne for abonnentstat ionerne, som er i gang med forsøg på indfangning. Protokollen for indfangning og andre RCC-funktioner er blevet beskrevet foroven.

Fig. 22 viser den funktionelle, software-imple-30 menterede udformning af CCU-enheden. CCU-enheden indbefatter tre separate dataveje: sendebussen TX 107, modtagebussen RX 108 og mikrokontrollerens lokale bus 119. Mikrokontrolleren 111 deler TX-bussen 107 med en DMA-kontroller 120 og deler RX-bussen 108 med en 35 director DMA-kontroller . 121. Mikrokontrolleren 111 ____ DK 176157 B1 97 bruger disse busser til at styre DMA-kontrollerens perifere kredse, kontrol/status-registrene 122 og til at få adgang til sendebufferlageret 110 og modtagebufferlageret 115. Kontrol/status-registrene 122, afgrenet 5 fra mikrokontrollerens lokale bus 119, skaber interface til RFU-enheden, modemet og CCU-hardware. Et RS-232C-led 123 mellem RPU og CCU er "supported by a IJART" på microcontroller-chip*en 111. I abonnentstationen erstattes RPU af STU, men interfacen forbliver 10 den samme.

Mikrokontrolleren 111 har adgang til tre fysisk adskilte RAM-områder: lokal RAM, sendebuffer og modtagebuffer. Det lokale RAM-lager kan være delt op i on-chip RAM og off-chip RAM. Mikrokontrolleren har kun adgang 15 til sendebufferen og modtagebufferen, når den pågældende DMA-kontroller er i tomgang.

Sendebufferen 110 er delt op i et antal separate segmenter. Hvert segment indeholder skelettet for en tale- eller RCC-pakke, der er klar til transmission 20 over kanalen. Preamblet og det unikke ord (kun RCC) er konstanter, som mikrokontrolleren 111 initialiserer efter CCU-reset. Kodeordet (kun tale), taledataene og RCC-dataene indlæses af mikrokontrolleren i sendebufferen 110 umiddelbart før DMA-overføringen til modemet 25 19, 30a. Da RCC "null ACK" er en fast meddelelse, der sendes på høj frekvens, oplagres den i en separat enhed i sendebufferen 110.

Modtagebufferen 115 er delt op i et antal separate segmenter. Det ene segment tjener til oplagring af 30 taledataene, som indsættes i buffer og overføres i VCU-blokform. RCC-dataene indsættes i buffer separat fra taledataene, således at de opbevares i en længere tidsperiode. Om nødvendigt kan mikrokontrolleren 111 i modtagebufferen 115 opretholde to rastere af RCC-forlØ-35 bet, således at RCC-kopieringsopgaven (fra buffer til lokal RAM) gøres mindre tidskritisk.

_____ _/...

DK 176157 B1 98

Det lokale RAM indeholder de arbejdsvariabler, som mikrokontrolleren 111 bruger. En vigtig datastruktur, der er oplagret deri, understøtter BCC-kanalen mellem CCU og RPU. Et register i det lokale RAM har til 5 funkion at skabe kø-information for RS-232C interrupt handler. En pil og et felt i denne registerdel definerer den aktive sendedatablok (TXDB), hvorfra der aflæses og udsendes data. TXDB indeholder information om længde og pil i den næste TXDB i køen, hvorved der dannes en kædet 10 liste. På modtagesiden anvendes der en cirkulær buffer til oplagring af ankommende databytes. Når en komplet meddelelse er modtaget, sætter interrupt handler et flag i den serielle kode med henblik på fortolkning.

Mikrokontrolleren 111 bruger den lokale bus 15 119 til at få adgang til modemet og til RFU og CCU-kon- trol/status-registrene 122. Bussen skaber også adgang til TX-bussen 107 _ og RX-bussen 108 gennem mellemliggende logikkredse henholdsvis 124 og 125. Med henblik på undgåelse af strid får mikrokontrolleren 111 kun 20 adgang til busserne 107 og 108, når den pågældende DMA-kontroller 120 eller 121 er i tomgang.

CCU og RPU kommunikerer via forbindelsen 123 gennem en fulddupleks RS-232c-interface, nemlig BCC-en-heden. De asynkrone tegn på binær 8 bit kode udsendes på 25 9600 Baud. Til indramning af databyte anvendes én start bit og én stopbit. Meddelelserne afsluttes med en unik byte, og der anvendes fyldbyte for at undgå, at den unikke byte forekommer inden for en meddelelse. For at sikre forbindelsesintegritet anvendes der en alterneren-30 de bitprotokol og en 8 bit checksum.

Mikrokontrolleren sørger for at frembringe to eksterne afbrydere (interrupts). Den ene frembringes af DMA-sendekontrolleren 120 og den anden af DMA-modtage-kontrolleren 121. Disse afbrydere forekommer, når den 35 pågældende kontroller 120, 121 afslutter sin blokover- _________/·.. .

DK 176157 B1 99 føring. Herved overlades styring af den pågældende bus til mikrokontrolleren 111.

BCC-interfacen styres af en intern afbryder. Der er afbrydelse af software ved modtagelse eller udsendel-5 se af en byte.

I grundstationen har CCU-mikrokontrolleren 111 ansvar for styring og overvågning af hele den tildelte fire-kanalers datavej, omfattende VCU 17, 28, CCU 18, 29, modemet 19, 30a og RFU 20, 31a. I abonnentsta-10 tionen foretager mikrokontrolleren 111 styring og overvågning af det samme hardware, men betjener kun én datavej. CCU-enheden styres af RPU-enheden (i grundstationen) eller STU-enheden (i abonnentstationen).

CCU-enheden forsyner VCU-enheden med information 15 om operationsmode. Modeændringerne forekommer kun ved grænserne af systeminterval. Under operationen til tale-kompression forsyner CCU-enheden også VCU-enheden med information om positionen af VCU-blokken i systemintervallet (der er to VCU-blokke pr. systeminterval). VCU-20 adresseringen etableres af CCU-enheden forud for en dataoverføring, hvorved udføres MUX/DEMUX-opgaven. VCU-status aflæses af CCU-enheden efter hver blokoverføring, og der opretholdes en passende statistik i CCU-enheden. CCU-enheden kan også foransalte resetning af VCU-hard-’5 ware.

Mikrokontrolleren 111 afgiver det gældende modulationsniveau til en symbol-ti 1-byte-konvert er 126 via RX-bussen 108 og til en byte-til-symbol-konverter 127 via TX-bussen 107.

30 Modemet forsynes med information vedrørende typen af modtagne data, RCC eller tale, afhængigt af de til deres modtagelse anvendte, forskellige indfangningsprocedurer. Modemet meddeler CCU-enheden i hvert interval en tidsforsinkelse (fractional clock offset), AGC-35 niveauet og forbindelseskvalitetsværdien. CCU-frekvens- DK 176157 B1 too tildelingen angives af RPU- eller STU-enheden. CCU-enhe-den sørger for modemresetning (såkaldt modem hard reset), selvtest eller traeningsmode på modtagesiden.

CCU-enheden behandler datastrømmen fulddupleks 5 via sende- og modtagebusserne 107 og 108. Under en given intervaltid overføres sendetaledataene fra VCU-enheden blokvis til sendebufferen 110 via DMA-sende-kontrolleren 121. Hver blok har en længde på én VCU-blok, således at der kræves to sådanne overføringer for 10 hver talekanal. CCU-enheden forsyner VCU-enheden med den passende kanaladresse forud for overføringen, hvorved der foretages multipleksering.

I sendebufferen 110 er der oplagret et preamble- og kodeord, der udsendes forud for VCU-dataene, 15 ved begyndelsen af hvert interval. DMA-enheden overfører sendedataene fra sendebufferen til det taktstyrede FIFO-stacklager 128, medens modemet modtager data fra FIFO-stacklageret 128 efter behov. Byte-til-symbol-konverteringen foretages i konverteren 127 under overførin-20 gen. Mikrokontrolleren sørger for styring af DMA-sende-enhedens perifere kredse sammen med frembringelse og indføjelse af talepakkernes kodeord.

Datastrømmen på modtagesiden er faktisk næsten et spejlbillede af datastrømmen på sendesiden. Dataene fra 25 modemet 19, 30a indlæses i det taktstyrede FIFO- stacklager 129. DMA-enhedens kontroller 121 tømmer FIFO-stacklageret 129 i modtagebufferen 115 efter behov. Symbol-til-byte-konvertering foregår i konverteren 126, og rastertiming udføres af taktkredsen 130.

30 Bytegrænsernes sammenfald opnås automatisk, når kanalen er synkroniseret. Når en komplet VCU-blok er blevet modtaget, overfører DMA-enheden blokken til den pågældende VCU. Mikrokontrolleren 111 sørger for at styre den modtagende DMA-kontroller.

35 Der foretages kodeorddetektering for hvert inter val. Mikrokontrolleren 111 udfører denne opgave ved at _Λ..

DK 176157 B1 101 kopiere kodeordets byte i det lokale RAM-lager og ved at sammenligne dette ord med en liste over gyldige kodeord.

I hvert interval fremskaffer modemet 19, 30a en tidsforsinkelse (fractional symbol offset) og en AGC-værdi.

5 Mikrokontrolleren 111 aflæser disse størrelser og foretager en passende fortolkning. Hvis der er problemer med effekt og afstand, får abonnentstationen besked herom via det udsendte kodeord.

CCU-enheden foretager syntetisering af de udsend-10 te RCC-data i sendebufferen 110 i henhold til indholdet i RCC-meddelelseskøen. Hvis RPU-enheden har udsendt en RCC-meddelelse til CCU-enheden, formateres meddelelsen i sendebufferen 110. Ellers anvendes den i sendebufferen 110 permanent oplagrede NULL KNOWLEDGE-med-15 delelse. Nar RCC-pakken er klar, overføres RCC-preamb-let, det unikke ord og RCC-dataene til modemet 19, 30a efter behov. CCU-enheden udfører detektering af kollision og opstiller den tilsvarende, udgående detektions-bit for RCC-kollision.

20 Den kreds, der behandler de modtagne RCC-data, opererer i to modes: "frame search" og "monitor". I rastersøgningsmode anses RCC-kanalen for at være ude af synkronisme. Hver enkelt ankommende RCC-meddelelse skal synkroniseres under anvendelse af en algoritme til de-25 tektering af det unikke ord. I monitormode er RCC-kanalen synkroniseret, og denne algoritme til søgning efter det unikke ord bruges ikke. Grundstationen befinder sig altid i rastersøgningsmode, eftersom abonnenterne til enhver tid kan komme ind med forkert timing. I abonnent-30 stationen er RCC-databehandlingskredsen altid i monitormode, med mindre stationen ikke har opnået RCC-synkroni-sering.

I rastersøgningsmode foretages detektion af det unikke ord (UW) efter hvert RCC-interval. Mikrokontrol-35 leren 111 udfører denne opgave ved at foretage skande- _ _ _/.·· DK 176157 B1 102 ring efter det unikke ord i et vindue omkring den "nominelle" placering af det unikke ord. Ved detektering af det unikke ord forsynes CCU-enheden med symboltimingin-formation.

5 De modtagne RCC-data DMA-overføres fra modemet 19, 30a til modtagebufferen 115. Nar overføringen er færdigudført, kopieres RCC-dataene i det lokale RAM-lager med henblik på behandling. De modtagne RCC-pakker filtreres af CCU-enheden. En RCC-pakke overføres kun til 10 RPU-enheden, såfremt det unikke ord er detekteret og CRC er korrekt.

Under RCC-operationen er den tilsvarende VCU-kanal i standby. I denne periode overføres der ingen data mellem VCU og CCU, hverken over sendedatavejen 107 15 eller modtagedatavejen 108.

Software udføres med en mikrokontroller 111 af typen Intel 8031. Programoplagringen findes i et eksternt EPROM-lager på mikrokontrollerens lokale bus. Der kræves software til på tidstro basis at svare på anmod-20 ninger om DMA-service under opretholdelse af en datastrøm på 64 kbps i begge retninger uden tab af data. En FIFO-buffering i stacklagrene 128 og 129 på modem-interfaeen giver mikrokontrolleren 111 den fornødne tid til at udføre DMA-blokoverføringerne og systemkon-25 trolfunktionerne.

Softwaren er delt op i fem separate moduler: supervisor, dataoverføring, BCC-transceiver, BMM-control og utility. Hvert modul er således udformet, at det kun har et enkelt indgangspunkt og et enkelt udgangspunkt, 30 bortset fra afbrydere og fejltilstande. En yderligere undtagelse er utility-modulet, der indeholder diverse utility-rutiner, som de andre moduler har direkte adgang til. Generelt foregår kommunikation mellem moduler gennem brug af globale variabler, der defineres i et sepa-35 rat datasegment.

______/.·.

DK 176157 B1 103

Supervisor-modulet indbefatter en initialiseringsf unXtion, der opretholder global programkontrol og udfører grundliggende selvtestfunktioner.

Dataoverføringsmodulet sørger for styring af 5 dataoverføring over TX-bussen 107 og RX-bussen 108 både for taledataene og RCC-dataene, udfører detektion af synkroniseringsordet på samtlige modulationsniveauer både for tale- og RCC-dataene, og forvalter CCU-RPU RS-232-kommunikationsforbindelsen 123.

10 BCC-transceivermodulet udfører BCC-transceiver- opgaver, behandler BCC-køerne, formaterer udsendte BCC-meddelelser, behandler modtagne BCC-data og flytter RCC-dataene ind og ud af CCU-enheden gennem BCC-kanalen.

BBM-kontrolmodulet styrer RFU-, modem-, VCU- og 15 CCU-hardware via registre, foretager aflæsning og fortolkning af statusinformation fra disse bestanddele (eksempelvis modem AGC, forbindelseskvalitet og symboltve-tydighed), dekoder indlagte kodeord i modtagetalekanalen, formaterer kodeordene for sendetalekanalen, opret— 20 holder tidstro software/hardware-timing og udfører selvtests online.

Utility-modulet udfører forskellige utility-ruti-ner, som andre moduler har adgang til.

CCU-softwaren er delt op i fire separate proces-25 ser, der i hovedsagen opererer sammenløbende. Tre af dem er BCC-data, TX DMA- og RX DMA-processer, som drives "interrupt”, og som kun tages i brug, når en specifik hændelse kræver det. Samtlige tre hændelsesdrevne processer befinder sig i dataoverføringsmodulet. Den sidste 30 proces, der er fordelt blandt alle moduler, er en baggrundsproces, der initialiserer, styrer og overvåger de tre andre processer.

BCC-meddelelser fra RPU-enheden (eller STU-enhe-den i abonnentstationen) bliver modtaget og bufferet af 35 BCC-dataprocessen. Når en komplet meddelelse er blevet _ _________/» DK 176157 B1 104 modtaget, sørger BCC-dataprocessen for at give besked heroin til baggrundsprocessen via en mailbox. Baggrundsprocessen undersøger mailboxen under hovedsløjfen, således at enhver ny meddelelse detekteres. Baggrundsproces-5 sen fortolker meddelelserne og tager passende forholdsregler. Eventuelle svar indlæses af baggrundsprocessen i køen af BCC-sendemeddelelser, og BCC-dataprocessen får besked herom.

BCC-meddelelser kan foranstalte en omformning af 10 CCU-datakanalerne. Den fornødne styreinformation indlæses i modemet 19, 30a og VCU-enheden 17, 28 på passende tidspunkter. Modemet reagerer på et nyt kontrolord ved intervalgrænserne. VCU-enheden forventer, at der forekommer modeændringer på den første VCU-blokoverfØring 15 ved en intervalgrænse. Baggrundsprocessen har ansvar for, at der opretholdes korrekt styretiming.

Indsamlingen af statusinformation udføres af baggrundsprocessen, TX DMA-processen og RX DMA-processen.

De to sidstnævnte opsamler statusord fra TX-siden og RX-20 siden af VCU-enheden. Dette er nødvendigt, fordi der kun fås adgang til disse statusregistre via TX-bussen 107 og RX-bussen 108, der kun er i tomgang i begrænsede tidsperioder. Baggrundprocessen indsamler statusinformation direkte fra modemet 19, 30a gennem statusregi- 25 strene 122 på den lokale bus 119. Baggrundsprocessen kollationerer hele den opsamlede statusinformation, der oplagres i specifikke statusvariabler. Baggrundsprocessen behandler statusanmodninger fra RPU-enheden på basis af disse opsamlede statusoplysninger.

30 Visse statusinformationer såsom AGC-værdi og tidsforskydning kan nødvendiggøre aktion fra CCU-enhe-den. Ud over at blive oplagret som statusinformation bruges sådanne data til at rette op på problemer vedrørende abonnentstationens effekt og afstand. I tilfælde 35 af RCC-meddelelser føres information om effekt og af- DK 176157 B1 ^ 105 stand direkte til RPU-enheden som en del af RCC-kanalen. Baggrundsprocessen udfører denne funktion ved formatering af en BCC-meddelelse, der indeholder data vedrørende RCC. AGC og afstand. Nar pakken er klar, placeres den 5 i BCC-sendekøen, og BCC-dataprocessen får besked herom.

For talekanalerne benyttes denne statusinformation til at formatere kodeord, som indlægges i udgående talepak-ker. Baggrundsprocessen udfører denne formateringsfunktion og styrer transmissionen af kodeordet via talekana-10 len. Samtlige kodeord skal udsendes fem rastere i en række, hvorved der opnås en kodning med redundans 5/1.

TX DMA-processen foretager automatisk udsendelse af det af baggrundsprocessen udvalgte kodeord.

Baggrundsprocessen opretholder også tidstro 15 software/hardware-taktstyring. Dette foretages ved at udspørge en af 8031-enhedens timers og ved optælling af overløb. Den tidstro taktstyring skaber tidsbasis for software timeouts og andre tidsafhængige hændelser. Baggrundsprocessen kontrollerer, at systemtiming oprethol-20 des ved at indsamle oplysninger fra fejlindikatorerne i CCU-hardware og ved at kontrollere, at dataoverføringerne finder korrekt sted i systemrasteret. Systemrasterin-formationen fremskaffes over start af systemraster-sta-tuslinien og med en timer forbundet med 16 kHz taktgene-25 ratoren 130. Datasynkroniseringen udføres af baggrundsprocessen .

BCC-dataprocessen reagerer overfor RS-232-afbry-delser (interrupts), som kan forekomme både i senderetningen og i modtageretningen i porten. Systemet går blot 30 ud på at afgive en anden byte på sendesiden eller modtage en anden byte på indgangssiden. En ende-af-meddelel-se-indikation på modtagesiden bringer BCC-datarutinen til at give baggrundsprocessen besked herom.

TX DMA-processen og RX DMA-processen styrer hen-35 holdsvis DMA-sendekanalen og DMA-modtagekanalen.

___ _/..· f f/ DK 176157 B1 106

Der angives nedenfor trin pr. trin en beskrivelse af den da taover førings funktion, der styres af softwaren. Hændelserne i dataoverføringsprocessen markeres af DMA-kontroller-afbrydelser. Afbrydelsen sker, efter at DMA-5 kontrolleren bar færdigudført den tildelte blokoverføring. Hver gennemgang starter med begyndelsen af et intervals dataoverføring. For den pågældende del af beskrivelsen er det hensigtsmæssigt at se på fig. 23 og 24. Fig. 23 er et tidsdiagram for overførelse af RCC- og 10 16 PSK-taledata over CCU-enhedens sendebus. Fig. 24 er et tidsdiagram for overførsel af RCC- og 16 PSK-data over CCU-enhedens modtagebus. Tabel 13 og tabel 14 angiver karakteristika for de i fig. henholdsvis 23 og 24 viste tidssymboler.

15

Tabel 13

Tid Typisk

Symbol Operation Max(ys) Min(ns) (ys) 20 ts CCU DMA setup 150 - 100 tVCB VCU DMA overfØrin9 600 - 1°0* tRCc RCC overføring fra CCU - - 900 25 trøQ RCC tx modem blok - 10350 10350 tM2 1st Rx modem blok - 4300 4300* tMg 2nd Rx modem blok - 4225 4825* * Baseret på RELP VCU.

30 _ __________ /...

! • ' 107 DK 176157 B1

Tabel 14

Tid Typisk 5 Symbol Operation Max(ys) Min(ys) (lis) tg CCU DMA setup 150 - 100 tyes DMA overføring 600 - 100* trøQ 1st Tx modem blok - 5225 5825* 10 tM^ 2nd Tx modem blok - 4225 4825* RCC Rx modem blok - 5600 5800* tRCC R^C over^^rin9 til CCU - - 900 15 * Baseret på RELP VCU.

Sendefunktion - RCC

1. Modtag "end of TX DMA transf er "-interrupt. Det te signalerer, at behandlingen af det foregående 20 interval er bragt til ende, og at behandlingen af det næste kan interval kan påbegyndes. TX DMA-processen kaldes op.

a. Udskriv information om kanal- og modulationsskift. Denne information kræves af mo- 25 demet 19, 30 og af byte-til-symbol-konver- teren 127.

b. Formattér enhver ventende RPU RCC-meddelelse i sendebufferen 110. Ellers forbered og send NULL-ACK-meddelelsen.

30 c. Initialiser og oplås DMA-overføring fra sen debufferen 110 til modemet 19, 30a med pil på RCC preamblet, det unikke ord og RCC-datablokken.

d. Vend tilbage fra interrupt og fortsæt med 35 baggrundsbehandling.

·' 108 DK 176157 B1

Sendefunktion - tale 1. Modtag "end of TX DMA transf er "-interrupt. Dette signalerer, at behandlingen af det foregående 5 interval er bragt til ende, og at behandlingen af det næste interval kan påbegyndes. TX DMA-proces-sen kaldes op.

a. Udskriv information om kanal- og modulationsskift for det næste interval. Denne in- 10 formation kræves af modemet 19, 30a og af byte-til-symbol-v^n’'erteren 127.

b. Vælg VCU-portadresse og oplås DMA-overføring fra VCU-enheden til sendebufferen 110.

c. Udskriv VCU-kontrolord.

15 d. Afbryd VCU for at starte overføring.

e. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen.

2. Modtag "end of TX DMA transfer"-interrupt. Dette signalerer, at overføringen fra VCU til sendebuf- 20 feren er bragt til ende. TX DMA-processen kaldes op.

a. Læs VCU-statusord.

b. Skriv kodeord til sendebufferen 110.

c. Initialiser og oplås DMA-overføring fra sen- 25 debufferen 110 til modemet 19, 30a med pil på talepreamblet, kodeordet og taledata-blokken.

d. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen.

30 3. Modtag "end of TX DMA trans fer "-interrupt. Dette signalerer, at overføringen af den første halvdel af interval fra sendebufferen 110 til modemet 19, 30a er bragt til ende. TX DMA-processen kaldes op.

35 a. Vælg VCU-portadresse og oplås DMA-overføring fra VCU til sendebufferen.

/...

DK 176157 B1 109 b. Udskriv VCU-kontrolord.

c. Afbryd VCU for at starte overføring.

d. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen.

5 4. Modtag "end of TX DMA transfer "-interrupt. Dette signalerer, at overføringen fra VCU til sendebuffer er færdigudført. TX DMA-processen kaldes op.

a. Læs VCU-statusord.

b. Initialiser og oplås DMA-kontrolieren 120 10 for sendebufferen til modemoverføring.

c. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen.

Modtagefunktion - RCC

15 i. Modtag "end of RX DMA transfer "-interrupt. Dette signalerer, at behandlingen af det foregående interval er bragt til ende, og at behandlingen af det næste interval kan påbegyndes. RX DMA-proces-sen kaldes op.

20 a. Stil op for BPSK-modulation. Denne informa tion kræves af symbol-byte-konverteren 126.

På dette tidspunkt har modemet 19, 30a allerede modtaget denne information.

b. Initialiser og oplås DMAroverføring fra mo- 25 demet 19, 30a til modtagebufferen 115 for RCC-meddelelsen.

c. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsbehandlingen. AGC-kalkulationen og behandlingen af tvetydighed i bitsynkronise- 30 ring bør finde sted på dette tidspunkt.

2. Modtag "end of RX DMA trans fer"-interrupt. Dette signalerer, at RCC-overføringen fra modemet 19, 30a til modtagebufferen 115 er færdigudført.

RX DMA-processen kaldes op.

35 a. Kopier RCC i det lokale RAM-lager.

' 110 DK 176157 B1 b. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen. Forbered overføring af modtaget RCC til RPU, hvis det unikke ord er detekteret og checksummen er korrekt.

5

Modtagefunktion - tale 1. Modtag "end af RX DMA transfer"-interrupt. Dette ----=--- signalerer, at behandlingen af det foregående interval er bragt til ende, og at behandlingen af 10 det næste interval kan påbegyndes. RX DMA-proces- sen kaldes op.

a. Opstil taledata med korrekt modulation. Denne information er påkrævet af symbol-til-byte-konverteren 126. På dette tidspunkt 15 har modemet allerede fået denne informa tion.

b. Initialiser og oplås DMA-overføring fra modemet 19, 30a til modtagebufferen for det første halve interval af taledataene.

20 c. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen. AGC-kalkulationen og behandlingen af tvetydighed i bitsynkronisering og af kodeord bør finde sted på dette tidspunkt.

25 2. Modtag "end of RX DMA transfer"-interrupt. Dette signalerer, at overføringen af den første halvdel af intervallet fra modemet 19, 30a til modtagebufferen 115 er bragt til ende. RX DMA-proces-sen kaldes op.

30 a. Vælg VCU-portadresse og oplås DMA-overføring fra modtagebufferen 115 til VCU-enheden. Afbryd VCU for at starte overføring, b. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen.

35 3. Modtag "end of RX DMA transfer"-interrupt. Dette /...

DK 176157 B1 111 signalerer, at overføringen af den første halvdel af intervallet fra modtagebufferen 115 til VCU er bragt til ende. RX DMA-processen kaldes op.

a. Initialiser og oplås DMA-kontrolleren 121 5 for overføring af den anden halvdel af in tervallet fra modem til modtagebuffer.

b. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen.

4. Modtag "end og RX DMA transfer*'-interrupt. Dette 10 signalerer, at overføringen af den anden halvdel af intervallet fra modem 19, 30a til modtage buffer 115 er bragt til ende. RX DMA-processen kaldes op.

a. Vælg VCU-portadresse og oplås DMA-overføring 15 fra modtagebufferen 115 til VCU. Afbryd VCU for at starte overføring.

b. Vend tilbage fra interrupt og gå videre med baggrundsprocessen.

20 CCU-softwareudførelse.

Udførelsen af programmet begynder som resultatet af hardware reset, og rækken af operationer begynder i supervisor-modulet. Dette modul sørger for enhver hardware- og software-initialisering, inden man går ind i en 25 hovedsløjfe. Dette supervisor-modul udfører visse grundliggende selvtestfunktioner efter hardware reset og på anmodning fra RPU-enheden. Hovedsløjfen får sekventielt adgang til de andre moduler. Supervisor-moduldesignet er af en sådan art, at opgaverne deles op i håndterbare 30 tidsafsnit, hvilket giver garanti for, at hovedsløjfen udviser en rimelig periodicitet i de værste tilfælde (såkaldt reasonable worst case periodicity). Opgaver, der kræver tidstro respons, håndteres af interrupt-rutiner .

35 Hver interrupt-rutine udfører det minimum af be- ___ _^_ Λ DK 176157 B1 112 handling, der kræves til at opfylde serviceanmodningen. Dette gøres for såvidt muligt at opretholde programudførelsens serielle natur og for at holde interrupt-kø-dannelsen på et minimum. En interrupt-rutine vil typisk 5 overføre data til og fra en interface og foretage en boolesk operation for at angive, at aktionen er blevet udført. Derefter vil en af hovedsløjfen adresseret, serielt udført kode behandle denne information som krævet.

10 CCU-mikrokontrolleren 111 er en datastrømmaski ne for såvidt software-hændelserne drives af ankomsten og afgangen af data. En præcis systemtiming skaber rammen for denne datastrøm, men software-hændelserne udledes imidlertid direkte fra datastrømmen og ikke fra sy-15 stemrastermærkerne. Denne løsning giver softwaren mulighed for at reagere på "reelle" hændelser såsom data i/O-anmodninger frem for på "kunstige" hændelser såsom sy-stemtimingmærker. Softwaren støtter sig på hardwaren for at omdanne softwarens asynkrone aktioner til hændelser, 20 der er synkrone med systemrastertiming. For at kunne gøre dette skal der være sikkerhed for, at tingene initialiseres og står klar, før systemrasterhændelserne finder sted.

Det er derfor klart, at CCU-softwaren, når den 25 ikke er tungt belastet, forventes at svare på hændelser og udføre visse opgaver inden for en begrænset tid. Denne tidstro behandling drives af interrupts og kræver derfor meget omhyggelig udformning· Der er for mikrokon-trolleren fire tidstro hændelser, der indebærer poten-30 tiel konfliktfare, nemlig DMA-sendefunktion, DMA-modta-gefunktion, RS-232-sendefunktion og RS-232-modtagefunk-tion. RS-232-afbrydelser har laveste prioritet, idet de forekommer maksimalt én gang pr. ms. Softwaren er således udformet, at denne begrænsning på 1 ms overholdes.

35 Responstiden for tale- og RCC-data-håndtering er mere kritisk, hvilket omtales nærmere nedenfor.

_______________/.·.

DK 176157 B1 113

Den relative timing for dataoverføringerne over sendebussen og modtagebussen fremgår af fig. 23 og 24. Disse diagrammer er tegnet tilnærmelsesvis i skala og viser timing i det værste tilfælde. Sende- og modtage-5 bussernes tidsmultipleksnatur fremgår klart af diagrammerne. De mørke krydslinier, der er vist på sende- og modtagevejene, svarer til mikrokontrolleraktivitet på de respektive busser (tg, tRCC). I denne tid er den pågældende DMA-kontroller 120, 121 i tomgang. De korte 10 tidsperioder mellem DMA-kontrollers aktiviteter svarer til VCU-blokoverføringer. I denne tid er DMA-kon— t rolleren beskæftiget med den pågældende VCU. I den resterende tid (tMQ, tM^, t^» ^3) ^ar DMA-kontrolleren 120, 121 til opgave at betjene modeminterfacen.

15 De takt styrede FIFO-staklagre 128, 129 i modem- interfaeen skaber den primære, i tidsdiagrammerne impli-cite tidsbegrænsning. FIFO-staklageret indeholder 16 symboler og skaber en buffertid på 1 ms før udtømning (TX) eller overfyldning (RX). Under dette ms kan CCU-20 enheden benytte sende- eller modtagebusserne 107, 108 til at udføre blokoverføringerne til og fra VCU eller kopiere RCC-data i det lokale RAM-lager.

Under indkoblingen udfører CCU-softwaren en intern selvtest, og den placerer VCU, modem og RFU i deres 25 default-tilstand. Mikrokontrolleren 111 overvåger sy- stemrastertimingen og begynder at udføre blokoverføringer for at lade VCU-enheden blive synkroniseret. Efter igangsætning af dataoverføringer bruger mikrokontrolleren 111 DMA-enden af et blokinterrupt for at oprethol-30 de systemtiming. Dette interrupt er direkte bundet til CCU-enhedens data throughput og dermed til 16 kHz sym-boltaktgeneratoren 130. VCU-enheden bibeholder systemtiming implicit via DMA-overføringsanmodninger, som frembringes af mikrokontrolleren 111 som følge af 35 ende-af-blok-interrupt. Mikrokontrolleren 111 fortsæt- _ _ _ /·..

i DK 176157 B1 114 ter overvågning af rastertiming for at sikre opretholdelse af passende systemoperation.

På abonnentstationens side omfatter systemet startup radiosynkronisering, som foretages ved lokalise-5 ring af radiostyrekanalen, hvorfra systemtiming udledes.

Nar modtagetiming er blevet etableret, er det mikrokon-trolleren Ill's opgave at fastlægge sendetiming overfor grundstationen.

Dataoverføringsmodulet tager sig af tidstrosty-10 ringen og baggrundsdataoverføringen i CCU-enheden. Der er forskellige dataoverføringsfunktioner for sendedata-vejen, modtagedatavejen, den udsendende BCC-enhed og den modtagende BCC-enhed. Alle disse opgaver styres af afbrydere (interrupt), der kræver tidstro respons. Modulet 15 udfører også synkroniseringsindfangning og overvågning som baggrundsopgave.

Sendedatavej-"handler” kaldes op, når TX-DMA-kon-trolleren 120 kræver service. Dette sker typisk efter en DMA-blokoverføring, på hvilket tidspunkt der for 20 perifere DMA-kredse kaldes ende-af-blokoverføring-inter-rupt op, hvilket interrupt modtages over en af de to eksterne interrupt-linier på mikrokontrolleren 111, som er af typen 8031. Den service dette interrupt kræver, afhænger af typen af dataoverføring, nemlig RCC 25 eller tale, samt af det tidspunkt, hvor det forekommer inden for intervallet.

Sendedatavej-interrupt forekommer på forudsigelige tidspunkter i hvert interval. Fig. 23 og 24 viser tidspunktet for og varigheden af disse interrupts. Hver 30 gang de forekommer, skal mikrokontrolleren 111 initialisere de perifere DMA-kredse med henblik på den næste blokoverføring. Denne operation bør foretages inden for 150 us fra interruptanmodning til interruptudførelse. I tilfælde af RCC-data kræver den første serviceanmodning, 35 at mikrokontrolleren 111 formatterer RCC-meddelelsen i /...

DK 176157 B1 115 sendebufferen 110 forud for DMA-overføring. Operationen skal være færdigudført inden for 900 ys. Da operationerne over sendevejen sædvanligvis er korte og kræver hurtig respons» gives interrupt den højeste prioritet.

5 Det eneste output fra sendedatavej-interrupthand- ler er VCU-statusord, indsamlet efter VCU-blokoverføringen. Statusordet analyseres med software i BBM-kontrol-modulet.

Modtagedatavej-handler kaldes op, når den modta-10 gende DMA-kontroller 121 kræver service. Dette sker typisk efter en DMA-blokoverføring, på hvilket tidspunkt de perifere DMA-kredse kalder et ende-af-blokoverføring-interrupt. Dette interrupt modtages over en af de to eksterne interrupt-linier for mikrokontrolleren 111 af 15 typen 8031. Den service dette interrupt kræver, afhænger af typen af dataoverføring, RCC eller tale, samt af det tidspunkt, hvori det forekommer inden for intervallet.

Modtagedatavej-interrupt forekommer på forudsigelige tidspunkter inden for hvert interval. Fig. 23 og 24 20 viser tidspunkterne for og varigheden af disse interrupts. Hver gang de forekommer, skal mikrokontrolleren 111 initialisere DMA-kontrolleren 121 for den næste blokoverføring. Denne operation bør finde sted inden for 150 ys fra interruptanmodning til interruptudførelse, 25 såfremt DMA-initialiseringen er den eneste opgave, der skal udføres. I tilfælde af RCC-data går den sidste serviceanmodning ud på, at mikrokontrolleren 111 efter DMA-overføring skal kopiere RCC-meddelelsen fra modtagebufferen 115 til det lokale RAM-lager. Denne operation 30 bør også være udført inden for 900 ys. Da sendevejbetje-ning kan forekomme inden for dette tidsinterval, har modtagevejinterrupt lavere prioritet end sendevejinter-rupt. Modtagedatavej-interrupthandler gør VCU-status-ordet tilgængeligt efter hver VCU-blokoverføring. Dette 35 statusord analyseres med software i BBM-kontrolmodu'let.

__ _ _/...

116 DK 176157 B1

Handleren aflæser også nye RCC-meddelelser fra kanalen, hvorpå disse fortolkes i BCC-transceivermodulet.

BCC-modtagemodulet er implementeret via on-chip RS-232 UART, som er i stand til at tilvejebringe ét in-5 ternt interrupt, som trigges hver gang, der modtages eller udsendes en byte. BCC-handler opkalder en statusbit for at bestemme, hvilket af de to tilfælde har forårsaget interrupt, og på grundlag heraf sørger den for at aktivere den pågældende port.

10 Baud-taktgeneratoren er programmeret for at ar bejde på 9600 Baud, hvorved der maksimalt er 1920 interrupts pr. sekund. For at undgå tab af data må hvert interrupt behandles inden for 1 ms. Da den typiske interruptfrekvens er lav og responstiden relativt lang, 15 har BCC-dataoverfØringinterrupt lav prioritet.

BCC-dataoverføringshandleren bruger pile til at bringe de modtagne og udsendte data henholdsvis i kø og ud af kø. Her foregår der kun behandling på et enkelt niveau indbefattende byteudfyldning og indsætning af 20 ende-af-meddelelse. Disse aktioner er beskrevet i sy-steminterfacespecifikationen.

Der foregår meget lidt databehandling i BCC-transoeivermodulet, hvis hovedopgave er at stille dataene i og ud af kø, medens det tager sig af sende-, mod-25 tage- og BCC-datavejene. Den nedenfor beskrevne datasynkroniseringsindfangning og -overvågning indbefatter BCC-transceivermodulets hovedbehandlingsfunktioner.

Synkorddetekteringen indebærer en synkroniseringsoperation på symbolniveau. Udtrykket "synkord" dæk-30 ker generelt over både det unikke ord i RCC-kanalen og kodeordet i talekanalerne. Det unikke ord (UW) er et fast mønster på 8-bit placeret ved begyndelsen af en RCC-meddelelse. Et kodeord (CW) er normalt et hvilket som helst af 8 mulige 8-bitmønstre placeret ved begyn-35 delsen af en talekanal. Ud over deres synkroniserings- /...

DK 176157 B1 117 opgave benyttes kodeordene til at angive forbindelsesstatus» effektjusteringer og afstandsjusteringer.

Grundstationens CCU-enhed skal i hvert interval foretage en udtømmende søgning efter en gyldig RCC-med-5 delelse. Den udfører denne opgave ved på basis af systemmastertiming at søge efter det unikke ord i et vindue på ±3 symboler omkring den nominelle UW-beliggenhed. Søgealgoritmen begynder med den nominelle UW-plads og skifter et symbol til højre og til venstre, indtil den 10 1) finder UW-mØnsteret og 2) kontrollerer, at der er korrekt RCC-checksum. Søgningen afsluttes, så snart 1) og 2) er opfyldt, eller når samtlige muligheder er blevet undersøgt. Informationen om dette skift, RCC-meddel-elsen og effektinformationen sendes til RPU-enheden 15 efter en vellykket søgning.

I hvert taleinterval søger grundstationens CCU-enhed efter et gyldigt kodeord i de modtagne taledata.

Der checkes kun for den nominelle placering af kodeordet, eftersom der ikke under taleoperation udføres aktiv 20 symbolsynkronisering. Hvis der ikke i fem successive rastere detekteres noget kodeord, erklæres kanalen for at være ude af synkronisme, og RPU-enheden får besked om denne tilstand. På dette tidspunkt er det op til RPU-enheden at tage enhver passende aktion. Synkronismen 25 siges at være genoprettet, når der i tre ud af fem successive rastere er sket vellykket detektering af kodeordet.

Når den modtager RCC-data, kan abonnentstationens CCU-enhed befinde sig i den ene eller den anden af føl-30 gende to modes: "rastersøgning" eller "overvågning" (monitor). Rastersøgningsmode benyttes til indfangning af modtagerastertiming i de ankommende RCC-data, og den kaldes automatisk op, når RCC-synkroniseringen går tabt.

Der skiftes over til overvågningsmode, når der er opnået 35 rastersynkronisering.

DK 176157 B1 118

Nar den er i rastersøgningsmode, skal abonnentstationens CCU-enhed efter hvert RCC-interval foretage udtømmende søgning efter en gyldig RCC-meddelelse. Pa samme måde som for grundstationens CCU-enhed udfører den 5 denne opgave ved at søge efter det unikke ord i et vindue på ±3 symboler omkring den nominelle UW-placering, på basis af timing udledt fra modemets detektering af AM-hole. Søgealgoritmen begynder med den nominelle UW-placering og skifter et symbol til højre og til venstre, 10 indtil det 1) finder UW-mønsteret og 2) kontrollerer, at der er korrekt RCC-checksum. Søgningen afsluttes, så snart 1) og 2) er opfyldt, eller når samtlige muligheder er blevet undersøgt. Skiftinformationen efter en vellykket søgning benyttes til justering af de af CCU-enheden 15 frembragte modtagerastermarkeringer. Indfangningen afsluttes, når 1) og 2) er opfyldt for tre successive rastere med UW-ordet i sin nominelle position. STU-enhe-den får besked om rasterindfangning, når dette finder sted. I rastersøgningsmode føres RCC-meddelelserne ikke 20 videre til STU-enheden.

Når rasterindfangningen er udført, skifter abonnentstationens CCU-enhed over til monitormode. Der checkes kun for den nominelle UW-placering for at undgå muligheden for falske UW-indfangninger. Hvis der ikke i 25 fem successive rastere detekteres noget UW-ord, erklæres kanalen for at være ude af synkronisme, og der skiftes over til rastersøgningsmode. STU-enheden får besked om denne usynkroniseret tilstand. I monitormode overføres de RCC-meddelelser, der har korrekt checksum, samt SIN-30 nummeret til STU-enheden.

I hvert taleinterval undersøger abonnentstationens CCU-enhed de modtagne taledata for at finde det korrekte kodeord. Der checkes kun for den nominelle kodeord-placering, eftersom der under taleoperationen 35 ikke foretages aktiv symbolsynkronisering. I denne ret- DK 176157 B1 119 ning for kanalen undersøges alle mulige kodeord. Kodeordene kan forårsage inkrementelle ændringer i effekt-og afstandsværdierne for abonnentstationen. Inkrementelle afstandsændringer kan faktisk føre til symbol-5 ændring samt til ændring i værdierne for afstandsbestemmelsen. Hvis der ikke i fem successive rastere detekte-res noget kodeord, erklæres kanalen for at være ude af synkronisme, og STU-enheden får besked herom. Synkronismen anses for at være genoprettet, når der efter tre ud 10 af fem successive rastere er opnået vellykket detektering af kodeordet.

Yderligere betragtninger vedrørende CCU-enheden.

Anmodningen om sende-DMA-overføring mellem sende-15 bufferen 110 og modemet 19, 30a skal udledes fra den samlede bitmængde i FIFO-staklageret 128, hvilket indebærer, at FIFO-staklageret 128 altid skal være fyldt, når en DMA-blokoverføring er komplet.

Anmodningen om modtage-DMA-overføring mellem mo-20 demet 19, 30a og modtagebufferen 115 skal udledes fra tomme bit i staklageret 129, hvilket indebærer, at FIFO-staklageret 129 altid er tomt, når en DMA-blokoverføring er komplet.

CCU-kontrollerens software skaber gate til DMA-25 overføringer, men der skal være ekstern kontrol for at skabe handshaking til igangsætning og opretholdelse af blokoverføring. Dette er særlig vigtigt for modeminter-facen, hvor rastertiming er kritisk.

Mikrokontrolleren 111 skal være i stand til at 30 lade en DMA-overføring vente. Softwaren forsøger ikke på at bruge DMA-bussen under en blokoverføring, med mindre denne kontrol foretages, eller de perifere DMA-kredse er i tomgang.

De taktstyrede FIFO-staklagre 128, 129 bør 35 periodisk og automatisk resettes.

t — — — --- -—^-----ΓΤ DK 176157 B1 120

Rastertiminginformationen skal være tilgængelig for mikrokontrolleren 111. Dette kunne finde sted i form af et symboltaktinput til intern timer i mikrokon-trolleren.

5 Når CCU-enheden modtager en synkroniseret RCC- eller talepakke, bør der ikke kræves symbolskift for at bringe pakken på bytegrænsen. Dette bør være gældende uanset modulationsniveauet.

10 Modem

Modemet opererer i et af tre operationsmodes. I grundstationen udfører modemet sende- og modtagefunktion fulddupleks. X abonnentstationen opererer modemet halv-dupleks, idet det udsender under en del af TDMA-rasteret 15 og modtager i en anden del af TDMA-rasteret. Den tredje mode er en selvadapterende træningsmode. Et enkelt modemdesign udfører alle tre funktioner. Modemet udfører den passende funktion som svar på nøglingssignaler, der ankommer fra den styrende CCU-enhed.

20 Modemet 30a i abonnentstationen og modemet 19 i grundstationen er identiske, og fig. 25 viser et blokdiagram over modemet.

Modemets sendedele indbefatter et TX-symbolfilter 132, en digital-analog-konverter 133, et 200 kHz bånd- 25 pasfilter 134, et blandingstrin 135 og en TX-timing-styrekreds 136. Modemets modtagedel omfatter et blandingstrin 138, en analog-digital-konverter 139, et FIFO-staklager 140 og en mikroprocessor 141 af typen TMS 320.

30 Modemets sendedel udsender den fra CCU-enheden ankommende information med PSK-modulation på 16 niveauer. Det er CCU-enheden på modtagesiden, der skal fortolke dataene som værende på DPSK, QPSK eller 16 PSK. Modemet udsender uden kendskab til modulationsniveauet.

35 Modemets sendedel er fuldt ud implementeret i hardware og kræver ingen justering. De symboler, der _/...

DK 176157 B1 121 modtages fra CCU-eriheden, kodes, og de tilsvarende bølgesignaler formes for at sikre passende interferensmæs-sige egenskaber og for at undgå amplitudeforvrængning og forvrængning ved gruppeforsinkelse. Dette forhold berig-5 tiges ud fra den antagelse, at der i det frekvensbånd (indenfor 50-100 kHz), der ligger nærmest til det anvendte bånd, ikke findes kraftige, interfererende signaler (effektdensiteter på 30-40 dB under signalet). Modemets sendedel bruger en relativ bred mellemfrekvensfil-10 trering (100 kHz), således at det udsendte signal ikke udsættes for amplitudeforvrængning og gruppeforsinkelse, og den udfiltrerer også de harmoniske, der frembringes af den i basisbånd foretagne digitale filtrering.

TX-symbol filteret 132 er et digitalt FIR-filter 15 med faste koefficienter. Dette filter 132 simulerer et sekspolet filter med en samplings frekvens på 50 sampler pr. symbol pr. 6 symboler i FIR-filteret.

Modemet modtager symbolerne fra den pågældende CCU-enhed i en mængde på 16 kbps. Disse symboler omdan-20 nes derefter til en DPSK-kode, der over ledningen 143 tilføres FIR-filteret 132. FIR-algoritmen kræver, at hvert andet symbol inverteres, før det tilføres FIR-filteret. Til DPSK-kodning anvendes der en Gray-kode. Dette har til formål at sikre, at hvis der modtages et fejlbe-25 hæftet symbol, er der god sandsynlighed for, at de to symboler til modtage-codec kun har fejl på en bit.

FIR-filteret 132 har en impulsrespons afskåret til 6T (T=l/16 kHz). FIR-filteret oversampler symbolerne ved en frekvens på 800 kHz, således at hvert symbol 30 samples 50 gange under sit ophold på 5T i filteret. Det te er ækvivalent med en samplingsfrekvens på 3T/25, hvor samplingsperioden er T/25, således at samplerne afgives hver 3T/25-periode. Udgangssignalerne forskydes indbyrdes således, at der til enhver tid kun er overlapning 35 mellem det første og det fjerde, det andet og det femte _____/...

DK 176157 B1 122 eller det tredje og det sjette par sampler. Hver af | disse sampler med længde på T/25 deles faktisk i to dele. I den første halvdel af sampleperioden kalkuleres I-delen af udgangssignalet, medens Q-delen af udgangssig-5 nalet kalkuleres i den anden halvdel af perioden. Herved I er den aktuelle frekvens, med hvilken FIR-filteret 132 afgiver dataene 50 x 16 kHz = 800 kHz. I- og Q-sampling er indbyrdes forskudt en halv sampleperiode, men dette korrigeres af FIR-filteret 132.

10 De signaler, der repræsenterer multiplikationen af symbolerne og impulsresponserne i FIR-filteret 132 og additionen af disse to multiplikationer, skabes af et 8K.8 ROM-lager, der i afhængighed af de over ledningen 143 ankommende symboler afgives over ledningen 144.

15 FIR-filteret 132 afgiver over ledningen 144 digitale sampler på 10 bit ved en frekvens på 800 kHz.

Disse signaler tilføres D/A-konverteren 133 med henblik på over ledningen 145 at afgive et analogt bølgesignal. Dette bølgesignal er tidsdelte I- og Q-sig-20 naler af det symbol, der skal udsendes. Dette tidsdelte bølgesignal over ledningen 145 filtreres i 200 kHz båndpasfilteret 134 og tilføres derefter blandingstrinnet 135 via ledningen 146. Blandingstrinnet får tilført et mellemfrekvent lokalsignal på 20 MHz over 25 ledningen 147. Herved opkonverteres I- og Q-komposan-terne til et mellemfrekvent udgangssignal på 20,2 MHz over ledningen 148. Dette udgangssignal over ledningen 148 tilføres et ikke vist 20,2 MHz båndpasfilter og leveres til RFU-enheden 21, 31a.

30 Det ønskede signal fra D/A-konverteren 134 er centreret på 200 kHz og har en båndbredde på ca. 32 kHz.

Ved at gange 200 kHz bølgesignalet med 20 MHz blandes I-og Q-samplerne med SIN- og COS-komposanterne af mellemfrekvensen. Herved kan 20 MHz-signalet direkte gange ud-35 gangsbølgesignalet, og de eksakte komposantmultiplika- /·.· • 123 DK 176157 B1 tioner håndteres automatis!«. Derfor er der ikke behov for diskrete generatorkredse for SIN(IF)/COS(IF) for at gange i/Q-samplerne fra D/A-konverteren som i modtageren. Herved afskaffes også behov for isoleret tilførsel 5 i blandingstrinnet fra basisbåndet til blandingstrinnets udgang.

De i sende-FIR-filteret 132 oplagrede udgangsdata underkastes behandling med henblik på korrigering for enhver fejl, der måtte forekomme på grund af 1/50 T 10 differencen mellem I- og Q-tidsværdierne. IF-filteret i RFU-enheden (fig. 28 og 29) addererer også de to værdier sammen med henblik på dannelse af det korrekte, udsendte bølgesignal, eftersom dets båndbredde er relativt lille i forhold til mellemfrekvensen.

15 I modtagedelens modem blander blandingstrinnet 138 et fra RFU-enheden over ledningen 150 modtaget, analoge bølgesignal gennem et ikke vist 20MHz båndpas-f il ter med et over ledningen 151 ankommende 20 MHz mellemfrekvent signal med henblik på nedkonvertering af 20 det analoge signal til basisbånd over ledningen 152. Derefter konverteres det analoge signal af A/D-konverte-ren 139 til et digitalt signal over ledningen 153, hvilket signal oplagres i FIFO-staklageret 140 med henblik på behandling ved hjælp af mikroprocessoren 141.

25 Mikroprocessoren 141 udfører på det modtagne digitale signal frekvens- og bitsporing, og den udfører også FIR- filtrering og demodulering af signalet til en binær symbolstrøm, der over ledningen 154 afleveres til CCU-enheden.

__ 30 Ud over de analoge og digitale datasignaler, der behandles af modemet, er der et antal styre- og statussignaler, der sendes til og fra modemet. Disse signaler sendes almindeligvis til modemet fra CCU-enheden. Modemet udsender også styresignaler til RFU-enheden for at 35 styre sådanne funktioner som udsendt effekt, frekvens, /...

DK 176157 B1 124 AGC og antenneomskiftning, hvad angår "diversity"-funktionen.

Fig. 26 og 27 viser modeminterfacerne. Modemet modtager de fleste signaler fra CCU-enheden. Andre sig-5 naler ankommer fra RFU-enheden og timingenhederne. Indgangssignalerne til modemet er som følger: Følgende linier overfører følgende signaler fra CCU-enheden 18, 29 til modemet 19, 30a: TX DATA-linierne 156 overfører et 4 bit symbol, 10 der skal afsendes af modemet (2 bit for QPSK, 1 bit for BPSK). MOD BUS 157 er en bidirektionel mikroprocessorbus, der overfører styre/status-information til/fra modemet. MOD WR-linien 158 overfører et styresignal til latch MOD BUS ind i modemet. MOD RD-linien 159 overfø-15 rer et styresignal for at placere modemstatus og anden information i MOD BUS med henblik på afsendelse til CCU-enheden 18, 29. MOD RESET-linien 160 overfører et styresignal til resetning af modemet. MOD ADD-linierne 161 overfører adressesignaler til forskellige pladser 20 med henblik på oplåsning for værdier i modemet. TX SOS-linien 162 overfører et signal til påbegyndelse af udsendelse af et TX-interval. RX SOS-linien 163 overfører et signal til påbegyndelse af modtagelse af RX-interval.

25 IF RECEIVE-linien 165 overfører et ankommende mellemfrekvent indgangssignal fra RFU-enheden 21, 31a til modemet 19, 30a.

Følgende linier overfører de beskrevne signaler fra STIMU 35 til modemet 19. 80 MHz-linien 167 30 overfører et 80 MHz ECL-taktsignal. En ikke vist timingenhed i abonnentstationen forsyner modemet 30a med et tilsvarende signal. 16 kHz-linien 168 overfører et TX CLK-mastersignal, der anvendes i grundstationen. S0MF-linien overfører et rasterbegyndelses-mastersignal fra 35 STIMU i grundstationen. Dette signal benyttes ikke i modemet, men føres videre til CCU-enheden 18, 29.

; 125 DK 176157 B1 Følgende linier overfører de beskrevne signaler fra modemet 19, 30a til CCU-enheden 18, 29. TX CLK-linien 171 overfører et 16 kHz-taktsignal, der forsyner CCU-enheden med symbolsendetiming. Symbolerne ind-5 læses i modernet på forflanken i taktsignalet. I grundstationen har samtlige intervaller det samme TX CLK-ma-stersignal. Herved udsendes samtlige signaler fra grundstationen på samme tidspunkt. I abonnentstationen er TX CLK-signalet af modemet forskudt en vis tid (fractional 10 range delay) på basis af information fra CCU-enheden. RX CLK-linien 172 overfører det 16 kHz-taktsignal, der udledes fra det modtagne signal. Dette signal frembringes altid i abonnentstationen, men tilvejebringes kun i grundstationen under indfangning af styreinterval. Med 15 dette taktsignal aflæses det modtagne symbol til CCU-enheden, som herved også får symboltiming. RX DATA-linierne 173 overfører det modtagne symbol på 4 bit, taktstyret af RX CLK-signalet. MOD BUS 157 overfører status- og datainformation fra modemet. MOD SOMF-linien 20 175 overfører SOMF-signalet fra STIMU til CCU-enheden i grundstationen. AM STROBE-linien 176 overfører et skift fra højt til lavt for at give CCU-enheden en grov rastermarkering under RCC-indfangningen i abonnentstationen. Det drejer sig om en enkeltimpulslinie, der 25 aktiveres, når mikroprocessoren 141 bestemmer den tilnærmede beliggenhed af AM hole.

Følgende linier overfører de beskrevne signaler fra modemet 19, 30a til de enkelte RFU-enheder 21, 31a. RF RX BUS 178 er en 8 bitbus mellem modemet og 30 RFU-delen. Denne bus overfører AGC-information og frekvensvalginformation til RF RX-delen. Modemet styrer de AGC-værdier, der skal udsendes, og afgiver CCU-frekvens-valginformation. Frekvensvalginformationen føres fra CCU-enheden til modemet via MOD BUS 157. I trænings-35 mode styrer modemet RF RX-frekvensvalget. RF TX BUS 179 _ /.·.

DK 176157 B1 126 er en 8 bitbus mellem modemet og RFU TX-delen. Denne bus ! overfører information om TX-effektniveau og om frekvens

valg til RFU TX-delen. Modemet har intet at gøre med disse, hvorfor informationen kun overføres til RF TX-5 delen. RX 80 MHz REF-linien 180 overfører et 80 MHz ECL-referencetaktsignal til RFU RX-delen. TX EN-linien 182 til RFU TX-delen overfører et signal til oplåsning for RF-transmission. RX EN-linien 183 til RFU RX-delen overfører et signal til oplåsning for RF-modtagelse. AGC I

10 WR-linien 184 overfører et write/strobe-signal til indlæsning af AGC-data i RFU RX-delen. RXFREQ WR-linien 185 overfører et write/strobe-signal til frekvensindlæsning i RFU TX-delen. PWR WR-linien 186 overfører et write/strobe-signal til indlæsning af effektinformation 15 i RFU TX-delen. PWR RD-linien 187 overfører et read/ strobe-signal til tilbagelæsning af effektinformation fra RFU TX-delen. TXFREQ RD-linien 188 overfører et read/strobe-signal til tilbagelæsning af sendefrekvensen fra RFU TX-delen. TXFREO WR-linien 189 overfører et 20 write/strobe-signal til frekvensindlæsning i RFU TX-delen. IF TRANSMIT-linien 190 overfører det på mellemfrekvensen udsendte signal til RFU-enheden.

Følgende linier overfører de beskrevne signaler fra modemet 19 til STIMU 35. VCXO BUS 192 er en 20 25 bitdatabus med styreinformation til frekvenssporing til en spændingsstyret oscillator i STIMU-enheden 35. VCXO | WR-linien overfører en skriveimpuls til oscillatoren med henblik på oplåsning fra VCXO BUS 192 til oscillatoren. Lignende signaler overføres fra modemet 30a til en 30 ikke vist timingsenhed i abonnentstationen.

Grundstationens modemoperation er tildelt en fast radiofrekvens. Kommunikationen i grundstationen er fuld-dupleks, hvorfor modemets sende- og modtagedele opererer simultant. Et modem er også tildelt styrefrekvenskana-35 lens modem, hvorfor det således kun udsender og modtager /...

DK 176157 B1 127 information i RCC-format i den allokerede styreinterval-periode. Samtlige transmissioner fra grundstationens modemer taktstyres af TX CLK-mastertaktsignalet på 16 kHz over ledningen 171. Til forskel fra abonnentsta-5 tionernes modemer afgiver grundstationens modemer 19 til CCU-enheden 18 brøkdelen af symboltiden mellem TX CLK-mastersignalet over ledningen 171 og det i modemet 19 afledte RX CLK-signal over linien 172. Denne information udsendes derefter til abonnentstationen over RCC-10 kanalen« således at abonnentstationen udsætter sin transmission med henblik på at sikre, at dens signal i grundstationen modtages synkront med alle de andre intervaller.

Grundstationens modem 19 udsender også et nul-15 energi-signal i styreintervallet med henblik på at skabe RCC AM hole (som danner rasterreference), når RFU-enhe-den udsender et nulenergi-signal. Denne del af RCC-transmissionen uden bærebølge benyttes til oprindelig RX-indfangning hos abonnentstationen.

20 Modemet 19 er ikke klar over, at der i grund stationen er fire talecodec, multiplekseret af CCU-enheden 18, for fire 16 PSK-abonnentintervaltildelin-ger. Modemet 19 accepterer bitstrømmen fra CCU-enheden 18 og behandler transmissionen, som om der kun var en 25 enkelt codec-abonnent.

Samtlige operationer i abonnentstationens modem 30a udledes fra det over ledningen 172 modtagne RX CLK-signal, der udvindes fra den modtagne transmission. Dette signal bruges som masterstaktsignal for abonnent-30 stationen. TX CLK-signalet over ledningen 171 til CCU-enheden 29 er ikke et mastertaktsignal som i grundstationen. Det udledes fra RX CLK-signalet over ledningen 172 og bibringes den af CCU-enheden 29 valgte forsinkelse. CCU-enheden 29 bestemmer forsinkelsen på basis 35 af radiostyrekanalen. Forsinkelsen bestemmes af afstan- _ _ _/...

DK 176157 B1 I 128 i I den mellem grundstationen og abonnentstationerne. Abon nentstationens CCU-enhed 29 afgiver information om denne forsinkelse til modemet 30a gennem MOD BUS 157. Modemet 30a tager selv højde for denne forsinkelse.

5 CCU-enheden 29 tager hensyn til det komplette symbols forsinkelse ved over linien 162 at afgive TX SOS-sig-nalet forsinket med det korrekte antal symboler. Ved denne proces bringes signalerne til grundstationen til at passe sammen under hensyntagen til afstanden til 10 samtlige abonnentstationer.

I abonnentstationen er kommunikationen halv-dupleks. Herved er senderen spærret, når den er i tomgang. Når det ikke er i gang med at udsende, er modemet 30a indstillet i modtagemode og således i stand til at 15 overvåge det modtagne signals effektniveau for således at være forberedt, når grundstationen kalder op.

Abonnentstationens modem 30a udsender intet AM "guard"-bånd for RCC-intervallet, da dette ikke er påkrævet, eftersom det er grundstationen, der bestemmer 20 rasteret. Til forskel fra grundstationens modemer 19, der udsender på fast frekvens, kan abonnentstationens modemer 30a også udsende eller modtage data over en hvilken som helst af de 26 frekvenser, som CCU-enheden 29 vælger i RFU-enheden.

25 Der er i modemet mange kilder for forsinkelse, som har mærkbar indvirkning på systemtiming. Det kan eksempelvis dreje sig om analogfiltres forsinkelse, forplantningsforsinkelser, FIR-filtres behandlingsforsinkelse, osv. Disse forsinkelser forskyder TX- og RX-30 rasterne i forhold til hinanden, og der skal omhyggeligt tages hensyn til disse forsinkelser.

Forsinkelsen mellem TX SOS-signalet over ledningen 162 i grundstationen og "spidsen" på det første i grundstationen modtagne, analoge symbol er på +7,4 sym-35 boler. Derfor er der forskydning mellem TX- og RX-inter- / · · · DK 176157 B1 129 , vallerne. For at kunne foretage korrekt dekodning af den ankommende fase skal modemet påbegynde sampling ca. 3,5 symboler, før "spidsen** ankommer. Derfor er forskydnin-: gen mellem TX SQS-signalet og begyndelsen af en RX-samp- 5 ling på ca. 4 symboler.

I grundstationen forekommer starten af RX-inter-vallet ca. 4 T efter starten af TX-intervallet. RX-intervalstarten defineres som det tidspunkt, “hvor den første analoge sample tages med henblik på detektering 10 af den første "spids", der modtages.

. . Abonnentstationens taktsignaler udledes fuldstæn digt fra en 80 MHz masteroscillator i den ikke viste timingsenhed for abonnentstationen. Den spændingsstyrede oscillator styres via en analog linie fra modemet 30a.

15 Ud fra dette kalkuleres samtlige sende- og modtagetakt-signaler. Modemet 30a forsyner CCU-enheden 29 med 16 kHz RX CLK-signalet over ledningen 172, udledt fra den ankommende datastrøm. CCU-enheden 29 detekterer selv det unikke ord i styrekanalen og er i stand til at 20 bestemme raster- og intervalmarkeringerne ud fra det unikke ord og RX CLK-signalet over ledningen 172. AM hole-signalet fra det af modemet demodulerede signal giver CCU-enheden 29 besked om, hvor den den skal søge efter det unikke ord.

25 Under modtagelsen af et vilkårligt interval udfører modemet 19, 30a frekvenssynkronisering ved ind fangning, hvorefter det fortsætter med opsporing. I abonnentstationen er den spændingsstyrede oscillator direkte styret af mikroprocessoren 141 gennem en D/A-30 konverter. Mikroprocessorens frekvensindfangnings- og sporingsalgoritroer udregner de fornødne ændringer, som den spændingsstyrede oscillator kræver for at opretholde synkronisering.

I grundstationen indbefatter STIMU-enheden 35 35 en termostatstyret oscillator, der har fast frekvens og _ _ _______/...

DK 176157 B1 130 bestemmer systemets mastertaktsignal. Derfor vil der på modtagesiden ikke være frekvensvariation.

Under modtagelsen af et vilkårligt interval udfØ- rer modemet 19, 30a også bitsynkronisering overfor den 5 ankommende datastrøm. En algoritme foretager en bitspo-ringssløjfe hos modtageren. Mikroprocessoren 141 styrer en variabel frekvensdeler til 80 MHz VCXO eller OCXO-oscillatoren (kun under demodulering af kontrolinterval). Indenfor bitsporingssløjfen ændrer mikroproces-10 soren 141 frekvensdelingsforholdet med henblik på opnåelse af bitsynkronisering. Under modtagelsen af en talekanal har delingsværdierne trinstørrelser på 0,1% af 16 kHz, medens disse værdier i et kontrolinterval ændrer sig mere drastisk, eksempelvis så meget som ±50%.

15 Rastersynkroniseringen finder sted helt forskel ligt i grundstationen og i abonnentstationerne. X grundstationen føres SOMF-mastersignalet fra tiroingsenheden over ledningen 169 til CCU-enheden 18 over ledningen 175 via modemet 19. Dette er det SOMF-mastersignal, 20 der bruges for al transmission fra grundstationen. Ud fra dette signal og systemets symbolmastertaktsignal (16 kHz) kan CCU-enheden udlede al interval og rastertiming.

I abonnentstationen udføres rastersynkroniseringen af CCU-enheden 29 ved detektering af det unikke 25 ord i den modtagne RCC-datastrøm. Under den oprindelige indfangning afgiver modemet 30a en enkelt impuls (AM STROBE) over ledningen 176 til tilnærmet rastermarkering. Under indfangningen søger modemet 30a efter AM HOLE i RCC-kanalen. Hvis AM HOLE detekteres, tæller mo-30 deroet 30a det op i nogle få rastere, hvorpå det over ledningen 176 frembringer AM STROBE-markeringssignalet til CCU-enheden 29 ved rasterbeliggenheden af AM HOLE. CCU-enheden 29 bruger dette markeringssignal til initialisering af rastermarkeringstællerne (windowing), som 35 at CCU-software kan ændres med henblik på eksakt raster- _ /...

DK 176157 B1 131 synkronisering. Dette signifierer også, at AM HOLE er I blevet detekteret, og at der er foretaget indfangning af RCC-kanalen.

Intervalsynkroniseringen styres af CCU-enheden 5 18, 29. Signalerne TX SOS over ledningen 162 og RX

SOS over ledningen 163 er ordre til modemet 19, 30a til at påbegynde transmission eller modtagelse af et interval. Disse signaler er synkroniserede med TX CLK-signalet over ledningen 171 henholdsvis RX CLK-signa-10 let over ledningen 172.

Selvtræningsmode er en "tilbagekoblet" tilstand, som modemet bringes i for at træne modtagerens digitale FIR-filters koefficienter til kompensering for de ændringer, der i modtagerens analoge filtre måtte fore-15 komme på grundlag af tidsmæssige og temperaturmæssige ændringer. Analysen foregår ved at føre sendedataene tilbage til RF-enheden og modtage et kendt mønster i modtageren. Koefficienterne optimeres efter et Lagrange-system på basis af fem følgende ledr 1) den modtagne 20 datastrøm? 2) datastrømmen forsinket med 0,05 T; 3) datastrømmen rykket 0,05 T frem? 4) datastrømmen fra den hosliggende øvre kanal og 5) datastrømmen fra den hosliggende nedre kanal.

I træningsmode forsyner mikroprocessoren 141 TX 25 FIR-filteret 131 over ledningen 143 med en række træningsmønstre af længde på 32 symboler. Dette sker gennem et ikke vist FIFO-staklager, der oplåses under denne træningsmode. Fremrykningerne/forsinkelserne finder sted i modtagerens bitsporingskreds, der forskyder 30 de to strømme indbyrdes med 0,05 T.

CCU-enheden 18, 29 stiller modemet 19, 30a i træningsmode, for at modemets sendedel kan aflæse specielle træningsdata fra FIFO-staklageret i modemet. For nogle af disse tests rykkes modtagedelen frem eller til-35 bage. Når processen er færdigudført, sender modemet til DK 176157 B1 132 CCtl-enheden 18, 29 en statusmeddelelse, der angiver, at Koefficienterne nu er udregnet. På dette tidspunkt tester CCU-enheden 18, 29 modemet ved at omstille det til normal drift og udskrive et givet mønster, hvorpå 5 RFU-enheden 21, 31a kobles tilbage, dataene sendes tilbage og undersøges for gyldighed.

Et sådant modem er beskrevet i den sideløbende ansøgning DK 4270/85.

10 RF/lF-enhed (RFU) og antenneinterface.

RFU-subsystemet skaber forbindelsen mellem modemet og antennen både i grundstationen og abonnentstationen. RFU-enheden fungerer lineært med hensyn til amplitude og frekvens og er i hovedsagen transparent for ka-15 naldataene og -modulation.

Fig. 28 viser antenneinterfacekredsen for abonnentstationen. En RFU-styrelogikkreds 192 er koblet til sendeantennen 32 og til de tre antenner 32a, 32b og 32c gennem antenneinterfacekredsen. Logikkredsen 20 192 er også forbundet med sendedelen i modemet 30a og med sendedelene i modemerne 30a, 30b og 30c. Faktisk er antennerne 32 og 32a den samme antenne.

Sendedelen i antenneinterfacen omfatter en op-konverter- og forstærkerkreds 193, en TX-synteziser 25 194, en effektforstærker 196 og en TX/RX-omskifter 197. En første modtagedel RX 1 i antenneinterfacen omfatter en ned-konverter- og forstærkerkreds 198, en RX-synteziser 199 og en forforstærker 200, der er koblet til omskifteren 197. De enkelte yderligere 30 diversity-modtagedele TXn (n = 2, 3) indbefatter en nedkonverter- og forstærkerkreds 202, en RX-synteziser 203 og en forforstærker 204.

Når den får tilført signaler fra sendedelen i modemet 30a, afgiver logikkredsen 192 følgende signa-35 ler til sendedelen i interfacekredsen: 1) et TX-oplåse- ! 133 DK 176157 B1 signal over ledningen 206 for at bringe TX/RX-omskifte-ren 197 i stand til at låse op for transmission fra eendeantennen 32; 2) et IF-inputsignal over ledningen 207 til op-konverter- og forstærkerkredsen 193; 3) et 5 effektstyresignal over ledningen 208, ligeledes til kredsen 193; 4) et taktreferencesignal over ledningen 209 til TX-synteziseren 194; og 5) et kanalvælgesignal over ledningen 210 til TX-synteziseren 194. TX-synteziseren 194 reagerer på signalet over ledningen 210 10 for over ledningen 211 til op-konverter- og forstær-kerkredsen 193 at afgive et TX-frekvensvalgesignal lig med forskellen mellem den ønskede sendefrekvens og modemets mellemfrekvens.

Som svar på de signaler, der modtages fra de 15 respektive modtagedele i modemerne 30a, 30b og 30c, afgiver logikkredsen 192 følgende signaler til hver af modtagedelene i antenneinterfacekredsen: 1) et TX-oplå-sesignal over ledningen 213 for at bringe ned-konver-ter- og forstærkerkredsene 198, 202 til at operere i 20 modetagemode; 2) et AGC-signal over ledningen 214 til ned-konverter- og forstærkerkredsene 198, 202; 3) et taktreferencesignal over ledningen 215 til RX-syntezi-serne 199, 203; og 4) et kanalvælgesignal over ledningen 216 til RX-synteziserne 199, 203 afhængigt af 25 kanalvælgesignalet over ledningen 216, således at nedkonverter- og forstærkerkredsene 198, 202 over ledningen 217 får tilført et signal, der er lig med differensen mellem den Ønskede modtagefrekvens og modemets mellemfrekvens. Ned-konverter- og forstærkerkredsene 30 198, 202 afgiver IF-udgangssignaler over ledningen 218 til logikkredsen 192 med henblik på aflevering til modtagedelen i de respektive modemer 30a, 30b og 30c.

Op-konverter- og forstærkerkredsen 193 i modtagedelen modtager det modulerede mellemfrekvenssignal 35 over ledningen 207, forstærker signalet og flytter det DK 176157 B1 134 til den valgte kanalfrekvens. En kombination af ikke viste filtre, forstærkere 196, 197 og ikke viste styrkereguleringskredse bruges til at skabe det passende udgangsniveau og undertrykke uønskede signaler på spejl-5 frekvensen og de harmoniske frekvenser. Den udsendte frekvens er summen af modemets mellemfrekvens og en konverteret frekvens, der ud fra modemets referencefrekvens er syntetiseret i trin på 25 kHz.

Abonnentstationens RFU-enhed fungerer som halv-10 dupleks transceiver, når modtagerne er inaktive i sendeintervallerne. Den udsendte burst-frekvens er tilstrækkelig høj til overfor brugeren at simulere fulddupleks drift. Den tildelte frekvenskanal er den, som grundstationens RPU-enhed vælger.

15 Fig. 29 viser antenneinterfacekredsen for grund stationen. En .styrelogikkreds 219 er koblet til sendeantennen 23 og til tre modtageantenner 34a, 34b og 34e gennem interfacekredsen. Styrelogikkredsen 219 har også forbindelse med sendedelen i modemet 19 og 20 med modtagedelene i modemerne 19, 19b og 19c. Mode merne 19b og 19c er diversity-modemer, som ikke er vist i fig. 2.

Sendedelen i antenneinterfacekredsen indbefatter en op-konverter- og forstærkerkreds 220, en TX-synte-25 ziser 221, en effektforstærker 222, en højeffektforstærker 223, en effektdetektor 224 og et båndpasfilter 225. En første modtagedel RX 1 i antenneinterfacekredsen indbefatter en ned-konverter- og forstærker 230, en RX-synteziser 231, en forforstærker 232 og et 30 båndpasfilter 233. De enkelte yderligere diversity- modtagedele RXn indbefatter en ned-konverter- og forstærker 234, en RX-synteziser 235, en forforstærker 236 og et båndpasfilter 237.

I afhængighed af de signaler, der modtages fra 35 sendedelen i modemet 19, afgiver logikstyrekredsen /...

DK 176157 B1 135 219 følgende signaler til sendedelen i antenneinter-facekredsen: 1) et TX ON-signal over linien 239 til op-konverter- og forstærkeren 220 til aktivering af sendedelen roed henblik på udsendelse fra antennen 23; 5 2) et IF-inputsignal over ledningen 240 til op-konverter - og forstærkeren 220; 3) et taktreferencesignal over ledningen 24 til TX-synteziseren 221; og 4) et kanalvælgesignal over ledningen 242 til TX-synteziseren 221. TX-synteziseren 221 reagerer på signalet 10 over ledningen 242 og afgiver til op-konverter- og forstærkeren 220 over ledningen 243 et RX-frekvens-vælgesignal, der er lig med differensen mellem den Ønskede sendefrekvens og modemets mellemfrekvens. Ledningen 244 fra effektdetektoren 224 afgiver et niveau-15 styresignal til op-konverter- og forstærkeren 220.

Som svar på signaler fra de respektive modtagedele i modemerne 19, 19b, 19c afgiver logikkredsen 219 følgende signaler til hver modtagedel i antenne-interfacekredsen: 1) et AGC-signal over ledningen 245 20 til ned-konverter- og forstærkerkredsen 230, 234; 2) et taktreferencesignal over ledningen 246 til RX-syntezi-seren 231, 235; og 3) et kanalvælgesignal over ledningen 247 til RX-synteziseren 231, 235. RX-syntezise-rne 231, 235 reagerer på signalerne over ledningerne 25 247 for over ledningerne 248 at afgive til ned-kon- verter- og forstærkerkredsene 230, 234 et RX-frekvens-vælgesignal, der er lig med differensen mellem den ønskede modtagefrekvens og modemets mellemfrekvens. Over ledningen 249 afgiver ned-konverter- og forstærker-30 kredsene 230, 231 mellemfrekvente udgangssignaler til logikkredsen 219 med henblik på aflevering til modtagedelene i de respektive modemer 19, 19b, 19c.

RFU-enhederne i grundstationen og abonnentstationerne er ens bortset fra den yderligere højeffektfor-35 stærker 223, der benyttes til at forøge sendeeffekten DK 176157 B1 136 fra grundstationen. RFU-enhedens grundfunktion i begge stationer er at konvertere det modulerede mellemfrekvente signal (20,2 MHz) fra modemets sendedel til den ønskede radiofrekvens i UHF-båndet (450 MHz). På modtage-5 siden udfører RFU-enheden den omvendte nedkonvertering af det modtagne UHF-signal til et mellemfrekvent signal på 20 MHz. Sende- og modtagefrekvenserne er indbyrdes forskudt 5 MHz. RFU-enhederne programmeres af CCU-enhe-den for at operere på de forskellige frekvenser, der an-10 vendes i det totale system. Typisk vil hver grundstations RFU-enhed bringes til at operere på en given frekvenstildeling, når systemet initialiseres, og dette ændrer sig ikke. Antallet af RFU-enheder i grundstationen svarer til det antal sende- og modtagefrekvenskanal-I 15 par, som grundstationen kan oppebære. Abonnentstationer nes RFU-enheder vil typisk skifte operationsfrekvens for hvert nyt telefonopkald.

RFU-enhederne er således indrettede, at der kan foretages justering af AGC-niveauet og af sendeeffekten.

20 Det er modemet, der på basis af en beregning i sendedelens processor 141 frembringer AGC-forstærknings-faktoren. Abonnentstationens sendeeffekt kalkuleres af CCU-enheden på basis af de fra grundstationen over RCC-kanalen modtagne meddelelser samt andre styreparametre.

25 Hvis ikke samtlige intervaller i en frekvenskanal er taget i brug, udsender RFU-enheden et tomt mønster, som CCU-enheden opstiller i kanalen. Hvis et udfyldt kanal ikke er taget i brug, kan CCU-software gennem modemet afbryde senderen for denne frekvens.

30 Skiftetiden for diversity-omskifterne bør være på mindre end 50 ys.

Der er tre antenner og tre separate RF/lF-enheder (enkelt sender, tre modtagere).

Flere dele af grundstationens RFU-enhed og anten-35 neinterface er identiske med de ovenfor beskrevne dele /...

DK 176157 B1 137 af abonnentstationen. Forskellene forklares i efterfølgende afsnit.

Grundstationens RFU-enheder og antenneinterface-kredsene opererer fulddupleks. Samtlige sendere og mod-5 tagere opererer normalt med 100% udnytteIsesforhold. Endvidere er det økonomisk fordelagtigt at lade grundstationen operere med en højere sendeeffekt og at anvende modtagere med lavt støjtal og med diversity-funktion. Senderen er beregnet til at arbejde med den maksimale 10 tilladelige effekt uden dynamisk styring. Modtage-diver-sity opnås ved at anvende flere modtageantenner og flere modemer.

Grundstationen skifter normalt ikke arbejdsfrekvensen eller sendeeffekten under normal drift. Sende-15 og modtagedelene er fuldt ud afstembare på hver af de 26 kanaler.

Sendedelen i grundstationens antenneinterface modtager det modulerede IF-inputsignal over linien 239 fra modemet, og den behandler dette signal på samme måde 20 som i den ovenfor beskrevne sendedel i abonnentstationen. Endvidere forstærkes signalet op til den fornødne effekt, og det filtreres i et båndpasfilter 225 (såkaldt "cavity preselector bandpass filter") for at reducere støjen på arbejdsfrekvenserne for hosliggende mod-25 tagere og for at nedsætte tilfældige sendesignalers niveau.

Modtagedelen i grundstationens antenneinterface er udformet som allerede omtalt for abonnentstationen bortset fra, at antennerne er koblet til båndpasfiltre 30 233, 237 ("cavity preselector bandpass filters"), der tjener til at undgå, at modtageren bliver overdøvet af hosliggende eller nærliggende sendere. Der anvendes også lavstøjforforstærkere for at nedsætte det brugbare tær-skelsignalniveau. Der er 30 dB isolation for samtlige 35 antenner 23, 34a, 34b, 34c overfor en hvilken som /...

DK 176157 B1 138 helst anden antenne. Yderligere isolation skabes i sende- og modtagedelene for at opnå ca. 80 dB isolation mellem de udsendte signaler og de modtagne signaler. Båndpasfilteret, forforstærkerne og forstærkerne er be-5 liggende i umiddelbar nærhed af de pågældende sende/mod-tage-antenner.

Diversity-funktion på modtagesiden.

Diversity-funktionen bruges til at nedsætte sand-10 synligbeden for kanalfading under en accepteret tærskelværdi. Diversity-systemet er i stand til at tilføje tregrenet diversity til begge veje fra grundstation til abonnentstation og tilbage. Diversity hardware både i grundstationen og abonnentstationerne omfatter en spe-15 ciel diversity-kombinationskreds, tre modemer, de tilhørende radiofrekvente enheder og antenner. Der er kun en enkelt kombination af modem, RFU-enhed og antenne, der er i stand til at udsende. Selv om d ivers i ty-kombinationskredsen 33 kun er vist for abonnentstationen i 20 diagrammet i fig. 2, er den til stede og koblet til modemerne og CCU-enheden i grundstationen på samme måde som i abonnentstationen.

Når der foretages modtagning under udnyttelse af diversity-funktionen, bruger grundstationen eller abon-25 nentstationen tre modtageantenner, der er beliggende i tilstrækkelig indbyrdes afstand til, at der ikke er korrelation i fading af de modtagne signaler. Disse tre antenner gennem tre identiske modtagedele i antennein-terfacen afgiver deres signal til RFU-enhedens styrelo-30 gikkreds, hvis IF-udgangssignal føres til separate modemer med henblik på demodulering. En mikroprocessor af typen TMS 320 i kombinationskredsen 33 (såkaldt diversity processor) får tilført udgangssignalerne fra modemerne og frembringer en mere pålidelig datastrøm til 35 resten af systemet på en måde, der emulerer et enkelt ____ /...

DK 176157 B1 139 modem. Det er diversity-processorens hardware og software, der har til opgave at foretage diversity-kombina-tionen og virke som et enkelt modem overfor CCU-enheden.

Diversity-processoren aflæser fra de tre modemer 5 deres datasymboler, AGC-værdier, signal + støj, størrelse og fasefejl (afvigelse af den detekterede fase fra de ideelle 22,5° referencevektorer). Den algoritme, der benyttes til at bestemme det demodulerede symbol, indebærer brug af flertalsafgørelse (majority vote) og bereg-10 ninger af signal/støj-forholdene for hvert modem med henblik på at finde det modem, som er mest velegnet til at give det rigtige svarsignal.

Registrene i diversity-processorens CCU-interface er næsten identiske med registrene i modemerne bortset 15 fra, at de yderligere registre, der benyttes til at overføre information, som bruges i diversity-behand-lingsfunktionen, ikke er nødvendige, hvorfor der kun er behov for tre adressebit.

Da TMS 320 mikroprocessorens i/O-kapabiliteter er 20 små, og da størsteparten af behandlingen arbejder med én type af I/O-register ad gangen, anvendes der et specielt register, der indeholder den på det pågældende tidspunkt fornødne registeradresse. Eksempelvis skal AGC-værdien fra hvert modem aflæses, den højeste værdi vælges, og 25 resultatet indlæses i diversity-processorens i/O-regi-stre, hvorfra CCU-enheden kan foretage aflæsning. Adresseringen af disse registre er mest effektiv, hvis adressen på AGC-registeret først indlæses i en port, hvor den placeres på modemets adresselinier. Derefter behøver 30 processoren kun at adressere det pågældende modem eller mikroprocessorens registerbank, hvorved I/O-operationer-ne gøres hurtigere.

I abonnentstationens diversity-system har hvert modem sin egen timingenhed, og de timingsignaler, der 35 benyttes af de tre modemer i diversity-systemet, er ikke __ _ _Λ|.

DK 176157 B1 140 nødvendigvis i fase. Da modemtaktsignalerne for de tre modemer ikke er synkroniserede med hinanden, er der behov for latchkredse for at holde det fra hvert modem udgående datasymbol, indtil diversity-processoren aflæser 5 dette symbol.

En vigtig funktion af diversity-processoren er at opretholde kommunikationer mellem CCU-enheden og de tre modemer. Denne kommunikation skal være tilstrækkelig hurtig til at opfylde samtlige CCU-krav, men ikke så 10 hurtig, at den kan overbelaste diversity-processoren.

Λ*.

Claims (19)

141 DK 176157 B1

1. Trådløst kommunikationssystem til behandling af flere informationssignaler, som hver især er fra en respektiv opkaldende kilde, til en opkaldt mobil- 5 abonnentenhed via en respektiv fremvej skanal ved én blandt flere fremvejsfrekvenser tildelt fremvejsfrekvens og til at modtage informationssignaler fra en opkaldende mobilabonnentenhed til en opkaldt via en respektiv returkanal ved én blandt flere returfre-10 kvenser udvalgt frekvens, hvor fremvej s- og returkanalerne er inddelt i respektive sekvenser af sig gentagende tidsintervaller, idet en gruppe af på hinanden følgende tidsintervaller definerer et respektivt raster, hvor alle rasterne er synkroniseret indenfor 15 systemet, kendetegnet ved, at systemet omfatter en fjerntilkoblingsprocessorenhed, der kan tildele en respektiv tidsvarighed til de respektive informationssignaler, som sendes på både fremvej s- og returkanalerne, hvor varighederne er lig med længden 20 af ét eller flere tidsintervaller i det samme raster, hvilket system har flere mobilabonnentenheder, idet hver mobilabonnentenhed omfatter etableringsmidler til placering af informationssignaler i tidsintervaller indenfor et raster, der svarer til en varighed 25 tildelt på en returkanal, og til at modtage informationssignaler fra tidsintervaller indenfor et raster, som svarer til en tildelt varighed på en fremvej skanal, i begge tilfælde som reaktion på en tildeling fra fjernt ilkobl ingsprocessorenheden, og hvor der in-30 denfor det samme raster kan tildeles tidsintervaller af forskellig længde til andre informationssignaler fra andre opkaldende kilder.

2. System ifølge krav 1, hvor informationssignalerne har en kodningshastighed, og hvor forskellige 35 informationssignaler kan have forskellige respektive kodningshastigheder.

3. System ifølge krav 1, hvor informationssignaler moduleres på en bærefrekvens i fremvejskanalen, 142 DK 176157 B1 og informationssignaler demoduleres fra bærefrekvensen i returkanalen, og hvor forskellige informationssignaler kan have forskellige modulationstyper.

4. System ifølge krav 3, hvor abonnentenhederne 5 hver især yderligere omfatter en modulator, der omfatter en lineær modulator indbefattende en lineær forstærker.

5. System ifølge krav 1, hvor informationssignalerne omfatter tale og/eller data.

6. System ifølge krav 3, hvor i det mindste én af modulationstyperne omfatter PSK-modulation.

7. Fremgangsmåde til kommunikation af i det mindste ét informationssignal i et trådløst kommunikationssystem fra en opkaldende kilde til en opkaldt 15 mobilabonnentenhed via en kanal ved én blandt flere frekvenser valgt udvalgt frekvens, hvor hver kanal er inddelt i en sekvens af sig gentagende tidsintervaller, idet en gruppe af på hinanden følgende tidsintervaller definerer et raster, kendeteg-20 n e t ved, at fremgangsmåden omfatter at tildele en kanal til informationssignalerne fra en opkaldende kilde, at tildele en tidsvarighed for informationssignalerne, hvor varigheden er lig med varigheden af ét 25 eller flere tidsintervaller i det samme raster, at kommunikere den tildelte frekvens- og tidsintervalinformation til en opkaldt mobilabonnenten-hed, at transmittere informationssignalerne til den 30 opkaldte mobilabonnentenhed via den tildelte frekvens under brug af de tildelte tidsintervaller, og at tildele tidsintervaller med en anden varighed indenfor det samme raster til andre informations-signaler til andre mobi1abonnentenheder.

8. Fremgangsmåde til kommunikation ifølge krav 7, hvor informationssignalerne har en kodningshastighed, og hvor forskellige informationssignaler kan have forskellige respektive kodningshastigheder, yder 143 DK 176157 B1 ligere omfattende trinnet at tildele informationssignaler, der har forskellige kodningshastigheder, til intervaller inden for det samme raster.

9. Fremgangsmåde til kommunikation ifølge krav 5 7, yderligere omfattende trinnene, at modulere informationssignalerne med én modulationstype på bæreren for den frekvens, der er tildelt kanalen, og at modulere andre informationssignaler med an-10 dre modulationstyper fra andre opkaldende kilder til andre opkaldte mobilabonnentenheder på den samme bærer i forskellige tidsintervaller indenfor det samme raster.

10. Fremgangsmåde til kommunikation ifølge krav 15 9, hvor i det mindste én af modul at ions typerne omfatter PSK-modulation.

11. Fremgangsmåde til kommunikation ifølge krav 7, hvor informationssignalerne omfatter tale-og/eller datainformation.

12. Grundstation til trådløs kommunikation med flere mobilabonnentenheder, hvilken grundstation indbefatter en kobler og flere sendere, der kommunikerer informationssignaler fra en opkaldende kilde til en opkaldt blandt mobilmobilabonnentenhederne via en ka-25 nal på én blandt flere frekvenser tildelt frekvens, hvor hver kanal er inddelt i en sekvens af sig gentagende tidsinteraller, idet en gruppe af på hinanden følgende tidsintervaller definerer et raster, kendetegnet ved, at grundstationen omfatter 30 en fjernprocessorenhed, som kan tildele en tidsvarighed til de informationssignaler, der sendes til den opkaldte mobilabonnentenhed, hvor varigheden svarer til varigheden af ét eller flere tidsintervaller i det samme raster, hvor fjernprocessorenheden 35 opretholder en hukommelse over hvilke tidsintervaller i hvilke rastere i hver kanal, der er er blevet tildelt, og tilvejebringer tildelingen ved at konsultere hukommelsen, DK 176157 B1 144 en multiplekser til at multiplekse informationssignalerne på den tildelte kanal, og en sender til via den tildelte kanal at transmittere informationssignalerne til den opkaldte mo-5 bilabonnentenhed under brug af de tildelte tidsintervaller inden for rasteret, og hvor der inden for det samme raster tildeles andre tidsintervaller med andre varigheder til andre informationssignaler fra andre opkaldende kilder.

13. Grundstation ifølge krav 12, hvor proces sorenheden kan tildele informationssignaler med forskellige respektive kodningshastigheder til tidsintervaller indenfor det samme raster.

14. Grundstation ifølge krav 9, hvor informati-15 onssignalerne moduleres på en bærefrekvens for kanalen, og hvor forskellige informationssignaler kan have forskellige modulationstyper.

15. Grundstation ifølge krav 12, hvor grundstationen yderligere omfatter en lineær modulator indbe- 20 fattende en lineær forstærker.

16. Mobilabonnentstation til et trådløst kommunikationssystem, der kan tilvejebringe informationssignaler i en kanal ved én blandt flere frekvenser udvalgt frekvens i det trådløse kommunikationssystem, 25 hvor den specifikke kanal, der benyttes af abonnentstationen, tildeles til den af en grundstation i det trådløse kommunikationssystem, idet hver af kanalerne er inddelt i en sekvens af tidsintervaller, hvor en gruppe af på hinanden følgende tidsintervaller defi-30 nerer et raster, kendetegnet ved, at abonnentstationen omfatter, etableringsmidler til at placere informationssignalerne i tidsintervaller indenfor et raster svarende til en varighed, der er tildelt som reaktion på 35 at abonnentstationen modtager en sådan tidsintervaltildeling for informationssignalerne, en sender til at transmittere informationssignalerne til grundstationen via kanalen ved den til 145 DK 176157 B1 delte frekvens, således at andre informationssignaler fra andre abonnentstationer kan tildeles tidsintervaller med andre varigheder.

17. Abonnent stat ion ifølge krav 16, hvor etab-5 leringsmidlerne kan rumme informationssignaler med forskellige respektive kodningshastigheder.

18. Abonnentstation ifølge krav 16, yderligere omfattende en modulator, hvor modulatoren kan modulere informationssignaler med forskellige modulations- 10 typer, således at forskellige modulationstyper kan rummes i et enkelt raster.

19. Abonnent stat ion ifølge krav 18, hvor modu latoren omfatter en lineær modulator indbefattende en lineær forstærker. 15 i ! i i