FI94694B - Menetelmä sivuinformaation siirtämiseksi aikajakokanavoidussa peruskanavointijärjestelmässä - Google Patents

Description

! - 94694

Menetelmä sivuinformaation siirtämiseksi aikajakokanavoi-dussa peruskanavointijärjestelmässä.

5

Keksinnön kohteena on menetelmä sivuinformaation, kuten kanavakohtaisen signaloinnin siirtämiseksi aikajako-kanavoidussa peruskanavointijärjestelmässä, jossa sivuin-formaatiota siirretään kunkin kehyksen ennalta määrätyssä 10 aikavälissä, ja jossa menetelmässä siirretään perusjärjestelmän ainakin yhdessä aikavälissä useamman kuin yhden kanavan informaatiota. Keksinnön mukainen menetelmä on tarkoitettu erityisesti eurooppalaisen 2048 kbit/s 30 kanavaisen peruskanavointijärjestelmän yhteyteen, mutta se 15 ei ole kuitenkaan sidottu ainoastaan tähän standardiin.

CCITTsn suosituksessa G.704 määritellyssä 2048 kbit/s peruskanavointijärjestelmässä siirretään kanavakohtainen signalointi CAS (Channel Associated Signalling) aikavälissä TS16 ryhmittelemällä peräkkäiset kehykset 20 suuremmaksi kokonaisuudeksi, ns. ylikehykseksi (engl. multiframe), joka sisältää 16 kehystä. Ylikehykseen sisältyvien peräkkäisten kehysten aikavälit TS16 annetaan kukin kerrallaan kahta eri puhekanavaa vastaavan signalointi-kanavan käyttöön. Kummankin signalointikanavan käyttöön 25. jää aikavälistä näin ollen 4 bittiä. Signalointikanavat sitovat viidentoista ylikehykseen kuuluvan kehyksen aikavälit TS16. Jäljelle jäävän kehyksen 0 aikaväli TS16 sisältää muun muassa ylikehyksen tahdistussignaalin, kuten jäljempänä kuvataan.

30 Edellä esitetyssä perusjärjestelmässä voidaan siir tää yhteensä 30 puhekanavaa, joiden kapasiteetti on 64 * kbit/s. Nykyisin voidaan kuitenkin käyttää kehittyneitä puheenkoodausmenetelmiä, joilla 2048 kbit/s järjestelmän kapasiteetti voitaisiin nostaa 60 tai jopa 120 puhekana-35 vaan asti. Tällöin on puhekanavien informaatio koodattava 2 - S4694 transkooderilla.

CCITTsn suositus G.761 määrittelee 32 kbit/s ADPCM-transkooderin eritellen tarkasti kiinteän aikavälien valinnan, signaloinnin siirron ja hälytysten käsittelyn.

5 Tätä transkooderia ei kuitenkaan voida kytkeä 2048 kbit/s perusjärjestelmään, koska siinä käytetään hälytyksen siirtoon sellaisia bittejä, jotka on suosituksessa G.704 varattu kansalliseen käyttöön. Mäin ollen hälytysten perillemenoa ei voida taata.

10 Toisaalta, vaikkakin CCITTsn suositukset G.726 ja G. 727 määrittelevät 16 kbit/s puheenkoodauksen, ei sen toteuttavaa transkooderia ole vielä määritelty. Eräs syy tähän tilanteeseen on se, ettei aikavälien TSO ja TS16 siirtokapasiteetti riitä 120 kanavan kanavakohtaisen sig-15 naloinnin siirtämiseen tavanomaisella tavalla.

Suositus G.761 määrittelee myös hälytykset, esim. eteenpäin ja taaksepäin kytketyt AIS-hälytykset (Alarm Indication Signal). Suosituksen määrittelemä lähestymistapa ei kuitenkaan ole käyttökelpoinen 16 kbit/s koodekkia 20 käytettäessä, sillä hälytysten siirtoon ei ole käytettävissä riittävästi bittejä. Verkonhallinta käyttää nimittäin myös aikavälin TSO vapaita bittejä, minkä vuoksi niitä ei voi käyttää suosituksen G.761 määrittelemään tarkoitukseen.

25 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin ai kaansaada menetelmä, jolla ei ole edellä kuvattuja puutteita, vaan joka mahdollistaa sivuinformaation, erityisesti signaloinnin ja hälytysten siirron tavanomaisessa peruskanavointijärjestelmässä aina 120 puhekanavan kapa-30 siteettiin asti. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että muodostetaan ” usean ylikehyksen pituinen superkehys, jolloin ainakin osa sivuinformaatiosta siirretään mainitussa ennalta määrätyssä aikavälissä siten, että mainitun sivuinformaation li-35 säksi siirretään ylikehyksen järjestysnumero, joka osoit-

II

3 94694 taa, mihin kanavaan kyseinen sivuinformaatio kuuluu.

Keksinnön mukaisena perusajatuksena on käyttää hitaampaa signalointia ja hyödyntää kanavakohtaista si-vuinformaatiota siirtävään aikaväliin jääviä "ylimääräi-5 siä” bittejä "osoitebitteinä", jotka ilmaisevat, mitä siirtoyhteyttä kulloinkin palvellaan.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti osa sivuinformaatiosta siirretään vaihtamalla ylikehyksen järjestysnumeroiden sekvenssiä. Ajatuksena on siis hyödyntää 10 järjestysnumeroiden sekvenssiä tai sen muutosta siirtämään osan sivuinformaatiosta. Näin voidaan siirtää muuta si-vuinformaatiota, esim. hälytyksiä. Huomattakoon jo tässä vaiheessa, että vaikka esityksessä käytetään "superkehys"-termiä selventämään menetelmän toimintatapaa lukijalle, ei 15 menetelmän toiminta sinänsä edellytä yhtä ainoata superke-hystahtia kaikissa aikaväleissä, vaan päinvastoin kunkin aikavälin järjestysnumeroiden vaihe tai sekvenssi voi olla erilainen.

Keksinnön mukainen ratkaisu on myöskin yhteensopiva 20 n x 2048 kbit/s -verkkojen kanssa, koska ristikytkentä-laitteissa esiintyvät viivepoikkeamat (eri aikaväleillä erilainen viive) eliminoituvat keksinnön mukaisessa ratkaisussa käytettävien "osoitebittien" ansiosta.

Keksinnön lisäetuna on se, ettei aikavälin TSO 25 normaalisti verkonhallintaan käytettäviä bittejä, jotka 1 esim. edellä mainitussa suosituksessa G.761 käytetään muuhun tarkoitukseen, käytetä hyväksi, vaan ne säilyvät edelleen verkonhallinnan käytössä.

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten 30 oheisen piirustuksen mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää superkehysten muodostusta ylike-hyksistä, kuvio 2 esittää sivuinformaation siirtoa aikavälissä TS16 peräkkäisissä yli- ja superkehyksissä, 3b kuvio 3 esittää lohkokaaviona lähetinosaa koode- 4 94694 kissa, joka toteuttaa keksinnön mukaisen menetelmän, ja kuvio 4 esittää lohkokaaviona vastaanotinosaa koode-kissa, joka toteuttaa keksinnön mukaisen menetelmän.

Seuraavassa käytetään esimerkkinä 2048 kbit/s :n 5 peruskanavointijärjestelmää, jossa 16 kbit/s puheenkoode-rin avulla siirretään 120 puhekanavaa. Tällöin siis jokainen puhekanava-aikaväli (aikavälit TS1...TS15 ja aikavälit TS17...TS31) sisältää 4 koodattua puhekanavaa.

Kuviossa 1 on esitetty ensinnäkin yksi peruskana-10 vointijärjestelmän kehys 10, joka jakautuu 32 aikaväliin TS0...TS31. Kehyksen aikaväli TS16 on sinänsä tunnetusti kahden signalointikanavan käytössä siten, että kummankin kanavan käyttöön jää 4 bittiä abcd. Kuusitoista peräkkäistä kehystä F0...F15 muodostaa järjestelmässä ylikehyksen 15 11, jonka pituus on 2 ms. Tavanomaisessa järjestelmässä voidaan siten palvella kolmeakymmentä puhekanavaa.

Tavanomaista puhelinpalvelua välittävässä multiplek-serissä on kuitenkin mahdollista vähentää todellisuudessa kanavaa kohti siirrettävien signalointibittien lukumäärää 20 kahteen (jatkossa bitit a ja b). Muut bitit (jatkossa bitit c ja d) kytketään tyypillisesti johonkin kiinteään tilaan, eikä niitä ole siten normaalisti tarpeen lähettää lainkaan.

Keksinnön mukaisesti muodostetaan kuudentoista 25 kehyksen ylikehyksistä 11 neljän ylikehyksen pituinen su-perkehysrakenne, jonka kesto on 8 ms, ja edellä mainittuja c- ja d-bittejä käytetään siten, että lähetinyksikkö lähettää aina, paitsi varsinaiset signalointibitit a ja b, myös bitit c ja d, jotka ilmaisevat ylikehyksen numeron 30 (1...4) superkehyksessä. Tämä järjestysnumero ilmaisee .* sen, mitä puhekanavaa kulloinkin palvellaan, toisin sanoen vastaanotin käyttää "osoitebittejä" c ja d päivittääkseen oikean puhekanavan signalointidataa. Vain yhtä neljästä puhekanavasta päivitetään signaloinnin osalta ylikehyksen 35 aikana, joten vasta superkehyksen jälkeen on kaikkien

II

94694 5 puhekanavien signalointi päivitetty kerran. Päivitystahti putoaa siis keksinnön mukaisessa ratkaisussa normaalista 2 ms:n tahdista (ylikehystahti) 8 ms:n tahtiin. (32 kbit/s kooderia käytettäessä päivitystahti on vastaavasti 4 ms.) 5 Käytännössä tahdin hidastaminen neljänteenkin osaan ei haittaa, vaan hitaampikin nopeus riittää normaalissa puhelinverkon signaloinnissa hyvin.

Kuviossa 2 on esitetty kanavakohtaista signalointia aikavälin TS1 osalta esittämällä peräkkäisten kehysten 10 aikavälien TS16 (joita on superkehyksessä 12 yhteensä 64 kpl) sisältö niissä kehyksissä, joissa ko. aikavälin (TS1) signalointidataa siirretään. Kunkin ylikehyksen 11 toisen kehyksen F1 aikavälin TS16 kolmas ja neljäs bitti eli edellä kuvatut c- ja d-bitit ilmaisevat ylikehyksen 11 15 järjestysnumeron (00, 01, 10 tai 11) avulla, mihin aikavälin TS1 puhekanavaan vastaavat bitit ai ja bl kulloinkin kuuluvat. Kuviossa 2 on lisäksi esitetty kunkin ylikehyksen ensimmäisen kehyksen F0 aikavälin TS16 neljä ensimmäistä bittiä abcd, jotka muodostavat tahdistussignaalin 20 ollen kaikki nollia. Vastaavasti esimerkiksi bittejä al7 ja bl7 seuraavat c- ja d-bitit (ei esitetty) osoittavat kulloinkin, mihin aikavälin TS17 neljästä puhekanavasta ko. bitit liittyvät. Aikavälissä TS1 cd-bitit muodostavat edellä esitetyn mukaisesti sekvenssin 00, 01, 10, 11.

26 Keksinnön mukainen superkehysrakenne voi olla epäkoherent-ti, toisin sanoen jokaisessa aikavälissä voi kyseisen "1- 4-laskurin" vaihe olla erilainen.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti käytetään syklisesti vaihtuvia c- ja d-bittejä hälytysten siir-30 toon siten, että hälytystapauksessa vaihdetaan tietty . normaali cd-bittisekvenssi toiseksi, esim. edellä kuvattu normaalitilan sekvenssi 00, 01, 10, 11 vaihdetaan toiseksi. Mahdollisia sekvenssejä on kuusi (4!/4) kappaletta, jotka riittävät käytännössä kaikkien tarvittavien hälytys-35 ten siirtoon. Jotkut hälytykset, esim. eteenpäin kytketty 6 9469 4 AIS-hälytys voidaan antaa siten, että c- ja d-bitit muuttuvat kiinteiksi (esim. 10), toisin sanoen siten, että ylikehyksen järjestysnumero lakkaa välillä pyörimästä. Tällöin ei luonnollisestikaan signalointi toimi edellä 5 kuvatulla tavalla, mutta hälytystilanteessa sillä ei ole merkitystä.

Kuvioissa 3 ja 4 on esitetty eräs sellainen koodekin toteutustapa, joka toteuttaa keksinnön mukaisen menetelmän. Nämä toteutustavat vastaavat hakijan ADPCM-koodekkia, 10 joka kuuluu tuoteperheeseen, jota myydään nimikkeellä DYNACARD".

Kuvion 3 lähetinosan 30 sisäänmenossa on liitäntä-piiri 31, jossa sisääntulevasta PCM-signaalista erotetaan data ja kellosignaali, jotka siirretään edelleen demul-15 tiplekseriyksikön 32 vastaaviin sisäänmenoihin. Demultip-lekseriyksikössä erotetaan aikavälissä TS16 siirrettävät signalointibitit, jotka johdetaan kopiointiyksikölle 35. Lisäksi demultiplekseriyksiköltä johdetaan data kooderiyk-sikölle 33 sekä kehyssynkronointisignaali kooderin ohjaus-20 yksikölle 36, joka kertoo kooderille järjestelmässä kulloinkin käytettävän koodausnopeuden (64/32/16 kbit/s). Kopiointilohkossa 35 hävitetään sisääntulevan signaalin c-ja d-bitit. Koodattu data (puhe) ja kopiointiyksiköstä saatava signalointitieto, josta on poistettu alkuperäiset 25 c- ja d-bitit kytketään ristikytkentäpiirille 34, joka järjestää aikavälit uudestaan lähtevälle väylälle TX BUS. Ristikytkentäpiirin signalointiulostulossa on cd-bittien sekvenssinvaihtaja 38, jossa uudet signalointibitit c ja d lisätään signalointidataan. Sekvenssinvaihtaja vaihtaa 30 (prosessoriyksikön 37 ohjauksella) cd-bittien normaalin sekvenssin toiseksi sekvenssiksi, mikäli täytyy siirtää hälytys. Ohjaus sekvenssinvaihtajalle tulee cd-bittien sekvenssigeneraattorilta, joka on laskuri, joka askeltaa eteenpäin ylikehyksen välein (ja nollautuu aina superke-35 hyksen välein). Sekvenssigeneraattori saa ylikehystahdin 7 94694 väylältä.

Vastaanotinpuolella (kuvio 4) saadaan vastaanotin-väylästä RX-BUS data (puhe) ja signalointi ristikytkentä-lohkon 41 vastaaviin sisäänmenoihin. Ristikytkentälohko 5 järjestää aikavälit prosessoriyksikön 47 ohjauksessa käyttäjän valinnan mukaan, ja syöttää puhedatan dekooderiyksi-kölle, signalointibitit a ja b multiplekseriyksikölle 43 sekä bitit c ja d vertailulohkolle 45. Kukin vastaanotettu puhekanava ADPCM-dekoodataan normaaliksi PCM-puhekanavak-10 si. Tässä tarvitaan kanavakohtainen ohjaustieto, joka on niin yleistetty, että sen perusteella voidaan purkaa samalla aikavälin sisäinen ristikytkentätieto. Tämä antaa samalla paikalliset c- ja d-bitit. Vertailulohko 45 vertaa näitä paikallisesti generoituja c- ja d-bittejä vastaan-15 otettuihin c- ja d-bitteihin. Mikäli nämä ovat samat, vertailulohko antaa multiplekserille enable-signaalin, jolla päivitetään multiplekseriyksikön 43 muistissa olevaa sig-nalointimuistia kyseisen kanavan osalta. Mikäli vastaanotetut cd-bitit ja paikallisesti generoidut cd-bitit eivät 20 ole samoja, pidetään ko. kanavan signalointi muuttumattomana niin kauan, kunnes vertailu osoittaa cd-bittien olevan samoja. Vertailulohko päättelee myös sen, onko cd-biteillä normaali sekvenssi, vai onko kysymyksessä hälytys. Prosessoriyksikkö 47 valitsee kulloinkin tutkittavan 25 aikavälin.

Vastaanottopuolella ei siis tarvitse lukittua su-perkehykseen, vaan vastaanotin käyttää vastaanotettuja signalointibittejä päivittämään oikean puhekanavan signalointi-informaatiota .

30 Kun sivuinformaatiota on siirretty edellä kuvatulla tavalla lähetin- ja vastaanotinosan välillä, voidaan vas- « * taanotinyksikön ulostuloon jälleen rakentaa tavanomainen PCM-signaali PCM^,., jossa edellä kuvatut c- ja d-bitit ovat kiinteät. Tätä varten prosessoriyksikkö 47 antaa multip-35 lekseriyksikölle 43 käyttäjän valinnan mukaan kiinteät c- 8 94694 ja d-bitit cdout. Mikäli joitakin aikavälejä ei kuitenkaan dekoodata dekooderissa 42, voidaan c- ja d-bitit kytkeä edelleen eteenpäin.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan luonnollisesti-5 kin toteuttaa hyvinkin erilaisilla laiterakenteilla. Olemassa oleviin laitteisiin tarvittavat lisäykset ovat kuitenkin vähäisiä rajoittuen pääasiassa laitteisiin, joilla järjestetään signalointibiteille vapaasti pyörivä kaksi-bittinen ylikehyslaskuri lähetinosaan.

10 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisen piirustuksen mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

15 Vaikka keksintöä onkin edellä kuvattu esimerkillä, jossa siirretään 120 puhekanavan signalointi sekä hälytykset, voidaan keksintöä käyttää muissakin sovelluksissa. Esim. puheyhteyksien sijasta voidaan siirtää 16 kbit/s datakanavia, joihin liittyy jotakin muuta informaatiota. Kana-20 vien lukumäärä voi myös olla esim. 60, jolloin superkehys voidaan muodostaa vain kahdesta ylikehyksestä. Kuten alussa myös todettiin, ei varsinainen keksinnöllinen ajatus ole sidottu ainoastaan eurooppalaiseen 2048 kbit/s perus-kanavointijärjestelmään, vaan ajatusta voidaan soveltaa 25 myös muihin vastaavan tyyppisiin järjestelmiin.

« « . *

II

Claims (6)

94694 9

1. Menetelmä sivuinformaation, kuten kanavakohtaisen signaloinnin siirtämiseksi aikajakokanavoidussa peruskana- 5 vointijärjestelmässä, jossa sivuinformaatiota siirretään kunkin kehyksen ennalta määrätyssä aikavälissä (TS16), ja jossa menetelmässä siirretään perusjärjestelmän ainakin yhdessä aikavälissä (TS1..TS15, TS17..TS31) useamman kuin yhden kanavan informaatiota, tunnettu siitä, että 10 muodostetaan usean ylikehyksen (11) pituinen superkehys (12), jolloin ainakin osa sivuinformaatiosta siirretään mainitussa ennalta määrätyssä aikavälissä (TS16) siten, että mainitun sivuinformaation lisäksi siirretään ylikehyksen järjestysnumero, joka osoittaa, mihin kanavaan 15 kyseinen sivuinformaatio kuuluu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa sivuinformaatiosta siirretään vaihtamalla ylikehyksen järjestysnumeroiden sekvenssiä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostettu superkehys on epäkoherentti siten, että eri aikaväleissä superkehyksen vaihe on erilainen.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetel- 25 mä, tunnettu siitä, että superkehys muodostetaan neljästä ylikehyksestä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että superkehys muodostetaan kahdesta ylikehyksestä.

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 2-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa sivuinformaatiosta siirretään vaihtamalla ylikehyksen (11) järjestysnumeroa osoittavat bitit (c ja d) kiinteiksi. 94694 10