FI115692B - Radiopuhelinjärjestelmä kaukotilaajaryhmille - Google Patents

Description

115692

RADIOPUHELINJÄRJESTELMÄ KAUKOTILAAJARYHMILLE

Keksintö koskee useita kaukotilaaja-asemia palvelevia radiopuhelinjärjestelmiä, tarkemmin radio-puhelinjärjestelmää, jossa eräät tilaaja-asemista on 5 sijoitettu fyysisesti naapureina olevaan ryhmään.

Radiopuhelinjärjestelmää, joka sisältää tukiaseman kaukotilaaja-asemien palvelemiseksi, on kuvattu patentissa U.S. 5,119,375. Tuossa järjestelmässä jokainen tilaaja-asema varustettiin radiolla, jonka tu-10 kiasema voi ohjata virittymään tietylle kanavalle ja käyttämään tiettyä aikaväliä ilmoitetun tietojenvaihdon kestoajan. Aikajakokanavointi(TDM) radiokanava-siirtoa käytettiin tukiasemasta tilaaja-asemiin ja ai-kajakoista monikäyttö(TDMA)siirtoa yksittäisistä ti-15 laaja-asemista tukiasemaan. Kunkin radiokanavan alkajako aikaväleihin ja puheviestien tiivistäminen salli kunkin radiotaajuuskanavan tukea useita puhereittejä aikavälien lukumäärän mukaan. Analogiaääniviestit yleiseen valintaiseen puhelinverkkoon ja siitä ulos 20 muunnettiin ensin 64 kb/s μ-lain mukaisiksi kompandoi-tuneiksi digitaalisiksi pulssikoodatuiksi modulaatio (PCM) näytteiksi . Ennen siirtoa radiokanavan kautta , digitaaliset näytteet altistettiin äänitiivistykseen puheinformaationopeuden vähentämiseksi 64 kb/s:sta 25 14,6 kb/s:iin käyttäen jäännösherätettyä lineaarista ennustuskoodausta (RELP) . Puhekooderi-dekooderi ja mo-deemi vaadittiin varattavaksi tietylle taajuudelle ja : : aikavälille puhelun kestoajaksi.

« I «

Samalla kun edellä mainittu järjestelmä toimi 30 erittäin tyydyttävällä tavalla mahdollistaen puhelin-,···, palvelut tuotettavaksi erityisesti alueille, joille puhelinlinjat ovat mahdottomia toteuttaa, tällaisen * ’ * puhelinpalvelun ennalta arvaamaton kasvu on synnyttä- nyt tilanteita, joissa useiden tilaaja-asemien on ha-,V. 35 vaittu olevan toistensa välittömässä läheisyydessä.

*( ; Ensimmäiset yritykset tällaisten lähekkäin sijaitsevi- 115692 2 en tilaaja-asemien ryhmän linjakohtaisten palvelukus-tannusten alentamiseksi kohdistettiin yksittäisten tilaaja-asemien asennus- ja ylläpitokustannusten yhdistämiseen käyttämällä yhteisiä laitteita, kuten kote-5 lointia, jännitelähdettä, radiotaa juus (RF) tehovahvistinta ja antennia. Täten lähekkäin sijaitsevien tilaaja-asemien, joista kukin voi päästä RF-kanavalle, ryhmässä voidaan käyttää yhtä laajakaistaista RF-tehovahvistinta ryhmää palvelemassa. Kuiten-10 kin tällaiset viritykset edelleen vaativat kullekin tilaajalinjalle oman modeeminsa ja radiolähetin-vastaanottimensa. Yksittäisiä lähetin- vastaanotinulostuloja syötettiin yhteiseen RF-tehovahvistimeen, joka täytyi mitoittaa käsittelemään 15 huipputehoa vastaten kaikkien lähetin-vastaanottimien tehon summaa vierekkäisten tilaaja-asemien ryhmässä, jotka voivat samanaikaisesti olla toiminnassa samalla aikavälillä. On ilmeistä, että lisäyhdistäminen yli tuon mahdollisen 375-patentin järjestelmässä ja tar-20 vittavan huipun ja keskimääräisen tehon alentaminen olisi suotavaa, erityisesti etäällä olevilla alueilla, jotka vaativat käynnissä pitoa aurinkokennovoiman avulla.

1 Keksinnön periaatteiden mukaisesti linjakoh- ; : 25 täisiä kustannuksia alennetaan tilaajalinjojen fysi- kaalisesti viereisille ryhmille antamalla linjojen tällaisen ryhmän sisällä käyttää ei ainoastaan yhteis-.*·, tä jännitelähdettä ja RF-tehovahvistinta vaan myös yh teistä modeemia, tahdistamista, välitaajuutta (IF), 30 ylös- ja alasmuuntamista ja myös ohjaintoimintoja si- ten, että saadaan aikaan merkittävää keskittämistä. Keksinnön järjestelmässä varustetaan pieni määrä mo-:·; deemeja palvelemaan monia tilaajia fyysisesti vierek- käisissä ryhmissä, joihin hakemuksessa tämän jälkeen 35 viitataan keskittymänä tai tarkemmin modulaarisena keskittymänä. Kuvatussa suoritusesimerkissä tilaaja-linjan virtapiirit ja modeemit ovat moduulirakenteisia 115692 3 painettuja piirikortteja, jotka työnnetään taustalevy-liitäntää käyttävään kehykseen ajastustiedon ja datan jakamiseksi yksiköiden kesken. Kaikki modeemit voidaan varata käsittelemään puhelua kenelle tahansa tilaajal-5 le ja kaikki modeemit voivat käsitellä puheluja useille tilaajille peräkkäisillä aikaväleillä. Samaa tai eri taajuutta voidaan käyttää tukemaan yhteyksiä kutakin tilaajaa varten peräkkäisillä aikaväleillä.

Keksinnön tunnusomainen piirre on, että taa-10 juusnopeiden modeemien yhteisresursseista puhelun käsittelyyn käytettävän modeemin valinta ohjataan säästämään tehonkulutusta kahdella tavalla. Ensiksi uutta modeemia ei edullisesti varata käytettäväksi puhelun käsittelyyn ennen kuin kaikki aikavälit toiminnassa 15 olevissa modeemeissa on osoitettu puheluihin siten sallien vielä valitsemattomien modeemien pysyä energiaa säästävässä, lepotilassa. Toiseksi samaa aikaväliä (eri taajuuksilla) käyttävien puheluiden lukumäärä säädetään alentamaan RF-tehovahvistimen vaatimaa huip-20 putehoa.

Keksinnön lisäpiirre on välttää tahdistusvii-ve, kun on tarpeen varata lepotilassa oleva modeemi ·.. puhelun käyttöön. Kun aikavälitahdistus tukiaseman ··· kanssa on vahvistettu resurssien ensimmäistä modeemia 25 varten keskittymässä, saatetaan tahdistusinformaatio ,··*. jäljellä olevien modeemien käyttöön, edullisesti taus- talevyliitännän kautta, mikroprosessoria käyttävän keskittymän ohjaimen hallinnassa. Näin ollen kaikki » * lepotilassa olevat modeemit ovat heti siirrettävissä 30 käsittelemään puheluita ilman tahdistuksesta tukiase- < * · ···: man aikajakokehyksen kanssa aiheutuvaa viivettä.

Keksinnön muu lisäpiirre on luokitella modee-• ;..j min tahdistustilat useiden tahdistusparametrien perus- teella ja johtaa luotettavuuskerroin, joka heijastaa 35 tahdistusparametrien luotettavuutta, kullekin toimin- nassa olevalle modeemille ja jakaa tahdistusinformaa-*. *: tiota modeemista, jolla on paras luotettavuuskerroin.

115692 4

Keksinnön edellä mainitut ja muut tarkoitukset ja tunnusomaiset piirteet tulevat selvemmin esiin viittaamalla liitteenä oleviin piirroksiin, joissa:

Kuva 1 esittää modulaarisen keskittymän lohkokaa-5 viota, jossa on taajuusnopeiden modeemien yhteisre-surssit tilaaja-asemien ryhmän käsittelemiseksi;

Kuva 2A esittää tilaajalinjan virtapiirien ja modeemien yhteenliittymää aikavälin vaihtimessa;

Kuva 2B esittää 16-vaihemoduloinnin aikavälejä 10 varten varattua TDMA RF-kehystä;

Kuva 2C esittää Q-vaihemoduloinnin aikavälejä varten varattua TDMA RF-kehystä;

Kuva 2D esittää tehtävääjoitusta TDMA-aikävälien ja PCM-puskureiden välillä; 15 Kuva 3 esittää taajuusnopean modeemiyksikön pää- piiriosia;

Kuva 4 esittää taajuusnopean modeemin IF-osaa;

Kuva 5 esittää lohkosyntetisaattorin ylös/alas-muuntimen (BSUD) lohkokaaviota; 20 Kuva 6 esittää taajuussynteesiä ja kohinanmuotoi- lijaa modeemin vastaanotinosaa varten;

Kuva 7 esittää taajuussynteesi-, modulointi- ja kohinanmuotoilijapiirejä modeemin IF-lähetinosaa var-*: ten; ja j 25 Kuva 8 esittää järjestelmän kello(pulssin)kehitys- piirejä modulaarista keskittymää varten.

Kuva 1 esittää etäällä tukiasemasta (ei esi-tetty) sijaitsevan modulaarisen tilaajakeskittymän lohkokaaviota. Tilaajakeskittymää kutsutaan modulaari-30 seksi, koska tilaajalinjan piirit 100 ja modeemit 400 koostuvat vaihtoyksiköistä. Näin ollen kytkettyjen ti-...* laajalinjapiirien 100 lukumäärä riippuu tilaajien mää- rästä paikkakunnalla ja kytkettyjen modeemien 40 0 määrä voidaan liikenteellisesti suunnitella käsittelemään 35 virtapiirien 100 määrän synnyttämää odotettua liiken-• ·' nemäärää. Virtapiirit 100 on sisällytetty neliöanten- nijohtomoduulikortteihin 101-108, joista kukin palve- 115692 5 lee neljää tilaajalinjaa. Kahdeksan tällaista neliöan-tennijohtomoduulia tuottaa silmukkaohjaustoimintoja 32 tilaajalinjan yhteen linjaryhmään ja piirit 100 voivat sisältää moninkertaisen määrän linjaryhmiä.

5 Jokaiselle virtapiirille kussakin neliöanten- nijohtomoduulissa 101-108 annetaan sille varattu PCM-aikavälimuoto PCM-puheväylässä 200 ja signaaliväylässä 201. Neliöantennijohtomoduulit 101-108 sisältävät ää-nikooderi-dekooderit (ei esitetty) tilaajasilmukan 10 analogiaäänen koodaamiseksi PCM-dataväylään 200. Tilaajasilmukan signaali-informaatio kohdistetaan sig-naaliväylään 201 tilaajalinjan liitäntäpiirin (SLIC) kautta (ei esitetty). Joko μ-lain tai A-lain mukaista PCM-koodausta voidaan käyttää.

15 Yhden tietyn modeemin 400 kytkeminen käsitte lemään puhelua yhdestä tai yhteen tiettyyn linjapii-riin yhdellä neliöantennijohtomoduuleista 101-108 tehdään aikavälin vaihtimien 310 ja 320 kautta keskittymän ohjaimen 300 ohjaamana. PCM-datan aikavälin vaih-20 din 320 kuljettaa puhenäytteitä linjamoduuleja 101-108 palvelevan PCM-puheväylän ja modeemiresursseja 400 palvelevan PCM-puheväylän välillä. Signaaliaikavälin vaihdin 310 kuljettaa signaali-informaation moduuleja i 100 palvelevan viestintäväylän 201 ja modeemiresursse- • 25 ja 400 palvelevan signaaliväylän 221 välillä.

Kaksi RF-kanavaa tarvitaan puhelinkeskustelua varten, yksi lähetyksiin tukiasemalta tilaajalle !!. (myötäkanava) ja toinen tilaajalta tukiasemaan (vastakanava). Myötä- ja vastakanavan taajuudet mää-30 rittävät tietoliikenneviranomaiset ja tyypillisessä esimerkissä ne voivat erota toisistaan 5 MHz. Keskit-,,,· tymässä vastaanotetun myötäkanavan radiosignaalin väy- .. ί lä tukiasemalta voidaan jäljittää keskittymän anten- ,*··, nista 900 ja lähetys-vastaanottohaaroittimesta 800 ’·' 35 lohkosyntetisaattorin ylös/alasmuuntimeen (BSUD) 600.

Lohkomuuntimessa 600 RF-signaali rajoitetaan, suodate-:,'ί taan päästökaista ja alasmuunnetaan 450 MHz:sta, 900 115692 6 MHz.-sta tai muulta suuren tai ultrasuuren taajuuden RF-kaistalta IF-signaaliksi alueella 26-28 MHz. IF-signaali toimitetaan modeemeihin 400, jotka käsittelevät viestin siirrettäväksi tilaajalinjapiireihin aika-5 välin vaihtimien kautta keskittymän ohjaimessa 300.

Kukin modeemi sisältää digitaalisen kantataa-juussignaaliprosessorin (ks. kuva 3, DSP/BB) ja modee-miprosessorin (ks. kuva 3, DSP/MDM). Myötäkanavan suuntaan modeemiprosessori DSP/MDM demoduloi lohko-10 muuntimesta 600 vastaanotetut IF-signaalit ja siirtää datan kantataajuusprosessoriin DSP/BB, joka laajentaa demoduloidun datan μ-lain tai A-lain mukaisiksi koodatuiksi signaaleiksi linjamoduuleihin lähettämistä varten aikavälin vaihtimen 320 kautta. Modeemin kantataa-15 juusprosessori DSP/BB on kytketty modeemiprosessoriin DSP/MDM suoran muistihaku(DMA)liitännän kautta (ks. kuva 3) ja PCM-väyliin prosessorin sarjaportin kautta. Vastakanavan suunnassa kantataajuusprosessori DSP/BB muuntaa μ-lain tai A-lain mukaan koodatun PCM-väylältä 20 500 vastaanotetun PCM-informaation lineaariseen muo toon, tiivistää lineaarisen datan käyttäen RELP-koodausta ja DMA siirtää tiivistetyn datan digitaali-; '-· seen signaaliprosessoriin DSP/MDM, joka moduloi sig- ‘ naalin radiokanavan aikavälillä lähettämistä varten.

, * 25 Kuten kuvassa 2A on esitetty, kaikissa modee- I meissä 400 ja linjamoduuleissa 100 on neljä varattua aikavälimuotoa PCM-datan aikavälin vaihtimessa 320 es-_···, teetöntä pääsyä varten. Kullekin modeemille osoitetaan kaksi vierekkäistä PCM-väliä PCM-aikaväleistä 0-15 ja 30 kaksi vierekkäistä PCM-väliä PCM-aikaväleistä 16-31.

Esim. tiettyä puhelua varten tiedonsiirtoalijärjestel- ‘ mäliityntä (TSI) 320 yhdistää linjamoduulin 101 linja- ·;··· piirin 0 modeemin 1 kanavaan 1 ja linjamoduulin 101 ,··\ linjapiiri 1 yhdistetään modeemin 1 kanavaaan 0 j.n.e.

35 Aikavälin vaihtimet 310 ja 320 tuottavat toistuvan 125 '*.* με:η näytteistysjakson, joka sisältää 32 2,048 Mb/s:n nopeudella toimivaa aikaväliä. Kunkin 125 με: n PCM- 115692 7 aikavälin aikana linjamoduulit voivat lähettää 32 8- bitin datatavua aikavälin vaihtimeen 320 ja kukin modeemi voi vastaanottaa neljä 8-bitin tavua kantataa-juusprosessorin sarjaportissaan yhteenpakattuna kahte-5 na 16-bitin sanana. Kumpikin 16-bitin sana saa aikaan sarjaportin keskeytyssignaalin kantataajuusprosesso-rilla. Kun keskeytyssignaali vastaanotetaan, kantataa-juusprosessori määrittää vastaako 16-bittiin sisällytetty PCM-näytepari välejä 0 ja 1 vai välejä 2 ja 3.

10 Samalla tavoin kunkin 125 ps:n PCM-aikavälin aikana neljä PCM-datan äänikanavaa, yhteenpakattuna kahtena 16-bitin sanana, voidaan lähettää kustakin kantataa-juusprosessorin sarjaportista aikavälin vaihtimeen 320 siirrettäväksi linjamoduuleihin.

15 TDM(RF)-kehys tukiasemassa on esitetty kuvis sa 2B ja 2C kullakin ollessa kuvaavasti 45 ms:n kestoaika. Kuvan 2B 16PSK-kehyksessä on neljä aikaväliä, kukin kestoajaltaan x, kunkin aikavälin kyetessä siirtämään muistiin puhelun myötä- ja vastakanaviin osoi-20 tettuja erilaisia taajuuksia. Kuvassa 2C pulssinkes-toltaan sama RF-kehys kykenee palvelemaan kahden 90° asteen vaihe-eromoduloidun (QPSK) puhelun myötä- ja vastakanavia. Voidaan havaita, että TDM-kehys voi • vaihtoehtoisesti siirtää muistiin neljä 16PSK puhelua • 25 tai kaksi QPSK-moduloitua puhelua.

Kuva 2D kuvaa keskittymässä suoritettujen tehtävien ajastusta siirrettäessä informaatiota kuvan ' QPSK-moduloituja puheluita siirtävän kuvatun TDMA- t kehyksen ja PCM-väyläkehysten välillä. Linja (1) kuvaa 30 puskureita TDMA-kehyksen kahden QPSK-moduloidun myötä- t I * kanavan aikavälin, Rxl ja Rx2, vastaanottamista var-’,,,· ten. Demodulointi aloitetaan heti kun vastaanottopus- kuri on vastaanottanut ensimmäisen puolikkaan, Rxl, .··, aikavälistä. Linja (2) kuvaa puskureita, jotka ovat ·’ 35 valmiina siirtämään edelleen TDMA-kehyksen kaksi vas- takanavan QPSK aikaväliä, Txl ja Tx2. Huomatkaa, että

* I

,’· keskittymässä vastakanavan aikavälit on poikkeutettu 115692 8 myötäkanavan aikaväleistä siten, että tilaaja-asema voi välttää lähetys-vastaanottohaaroittimen kulut ja massan. Lisäksi tilaajayksikön vastakanava on poikkeutettu siten, että se vastaanotetaan tukiasemassa oike-5 aan aikaan ottaen huomioon tilaaja-aseman ja tukiaseman välinen etäisyys. Kuvan 2D linjat (3) ja (4) kuvaavat puskureita modeemin staattisessa hakumuistissa (SRAM) (kuva 3), jotka tallentavat PCM-sanat puheaika-välin vaihtimen tiedonsiirtoalijärjestelmäliityntään 10 320 (TSI) (kuva 1) ja purkavat sieltä ulos.

Normaalissa ääniohjauksessa modeemiprosessori DSP/MDM demoduloi vastaanotetun myötäkanavan symboleja, pakkaa ne puskuriin SRAM/MDM:ssa ja lähettää puskurin sisällön kantataajuusprosessoriin DSP/BB RELP-15 synteesiä (laajennusta) varten. Kantataajuusprosessori koodaa laajennetun datan μ-lain tai A-lain mukaan ja sijoittaa sen PCM-väylälle siirrettäväksi linjamoduu-leihin. Äänikoodisanoja siirretään jokaisessa kehyksessä käytössä olevan ääniohjauksen aikana. Koodisana 20 sijaitsee purskeen alussa johdannon ja äänidatan vä lissä sekä myötä- että vastakanavilla. Myötäkanavan äänikoodisanat sisältävät tietoa, jota voidaan käyttää säätämään lähetystehoa ja ajastusta. Paikallinen sil-'1 mukkaohjausinformaatio (s.o. lukittu, lukitsematon, ·· 25 soitto, myötäsuuntainen irtikytkentä) on myös upotettu näihin koodisanoihin. Vastakanavan koodisanat sisältä- » vät tilaaja-aseman paikallisen silmukkaohjauksen ja . -t myötäkanavalinkin laatuinformaatiota.

*

Myötäsuuntaisen äänikoodisanan tulkitsee mo-30 deemiprosessori DSP/MDM. Myötäsuuntainen äänikoodisana s ’ · sisältää lähetyksen osa-ajastusohjauksen, lähetyksen tehotason säädön ja paikallista silmukkaohjausinfor-;··· maatiota. Osa-ajastuksen ja tehotason ohjausinformaa- tio annetaan keskiarvona ulos kehyksen aikana ja kes-35 kimääräinen säätö tehdään kehyksen lopussa. Paikalli-nen silmukkaohj ausinf ormaatio tallennetaan muistiin ,'·· paikallisesti ja muutokset silmukan tilassa ilmaistaan 115692 9 ja raportoidaan keskittymän ohjaimeen. Paikallinen silmukkaohjaus saa modeemin myös lähettämään linjapii-rin ohjauksen signaaliväylän kautta. Vastaäänikoodisa-na sisältää paikallisen silmukan statuksen, jota kes-5 kittymän ohjain ja tukiasema käyttävät puhelun edistymisen tarkkailuun.

Modeemiprosessori DSP/MDM suorittaa vastaanoton ei-rekursiivisen (FIR) suodatuksen ja vastaanotettujen näytteiden automaattinen vahvistuksen säätö 10 vastaanottosymbolin aikana keskeyttää palvelukäskyjo-non. Demodulaattorikäskyjonoa modeemiprosessorissa kutsutaan, kun puolet kantataajuusinformaation välistä on vastaanotettu vastaanottopuskuriin. Demodulaattori toimii datan puolivälillä ja siirtää pakatun tulostus-15 datan kantataajuusprosessoriin DSP/BB RELP-synteesiä varten. Datan siirtoa kantataajuusprosessoriin ja sieltä ulos ohjataan siten, että RELP-syöttöjonot täytetään ennen kuin vastaavia synteesitietoja tarvitaan ja RELP-tulostusjonot tyhjennetään ennen kuin uudet 20 analyysin (tiivistetyt) tulostustiedot saapuvat. Demo- duloinnin aikana suoritetaan automaattinen taajuuden säätö (AFC), automaattinen vahvistuksen säätö (AGC) ja bitin ohjausprosessit tarkan tahdistuksen ylläpitämi-seksi tukiaseman kanssa.

25 Pitäisi havaita, että yhdistetty toimintatapa ,*··, on mahdollinen, jolloin jotkut aikavälit radiotaajuu- ”! della (RF) voivat käyttää 16PSK-modulointia samalla kun muut välit käyttävät QPSK-modulointia.

·’·' Tukiaseman tahdistaminen 30 Ennen kuin RF-kanavaa voidaan käyttää vies- ;;; tintään tukiaseman ja keskittymän välillä, keskittymä täytyy tahdistaa tukiaseman (ei esitetty kuvissa) käyttämään RF-aikavälikaavioon. Keksinnön mukaan kes- kittymän ohjain 300 tilaa yhden tai useampia modeemeja 35 400 tahdistettavaksi tukiaseman RF-kehysajastuksen ; \ kanssa hakemalla kanavataajuuden, joka pitää muistis- * * * 115692 10 saan tukiaseman käyttämän radio-ohjauskanavan (RCC). Keskittymän ohjain 300 sisältää päämikroprosessorin 330, sen käyttäessä kuvatussa tapauksessa Motorola 68000 sarjan prosessoria, joka lähettää ohjausinfor-5 maation keskusprosessori(CP)-väylän kautta modeemien 400 mikroprosessoreihin. Tehollisena keskittymän ohjain 300 lataa muistiin sopivan ohjelman ja muotoilutiedot modeemeihin 400. Sen jälkeen kun kanavataajuus on löydetty, modeemin täytyy tahdistua tukiaseman ai-10 kavälin kanssa tulkitsemalla RCC-tunnussanan. Kuten edellä mainitussa 375 patentissa on kuvattu, RCC-kanava poikkeaa muista kanavista siinä suhteessa, että sillä on laajennettu suoja-aikaväli aikavälinsä aikana ja se sisältää differentiaalisen binäärisen vaihemodu-15 loidun (DBPSK) 8-bitin tunnussanan. Puhelun keskeytys-mahdollisuuden minimoimiseksi, jos modeemi käytössä olevalla RCC-aikavälillä epäonnistuu ja tulee tarpeelliseksi siirtää RCC-aikaväli eri modeemiin, aikavälejä siirretään käytössä olevan modeemin sisällä siten, et-20 tä tahdistus(RCC)aikaväli (viitteellä RxO, jossa neljä aikaväliä on numeroitu Rx0-Rx3 tai Rxl, jossa aikavälit on numeroitu Rxl-Rx4) on viimeinen täytettävä.

; Käynnistettäessä kaikkien modeemien 400 ole- ·;·* tetaan olevan tahdistamattomia tukiaseman 45 ms:n RF- 25 kehyksen kanssa. RF-kehyksen aikavälin 0 aikana tuki-asema lähettää RCC-viestin jollakin RF-kanavalla, joka vastaanotettaessa modulaarisessa keskittymässä tulki-taan keskittymän asettamiseksi tahdistukseen tukiase-*·· man RF-aikavälikehyksen kanssa kaikkia RF-kanavia var- 30 ten. Siihen asti kun tahdistus tukiaseman kanssa on saatu aikaan, kukin modeemi kehittää oman paikallisen RF-kehyksen tahdistuksen. Keskittymän ohjain 300 käs-kee seuraavaksi yhtä tai useampaa modeemia hakemaan tukiaseman lähettämää RCC eri RF-kanavilta, kunnes RCC 35 löydetään tai kaikki kanavat on tutkittu. Jos kaikki ·.·.· kanavat on tutkittu eikä RCC ole löydetty, ohjain mää- ·/·; rää haun alkavaksi uudelleen. Kun yksi modeemi löytää 115692 11 RCC:n, ohjain nimittää sen RCC-modeemiksi ja jakaa sen tahdistustiedon jäljellä oleville modeemeille kehyksen tahdistussignaalin avulla taustalevyn kautta.

Kun RCC-välin haku on hoidettu, modeemi käyt-5 tää kanavalukua pyyhkäisemään digitaalisesti suoran digitaalisen taajuussynteesin (DDFS) paikallisoskil-laattoria, kuvan tapauksessa 2 MHz:n alueella. RCC-kanavan modeemin tunnistamiselle on kaksi vaihetta, keskitaajuuden karkea tunnistaminen ja amplitudimodu-10 laatio(AM)-reiän löytäminen, RCC-aikavälin osan, jossa tukiaseman lähettämien symbolien lukumäärä ei täytä koko aikaväliä. Karkea taajuuden tunnistaminen perustuu RCC-kanavan spektrin Hilbert-muuntamiseen, joka tuottaa taajuuskorjauksen paikallisoskillaattoria var-15 ten. Tämä jatkuu, kunnes energia spektrin ylemmässä puolikkaassa on suunnilleen sama kuin alemmassa puolikkaassa .

Kun karkea taajuuden tunnistaminen on saatu aikaan, kuvan tapauksessa kanavan keskitaajuuden 300 20 Hz tarkkuudella, tehdään AM-reiän haku. Joukko nolla- signaaleja lähetetään ennen RCC-tietoja. AM-reikä tunnistetaan tarkkailemalla peräkkäin vastaanotettujen .. symbolien amplitudia. Kun 12 peräkkäistä nollasymbolia • on havaittu, modeemi tulostaa AM-poimintasignaalin 25 RCC-välin ja TDMA-kehyksen käynnistyksen ilmaisemisek si. Tämä tahdistaa karkeasti kantataajuusmodeemin ^ ajastuksen tukiaseman ajastukseen. Tahdistaminen tar- 11 vitsee suorittaa vain kerran, koska radiolinkki on yh- teinen kaikille kantataajuusmodeemeille modulaarisessa 30 keskittymässä. Yksi modeemi määrittää kehyksen tähdistö’ tussignaalin kaikkiin muihin modeemeihin keskittymässä ·,,,·' yhden signaalin avulla taustalevyn liitännällä. RCC:n haun aikana, mikäli AM-reikä havaitaan kehyksen mer-···, kitsijän käynnistyksen 3 symboli jakson sisällä, karkea 35 tunnistaminen on valmis. Tunnussanan sijainti kehyk- sessä varustaa modeemin ajastustiedolla, jota käyte-·/·;' tään viemään modeemin paikallinen kehysajastus tuki- 115692 12 aseman yhteen symboliajastukseen. Modeemin sanotaan olevan vastaanottotahdistuksessa, Rx-RCC, niin kauan kun se jatkaa vastaanottamista ja tulkitsee tunnussanan oikein. Kun tahdistaminen on saatu aikaan, voidaan 5 käyttää 4 bittiä/symboli vastaavaa 16PSK-modulointia, 2 bittiä/symboli vastaavaa QPSK-modulointia tai molempien yhdistelmiä.

Vaikka kaikki modeemit kykenevät vastaanottamaan ja tahdistumaan tukiaseman radio-ohjauskanavaan 10 RCC, ainoastaan yhden modeemin tarvitsee tehdä tämä, koska modeemi, jonka keskittymän ohjain valitsee, voi jakaa ajastuksen muiden modeemien kanssa kehyksen tah-distussignaalin avulla taustalevyn liitännän kautta. Valittu modeemi lähettää kehyksen tahdistussignaalin 15 ja kaikki muut modeemit hyväksyvät tämän signaalin kehyksen tahdistuksen sisääntulosignaalina.

Kun modeemi menee linjalle, sen modeemipro-sessori DSP/MDM käskee sen suoraa digitaalista taajuutta (DDF) 450 (kuva 3) yrittämään tahdistaa sen 20 paikallinen kehysajastus taustalevyn signaaliin. Kunkin modeemin DDF:n 450 ajastus on tällä hetkellä riippumaton kaikkien muiden modeemien ajastuksesta. DSP/MDM käskee aluksi DDF 450 etsimään taustalevyn : · signaalia sen tahdistamista varten. Jos taustalevyn 25 tahdistussignaali on läsnä, DDF tahdistaa sen kehyksen tahdistussignaalin taustalevyn signaaliin ja kytkeytyy "!t sitten irti taustalevyn signaalista. Taustalevyn sig- ‘i;; naali ei siten syötä suoraan modeemin ajastuspiiriin, vaan pelkästään virittää modeemin sisäisen käynnistyk-30 sen vastaanottokehyksen signaalista. Jos taustalevyn tahdistussignaalia ei ollut läsnä, oletetaan, että mo-.,,1 deemi on ensimmäinen, jonka keskittymän ohjain on ak tivoinut, missä tapauksessa keskittymän ohjain 300 käskee modeemiprosessoria DSP/MDM etsimään RCC: n ja 35 lähettää modeemin ajastuksen keskittymän ohjaimeen.

Keskittymän ohjain 300 käskee seuraavaksi mo-deemiprosessoria DSP/MDM demoduloimaan DBPSK-signaalin 115692 13 RCC-kanavalla. Jaksomuuntimesta 600 vastaanotetun IF-signaalin demodulointireitti voidaan jäljittää modeemin IF-moduuliin, jossa se jälleen kaistanpäästösuoda-tetaan ja alasmuunnetaan 16 kilosymbolia/sekunnin in-5 formaatiovirraksi. DBPSK-modulointi, jota käytetään RCC-kanavalla, on 1 bitti/symboli-modulointi. RCC-viestit, jotka vastaanotetaan tukiasemasta, täytyy demoduloida ja tulkita ennen lähettämistä keskittymän ohjaimeen. Ainoastaan viesteillä, jotka on osoitettu 10 keskittymän ohjaimeen, on vaatimukset täyttävä syklinen redudanssitarkistus (CRC) ja pursketyyppinen viesti tai kuittausviesti lähetetään eteenpäin ohjaimeen. Kaikki muut viestit hylätään. Kuittausviesti tarkoittaa aiemman RCC-viestin virheetöntä vastaanottoa.

15 Viesti osoitetaan keskittymän ohjaimeen, jos viestiin sisällytetty tilaajan tunnistusluku (SID) vastaa keskittymän tunnistuslukua (SID).

Viitaten kuvaan 3, 16 kilosymbolin/sekunti IF-signaali kuvan 4 IF-piiristä tulee A/D-muuntimeen 20 804, joka näytteistetään nopeudella 64 kHz DDF-sirusta 450 vastaanotetun kellosignaalin avulla. A/D-muunnin 804 suorittaa 64 kHz:n näytteistysnopeudella 90° vai-he-eroisen päästökaistan näytteistyksen. 90° vaihe- ·; ·· eroisen päästökaistan näytteistystä on kuvattu m.m.

25 patentissa U.S. 4,764,940. Ulostulossaan muunnin 804 tuottaa kompleksisignaali jonon, joka sisältää tietyn ’ ^ määrän ajallista vääristymää. Muuntimen 804 (kuva 8) ”,[[ ulostulo tuodaan sisään DDF-sirun 450 jonomuistiin

RxFIFO. Modeemiprosessori DSP/MDM lukee RxFIFOm si-30 säilön ja suorittaa kompleksin FIR-suodatustoiminnon, joka poistaa 90° vaihe-eroisen päästökaistan näytteis-tyksen tuoman ajallisen vääristymän. Ajallisen vääris-tymän poiston jälkeen signaalit demoduloidaan proses- sorilla DSP/MDM.

3 5 RCC-viestien demoduloinnin aikana modeemipro- ‘.V sessori DSP/MDM suorittaa automaattisen taajuuden sää- dön (AFC), automaattisen vahvistuksen säädön (AGC) ja 115692 14 bittiseurantaprosesseja keskittymän pitämiseksi tarkasti tahdistettuna tukiaseman kanssa. Lähetysajastus ja tehotason säädöt tehdään RCC-viestissä vastaanotetun tiedon mukaisesti. Prosessori DSP/MDM tutkii demo-5 duloidut tiedot ja ilmaisee RCC-viestin, viestin, joka sisältää siirtotien statusbitit, ja 96 bittiä tietoa, joka sisältää tilaajan tunnistuksen (ID). Modeemipro-sessori DSP/MDM toteaa myös kuuluuko tilaajatunnus johonkin keskittymän tilaajalinjapiireistä.

10 Jos viesti on tarkoitettu tähän keskittymään, viesti siirretään keskittymän ohjaimeen 300, joka tulkitsee RCC-käskyn. RCC-myötäviestit sisältävät sivun-viestin, puhelun kytkennän, yhteyden purkamisen ja it-setarkistuksen. RCC-vastaviestit sisältävät puhelun 15 hyväksynnän, nollauspyynnön, tarkistuksen tulokset ja kutsupyynnön. Jos RCC-viesti on sivunviesti, keskittymän ohjain, johon se ohjataan, muotoilee puhelu hyväksytty-viestin lähetettäväksi takaisin tukiasemaan. Puhelu hyväksytty-viestistä tukiasema määrittää ajastus-20 poikkeaman keskittymän ja tukiaseman välillä ja tukiasema lähettää symboliajastuksen päivitysinformaation keskittymään seuraavassa RCC-viestissä, joka on puhe-·· lun kytkentäviesti.

; RCC-viestin ollessa puhelun kytkentäviesti ·· 25 sen sisältämä informaatio kertoo keskittymän ohjaimel- le, mitä säätöä tehdään symboliajastuksessa, sääde-täänkö tehotasoa, osa-ajastusta ja mitä kanavaa käyte- 1 tään puhelun loppuosaan (kanavan numero, aikajakokana- » · vointi(TDM)välin numero, käytetäänkö QPSK- vai 16PSK-30 modulointia ja mikä on tilaajalinjan tyyppi).

I > · "·· Ensimmäinen modeemi, joka on löytänyt RCC:n, nimetään RCC-modeemiksi ja sen taajuuden poikkeama, ;·>: vastaanoton vahvistuksen säätö RxAGC ja kehysinformaa- .···. tion käynnistys katsotaan voimassa olevaksi ja voidaan 35 jakaa muille modeemeille. Keskittymän ohjain vastaan-ottaa kanavan numeroinformaation ja päättää mikä mo- 115692 15 deemi on määrättävä virittymään nimetylle kanavalle käsittelemään puhelun loppuosaa.

Viimeinen vaihe kokonaissynkronointia kohden on puhekanavan onnistunut herättäminen. Kun puhekanava 5 herätetään tulevat viimeiset kaksi tahdistusparametria voimaan: lähetyssymbolin ajastus ja lähetyssymbolin osa-ajastus. Tässä vaiheessa, jos keskittimen ohjaimen pitäisi aktivoida toinen modeemi, kaikki tarvittava tahdistusinformaatio on käytettävissä varustettavaksi 10 modeemiin, mikä tekee puhekanavan herättämisen paljon helpommaksi ja nopeammaksi. Luotettavuustaso lasketaan kunkin modeemin tahdistusinformaation arvioimiseksi. Keskittymän ohjain päivittää luotettavuustason kullekin modeemille joka kerta, kun tahdistustilassa, yhte-15 yden laadussa tai vastaanoton vahvistuksen säädössä (AGC) tapahtuu muutos. Keskittymän ohjain löytää suurimman luotettavuustason omaavan modeemin ja jakaa sen tahdistusparametrit jäljellä oleville modeemeille.

Kun keskittymän ohjain käskee modeemiväliä 20 menemään puhetilaan, modeemi yrittää ensin suorittaa hienosäädön. Hienosäätö on modeemin lähetysajastuksen ja tehontason hienotahdistusmenetelmä tukiaseman vastaanottoa jastukseen. Hienosäätöprosessia ohjaa tuki-' 'i asema. Tukiasema ja modeemi vaihtavat erityisiä hieno- •j 25 säätöpurskeita, kunnes tukiasema päättää hienosäätö- \ prosessin, kun ennalta määrätty tahdistusaste on saa- vutettu. Sitten modeemi menee normaaliin puhetoimin-i toon. Jos tukiasema keskeyttää hienosäätöprosessin, modeemi keskeyttää puhelun, menee joutotilaan ja in-30 formoi keskittymän ohjainta. Hienosäätöpurskeet ovat DBPSK-purskeita, jotka on muotoiltu kuten RCC- purskeet. Hienosäädön tunnussanan mukanaolo ilmaisee hienosäätöpurskeet. Modeemin sanotaan olevan puhetah-,···, distuksessa, kun hienosäädön tunnussana ilmaistaan • 35 nollapoikkeamalla. Myötä- ja vastapuhekoodisanoissa on virheen ilmaisuun liitetty puhekoodi sanan varmistus- bitti. Modeemi ilmoittaa tahdistuksen menetyksen, jos 16 115692 9 peräkkäistä kehystä vastaanotetaan varustettuna pu-hekoodisanan virheillä, jolloin keskittymän ohjain menee vastaanottotilaan, kunnes löydetään kelvollinen koodisana tai kunnes modeemi käsketään pois tästä ti-5 lasta ja asetetaan joutotilaan.

Perustuen tahdistustilaan keskittymän ohjain 300 määrittää modeemin tuottamien tahdistusparametrien voimassaolon. Allaoleva taulukko osoittaa, mitkä parametrit ovat voimassa perustuen modeemin vallitsevaan 10 tahdistustilaan. Ruudussa oleva X ilmaisee, että parametri on voimassa.

Tahdistus- Taajuus- Symboli- Väli- TxPLC RxAGC SORF tila poikkeama aika aika

Ei tahdistusta

Rx tahdis- X XX

tus (RCC)

Tx tahdis- X XXX

tus (RCC)

Puheen X X X X X X

tahdistus 12-bitin luotettavuukerroinsana lasketaan mo-15 deemin avulla heijastamaan modeemin varmistamien tah-distusparametrien luotettavuutta. Luotettavuuskerroin-sana kootaan liittämällä peräkkäin puhetta ja modeemin t ' « · vastaanoton tahdistustiloja kuvaavia bittejä yhteyden laatua ja vastaanoton AGC-parametreja tunnistavien . .* 2 0 bittien kanssa, kuten on esitetty seuraavassa taulu- kossa: t ·

Bittivaraus 11 10 9..8 7..0

Kenttä Puhetahdistus Rx tahdis- Yhteyden RxAGC

'tus(RCC) laatu 25 1 ‘ Yksittäiset bitit 11 ja 10 tunnistavat onko modeemi puhe- ja vastaavasti vastaanottotahdistuksessa vai ei. Kaksi bittiä 9 ja 8 tunnistavat yhteyden laa- * · 5 » ♦ 115692 17 dun neljä väliastetta AGC-tason vastaanottoon varattujen bittien 7 ilmaistessa tarvittavan vahvistustason.

Kuva 3, Modeemiyksikkö

Modeemiyksikön pääkomponentit on esitetty ku-5 vassa 3. Modeemiyksikkö voi tukea neljää samanaikaista kaksisuuntaista puhekanavaa. Aktiivisen kanavan vaatima tietojenkäsittely kaikkien toimintojen käsittelemiseksi dynaamisesti ositetaan keskittymän ohjainproses-sorin 320 (kuva 1) ja prosessoreiden DSP/MDM ja DSP/BB 10 välillä kussakin modeemissa (kuva 3). Keskittymän ohjain käsittelee korkeamman tason toimintoja mukaanlukien puhelunmuodostus, kanavan varaaminen ja järjestelmän ohjaus. Modeemiprosessori DSP/MDM käsittelee suodatusta, demodulointia ja sisääntulevien radiosig-15 naalien reititystä, datan muotoilua ennen lähetystä radiokanavan kautta ja datavirran hallintaa sen itsensä ja kantataajuusprosessorin DSP/BB välillä. Kanta-taajuusprosessori DSP/BB suorittaa laskennallisesti mittavia puheen tiivistys- ja laajennustehtäviä ja kä-20 sittelee lisäksi PCM-väylän liitäntää. Normaalissa pu-hetoiminnossa modeemiprosessori DSP/MDM demoduloi vastaanotettuja symboleja, pakkaa ne vastaanottopuskuriin ja lähettää puhedatapuskurin kantataajuusprosessoriin * DSP/BB RELP-synteesiä ja tilaajalinjapiiriin PCM- 25 väylän kautta lähettämistä varten. Modeemiprosessori f! DSP/MDM myös vastaanottaa tiivistetyn puheen kantataa- ;· juusprosessorilta DSP/BB, muotoilee sen TDMA- purskeiksi ja lähettää sen DDF 450 sisältämään lähe-tyspulssin muotoilusuodattimeen FIR radiolinkin kautta 30 siirtoa varten. Modeemi toimii sekä QPSK- että 16PSK-moduloinnilla (ja DBPSK:lla hienosäädön aikana) kes-kittimen ohjaimen hallinnassa.

' - Prosessoreilla DSP/BB ja DSP/MDM on kummalla- kin oma työmuisti, SRAM/MDM ja vastaavasti SRAM/BB.

35 Modeemiprosessori DSP/MDM saattaa kuitenkin pyytää » » i pääsyn työmuistiin SRAM/BB aktivoimalla suoran muisti- < * 115692 18 hakupitonsa (DMA HOLD) ulostulon ja saavuttaa tällaisen pääsyn data- ja osoiteväylää käyttäen kantataa-juusprosessorin DSP/BB aktivoidessa sen suoran muisti-hakukuittauksen (DMA ACK) ulostulosignaalin.

5 Aikavälien sijoittaminen

Kuten 375-patentissa on kuvattu, tukiaseman vastaanottimen prosessori (RPU) pitää lukua radiokanavista ja aikaväleistä, jotka ovat käytössä, ja siirtää sekä taajuuden että aikavälin käytettäväksi kaikille 10 puheluille. Valitaan väli, joka on käytössä pienimmällä puhelumäärällä siten, että puheluliikenne voidaan jakaa tasaisemmin kaikille väleille. Kuitenkin keksinnön, joka koskee kulutetun tehon minimointia modulaarisessa kaukokeskittymässä, tuon näkökohdan mukaisesti 15 puhelut sijoitetaan (a) minimoimaan aktiivisten modeemien määrä ja (b) ohjaamaan samoja aikavälejä samanaikaisesti käyttävien puheluiden määrää. Lisäksi samalla kun on toivottavaa käyttää 16PSK-modulointia TDMA-kehyksen kaikissa aikaväleissä siten, että siihen voi-20 daan sovittaa neljä kokonaista puhelua, on myös tärkeätä sallia QPSK-puheluiden tekeminen ja pitää vaihtoehtoista RCC-väliä käytettävissä tahdistustarkoituk-siin. Näin ollen keskittymän ja tukiaseman täytyy toimia yhdessä aikavälien osoittamisessa näiden päämääri-' 25 en saavuttamiseksi. Keskittymä valvoo käytettävissä olevia aikavälejä ja kullakin välillä käytettyä modu-lointitapaa. Siten keskittymä osoittaa prioriteettita-: sot kullekin käytettävissä olevalla välille ja ylläpi tää taulukkoa prioritoiduista arvoista, joka ottaa 30 huomioon ne seikat, että (a) vaihtoehtoinen vastaanot-toaikaväli (yleensä ensimmäinen aikaväli) jollakin ka-Γ navalla täytyy varata RCC-tahdistusta varten, (b) vie- • reiset aikavälit pitäisi jättää vapaiksi mahdollisim- ,,· man pitkäksi aikaa siten, että QPSK-puheluja voidaan 35 käsitellä, mikäli tarpeellista, ja (c) aikavälit pi- täisi sijoittaa, mikäli mahdollista, aktivoimatta le- 115692 19

Potilassa olevaa modeemia eli osoittaen välin, joka on jo useiden muiden puheluiden käytössä. Käskysarja (välikoodissa) näiden päämäärien saavuttamiseksi on seuraava: 5 Välin käskvsarian priorisointi

Luettelo 1 = kaikki jo aktiivisilla modeemeilla käytettävissä olevat joutovälit 16PSK- ja QPSK-puheluita varten;

Luettelo IA = kaikki joutomodeemit,-10 Luettelo 2 = luettelo aikaväleistä, joiden käyttö ei ylitä samaa aikaväliä keskittymässä käyttävien puheluiden kynnysmäärää;

Luettelo 2A = luettelo 1 - luettelo 2;

Luettelo 3 = luettelo 2 - aikavälit modeemeilla, 15 joissa on käytettävissä vierekkäisiä aikavälejä (QPSK-puheluita varten);

Luettelo 3A = luettelo 2 - aikavälit modeemeilla, joissa ei ole käytettävissä vierekkäisiä aikavälejä (QPSK-puheluita varten); 20 Luettelo 4 = luettelo 3 - aikavälit modeemeilla, joissa ei ole käytettävissä tahdistusaikaväliä (väli 0 RCC:ta varten);

Luettelo 4A = luettelo 4 - aikavälit modeemeilla, joissa on käytettävissä tahdistusaikaväli; ' 25 Merkkiluettelo 4 ensimmäisenä valintana; .· Merkkiluettelo 4A toisena valintana;

Merkkiluettelo 3 kolmantena valintana; ': Merkkiluettelo 3A neljäntenä valintana;

Merkkiluettelo 2 viidentenä valintana; 30 Merkkiluettelo 2A kuudentena valintana;

Merkkiluettelo 1 seitsemäntenä valintana;

Merkkiluettelo IA kahdeksantena valintana.

*. Edellä olevaa välin käskysarjan priorisointia 35 kutsutaan joka kerta, kun keskittymä vastaanottaa RCC-sivun viestin tukiasemasta tai on muotoilemassa kutsu- > » : pyyntöviestiä tukiasemaan. Kun tukiasema vastaa puhe- 115692 20 lun kytkentäviestillä, joka sisältää taajuuden, modu-lointitavan ja käytettävän aikavälin, keskittymä suorittaa vielä kerran välin käskysarjan priorisoinnin nähdäkseen onko reittiprotokollayksikön (RPU) valitse-5 ma väli vielä käytettävissä. Mikäli se on vielä käytettävissä, väli osoitetaan puhelulle. Jos sillä välin kuitenkin välin sijoitukset ovat muuttuneet, puhelu estetään.

Esimerkki siitä, miten välin käskysarjan pri-10 orisointi toteutetaan vähäisen ja vilkkaan liikenteen olosuhteissa, saattaa olla hyödyllinen. Tarkastellaan aluksi seuraavaa taulukkoa, joka kuvaa modeemien mahdollista tilannetta ja sijoitettuja aikavälejä vähäisen liikenteen olosuhteissa juuri ennen kuin yksi mo-15 dulaarisen keskittymän palvelemista tilaajista käynnistää palvelupyynnön:

Modeemi Aikaväli 0 12 3

0 RCC 16PSK

1 16PSK QPSK QPSK

2 VAPAA VAPAA VAPAA VAPAA

2 It I» Il II

^ I! II II II

• g II II II II

( ; 20 Yllä oleva taulukko osoittaa, että modeemissa 0 on käytettävissä välit 2 ja 3, että modeemissa 1 on käytettävissä väli 1 ja että modeemit 2, 3, 4 ja 5 ovat lepotilassa kaikkien niiden aikavälien ollessa joutavia. Keskittymä toteuttaa välin käskysarjan prio-25 risoinnin, joka määrittää, että välit 1, 2 ja 3, tuos-! sa järjestyksessä, ovat edullisia välejä osoitettavik- si seuraavan 16PSK-puhelun käsittelemiseen ja että ·,: QPSK-puheluita varten edulliset välit ovat 2 ja 0, tuossa järjestyksessä. Keskittymä lähettää sitten kut-30 supyyntö-signaalin tukiasemaan käyttäen RCC-sanaa ja ilmoittaa tukiasemalle tästä paremmuudesta. Alla ole- 115692 21 vassa taulukossa on esitetty perusteet kutakin prioriteettia varten: t 115692 22 Välin pri- Peruste Välin Peruste oriteetti prio- 16PSK riteetti

QPSK

1 Ei uusia modeemeja 2 (Sama peruste käyttöön; kuin 16PSK-

Ei lisäystä maksi- välejä 2, 3 mivälin aktiivisuu- varten) teen; QPSK-välit 2, 3 pidetään käytettävissä; RCC-väli käytettävissä 2 Uusi QPSK-puhelu 0 Vaatii uuden vaatii uuden modee- modeemin min käyttöä käyttöä 3 Uusi QPSK-puhelu 0 Vaatii uuden vaatii uuden modee- modeemin min käyttöä käyttöä 0 Vaatii uuden modee min käyttöä 5

Toinen esimerkki saattaa olla hyödyllinen. Tarkastellaan aikavälien tilaa modeemien 0-5 joukossa jonkin verran vilkkaammissa olosuhteissa, kuten on esitetty seuraavassa taulukossa, jossa tyhjät ruudut ’ 10 osoittavat joutoaikavälejä:

Modeemi Aikaväli 0 1 2 3

0 RCC 16PSK QPSK QPSK

1 QPSK QPSK 16PSK

; : 2 16PSK 16PSK 16PSK

3 QPSK QPSK QPSK QPSK

4 16PSK 16PSK 16PSK

5 16PSK

!’ Osoitettavat välit on esitetty seuraavassa : taulukossa yhdessä perusteen kanssa: 115692 23 Välin pri- Peruste Välin pri- Peruste oriteetti oriteetti

16PSK QPSK

3 Ei uusia modeemeja 2 Ainoa käyttöön; valinta vältetään välin maksimi aktiivisuus; QPSK-välit 2, 3 pidetään käytettävissä; RCC-väli pidetään käytettävissä .

2 Ei uusia modeemeja käyttöön; vältetään välin maksimi aktiivisuus ; RCC-väli pidetään käytettävissä, mutta uusi QPSK-puhelu vaatii uuden modeemin käyttöä.

1 Ei uusia modeemeja käyttöön; QPSK-välit 2, 3 pidetään käytettävissä; RCC-väli pidetään käytettävissä, mutta välin maksimiaktiivisuus ylitetään.

0 Ei uusia modeemeja käyttöön; QPSK-välit 2, 3 pide- .. tään käytettävissä; . mutta sekä välin maksi- '· miaktiivisuus ylitetään eikä RCC-väliä pidetä käytettävissä.

Ylös/alasmuunnin 600 5 Kuvassa 5 myötäkanavan radiosignaalit tuki- :· asemasta vastaanotetaan tukiasemasta ·. ylös/alasmuuntimessa 600 lähetys- t vastaanottohaaroittimen 800 kautta. Vastaanotettu RF- l · signaali johdetaan pienikohinaisen vahvistimen 502 lä-.·' 10 pi, suodatetaan päästökaista suodattimessa 503, altis- tetaan vaimennukselle vaimentimessa 504 ja suunnataan . : sekoittimeen 505, jossa siihen kohdistetaan ensimmäi- 115692 24 nen alasmuunto 450 MHz:n RF-kaistalta tai 900 MHz :n RF-kaistalta IF-signaaliksi alueella 26-28 MHz. IF-signaali johdetaan vahvistimen 506, kaistanpäästösuo-dattimen 507, vahvistimen 508 ja vaimentimen 509 läpi 5 ja suunnataan jaotinpiiriin siirrettäväksi modeemien yhteisresursseihin.

Vastakanavan moduloidut IF-signaalit modeemien yhteisresursseista suunnataan ylös/alas lohkomuun-timen 600 kuvan 5 vasemmassa yläkulmassa olevaan yh-10 distimeen 520, niihin kohdistetaan vaimennus vaimenti-messa 521, suodatetaan päästökaista kaistanpäästösuo-dattimessa 522, vahvistetaan vahvistimessa 523 ja suunnataan sekoittimeen 525, jossa signaali ylösmuun-netaan RF-signaaliksi joko 450 MHz:n tai 900 MHz:n RF-15 kaistalle. RF-signaaliin kohdistetaan sitten vaimennus vaimentimessa 526, suodatetaan päästökaista kaistan-päästösuodattimessa 527, vahvistetaan vahvistimessa 528 ja suunnataan suurteholaajakaistavahvistimeen 700, joka lähettää signaalin lähetys- 20 vastaanottohaaroittimeen 800.

Sekoittimet 505 ja 525 saavat vertailutaajuu-tensa vaihelukitusta silmukkapiiristä 540 (RxPLL) ja vastaavasti vaihelukitusta silmukkapiiristä 550 (TxPLL). Vaihelukittu silmukka 540 kehittää 1,36 MHz :n ·· 25 paikallisoskillaattorin vastaanottosignaalin pääkellon 560 tuottamasta 21,76 MHz:n signaalista, joka jaetaan kahdella ja sitten kahdeksalla. 1,36 MHz:n signaali toimittaa vertailusisäänmenon vaihevertailijaan PC. Toisen sisäänmenon vaihevertailijaan tuottaa takaisin-30 kytkentäsilmukka, joka jakaa piirin 540 ulostulon kahdella ja sitten 177:llä. Tämän signaalin syöttäminen takaisin vaihevertailijaan aiheuttaa piirin 540 ulos-;··· tuloon taajuuden, joka on 354 kertaa vertailusisäänme- non taajuus eli 481,44 MHz. Vastaanoton vaihelukitun 35 silmukan RxPLL 540 481,44 MHz:n ulostuloa käytetään paikallisoskillaattorin syöttönä alasmuuntosekoitti- t · . *: meen 505.

115692 25

Piirin 540 481,44 MHz:n ulostuloa käytetään myös vertailusisäänmenona piiriä 550 varten siten, että piiri 550 taajuusalistetaan piirille 540. Piiri 550 kehittää paikallisoskillaattorin lähetyssignaalin, 5 jonka taajuus on 481,44 MHz + 5,44 MHz, s.o. sen taajuus on poikkeutettu 5,44 MHz korkeammaksi kuin paikallisen vastaanotto-oskillaattorin. Piiriä 550 varten pääkellon 560 21,76 MHz:n signaali jaetaan kahdella, sitten uudelleen kahdella, signaalin muodostamiseksi, 10 jonka taajuus on 5,44 MHz, joka annetaan piirin 550 vaihevertailijän PC vertailusisäänmenoksi. Piirin 550 vaihevertailijän toinen sisäänmeno on sekoittimen 542 tuottama alipäästösuodatettu erotustaajuus. Sekoitin 542 tuottaa taajuuden, joka on ero piirin 540 paikal-15 lisoskillaattorin vastaanottosignaalin ja piirin 550 jänniteohjatun oskillaattorin (VCO) ulostulosignaalin välillä. Piirin 550 ulostulo, joka otetaan sen sisäisestä VC-oskillaattorista, on 481,44 MHz + 5,44 MHz:n taajuus.

20 Kuva 4, Modeemin IF-osa

Kuva 4 esittää modeemilevyn IF-osan yksityiskohdat suhteessa digitaalisiin osiin (joiden yksityiskohdat on esitetty kuvassa 3) . Kuvan 4 oikeassa alaosassa suunnataan vastaanoton IF-signaali BSUD:sta 600 ' 25 (kuva 1) takaisinkytkentävaihtokytkimen 402 alemman päätteen kautta 4-napaiseen kaistanpäästösuodattimeen C 404, jonka päästökaista ulottuu 26:sta 28,3 MHz:iin.

Suodattimen 404 ulostulo vahvistetaan sitten vahvistimella 406 ja alasmuunnetaan sekoittimessa 408, joka 30 käyttää vastaanoton paikallisoskillaattorin signaalia, jonka taajuus on välillä 15,1-17,4 MHz. Sekoittimen 408 ulostulo vahvistetaan vahvistimella 410 ja suoda-• tetaan 8-napaisella kidesuodattimella 412, jonka kes- kitaajuus on 10,864 MHz. Signaalin amplitudi suodatti-35 men 412 ulostulossa säädetään AGC-piirillä 414. AGC-piirin 414 vahvistus säädetään automaattisella äänen- 115692 26 vahvistussignaalilla (VAGC) kuvan 3 DDF-sovelluspiiristä (ASIC) 450. AGC-piirin 414 ulostulo alasmuunnetaan sitten sekoittimella 416 käyttäen 10,88 MHz:n vertailutaajuutta 16 kilosymbolia/sekunnin IF-5 datajonon tuottamiseksi, joka kulkee vahvistimen 418 läpi ja toimitetaan kuvan 3 piirin Rx IF sisäänmeno-portiin.

Edelleen viitaten kuvaan 4 kuvan 3 piiri kehittää vastaanoton paikallisoskillaattorin signaalin 10 RxDDFS, joka suodatetaan 7-napaisella suodattimena 432, vahvistetaan sitten vahvistimella 434. Vahvistimen 434 ulostulo alipäästösuodatetaan uudelleen 7-napaisella suodattimena 436, sekoitetaan sitten vastaanotetun IF-radiosignaalin kanssa sekoittimessa 408.

15 Kuvan 4 oikealla sivulla vahvistin 420 vas taanottaa pääoskillaattorin signaalin, jonka taajuus on 21,76 MHz ja suuntaa 21,76 MHz:n signaalin jaotti-meen 422. Jaottimen 422 toisen ulostulon taajuus kaksinkertaistetaan taajuudenkahdentimella 424, jonka 20 ulostulo leikataan leikkaimella 426 ja muotoillaan transistori-transistori-logiikkaan (TTL) portin 428 kautta ja käännetään jälleen päinvastaiseksi portin *· 430 kautta. Portin 430 ulostulo suunnataan kuvan 3 si- sään asetettuun piiriin 43,52 MHz:n vertailukellosig-*: 25 naalina.

Jaottimen 422 toinen ulostulo johdetaan vah-vistimen 454 ja vaimentimen 456 läpi ja suunnataan se-koittimen 444 paikallisoskillaattorin (L) sisäänme- noon. Sekoitin 444 ylösmuuntaa moduloidun IF-signaalin 30 TxDIF sisään asetetusta kuvasta 3 sen jälkeen, kun se : on alipäästösuodatettu suodattimena 440 ja vaimennet tu vaimentimella 442.

• Portin 42 8 ulostulo kytkeytyy myös vaihto suuntaajan 460 sisääntuloon, jonka ulostulon taajuus 35 jaetaan neljällä jakajan 462 avulla ja käytetään sitten paikallisoskillaattorina AGC-lohkon 414 ulostulon ·: alasmuuntamiseksi sekoittimessa 416.

115692 27

Takaisinkytkentätoiminnon tuottaa kytkimien 450 ja 402 ja keinokuorman 458 sarjayhdistelmä siten, että signaalit kuvan 3 piiriin sisään asetetun vertailun ulostulosta Tx DIF voidaan kytkeä takaisin sen Rx 5 IF sisäänmenoon koestustarkoituksia varten käytettäessä harjoitusjonoja kompensoimaan signaalivääristymiä, kuten kidesuodattimen 412 sisällä esiintyviä.

Edelleen viitaten kuvaan 4 kuvan 3 piiri tuottaa moduloidun IF-ulostulon 4,64-6,94 MHz:n taa-10 juudella, joka suodatetaan 7-napaisella suodattimena 440 ja vaimennetaan vaimentimella 442. Vaimentimen 442 ulostulo tulee sekoittimeen 444, jossa se ylösmuunne-taan taajuusalueelle 26,4-28,7 MHz. Sekoittimen 444 ulostulo tulee vahvistimeen 446, jonka ulostulo suoda-15 tetaan 4-napaisella päästökaistansuodattimella 448 ja suunnataan kytkimeen 450, jota ohjaa kuvan 3 sisään rakennetun piirin takaisinkytkentään kykenevä ulostulo LBE. Kun takaisinkytkennän koestus suoritetaan, johti-meen LBE kytketään virta, joka saa kytkimen 450 kytke-20 mään suodattimen 448 ulostulon keinokuorman 458 ylä osaan ja kytkemään virran kytkimeen 402 keinokuorman 358 alaosan liittämiseksi päästökaistansuodattimeen ·· 404 takaisinkytkennän koestusta varten. Takaisinkyt- kennän koestusta käytetään modeemin harjoitussarjojen • 25 yhteydessä signaalivääristymien kompensoimiseksi kide- suodattimen 412 sisällä ja modeemipiirin muissa osis-I. sa.

• t Jos takaisinkytkennnän koestusta ei suorite- ta, kytkimen 450 ulostulo suunnataan ohjelmoitavaan , 30 vaimentimeen 452, joka voidaan ohjelmoida yhdelle 16 ; eri vaimennustasosta kuvan 3 sisään rakennetun piirin lähetystehotason säätösignaalin Tx PLC avulla. Vaimen-·· timen 452 ulostulo sisältää Tx IF-portin signaalin, ··. jota kohdistetaan kuvan 5 yläosassa vasemmalla olevaan 35 lohkosyntetisaattorin ylös/alasmuuntimeen (BSUD).

115692 28

Kuva 6, RxDDS - Digitaalisen välitaajuuden (IF) kehittäminen vastaanottokanavia varten

Tarkka välitaajuus vastaanoton aikavälille virittämistä varten määritetään, kun keskittymän oh-5 jäin CC (kuva 1) kertoo modeemille miltä RF-kanavalta etsiä RCC-viestiä. RCC-viestin vastaanoton aikana suoritetaan taajuuden ja ajastuksen hienoviritys. Hieno-viritys saatetaan loppuun IF-tasolla käyttäen vaiheku-mulaattoripiiriä modeemin DDF:n (kuva 3) kuvassa 6 yk-10 sityiskohtaisesti esitetyssä RxDDS-piirissä. IF- taajuudet kehitetään summaamalla toistuvasti digitaalisen IF-pääkellon taajuudella lukua, joka kuvaa yhtä vaiheaskelta vaihekumulaattorissa. Modeemiprosessori DSP/MDM toimittaa aluksi DSP/MDM-dataväylän kautta 15 (kuva 3) 24-bitin luvun F RxDDS-piiriin. Tämä luku on suhteessa (kuten hakemuksessa myöhemmin kuvataan) ominaisen sisääntulevan signaalin demoduloimiseen tarvittavaan haluttuun IF-taajuuteen väli kerrallaan periaatteella. 24-bitin luku F ladataan muistiin yhteen 20 neljästä rekisteristä R16-R46 kuvan 6 vasemmalla si vulla. Kuvatussa suoritusmuodossa, missä käytetään 16-bittistä prosessoria, 24-bitin taajuusluku F syötetään 16-bitin ja 8-bitin osissa, kuitenkin 24-bitin luku esitetään piirroksen yksinkertaistamiseksi syötettä- • 25 väksi 24-bitin yhdistelmärekisteriin. Kukin rekiste- reistä R16-R46 varataan yhdelle vastaanottoaikaväleis-;* tä. Koska RCC-viestiä odotetaan ensimmäisessä Rx- aikavälissä, 24-bitin luku ladataan sitä vastaavaan neljästä rekisteristä R16-R46, esim. rekisteriin R16.

30 Sopivassa välilukemassa ensimmäistä Rx-aikaväliä var- t ten rekisterin R16 sisältö esitetään tahdistusrekiste- !' riin 602, jonka ulostulo sitten esitetään summaimen * • 604 ylempään sisäänmenoon. Summaimen 604 ulostulo on ,,·* liitetty kumulaattorirekisterin 606 sisäänmenoon. Sum- 35 maimen 604 alempi sisäämeno vastaanottaa rekisterin ; 606 ulostulon. Rekisteri 606 on ajastettu 21,76 MHz:n » 115692 29 DDS-kellolla ja sen sisältö syötetään näin ollen jaksottaan uudelleen summaimeen 604.

Jaksottainen rekisterin 606 sisällön uudel-leensyöttö summaimeen 604 saa summaimen 604 nousemaan 5 ylöspäin rekisteristä R16 aluksi vastaanotetusta luvusta F. Lopulta summain 606 saavuttaa maksimiluvun, jonka se voi sisältää, se vuotaa yli ja laskenta alkaa uudelleen matalasta jäännösarvosta. Tällä on DDS-pääkellotaajuuden murtoluvulla kertova vaikutus vas-10 taanoton IF-paikallisoskillaattorin signaalin muodostamiseen, jolla on tuo murtoluvulla kerrottu kolmioaallon muotoinen taajuus. Koska rekisteri 606 on 24-bitin rekisteri, se vuotaa yli sen sisällön saavuttaessa arvon 2^4 _ Rekisteri 606 jakaa siten sen seurauk-15 sena DDS-kellon taajuuden 2^1:11a ja kertoo sen samanaikaisesti F:llä. Piiriä kutsutaan vaihekumulaattorik-si, koska senhetkinen ulostuloluku rekisterissä 606 ilmaisee IF-taajuuden senhetkisen vaiheen.

Kumuloitu vaihe rekisteristä 606 suunnataan 20 siniapproksimaatiopiiriin 622, jota on kuvattu tarkemmin patentissa U.S. 5,008,900, Subscriber Unit for Wireless Digital Subscriber Communication System. Piiri ·· 622 muuntaa rekisterin 606 kolmioaaltomuodon sinimuo- toiseksi aalloksi. Piirin 622 ulostulo tahdistetaan • 25 uudelleen rekisterin 624 avulla ja suunnataan sitten summaimen 634 sisäänmenoon kohinanmuotoilijassa, joka * kostuu summaimesta 634 ja kohinanmuotoilijän suodatti- mesta 632. Suodattimen 632 ulostulo suunnataan summai- t » men 634 toiseen sisäänmenoon. Summaimen 634 ulostulo 30 on liitetty suodattimen 632 datan sisäänmenoon ja uu- : delleentahdistusrekisterin 636 sisäänmenoon. Tätä muuttuvakertoimista kohinanmuotoilijan suodatinta 632 on kuvattu tarkemmin patentissa U.S. 5,008,900. Kohinanmuotoili jän ominaisuuksia säädetään väli kerrallaan 35 periaatteella 7-bitin kohinanmuotoilijän säätökentäl- lä, joka on yhdistetty DSP/MDM-väylästä vastaanotetun ; taajuuslukukentän vähiten merkitsevän tavun kanssa.

115692 30

Kohinanmuotoilija voi olla käytössä tai poissa käytöstä, aina 16 suodatinkerrointa voidaan valita, pyöristäminen voi olla käytössä tai poissa käytöstä ja ta-kaisinkytkentäominaisuuksia kohinanmuotoilijassa voi-5 daan muuttaa sallimaan 8-bitin (kuten on esitetty kuvassa 6) tai 10-bitin (ei esitetty kuvissa) digitaali-analogiamuuntimen (DAC) ulostulon käyttö ottamalla käyttöön sopivia kenttiä kohinanmuotoilijän säätökent-tään neljän rekisterin RN16-RN46 kutakin väliä varten.

10 Kanavointilaite MPX66 valitsee yhden neljästä rekiste ristä RN16-RN46 kutakin väliä varten ja saatu informaatio tahdistetaan uudelleen rekisterin 630 avulla ja esitetään kohinanmuotoilijän suodattimen 632 ohjaussi-säänmeoon.

15 Kuva 7, DDF - Digitaalinen IF-modulointi

Tarkka IF-taajuus kutakin lähetyskanavaa varten kehitetään väli kerrallaan periaatteella TxDIF-piirin avulla modeemin DDF-lohkossa (kuva 3), joka on esitetty yksityiskohtaisesti kuvassa 7. Väli kerral-20 laan periaatteella FIR-lähetyssuodatin (ei esitetty) muotoilee modeemista DSP, joka moduloi kaikki kehitetyt IF-taajuudet, vastaanotetun 16 kilosymbo-lia/sekunnin kompleksi(I, Q)informaatiosignaalin data-virtaa. Informaatiosignaalin datavirta täytyy muotoil- » ’ 25 la siten, että se voidaan lähettää osoitetulle RF- ,* kanavalle sallitulla rajoitetulla kaistanleveydellä.

Informaatiosignaalin alkukäsittelyyn kuuluu FIR-: pulssimuotoilu kaistanleveyden alentamiseksi ±10 kHz:iin. FIR-pulssimuotoilu tuottaa samavaiheisia ja 30 90° vaihe-eroisia komponentteja käytettäväksi kehite tyn välitaajuuden (IF) modulointiin.

Pulssimuotoilun jälkeen käytetään useita li- * ’’ neaarisia interpolointivaiheita. Alkuinterpolointi /> suoritetaan kantataajuussignaalin näytteistysnopeuden ·, 35 lisäämiseksi, sitä seuraa lisäinterpolointeja, jotka lopullisesti lisäävät näytteistysnopeutta ja taajuuden » * 115692 31 21,76 MHz:iin, jolla pääspektrin toistot tapahtuvat. Sopivia interpolointimenetelmiä on kuvattu esim. Crochiere'n ja Rabiner'n julkaisussa Multirate Digital Signal Processing, Prentice-Hall 1993. Muotoillun ja 5 interpoloidun modulointisignaalin samavaiheiset ja 90° vaihe-eroiset komponentit suunnataan kuvassa 7 esitetyn piirin modulaattoriosan sekoittimien MXI ja MXQ sisäämenoihin I ja Q.

Kuvassa 7 vasemmalla on piiri IF-10 lähetystaajuuden digitaalista kehittämistä varten.

Tarkka kehitettävä välitaajuus määritetään, kun tukiasema kertoo keskittymän ohjaimelle CC (kuva 1) , mikä väliluku ja RF-kanava osoitetaan tiettyä keskustelua tukevalle aikavälille. 24-bitin luvun, joka yksilöi 15 välitaajuuden suurella erotustarkkuudella (kuvatussa tapauksessa ±1,3 Hz), syöttää prosessori DSP/MDM (kuva 3) DSP/MDM-dataväylän kautta. 24-bitin taajuusluku luetaan muistiin vastaavaan 24-bitin rekisteriin R17-R47. Rekisterit R17-R47 on varattu yhdelle tietylle 20 neljästä Tx-aikavälista.

Välin laskin (ei esitetty) kehittää toistuvan taustalevyn kautta saatavan tahdistussignaaleista peräisin olevan 2-bitin aikavälilukeman, kuten aikaisem-'i min kuvattiin. Aikavälin lukemasignaali esiintyy joka ·· 25 11,25 ms: n välein riippumatta käytetäänkö aikaväliä differentiaaliseen PSK-, QPSK- vai 16PSK-modulointiin. Välin laskimen saavuttaessa aikavälin, jolle taajuus • sijoitetaan, välilukema valitsee vastaavan rekisterin R17-R47 käyttäen kanavointilaitetta MPX71 sen sisällön 30 toimittamiseksi uudelleentahdistusrekisteriin 702 ja —: lopulta summaimen 704 ylempään sisäänmenoon. Näin oi-

Ien eri (tai samaa) 24-bitin IF-taajuutta voidaan >·· käyttää kullekin peräkkäiselle aikavälille. 24-bitin taajuuslukua käytetään vaiheaskeleena tavanomaista 35 vaihekumulaattoripiiriä varten, joka käsittää summai men 704 ja rekisterin 706. Kompleksin kantaja kehite-‘i tään muuntamalla kolmiomuotoinen kumuloitunut vaihein- 115692 32 formaatio rekisterissä 706 sinimuotoisiksi ja kosini-muotoisiksi aalloiksi käyttäen kosiniapproksimaatio-piiriä 708 ja siniapproksimaatiopiiriä 722. Sini- ja kosiniapproksimaatiopiirejä 708 ja 722 on kuvattu tar-5 kemmin patentissa U.S. 5,008,900.

Piirien 708 ja 722 ulostulot tahdistetaan uudelleen rekisterien 710 ja vastaavasti 724 avulla ja suunnataan sekoittimiin 712 ja vastaavasti 726. Se-koittimien 712 ja 714 ulostulot suunnataan uudelleen-10 tahdistaviin rekistereihin 714 ja vastaavasti 728. Se-koittimet 712 ja 714 yhdessä summaimen 716 kanssa sisältävät tavanomaisen kompleksi(I, Q)modulaattorin. Summaimen 716 ulostulo limitetään kosini(IF)vertailun kanssa kanavointilaitteen 718 avulla, jota ohjataan 15 digitaalisen liitäntäkehyksen kantoaallon muotoisella signaalilla (DIF_CW_MODE) DDF-sovelluspiirin 450 (DDF ASIC) (kuva 3) sisäisestä rekisteristä (ei esitetty). Kanavointilaitteen 718 ulostulo tahdistetaan uudelleen rekisterin 720 avulla, jonka ulostulo on kytketty tyy-20 piitään aikaisemmin kuvan 6 yhteydessä kuvattuun muut-tuvakertoimiseen kohinanmuotoilijapiiriin, joka käsittää summaimen 734 ja suodattimen 732 liitettyinä ver-tailurekistereihin RN17-RN47, vertailukanavointilait-teeseen MPX76 ja uudelleen tahdistaviin rekistereihin ; 25 730 ja 736.

. *. Tämä kohinanmuotoilija kompensoi digitaali- analogiamuunnoksen rajallisen resoluution (kuvatussa tapauksessa ± puolet vähiten merkitsevästä bitistä) aiheuttamaa kvantisointikohinaa. Koska kvantisointiko-30 hina on jakautunut tasaisesti, sen spektriominaisuudet näyttävät olevan samanlaiset kuin valkoisen gaussiko-hinan. Kohinatehoa, joka sisältyy lähetetyn signaalin kaistanleveyteen, joka on suhteellisen kapea verrattu- *, na näytteistysnopeuteen, voidaan vähentää samassa suh- 35 teessä kuin haluttu kaistanleveys on näytteistysnopeuteen. Esim. olettaen, että modulointisignaalin kais- tanleveys on 20 kHz ja näytteistysnopeus on 20 MHz 115692 33 signaali/kohinasuhteen parannus olisi 1000:1 eli 60 dB. Kohinanmuotoilijän ominaisuuksia säädetään väli kerrallaan periaatteella 7-bitin kohinanmuotoilijän säätökentän avulla, kuten on kuvattu kuvan 6 yhteydes-5 sä.

Kuva 8, Järjestelmän kellon kehittäminen

Keksinnön tärkeä näkökohta on, että äänenlaatu säilytetään huolimatta fyysisestä erosta tukiaseman ja kaukokeskittymaän välillä. Ajastusmuutokset tuki-10 aseman ja keskittymän välillä sekä ajastusmuutokset puhesignaalien tulkitsemisessa ja koodaamisessa johtavat eri tyyppisiin äänen laadun heikkenemisiin, jotka kuullaan vieraina napsahduksina ja naksahduksina puhe-signaalissa. Keksinnön mukaan varmistetaan tarkka 15 ajastuksen yhdenmukaisuus tahdistamalla kaikki ajas- tusviestit, erityisesti A/D-muuntimen, puhekoodekin neliöantennilinjamoduulien 101-108 sekä PCM-väylien 200 ja 500 myötäradiokanavalle kellottamiseen käytetyt. Viitaten kuvaan 8 järjestelmässä käytetyt pääkel-20 lot ovat peräisin 21,76 MHz:n oskillaattorista (ei esitetty kuvissa), joka tuottaa signaalinsa kuvan 8 vasempaan laitaan. 21,76 MHz:n signaalia käytetään tahdistamaan 64 kHz:n näytteistyskello symbolin siir-toaikoihin vastaanotetussa radiosignaalissa. Tarkemmin 25 21,76 MHz.-n signaali jaetaan ensin 6,8:11a osakelloja- ,· kopiirin 802 avulla, joka suorittaa tämän osajaon ja- kamalla 21,76 MHz:n kellon viidellä eri suhteella toistuvassa sarjassa 6, 8, 6, 8, 6 kellon tuottamiseksi, jonka keskimääräinen taajuus on 3,2 MHz.

30 Ohjelmoitava kellojakaja 806 on tyypiltään tavanomainen ja sitä käytetään jakamaan 3,2 MHz:n kel-1' lo jakajalla, jonka tarkan arvon määrittää prosessori "* DSP/MDM. Tavallisesti ohjelmoitava kellojakaja 806

i I

käyttää jakajaa 50 64 kHz : n näytteistyssignaalin tuot-35 tamiseksi sen ulostuloon. Jakajan 806 64 kHz:n näyt- . teistyskellon ulostuloa käytetään tutkaamaan vastaan- 115692 34 ottokanavan A/D-muunninta 804 (esitetty myös kuvassa 3). A/D-muunnin 804 muuntaa vastaanotetut IF-näytteet digitaaliseen muotoon prosessorin DSP/MDM käyttöön.

Edelleen viitaten kuvaan 8 prosessori DSP/MDM 5 toimii vaihe/taajuusvertailijana vastaanotettujen symbolien vaihevirheen laskemiseksi niiden ideaalisista vaihearvoista, käyttäen 64 kHz:n näytteistyskelloa määrittämään hetket, jolloin vaihevirhe mitataan. Prosessori DSP/MDM määrittää osa-ajastuksen korjausulos-10 tulon f te. Osa-ajastuksen korjausulostulo f te suunnataan ohjelmoitavaan jakajaan 806 sen jakokertoimen määrittämiseksi. Jos 64 kHz:n näytteistyskellon taajuus on hieman suurempi kuin symbolin vaihesiirtymät vastaanotetussa IF-signaalissa, DSP/MDM prosessori tu-15 lostaa osa-ajastuskorjauksen, joka hetkellisesti kasvattaa jakajan 806 jakajaa siten laajentaen vaihetta ja alentaen jakajan 806 64 kHz:n näytteistyskellon ulostulon keskimääräistä taajuutta. Vastaavasti, jos 64 kHz:n näytteistyskellon taajuus on alempi kuin vas-20 taanotetun symbolin vaihesiirtymät, jakajan 806 jako suhde on hetkellisesti pienempi.

64 kHz:n näytteistyskello ohjelmoitavan kel-lojakajan 806 ulostulossa taajuuskerrotaan kertoimella : 64 käyttäen tavanomaista vaihelukittua analogiakerto- • 25 japiiriä 808 4,096 MHz:n kellon muodostamiseksi. 4,096 MHz:n kello toimitetaan aikavälivaihtimiin 310 ja 320 (ks. kuva 1) . Aikavälivaihtimet 310 ja 320 jakavat 4,096 MHz:n kellon kahdella kahden 2,048 MHz:n kellon muodostamiseksi, joita äänikoodekit käyttävät linjamo-30 duuleilla 101-108 (kuva 1) analogiaäänisisäänmenojen : näytteistämiseksi ja muuntamiseksi PCM-ääneksi. Samas- ta kannasta peräisin olevan 2,048 MHz:n kellon, joka on tahdistettu radiosta peräisin olevan 64 kHz:n näytteistyskellon kanssa, varustaminen äänikoodekkeihin 35 varmistaa, että näiden kahden kellon välillä ei ole jättämiä. Kuten mainittiin tällaiset jättämät johtai-' : sivat muutoin kuultaviin äänenlaadun heikennyksiin, 115692 35 jotka kuultaisiin vieraina napsahduksina ja naksahduksina äänisignaalissa.

Edellä mainittu on kuvannut keksintöä kuvaavaa suoritusesimerkkiä. Alan asiantuntijat voivat kek-5 siä lisää ja muita suoritusesimerkkejä erkanematta kuitenkaan keksinnön hengestä ja suojapiiristä. Sellaisten muunnelmien joukossa olisi esim. näytteistys-nopeuden lisääminen PCM-väylillä sekä PCM-puheen että viestityksen käsittelemisen tekemiseksi mahdolliseksi 10 samalla aikavälin vaihtimella heikentämättä PCM-puhekoodauksen laatua. Lisäksi sovelluspiirin (ASIC) lähtöpulssin muotoilua voidaan modifioida sallimaan käytettäväksi muita modulointimuotoja kuin vaihe(-ero)modulaatio (PSK) , kuten yhdistetty amplitudi- ja 15 vaihe-eromodulaatio (QAM) ja taajuusmodulaatio (FM) . Pitäisi ymmärtää, että vaikka kuvattu suoritusesimerk-ki on kuvannut taajuusnopeiden modeemien yhteisresurs-sien käyttöä kaukotilaaja-asemien ryhmän palvelemiseksi modulaarisessa keskittymässä, vastaavaa taajuusno-20 peiden modeemien ryhmää voidaan käyttää tukiasemassa yhteyksien tukemiseksi keskittymän ja useampien kauko-tilaaja-asemien välillä. Lopuksi pitäisi havaita, että ·· voidaan käyttää muuta siirtovälinettä kuin ääniradion, • kuten koaksiaalikaapelin tai optisen kuitukaapelin, Ί 25 kautta kulkevaa.

t

Claims (14)

115692 36 PATENTTIVAATIMUKS ET

1. Menetelmä tahdistusviiveen minimoimiseksi radiopuhelin] ärjestelmässä modulaarisen tilaajaklusterin vä-5 Iillä, joka kommunikoi yhteisen tukiaseman kanssa, joka modulaarinen tilaajaklusteri vastaanottaa toistuvia aikavälejä tukiasemalta ja jossa on joukko hyppytaajuusmodeemeja, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: tahdistetaan valittu modeemi valitulle vastaan-10 otettujen aikavälien aikavälille; generoidaan kehyssynkronisignaali mainitusta valitusta modeemista; ja jaetaan mainittu kehyssynkronisignaali jäljellä oleville modeemijoukolle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että mainittu synkronointivaihe edelleen käsittää : vastaanotetaan joukko kanavantunnistustaajuuksia yhteiseltä tukiasemalta, joista kanavista kukin sisältää 20 synkronointiaikavälin; ohjataan modeemijoukkoa etsimään mainitut kanavat mainitulle synkronointiaikavälille; “ paikallistetaan yhdessä kanavista mainittu synk- ’· ronointiaikaväli yhdellä joukosta modeemeja; ja "ϊ 25 nimetään yksi mainittu joukosta modeemeja maini- • * : tuksi valituksi modeemiksi.

·· 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun- nettu siitä, että mainittu jakeluvaihe edelleen käsittää: hankitaan mainittu kehyssynkronisignaali yhteisen 30 väylän kautta, joka on kytketty kaikkiin joukossa modeeme-ja; ja T kohdistetaan kuhunkin joukosta modeemeja aloitus- S » ,*·· kehys mainitussa kehyssynkronisignaalissa .

: 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tun- ·’·, 35 nettu siitä, että se edelleen käsittää: /; määritetään synkronointiparametrit kullekin aktii viselle modeemille joukosta modeemeja; varmistetaan luotettavuus mainituista synkronoin- 115692 37 tiparametreistä; tunnistetaan mainituista synkronointiparametreistä modeemi, jolla on suurin luotettavuus; ja nimetään mainittu modeemi, jolla on suurin luotet-5 tavuus, mainituksi valituksi modeemiksi.

5. Menetelmä tahdistusviiveen minimoimiseksi ti-laajalinjapiirien klusterissa, joita palvelevat joukko modeemeja, jotka ovat yhteydessä yhteisen tukiaseman kanssa ja vastaanottavat joukon toistuvia aikavälejä tukiasemalta, 10 tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet: a. tahdistetaan ensimmäinen mainituista modeemeista yhdelle mainitun ryhmän aikavälille; ja b. jaetaan mainitusta ensimmäisestä modeemista jäljellä oleviin modeemeihin yhden mainitun aikavälin tah- 15 distus.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (a) edelleen käsittää, että sek-ventiaalisesti suunnataan tietty mainitusta joukosta modeemeja etsimään joukon kanavia tunnistavia taajuuksia läpi, 20 jotka on vastaanotettu mainitulta yhteiseltä tukiasemalta yhden mainituista aikaväleistä aikana, kunnes ennaltamää-rätty synkronointisignaali on vastaanotettu yhdessä maini-'* tussa aikavälissä yhdellä modeemeista, ja nimetään se mai- "· nituksi ensimmäiseksi modeemiksi.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (b) käsittää vaiheen kohdistaa ;· mainittujen modeemien jäljellä olevan vastaanottokehyssig- naalin aloitus.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tun- 30 nettu siitä, että mainittu synkronointi säätää symboliajoi- tusta ja osittaista ajoitusta.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, ’ · tunnettu siitä, että se edelleen käsittää: ,,· (c) lasketaan vastaava ryhmä synkronointiparamet- . 35 rejä tietylle mainituista modeemeista; , ; (d) varmistetaan mainittujen synkronointiparamet- rien vastaavien ryhmien luotettavuus; 115692 38 (e) tunnistetaan yksi mainituista vastaavista ryhmistä luotettavimmaksi; ja (f) käytetään modeemia, jolla on mainittu luotettavin ryhmä, mainittuna ensimmäisenä modeemina. 5

10. Järjestelmä tahdistusviiveen minimoimiseksi tilaajalinjapiirien klusterissa, joita palvelevat joukko modeemeja, jotka ovat yhteydessä yhteisen tukiaseman kanssa ja vastaanottavat joukon toistuvia aikavälejä tukiasemalta, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää: 10 a. välineet tahdistamaan ensimmäisen mainituista modeemeista yhdelle mainitun ryhmän aikavälille; ja b. välineet jakamaan mainitusta ensimmäisestä modeemista jäljellä oleviin modeemeihin yhden mainitun aikavälin tahdistus.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut synkronointivälineet edelleen käsittävät välineet sekventiaalisesti suuntaamaan tietyn mainitusta joukosta modeemeja etsimään joukon kanavia tunnistavia taajuuksia läpi, jotka on vastaanotettu mainitulta 20 yhteiseltä tukiasemalta yhden mainituista aikaväleistä aikana, kunnes ennaltamäärätty synkronointisignaali on vastaanotettu yhdessä mainitussa aikavälissä yhdellä modee-; ’* meistä, ja nimeämään sen mainituksi ensimmäiseksi modeemik- "· si.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, : tunnettu siitä, että mainitut jakamisvälineet käsittävät ·· välineet kohdistamaan mainittujen modeemien jäljellä olevan vastaanottokehyssignaalin aloituksen.

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, 30 tunnettu siitä, että mainitut synkronointivälineet säätävät symboliajoitusta ja osittaista ajoitusta.

'!* 14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, .*· tunnettu siitä, että se edelleen käsittää: irt'· (c) välineet laskemaan vastaavan ryhmän synk- v. 35 ronointiparametrejä tietylle mainituista modeemeista; (d) välineet varmistamaan mainittujen synkronoin-tiparametrien vastaavien ryhmien luotettavuuden; 115692 39 (e) välineet tunnistamaan yhden mainituista vastaavista ryhmistä luotettavimmaksi; ja (f) välineet käyttämään modeemia, jolla on mainittu luotettavin ryhmä, mainittuna ensimmäisenä modeemina. 40 1 1 5692