SE465007B - Synkronisering av basstation och abonnentstation i ett abonnentkommunikationssystem - Google Patents

Description

465 007 2 skjutningsvärdet som sänds fràn basstationen i syfte att ställa in abonnentstationstidsignalen i syfte att minska förskjutningen.

Närmare bestämt avser uppfinningen ett abonnentkom- munikationssystem enligt patentkraven.

Ytterligare särdrag enligt föreliggande uppfinning beskrivs med hänvisning till beskrivningen av de föredrag- na utföringsformerna.

Kortfattad ritningsbeskrivning Fig 1 är ett blockschema över en föredragen utfö- ringsform av abonnentkommunikationssystemet enligt före- liggande uppfinning.

Fig 2A och 2B visar behandlingsrutinerna för etable- ring av kommunikation mellan en basstation och en abon- nentstation i samma nät som basstationen.

Fig 3 visar behandlingsrutiner för förbättring av synkroniseringen av abonnentstationssignalsändingar till basstationen.

Fig 4 visar behandlingsrutiner för överföring av DC- signalinformation via en tilldelad taldatakommunikations- kanal.

Akrongm-ordlista BBP Basbandprocessor CCT Kanalstyruppgift CCU Kanalstyrenhet CRC Cyklisk redudanskontroll EEPROM Elektriskt raderbart läsminne FT Bràkdelstid MUX Multiplexerenhet NID Nätidentifieringsnummer PCM Pulskodmodulering RCC Radiostyrkanal RELP Residualexciterad linjär prediktion RF Radiofrekvens RPU Fjärransluten processenhet RUW Unikt förbättringsord SCT Abonnentstyruppgift LT! 465 007 3 SID Abon.Vntidentifie zgsnummer SSB Klykkontakt tillstàndsbuffert TDM Tidsdelad multiplexering UW Unikt ord VCU Talkodek Beskrivning av föredragen utföringsform Härnäst hänvisas till fig 1, som visar en föredragen utföringsform utav abonnentkommunikationssystemet enligt föreliggande uppfinning, vilket innefattar en baestation 104 och ett flertal abonnentstationer 41. Denna föredragna utföringsform är användbar vid en basstation som beskrivs i ett amerikanskt patent, som är inl mnat samma dag som denna patentansökan med titel "Base Station For Wireless Digital Telephone System"; och samma referensbeteckningar används i både den nämnda ansökan och den nuvarande ansö- kan för att ange samma komponenter.

Basstationen 104 innefattar en växel 13, en fjärran- liten behandlingsenhet (RPU) 14, en masterklocka 18, en multiplexer (MUX) 19 och en kanalmodul 20. Växeln 13 är ansluten till ett huvudkontor 25 medelst ett flertal två- trådiga ledningsförbindelser (line appearance) 26. Växeln 13 är ansluten till kanalmodulen medelst en Tl-trunkled- ning 28 och multiplexern 19. Multiplexern 19 multiplexerar olika kommunikationskanaler i skilda tidluckor på Tl- trunkledningen 28. Kanalmodulen innefattar en kanalstyr- enhet (CCU) 23, en calkodek (VCU) 24 och ett modem 106.

CCU:n 23 placerar kommunikationskanaler på skilda radio- frekvenskanaler (RF). VCU:n 24 reglerar talkommunikations- signaler som bärs via kommunikationskanalerna. Modemet 106 möjliggör sändning och mottagning av tal- och datakommu- nikationskanaler via en tilldelad RF-kanal. CCU:n 23 över- för kommunikationssignaler mellan den tilldelade RF-kommu- nikationskanalen och den tilldelade kommunikationskanalen i en tilldelad tidlucka på Tl-trnnkledningen 28. RPU:n 14 övervakar Tl-trunkledningens 28 tidluckstatus och RF- kanalernas status och tilldelar kommunikationskanaler till förutbestämda tidluckor och förutbestämda RF-kanaler i 465 007 4 enlighet med en förutbestämd tilldelningsrutin. CCU:n 23 utväxlar styrmeddelanden med abonnentstationen 41 via en radiostyrkanal (RCC) i en given tidlucka i en förutbestämd _ RF-kanal.

Varje abonnentstation 41 har ett modem 107, en bas- bandprocessor 112 och en interntidgenerator 113. Basbands- processorn l12 är ansluten medelst en tvàtràdig gräns- snittsledning 27 till en abonnentterminal, såsom en tele- fon 115 och/eller en databehandlare 116. Basbandsproces- sorn 112 har två programvaruimplementerade moduler, en abonnentstyruppgiftmodul (SCT) 100 och en kanalstyrupp- giftsmodul (CCT) 105. CCT:n 105 svarar för ordsynkronise- ring och rambildning, detektering och upplösning av kolli- sioner samt feldetektering. CCU:n 23 och alla CCT:na 105, som lyssnar pà RCC:n, måste oavbrutet söka efter ett giltigt RCC-meddelande i varje RCC-tidlucka. CCT:n 105 utför denna uppgift genom att svepa efter ett unikt ord (UW) i ett fönster i4 symboler kring en nominell UW-plats, beroende pà mastersystemtiden. CCU:n 23 lyssnar på RCC- svepen efter det unika ordet i ett fönster i3 symboler kring den nominella UW-platsen. En sökalgoritm skiftar datat tills den finner UW-mönstret eller tills alla möj- ligheter har uttömts. När UW-mönstret har hittats anses RCC-meddelandet giltigt endast om en RCC-kontrollsumma är korrekt.

SCT:n 100 implementerar en RCC-frekvenssökalgoritm. Ändamålet med RCC-sökningen är att medge för abonnentsta- tionen 41 att finna basstationer 104 i samma nät som abon- nentstationen 41 så fort som möjligt, och att förhindra abonnentstationen 41 fràn att försöka kommunicera med kän- da, felaktiga nät. Varje basstation 104 har ett unikt nät- ' identifieringsnummer (NID). Varje abonnentstation 41 har ett unikt 24 bitars abonnentidentifieringsnummer (SID). ' SID:t lagras i ett EEPROM i abonnentstationen 41. Alla SID:na i ett visst nät lagras i nätdatabasen pà bas- stationen 104. 465 007 RCC-sökningen är antingen aktiv eller passiv. Den ak- tiva RCC-sökningen utförs endast när en samtalsoriginering pågår. En abonnentstation 41 accepteras i ett nät och be- stämmer dess NID endast via den aktiva sökningen. När inget samtalsoriginering pågår utför enheten en passiv sökning som utnyttjar dess kända hem-NID för att återfå den korrekta RCC-kanalen.

Om alla möjliga RCC-frekvenser har prövats utan fram- gång i endera sökmoden försöker SCT:n 100 göra en hård återställning (hard reset). Denna kan väsentligen annulera ett systemfel, som förhindrar abonnentstationen 41 från att erhålla synkronisering. Den hårda återställningen återinställer också modemet. Modeminställning anpassar modemfil* n till de gällande omgivningsvillkoren. Om mikrotele men har "lur av" när alla frekvenser har av- sökts utan framgång ser SCT:n 100 till att en snabb ton för möjlig-RCC-upptagen matas ut i mikrotelefonen 115.

Varje gång SCT:n 100 utför en återställning läser den SID:t och NID:t från EEPROM. Om det inte finns något NID i EE°ROM:t sätts numret till noll som normalvärde. När SCT:n ICJ erhåller synkronisering på en RCC-frekvens i passiv sökning jämför den det mottagna NID:t med det internt lag- rade NID:t och förkastar alla RCC-frekvenser som icke pas- sar NID:t.

Den aktiva RCC-frekvenssökningen initieras endast när det pågår en samtalsoriginering. När tillståndet med pågå- ende samtalsoriginering upphör lägger användaren på eller träder enheten in i ett avbrottstillstånd. Därefter blir den aktiva sökningen en passiv sökning. Om SCT:n 100 har prövat alla RCC-frekvenser utan framgång övergår SCT:n 100 till ett avbrottstillstånd och sänder en ombeställningston till mikrotelefonen 115. Denna nollstälier tillståndet att samtalsoriginering pågår och tvingar sökmoden att övergå från aktiv till passiv. När SCT:n 100 avgör dess nättill- hörighet slutar sökningen. 465 007 6 SCT:n 100 avgör abonnentstationnättillhörigheten och NID:t via den normala anropsuppkopplingsproceduren. SCT:n 100 utför en frekvenssökning. Varje gång som SCT:n 100 erhåller synkronisering på en RCC-frekvens sänder den ett meddelande om RCC-anropsbegäran. Om basstationen 104 känner igen SID:t svarar den med antingen ett meddelande om ANSLUT ANROP, om den önskar att slutföra anropet, eller ett meddelande om NOLLSTÄLL INDIKERING, med ombeställ- ningens nollställningskod om den har för mycket att göra för att slutföra anropet. I vilket fall slutar sökningen och NID:t i RCC-meddelandets datafält lagras i ett EEPROM utav abonnentstationen 41 för minnesbehàllning under strömavbrott.

Om basstationen 104 inte känner igen SID:t sänder den ett meddelande om NoLLsTÄLL INDIKERING med den okända abonnent-nollställningskoden till abonnentstationen 41.

SCT:n alstrar därefter nästa frekvens på vilken den skall söka efter RCC. Frånvaron av ett kvitto från basstationen tvingar också SCT:n 100 att alstra nästa frekvens på vilken man skall söka. En ny frekvens kan också begäras utav SCT:n 105 på grund När den har funnit av synkroniseringsförlust. det korrekta nätet utför SCT:n 100 gång som den förlorar RCC-synkro- till RCC:n från en talkanal. Den sökningen om nätnumret inte be- en passiv sökning varje nisering eller går över utför också den passiva kräftas men tillståndet nollställt. Om abonnentstationen 41 detekterar "lur av" med pågående anropsoriginering är (begäran om tjänst) påbörjar den en aktiv sökning. De föl- jande händelserna får SCT:n 100 att alstra nästa RCC-frek- vens under den passiva sökmoden: (a) en ny frekvensbegäran från CCT:n 105 på grund av AM-håldetekteringsfel eller förlust av RCC-synkronisering; (b) återgång till styrkana- len från en talkanal; eller (c) RCC-synkronisering har er- hållits på fel nät.

I syfte att öka den passiva sökningens hastighet lag- rar SCT:n 100 upp till sex frekvenser som motsvarar dess hembasstation 104. När en aktiv eller passiv sökning krävs 465 007 7 a :nerar frekvensgenei_:ingsalgoritmen mellan frekvenser från en lagrad tabell med RCC-frekvenser och en inkremen- tal frekvensräknare. Detta prioriterar de mest sannolika frekvenserna och gör åtkomsten av basstationen efter en kort utgång snabbare.

Varje gång som SCT:n 100 erhåller synkronisering på en RCC söker den efter för en anpassning mellan dess lag- rade NID och det mottagna NID:t. Om det inte finns någon passning har SCT:n 100 erhållit synkronisering på fel nät, och SCT:n 100 alstrar en ny frekvens på vilken den försö- ker erhàlla synkronisering. Om NID:na passar har SCT:n 100 lokaliserats korrekt nät och sökningen avslutas.

De allmänna rutiner som utförs i den aktiva sökmoden summeras med hänvisning till fig 2A. SCT:n 100 i abonnent- stationen 41 utför en rutin 120, varvid ett åtkomstmedde- lande som innefattar SID:t för abonnentstationen sekventi- ellt sänds på var och en av de givna RCG:frekvenser som används av basstationen 104 i det abonnentstationen till- delade nätet. RPU:n 14 i basstationen 104 utför en rutin 121 för att avgöra om SID:t, som innehàlles i åtkomst- meddelandet som har mottagits på en given RCC-frekvens, passar ett SID i en i basstationen lagrad lista på SID. Om SID:t i det från abonnentstationen sända åtkomstmeddelan- det passar ett av de SID som är lagrade i basstationen 104 utför basstationen en rutin 122, och sänder ett kvittens- meddelande till abonnentstationen över den givna RCC-frek- vensen. Kvittensmeddelandet innefattar basstationens NID.

Abonnentstationen 41 svarar på kvittensmeddelandet genom att utföra en rutin 123, som aktiverar abonnentstationen i syfte att behandla styrmeddelanden. Abonnentstationen 41 svarar också pa :vittensmeddelandet genom att utföra en rutin 124 avseende lagring av NID:t i abonnentstationsmin- net.

Om det av abonnentstationen sända åtkomstmeddelandets SID inte passar något av de i basstationen 104 lagrade SID sänder basstationen 104 ett negativt kvittensmeddelande till abonnentstationen via den givna RCC-frekvensen. Vid 465 007 8 mottagning av ett negativt kvittensmeddelande utför abon- nentstationen 104 en rutin 125 som ändrar den givna RCC- frekvensen och upprepar rutinen 120 och sänder via den ändrade, givna RCC-frekvensen ett àtkomstmeddelande.

De allmänna rutiner som utförs i den passiva sökmoden summeras med hänvisning till fig 2B. Abonnentstationen 41 utför en rutin 127, varvid den sekventiellt mottar styr- meddelanden som sänds via var och en av de RCC-frekvenser som används i det till abonnentstationen tilldelade nätet.

Basstationen 104 utför på en given RCC-frekvens en rutin 128 och sänder ett styrmeddelande som innefattar NID:t.

För ett styrmeddelande som har mottagits på en given RCC- frekvens utför abonnentstationen 41 en rutin 129 och be- stämmer om NID:t i det mottagna styrmeddelandet passar det i abonnentstationen lagrade NID:t. Om NID:na passar utför abonnentstationen 41 en rutin 130 som aktiverar abonnent- stationen 41 i syfte att behandla styrmeddelanden från basstationen 104. Om NID:na inte passar utför abonnentsta- tionen 41 en rutin 131 och ändrar den givna RCC-frekvensen pà vilken abonnentstationen mottar styrmeddelanden; och rutin 129 då NID:na jämförs upprepas.

Synkroniseringsförbättring utförs i början av varje talförbindelse, som görs via den tilldelade kommunika- tionskanalen. Avsikten är att fininställa abonnentsstatio- nens sändsymboltidbas för att bringa denna inom i3% av basstationens mastersymbolklocka.

För att uppnå en tolerans pá 13% samlas bråkdelstid- förskjutningsvärden "Atzr" under ett antal ramar på abon- nentstationen. Varje sändskur fràn basstationen åstadkom- mer en annan datapunkt i listan över sampler på bràkdels- tidförskjutningsvärden. Periodiskt beräknas medelsamplet “medel A t" för att generera en uppskattning av den fak- tiska brákdelstidsförskjutningen. Denna uppskattning an- vänds för att ställa in abonnentstationens interntidgene- rator för att bringa den närmare det önskade värdet. Denna process upprätthàlles tills basstationen detekterar att II 465 007 9 abonnentstationstiden ligger inom 3% av det korrekta sym- boltiavärdet. _ Basstationens CCU 23 går automatiskt in i förbätt- ringsdrift när den tilldelas en talkanal. CCU 23 instrue- rar modemet 106 att initiera förbättringsoperationen och fortsätter att sända förbättringsskurar. Varje skur inne- håller effekt-, symboltid- och bråkdelstid-information för abonnentstationen 41.

Basstationen CCU 23 mottar framgångsrikt en abonnent- förbättringsskur om ett unikt förbättringsord (RUW) hittas och CRC:n verifieras som korrekt. Om basstationen vid någon tid inte är framgångsrik vid mottagning av en abon- nentskur innehåller nästa basstationsändskur en nolla för symboltid. Om basstationen vidare avgör att länkkvaliten vid en abonnentskur har fallit under en förutbestämd nivå indikerar basstationen detta i en kommandobit ?”ll abon- nentstationen, genom att sätta en bit till "ig'rrera FT".

Abonnentstationen förkastar då den i skuren innehållna bråkdelstidinformationen.

Förbättringsoperationen avslutas med framgång när basstationen läser tre successiva bråkdelstidvärden inom i3% av mastertidsignalen från masterklockan 18. Framgångs- rik förbättringsavslutning signaleras till abonnentstatio- nen via kommandobiten genom att sätta en bit "StopRef".

Abonnentstationen kvitterar avslutandet genom att noll- ställa en bit "ContRef" vid nästa återkanalskur. Abonnent- stationen går därefter in i taloperation. Vid detektering av kvittensen går basstationen in i taloperation.

Förbättring avbryts av basstationen efter 67 ramar (3,0 sek) om målet på 13% inte har uppnåtts. Detta signa- leras till abonnentstationen via kommandobiten genom att sätta en bit "AbortRef". Förbättringsavbrottet kvitteras av abonnentstationen på samma sätt som förbättringsstopp.

Abonnentstationen kopplar därefter ned talkanalen. Vid de- tektering av kvittensen kopplar basstationen ned talkana- len. 465 007 Basstationen sänder avslutningskommandot en gång till om den inte är framgångsrik vid mottagning av abonnentsta- tionens kvittens efter den första sändningen (dvs om inte RUW har hittats eller vid dålig CRC). Om basstationen fortfarande inte är framgångsrik vid mottagning av abon- nentstationens kvittens efter den andra sändningen går den automatiskt in i taloperation om den har sänt en bit "StopRef", eller kopplar ner talkanalen om den har sänt en bit "AbortRef“.

Abonnentens CCT 105 går automatiskt in i förbätt- ringsoperation vid mottagning av en talkanaltilldelning.

När basstationsförbättringsskurar mottas använder abon- nentstationen innehållet i en bitgrupp "Pwr" för att kor- rigera dess sändeffekt och en bråkdelstidbit för att kor- rigera dess symboltid.

Bråkdelstidförskjutningsvärden (At) som har mottagits från basstationen lagras när de anländer. När fem giltiga värden har samlats beräknar abonnenten sampelvariansen för att bestämma spridningen. Om variansen är för stor samlas ytterligare sampel. När variansen är tillräckligt liten eller när det antalet giltiga sampel uppnår 16 beräknas sampelmedelvärdet (medel-At) och används för att ställa in bråkdelstidsignalen som sänds till basstationen. Efter in- ställningen repeteras buffertbehandlingsoperationen en gång igen.

Abonnentstationens CCT 105 mottar med framgång en basstationsförbättringsskur om RUW hittas och CRC har verifierats korrekt. Abonnentstationen ignorerar bassta- tionsskurar som inte har mottagits med framgång. Abonnent- stationen ignorerar också brákdelstidvärden när den beord- ras till detta utav basstationen. Det finns endast ett tillfälle när abonnentstationen ignorerar effektvärden i skuren. Detta är effektvärdet i den första med framgång mottagna skuren (dvs denna effektinställning skulle kunna orsaka en “spikeffekt" på nästa återkanalskur). 71 465 007 ll Förbättringsoperatlonen avslutas med framgång pà order från basstationen. Taloperationen påbörjas omedel- bart efter det att abonnentstationen har kvitterat bas- stationens avslutnings?'flmando.

Efter 67 ramar (3 avbryts förbättringen på order från basstationen. I detta fall kopplas talkanalen ned omedelbart efter kvittens av basstationens kommando.

Abonnentstationen avbryter själv förbättringen efter mot- tagning av 77 ramar (3,5 s) efter dåliga förbättrings- skurar. Denna tidsnedhet gör det möjligt för abonnent- stationen att motta "AbortRef"-kommando innan tiden går ut och innan den kopplar ner talkanalen.

Före en bràkdelstidinställning på abonnentstationen 41 måste sampelvariansen falla under ett tröskelvärde. Be- .ämningen av detta tröskelvärde är något godtyckligt, men den följande analysen ger oss ett tänkbart tröskelvärde.

Det är ett faktum att 75% av alla sampel i en slump- process ligger inom två standardavvikelser från medelvär- det. Om två gånger den beräknade standardavvikelsen har befunnits ligga i intervallet [-5%, +5%] vet man att 75% av samplen befinner sig inom 5% av sampelmedelvärdet.

Detta ger tillräcklig säkerhet att sampelmedelvärdet är korrekt och kan användas för återkopplingsinställning.

Eftersom inställningsstegstorleken är T/200, där T är en symboltid kommer intervallet [-5%, +5%] att svara mot [-10, +10] i inkrementala steg. Då måste standardavvi- kelsen ligga i intervallet [-5, +5] eller, likvärdigt, att sampelvärdet mä :e vara mindre än 25. Sampelvariansen är enklare att beräkna än standardavvikelsen så den används i den faktiska implementeringen. Formeln är: 2 v = - medel A m2 } /(n-1) mkv. 1] n (Xml: i=1 i "V" är sampelvariansen. 465 007 12 "A ti" är det i-te samplet på beräknat brákdelstid- förskjutningsvärde. "n" är sampelstorleken. "medel A t" är det beräknade medel At för n stycken sampel.

Tillvägagàngssättet för förbättring som beskrivs häri medger acceleration av operationen under goda villkor, och ger robust operation under ogynnsamma villkor. Om upp- skattningen av bràkdelstid är bra slutförs förbättring inom fyra ramar (180 ms). Under mindre ideala villkor kan medelvärdesbildning under hela 16 ramar behövas för att beräkning, vilket tar omkring 19 ramar (855 ms). I villkor under värsta fall kan algoritmen drivas till sin övre gräns på 67 ramar (3 sek), men det verkar osannolikt att taloperation skulle kunna ens vara möjlig under sådana extrema omständigheter (dvs det är därför förbättring av- bryts om det maximala antalet uppnås). ~ De allmänna rutiner som utförs av basstationen 104 och abonnentstationen 41 för att uppnå tidförbättring summeras med hänvisning till fig 3. Abonnentstationen 41 utför en rutin 134 och sänder successiva ramar av förbätt- ringssignalskurar som är synkroniserade av interntidgene- ratorn 113.

Basstationens RPU 14 utför en rutin med behandling av varje mottagen förbättringssignalskur med avseende på sys- temtidsignalen från masterklockan 18, i syfte att för var- je skur bestämma ett förskjutningsvärde A t mellan synkro- niseringen av systemtidsignalen och synkroniseringen av förbättringssignalen.

Basstationens CCU 23 utför en rutin 136 för bestäm- ning av om ett förutbestämt antal "n" av successivt be- stämda förskjutningsvärden A t ligger under ett förutbe- stämt värde "U". När basstationens CCU 23 bestämmer att ett förutbestämt antal "n" av successivt bestämda för- skjutningsvärden A t ligger under det förutbestämda värdet "U", utför den en rutin 137 och sänder en "Stoppa-förbätt- ring-signal" till abonnentstationen 41. BBP:n 112 i abon- 465 007 13 nents :tionen 41 svarar pà Stoppa-Fö: genom att utföra en rutin 138 som avsiutar sändningen av förbättringssignalen och sänder ett kvittenssignal till- baka till basstationen och utför därvid en rutin l38a.

BBP:n 112 utför därefter en rutin 139 som aktiverar normal ;tring-signalen kommunikation med basstationen via den givna kommunika- tionskanalen.

Basstationens CCU 23 svarar pà kvittenssignalen i ru- tinen 138 genom att utföra en rutin l38b som aktiverar normal kommunikation med abonnentstationen 41 via den giv- na kommunikationskanalen.

Basstationens CCU 23 utför också en rutin 141 för synkronisering av tidslängden "D" för rutinen 136, varvid den avgör om alla utav n st successiva förskjutningsvärden A t är mindre än det förutbestämda värdet "U". Om en sådan bestämning inte har gjorts under en förutbestämd tidslängd "S" (dvs D>S), utför basstationen CCU 23-en rutin 142 som sänder en avbrottssignal till abonnentstationen 41. BBP:n 112 i abonnentstationen 41 svarar pà avbrottssignalen ge- nom att utföra en rutin 143, varvid en kvittenssignal skickas till basstationen och en rutin 144 utförs, vilken kopplar ner den givna kommunikationskanalen på basstatio- nen. Basstationens CCU 23 svarar på den från abonnentsta- tionen 41 givna kvittenssignalen genom att utföra en rutin 145 som kopplar ner den givna kommunikationskanalen på basstationen.

Innan den förutbestämda tidslängden S löper ut, vil- ken definieras av rutinef 141 för tidning av tidslängden D i rutinen 136, för bestä ;ing om ett förutbestämt antal "n" av successivt bestämda förskjutningsvärden A t är lägre än det förbestämda värdet "U" (dvs D bestämning av att ett förutbestämt antal "n" av successivt bestämda förskjutningsvärden A t ligger under det förutbe- stämda värdet "U", utför basstationen CCU 23 en rutin 147 som sänder det bestämda förskjutningsvärdet A t till abon- nentstationen 41. 465 007 14 BBP:n 112 i abonnentstationen 41 utför en rutin 148 med beräkning av medelförskjutningsvärdet (medel A t) från de sista "m" förskjutningsvärdena A t, som har mottagits från basstationen (om inte förskjutningsvärdet är overi- fierat genom att àtföljas av en bit "Ignore FT" enligt ovan). Vidare utför BBP:n 112 en rutin 149 med bestämning av om ett förbestämt antal "p" av mottagna verifierade förskjutningsvärden A t ligger inom en förutbestämd tole- rans "R" av medelförskjutningsvärdet (medel A t) som är beräknat i enlighet med rutinen 148.

Om BBP:n 112 i enlighet med rutin 149 bestämmer att ett förbestämt antal "P" av mottagna, verifierade för- skjutningsvärden A t ligger inom den förutbestämda tole- ransen R av medelförskjutningsvärdet (medel A t) utför BBP:n 112 en rutin 150, som ställer in synkroniseringen av den interntidgeneratorn med hjälp av det beräknade medel- förskjutningsvärdet (medel A t).

Om BBP:n 112 i enlighet med rutinen 149 bestämmer att ett förutbestämt antal "P" av mottagna, verifierade för- skjutningsvärden A t inte ligger inom en förutbestämd to- lerans av medelförskjutningsvärdet (medel A t) utför BBP:n 112 en rutin 151, varvid antalet sådana negativa bestäm- ningar räknas och när ett förutbestämt antal "Q", som mot- svarar en förutbestämd tidslängd, uppnås utför BBP:n 112 rutinen 150, som ställer in synkroniseringen av den inter- ntidgeneratorn med hjälp av det beräknade medelförskjut- ningsvärdet (medel A t).

Abonnentkommunikationssystemet transporterar lik- strömsignalinformation mellan det tvàtràdiga lednings- gränssnittet 27 vid abonnentstationen 41 och den tvà- tràdiga ledningsförbindelsen 26 pà huvudkontoret 25. In- formation överförs i "àterkanalriktningen" från abonnent- stationen 41 till basstationen 104 och innefattar änd- ringar i slutsignaltillstànd, sifferimpulsering och an- ropslag pà klykkontakten (switch hook flashes). Likströms- 'signalering pà framátkanalen stöder egenskaper sàsom synk- ron ringning, distinktiv ringning och mynttelefondrift. 465 007 Det är önskvärt att àstadkomma så mycket transparen- citet som möjligt, inom gränserna för systemets TDM-natur.

Signaleringstransparencitet kan mätas genom att kvanti- fiera de följande prestandaattributen: signalvägtillför- litlighet; signaleringsfördröjning och signaleringsupplös- ning.

För att optimera dessa parametrar utnyttjar systemet ett vågformskodschema för att digitalt överföra likströms- signaleringsinformation från abonnentstationens lednings- gränssnitt 27 till huvudkontorets ledningsförbindelse 26. Ändringar i klykkontakttillståndet övervakas av bas- bandsprocessorn 112 i abonnentstationen 41. Ett tidavbrott i basbandsprocessorn medger att klykkontakttillståndet samplas en gång per 1,5 ms, eller 30 ggr per TDM-ram.

Varje sampel lagras som en bit (lur av eller lur på) i klykkontakttillståndsbufferten (SSB) 114. SSB:n 114 inne- håller 60 sampelbitar även om endast typiskt omkring 45 av dessa bitpositioner används aktivt. De återstående bitarna medger elastisk buffertöverfyllnadskapacitet. De nominella 45 bitarna åstadkommer ett fönster på 67,5 ms med klyk- SCT:n 100 använder SSB:n för att bestämma ändringar i slutsignaltillståndtt, såsom tjänstebegäran, svar och frånkoppling.När ett samtal är aktivt övervakas också SSB:n för likströmssignalerings- kontakttillstàndsinformation. händelser.

En likströmssignaleringshändelse kan endast äga rum under aktiv taloperation. SSB:n 114 kontrolleras för händelser en gång per TDM-ram (för varje 45 ms). En hän- delse detekteras med hjälp av en gruppräkning (cluster count). Med början på den 16:de biten och ända upp till den 45:te biten i SSB:n 114 inkrementeras uppräkningen för varje bit som är lur på och dekrementeras varje bit som är lur av. Om antalet uppnår ett tröskelvärde, som definieras av ett slut-gruppräkningstal (Tec) deklareras en lik- strömssignaleringshändelse. Gruppräkningstalet får inte bli negativt eller överskrida Tec. Gruppräkningen upprätt- hálles också utöver ramgränser, så att strömmen av klyk- 465 007 16 kontaktsampel betraktas som ett kontinuerligt flöde.

Gruppräkningstekniken har effekten att detektera grupper av tillstånd med lur på i SSB:n 114 även i närvaro av störpulser (glitches). Av yttre faktorer orsakade kort- variga störningar (hits) förkastas i beroende av valet utav Tec.

När man har detekterat en likströmssignaleringshän- delse används den därpå följande sändningsskuren som en styrskur. Talinformation i skuren ersätts med likströms- signaleringsinformation, som använder den aktuella talmo- duleringsnivån. De äldsta 30 bitarna med SSB-data, som representerar 45 ms av klykkontakttillstånd, kodas i skuren.

Om konsekutiva likströmssignaleringshändelser detek- teras i SSB:n 114 sänds styrskurar fortsättningsvis i konsekutiva ramar. Vid händelsen krävs en ytterligare styrskur följd av en sekvens på en eller flera styrskurar, även om ingen likströmssignaleringshändelse deklareras i ramen. Det enda villkoret under vilket en ytterligare styrskur krävs är när den föregående styrskuren slutade med en bit lur på, varigenom basstationen 104 lämnades i ett tillstånd med lur på. Om det krävs ytterligare en styrskur måste basbandsprocessorn 112 i basstationen 104 säkerställa att det sista klykkontakttillstàndet ställs in på lur av så att VCU:n 24 återgår till tillståndet med lur av.

De första sex orden i varje styrblock är dedicerade till ett godtyckligt flaggmönster. Detta flaggmönster med- ger att styrblocket detekteras under normal taldrift.

Efter flaggmönstret följer 14 ord med likströmssigna- leringsdata. Orden är organiserade i sju uppsättningar, varvid varje uppsättning har två ord information. Den minst signifikanta biten i varje ord innehåller inte någon information och sätts godtyckligt till noll. Dessa bitar kan och bör emellertid användas för feldetektering. De återstående 15 bitarna i vart och ett av orden i en upp- sättning innehåller kollektivt 30 bitar med klykkontakt- 465 007 17 tillståndsin-ormation. Informationen lagras kronologiskt från det första till det andra ordet i uppsättningen och från den mest signifikanta till den minst signifikanta databiten inom orden. För att förhindra felaktiga beslut på grund av upprepade, men icke korrekta mönster, behand- las varje uppsättning med exeller-operation med ett unikt bitmönster.

Den i basstationen 104 innefattade mottagande VCU:n 24 anger förekomsten av ett styrblock, i motsats till ett talblock, med hjälp av ett beslut med enkel majsrifet på grund av flaggmönsterorden i blockets huvud. Om majsfi- tetströskeln överskrids deklareras bocket som ett styr- block. RELP-syntes bibehålls under styrblockbehandlingen och normala RELP-data ersätts med RELP-tystnad.

När ett styrblock har detekterats avkodas också den likströmssignaleringstillståndsinformation som det inne- håller med hjälp av ett beslut med enkel majoritet. Ex- eller-transformationen måste avlägsnas före majoritetsope- rationen. Om majoriteten inte klarar av att överskrida tröskelvärdet förkastas blocket, och klykkontakttillstån- det ändras inte.

När VCU:n 24 en gång har avkodat SSB:s 114 30-bits innehåll översätts detta till T1 A/B-signaleringsbitar. I fallet med en tvåtrådig klykkontaktstatus motsvarar 30 SSB-bitar exakt de krävda 30 bitarna av A-bit-signale- ringsdata.

Tl A-bitarna placeras i en först-in-först-ut-kö för överföring via en PCM-snabbväg till basstationen 104. Den motsvarande MUX:n 19 matar VCU-processorn 24 med ett av- brott just före A-bit-Tl-signaleringsramen, vilket gör det möjligt för processorn att skjuta in den korrekta signale- ringsbiten i den korrekta PCM-bitgruppen.

Det äldsta tillståndet repeteras oavfirutet när inga styrblock anländer för att àterfylla A-bitkön. När det gäller likströmssignaleringsdrift säkerställer SCT:n 100 att det sista tillståndet i SSB:n 114 är lur av. 465 007 18 Efter en anropsuppkoppling initierar CCU:n 23 i bas- stationen 104 VCU:n 24 i tillståndet lur av. Om det gäller anropsoriginering placerar CCU:n 23 VCU:n 24 i lur av pre- cis före förbättringens slutförande. När det gäller an- ropsavslut placerar CCU:n VCU:n 24 i lur av när ett svar har detekterats. Styrskurar används inte för dessa slut- tillståndsövergångar.

När taloperation har etablerats används styrskurar för att sända likströmssignaleringshändelser till bassta- tionen 104. Om en frànkoppling detekterats pà abonnentsta- tionen 41 lämnas basstationens VCU:s 24 signaltillstànd i lur på medan anropet nollställs via en RCC-nollställ- begäranskur.

Då likströmssignaleringsparametrarna väljs korrekt är det möjligt att ställa in systemets prestanda. Flaggmönst- ren och SSB-majoritetsbesluten baseras på åtta bitars segment (inriktade vid bitgruppsgränser), för att hjälpa till vid detektion och korrektion av fel. Majoritetsbeslu- tet avseende flaggmönstret tas över alla 12 bitgrupperna.

För SSB ll4 är det fyra oberoende majoritetsbeslut, ett för varje bitgrupp som den innehåller. Om något utav majoritetsbesluten misslyckas anses alla majoritetsbeslut misslyckade. De valda parametervärdena är följande: Slutgruppräknetal - 15 Flaggmönstermajoritetsbeslut - 6 utav 12 (bitgrupper) - 4 utav 7 Valet av slutgruppräkningstalet representerar en kom- SSB-majoritetsbeslut (bitgrupper) promiss mellan förkastning av yttre betingade, kortvariga störningar och trogen efterbildning av likströmssignale- ringspulser. Den minsta signifikanta lur-på-pulslängden är 29 ms lur pà, som alstras medelst en nummertagare med 20 pulser per sekund, som arbetar med en åtskillnad på 58%.

Med en slutgruppantal på 15 kommer yttre betingade, kort- variga störningar på mindre än 22,5il,5 ms att förkastas.

Denna förkastningströskel ligger väl under de krävda 29 ms, som motsvarar 18,5 sampeltider. Tröskeln anger också att styrblock endast sänds om åtminstone 50% av TDM-ramen u) 465 007 19 är upptagen med mikrotelefonen i lur pà. De 45 SSB-bitarna innehåller 67,5 ms med signaleringstillståndsinformations, som åstadkommer 22,5 ms utav framförhàllningsdata för bufferten i syfte att fatta ett beslut om "gå/icke-gå".

Utan framförhållningsdatat skulle det inte alltid vara möjligt att sända ledande klykkontaktsövergàngsbitar pà ett lämpligt vis.

Flaggmönstertröskelvärdet är av central betydelse i syfte att undvika felaktiga styrblocksdetekteringar och missade styrblock. Även om falsk styrblocksdetektion under normal taloperation är oönskad är den inte fatal för sys- temet. En felaktig áetektion resulterar endast i en 45 ms lång skur med tystnad och den avlägsna möjligheten med vissa yttre betingade, kortvariga störningar på huvudkon- torsledningen. Det vore mycket mindre acceptabelt med förlust av ett eftersom detta avbryter abonnentens möjlighet att utföra signalering. Med tanke på detta är flaggmönstertröskelvär- det inställt på sex (fast position) åtta-bitars (bit- gruppsgräns) passningar utav 12 möjliga. Sannolikheten att detta sker i slumpmässigt brus (RELP-data ser likadant ut som vitt brus) är (2'5“8x(1z välj 6) eller 3,2 X 1o'12.

Med en blocköverföringsperiod på 22,5 ms har en sådan .yrblock, eller ännu värre av en styrskur, passning en förväntad förekomstfrekvens på en gång på 200 år vid kontinuerlig taloperation. Analysen för styrblocks- förlusten är något mera svår, särskilt om de antagna felen uppträder i skurar :en det anses att detta detektions- schema ger god tillförlitlighet.

SSB-majoritetsbesluttröskelvärdet medger felkorrek- tion inom signaleringsdatat. Eftersom likströmssignale- ringsbitarna lagras i uppsättningar, separeras motsvarande SSB-ord av många bitpositioner. Denna naturliga interfoli- ering gör det möjligt för et, skurfel att radera tre hela uppsättningar och ändå inte förvränga majoritetsbeslutet.

Talkanalerna som medger acceptabel talkvalitet kommer också att åstadkomma mycket tillförlitlig likströmssigna- lering under användande av denna teknik. Signaleringsupp- 465 007 lösningen för systemet är 1,5 ms. Detta motsvarar en T1- A/B-signaleringsupplösning och representerar sålunda en acceptabel nivå. Signaleringsfördröjningen genom systemet är omkring 80 ms. Denna fördröjning består utav 67,5 ms SSB-fönster, en sändtid pà sex millisekunder samt bassta- tionsbehandlingstid. Dessa mått gör transparenciteten för systemlikströmssignaleringen jämförbar med existerande digitala slingbärsystem.

På likadant sätt kan likströmssignaleringsinformation överföras från ledningsförbindelsen 26 på basstationen 104 till ledningsgränssnittet 27 på abonnentstationen 41.

De allmänna rutiner som utförs av basstationen 104 och abonnentstationen 41 i syfte att detektera och sända 1ikströmssignaleringsinformation via en som talkanal till- delad kommunikationskanal summeras med hänvisning till fig 4. Den originerande stationen 155, som det hänvisas till i fig 4, är antingen basstationen 104 eller abonnent- stationen 41, i enlighet med origineringsplatsen för lik- strömssignaleringsinformationen och den mottagande sta- tionen 156 är den andra av sådana två stationer.

Origineringsstationen 155 utför en rutin l58, varvid signaler på ledningsförbindelsen/gränssnittet övervakas; utför en rutin 159 varvid de i enlighet med rutinen 158 övervakade signalerna buffertbehandlas; utför en rutin 160, varvid likströmssignaleringsinformation detekteras från de signaler som har buffertsbehandlats i enlighet med rutinen 159; utför en rutin 161, varvid den detekterade likströmssignaleringsinformationen regleras för kommuni- kation via den tilldelade kanalen i stället för taldata- signaler, genom formatering av den detekterade likströms- signaleringsinformationen såsom ett styrblock med ett flaggmönster förutom likströmssignaleringsdata; och utför en rutin 162, varvid styrblocket sänds som en styrsignal- skur i den tilldelade kommunikationskanalen i stället för tallinformation. 465 G07 21 Den mottagande stationen 156 utför en rutin l66, var- vid förekomsten av ett styrblock i en signalskur, som har mottagits över den tilldelaie kommunikationskanalen, be- stämmes genom igenkänning av flaggmånstret i signalskuren.

Den mottagande stationen 156 utför en rutin 167, varvid likströmssignaleringsinformationen i styrblocket àterfor- materas till ett standardformat för likströmssignalering för överföring till ledningsförbindelsen/gränssnittet.

Slutligen utför den mottagande stationen 156 en rutin 168, varvid den återformaterade likströmssignaleringsinforma- tionen överförs till lednings-förbindelsen/gränssnittet på den mottagande stationen 156.

Claims (9)

465 007 10 15 20 25 30 35 22 PATENTKRAV

1. l. Abonnentkommunikationssystem k ä n n e t e c k - n a t av ett flertal basstationer (104), vilka var och en be- finner sig i ett separat nät, varvid basstationen i varje nät dels står i selektiv kommunikation med ett flertal abonnentstationer (41), dels har organ (23) för att sända styrinformation till sina abonnentstationer via en radio- styrkanal (RCC) pà en frekvens, som basstationen har valt bland ett flertal förutbestämda frekvenser att varje basstation har en masterklocka (18) åstadkommande av en systemtid- signal; och att varje abonnentstation har en intern tidgenerator (113) för alstring av en abonnentstationstidsignal för synkroniseringen av signa- lerna, som sänds via en given kommunikationskanal frán var och en av abonnentstationerna till en basstation; organ (100) för ástadkommande av en förbättringssig- nal, som synkroniseras med hjälp av abonnentstationstid- signalen; organ (107) som vid initial etablering av en kommuni- kationskanal mellan en basstation och en abonnentstation verkar i syfte att sända förbättringssignalen via respek- tive kommunikationskanal fràn abonnentstationen till bas- stationen; att varje basstation vidare har organ (14) för behandling av förbättringssignalen, som har mottagits från en abonnentstation, i relation till systemtidsignalen i syfte att bestämma värdet pà varje förskjutning mellan synkroniseringen av systemtidsignalen och synkroniseringen av förbättringssignalen; organ (106) för överföring av det bestämda förskjut- ningsvärdet till abonnentstationen; och Il 10 15 20 25 30 35 465 007 23 att abonnentstationen vidare innefattar organ (105), som är anslutet till interntidgenera- torn, för behandling av det fràn basstatianen överförda förskjutningsvärdet i syfte att ställa in abonnentstationstidsignalen för att minska förskjutningen.

2. Kommunikationssystem enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att abonnentstationens (41) förbättringssignalssänd- organ (107) sänder successiva ramar med förbättrings- signalskurar; att basstationens (1 4) behandlingsorgan (14) bestäm- mer ett förskjutningsvärde för varje mottagen förbätt- ringssignalskur; och att abonnentstationens behandlingsorgan (105) behand- lar ett förutbestämt antal av successivt mottagna för- skjutningsvärden i syfte att ställa in synkroniseringen av abonnentstationtidsignalen.

3. Abonnentkommunikationssystem enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att varje basstation (204) har organ (112) för av- slutning av överföring av de bestämda förskjutning ärden när ett förutbestämt antal av successivt bestämda rör- skjutningsvärden ligger under ett förutbestämt värde.

4. Abonnentkommunikationssystem enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a t av att basstationens (104) kommunikationsorgan (106) överför en förbättrings-stoppsignal till abonnentstationen när ett förutbestämt antal av successivt bestämda för- skjutningsvärden ligger under ett förutbestämt värde; och att abonnentst tionens förbättringssignalsändorgan (107) svarar på mottagning av förbättrings-stoppsignalen genom att upphöra med sändning av förbättringssignalen.

5. Abonnentkommunikationssystem enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a t av att abonnentstationen (41) svarar pà mottagning av förbättrings-stoppsignalen genom att aktivera normal kommunikation via den givna kommunikationskanalen på abonnentstationen. 465 007 10 15 20 25 30 35 24

6. Abonnentkommunikationssystem enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att basstationen (104) har organ (112) för nedkopp- -cw ling av den givna kommunikationskanalen när de bestämda förskjutningsvärdena förblir över ett förutbestämt värde under en förutbestämd tidslängd.

7. Abonnentkommunikationssystem enligt patentkravet 1» 6, k ä n n e t e c k n a t av att basstationens (104) kommunikationsorgan (106) överför en avbrottssignal till abonnentstationen (41) när de bestämda förskjutningsvärdena förblir över det förut- bestämda värdet under en förutbestämd tidslängd; att abonnentstationen svarar pà mottagning av av- brottssignalen genom sändning av en kvittenssignal till basstationen och genom nedkoppling av den givna kommunika- tionskanalen på abonnentstationen; och att basstationen svarar pà mottagning av kvittenssig- nalen genom nedkoppling av den givna kommunikationskanalen på basstationen.

8. Abonnentkommunikationssystem enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att abonnentstationens (41) behandlingsorgan (112) beräknar ett medelförskjutningsvärde frán det förutbe- stämda antalet behandlade förskjutningsvärden och åstad- kommer det beräknade medelförskjutningsvärdet i syfte att ställa in abonnentstationens interna tidgenerator (113) när det förutbestämda antalet behandlade förskjutnings- värden ligger inom en förutbestämd tolerans av det beräk- nade medelförskjutningsvärdet.

9. Abonnentkommunikationssystem enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k n a t av att abonnentstationens (41) behandlingsorgan (112) åstadkommer det beräknade medelförskjutningsvärdet i syfte att ställa in abonnentstationens interna tidgenerator (113) efter en förutbestämd tidslängd när det förutbestäm- da antalet av behandlade förskjutningsvärden inte ligger inom den förutbestämda toleransen av det beräknade medel- förskjutningsvärdet.