TW474078B

TW474078B - System for a base station for providing voice, data, and multimedia services in a wireless local loop system

Info

Publication number: TW474078B
Application number: TW088121360A
Authority: TW
Inventors: Paul F Struhsaker; Thomas C Hudson
Original assignee: World Access Inc
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2002-01-21
Also published as: US6188912B1; WO1999063783A1; AU4227899A

Description

A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（ί ) 相關申請案的交叉參考文獻此申請案係有關申請於1998年5月26日，現在爲申請中之申請號第-號，被命名爲於無線區域迴路系統中提供語音、資料及多媒體服務之空氣介面的方法及系統、以及亦申請於1998年5月26日，現在爲申請中之申請號第一_-號’被命名爲於無線區域迴路系統中提供語音、資料及多媒體服務之微頻道庫的方法及系統、以及亦申請於 1998年5月26日，現在爲申請中之申請號第一號，被命名爲於無線區域迴路系統中提供語音、資料及多媒體服務之協定的方法及系統。每個申請案均倂入在此作爲參考。發明領域本發明係有關於通常稱爲無線區域迴路(WLL)之區域電話迴路環境中無線系統之施行。本發明特別提出一個使用於無線區域迴路運用中的基地站架構。發明背景電話系統之區域迴路有時被稱爲“最後一英里，，或“最後 1000英尺”。此區域迴路本質上爲將消費者建築物(即房屋或企業)連接至電信網路的銅線。舖設銅線的成本可能非常昂貴（即每英尺超過美金一元）。由於美國部份地區或開發中國家之社區爲鄕村的特性之情形中，舖設此種基礎設施的花費可能到達令人無法忍受的地步。做爲裝設線路或纜線設施的替代選擇，這些鄕村社區朝向以無線方式來滿足其通訊的需求。然而，傳統的無線通訊技術有許多缺點。通常因爲服務品質之緣故，數據機 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝 ----訂--- 着- 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（>) 之連接經常難以建立及維持。即使數據機之連接可行，資料速率亦時常慢到令人無法忍受的地步。傳統無線通訊技術的另一個缺點是有關其射頻頻譜源的無效率使用。用戶在網路上傳輸資料係占用可用於語音通訊之頻道。舉例而言，在許多用戶將進入網際網路的情形中，這些傳統無線通訊技術遭遇到在服務等級(GOS)上嚴重地下降，其導致被阻塞呼叫比例(即厄蘭話務單位B) 的增加。這些缺點在資料處理本質上爲叢發之事實的觀點中顯得特別麻煩。網際網路資料利用的分析指出近乎95%至97 %的時間，該資料網路是處於閒置狀態下。到使用者之合計使用量通常低於每秒5仟位元。因此，有必要以無線通訊系統來取代區域迴路，其更有效率地將資源配置於語音及資料通訊之間而能維持所要之局的GOS。在實行無線通訊系統中，決定因素是基地站要能以有效率的方式與不同用戶之工作站通訊。本發明之另一個目的是提供一種可使中央局及天線相鄰接的基地站架構。本發明之更進一步目的是提供一種基地站架構以遠離中央局放置基地站之無線部份以較佳位於無線系統中。本發明之更進一步目的是提供一個網路頻道集中功能 ’以降低至迪端基地站之回程傳輸的成本及複雜性。本發明之更進一步目的是提供一種容許有線的進接至第一位置中的用戶以及無線的進接至第二位置中的用戶的 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----r-------裝--------訂---------^9. (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474078 A7 _ B7 五、發明說明（））基地站架構。本發明之更進一步目的是提供一種擁有冗餘及保護切換的基地站架構。本發明之更進一步目的是提供一種基地站架構，其除了擁有可提供低於每秒256仟位元至用戶的低定向天線元件通訊服務外，尙擁有諸如可提供高於每秒256仟位元進接用戶及多重MBPS介面的ADSL頻道庫及主速率整體服務數位網路(ISDN)庫的高定向天線元件進接系統。本發明之更進一步目的是提供一種可使服務無縫電信區域中之個別用戶進接（即POTS(簡易老式電話系統）、 ISDN(整體服務數位網路）、資料、多媒體等）至電信網路的基地站系統。此系統讓完整語音、資料及傳真使用變得更便利。此系統被設計來取代既存之區域迴路或爲這些無迴路的社區提供設施。在此系統類型中，用戶擁有一個對應的用戶工作站且中央局(C0)擁有一個對應的基地站。發明槪要這些及其他目標可藉由擁有一個前端及一個後端的基地站架構來達成。該前端包含一個寬帶匯流排且執行網路介面、壓縮及集中功能。該後端包含一個用戶匯流排以及一個基頻帶匯流排且執行調變及解調變功能。該後端亦提供有線的進接至用戶。寬頻帶及用戶的匯流排包含複數個可載運用戶通信量的通訊頻道。寬頻帶匯流排上的通訊頻道數量超過在用戶匯流排上的通訊頻道數量。基地站之前端包含一個或更多之可從寬頻帶匯流排將通信量映射至用 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----ί--------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______B7__ 五、發明說明（4) 戶匯流排上的開關。基地站之後端包含一個或更多之可調變用戶匯流排上的通信量以無線傳送至用戶及從用戶解調變無線傳輸至用戶匯流排的數據機。本發明提供一種基地站架構，其允許高度彈性地將基地站安裝來適應不同之安置方案。在第一個安置方案中，人口統計學允許中央局及天線之位置重疊，而基地站之前端及後端爲相鄰接的。在第二個安置方案中，人口統計學使得天線被安置於遠離中央局處，基地站之前端被安置於中央工作站之處且基地站之後端被安置於遠端位置處。通信鏈接係被提供於基地站之前端及基地站之後端之間。例如，此通信鏈接可包含一個微波回程傳輸、一個HDL-驅動之銅質電纜，或光纖電纜。可替代的是，可提供衛星通信鏈接。在更進一步之安置方案中，根據本發明之基地站係提供有線的進接至第一用戶群及無線的進接至第二用戶群。在此替代實施例中，POTS頻道庫或DLC係藉由用多頻道 POTS卡取代基地站架構之後端之數據機部份且提供架延伸來加以提供。寬頻帶匯流排可被用來支持達128個 POTS頻道。此基地站架構提供各種功能。基地站以8條E1/T1或是單個SDH/Sonet環介面來界接網路。基地站也提供分散的 El V5.1 及 T1 TR-008，及集中的 El V5.2 及 T1 TR_303 。提供了集中240位使用者至架通信量CDMA頻道池(通常爲24個頻道）。對數據機及射頻的集中度及控制及回程 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----U-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（5) 傳輸的分離可降低回程傳輸的成本。此系統擁有針對 PTOS及DLC應用之伴隨著可變架之架構的選擇性冗餘及保護切換。針對封包資料傳送及框中繼網路介面提供了協定。圖式簡單說明參考下列說明、附帶之申請專利範圍及圖式將更容易了解本發明之這些及其他特色、觀點及優點，其中圖1爲根據本發明之無線區域迴路系統之各個組件之圖；圖2爲描述根據本發明之無線區域迴路基地站中之通信量流程的圖；圖3爲提供根據本發明之整合之基地站架通信量及通信的更詳細內容之圖；圖4爲描述根據本發明之整合之基地站架控制架構的圖；圖5爲描述根據本發明之寬頻帶TDM匯流排結構的圖；圖6爲描述根據本發明之用戶TDM匯流排結構的圖圖7爲根據本發明之被嵌入之HDLC TDM匯流排結構的圖；圖8爲描述根據本發明之中央局集中架的圖；圖9爲描述根據本發明之遠端基地站架的圖；圖10爲描述根據本發明之實際基地站外形的圖； 7 -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（心）圖11爲描述根據本發明之基地站架的圖；圖12爲描述根據本發明之底板匯流排架構的圖；圖13爲描述根據本發明之E1框結構的圖；圖14爲描述根據本發明之ADM/壓縮單元架構的圖；圖15爲描述根據本發明之數據機陣列架構的圖；圖16爲描述根據本發明之IF單元架構的圖；圖17爲描述根據本發明之RF單元架構的圖；圖18爲本發明之鏈接集中及控制處理器架構的圖；及圖19爲本發明之Ap0Ts架構的圖。圖20爲描述根據本發明之低定向天線元件及高定向天線元件服務的圖；及圖21爲描述根據本發明之兩定向天線元件架構的圖。元件符號說明 100 :無線區域迴路系統 101 :電信網路 102 :基地站 201 :開關 202 :網路介面匯流排 203 :熔斷器及警報平板 204 :八進制饋送器卡 205 :寬頻帶TDM匯流排 206 : ADM 卡 207 :用戶TDM匯流排 208、209 :數據機鏈接卡本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）丨：—l·-------•裝------—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7) 210 :數據機陣列卡 211 :基頻帶介面匯流排 212 : IF單元 213 : RF單元 214 :天線 220 :時序分佈匯流排 221 :運作匯流排 222 :架控制器 301 、 302 、 303 :架 401 :音調產生器 402 : ADPCM轉碼器 403 :速率轉換器 404 :擴充介面

405 ： FPGA 406 :頻道開關 407 :微處理器

408 :快閃 EPROM

409 ·· DRAM 410 :乙太網路 411 :載器 412、413 : BTL 較佳實施例之詳細說明如圖1所示，無線區域迴路(WLL)系統100提供複數個別用戶無縫電信進接（PTOS、IDSN等）經由一個或更本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----r-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474078 A7 __ B7 五、發明說明（f) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 多基地站102至電信網路101。基地站102提供點至多點 RF通訊頻道至服務區域中之個別用戶。根據本發明之基地站102被設計以滿足支援介面至電信網路及用戶設備所需的時序、電氣及有關協定。根據本發明之基地站架構有助於在如何配置基地站上具有高度彈性。此種彈性係迎合了各種的布置方案。在能相鄰地設置中央局及天線的布置方案中，整合的基地站子系統被提供。此被稱爲“整合的基地站”架構。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製另外，在中央局位置不方便於天線的布置方案中（可能因爲人口或是干擾），基地站的部份可遠端地被放置於更方便的位置上。此被稱爲”遠端基地站”架構。通常，有線或微波回程傳輸是做爲中央局及遠端部份之間的通信鏈接。本發明係著手於一般有關有線或微波傳送以支援遠端基地站架構之顯著成本。爲了降低這些成本，本發明之基地站有利地利用用戶使用統計(大約97%時間中，資料使用均爲閒置的）來在中央局處集中大群用戶至較小的頻道池。舉例而言，當特定之無線區域迴路系統可同時服務200個用戶時，所有的200個用戶幾乎很少同時使用此系統。統計學指出僅有少部份用戶實際地使用此系統。藉由在基地站處集中用戶至相對較小數量的頻道，一個遠窄於原本所需的頻寬可以支援有線或微波傳送至遠端基地站。本發明之基地站的彈性使其可有效率地著手於另外的布置方案。舉例而言，如上述，中央局可被放置於高密度人口地區，此使其不便於相鄰地放置天線。基地站可被配 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 474078 B7 _ 五、發明說明（1 ) 、置以提供有線的進接至此高密度人口地區(如POTS、ISDN 光纖）。除此之外，基地站可經遠端基地站架構藉由無線的進接來同時服務遠端的人群。同樣地’當整合的基地站提供無線的進接時，遠端基地站可藉由無線回程傳輸之後的無線進接來服務遠端人群。因此，本發明之基地站可依人口統計的指示來提供有線及無線的進接至用戶。圖2說明根據本發明之基地站中之通信量訊號流的一般化說明。複數個界接通信網路101的通訊鏈接係包含一個網路介面匯流排2〇2(顯示了 8條E1/T1)。網路介面匯流排來自於開關201且終止於基地站中之熔斷器及警報平板 (FAP)203。八進制饋送器卡204處理網路介面匯流排202 且將其多工至一或多條寬頻帶TDM匯流排205。加捨多工器(ADM)卡206將寬頻帶TDM匯流排205集中至用戶 TDM匯流排207。ADM卡206也進行語音及資料壓縮。由ADM卡2〇6所進行之集中及壓縮功能爲本發明的部份重要優點。用戶TDM匯流排207上之被集中的電信量及控制係被設置到基地站的遠端部份，其係由數據機陣列21 〇、基頻帶介面匯流排211、IF及RF單元212及213以及天線 214所組成。數據機陣列卡210係進行電信量及控制多工/解多工功通以及無線區域迴路空氣介面調變/解調變。coma的TX 及RX資料被提供於基頻帶介面匯流排上至IF單元212。 IF單元212提供相加、濾波及τχ資料的IF轉換。IF單元 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------ί-------裝--------訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474078 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印制衣 A7 B7 五、發明說明（以） 212也提供向下轉換、濾波及類比/數位轉換至X位元寬的 I及Q接收器匯流排之共同對(顯示了 10/12位元的匯流排) 。RF單元213提供最後至IF及從IF的轉換。在遠端基地站架構中，數據機鏈接(MUNK)卡208、 209可提供用於通訊在中央局及遠端基地站之間的機構。微波回程傳輸被提供於數據機鏈接卡208、209之間。或者是，HDL長引線驅動器或光纖可被用作中央局及遠端基地站之間的通信鏈接。根據本發明之整合的基地站架構爲佈署於中央局之基地站及天線的一個天線區段內達240位使用者提供了的完整子系統。圖3描述了根據本發明之整合的基地站架構中之電信量及通訊流量。圖4描述了根據本發明之整合的基地站架構中之底板及控制架構。架之電信量及控制是由許多種功能匯流排結構所提供的。底板架構提供了架至架的互連及匯流排的路由。在較佳實施例中，3個架/區段形成了一個無線區域迴路單元。然而，4及6區段的配置也被思及。主要匯流排結構包含一個網路介面匯流排202、寬頻帶TDM匯流排205、用戶TDM匯流排207、時序分佈匯流排220、運作匯流排211、及基頻帶介面匯流排211。網路介面匯流排202與電信網路101互相界接。網路介面匯流排202提供8至24個終接於FAP 203上之架的E1/T1 鏈接對。網路介面匯流排202更進一步提供載器埠、架間時序及通訊以及叢發時序。 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----：--------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474078 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7___ 五、發明說明（J ) 圖5描述了根據本發明之寬頻帶TDM匯流排205。寬頻帶TDM匯流排205提供了介於八進制饋送器204a-d及 ADM卡206a、206b之間的8個每秒8百萬位元ST-匯流排相容的TDM鏈接。寬頻帶TDM匯流排205可運載達 128個電信量頻道。寬頻帶TDM匯流排205爲結合4xEl 輸入的位元組交錯的TDM匯流排。根據此較佳實施例，框於每125微秒重複一次且以81.92百萬赫茲運作。易明瞭的是本發明也會採用其它的運作速度。寬頻帶TDM匯流排205遵照ST-匯流排的規格。寬頻帶TDM匯流排205同時也可被配置以提供從一架至另一架的通訊路徑，以尤其提供冗餘。舉例而言，若一架之RF後端失效，則寬頻帶TDM匯流排可提供通訊至另一架之RF後端。除此之外，寬頻帶TDM匯流排可被配置以提供從一架至一子架的通訊路徑。圖6顯示了根據本發明之用戶TDM匯流排207。用戶 TDM匯流排207提供了運載介於ADM卡206a、206b及數據機陣列卡210a-d之間達32個電信量及控制之頻道的4 個每秒2百萬位元的TDM鏈接。用戶TDM匯流排207爲一個與V5.1/2及主速率ISDN相容之改良型E1鏈接。在替代實施例中，嵌入式HDLC TDM匯流排結構被用以訊息控制至數據機陣列卡210a-d中之數位信號處理器。此種嵌入式TDM控制結構被描述於圖7。其提供32個每秒4仟位元的控制頻道及一個針對運作及呼叫處理的每秒64仟位元共同控制頻道。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -裝 ----訂--- 者· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474078 A7 __ B7 五、發明說明（G) 時序分配匯流排220爲架中之所有卡提供了各種的時序及時脈訊號。時序分配匯流排220提供了以下時脈訊號 ·· 10.24百萬赫茲及數據機ASIC時脈訊號(40.96針對標準空氣介面且可變的時脈訊號針對延伸防護空氣介面）。其他的時脈訊號爲E1主站/用戶TDM匯流排框同步、寬頻帶 TDM匯流排同步、及CDMA TDD叢發同步。熟知此項技術者易了解的是這些訊號被設計以達成遵從各種電信標準且其他時脈訊號是處於本發明範圍內。運算匯流排221提供運算及控制匯流排至架控制器 222(圖4中之222a、222b)。運算匯流排係處理卡目前的訊號、卡致能訊號、擁有訊號TCLK、TMS(被解碼之板選擇) 、TDI、TDO及TRST的JTAG序列匯流排、用於RF及IF 控制的序列通訊匯流排(SPI)、及用於饋送器、數據機、及開關控制功能的3個HDLC匯流排網路。基頻帶介面匯流排211提供TX及RX組件。基頻帶介面匯流排211之TX組件從數據機陣列卡中之每個 CDMA數據機頻道提供了複合的序列鏈接。基頻帶介面匯流排2Π之TX組件的兩個另外且不同的匯流排架構係由本發明所思及。第一種架構牽涉到一種與以4倍晶片速率運作之I及Q序列線界接的晶片速率介面。資料格式係提供chi、chi致能、ch2及ch2致能訊號。此使得兩數據機陣列卡中之16雙重數據機ASIC中之所有64個CDMA頻道(I及Q)能夠獨立的存取。擴充功能係藉由一個數據機 ASIC所執行。第二種架構爲一種與以4倍符號速率運作之 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .丨：---.1------·裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474078 A7 B7 五、發明說明（d) I及Q序列線界接的符號速率介面。資料格式提供chi、 chl致能、ch2及ch2致能訊號。此使得兩數據機陣列卡中之16雙重數據機ASIC中之所有64個CDMA頻道(I及Q) 能夠獨立的存取。在IF卡濾波器/組合器FPGA中係執行擴充的功能。符號速率介面擁有兩個明顯的優點。第一，其以明顯較低的時脈之速率來運作整個底板。第二，其對可替代之寬頻帶AIR介面的實施爲可調整的。基頻帶介面匯流排211之RX組件提供了一條複合的 X-位元Ι/Q多工RX A/D匯流排。根據此較佳實施例，該 RXI/Q匯流排提供了以兩倍晶片速率(對於每秒32仟位元 CDMA頻道爲5.12百萬赫茲或是對於每秒64仟位元 CDMA頻道爲10.24百萬赫茲)所取樣之10/12位元同相及 10/12位元正交A/D資料。這些樣本以2倍樣本速率多工進入單一的10/12位元匯流排。時脈及選擇訊號係被提供。此介面遵從類比元件AD9021多工的匯流排架構。圖8及9描述本發明之遠端基地站架構。此遠端基地站架構包含一個圖8描述之中央局集中架，圖9描述之遠端基地站架。中央局集中架針對3個區段/架單元遠端基地站充分利用了寬頻帶205及用戶匯流排207的資源。中央局集中架包含數據機鏈接卡208、209以與遠端基地站架通訊。中央局集中架更進一步包含一個網路介面匯流排、運算匯流排及時序分佈匯流排。這些資源提供類比功能至以上有關這些整合的匯流排站架構。圖9顯示了遠端基地站架。 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----U--------裝------ (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂---------^n· 474078 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（A) 圖10描述根據本發明之基地站的實際輪廓。典型單元佈署是基於3個120度扇區且需要3個架來運作。另一種被思及之單元佈署是包含6個60度扇區及雙頻扇區。基地站包含複數個架：架1 301、架2 302、及架3 303。架301 、302、303的每個架均擁有複數個之一個或多個卡被插入其中的卡槽。架底板提供諸卡可彼此通訊的連接器或匯流排。圖11描述包含基地站佈署之實際型式因子及架佈局的架輪廓。圖11描述之整合的基地站架被用來佈署於中央局及天線塔共同被放置處。在此種配置中，控制、集中、及網路介面功能及RF數據機功能被結合於單一架之上。遠端基地站架提供完整的RF數據機功能且需要由集中單元提供擁有集中控制之單一 E1介面(用戶TDM匯流排）。E1 介面是由HDSL介面或微波回程傳輸所提供，且被提供至 MLINK卡。在移除槽5及6中之控制器及槽8及9中之 ADM卡之下，卡的位置係與圖11相同。中央局架提供網路介面、無線電系統控制、集中控制、及集中介面經由數據機匯流排至遠端基地站。在數據機陣列、IF及RF卡從槽I5及21中移除之後，卡的位置類似於圖U。圖12描述架底板。架底板與用於6U VME之J1/J2連接器機構相容。匯流排功能被分割於Π及J2連接器之間。卡槽爲了適當的卡插入而被鍵控。提供電子式的槽辨識而不需機械式的鍵控。每個槽使用4位元的識別符號來界定槽位置以在架內建立該位置。這些位元被用來界定在運 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱)一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂------ 考 474078 A7 B7 五、發明說明（<) 、算匯流排架構內的卡位址。提供了雙重冗餘、電源供應。底板係符合標準的VME電力接腳分配。如所要求地之在每個板上藉由高效率直流對直流來進行從5.0伏特至低電壓邏輯(3.3、2.7等)的數位電壓轉換。此容許快速採用低電壓標準。熱插入爲所有卡所支援。延伸電源接腳被用來確保所有匯流排資料收發器於插入期間均爲三態的。電源接腳被設計來限制突發電流（突波）。匯流排訊號與底板隔離，直到架控制器發出一個匯流排致能給個別卡爲止。若卡無法做故障隔離時，其係自匯流排被移出。熱插入及卡隔離的特色結合機載多工係可使重要卡(如架控制器卡、八進制饋送卡等等)得以備用替換及冗餘。此後將提供本發明所使用之各種電路卡更詳細的說明。架控制器卡222提供整體的軟體控制、通訊協定、呼叫處理、集中、及單一基地站架的系統管理。處理器係被提供。在此較佳實施例中，雖然其他通訊引擎同樣適合，但該處理器仍是基於Motorola QUICC通訊引擎。被用做卡際通訊之HDLC匯流排及SPI序列鏈接與QUICC的時序及介面規格相容。架控制器卡222提供任何被放置於架中之卡的偵測與配置。與此功能相關的任務有：提供指示監視卡存在的訊號；提供指示卡需要配置或韌體載入的訊號；使用〗TAG 邊界掃描來測試所支援之處以及用於FPGAs之現場升級；提供故障監控、報告、及冗餘卡的致動及保護切換；並且 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝 ----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474078 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣五、發明說明（山）、控制所有的架發光二極體指示器。架控制器卡222同時也提供管理系統介面。以下之管理介面係被支援：經由UART對於局部終端進接的前面板進接；FAP介面至UART介面；以及經由平行介面至八進制饋送卡進接至任何HDLC/電信量頻道。架控制器卡222係執行所有的集中及高階空氣介面呼叫管理功能(呼叫行動處理）。HDLC匯流排介面提供監控呼口ί]/電信量活動的主要機構，以及系統控制至ADM及八進制饋送卡。機載處理八進制饋送卡提供從網路介面而來之進入呼叫的指示。用戶TDM匯流排上之訊息係經由 CDMA數據機陣列板來提供從無線區域迴路系統出來之呼叫的指示。此卡於基地站中擁有選擇性的+1備用。時序分配訊號係被產生於架控制器222中。訊號係與從被選出的八進制饋送器E1/T1頻道(亦即主要時脈）之恢復後的E1時脈或經由連接至FAP的外部時脈源而來之網路時間鎖相。除此之外，下列的同步脈衝可被產生或經由 FAP連接而被提供：E1主站/用戶TDM匯流排框同步；寬頻帶TDM匯流排框同步；以及CDMA TDD叢發同步。八進制饋送器204針對8個E1/T1埠提供一個開關側介面。本發明適用於美國及以E1爲基礎之國際市場。因此本發明支援以下協定：El CAS，30個每秒64仟位元語音/資料頻道及被嵌入時間槽16之ABCD訊號；V5.1，30 個每秒64仟位元語音/資料頻道及被嵌入時間槽16之以訊息爲基礎之信號協定；V5.2，以30個每秒64仟位元語音/ 18 本"^尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 裝 tr— 474078 A7 B7 五、發明說明（、Ί) 、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 資料頻道來集中’根據該標準之可變的訊息頻道指定；擁有24個每秒64仟位元語音/資料頻道之τι CAS ;及擁有 24個每秒64仟位元語音/資料頻道之T1/TR_3〇3。圖13描述E1框架構。八進制饋送器204根據卡之埠指定而以固定的指定直接終止於該寬頻帶TDM匯流排。利用局部處理器及多頻道HDLC控制器來進行ABCD或以訊息爲基礎之頻道活動及訊號。呼叫活動及訊息處理及終接至或從HDLC或 ABCD控制頻道出來係被提供於至架控制器的平行介面上〇八進制饋送器204可當作時脈主站或從動裝置。一般而言，饋送器204被從動至寬頻帶TDM匯流排。寬頻帶 TDM匯流排之時序衍生自架控制器所指定之單一 Ei/T1卡出來之恢復後的時序。額外之HDLC處理可被提供以支持 V5.1、V5.2、及 TR-303。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製數據機鏈接208、209(MLNK)提供機構裝置來找出遠離饋送器及ADMs的基地站之數據機及RF部份。在中央終端機處之MLNK 208係提供1至3個E1介面至遠端基地站處之MLNK 209。數據機鏈接同時也提供控制器卡的多功能性。此消除在遠端基地站的應用中之分離控制器卡的需要。圖14顯示ADM/壓縮單元206的架構。ADM/壓縮單元206包含一個音調產生器401、針對壓縮之ADPCM轉碼器402、複數個速率轉換器403、一個擴充介面404、一 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（if) 個FPGA 405、一個頻道開關406、一個微處理器407、快閃 EPROM 408、DRAM 409、乙太網路 410、載器 411、及 BTL 412、413。ADM/壓縮單元206以32個映射寬頻帶

TDM匯流排及用戶TDM匯流排之間的埠來提供2048個埠轉換功能。電信量頻道如需要時係被導向語音及/或資料壓縮引擎。ADPCM壓縮係被提供。架控制器訊息可利用 HDLC經由雙向TDM槽被傳送至數據機陣列、IF、及RF 卡。 ADM/壓縮單元206可支援240個無線頻道。然而，此 ADM卡可被一種可支援達750個有線頻道之適當的卡來取代。本發明同時也可被配置以支援無線及有線頻道的混合 ‘組合。本發明提供模組性，從而E1及ADM卡組可從數據機陣列、IF、及RF卡分離，使得其均爲可分離的。舉例而言，E1及ADM卡組可被放置於中央局且其他卡可被放置於遠端位置，使其較佳地位於無線通訊的覆蓋之下。本發明之架構使得無線側得以使用長距離的驅動器，其擁有可使用微波回程傳輸、銅線或光纖之集中的遠端進接。然後’無線部份可被放置以做更佳之無線傳輸。應注意在此說明之介面爲一種E1介面，但是也可使用ci、〇C3或其他介面。另外，ADM/壓縮單元206可另外被用來將資料移至或移出訊框中繼卡(顯不於圖11之槽7)。訊框中繼卡提供封包組合或分解。訊框中繼卡組合或分解資料封包，以提供如以上指出並納入作爲參考之共同申請的專利案中所說明 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 tr---------. 474078 A7 B7 五、發明說明（4 ) 之虛擬區域網路功能。 (請先閱讀背面之注意事項#|填寫本頁) 圖15說明數據機陣列210的架構。數據機陣列210提供8個個別的數據機之整合包裝。數據機係由整合的數據機ASIC、DSP、及SRAM所組成。除此之外，Z182處理器係提供板初始化及DSP之SRAM的載入，及系統/配置管理功能（亦即軟體架構中之SYS及SM功能）。經由 HDLC匯流排係提供至Z182數據機陣列處理器的通訊至 MLNK(遠端基地)或控制器(整合的基地）。所有電信量、呼叫處理訊息、及頻道運作輪廓均經由用戶TDM匯流排來提供。板上槽數字以及位置提供了數據機之辨識。架控制器可使任何單一或群組的數據機以特定模式運作以支援無線區域迴路空氣介面。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製當以每秒32仟位元CDMA頻道模式運作時，可提供每秒32、64、128及256仟位元的服務。以兩個個別的每秒32仟位元頻道或單一複合的每秒64仟位元頻道來提供每秒64仟位元的服務。同樣地，以四個個別的每秒32仟位元頻道或兩個每秒64仟位元頻道(基本速率ISDN)來提供每秒128仟位元的服務。以針對微頻道庫(MCB)應用之八個頻道多線服務來提供每秒256仟位元的服務。應注意選配的每秒16仟位元ADPCM被支援以針對MCB的應用來擴大頻道容量爲兩倍。本發明同時也支援每秒64仟位元CDMA頻道(2倍的頻寬運作)且提供2、4或8個每秒64仟位元的服務線。時脈、用戶TDM匯流排同步、及主無線區域迴路空氣介面 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 474078 A7 B7 五、發明說明（/) 、 TDM脈衝時序是經由底板從控制器/MLINK來提供的。數位輸入/輸出被提供至IF卡。來自每個數據機之序列複合的I/Q鏈接被終接於IF來傳送。共用之10/12位元I/Q基頻帶對係被針對數據機接收器來使用。圖16描述IF卡212之架構。IF卡212提供下列功能 :TX I/Q數據機訊號之序列至並列轉換；選擇(I/Q符號之展開）；TX I/Q及軟性限制的複合加總；被提升之餘弦TX 濾波；數位對類比轉換及IF向上轉換；中頻向下轉換及類比/數位轉換；及主站RF/IF參考TCXO(2ppm)。圖17描述RF卡213之架構。RF卡213提供下列功能：RF對IF之向上及向下轉換；RX低雜訊放大(LNA); RF能量放大；以及針對可變的電纜損失的RX及TX增益調整。熱之逸散對於RF卡是一項重要的設計議題。爲提供改善之空氣氣流，針對RF係放置一個兩倍寬的槽。由於天線所涵蓋之120度扇區及28個CDMA編碼頻道有較低之增益，所以基地站必須產生較低成本用戶RU RF子區段爲高3及6分貝之間的RF能量。

鏈接集中及控制處理器（LCCP)提供基地站控制器、 ADM及饋送器卡之結合的等效能力(RS-232載器埠I/F)。圖18描述此卡之架構。一個或兩個DRL鏈接被終接至介面FPGA。DRL之時序及框校準被恢復，且ADPCM電信量場針對ADPCM轉編碼而被多工至單一 El PCM匯流排中。在轉編碼後，4、8、12或16個PCM頻道被提供於單一 E1埠上至MITEL開關結構。該開關結構針對主動PCM 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----l·-------·裝 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) I—訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474078 A7 B7 五、發明說明（yp 頻道或工作中/閒置DSP音調提供加捨多工器之功能。最後結果之4個E1係經由POTS PCM匯流排被提供至系統〇 MCP860處理器係根據在DRL位元組資料介面上之進入呼叫訊息或從POTS卡之接聽指示來提供所有之呼叫集中及開關結構。通信及控制的較佳方法爲經由一分離之E1、一個 HDLC頻道來針對每個被嵌入於每個時間槽之POTS卡。此提供一個非常有彈性之介面來滿足POTS及其他服務。此控制架構模製在基地站架構中之用戶TDM控制頻道。此架構之一變化將會是本質上爲無線區域迴路系統基地站的小型版本。此架構需要一個LCCP、一個電源供應器、及一個或多個先進POTS卡。該些卡將遵從被用於基地站之220毫米深之6u形式因子。此架係由8或12個槽所組成，以支援32至64條線路。額外之32至64條線路將被支援於擁有LCCP槽係被減少之第二架中。 POTS卡被支援以包含ISDN(國際市場中普遍流行的) 、透通資料(Νχ64Κ)、及虛擬區域網路/訊框中繼服務。架構上的改善是基於可輕易擴充以滿足未來服務需要的可變訊息爲主之協定。提供先進的POTS卡架構。振鈴sue技術係消除對於高成本及易於故障的RUG(振鈴產生器單元)之需求。AMD 已引進先進的DSLAC。此編碼-解碼器/瀘波器擁有軟體可程式之跨越-混合平衡、增益、及阻抗。NT1消費者介面上 _23 本紙張尺度翻中關家鮮（CNS)A4規格（21G X 297公愛） """ -----^-------裝 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) mi Μ— ι ϋ .1 丨， MM MB ΜΗ· AMI· Μ·· I . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474078 A7 B7 五、發明說明（ >句、之驅動及線路阻抗並不需要製造線介面之變型。圖19描述以8頻道卡格式爲基礎的APOTS卡架構。每個POTS卡中之被定相振鈴將大大降低峰値電源供應器輸出的要求。無線區域迴路係爲提供低於每秒256仟位元至消費者建築物的低定向天線元件通訊服務。圖20及21描述典型的高及低定向天線元件介面。支援此介面所需的架及架際的通訊係低於運作速率(每秒32百萬位元）。諸如ADSL頻道庫及主速率ISDN庫的高定向天線元件進接系統也由本發明所支援。高定向天線元件功能係提供大於每秒256仟位元進接至消費者的建築物且通常提供多個每秒百萬位元的介面。爲了支援電信量密度水準，需要STM-3(每秒155 百萬位元)及STM-12(每秒620百萬位元)介面。本發明提供便於各種自我測試的特色。基地站提供以下環返及自我測試的特性：E1/T1環返·，寬頻帶TDM匯流排環返；用戶TDM匯流排環返；數據機ASIC終端中之電信量及傳送的環返；數據機處之CDMA叢發的環返；TX 複合I/Q對RX I/Q基頻帶匯流排(類比/數位及DAC的旁通 )的環返；RU處及CPI處之用戶單元之端對端環返；及選配的JTAG板件等級邊界掃瞄。爲了被用於美國及國際上，基地站係滿足或超出以下遵從的標準：Bellcore GR1089，EMC 及環境；EN60950，安全性；EN41003，安全性；ETS 300-019，環境；IEC 801-4，RFI ; EN55022 class B EMC ; EN55024 EMC ;及 K17、K20、K21，防雷及電線交叉跨越。 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝---I----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474078 A7 B7 五、發明說明（ ·/)) 熟知此項技術人士應了解以上揭示之特定實施例可胃於被用作修改或設計其他無線區域迴路系統的基礎，以胃現本發明之相同目的。例如，編碼、壓縮、集中及調變方案可如要求需要而加以改變。類似框及匯流排架構可被改變以滿足特定特殊化的需求。熟習此項技術人士同時也應了解此同等建構並不背離如所附之申請專利範圍中詳細說明之本發明的精神及範疇。裝--------訂---- f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims

474078 D8 、申請專利範圍補充

1. 一種用以無線傳送資料、語音、視訊及/或多媒體資訊之遠端基地站，其係包含：一或多條第一匯流排，其係擁有複數個電信頻道；一或多條第二匯流排，其係擁有複數個電信頻道，第二匯流排中之頻道數量低於第一匯流排中之頻道數量；一個前端，其係擁有一或多個開關可將電信量從第一匯流排映射至第二匯流排；一個遠端，其係擁有一或多個數據機用以調變第二匯流排上之電信量，用以無線傳送至用戶，並且用以解調變從用戶來之無線傳送至第二匯流排之上；一個通訊鏈接位於基地站之前端及基地站之遠端之間該第二匯流排係經由該通訊鏈接運載電信量於該些開關及數據機之間。 2. 如申請專利範圍第1項之基地其中該通訊鏈接係包含在該前端中之第一通訊鏈接數據機以及在該遠端中之第二通訊鏈接數據機。 3. 如申請專利範圍第1項之基地站，其中該通訊鏈接係包含一個微波回程傳輸。 4. 如申請專利範圍第1項之基地站，其中該通訊鏈接 ....................' 係包含一個HDL驅動之銅質電纜。 5. 如申請專利範圍第1項之基地站，其中該通訊鏈接 -—-- 係包含一個光纖連接。 6. 如申請專利範圍第1項之基地站，其中該通訊鏈接 —— ___— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 r...................... C8 M ^_輯山t 六、申請專利範圍 -- 係包含一個衛星向上鏈接及向下鏈接。 7. 如申請專利範圍第1項之基地站，其中該一或多個開關可壓縮語音及資料。 8. 如申請專利範圍第1項之基，其更進一步包含一條第三匯流排，其係包括複數個與一通信網路界接之網路通訊鏈接。 9. 如申請專利範圍第8項之，其更進一步包含一個饋送器用以將該第三匯流排多工至一或多條第一匯流排之上。 10. 如申請專利範圍第1項之基地站，其中該一或多個數據機係包含一或多個數據機陣列。 11. 如申請專利範圍第1項之基地站，其更進一步包含一個IF單元。 12. 如申請專利範圍第1項之其更進一步包含一個RF單元。 13. —種用於無線傳送資料、語音、視訊及/或多媒體資訊之整合的基地站，其係包含：一或多條第一匯流排，其係擁有複數個電信頻道；一或多條第二匯流排，其係擁有複數個電信頻道，該第二匯流排中之頻道數量低於該第一匯流排中之頻道數量 j 一或多個開關可將來自該第一匯流排之電信量映射至該第二匯流排；一或多個數據機用以調變該第二匯流排上之電信量以 2 --------------------訂---------*5^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 474078 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 無線傳送至用戶，並且用以解調變從用戶來的無線傳送至該第二匯流排之上；該第二匯流排係提供該些開關及數據機之間連續的連接。 14. 如申請專利範圍第13項之整合的g地站，其更進一步包含一條第三匯流排，其係擁有複數個與一通信網路界接之通訊鏈接。 15. 如申請專利範圍第14 .項之整合的基地站，其更進一步包含一個饋送器用以將該第三匯流排多工至一或多條第一匯流排之上。 16. 如申請專利範圍第13項之整合的基啤，其中該一或多個開關可壓縮語音及資料。 17. 如申請專利範圍第13項之整合的站，其中該一或多個數據機包含一或多個數據機陣列。 18. 如申請專利範圍第13項之整合的基地站，其更進一步包含一個IF單元。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 19. 如申請專利範圍第13項之整合的基地站，其更進一步包含一個RF單兀。 20. —種用於傳送資料、語音、視訊及/或多媒體資訊之，其係包含：複數個架，其包含一第一匯流排係擁有複數個電信頻道；一第二匯流排係擁有複數個電信頻道，在該第一匯流排中之頻道數量低於在該第二匯流排中之頻道數量；本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 474078 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一個前端，其擁有一或多個開關可將電信量從該第一匯流排映射至該第二匯流排；一個後端，用以將被接收於第二匯流排上之電信量從前端傳送至用戶，並且用以接收來自用戶的傳輸及傳送電信量至該第二匯流排上之前端；一個底板用以連接架至架的交互連接及用於該些匯流排的路線安排；及一個天線。 21. 如申請專利範圍第20項之基地站，其中該後端可提供有線的進接至用戶。 22. 如申請專利範圍第21項之基地站，其中該後端係包含一個POTS頻道庫。 23. 如申請專利範圍第21項之基地站，其中該後端係 ------------------------ 包含一個數位迴路載子。 24. 如申請專利範圍第20項之基地站，其中該後端包 ........-〜、— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製含一或多個數據機用以調變在該第二匯流排上之電信量以無線傳送至用戶，並且用於解調變來自用戶之無線傳送至該第二匯流排之上。 25. 如申請專利範圍第24項之_地站，其中該一或多個數據機係包含一或多個數據機陣列。 26. 如申請專利範圍第20項之基_站，其中該後端包含一個IF單元。 27. 如申請專利範圍第20項之基地站，其中該後端包含一個RF單元。 _^4_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 X、申請專利範圍 28. 如申請專利範圍第20項之^地站，其中該基地站之前端係位於第一位置，該基地站之後端係位於不同於該第一位置的第二位置。 29. 如申請專利範圍第28項之基地站，其中該後端可提供有線的進接至用戶。 30. 如申請專利範圍第29項之基地站，其中該後端包 ------------- 含一個POTS頻道庫。 31. 如申請專利範圍第29項之笔_樓站，其中該後端包含一個數位迴路載子。 32. 如申請專利範圍第28項之_迆^站，其中該後端係包含一或多個數據機用以調變在該第二匯流排上之電信量以無線傳送至用戶，並且用於解調變來自用戶之無線傳送至該第二匯流排之上。 33. 如申請專利範圍第32項之棊挫」沾，其中該一或多個數據機包含一或多個數據機陣列。 34. 如申請專利範圍第28項之基迆站，其中該後端包含一個IF單元。 35. 如申請專利範圍第28項之基;1：趾站，其中該後端包含一個RF單元。 36. 如申請專利範圍第28項之善」嗅站，其更進一步包含一個位於該基地站之前端及基地站之後端之間的通訊鏈接。 37. 如申請專利範圍第36項之~棊纟也站，其中該通訊鏈接係爲一個微波回程傳輸。 ____5___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再 ·裝-- -rr填寫本頁) 474078 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 38. 如申請專利範圍第36項之gj；!站，其中該通訊鏈接係爲一個HDL驅動之銅質電纜。 39. 如申請專利範圍第36項之基地站，其中該通訊鏈接係爲一個光纖連接。 ^ 40. 如申請專利範圍第36項之基ί也站，其中該通訊鏈接係包含一個衛星向上鏈接及向下鏈接。 41. 如申請專利範圍第20項之基ί也站，其中該基地站之前端及基地站之後端是相鄰的。 42. —種用以從一基地站傳送資料、語音、視訊及/或多媒體資訊至用戶之方；法_，其係包含：於一網路介面匯流排上接收電信網路電信量；將在該網路介面匯流排上之電信量多工至一寬頻帶匯流排；將在該寬頻帶匯流排上之電信量集中至一用戶匯流排將在該用戶匯流排上之電信量經由一通訊鏈接傳送至一遠端；經由該遠端處之通訊鏈接接收在該用戶匯流排上之電信量；並且調變在該第二匯流排上之電信量以無線傳送至用戶。 43. 如申請專利範圍第42項之^，其更進一步包含進行語音及資料的壓縮。 44. 一種用以從一基地站傳送資料、語音、視訊及/或多媒體資訊至用戶之方法，其係包含： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 474078 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍於一網路介面匯流排上接收電信網路電信量；將在該網路介面匯流排上之電信量多工至一寬頻帶匯流排；將在該寬頻帶匯流排上之電信量集中至一用戶匯流排將在該用戶匯流排上之電信量經由一通訊鏈接傳送至一遠端；經由該遠端處之通訊鏈接接收在該用戶匯流排上之電信量；並且將在該第二匯流排上之電信量經由一有線的網路傳送至用戶。 45.如申請專利範圍第42項之方法，其更進一步包含進行語音及資料的壓縮。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）