專利名稱：數(shù)字通訊中頻率快變的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線數(shù)字電話系統(tǒng)，其中，基地電臺經(jīng)RF信道和與其聯(lián)接的多個用戶臺進(jìn)行通信，其方式是經(jīng)過一指定信道同時與多個用戶臺通信，該信道具有多個順序地重復(fù)時隙，且特定時隙指定于特定用戶臺。
本發(fā)明所涉及的無線數(shù)字電話系統(tǒng)包括一個經(jīng)RF信道與多個與其聯(lián)接的用戶臺進(jìn)行通信的基地臺，其通信方式是經(jīng)過一指定信道同時與用戶臺進(jìn)行通信，該信道具有多個順序地重復(fù)時隙，且特定時隙被指定給特定用戶臺。在其他用戶單元摘機(jī)進(jìn)入的情況下，或由于調(diào)制變化，頻道干擾、設(shè)備故障或類似事件導(dǎo)致發(fā)送質(zhì)量降低時，本發(fā)明所提供的裝置能自動改變頻率或時隙組態(tài)，或兩項(xiàng)均作改變。該轉(zhuǎn)換裝置包括一個遠(yuǎn)程接續(xù)處理裝置和一個交換裝置，最好是以集中器的形式實(shí)現(xiàn)，該交換裝置包括一個開關(guān)，它通過將通信電路中的所選端口物理地連接于一個所選時隙，使開關(guān)能夠響應(yīng)來自遠(yuǎn)程連接處理裝置的控制信號。根據(jù)遠(yuǎn)程連接處理裝置所接收的狀態(tài)信息來提供控制信號。
本發(fā)明涉及無線數(shù)字電話類型的通信系統(tǒng)，尤其涉及到系統(tǒng)中的這種裝置，它可以自動調(diào)整該系統(tǒng)，以補(bǔ)償工作期間出現(xiàn)的不良影響，例如頻率干擾、衰落、鏈路質(zhì)量劣化和設(shè)備故障等。
本發(fā)明可應(yīng)用于1985年3月20日提交的美國專利申請流水號713，925上公開的系統(tǒng)，其頒布的專利號是4，675，863，頒布日期為1987年6月23日。這種系統(tǒng)包括一個基地臺和由RF信道連接于基地臺的多個用戶臺。它提供了用戶臺之間及以具有多個端口的外部通訊網(wǎng)路的通信。該基地電臺包括一個通信電路，用于使多個端口及用戶臺之間經(jīng)過一指定的通信信道同時進(jìn)行通信;該信道具有多個順序地重復(fù)時隙，而預(yù)定時隙分別被指定給預(yù)定用戶臺。該系統(tǒng)包括一個電話總局終端(COT)，其中裝有遠(yuǎn)程接續(xù)無線電處理裝置(RPU)，用于使指定給一個特定用戶臺的時隙和特定信道之間進(jìn)行通信;它還裝有一交換裝置，用于將通信電路與端口進(jìn)行連接。所述交換裝置最好是下文將要詳述的那類集中器，它包括一個開關(guān)，該開關(guān)響應(yīng)從RPU發(fā)出的控制信號，使一個所選端口物理地連接于指定給特定用戶臺的所選通信信道時隙。
通信電路包括多個信道控制裝置(CCUs)，這些裝置根據(jù)RPU經(jīng)基帶控制信道(BCC)傳遞給CCU的命令信號，將指定的通信信道時隙與相應(yīng)的用戶臺耦合。這些命令信號是根據(jù)狀態(tài)信息經(jīng)BCC提供給RPU的，以指示出通信信道時隙及用戶臺的使用狀態(tài)。所指定的通信信道時隙由一個位于指定射頻(RF)信道中的特定時隙耦合于相應(yīng)的用戶臺。BCC是經(jīng)分別連接于RPU的線路提供給每個CCU的?？刂泼罴盃顟B(tài)信息經(jīng)指定給預(yù)定RF信道的預(yù)定時隙的無線電控制信道(RCC)在CCU和用戶臺之間傳遞。
本發(fā)明的主要目的是提供頻率及時隙的快變，以克服基地臺和與其有關(guān)的用戶單元之間在傳輸時的任何困難。本發(fā)明的另一個目的是以相當(dāng)簡單并便宜的方式提供上述快變功能。
本發(fā)明的各種其它目的及其優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)下面的附圖作詳盡的描述，其中

圖1是本發(fā)明所用基地臺的方框圖，所連接的用戶臺也作出指示。
圖2是實(shí)施本發(fā)明的單用戶單元的方框圖。
圖3是實(shí)施本發(fā)明的雙用戶單元的方框圖。
圖4是實(shí)施本發(fā)明的多個單用戶單元的方框圖。
圖5是實(shí)施本發(fā)明的多個雙用戶單元的方框圖。
圖6是實(shí)施本發(fā)明的無線電處理裝置矩陣。
圖7是本發(fā)明所用信道模塊較詳細(xì)的方框圖。
圖8是實(shí)施本發(fā)明的無線電處理裝置及其連接元件的方框圖。
圖9的方框圖功能性地表示了基地臺與一個用戶臺之間的通信層。
圖中BBC基帶控制通道BER誤碼率CCT信道控制任務(wù)
CCU信道控制裝置CO電話總局COT電話總局終端CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)DBM數(shù)據(jù)庫模塊LQ鏈路質(zhì)量MF故障MPM信息處理模塊MTU主定時裝置MUX多路調(diào)制器PCM脈沖編碼譯碼調(diào)制RCC無線電控制信道RF無線電頻率RPU無線電處理裝置RRT遠(yuǎn)程無線電終端SCT用戶控制任務(wù)SDLC同步數(shù)據(jù)鏈路控制SM調(diào)度模塊VCU話音信號編碼裝置參照附圖，其中相同的部分標(biāo)有相同的參照符號，圖1所示為一個基地臺，用10標(biāo)志，它包括一個標(biāo)號為12的電話總局終端(COT)，一個標(biāo)號為14的遠(yuǎn)程無線電終端(RRT)。COT12包括一個無線電處理裝置(RPU)16，它通過接口18耦合到交換裝置20。該交換裝置最好是集中器式的，例如采用帶有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)的“Model1218C”數(shù)字映象集中器，它可由美國紐約州紐約市的1TT公司提供。
交換器20通過多個雙外線24與電話總局(CO)22連接，并經(jīng)回聲消除器26和多個跨距中繼線28連接到多個多路調(diào)制器(MUX)30上，這些調(diào)制器耦合于遠(yuǎn)程無線電終端14中的主定時裝置(MTU)32。每條跨距中繼線28載有多個由各自的多路調(diào)制器MUX30調(diào)制的時隙?；鶐Э刂菩诺?BCC)34提供MUX30和信道模塊36之間的通信，它占有跨距中繼線28中一條中繼線的一個時隙。
每一制成標(biāo)準(zhǔn)組件板的(MUX)30可處理24個脈沖編碼調(diào)制(PCM)并發(fā)電路，或23個PCM并發(fā)電路加BCC。MUX從中繼線28獲取數(shù)據(jù)，并將其分配給信道模塊36，模塊36通過功率放大器40與收發(fā)網(wǎng)絡(luò)38連接。
RPU16對交換器(集中器)20和RRT14具有基本控制，并處理用戶要求，以便在用戶臺42和電話總局(CO)22之間建立所需通路。
每一用戶臺42可以具有一個單用戶單元，一個雙用戶單元，或一個多用戶單元。圖2所示的單用戶單元包括一個耦合于天線52和調(diào)制解調(diào)器54之間的無線電收發(fā)兩用機(jī)50，而調(diào)制解調(diào)器54又與為用戶臺58接收或發(fā)送的信號進(jìn)行編碼或譯碼的編碼譯碼器56連接。在圖3中，除了上述相同普通型單元外，它還包括一個雙用戶單元，其中天線60，無線電收發(fā)機(jī)62，調(diào)制解調(diào)器64和編碼譯碼器66通過緩沖器68和70與分開的用戶臺72和74連接。
在圖3的雙用戶單元中，如果在一個時隙中發(fā)送并接收兩個會話，則無線電收發(fā)機(jī)，調(diào)制解調(diào)器和編碼譯碼器可以是只能一次執(zhí)行一臺話機(jī)操作的單可逆部件，即經(jīng)每條線發(fā)送或接收。更進(jìn)一步，由于該單元永遠(yuǎn)不會同時接收并發(fā)送，因而不需要雙工器，因?yàn)橹貜?fù)只通過緩沖器68和70發(fā)生，這些緩沖器連接于用戶臺的接口電路(圖中未示出)。
圖4所示為單用戶的復(fù)接系統(tǒng)，它包括匯接、展開和雙工網(wǎng)絡(luò)80，耦合于天線82和多個單用戶單元84a，84b，84n。每一用戶單元耦接于一各自的用戶臺86a，86b和86n。
圖5除了具有與圖4相同的復(fù)接系統(tǒng)外，網(wǎng)絡(luò)88耦接于雙用戶單元90，92，94等等，其類型如圖3所示，每一單元耦接于分別的雙用戶臺，例如，96和98接單元90，100和102接單元92，而104和106接單元94。
在會話期間，由于下述因素可能產(chǎn)生一些問題(a)多用戶分配，(b)調(diào)制變化，(c)干擾和(d)各個信道的設(shè)備故障。
圖6展示了一個RPU矩陣的例子，其中各用戶以字母A至G表示，水平行表示頻率，而垂直列代表時隙。數(shù)字“1”表示“在使用”而“0”表示“未使用”。在該矩陣中，由于接收時隙總是偏離2個時隙，所以只有發(fā)送時隙需要存儲。
在操作時，經(jīng)常發(fā)生特定頻率的所有4個時隙由不同用戶占用的情況。假設(shè)例如有一個雙用戶單元而其他是單用戶單元。在雙用戶單元情況下，有必要使雙用戶占用相鄰的時隙。若兩個雙用戶之一占用了一個特定的頻率和時隙而該頻率的其他時隙由其他單用戶所占用，且若兩個雙用戶的另一個需要連接(因?yàn)樗呀?jīng)摘機(jī)進(jìn)行呼叫或者呼叫已從電話總局進(jìn)入他的線路);則該頻率的相鄰時隙中的任一個單用戶必須轉(zhuǎn)移到另一個頻率和/或時隙，用以為兩個雙用戶的第二方提供機(jī)會，或者第一個雙用戶占用的特定頻率和時隙必須移到相鄰時隙可用的另一頻率上去。在這種情況下，RPU動作以建立現(xiàn)行連接并將它們保存在其存儲器中，因此，可以確定矩陣中的哪一個發(fā)送機(jī)可起作用。
以上類型的發(fā)送機(jī)以下述方式實(shí)現(xiàn)例如假設(shè)雙用戶的第一方當(dāng)時以頻率D在發(fā)送時隙1(接收時隙3)中進(jìn)行會話連接，當(dāng)雙用戶的第二方摘機(jī)時，一個告警信號(一位)送回到基地臺作為除會話以外發(fā)送的控制位的一部分，告警位在信道模塊36中被檢測，然后由信道模塊36將一信息通過MUX30，跨距中繼線28，交換器20和接口18沿反向會話通路或一分離通路回送到RPU16。反之，電話總局(CO)22送來的信號經(jīng)由交換器20和接口18到RPU16。
一旦出現(xiàn)例如摘機(jī)信號或來自電話總局的信號，必須為雙用戶的第二方選用一個時隙以便將其連到雙用戶第一方已經(jīng)使用時隙的相鄰時隙中的基地臺。當(dāng)可能將第一雙用戶從頻率P移動到G時，由于同一頻率的兩個空余相鄰時隙并非總是可用的，所以轉(zhuǎn)移并非最佳。在任何情況下，至少容易將相鄰單用戶單元從頻率D，時隙2轉(zhuǎn)移到一個不同頻率。在所示例子中，可將相鄰用戶轉(zhuǎn)移到八個開放時隙中的任何一個之中，由于被轉(zhuǎn)移的單用戶無需相鄰時隙來發(fā)送和接收，若只在頻率中轉(zhuǎn)移(如從信道D到B或G)，則可在時隙不用時完成，因此不會出現(xiàn)問題，若在時隙和頻率中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，則發(fā)送數(shù)據(jù)的一個時隙寬度將被重復(fù)或失去。
類似情況在復(fù)接單用戶單元中也存在，如圖4。由于每個單元有一組完整的單元，所以一次可以發(fā)送一個單元以上。事實(shí)上，最好同時發(fā)送和同時接收，以防止接收機(jī)前端過載。因此，在圖6矩陣中，若兩個用戶占用了頻率B和D上的時隙1，且建立的呼叫要求第三個用戶，則RPU16必須把頻率F或G上的時隙1指定給第三用戶。
在圖5的系統(tǒng)且為復(fù)接雙用戶單元的情況下，每對雙用戶的第一用戶必須在不同頻率的同樣時隙中，而每對雙用戶的第二用戶必須在各自用戶的同一頻率的相鄰時隙中。
在上述條件下，RPU在每一時間間隔處導(dǎo)致當(dāng)前連接，并在其存貯器中將其存儲起來，因此，可在任意時刻確定矩陣中可受影響的傳輸。
在所有上述條件中，所述及的是多用戶情況下的時隙和頻率的分配，而變化的因素是發(fā)生在基地電臺之外的(來自電話總局或用戶臺)。在下述由于衰落或干擾導(dǎo)致的調(diào)制變化，或由于設(shè)備故障帶來變化的情況下，檢測來自基地臺本身變化因素。
在基地臺中，如圖7所示，每一信道模塊36包括一個信道控制裝置(CCU)110以及一個調(diào)制解調(diào)器112，它們分別通過各自的壓縮數(shù)據(jù)鏈路116和控制狀態(tài)鏈路118與話音信號編碼譯碼裝置(VCU)114相連。VCU由脈沖碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)通道120連至MUX30，而CCU通過同步數(shù)據(jù)鏈路控制(SDLC)122連到MUX30。
多個緩沖器(未示出)與各個部件相關(guān)聯(lián)，就這一點(diǎn)而言，每一信道模塊含有一個用于每個時隙的AGC緩沖器，以及一個測量接收到的脈沖誤差的差別的鏈路質(zhì)量(LQ)緩沖器。另外，VCU還配有一個位誤差率(BER)緩沖器，循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)將作為每次會話的編碼脈沖群的一部分發(fā)送，從而為BER緩沖器提供了BER計數(shù)。
為了這一目的，高AGC電平意味著正在接收高電平信號而接收機(jī)增益較小，反之，低電平AGC信號表明接收機(jī)增益較大且接收到了一個低電平信號，該AGC信號電平用于指出信號是否由于其衰落而產(chǎn)生了畸變，或是否有干擾存在，較高的AGC電平指出干擾，這是由于AGC電平取決于發(fā)送信號與任何干擾信號之和。在兩種例子中，可由調(diào)制變化來進(jìn)行修正。在這一方面，正如以下將更清楚的討論的，每個信道模塊36含有一個調(diào)制解調(diào)器，它可由16相或4相調(diào)制傳輸和接收話音間隙。在4相調(diào)制中每個符號通過的位數(shù)只有在16相調(diào)制中通過的1/2，但位率是一致的。因此，當(dāng)采用4相調(diào)制時，如圖6中的矩陣所示的兩個相鄰時隙結(jié)合成一個延長的時隙，它所包含的位數(shù)與16相操作期間的情況相同。
例如，當(dāng)一個雙用戶系統(tǒng)工作時，如果BER超過某一閥值(如0.1%)或LQ低于某一閥值(如6度)，則相應(yīng)緩沖器中的內(nèi)容通過MUX-干線-交換器(集中器)-接口鏈路向RPU報告。RPU因此通過同一連接將一控制信號返送到控制模塊，從而將16相切換為4相操作。與此同時，若兩個用戶在同一頻率的相鄰時隙上同時工作，其中一個用戶將以上述方式被切換到另一頻率。
若在調(diào)制電平已以上述方式改變后，AGC電平仍高于一個特定用戶，則推測BER和LQ變劣的原因是干擾而非傳輸衰落。所有AGC緩沖器的輸出都向RPU報告，由其確定是哪一頻率(若有的話)有一低AGC電平，然后，由RPU將該用戶的頻率從高AGC電平為改變?yōu)榈虯GC電平。這一動作消除了可能存在的干擾。
基地臺還有故障(MF)緩沖器，它提供基地臺鏈中的每個鏈路的工作狀態(tài)，該基地臺鏈包括電話交換器(集中器)，跨距中繼線，MUX，信道模塊，功率放大器，發(fā)送機(jī)和接收機(jī)，若MF緩沖器探測出故障或設(shè)備事故，將有一信號被送至RPU，指出所涉及的頻率，一旦接收到該MF信號，RPU就對受影響的信道上同時發(fā)生的每一會話(如果存在的話)進(jìn)行頻率(若必要，亦可是時隙)切換。
RPU18是控制頻率通道和時隙分配的主要元件，且其通用結(jié)構(gòu)如圖8所示。它包括一個信息處理模塊(MPM)130，它與數(shù)據(jù)庫模塊(DBM)132和調(diào)度模塊(SM)134相連。MPM管理RPU以及信道控制裝置(CCU)110中的SM和DBM之間的所有接口以及位于RPU外的用戶控制任務(wù)(SCT)136。CCU位于信道模塊36之內(nèi)，如圖7所示，而SCT則與用戶臺相連。
在操作時，如果(例如在呼叫時)鏈路質(zhì)量(LQ)下降低于一頻率電平，則RPU將信息傳送到SCT128，它因此而與MPM122通信。MPM然后(a)送一信號到DM124，以識別一可用信道，(b)由負(fù)責(zé)安排控制及定時的調(diào)度模塊126進(jìn)行檢驗(yàn)(該調(diào)度模塊用于安排由其順序接收的信息)。若有一信道可用，則MPM將一消息送回SCT，以便重新形成矩陣使該呼叫傳到該可用信道上。若無可用信道，則在原信道中保留該呼叫。
若在呼叫過程中所有四個時隙均被占用，但由于一個特定頻率干擾，必須移動所有用戶到具有同樣各自時隙的另一頻率時，將按下列順序進(jìn)行當(dāng)RPU由低質(zhì)量的鏈路驅(qū)動時，它將送消息至SCT請求變換頻率，該SCT將該消息發(fā)送到位于用戶臺處的信道控制任務(wù)(CCT)以便進(jìn)行頻率變換處理，并在一個分配可用CCU信道的基地電臺處與MPM通信。該MPM送一信號至DBM以識別一個可用信道，并由調(diào)度模塊進(jìn)行校驗(yàn)以在時間表中得到一個時間位置。若有一可用信道，則MPM將一信息送回到SCT以重新形成該信道位置。若沒有可用信道，SCT送一“忙”信號到RPU，并無變化發(fā)生。
圖9示出了RCC方案，RPU16與CCU10和調(diào)制解調(diào)器112通信。在用戶臺處，SCT136與配有調(diào)制解調(diào)器140的CCT138通信，RCC協(xié)議包括兩層，一個數(shù)據(jù)鏈路層142和一個分組層144，數(shù)據(jù)鏈路層是部件之間的物理鏈路，而分組層包括在該物理鏈路上通過的信息，數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)誤差檢測，字同步和成幀，檢測和消除沖突(在同樣RF信道上的同一時隙的矛盾竟?fàn)?。
參見圖9，作為例子，RPU處理兩個通路的協(xié)議在第一個協(xié)議中，RPU將消息送到基地臺的CCU請求改變調(diào)制，在第二個協(xié)議中，RPU將一個信息送至SCT請求改變頻率，在第三個協(xié)議中，SCT將信息返回到RPU以指明所有信道頻率均被占用。
在另一例子中，RPU將一信息協(xié)議送到SCT以請求信道頻率轉(zhuǎn)換，該信息有兩個功能首先，它請求用戶臺處的SCT獲取一條從RCC到另一頻率的路由。該SCT因此與CCT通信，CCT然后對信道進(jìn)行搜索，并在出現(xiàn)一可用時隙和頻率時進(jìn)行交換，在其第二功能中，信息協(xié)議使SCT呼叫電話總局準(zhǔn)備連接。
如果在會話期間的鏈路質(zhì)量低于預(yù)定電平，則RPU發(fā)出信息到CCU并請求轉(zhuǎn)換調(diào)制電平。CCU通過MUX確認(rèn)該信息經(jīng)由SDLC鏈路到達(dá)RPU。
權(quán)利要求
1.一個通訊系統(tǒng)，包括多個與基地電臺進(jìn)行RF通信的用戶臺，該基地電臺有多個順序的重復(fù)時隙，所述系統(tǒng)還包括響應(yīng)一個控制命令信號，將選定的RF信道中的選定通信時隙耦合到相應(yīng)的用戶臺的裝置，其中所述命令信號響應(yīng)于表明與所述用戶臺有關(guān)時隙使用狀態(tài)的狀態(tài)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其中所述的控制命令信號和狀態(tài)信息通過一個無線電控制通道傳送給所述用戶臺，該通道是選定RF信道的選定時隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其中所述的控制命令和狀態(tài)信息通過一個與電話總局和基地電臺進(jìn)行通信的無線電處理裝置發(fā)送給所述用戶臺。
4.一個通訊系統(tǒng)，它配備有一與電話總局通信的基地臺和多個由RF信道連到所述基地臺的用戶臺，所述基地電臺有多個順序的重復(fù)時隙和多個頻率通道，所述時隙和頻率通道有選擇地分配給所述用戶臺，所述系統(tǒng)包括分配裝置，用于響應(yīng)另一用戶的進(jìn)入或在基地臺與用戶臺通訊時的傳輸劣變而有選擇地為任一用戶臺分配時隙和頻率通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述的分配裝置根據(jù)調(diào)制變化，頻率通道干擾或設(shè)備故障引起的發(fā)送劣變而進(jìn)行分配。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其中，有多個單用戶臺與所述分配裝置進(jìn)行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其中，有多個雙用戶臺與所述分配裝置通信，每對雙用戶臺的每個用戶可由所述分配裝置分別分配給一選定頻率通道中的相鄰時隙。
8.在具有一個與電話總局及通過RF信道與多個用戶臺通信的基地電臺的通信系統(tǒng)中，該基地電臺有多個順序地重復(fù)的時隙及多個頻率通道，將時隙和頻率通道分配給選定用戶的方法是根據(jù)在一個存儲矩陣中被占用時隙毗鄰的情況在選定的頻率通道中分配選定的空余時隙，所述分配響應(yīng)于其他用戶進(jìn)入或基地電臺與用戶間的傳送畸變引起的變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，其中，傳送畸變是由調(diào)制變化，頻率通道干擾或設(shè)備故障引起的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，其中，所述分配發(fā)生在會話過程中的兩用戶之間。
全文摘要
一個通訊系統(tǒng)，包括多個與基地電臺進(jìn)行RF通信的用戶臺，該基地電臺有多個順序地重復(fù)的時隙，每一時隙分配給一特定的用戶臺；以及轉(zhuǎn)換頻率或時隙的裝置，用于克服由于調(diào)制變化，頻率通道干擾，設(shè)備故障等，或由于其他用戶臺進(jìn)入在線狀態(tài)所引起的傳輸畸變。
文檔編號H04B7/24GK1042812SQ88107850
公開日1990年6月6日 申請日期1988年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月14日
發(fā)明者杜安·里奇利·波爾金諾, 丘郎·迪格狄萊特 申請人:國際運(yùn)動機(jī)公司