FI74170B - Digital radiopersonsoekarmottagare och dess synkroniseringsfoerfarande. - Google Patents

Description

1 74170

Digitaalinen radiohenkilöhakuvastaanotin ja sen synkronointimenetelmä

Esillä oleva keksintö kohdistuu digitaalisen radio-5 henkilöhakuvastaanottimeen ja menetelmään sen tahdistamiseksi .

Digitaalisen radiohenkilöhakulaitteen tulee vastaanottaa ja käsitellä luotettavasti digitaalisia yleisradio-signaaleja. Lisäksi sen täytyy kyetä saavuttamaan luotet-10 tava toiminta hyvin nopeasti alkukäynnistyksen jälkeen tai saavuttamaan uudelleen luotettava toiminta vastaanotettavan digitaalisen datavirran minkä tahansa keskeytyksen jälkeen (esimerkiksi toimiessaan alueella, jossa radiovastaanotto on katveessa, kuten tunnelissa tai sillan alla). Samalla 15 vastaanottimessa täytyy käyttää hyväksi tehokasta paristoja säästävää tekniikkaa.

Digitaaliselle radiohenkilöhakuvastaanottimelle asetettujen vaatimusten arvioimiseksi tarkastellaan julkista radiohakupalvelua, jonka British Telecommunication on äs-20 kettäin kehittänyt. Standardin koodiformaatin täydellinen spesifikaatio on löydettävissä British Post Office Code Standardisation Advisory Grouprn (POCSAG) loppuraportista (Final Report). Tässä on riittävää todeta, että kukin osoite siirretään vain kerran ja koostuu 32-bittisestä digitaa-25 lisesta koodisanasta, joka siirretään sanaeränä, kunkin erän käsittäessä tahdistuskoodisanan, jota seuraa kahdeksan kehystä, joista kukin sisältää kaksi koodisanaa. Kukin siirto alkaa johdanto-osalla, jotta vastaanottimet saavuttaisivat bittitahdistuksen ja jotta ne valmistuisivat saavutta-30 maan sanatahdistuksen. Koska vastaanotin voidaan kytkeä päälle milloin tahansa, tai vapautua katvealueesta milloin tahansa, on toivottavaa, että se voisi saavuttaa bitti- ja sanatahdistuksen, erottaen aidon datan ja sa-tunnaiskohinan, minimiajassa. Ensimmäisen täydellisen 35 siirron (sisältäen mukaan kuuluvan johdanto-osan), joka on vastaanotettu päällekytkennän jälkeen, tulee olla täysin tehokas käyttäjän kannalta.

2 74170

Esillä olevan keksinnön mukaisesti on aikaansaatu digitaalinen radiohenkilöhakuvastaanotin suurinopeuksista digitaalista binääristä kutsuformaattia varten, joka käsittää johdannon, synkronointisanan ja osoitesanoja, johon 5 vastaanottimeen sisältyy paristoja säästävää tekniikkaa, jolloin laite toimii tyhjäkäyntitilassa suurimman osan aikaa radiopiireihin menevän paristovirran ollessa pois päältä paitsi silloin, kun radiokanavaa valvotaan jaksottain signaalin havaitsemiseksi, joka havaituksi tultuaan mahdol-10 listaa laitteen pysymisen toiminnassa bitti- ja sanasynkro-noinnin saamiseksi, ja vastaanottimeen kuuluu ajoitusohjaus-piiri, ensimmäiset välineet vastaanottimen bittisynkronoinnin jaksottaiseksi aikaansaamiseksi vastaanotettuihin digi-taalisignaaleihin ja ajoitusohjauksen asettelemiseksi, 15 toiset välineet hyväksyttävien databittien vastaanoton määrittämiseksi ja kolmannet välineet sisääntulevien bittikuvioiden vertaamiseksi paikallisesti kehitettyihin harjoi-tussekvensseihin, jolle vastaanottimelle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että ensimmäiset välineet toimivat 20 ensimmäisen ennalta määrätyn bittijaksolukumäärän aikana, toiset välineet ja kolmannet välineet toimivat samanaikaisesti ensimmäistä ennalta määrättyä bittijaksolukumäärää välittömästi seuraavan toisen ennalta määrätyn bittijaksolukumäärän aikana, ja et~ä vastaanottimeen kuuluu myös logiik-25 kavälineet, jotka reagoivat toisista ja/tai kolmansista välineistä tulevaan positiiviseen ulostuloon ohjaussignaalin tuottamiseksi vastaanottimen piiristön toiminnan ohjaamiseksi tulevan aikajakson aikana.

Keksinnön suoritusmuotoa selostetaan seuraavassa 30 mukana seuraaviin piirustuksiin viitaten, joissa kuvio 1 esittää lohkokaaviomuodossa digitaalisen radiohenkilöhakuvastaanottimen tahdistusjärjestelyitä, kuvio 2 esittää tyypillistä tahdistussarjaa, ja kuvio 3 esittää kuvioon 1 liittyvää ajastuskaaviota. 35 Kuviossa 1 lohkokaaviomuodossa esitetyt useat ele mentit koostuvat kukin itsessään tavanomaisista elektronisista piireistä ja alan ammattimiehet kykenevät ne helposti 3 74170 rakentamaan. Seuraava selostus viittaa kaikkiin kolmeen kuvaan.

Vastaanottimen vastaanottamat demoduloidut radiosignaalit esitetään digitaalisena datavirtana navassa 10. Tämä 5 virta voi olla aito digitaalidata, eli johdanto-osa, tah-distussana tai osoitekoodisana, tai se voi olla väärä data, eli kohinaa. Bittitahdistuksen saavuttamiseksi tuleva data syötetään ensin dataderivaattoriin 11, joka tuottaa lyhyitä pulsseja, jotka vastaavat datapulssin reunoja. Datareu-10 nat syötetään JA-veräjään 12 yhdessä monostabiilista 13 saatavan ikkunasallintapulssin ("window enable") kanssa, jota multivibraattoria ohjataan pääajastuspiiristä 14 saatavilla bittitaajuuskellopulsseilla. Monostabiili multi-vibraattori 13 tuottaa sallintapulsseja, jotka ovat tässä 15 esimerkissä + 11/64 bittijaksoa keskitettynä oletetulle bittinäytepisteelle. JA-veräjän 12 anto syötetään laskuriin 15, joka laskee ikkunaan ilmaantuvien datareunojen lukumäärän. Jos laskettujen reunojen lukumäärä on yhtä suuri tai suurempi kuin neljä sanajakson ensimmäisen neljän-20 neksen aikana (oletetaan 32-bittinen sana), laskimesta 15 saatava signaali syötetään pääajastuspiiriin 14 suuruudeltaan 180°:n vaihesiirron aikaansaamiseksi monostabiiliin multivibraattoriin 13 syötettyyn bittitaajuuskellosignaa-liin. Sanajakson ensimmäisen neljänneksen (8 bittiä), jon-25 ka aikana laskin 15 toimii, määrää tahdistuksen rakoajas-tusgeneraattori 16, joka on alistettu pääajastuspiirille 14. (Piirin 14 anto T syöttää generaattoria 16, laskuria 19 ja lisääjastuspiiriä 23.) Ajastusgeneraattorin 16 ohjaus laskuriin 15 voidaan tavanomaisesti nimetä "nopeaksi sal-30 lintasignaaliksi" ("fast pull enable"). Seuraavan puolen sanan aikana (16 bittiä) syötetään generaattorista 16 "hidas sallintasignaali" ("slow pull enable") sarjaan "aikainen/myöhäinen" ("early/late") salpoja 17, yhdessä derivaattorista 11 saatavien datareunojen ja bittitaajuus-35 signaalin kanssa. Salvat vertaavat datareunan ajastusta bittitaajuuskellosta saatuun näytepisteeseen. Jos esiintyy 4 74170 eroavaisuutta, esimerkiksi jos ensimmäinen datareuna on "aikainen" tai "myöhäinen", lähetetään salvoista 17 signaali pääajastuspiiriin 14 säätämään bittitaajuuskelloa bittijakson + 1/32 osan verran eroavaisuuden pienentämi-5 seksi. Tämä prosessi toistetaan kullekin seuraavalle data-reunalle kunnes reunapulssit ja näytepiste ovat 180°:n verran erillään. Enintään kuudentoista reunapulssin sallitaan saavuttaa tämä tila. (Käytännössä reunapulssit eivät koskaan osu tarkalleen ideaaliseen paikkaan, tavallisesti 10 piiri liikkuu ideaalisen näytepisteen ympärillä + 1/32 bittijakson verran.) Tähän saakka selostettua sarjaa voidaan kutsua "bittitahdistussarjaksi" ja se kestää kokonaisuudessaan 3/4 sanaa (24 bittiä).

Bittitahdistussarjän lopussa tapahtuu edelleen kak-15 si rinnakkaista datan kelpoisuusoperaatiota. Toinen on "datan ilmaisu" sarja ja toinen on "johdanto-osan ilmaisu" sarja. Napaan 10 tulevein datan oletetaan alun perin olevan kelpaava data kunnes toisin on todistettu. Siksi bittitah-distuspiirin lopussa monostabiilin vibraattorin 13 tuotta-20 mat seuraavat + 11/64 ikkunasallintapulssit syötetään JA- veräjään 18 yhdessä derivaattorista 11 saatavien datareuno-jen kanssa. Veräjän 18 anto menee laskuriin 19, jonka ajas-tuspiiri 14 saattaa sallintatilaan. Laskurin 14 ei tulisi laskea enempää kuin 1 datareuna kunkin + 11/64 ikkunan 25 aikana, joka on nyt keskittynyt oikeaan näytepisteeseen. Koska ottodatan on alun perin oletettu olevan kelpaava, "kelpaavan datan" salpa 20 on esiasetettu merkitsemään tätä tilaa. Edellyttäen, että laskuri 19 ei ylitä laskussaan yhtä, salpa 20 pysyy asetuksessa. Jos laskuri 19 saa-30 vuttaa laskussaan 2, osoittaen siten virheen, niin salpa 20 nollataan. Tällä välin ottodata on samanaikaisesti syötetty vertailijaan 21, jossa sitä verrataan paikallisesti generaattorista 22 kehitettyyn johdanto-osan sarjaan. Generaattoria 22 ohjaa lisääjastuspiiri 23. Seuraavan neljännes-35 sanan (8 bittiä) aikana johdanto-osan vaihe havaitaan. Ver-tailijan 21 anto syötetään laskuriin 24 ja jos on laskettu li 5 741 70 enemmän kuin 3 virhettä johdanto-osan generaattorin 22 vaihe muutetaan laskurista 24 saatavan veräjän 25 kautta syötetyn takaisinkytkentäsignaalin avulla. Oletettaessa että 8 bitin lopussa (ensimmäisen 32-bittisen sanan vii-5 meinen neljännes) johdanto-osan generaattorin vaihe on oikea, niin seuraavien 24 bitin aikana (3/4 sanaa) paikallisesti kehitettyä johdanto-osaa (yksinkertainen 01010101 ... sarja POCSAG koodissa) verrataan tulevaan dataan. Jos laskuri 24 nyt laskee enemmän kuin 3 virhettä pidetään 10 johdanto-osaa epäkelpona ja salpa nollataan. Jos 24 bitin aikana virheitä lasketaan 3 tai vähemmän katsotaan alkuosan olevan kelpo ja salpa 20 pysyy asetettuna. Jos johdanto-osa on ilmaistu, niin seuraavana tunnistussarjän aikana vastaanottimen täytyy ilmaista joka dataa tai seuraava 15 johdanto-osa. Niinpä kun laskuri 24 on ilmaissut johdanto-osan ei vain salpa 20 jää asetukseen vaan myös "edellisen johdanto-osan" salpa 26 on asetettu. Tämä salpa 26 saattaa laskurin 19 epäsallintatilaan seuraavan tunnistussar-jan aikana, koska oletetaan että johdanto-osan onnistunut 20 ilmaisu osoittaa myös sen, että oikea datataajuus on saavutettu. Täten, kun joko laskuri 19 on määrännyt oikean datataajuuden tai laskuri 24 on määrännyt kelpaavan johdanto-osan, pysyy salpa 20 asetuksessa, joka osoittaa kelpaavan datan ja vastaanotinpiiristö pysyy kytkettynä, kos-25 ka seuraava tuleva data sisältää joko tahdistussanan tai osoitesanan. Tällä välin ottodata on samanaikaisesti syötetty sanavertailijaan 27, jossa sitä verrataan paikallisesti talletettuihin tahdistus- ja osoitekoodisanoihin.

Jos tahtisana ilmaistaan, niin pääajastuspiiri 14 linja-30 taan uudelleen tahtisanan kanssa. Samaan aikaan "edellisen johdanto-osan" salpa 26 nollataan. Niin pian kun tahtisana on ilmaistu suljetaan vastaanottimen piiristö paristotehon säilyttämiseksi kunnes vastaanottimen jaetut osoiteaika-raot koittavat. Vastaanotin saatetaan päälle jaettujen ai-35 karakojen keston ajaksi ja tulevaa dataa, jos sellaista on, verrataan talletettuihin osoitesanoihin komparaattorin 27 6 74170 avulla. Vastaanotin kytketään pois päältä myös jos molemmat laskurit 19 ja 24 ovat epäonnistuneet asettamaan salvan 20. Tämä tapahtuu jossain bittien 4 ja 24 välillä, ja vastaanotin kytketään jälleen päälle 16½ sanaa myöhemmin 5 (POCSAG johdanto-osan ollessa 18 sanaa pitkä ja vastaan-ottimelle sallitaan ½ sanan jakso täyteen toimintatilaan tulemiseksi).

Siten yhteenvetona, vastaanotin saavuttaa ensin bittitahdistuksen ja sen jälkeen samanaikaisesti etsii 10 a) kelpaavan bittitaajuuden omaavan datan, b) kelpaavan johdanto-osan, ja c) tahdistussanan tai osoitesanan.

Claims (7)

1. 741 70 7
2. 1. Digitaalinen radiohenkilöhakuvastaanotin suuri-nopeuksista digitaalista binääristä kutsuformaattia varten, 5 joka käsittää johdannon, synkronointisanan ja osoitesanoja, johon vastaanottimeen sisältyy paristoja säästävää tekniikka, jolloin laite toimii tyhjäkäyntitilassa suurimman osan aikaa radiopiireihin menevän paristovirran ollessa pois päältä paitsi silloin, kun radiokanavaa valvotaan jaksot-10 tain signaalin havaitsemiseksi, joka havaituksi tultuaan mahdollistaa laitteen pysymisen toiminnassa bitti- ja sana-synkronoinnin saamiseksi, ja vastaanottimeen kuuluu ajoitus-ohjauspiiri (14), ensimmäiset välineet vastaanottimen bittisynkronoinnin jaksottaiseksi aikaansaamiseksi vastaano-15 tettuihin digitaalisignaaleihin ja ajoitusohjauksen aset-telemiseksi, toiset välineet hyväksyttävien databittien vastaanoton määrittämiseksi ja kolmannet välineet sisääntu-levien bittikuvioiden vertaamiseksi paikallisesti kehitettyihin harjoitussekvensseihin, tunnettu siitä, 20 että ensimmäiset välineet (11, 12, 13, 15) toimivat ensimmäisen ennalta määrätyn bittijaksolukumäärän (16) aikana, toiset välineet (11, 18, 19) ja kolmannet välineet (21, 22, 24) toimivat samanaikaisesti ensimmäistä ennalta määrättyä bittijaksolukumäärää välittömästi seuraavan toisen ennalta 25 määrätyn bittijaksolukumäärän (23) aikana, ja että vastaanottimeen kuuluu myös logiikkavälineet (20), jotka reagoivat toisista ja/tai kolmansista välineistä tulevaan positiiviseen ulostuloon ohjaussignaalin tuottamiseksi vastaanottimen piiristön toiminnan ohjaamiseksi tulevan aikajakson 30 aikana. 2. patenttivaatimuksen 1 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että ensimmäisiin välineisiin bittisynkronoinnin aikaansaamiseksi jaksottain kuuluu välineet sisään tulevien datasignaalien (11) derivoimiseksi data- 35 pulssireunoja vastaavien pulssien tuottamiseksi, välineet pulssin tuottamiseksi, jolla on ennalta määrätty kesto ja 8 74170 ajoitus (13) suhteessa ajoitusohjauspiirin asettamaan oletetulla databittitaajuudella toimivaan kelloon, logiikka-välineet (12, 15), jotka reagoivat reunapulsseihin ja ennalta määrätyn ajan kestävään pulssiin tämän pulssin aika-5 na esiintyvien reunapulssien määrän laskemiseksi, ja takai-sinkytkentävälineet ajoitusohjauspiiriä varten 180° vaihe-siirron aikaansaamiseksi bittitaajuisessa kellossa, jos ennalta määrätyn kestoisen pulssin aikana laskettujen reunapulssien määrä ylittää ennalta asetetun rajan tietyn lu-10 kumäärän aikana ensimmäisestä ennalta märäätystä bittiluku-määrästä.
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu välineet (17) reunapulssien ajoituksen vertaamiseksi bittitaajuuskelloon 15 bittitaajuuskellopulssien toisen tietyn lukumäärän aikana ja takaisinkytkentävälineet ajoitusohjauspiiriin differen-tiaalisäätöjen aikaansaamiseksi bittitaajuuskellossa reuna-pulssien ja bittitaajuuskellon välisen ajoituksen mahdollisten erojen vähentämiseksi.
4. 4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että toisiin välineisiin hyväksyttävien databittien vastaanoton määrittämiseksi kuuluu laskin (19), johon reunapulssit syötetään, välineet (13) laskimen kytkemiseksi päälle kunkin ennalta määrätyn keston 25 omaavan pulssin aikana ja välineet ulostulon kehittämiseksi ensinmainitulle logiikalle, jos laskimen ulostulo ylittää ennalta asetetun luvun vastaanottimen piiristön saattamiseksi poiskytkettyyn tilaan tietyn aikajakson ajaksi.
5. 5. Patenttivaatimuksen 2, 3 tai 4 mukainen vastaan-30 otin, tunnettu siitä, että kolmansiin välineisiin sisään tulevien bittikuvioiden vertaamiseksi paikallisesti kehitettyihin sekvensseihin kuuluu välineet näiden sekvenssien (22) kehittämiseksi paikallisesti, ajoitusvälineet (23), jotka reagoivat ajoitusohjauspiiristä tuleviin sig-35 naaleihin mainittujen kehitysvälineiden kytkemiseksi päälle seuraavan bittijaksolukumäärän aikana, välineet (21) si- 9 74170 sääntulevien databittien vertaamiseksi paikallisesti kehitettyihin sekvensseihin, laskin (24), joka on sovitettu laskemaan virheiden määrä mainitussa vertailussa ja välineet ulostulon kehittämiseksi ensinmainitulle logiikalle, 5 jos laskimen ulostulo ylittää ennalta asetetun luvun vastaanottimen piiristön saattamiseksi poiskytkettyyn tilaan tietyn aikajakson ajaksi.
6. 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanottimeen 10 kuuluu välineet (27) sisääntulevien databittien vertaamiseksi muistissa oleviin synkronointi- ja osoitekoodisanoi-hin ulostulon kehittämiseksi, kun data vastaa synkronointi-sanaa, jolloin mainittu ulostulo viedään ajoitusohjauspii-ristöön tämän piiristön kohdistamiseksi vastaanotetun 15 synkronointisanan kanssa.
7. 7. Menetelmä digitaalisen radiohenkilöhakuvastaan-ottimen synkronoimiseksi sisääntuleviin signaaleihin nähden suurinopeuksisessa digitaalisessa binäärisessä kutsu-formaatissa, joka käsittää johdannon, synkronointisanan ja 20 osoitesanoja, johon vastaanottimeen kuuluu paristoja säästävää tekniikka, jolloin vastaanotin toimii tyhjäkäyntitilassa suurimman osan aikaa radiopiireihin menevän paris-tovirran ollessa pois päältä paitsi silloin, kun radiokanavaa valvotaan jaksottain signaalin havaitsemiseksi, joka 25 havaituksi tultuaan mahdollistaa laitteen pysymisen toiminnassa bitti- ja sanasynkronoinnin saamiseksi, t u n n e t t u siitä, että menetelmään kuuluu vaiheet, joissa ensin aikaansaadaan vastaanottimen aikaohjauspiirin (14) bittisynkronointi sisääntuleviin databitteihin nähden en-30 naita määrätyn bittijaksolukumäärän aikana lähtien siitä, kun laite on kytketty päälle, ja sitten samanaikaisesti määritetään, kuljettavatko sisääntulevat signaalit hyväksyttävää dataa ja sisältävätkö sisääntulevat signaalit da-tasekvenssin, joka vastaa paikallisesti kehitettyä sek-35 venssiä, jolloin onnistunut määrittäminen kummassakin tapauksessa saa vastaanottimen piiristön pysymään toiminnas- 10 741 70 sa seuraavan aikajakson aikana, jonka aikana sisääntuleva data tutkitaan sen suhteen, sisältääkö se datasekvenssin, joka vastaa paikallisessa muistissa pidettyä synkronointi-tai osoitesanaa. i 741 70 11