專利名稱：點對多點通信中的業(yè)務(wù)特定接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地涉及至數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的用戶接口。甚至更具體地，本發(fā)明涉及數(shù)字的固定的無線點對多點通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶接口模塊。
在現(xiàn)有技術(shù)的諸如點對多點無線電通信系統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，用戶接口模塊或用戶特定接口模塊允許用于用戶或客戶的裝置與點對多點系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)接口。例如，競爭本地交換電信公司(CLEC)將提供許多業(yè)務(wù)，諸如話音、數(shù)據(jù)、視頻、互連網(wǎng)接入等。一般地，用戶接口模塊將用戶局域網(wǎng)(LAN)連到通信系統(tǒng)以及此系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)。用戶接口模塊通常是插入由競爭本地交換電信公司提供的通信終端的接口端口中的接口卡的形式。用戶接口模塊通過總線系統(tǒng)連到通信終端的處理器來控制到和來自用戶設(shè)備的信息流，此通信終端隨后與通信網(wǎng)絡(luò)進行通信。
對于使用不同業(yè)務(wù)的不同類型的通信網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)需要不同類型的用戶接口模塊(在本領(lǐng)域中也稱為卡)。對于使用諸如時分多路復(fù)用(TDM)的同步傳送模式(即，傳送同步信號)的通信系統(tǒng)，TDM用戶接口模塊必須能與TDM業(yè)務(wù)接口，只在分配給特定用戶的特定時間期間發(fā)送TDM業(yè)務(wù)，必須準(zhǔn)確地告訴此用戶接口模塊何時從通信系統(tǒng)中接收TDM業(yè)務(wù)和何時發(fā)送TDM業(yè)務(wù)給通信系統(tǒng)。
對于使用諸如異步傳送模式(ATM)的異步傳送模式(即，傳送異步信號)的通信系統(tǒng)，ATM用戶接口模塊必須能將所有業(yè)務(wù)適用于異步或不考慮特定時間分配發(fā)送的異步業(yè)務(wù)。用戶接口模塊必須根據(jù)依據(jù)業(yè)務(wù)類型(即，話音、數(shù)據(jù)等)所構(gòu)造的優(yōu)先級發(fā)送和接收ATM業(yè)務(wù)。因此，ATM用戶接口模塊在TDM通信網(wǎng)絡(luò)中不兼容，并且沒有異步適用性的TDM用戶接口在ATM通信網(wǎng)絡(luò)中不兼容。
已知的現(xiàn)有技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)僅支持TDM或僅支持ATM傳送模式。由于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)未完全到位，所以ATM網(wǎng)絡(luò)不如TDM網(wǎng)絡(luò)普及。大多數(shù)話音通信網(wǎng)絡(luò)使用時分多路復(fù)用(TDM)傳送模式或同步傳送模式。異步傳送模式(ATM)是相對新的技術(shù)并且正高速贏得普及的綜合話音、視頻與多媒體圖象的分組交換結(jié)構(gòu)。ATM在高速數(shù)據(jù)傳送時超過TDM，但話音業(yè)務(wù)質(zhì)量不如TDM。對于具有大量通信需求的大公司、大學(xué)和財政機構(gòu)，ATM是所需要的。
對于用戶來說，將TDM網(wǎng)絡(luò)用于話音業(yè)務(wù)和將ATM網(wǎng)絡(luò)用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可能是有益的。然而，不利地，用戶必須與各個現(xiàn)有技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)簽約來獲得ATM與TDM業(yè)務(wù)。而且，在各個通信網(wǎng)絡(luò)上需要單獨的用戶接口模塊(用于TDM與ATM業(yè)務(wù))。
本發(fā)明通過提供支持諸如TDM的同步信號和諸如ATM的異步信號的業(yè)務(wù)特定的接口模塊有益地解決上述需要以及其他需求。業(yè)務(wù)特定接口模塊執(zhí)行支持兩種類型的傳送模式信號的技術(shù)。
在一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是，多傳送模式接口模塊包括用于接收與發(fā)送信號的多個線路接口，其中信號包括多個傳送模式信號；耦合到這多個線路接口的接口主體，其中此接口主體包括多個信號格式化器，其中各個信號格式化器格式化各個信號并將各個信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)上；以及總線接口，耦合到用于與總線系統(tǒng)接口的接口主體。
在另一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是一種方法和完成此方法的裝置，用于處理通信系統(tǒng)的接口模塊上的信號，包括以下步驟接收到接口模塊中的信號，其中信號包括多個傳送模式信號；格式化已接收的信號以便在總線系統(tǒng)上傳輸；以及將已格式化的信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)上。
在另外一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是區(qū)別要通過數(shù)字系統(tǒng)發(fā)送的同步傳送模式數(shù)據(jù)單元與異步傳送模式數(shù)據(jù)單元的方法，包括以下步驟在同步傳送模式數(shù)據(jù)單元中插入異步識別符；和給同步傳送模式數(shù)據(jù)單元的異步識別符分配異步識別符值。其中此異步識別符值表示同步傳送模式數(shù)據(jù)單元不是異步傳送模式數(shù)據(jù)單元。
在附加一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是從混合傳送模式接口中接收的異步傳送模式信元中濾除同步傳送模式信元的方法，包括以下步驟從混合傳送模式接口中接收數(shù)據(jù)信元，其中此數(shù)據(jù)信元包括同步傳送模式信元或異步傳送模式信元；從此數(shù)據(jù)信元中讀出識別符；和利用已讀出的識別符來確定此數(shù)據(jù)信元是包括同步傳送模式信元還是包括異步傳送模式信元。
在還一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是濾除從混合傳送模式接口中接收的異步傳送模式信元的方法，包括以下步驟從混合傳送模式接口中接收信元，其中此信元包括異步傳送模式信元或一個或多個傳送模式信元之一，其中這一個或多個傳送模式信元中的每一個信元不包括異步傳送模式信元，其中這一個或多個傳送模式信元中的每一個信元包含虛擬路徑識別符；從此信元中讀出此虛擬路徑識別符；確定此虛擬路徑識別符是否與預(yù)先分配的虛擬路徑識別符一致；在此虛擬路徑識別符與預(yù)先分配的虛擬路徑識別符不一致的情況下，拋棄此信元；和在此虛擬路徑識別符與預(yù)先分配的虛擬路徑識別符一致的情況下，拷貝此信元。
在還有一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是包括單傳送模式接口模塊的通信系統(tǒng)的接口模塊，此接口模塊包括一個或多個信號格式化器，其中此單傳送模式接口模塊適用于與多傳送模式總線系統(tǒng)接口。此多傳送模式總線系統(tǒng)傳送包括多個傳送模式信號的信號，并且一個或多個信號格式化器格式化信號以便在多傳送模式總線系統(tǒng)上傳輸，其中這一個或多個信號格式化器拷貝從多傳送模式總線中接收的多個傳送模式信號中的各個信號。
在一個補充實施例中，本發(fā)明的特征可以是異步傳送模式接口模塊，包括一個或多個線路接口，用于從一個或多個通信線路中接收信號和發(fā)送信號給一個或多個通信線路；以及多路復(fù)用器，耦合到這一個或多個線路接口。ATM適應(yīng)層1分段與再裝配單元耦合到所述多路復(fù)用器，并且ATM適應(yīng)層5分段與再裝配單元耦合到所述多路復(fù)用器。信元格式化器耦合到ATM適應(yīng)層1分段與再裝配單元和ATM適應(yīng)層5分段與再裝配單元，并且信元總線接口耦合到信元格式化器。
在一個附加的實施例中，本發(fā)明的特征可以是能操作在兩個配置的傳送模式之一中的雙傳送模式接口模塊。此雙傳送模式接口包括多個通信線路接口、耦合到這多個通信線路接口中的各個通信線接口的多個通信線路成幀器以及耦合到這多個通信線路成幀器中每一個成幀器的同步信號緩沖器接口邏輯。異步信號分段與再裝配單元耦合到這多個通信線路成幀器中的每一個成幀器，并且異步信號緩沖器耦合到異步信號分段與再裝配單元。此雙傳送模式接口還包括耦合到同步信號緩沖器接口邏輯和異步信號分段與再裝配單元的雙傳送模式信號格式化器，其中此雙傳送模式信號格式化器適于操作在或同步傳送模式或異步傳送模式中，并且此雙傳送模式信號格式化器不操作在同步傳送模式與異步傳送模式二者中。緩沖器耦合到此雙傳送模式信號格式化器，并且總線接口耦合到此雙傳送模式信號格式化器。
在另一個附加實施例中，本發(fā)明的特征可以是濾除通信系統(tǒng)的接口模塊上的異步傳送模式信元的方法，包括以下步驟接收到接口模塊中的異步傳送模式信元；確定此異步傳送模式信元的虛擬路徑識別符是否與預(yù)先分配的虛擬路徑識別符一致；在此異步傳送模式信元的虛擬路徑識別符與預(yù)先分配的虛擬路徑識別符一致的情況下，匹配此異步傳送模式信元的虛擬信道識別符與虛擬信道識別符查找表中的多個虛擬信道識別符；和在此異步傳送模式信元的虛擬路徑識別符與預(yù)先分配的虛擬路徑識別符不一致的情況下，匹配此異步傳送模式信元的虛擬路徑識別符與虛擬路徑識別符查找表中的多個預(yù)先分配的虛擬路徑識別符。
在另一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是至通信系統(tǒng)的異步傳送模式接口模塊，包括一個或多個通信線路接口，用于耦合到一個或多個通信線路；一個或多個線路成幀器，耦合到通信線路接口；以及分段與再裝配單元，耦合到這一個或多個通信線路成幀器。此模塊也包括耦合到分段與再裝配單元的異步傳送模式信元格式化器和耦合到此異步傳送模式信元格式化器的時間計劃存儲器。此時間計劃存儲器包含異步傳送模式信元格式化器將異步傳送模式信元多路復(fù)用到所分配的信元總線時隙中的時間計劃。信元總線接口也耦合到此異步傳送模式信元格式化器。
在還有一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是將異步信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)上的方法，包括以下步驟接收到接口模塊中的異步信號；和根據(jù)所存儲的時間計劃將異步信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)的時隙中。
在另外一個實施例中，本發(fā)明的特征可以是根據(jù)異步傳送模式信元的虛擬信道識別符執(zhí)行虛擬信道識別符查找表的方法，包括以下步驟從此異步傳送模式信元中提取虛擬信道識別符；使用此異步傳送模式信元的虛擬信道識別符作為到虛擬信道識別符查找表的索引；在虛擬信道查找表的單個查找中確定是接受還是拋棄此異步傳送模式信元；和在虛擬信道識別符查找表的單個查找中確定此異步傳送模式信元是AAL1異步傳送模式信元還是AAL5異步傳送模式信元。
在另一個附加實施例中，本發(fā)明的特征可以是根據(jù)異步傳送模式信元的虛擬信道識別符執(zhí)行虛擬信道識別符查找表的方法，包括以下步驟從此異步傳送模式信元中提取虛擬信道識別符；使用此異步傳送模式信元的虛擬信道識別符作為到虛擬信道識別符查找表的索引；在虛擬信道查找表的單個查找中確定是接受還是拋棄此異步傳送模式信元；和在虛擬信道識別符查找表的單個查找中確定此異步傳送模式信元是AAL1異步傳送模式信元還是AAL5異步傳送模式信元。
從下面結(jié)合下列附圖給出的本發(fā)明更具體的描述將使本發(fā)明上面和其它方面、特性和優(yōu)點更加顯而易見，其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的一點對多點微波無線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的示意圖；圖2是圖1所示的點對多點微波無線系統(tǒng)實施例的網(wǎng)絡(luò)單元的方框圖；圖3A和3B是圖2所示點對多點系統(tǒng)一個實施例中使用的信道化的示意圖，通過支持多調(diào)制模式的多信道說明頻率重用；圖4是圖2的點對多點系統(tǒng)使用的TDMA超幀空中接口格式的示意圖；圖5是圖4的超幀格式的單個幀的空中接口幀格式的示意圖；圖6是為了在圖5的空中接口幀格式中使用而格式化的業(yè)務(wù)脈沖串的示意圖，說明了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的分離前置碼；圖7A和7B分別是四脈沖串和單脈沖串的示意圖，它們是圖6中所示業(yè)務(wù)脈沖串的數(shù)據(jù)部分的一部分；圖8是圖5的空中接口幀格式的額外開銷部分的示意圖；圖9是如圖2描述的具有連接的服務(wù)專用接口模塊的多模式遠(yuǎn)程終端的功能方框圖；圖10是圖9的多模式遠(yuǎn)程終端中使用的定時恢復(fù)系統(tǒng)的功能方框圖，以恢復(fù)從圖2的多模式集線器終端發(fā)送的定時；圖11A和11B是圖9的多模式遠(yuǎn)程終端或圖14的多模式集線器終端中使用的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器ASIC的功能方框圖；圖12是圖11的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器中進行的并使用圖6所示的分離前置碼特性的參數(shù)估算的功能方框圖；圖13是圖2中描述實施例的集線器場地的方框圖，包含多模式集線器終端和發(fā)射設(shè)備；圖14是如圖2和13描述的具有連接的服務(wù)專用接口模塊的多模式集線器終端的功能方框圖；圖15是多傳輸模式信元總線的一個實施例使用的多傳輸模式信元總線幀格式的示意圖和其如何與圖5的空中接口幀格式相關(guān)；圖16是圖15的多傳輸模式信元總線上發(fā)射的模塊間通信信元格式的示意圖；圖17是圖15的多傳輸模式信元總線上發(fā)射的信元總線數(shù)據(jù)信元格式的方框圖18A和18B是圖15的多傳輸模式信元總線的定時圖；圖19是為在多模式集線器終端的室內(nèi)單元與多模式遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元之間經(jīng)圖2所示的實施例通信的傳輸數(shù)據(jù)執(zhí)行的步驟的流程圖；圖20是圖2的點對多點系統(tǒng)的實施例中使用的四DS1/AAL1服務(wù)專用接口模塊的方框圖；圖21A和21B是圖2的點對多點系統(tǒng)的實施例中使用的TDM DS3服務(wù)專用接口模塊的方框圖；圖22是圖2的點對多點系統(tǒng)的實施例中使用的ATM OC3c服務(wù)專用接口模塊的方框圖；圖23是圖2的點對多點系統(tǒng)的實施例中使用的DS3透明服務(wù)專用接口模塊的方框圖；圖24是由圖23的實施例中的DS3透明SSI模塊格式化的數(shù)據(jù)信元的示意圖；圖25A和25B是圖2的點對多點系統(tǒng)中使用的分別具有8個T1端口的多傳輸模式服務(wù)專用接口模塊和具有4個T1端口和4個LAN端口的多傳輸模式服務(wù)專用接口模塊的功能方框圖；圖26是圖17的為圖2的點對多點系統(tǒng)的多調(diào)制環(huán)境配置的ATM OC3c SSI模塊中使用的ATM交換機的示意圖，說明按需分配多址聯(lián)接(DAMA)技術(shù)以及ATM地址過濾技術(shù)；圖27是說明圖26中描述的按需分配多址聯(lián)接技術(shù)以及ATM地址過濾技術(shù)的流程圖；圖28是標(biāo)準(zhǔn)ATM信元結(jié)構(gòu)的示意圖；圖29是格式化的TDM信元結(jié)構(gòu)的示意圖，包括包含一個ATM專用標(biāo)題和信令數(shù)據(jù)的標(biāo)題部分；和包含根據(jù)點對多點系統(tǒng)的一個實施例使用的脈碼調(diào)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)部分；圖30是由服務(wù)專用接口模塊進行的ATM地址過濾技術(shù)，以便對從混合傳輸模式信號源接收的圖28的ATM信元和圖29的TDM信元過濾的示意圖；圖31A和31B是說明在圖30中描述的ATM地址過濾技術(shù)的兩個變量中執(zhí)行的步驟的流程圖；圖32是耦合到圖9的多模式遠(yuǎn)程終端室內(nèi)單元的擴展室內(nèi)單元的方框圖；圖33是用于經(jīng)擴展光纖鏈路把圖9的多模式遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元與圖32的擴展室內(nèi)單元連接在一起的光纖擴展器模塊的功能方框圖；圖34是說明有關(guān)從圖9的多模式遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元到圖32的擴展室內(nèi)單元的數(shù)據(jù)傳輸中延遲的定時圖；圖35是說明在圖2的點對多點系統(tǒng)的一個實施例中使用的按需分配多址聯(lián)接(DAMA)技術(shù)以便根據(jù)信道狀況動態(tài)改變帶寬的示意圖；圖36是在圖25所示的按需分配多址聯(lián)接技術(shù)中執(zhí)行的步驟的流程圖；圖37是圖2所示的點對多點系統(tǒng)的一個實施例中在集線器場地使用的1∶N冗余系統(tǒng)的方框圖；圖38是為37所示的備用集線器終端檢測圖2的點對多點系統(tǒng)的1∶N冗余實施例中在線集線器終端失敗中采取的步驟的流程圖；圖39A和39B是在本發(fā)明的一個實施例中在圖20、21、25A和25B中描述的在基于TDM的服務(wù)專用接口模塊中使用的緩沖脈碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)和信令的存儲器結(jié)構(gòu)；圖40是與圖39的存儲器結(jié)構(gòu)一起使用的脈碼調(diào)制映射控制結(jié)構(gòu)存儲器，用于緩沖在本發(fā)明的一個實施例中使用的基于TDM的服務(wù)專用接口模塊TDM；圖41是在基于TDM的服務(wù)專用接口模塊中的TDM緩沖中使用的TDM信元的信元格式，以便根據(jù)圖39和40所示的實施例從單個DS0向TDM信元封裝脈碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)和信令；圖42是在基于TDM的服務(wù)專用接口模塊中的TDM緩沖中使用的TDM信元的信元格式，以便根據(jù)圖39和40所示的實施例從多個DS0向單個TDM信元封裝脈碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)和信令；圖43是在基于TDM的服務(wù)專用接口模塊中的TDM緩沖中使用的TDM信元的信元格式，以便根據(jù)圖39和40所示的實施例通過嵌入成幀分組多個DS0；圖44A和44B是說明如圖39至43描述的TDM緩沖的流程圖，該過程針對基于TDM的服務(wù)專用接口模塊的業(yè)務(wù)流進和流出在點對多點系統(tǒng)的基于TDM的SSI模塊中進行；在整個附圖中對應(yīng)的參考符號表示對應(yīng)的部件。
下面的描述是目前認(rèn)為實施本發(fā)明的最好模式，這些說明僅為描述本發(fā)明的一般性原理，而不應(yīng)認(rèn)為是對其的限定。本發(fā)明的范圍應(yīng)參考權(quán)利要求確定。
參見圖1，示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多傳輸模式、多調(diào)制點到多點微波無線系統(tǒng)(下文稱之為點對多點系統(tǒng))結(jié)構(gòu)體系的示意圖。點對多點系統(tǒng)100包括一個中心局102，一個公共交換電話網(wǎng)(PSTN)104，因特網(wǎng)服務(wù)提供商106，和其它網(wǎng)絡(luò)108。點對多點系統(tǒng)100還包括集線器場地110，每個集線器場地具有多模式集線器終端112(下文稱之為集線器終端)和與此有關(guān)的多個多模式遠(yuǎn)程終端114(下文稱之為遠(yuǎn)程終端)。多個遠(yuǎn)程終端114位于多個扇區(qū)(″餅片″)內(nèi)。集線器終端112經(jīng)多條通信鏈路118耦合到多個遠(yuǎn)程終端114。點對多點系統(tǒng)100還包括傳輸網(wǎng)120，和單元管理系統(tǒng)(EMS)122。
公共交換電話網(wǎng)104，因特網(wǎng)服務(wù)提供商106，傳輸網(wǎng)絡(luò)120(也稱為回程)，和其它網(wǎng)絡(luò)108耦合到中心局102。傳輸網(wǎng)絡(luò)120將中心局102耦合到集線器場地110和單元管理系統(tǒng)122。位于集線器場地110的每個集線器終端通過通信鏈路118與扇區(qū)中的相應(yīng)遠(yuǎn)程終端114通信。
在整個說明書中，采用術(shù)語描述點對多點通信系統(tǒng)的特定裝置或狀況。當(dāng)使用短語″多調(diào)制(裝置)″時，是指該裝置采用多種調(diào)制方式的能力。當(dāng)使用短語″多傳輸模式(裝置)″時，是指該裝置支持如同步信號(例如TDM信號)和異步信號(例如ATM信號)之類的多傳輸模式信號的能力。當(dāng)使用短語″多模式(裝置)″時，是指多調(diào)制和多傳輸模式二種特性。此外，信號的術(shù)語是用來一般性地描述通過點對多點系統(tǒng)傳輸?shù)牟煌瑯I(yè)務(wù)類型。
根據(jù)本發(fā)明的該實施例，競爭的市話交換載波(CLEC)使用點對多點系統(tǒng)100，以便向在遠(yuǎn)程終端114與點對多點系統(tǒng)接通的用戶提供各種服務(wù)。中心局102為到和來自點對多點系統(tǒng)100的服務(wù)提供話音和數(shù)據(jù)交換機，以及復(fù)用設(shè)備，同時單元管理系統(tǒng)122(下文稱為EMS)管理點對多點系統(tǒng)，控制中心局102中的交換機和集線器場地110的各種單元以及遠(yuǎn)程終端114。因此，中心局102耦合到為用戶提供的服務(wù)，包括公用交換電話服務(wù)104、因特網(wǎng)、和諸如其它交換載波或數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)之類的其它網(wǎng)絡(luò)108。因此，點對多點系統(tǒng)100向遠(yuǎn)程終端114的用戶提供包括數(shù)據(jù)、話音、和視頻的多媒體服務(wù)。傳輸網(wǎng)絡(luò)120在中心局102和集線器場地110的每個集線器終端112之間分配信息。
對于每個扇區(qū)116，點對多點集線器場地110依據(jù)多個信道和包含遠(yuǎn)程終端114的用戶房屋的位置(圖2中進一步描述)包括一個或多個集線器終端112。每個集線器終端支持該信道的一個子信道。每個子信道是整個頻寬或信道帶寬的子集。為簡化說明，在圖1中，每個扇區(qū)僅示出一個集線器終端112(也稱為扇區(qū)無線設(shè)備)。每個集線器終端112是用于與其特定扇區(qū)116內(nèi)的遠(yuǎn)程終端114通信的扇區(qū)無線設(shè)備。每個集線器終端112(扇區(qū)無線設(shè)備)經(jīng)通信鏈路118與遠(yuǎn)程終端114，也是扇區(qū)無線通信。用戶能通過用戶接口或服務(wù)專用接口模塊(下文稱之為SSI模塊)連接到遠(yuǎn)程終端114。下面進一步描述從SSI模塊向用戶設(shè)備擴展的T1或E1線，以及其它通信線路。T1和E1線路是電信領(lǐng)域中熟知的，在此不進一步說明。
該實施例的點對多點系統(tǒng)100有利于在時分多址/時分多址方式(TDMA/TDMA)中經(jīng)通信鏈路118發(fā)射。這表明在下行鏈路方向(從集線器終端112到遠(yuǎn)程終端114)，無線接口是時分多址鏈路，在上行鏈路方向(從遠(yuǎn)程終端114到集線器終端112)，無線接口是時分多址鏈路。與現(xiàn)有技術(shù)點對多點系統(tǒng)的區(qū)別在于以時分復(fù)用(TDM)方式發(fā)射或在下行鏈路方向連續(xù)發(fā)射。在下行鏈路中使用TDMA(也稱為不連續(xù)發(fā)射)便于在集線器終端部署波束轉(zhuǎn)換天線(也可以是分扇區(qū)的天線)。如參考圖3A、3B和14更詳細(xì)描述的，波束轉(zhuǎn)換天線減少干擾并提高發(fā)射范圍。作為替換，點對多點系統(tǒng)100可在下行鏈路中使用連續(xù)發(fā)射，然而，遺憾的是，波束轉(zhuǎn)換天線不能象在優(yōu)選實施中理想使用的那樣使用。
除在下行鏈路中以TDMA方式工作外，構(gòu)成本實施例的點對多點系統(tǒng)以采用多傳輸模式傳送信號。具體地說，該實施例的點對多點系統(tǒng)能與異步信號，即如異步傳輸模式(ATM)之類異步發(fā)射的信號以及同步信號，即諸如時分復(fù)用(TDM)之類的同步發(fā)射的信號接通。發(fā)送異步信號而與特定時間無關(guān)，并根據(jù)標(biāo)題信息路由選擇異步信號，而同步信號是根據(jù)特定時間發(fā)送的，并根據(jù)接收的時間路由選擇?，F(xiàn)有技術(shù)的點對多點系統(tǒng)可以全部為同步(例如TDM)或全部為異步(例如ATM)，因此，當(dāng)TDM和ATM二者都采用時，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)需要兩組冗余下屬結(jié)構(gòu)。由于用戶現(xiàn)在不僅能利用很好建立的基于TDM的話音服務(wù)的優(yōu)點，而且還可使用高速數(shù)據(jù)和多媒體ATM服務(wù)，使系統(tǒng)以兩種傳輸模式服務(wù)特別有利。有利的是，使用構(gòu)成點對多點系統(tǒng)100的單個下屬結(jié)構(gòu)都可采用這兩種傳輸模式。下面進一步討論點對多點系統(tǒng)如何能夠執(zhí)行基于ATM和基于TDM通信的細(xì)節(jié)。
本實施例點對多點系統(tǒng)的集線器終端112(是扇區(qū)無線設(shè)備)和遠(yuǎn)程終端114(也是扇區(qū)無線設(shè)備)也有助于包含在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上生成能夠使用多調(diào)制模式發(fā)射的空中幀格式的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器。因此，單個集線器終端112可采用一種調(diào)制模式發(fā)射一個脈沖串并采用另一種調(diào)制模式發(fā)射下一個脈沖串。這樣能使集線器終端112向其特定扇區(qū)116中的所有遠(yuǎn)程終端114發(fā)射，而與每個遠(yuǎn)程終端114采用何種調(diào)制模式或其位于哪個區(qū)域無關(guān)。
在現(xiàn)有技術(shù)的點對多點系統(tǒng)中，一個區(qū)域116中的n種調(diào)制模式需要n個無線設(shè)備(集線器終端112)，從而使n個無線中的每一個采用不同調(diào)制模式發(fā)射。并且，在給定扇區(qū)內(nèi)采用多調(diào)制模式是一般應(yīng)用的一種例外情況。相反，僅當(dāng)信道狀況為高質(zhì)量時可采用更高級的調(diào)制模式。因此，這些更高級的調(diào)制模式通常用于實現(xiàn)與相對靠近集線器終端112的遠(yuǎn)程終端114的通信。另一方面，當(dāng)遠(yuǎn)程終端114在更遠(yuǎn)的區(qū)域中時，需要采用更健全的調(diào)制模式以減少比特誤碼率。并且在每個扇區(qū)116內(nèi)可定義兩個或多個區(qū)域，遠(yuǎn)程終端114在每個區(qū)域中采用最高級的調(diào)制模式(最大比特/秒/Hz)，以便足以得到低比特誤碼率。結(jié)果是，現(xiàn)有技術(shù)的點對多點系統(tǒng)對于多傳輸模式不僅對每個扇區(qū)116要求多個集線器終端112，而且還要求每個扇區(qū)116有多集線器終端112以支持多調(diào)制模式。因此，例如，每個扇區(qū)116可能需要六個集線器終端112以支持每個扇區(qū)的兩種傳輸模式和三種調(diào)制模式(例如，如果采用1∶1冗余系統(tǒng)，不必考慮將使集線器終端數(shù)量加倍的冗余)。構(gòu)成本實施例的點對多點系統(tǒng)的各種部件以處理多傳輸模式和多調(diào)制模式能力并在整個說明書中描述。
因此，集線器終端112和遠(yuǎn)程終端114能夠采用異步(ATM)和同步(TDM)兩種傳輸模式發(fā)射和接收。此外，集線器終端112和遠(yuǎn)程終端114可在TDMA/TDMA空中接口幀格式內(nèi)在脈沖串接脈沖串基礎(chǔ)上使用諸如四相移鍵控(QPSK)、16正交幅度調(diào)制(16-QAM)、和64正交幅度調(diào)制(64-QAM)之類的多調(diào)制模式調(diào)制和解調(diào)這些信號。該系統(tǒng)不限于這些調(diào)制，并可針對例如BPSK、32-QAM、128-QAM、和256-QAM構(gòu)成。
通常，該點對多點系統(tǒng)在城市或都市的商業(yè)區(qū)或其它指定區(qū)中工作。在該區(qū)域中，潛在用戶集中。在整個指定區(qū)域擴展諸如高速同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)環(huán)路之類的傳輸網(wǎng)絡(luò)120。SONET環(huán)路在本領(lǐng)域中是熟知的。還在整個指定區(qū)中擴展集線器場地110并連接到傳輸網(wǎng)絡(luò)120。中心局102經(jīng)SONET環(huán)路切換向在集線器場地110的集線器終端112提供的服務(wù)。每個集線器終端112具有一個位于放置集線器場地110的集線器場地建筑內(nèi)的室內(nèi)單元(也稱為信道處理單元)，該室內(nèi)單元耦合到傳輸網(wǎng)絡(luò)120。每個集線器終端112還具有一個通常位于集線器場地建筑房頂?shù)氖彝鈫卧?也稱為收發(fā)信機單元)，集線器終端112的室外單元與通常位于用戶房屋屋頂?shù)倪h(yuǎn)程終端114的對應(yīng)室外單元通信。遠(yuǎn)程終端112的室外單元與用戶房屋內(nèi)遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元通信。用戶通過安裝在遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元內(nèi)的多個服務(wù)專用接口模塊(SSI模塊)中的一個與點對多點系統(tǒng)對接。
每個集線器終端112和其相應(yīng)遠(yuǎn)程終端114之間的通信鏈路是視線微波無線通信鏈路的線路，從而依據(jù)集線器終端112選擇的調(diào)制模式按距離限定通信鏈路118。例如，以QPSK調(diào)制的信號以可接受的比特誤碼率(BER)，即約10-12或更低通常僅傳輸約3km。以64-QAM調(diào)制的信號以可接受的比特誤碼率傳輸更短的距離。此外，由室外單元或收發(fā)信機單元的發(fā)射功率輸出限定微波無線信號。雖然本實施例中的通信鏈路118是微波無線信號，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于微波信號而可有其它變化，而很可能包括其它媒體(或這些媒體的組合)，例如本領(lǐng)域中已知的那些媒體，如有線、電纜、和電力線通信鏈路。此外，點對多點系統(tǒng)100不限于地面應(yīng)用。該點對多點系統(tǒng)可包括集線器場地和在它們之間具有衛(wèi)星鏈路的地球站的遠(yuǎn)程終端。因此，多傳輸模式、多調(diào)制通信的概念擴展到所有點對多點通信的形式。
參見圖2，示出根據(jù)圖1實施例的點對多點微波無線系統(tǒng)200的方框圖。點對多點系統(tǒng)200中的每個遠(yuǎn)程終端114(多模式遠(yuǎn)程終端)包括一個室內(nèi)單元202，服務(wù)專用接口模塊(下文稱之為SSI模塊)204，室外單元206，內(nèi)部設(shè)備鏈路208，和通信鏈路210。集線器場地110的集線器終端112(多模式集線器終端)包括室外單元212，集線器室內(nèi)單元214，內(nèi)部設(shè)備鏈路216，數(shù)字信號3TDM SSI模塊218(下文稱之為TDM-DS3 SSI模塊)，ATM光載波電平3c SSI模塊(下文稱之為ATM-OC3c SSI模塊)，DS3線222，OC3c線224，DS3透明SSI模塊(未示出并且也包括在集線器場地110中)，和包括TDM復(fù)用器(TDM MUX)226和任選ATM復(fù)用器(ATM MUX)228的任選發(fā)射設(shè)備252。發(fā)射設(shè)備252通過傳輸網(wǎng)絡(luò)246(也稱為回程)耦合到中心局102。中心局102包括任選TDM復(fù)用器230，任選ATM復(fù)用器232，數(shù)據(jù)交換機234，話音交換機236，DS1/DS3線238，OC3c/Oc12c線240，專用線250，和EMS122內(nèi)的單元管理器244。公用設(shè)備248包括剩余的集線器終端112。
用戶通過位于用戶房屋的遠(yuǎn)程終端114與點對多點系統(tǒng)200接通。SSI模塊204插入到設(shè)置在遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202(或信道處理單元)底盤的服務(wù)專用接口端口或縫隙(下文稱之為SSI端口)中。
遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元202(信道處理單元)位于用戶房屋內(nèi)。遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202通過SSI模塊204復(fù)用到和來自用戶和點對多點系統(tǒng)的業(yè)務(wù)。室內(nèi)單元202耦合到內(nèi)部設(shè)備208，并在一個單元中包括多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器、空中幀格式化邏輯電路(在圖9的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器和總線控制器內(nèi))和用戶接口復(fù)用器功能。如參考圖20-25B討論的，遠(yuǎn)程終端114的每個室內(nèi)單元202(信道處理單元)有四個SSI端口，以使幾個不同的用戶接口或服務(wù)專用接口模塊204到T1或E1線。與室內(nèi)單元202的處理器連接的SSI模塊204將同步信號(例如TDM)與異步信號(例如ATM)復(fù)用到室內(nèi)單元202中。SSI模塊204將TDM和ATM業(yè)務(wù)復(fù)用到多傳輸模式信元總線上(見圖15-18)。另外，SSI模塊進行特有的TDM緩沖技術(shù)(見圖39-44B)和ATM地址過濾技術(shù)(見圖30-31B)，以使SSI模塊為多傳輸模式信元總線格式化ATM和TDM業(yè)務(wù)。多傳輸模式信元總線具有總線幀格式(見圖15)，以使TDM信元和ATM信元二者可互換地放置在其上。
因此，不需要改變點對多點系統(tǒng)的其余部分來采用TDM和ATM傳輸模式傳輸信號。SSI模塊(在遠(yuǎn)程終端114和集線器終端112)的信元格式化器(也稱為信號格式化器)將TDM業(yè)務(wù)或信號格式化成與標(biāo)準(zhǔn)ATM信元(即53字節(jié))相同大小的TDM信元。因此，SSI模塊204的信元格式化器以這樣一種方式格式化TDM信元和ATM信元，使它們對點對多點系統(tǒng)的其余部分呈現(xiàn)相同的信元類型；然而，SSI模塊已格式化TDM信元和ATM信元，以便在接收通信終端的SSI模塊區(qū)分它們。因此，多傳輸模式信元總線傳送信元，以使其不區(qū)分這些信元是TDM信元還是ATM信元。多傳輸模式信元總線上的混合業(yè)務(wù)(TDM和ATM信元)直接映射到對應(yīng)的空中接口幀格式(見圖5和15)，以便在通信鏈路210上發(fā)射。在通信鏈路210上接收混合業(yè)務(wù)并從空中接口幀格式映射回多傳輸模式信元總線幀格式(見圖15)。多傳輸模式信元總線將混合業(yè)務(wù)傳送到SSI模塊204，其中SSI模塊204的信元格式化器(即信號格式化器)從ATM信元分類和分離TDM信元。如TDM系統(tǒng)中通常進行的，根據(jù)帶有時間規(guī)劃的時隙對TDM信元分類，同時根據(jù)標(biāo)題信息對ATM信元分類。因此，點對多點系統(tǒng)200通過以特有的幀結(jié)構(gòu)格式化TDM數(shù)據(jù)和ATM信元并在SSI模塊204(有關(guān)SSI模塊更多的細(xì)節(jié)見圖20-25B)將它們復(fù)用到點對多點系統(tǒng)200內(nèi)和外能夠傳送ATM和TDM。在整個說明書中討論該操作的細(xì)節(jié)。
遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202進一步支持插入到SSI端口之一以允許連接到擴展室內(nèi)單元的光纖擴展器模塊。這樣允許可被遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202支持的用戶接口(即SSI模塊)的數(shù)量線性增長。參見圖32-34討論光纖擴展器模塊和擴展室內(nèi)單元。
遠(yuǎn)程終端114的室外單元206(ODU)(或收發(fā)信機單元)通常安裝在用戶房屋的屋頂上。遠(yuǎn)程終端114的室外單元206經(jīng)內(nèi)部設(shè)備鏈路208與遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202通信，和通過作為微波無線通信鏈路210的通信鏈路與集線器終端112通信。遠(yuǎn)程終端114的室外單元206包括天線，功率放大器，低噪聲接收機，轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部設(shè)備鏈路接可口，和校正特征，并在圖9中進一步描述。
內(nèi)部設(shè)備鏈路208(IFL)包括將遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202(也稱為信道處理單元)連接到遠(yuǎn)程終端的室外單元206(也稱為收發(fā)信機單元)的單根同軸電纜，并參見圖7進一步描述。內(nèi)部設(shè)備鏈路208傳送操作遠(yuǎn)程終端114的室外單元206的DC功率、控制信號、和參考頻率。內(nèi)部設(shè)備鏈路208從遠(yuǎn)程終端114的室外單元206到遠(yuǎn)程終端114的室單元202使用70MHz的頻率，從遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202到遠(yuǎn)程終端114的室外單元206使用160MHz的頻率。
通信鏈路210或空中接口210是38GHz的微波無線信道。雖然可采用寬范圍的頻率，本發(fā)明的點對多點系統(tǒng)200支持下列頻率5.2GHz、24GHz、28GHz、和38GHz。本實施例的信道化將50MHz的信道分成4個子信道，每個子信道為12.5MHz，并且每個子信道以10Msp的碼元速率操作。另外，點對多點系統(tǒng)可使用多個50MHz的信道，以使每個扇區(qū)內(nèi)有多于一個集線器終端112并使用相同的10Msp碼元速率。信道化不限于被分成采用專用碼元速率的4個子信道的50MHz信道?？蛇x擇多種信道帶寬并分成采用各種碼元速率的多種子信道。另外，如圖3A和3B所描述的，頻率再用能力可用于多個頻率信道。
如上所述，點對多點系統(tǒng)200在上行鏈路和下行鏈路兩個方向以TDMA/TDMA格式通過通信鏈路210操作。所發(fā)射的信號包括在相同空中接口幀格式內(nèi)混合的TDM和ATM兩種業(yè)務(wù)。在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上采用多調(diào)制模式調(diào)制信號。本實施例采用四相移鍵控(QPSK)、16正交幅度調(diào)制(16-QAM)、和64正交幅度調(diào)制發(fā)射。點對多點系統(tǒng)支持相同TDMA幀中的所有三種脈沖串類型。實際上，QPSK以更慢的比特率工作并用來增加該系統(tǒng)的范圍；更靠近遠(yuǎn)程終端則采用64-QAM以獲得更好的頻譜效率；16-QAM用于中距離遠(yuǎn)程終端114較理想。(然而，應(yīng)指出，由于在該范圍中的信道在下雨衰減期間趨于迅速降低并需更視線功能，本實施例的特性，例如多調(diào)制模式的可用性在微波范圍內(nèi)特別有利)。此外，空中接口幀格式上的脈沖串大小不同，以便在空中接口幀格式內(nèi)混合和匹配(見圖5)。
點對多點系統(tǒng)200的集線器場地110通過由至少一個采用子信道的集線器終端112(扇區(qū)無線設(shè)備)服務(wù)的每個扇區(qū)支持多扇區(qū)、多頻率信元。它包括兩個主要部件集線器終端112(也稱為多模式集線器終端)和發(fā)射設(shè)備252。參考圖9和10進一步討論集線器終端112。圖2示出一個集線器終端112，而其余的集線器終端表示為公用設(shè)備248。每個集線器終端112采用多調(diào)制模式(QPSK、16-QAM、和64-QAM)發(fā)射和接收多傳輸模式信號(例如ATM和TDM)，正如遠(yuǎn)程終端114采用多傳輸模式和采用多調(diào)制模式發(fā)射和接收信號。每個集線器終端112(扇區(qū)無線設(shè)備)具有一個信道處理單元214(室內(nèi)單元214)和一個收發(fā)單元212(室外單元212)。具有一個室外單元212的集線器終端112可與特定扇區(qū)內(nèi)的遠(yuǎn)程終端114通信，而與從集線器終端112定位遠(yuǎn)程終端114的區(qū)域(即輻射距離)無關(guān)。這是對每個扇區(qū)的每個區(qū)域需要一個無線的常規(guī)點對多點系統(tǒng)的改進。因此，現(xiàn)有技術(shù)的點對多點系統(tǒng)需要n個無線，其中n等于扇區(qū)數(shù)量乘以該扇區(qū)中區(qū)域的數(shù)量。本實施例的每個扇區(qū)僅需要1個無線，而與區(qū)域數(shù)量無關(guān)。
一個扇區(qū)(″餅片″)中的區(qū)域一般被認(rèn)為是距集線器終端的兩個距離之間的面積。然而，由在遠(yuǎn)程終端的接收機和集線器終端的接收機可達(dá)到的信道質(zhì)量更精確地定義區(qū)域。因而可根據(jù)信道質(zhì)量將遠(yuǎn)程終端″分組″，遠(yuǎn)程終端接收信道質(zhì)量越高被認(rèn)為是在越″近″的區(qū)域，遠(yuǎn)程終端接收信道質(zhì)量越低被認(rèn)為是越″遠(yuǎn)″的區(qū)域中。由于信道質(zhì)量一般對應(yīng)于輻射距離，這些術(shù)語可與參考術(shù)語″區(qū)域″互換使用。例如，非常接近(例如達(dá)1000m)集線器終端的遠(yuǎn)程終端可以在一個區(qū)域中，而遠(yuǎn)離的遠(yuǎn)程終端(例如3km)在另一個區(qū)域中。兩個遠(yuǎn)程終端在同一個扇區(qū)中，但距集線器終端的″距離″不同。因此，在靠近的遠(yuǎn)程終端114和集線器終端112之間可能是更高級的調(diào)制(需要更多比特/秒/Hz)，同時需要使用更低級調(diào)制(需要更少比特/秒/Hz)的集線器終端112與較遠(yuǎn)的遠(yuǎn)程終端通信。
本實施例對現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的改進在于本實施例不是每個扇區(qū)中的每個區(qū)域都需要一個集線器終端112。取而代之的是每個集線器終端112可采用多調(diào)制模式發(fā)射；因而可與其扇區(qū)內(nèi)的所有遠(yuǎn)程終端114通信，而與該遠(yuǎn)程終端所在的區(qū)域無關(guān)。
集線器場地110還可包括帶有TDM復(fù)用器226和ATM復(fù)用器228的發(fā)射設(shè)備252到傳輸網(wǎng)絡(luò)246。在本實施例中發(fā)射設(shè)備252是任選的，如果發(fā)射設(shè)備不在集線器場地，在中心局102設(shè)置類似的設(shè)備。
另外，在所給出的集線器終端的設(shè)計中不需要集中器。在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，集中器把集中的業(yè)務(wù)分解到分離的業(yè)務(wù)流中，每個業(yè)務(wù)流到不同方式調(diào)制的集線器終端112。由于本實施例中的單個集線器終端在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上采用多種調(diào)制發(fā)射，因而不需要集中器。″集中的″業(yè)務(wù)簡單地直接發(fā)送到經(jīng)空中發(fā)射復(fù)用業(yè)務(wù)的集線器終端112。
集線器終端112的室外單元212與遠(yuǎn)程終端114的室外單元206相同。集線器終端的室外單元212包括一個集成的38GHz收發(fā)信機和天線。發(fā)射和接收頻帶相對于遠(yuǎn)程終端114的室外單元206的發(fā)射和接收頻帶交換發(fā)射和接收頻帶。集線器終端112的室外單元212通常位于包含該集線器場地110的建筑物頂部。
與遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202類似，集線器終端112的室內(nèi)單元214(信道處理單元)通過內(nèi)部設(shè)備鏈路216連接到集線器終端112的室外單元212(收發(fā)信機單元)。內(nèi)部設(shè)備鏈路216是為室外單元212傳送功率、參考頻率、上行鏈路和下行鏈路中頻信號、和遙測鏈路的單根同軸電纜。
在集線器終端112的室內(nèi)單元214與遠(yuǎn)程終端114的室內(nèi)單元202類似。室內(nèi)單元214也采用多種調(diào)制模式支持多種傳輸模式信號。室內(nèi)單元214包括中頻收發(fā)信機部分，信道和控制處理器，和三種到發(fā)射設(shè)備252的接口。第一種接口是圖21中描述的TDM-DS3 SI模塊218，以支持DS3連接到TDM復(fù)用器來傳送TDM業(yè)務(wù)。第二種是DS3透明SSI模塊(未示出)。圖23中描述的DS3透明SSI模塊成為集線器終端112和遠(yuǎn)程終端114之間的點對點鏈路。這種點對點鏈路使用無線的整個帶寬(例如12.5MHz)，并且在一點對多點系統(tǒng)內(nèi)可生成點對點鏈路的情況下是唯一的(見圖23)。第三種是圖22描述的ATM-OC3c SSI模塊220，用于向ATM復(fù)用器228傳送帶有ATM信元的業(yè)務(wù)。參考圖13和14更詳細(xì)地描述集線器場地110和集線器終端112。應(yīng)指出，DS3是數(shù)字信號電平3，OC3c是連在一起的光載波電平3，二者在電信領(lǐng)域中是已知的。
用1∶1冗余交換支持集線器終端112。對于每個集線器終端112，存在著一對一的冗余單元(206，212)和室內(nèi)單元(202，214)。例如，如果集線器終端112的室內(nèi)單元214或集線器終端112的室外單元212失敗，自動切換包括一個室外單元(未示出)和室內(nèi)單元(未示出)的備用集線器終端(未示出)，以代替失敗的集線器終端112。因此，每個集線器終端112需要一個備用集線器終端。圖13中示出1∶1冗余系統(tǒng)。
作為替換，可將一個新的1∶N冗余系統(tǒng)用于相同扇區(qū)內(nèi)的集線器終端112并具有與參考圖37描述的相同天線輪廓。
發(fā)射設(shè)備復(fù)用來自集線器終端112的所有室內(nèi)單元214和來自傳輸網(wǎng)絡(luò)246的業(yè)務(wù)。利用TDM復(fù)用器226和ATM復(fù)用器228實現(xiàn)基于TDM和基于ATM二者的復(fù)用。如上所述，傳輸網(wǎng)絡(luò)246可以是同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)環(huán)路。SONET環(huán)路是在整個定義的區(qū)域下運行的光纜環(huán)路。它是一種傳輸同步(TDM)或異步(ATM)業(yè)務(wù)的高速載波。
在另一個實施例中，可以用從發(fā)射設(shè)備252到傳輸網(wǎng)絡(luò)246(或回程下屬機構(gòu))的無線通信鏈路(未示出)代替回程有線線路。無線通信鏈路可以是與集線器終端112和相應(yīng)的遠(yuǎn)程終端114之間的通信鏈路210非常相似的微波無線通信鏈路。天線，例如第一個12″天線耦合到發(fā)射設(shè)備252，對應(yīng)的天線，例如第二個12″天線耦合到傳輸網(wǎng)絡(luò)246。該天線將具有非常窄的射束寬度(例如2-3度)以允許比更寬的角度天線更大的范圍。該實施例允許集線器場地110和傳輸網(wǎng)絡(luò)246之間約5至10英里的距離。
中心局102為點對多點系統(tǒng)200提供交換并包含單元管理系統(tǒng)122(EMS)。發(fā)射設(shè)備交替地位于中心局并根據(jù)其實施。作為替換，EMS122不包含在中心局102中。在中心局102的發(fā)射設(shè)備是用于TDM業(yè)務(wù)的TDM復(fù)用器230，用于ATM業(yè)務(wù)的ATM復(fù)用器232，數(shù)據(jù)交換機234，話音交換機236，DS1或DS3線238，OC3c/OC12c線240，和STM-1線(未示出)。其它專用線250耦合到諸如PSTN、因特網(wǎng)服務(wù)提供商和局間載波之類的其它數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)。數(shù)據(jù)交換機234和話音交換機236控制哪些數(shù)據(jù)和話音信號進入TDM復(fù)用器230和ATM交換機232。DS1線238是T1線或E1線，而DS3線238傳送一組28個T1流。OC3c和OC12c線240是ATM專用線。STM-1線還在歐洲模式的點對多點系統(tǒng)100中使用。配置STM-1線以ATM或TDM模式運行。例如，TDM STM-1線將替代DS3線222和238，而ATMSTM-1線將替代OC3c線224和240。該發(fā)射設(shè)備和各種線路在本領(lǐng)域中是熟知的。
中心局102的單元管理系統(tǒng)(EMS)122包含對點對多點系統(tǒng)進行脫網(wǎng)管理功能的單元管理器244。實際上，單元管理器244是通常用于包括一個大地區(qū)顯示的點對多點系統(tǒng)的基于UNIX的工作站?？膳渲貌僮髌鞑腅MS122監(jiān)測點對多點系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。在一個實施例中，EMS122使用廣域網(wǎng)(WAN)與點對多點系統(tǒng)中的所有集線器場地110通信。WAN通過位于每個集線器場地110的局域網(wǎng)(LAN)路由器與每個集線器場地110通信，每個集線器場地110將WAN耦合到每個集線器場地110的LAN。這是一種常規(guī)方式，其中EMS122管理集線器場地110。圖13示出LAN路由器。集線器場地的ALN與集線器終端112的各個室內(nèi)單元214通信(見圖13)。從集線器LAN到WAN的傳輸經(jīng)常是分離的陸線T1線，或作為替換，可如下面討論的，將其復(fù)用到DACS230中。
在另一個實施例中，單元管理系統(tǒng)122使用帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通過經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)246(回程)發(fā)送的消息與點對多點系統(tǒng)200的集線器場地110通信。該消息通過傳輸網(wǎng)絡(luò)246和ATM復(fù)用器228使用AAL5(ATM適應(yīng)層電平5)作為TCP/IP后幀轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送。ATM OC3c SSI模塊220接收如圖22所述的消息。該方法與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的區(qū)別在于通過分離陸線通信。它更經(jīng)濟，并取消為了廣域網(wǎng)與集線器場地110的LAN通信而保持到集線器場地110的分離陸線的需要。
此外，應(yīng)該指出，在優(yōu)選實施例中，整個說明書中將點對多點系統(tǒng)描述為具有多傳輸模式能力和多調(diào)制能力。點對多點系統(tǒng)不限于具有這兩種能力的點對多點系統(tǒng)。例如，可構(gòu)成點對多點系統(tǒng)的一個實施例發(fā)射和接收多傳輸模式信號(例如同步和異步)而沒有多調(diào)制能力。該實施例不需要多調(diào)制的調(diào)制解調(diào)器并可包含本領(lǐng)域中已知的單調(diào)制的調(diào)制解調(diào)器。在另一個實施例中，點對多點系統(tǒng)可具有多調(diào)制能力而沒有多傳輸模式能力。在該實施例中，專門設(shè)計的SSI模塊和多傳輸模式信元總線可不改進地工作。因此，集線器終端和遠(yuǎn)程終端可在一個實施例中包括多傳輸模式無線設(shè)備，而在另一個實施例中包括多調(diào)制無線設(shè)備。
本實施例與諸如發(fā)射設(shè)備252的部件、傳輸網(wǎng)絡(luò)246、和中心局102之類的常規(guī)設(shè)備完全兼容。點對多點系統(tǒng)200進一步支持現(xiàn)有服務(wù)和接口；然而，必須改變常規(guī)SSI模塊以便與多傳輸、多調(diào)制系統(tǒng)連接。下面描述該實施例能使用和操作該系統(tǒng)的點對多點系統(tǒng)的各個方面。
接下來參考圖3A和3B，示出圖2所示的點對多點系統(tǒng)一個實施例中使用的信道化示意圖，說明在支持多調(diào)制模式的集線器場地通過多信道的頻率再用。圖3A說明了由第一頻率302和第二頻率304表示的兩個信道(例如50MHz頻道)的頻率再用。在相鄰扇區(qū)，例如第一扇區(qū)306和第二扇區(qū)308中由在集線器場地的相應(yīng)集線器終端使用第一頻率302和第二頻率304。然后，在交替扇區(qū)，例如第三扇區(qū)310等中重新使用第一頻率302。一個交替扇區(qū)是指緊接該相鄰扇區(qū)的扇區(qū)。例如，使用第一頻率302的第三扇區(qū)310是第一扇區(qū)306的一個交替扇區(qū)，而使用第二頻率304的第二扇區(qū)308與第一扇區(qū)306相鄰。圖3A中所示的第一扇區(qū)306和第二扇區(qū)308是90度扇區(qū)。
有利的是，每個扇區(qū)，例如第一扇區(qū)302和第二扇區(qū)304支持第一頻道和第二頻道的相應(yīng)頻率子信道。每個子信道在90度扇區(qū)內(nèi)支持多調(diào)制模式(例如QPSK、16-QAM、和64-QAM，但不限于這些調(diào)制模式)。相反，現(xiàn)有技術(shù)的頻率再用僅支持每個子信道一種調(diào)制模式，并且不支持在使用相同頻率的交替扇區(qū)中重新使用的多于一種調(diào)制模式。
該實施例中的頻率再用支持64-QAM調(diào)制，由于64-QAM調(diào)制對干擾非常敏感，這樣提出了一個具體問題。為了實現(xiàn)通過諸如64-QAM之類的高級調(diào)制的頻率再用，在每個扇區(qū)內(nèi)使用子信道的每個集線器終端必須使用扇區(qū)化天線，以使發(fā)射不干擾相鄰扇區(qū)中的交替子信道發(fā)射。所使用的扇區(qū)化天線與在圖1和2中的集線器終端的室外單元所示的天線相同。另外，扇區(qū)化天線必須具有降低或低電平旁瓣，以便發(fā)射窄射束而不對使用相同頻率的交替扇區(qū)造成干擾。必須充分減小扇區(qū)化天線的旁瓣以支持使用64-QAM調(diào)制。因此，以扇區(qū)化天線射束寬度1.5倍減少該旁瓣。另外，旁瓣必須為低電平，例如不大于35dB，低于扇區(qū)化天線的峰值增益，以便不干擾交替扇區(qū)中使用的頻率中的64-QAM信號。因此，旁瓣以能通過諸如64-QAM之類的高級調(diào)制利用頻率再用為特征。
圖3B中的圖示出了兩個信道的相同頻率再用；然而，第一扇區(qū)306和第二扇區(qū)308是45度扇區(qū)。另外，每個扇區(qū)中的集線器終端必須具有一個充分減少旁瓣的扇區(qū)化天線，以便采用包括64-QAM的多調(diào)制模式發(fā)射到45度扇區(qū)中，而不在使用相同頻率的交替扇區(qū)中造成干擾。
作為替換，該實施例不限于90度和45度扇區(qū)，可選擇其它扇區(qū)規(guī)模，例如22.5度扇區(qū)。此外，使用不同頻率的兩個子信道可位于相同扇區(qū)中。因此，每個扇區(qū)中有兩個集線器終端，每個終端經(jīng)不同頻道的子信道發(fā)射。
空中接口接下來參見圖4，示出本實施例的TDMA超幀空中接口格式400的示意圖。在上行鏈路和下行鏈路兩個方向中使用的點對多點超幀格式400包括N個幀402。下面探測格式402的含義。在圖11中描述的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器中生成超幀格式。
下面參見圖5，示出與圖4實施例的超幀格式的N個幀的每一個對應(yīng)的空中接口幀格式的示意圖?？罩薪涌趲袷?00包括一個額外開銷部分502，一個備用部分504，和一個業(yè)務(wù)部分506。業(yè)務(wù)部分506可包含QPSK四脈沖串508、16-QAM四脈沖串510、QPSK單脈沖串512、64-Qam四脈沖串512、和16-QAM單脈沖串514。
圖5中的TDMA空中接口幀格式500對應(yīng)于圖4所示的超幀格式中的N個幀中的一個。有利的是，在本實施例中，設(shè)計空中接口幀格式500以提供TDM和ATM兩種傳輸。在相同空中接口幀格式500上提供TDM和ATM兩種傳輸?shù)年P(guān)鍵在于把TDM業(yè)務(wù)格式化到與ATM信元具有相同大小的TDM信元中(見圖28和29)。該格式化在遠(yuǎn)程終端和集線器終端二者的室內(nèi)單元的SSI模塊進行。TDM信元和ATM信元都包含標(biāo)題信息，以便對它們進行識別。因此，TDM信元和ATM信元復(fù)用到總線幀格式上，該總線幀格式直接映射到空中接口幀格式500(見圖15)。專門設(shè)計的空中接口幀格式500提供傳輸混合業(yè)務(wù)所需的結(jié)構(gòu)以及為互換不同調(diào)制的業(yè)務(wù)脈沖串提供特有的結(jié)構(gòu)。
此外，由于空中接口幀格式500依據(jù)所采用的調(diào)制而具有不同大小的脈沖串，無線通信鏈路的容量是為相應(yīng)業(yè)務(wù)脈沖串選擇的調(diào)制模式的函數(shù)。多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器和集線器終端的室內(nèi)單元和遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元二者的總線控制器包含生成空中接口幀格式500所需的空中接口幀格式化邏輯電路，并在圖9和11中進一步描述。
實際上，空中接口幀格式500在上行鏈路和下行鏈路中相同，而現(xiàn)有技術(shù)的點對多點系統(tǒng)采用在下行鏈路(TDM)支持連續(xù)發(fā)射和在上行鏈路支持不連續(xù)發(fā)射(TDMA)的空中幀格式?？罩薪涌趲袷?00具有用于系統(tǒng)管理和動態(tài)帶寬分配目的的額外開銷部分502。額外開銷部分502包含含有QPSK脈沖串的m個時隙。由于QPSK是本實施例采用的調(diào)制模式的最低級調(diào)制(最小比特/秒/Hz)，額外開銷部分402包含QPSK脈沖串；因而具有最遠(yuǎn)的范圍。因此，設(shè)計點對點系統(tǒng)中的所有遠(yuǎn)程終端至少接收QPSK調(diào)制脈沖串，以便它們能接收額外開銷消息。參見圖8進一步討論額外開銷部分502。備用部分504將額外開銷部分502與業(yè)務(wù)部分506分開。
TDMA空中幀格式500的業(yè)務(wù)部分506向和從遠(yuǎn)程終端和集線器終端傳送有效負(fù)載(ATM信元和TDM信元)。在上行鏈路和下行鏈路中都使用TDMA空中幀格式并支持脈沖串接脈沖串調(diào)制業(yè)務(wù)。本實施例的點對多點系統(tǒng)支持QPSK四脈沖串508、16-QAM四脈沖串510、QPSK單脈沖串512、64-Qam四脈沖串512、和16-QAM單脈沖串514。本實施例不限于上面的調(diào)制，并且也可構(gòu)成為支持本領(lǐng)域中已知的其它調(diào)制，例如BPSK、128-QAM、256-QAM、和32-QAM。
業(yè)務(wù)部分506內(nèi)的業(yè)務(wù)脈沖串為不同大小并依據(jù)特定脈沖串選擇的調(diào)制便于設(shè)計為相互的整數(shù)倍。作為替換，可將脈沖串設(shè)計為彼此的倍數(shù)而不是整數(shù)倍。空中接口幀格式通常在業(yè)務(wù)部分506保持n個QPSK四脈沖串。如下面進一步描述的，脈沖串的數(shù)量n是所使用頻率的函數(shù)。因此，四QPSK脈沖串508的長度為x個碼元并支持本領(lǐng)域中已知的四DS0。16-QAM四脈沖串510的長度為x/2碼元并支持四DS0。QPSK單脈沖串512的長度為x/3碼元并分別支持單DS0和四DS0。16-QAM單脈沖串514的長度為x/6碼元并支持單DS0。DS0或數(shù)字信號電平零是電信領(lǐng)域中已知的術(shù)語，因而不需要進一步說明。
有利的是，脈沖串大小之間的關(guān)系能使點對多點系統(tǒng)在相同固定大小的空中接口幀格式500內(nèi)采用不同調(diào)制模式混合和匹配不同脈沖串。QPSK四脈沖串508的長度是16-QAM四脈沖串510的兩倍，是QPSK單脈沖串512或64-QAM四脈沖串512的三倍，和16-QAM單脈沖串514的六倍。另外，如果空中接口幀格式可保持n個QPSK四脈沖串508，那么它可保持2n個16-QAM四脈沖串510，3n個QPSK單脈沖串512或64-QAM四脈沖串512，和6n個16-QAM單脈沖串514。這些尺度關(guān)系能非常有效地利用空中接口幀格式500中可提供的帶寬。這與包含僅采用一種調(diào)制模式調(diào)制的固定大小空中脈沖串的常規(guī)點對多點系統(tǒng)中使用的空中幀格式不同。
此外，由于空中接口幀格式500采用多調(diào)制模式發(fā)射使用按比例定大小的業(yè)務(wù)脈沖串，到任何一個遠(yuǎn)程終端的發(fā)射中的變化不需要重新分配新時間規(guī)劃。在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，利用時間規(guī)劃告訴遠(yuǎn)程終端在那些時隙″收聽″。因此，如果加入或去掉一個新遠(yuǎn)程終端或遠(yuǎn)程終端中的一個增加或減少了需求，則改變時間規(guī)劃并必須向所有遠(yuǎn)程終端重新分配新的時間規(guī)劃。
有利的是，本實施例不需要為相應(yīng)的遠(yuǎn)程終端重新分配新時間規(guī)劃來接收相應(yīng)的業(yè)務(wù)脈沖串。簡而言之，遠(yuǎn)程終端僅對被構(gòu)成為要解調(diào)的業(yè)務(wù)部分506的部分進行解調(diào)。例如，在最接近區(qū)域中的遠(yuǎn)程終端將僅解調(diào)使用64-QAM的業(yè)務(wù)脈沖串而不解調(diào)使用QPSK或16-QAM的業(yè)務(wù)脈沖串。應(yīng)指出，由于遠(yuǎn)程終端的接收與其在什么時隙中無關(guān)，64-QAM脈沖串在業(yè)務(wù)部分506內(nèi)的哪個時隙中無關(guān)緊要。因此，不需要新的時間規(guī)劃，實際上完全不需要時間規(guī)劃。于是，遠(yuǎn)程終端能獨立于時間規(guī)劃接收這些脈沖串。這表明按需分配多址聯(lián)接技術(shù)不使用時間規(guī)劃，或與時間規(guī)劃無關(guān)。
本實施例通過額外開銷部分502中的QPSK調(diào)制脈沖串提供消息，以便路由選擇在遠(yuǎn)程終端室內(nèi)單元曾解調(diào)的業(yè)務(wù)脈沖串。構(gòu)成所有遠(yuǎn)程終端以解調(diào)額外脈沖串。然而，應(yīng)指出，發(fā)送新時間規(guī)劃以便能使SSI模塊確定那些信元移出多傳輸模式信元總線(見圖20-25B)，但每個遠(yuǎn)程終端不需要新時間規(guī)劃經(jīng)空中接口接收特定業(yè)務(wù)脈沖串。另外，與常規(guī)時間規(guī)劃相比需要小于一幀的等待時間。
在優(yōu)選實施例中，空中接口幀格式500的長度是6毫秒，在圖4的48毫秒超幀格式中有8幀。6毫秒幀長度對應(yīng)于48字節(jié)每125微秒(8Hz)取出的TDM數(shù)據(jù)的DS0取樣。如上面的簡要說明，并在下面更詳細(xì)說明，為允許利用多傳輸模式特性，將TDM數(shù)據(jù)格式化成與標(biāo)準(zhǔn)ATM信元相似的TDM信元(見圖28和29)。于是，需要48字節(jié)的DS0取樣填充TDM信元適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)部分，因此，空中幀格式500的長度必須至少為48X125微秒＝6毫秒以收集足夠的TDM字節(jié)填充業(yè)務(wù)脈沖串。于是，業(yè)務(wù)部分506可配置總共57個QPSK四脈沖串508、114個16-QAM四脈沖串510、171個QPSK單脈沖串512或64-QAM四脈沖串512、或342個16-QAM單脈沖串514，或上述業(yè)務(wù)脈沖串的不同組合。另外，給出的長度全是所使用的頻率和所使用的格式化成業(yè)務(wù)脈沖串的數(shù)據(jù)信元長度的函數(shù)，本實施例不限于這些具體長度。
由于空中接口幀格式500支持脈沖串接脈沖串形式中的三種調(diào)制模式，單個集線器終端(扇區(qū)無線)可向扇區(qū)中的所有遠(yuǎn)程終端發(fā)射，而與遠(yuǎn)程終端位于扇區(qū)中的哪個區(qū)域無關(guān)。例如，集線器終端使用QPSK向最遠(yuǎn)達(dá)3km區(qū)域中的遠(yuǎn)程終端發(fā)射，同時集線器終端用64-QAM向最接近的遠(yuǎn)程終端發(fā)射，使用16-QAM向中間區(qū)域中的遠(yuǎn)程終端發(fā)射，全部在相同的空中接口格式400中。這樣能夠通過對每個遠(yuǎn)程終端使用可能的最高級調(diào)制(最多比特/秒/Hz)來最有效地利用通信信道并仍保持滿意的質(zhì)量。因此，最遠(yuǎn)區(qū)域中的遠(yuǎn)程終端使用可提供的最低等級調(diào)制(例如QPSK)，而最靠近區(qū)域中的遠(yuǎn)程終端使用可提供的最高等級調(diào)制(例如64-QAM)。
下面參見圖6，示出圖5的空中接口幀格式中使用的業(yè)務(wù)脈沖串格式的示意圖，包括分離的前置碼特性。業(yè)務(wù)脈沖串600包括含有保護606、斜坡608、第一特有字610、第二特有字611，第一數(shù)據(jù)/備用部分612、和第二數(shù)據(jù)/備用部分614的前置碼602；數(shù)據(jù)部分604；和奇偶校驗位606。還示出了前置碼分離長度613。
業(yè)務(wù)脈沖串600通常以一種格式中示出，但打算描述QPSK四脈沖串、16-QAM單脈沖串等格式。如圖7A和7B中所描述的，根據(jù)使用何種類型的脈沖串不同地劃分?jǐn)?shù)據(jù)部分604以及第一數(shù)據(jù)/備用部分612和第二數(shù)據(jù)/備用部分614，并且業(yè)務(wù)脈沖串600的長度將依據(jù)所選擇的調(diào)制模式而改變。因此，業(yè)務(wù)脈沖串表示圖5所示的業(yè)務(wù)脈沖串的格式。在一個實施例中，設(shè)計數(shù)據(jù)部分604以及第一和第二數(shù)據(jù)/備用部分612和614傳送小尺度數(shù)據(jù)信元；例如，圖28中的53字節(jié)ATM信元和圖29中的54字節(jié)TDM信元。
業(yè)務(wù)脈沖串600的前置碼602包含包括保護606、和斜坡608的全部已知部分。然而，前置碼602獨特之處在于取代了現(xiàn)有技術(shù)的前置碼中采用的一個特有字，該前置碼是一個″分離前置碼″，其中特有字被分成第一特有字610和第二特有字611。第一特有字610和第二特有字611由第一數(shù)據(jù)/備用部分612分開。
第一特有字610和第二特有字611如圖所示分離，以便圖11的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)能準(zhǔn)確地評估接收的脈沖串中包括頻率偏移和相位偏移的信道特性。在多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器進行頻率和相位估算，圖12示出第一特有字610和第二特有字611的特定功能。有利的是，第一特有字610和第二特有字611由構(gòu)成前置碼分離長度613的第一數(shù)據(jù)/備用部分612分開。
前置碼602在每個DMA脈沖串之前并提供同步化碼元和上行鏈路TDMA脈沖串之間的保護時間。如圖12中討論的，由于業(yè)務(wù)包含在數(shù)據(jù)部分604、第一數(shù)據(jù)/備用部分612和第二數(shù)據(jù)/備用部分614中，優(yōu)化業(yè)務(wù)通過量。依據(jù)特定脈沖串類型(圖7A和7B所示)和業(yè)務(wù)脈沖串的大小(圖5所示)，依據(jù)所使用的調(diào)制模式，業(yè)務(wù)脈沖串600可以不包括第二數(shù)據(jù)/備用部分614，或第二數(shù)據(jù)/備用部分614可僅包含備用部分而沒有數(shù)據(jù)。同樣，第一數(shù)據(jù)/備用部分612可包含部分?jǐn)?shù)據(jù)或沒有數(shù)據(jù)，但僅有備用部分。有利的是，第一和第二數(shù)據(jù)/備用部分612和614應(yīng)包含數(shù)據(jù)(或業(yè)務(wù))以便優(yōu)化業(yè)務(wù)通過量。另外，業(yè)務(wù)脈沖串600包括如圖所示可在業(yè)務(wù)脈沖串600結(jié)尾或包含在前置碼(未示出)中的奇偶校驗位606。包括下斜坡和保護的附加后置碼(未示出)可連到業(yè)務(wù)脈沖串600。所提到的脈沖串不限于四脈沖串和單脈沖串，而是可包括本領(lǐng)域中已知的其它類型的脈沖串。
下面參見圖7A和7B，分別示出四脈沖串和單脈沖串的示意圖，作為圖6所示的業(yè)務(wù)脈沖串的數(shù)據(jù)部分和數(shù)據(jù)/備用部分的一部分。圖7A所示的四脈沖串700具有備用702和包含標(biāo)題706和數(shù)據(jù)部分708的數(shù)據(jù)字段704。圖7B所示的單脈沖串710具有備用702和包含標(biāo)題706和數(shù)據(jù)部分708的單數(shù)據(jù)字段704。
實際上，圖7A所示的四脈沖串700是兩種脈沖串類型的第一種，第二種是圖7B所示的單脈沖串710。四脈沖串700有保持4個數(shù)據(jù)信元的4個數(shù)據(jù)字段704，而單脈沖串710有包含1個數(shù)據(jù)信元的1個數(shù)據(jù)字段704，如圖28和29所示。每個數(shù)據(jù)信元包含標(biāo)題706和數(shù)據(jù)部分708。數(shù)據(jù)字段704中的數(shù)據(jù)信元可以是ATM信元(圖28)或?qū)ｉT格式化的TDM信元(圖29)。
空中接口幀格式的一個重要特性是構(gòu)成其用來傳送ATM和TDM兩種數(shù)據(jù)。由于標(biāo)準(zhǔn)ATM信元的長度為53字節(jié)，即5字節(jié)識別符和48字節(jié)數(shù)據(jù)，空中接口幀格式的每個數(shù)據(jù)字段704(在四脈沖串或單脈沖串中)的長度必須為53字節(jié)或更大。因此，如果空中接口幀格式正在傳送TDM數(shù)據(jù)，符合該數(shù)據(jù)字段的TDM信元的長度也是53字節(jié)或更大。有利的是，如圖29所討論的，數(shù)據(jù)字段704中包含的TDM信元將5字節(jié)用于標(biāo)題信息，48字節(jié)用于與ATM信元相似的數(shù)據(jù)。填充數(shù)據(jù)字段508所需的48字節(jié)TDM數(shù)據(jù)的DS0取樣規(guī)定空中接口幀格式的長度。如前所述，長度必須至少為6毫秒，以便取樣足夠的數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)字段704(對應(yīng)于6毫秒空中幀期間的48個125μs(8kHz)脈碼調(diào)制(PCM)幀)。應(yīng)指出，設(shè)計者可改變?nèi)铀俾?；因此，將改變最小空中接口幀格式的長度。為了更詳細(xì)地考察該結(jié)構(gòu)和該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點以及ATM信元和特別設(shè)計的TDM信元結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，見圖28和29。
還要表明的重要一點是數(shù)據(jù)字段704和備用702占用圖6包括數(shù)據(jù)部分604、第一數(shù)據(jù)/備用部分612和第二數(shù)據(jù)/備用部分614的業(yè)務(wù)脈沖串內(nèi)的空間。在經(jīng)空中接口接收業(yè)務(wù)脈沖串時，由多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器鏈接第一和第二數(shù)據(jù)/備用部分612和614內(nèi)的數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)脈沖串的數(shù)據(jù)部分604，然后再分成四脈沖串700和單脈沖串710。因此，圖7A和7B的備用702和數(shù)據(jù)字段704映射到圖6的數(shù)據(jù)部分604以及第一和第二數(shù)據(jù)/備用部分612和614。
此外，四脈沖串700和單脈沖串710的數(shù)據(jù)字段704的數(shù)據(jù)部分(也稱為子時隙)可從幾種模式之一中的多個DS0傳送數(shù)據(jù)。在圖29和42至43所示的實施例中，可由數(shù)據(jù)字段704內(nèi)的TDM信元傳送來自幾個DS0的數(shù)據(jù)。在TDM模式中，用適當(dāng)?shù)臉?biāo)題706傳送48字節(jié)的DS0的PCM取樣。標(biāo)題706包含例如與信令有關(guān)的信道之類的信令。另外，TDM信元的標(biāo)題706使用ATM標(biāo)題(VPI)以便將其從ATM信元區(qū)分出來，在圖29中討論。四脈沖串格式700也可傳送ATM業(yè)務(wù)作為傳送ATM信元(53字節(jié))的DS0。作為替換，可聚集25個數(shù)據(jù)字段704在ATM適應(yīng)層1(AAL1)中傳送DS1。該帶寬足以操作網(wǎng)絡(luò)幀定時和用戶的(可能不同)時鐘速率之間+/-200ppm的時鐘偏移。
如所描述的，格式化空中接口幀格式以使其傳送ATM和TDM兩種業(yè)務(wù)，而現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)對于ATM和TDM通信鏈路需要分開的空中幀格式。已在專門設(shè)計的與ATM信元相同大小的TDM信元中格式化TDM數(shù)據(jù)；因此，空中幀格式不區(qū)分ATM和TDM信元。SSI模塊格式化TDM信元并將它們與ATM信元一起復(fù)用到多傳輸模式信元總線。此后，將多傳輸模式信元總線幀格式直接映射到TDMA空中接口幀格式。因此，由SSI模塊區(qū)分ATM和TDM業(yè)務(wù)。參見圖15至18討論如何將多傳輸模式信元總線上的ATM和TDM信元映射到空中接口幀格式的細(xì)節(jié)。在說明書中進一步討論如何為多傳輸模式信元總線的信元總線幀格式格式化ATM信元和TDM信元的細(xì)節(jié)。該特性提供一種在點對多點系統(tǒng)中如何執(zhí)行空中接口幀格式的方法。
下面參見圖8，示出圖5的額外開銷部分800的示意圖。額外開銷部分800包括含有額外開銷脈沖串的m個時隙。示出了維護時隙802、三個剩余時隙804和一個獲取時隙806。
超幀的每個空中接口幀具有m個額外開銷時隙。僅采用QPSK在各種維護時隙802中發(fā)射額外開銷脈沖串，以確保恒定大小的額外開銷部分，并由于QPSK在該實施例中提供目前采用調(diào)制的最大發(fā)射范圍。因此，所有遠(yuǎn)程終端，甚至最遠(yuǎn)區(qū)域中的遠(yuǎn)程終端可接收和發(fā)射額外開銷脈沖串。
向每個遠(yuǎn)程終端分配圖4的超幀格式內(nèi)的一個維護時隙802；因此，例如，如果在超幀中有9個維護時隙802和8個幀，在一個超幀結(jié)構(gòu)中則可支持72個遠(yuǎn)程終端(9個維護時隙X8個幀)。剩余的三個時隙804在圖4超幀格式的第一幀至第N-1幀中用于其它目的，例如經(jīng)ALOHA協(xié)議的隨機接入、確認(rèn)、和到遠(yuǎn)程終端的專用信道。在圖4超幀格式的第N幀中，組合三個額外開銷時隙804以形成上行鏈路方向中的獲取時隙806。在該長獲取時隙806期間發(fā)射獲取脈沖串，并提供一種為遠(yuǎn)程終端校準(zhǔn)發(fā)射定時的機構(gòu)。
在本發(fā)明的一個實施例中還使用獲取時隙806，使用如圖37和38描述的1∶N冗余系統(tǒng)。
額外開銷部分800包含幾種脈沖串，包括維護脈沖串、隨機接入脈沖串、響應(yīng)脈沖串、和縮短的校準(zhǔn)脈沖串。維護脈沖串(在維護時隙802內(nèi))在遠(yuǎn)程終端和集線器終端之間提供通信路徑，而不管遠(yuǎn)程終端是否正在傳送業(yè)務(wù)。上行鏈路中的隨機接入脈沖串(剩余時隙804)允許遠(yuǎn)程終端在按需分配多址聯(lián)接(DAMA)操作中請求帶寬(見圖35)。遠(yuǎn)程終端使用上行鏈路中的響應(yīng)脈沖串(剩余時隙804)以確認(rèn)由集線器終端發(fā)送的協(xié)議消息。安裝期間由遠(yuǎn)程終端使用獲取脈沖串(在獲取時隙606內(nèi))以確定其正確定時偏移。
有利的是，額外開銷部分800允許遠(yuǎn)程終端無爭用地發(fā)射控制信息。因此，每個遠(yuǎn)程終端與點對多點集線器終端正常接觸，以便在每個超幀格式的情況下報告告警和進行實時功率控制。
遠(yuǎn)程終端下面參見圖9，說明如在圖1和2所示的本發(fā)明實施例中最初描述的遠(yuǎn)程終端900(多模式遠(yuǎn)程終端)的方框圖。遠(yuǎn)程終端900是無線系統(tǒng)并包括具有天線904的室外單元(ODU)902(也稱為收發(fā)信單元)。遠(yuǎn)程終端900還包括一個內(nèi)部設(shè)備鏈路(IFL)906和一個室內(nèi)單元(IDU)908(也稱為信道處理單元)。室內(nèi)單元908包含一個維護端口910、多傳輸模式信元總線912、4個服務(wù)專用接口模塊914(SSI模塊)、和一個信道和控制模塊916(CCM)。信道和控制模塊916包括一個IF收發(fā)信機部分918和一個基帶部分920。IF收發(fā)信機部分918包括一個IFL接口922、上變換器924和下變換器926?；鶐Р糠?20包括一個多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器928、一個總線控制器930、一個控制處理器932、和控制信號934。
室外單元902(收發(fā)信單元)經(jīng)內(nèi)部設(shè)備鏈路906與室內(nèi)單元908(信道處理單元)通信。IF收發(fā)信機部分918經(jīng)IFL接口922耦合到內(nèi)部設(shè)備鏈路906。上變換器924和下變換器926耦合在多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器928與IFL接口922之間。總線控制器930耦合到多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器928和多傳輸模式信元總線912。多傳輸模式信元總線912還耦合到4個SSI模塊和控制處理器932。控制處理器932耦合到維護端口910，并向IFL接口922、上變換器924和下變換器926發(fā)送控制信號934。
實際上，遠(yuǎn)程終端900包括兩個子系統(tǒng)室外單元902和室內(nèi)單元908。室外單元是具有天線、上變換器、功率放大器和下變換器的集成單元，所有這些是本領(lǐng)域中已知的。天線是帶有防護射線圓頂?shù)膱A形天線。遠(yuǎn)程終端900的室外單元902通過天線904經(jīng)38GHz的射頻通信信道與集線器終端的室外單元通信。因此室外單元902起到收發(fā)信機單元的作用。室外單元902的發(fā)射功能有兩個發(fā)射頻帶。低頻帶從38.6到38.95GHz，高頻帶從38.95到39.3GHz。室外單元902的接收頻帶在39.3到39.65GHz的低頻帶和39.65到40.0GHz的高頻帶。室外單元902經(jīng)空中接口從集線器終端接收其定時基準(zhǔn)。接收信號，然后下變換到中頻(IF)，以便在內(nèi)部設(shè)備鏈路906上發(fā)射到室內(nèi)單元908。內(nèi)部設(shè)備鏈路906是單根電纜，例如由Comscope制造的3VSAT型電纜，即低損耗電纜。IFL支持高達(dá)1000英尺。
內(nèi)部設(shè)備鏈路906傳送如下從室內(nèi)單元908向室外單元902傳送DC功率，以中頻發(fā)射數(shù)據(jù)，以中頻、基準(zhǔn)頻率和遙測接收數(shù)據(jù)。IFL鏈路906在每個方向分別以160MHz和70MHz為中心占用上行鏈路和下行鏈路12.5MHz的帶寬。
遠(yuǎn)程終端900的室內(nèi)單元908通常安裝在用戶房屋內(nèi)部，通常在布線柜內(nèi)。室內(nèi)單元908包括下列模塊信道和控制模塊916(CCM)，SSI模塊914和底板電源單元(未示出)以及底盤(未示出)。它是一個容納多達(dá)四個服務(wù)專用接口模塊914(SSI模塊)的獨立單元。由110V的交流輸入向室內(nèi)單元908供電?？砂ㄈ芜x的48V直流輸入。信道和控制模塊916由IF收發(fā)信機部分918和數(shù)字基帶部分920組成。IF收發(fā)信機部分918包含一個IFL接口922、一個上變換器924、一個下變換器926，而數(shù)字基帶部分920包含多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器928、總線控制器930和控制處理器932。多傳輸模式信元總線912(或SSI總線)提供到四個SSI模塊914、控制處理器932和總線控制器930的連接。
CCM916的IF收發(fā)信機部分918支持傳送QPSK、16-QAM或64-QAM調(diào)制的一個12.5MHz子信道。上變換器924在經(jīng)內(nèi)部設(shè)備鏈路906到室外單元902的發(fā)射路徑中。上變換器924從多調(diào)制調(diào)制解調(diào)928接收調(diào)制數(shù)據(jù)，將其變換成模擬信號，對其過濾和對頻率移位。下變換器926從室外單元902接收信號，對其過濾，提供自動增益控制，將該信號變換成數(shù)字信號，然后將該信號傳送到多調(diào)制調(diào)制解調(diào)928。IFL接口922起到復(fù)用器的作用，允許室內(nèi)單元908和室外單元902之間在單根同軸電纜上傳送多個信號。IFL接口922的目的是將來自室外單元902的信號分離到室內(nèi)單元908中的其相應(yīng)電路。它還把來自室外單元902的信號組合到連到室外單元908的同軸電纜上。以室內(nèi)單元908為源的信號是合成器基準(zhǔn)、直流功率、遙測，并發(fā)射中頻。由室內(nèi)單元接收的信號是接收的中頻和遙測。IF收發(fā)信機部分的部件和實施是本領(lǐng)域中已知的。
數(shù)字基帶部分920的信道和控制模塊916的主要功能如下調(diào)制解調(diào)器功能，空中幀格式化，空中接口協(xié)議，內(nèi)部SSI總線接口和復(fù)用，維護端口，控制處理，SSI監(jiān)測以及控制和操作管理和管理功能。
多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器928由ASIC(特殊應(yīng)用集成電路)實施，包括調(diào)制、解調(diào)、空中幀格式化空中接口協(xié)議、和Reed Solomon編碼器/解碼器功能。多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器728支持在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上采用QPSK和16-QAM和64-QAM的TDMA脈沖串類型。解調(diào)器還包含一個跟蹤部分以補償16-QAM和64-QAM中的多徑狀況。調(diào)制器容納適當(dāng)?shù)目罩袔袷交壿嬰娐?。參考圖11進一步詳細(xì)描述多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器928。
控制處理器932是一個精簡指令系統(tǒng)編碼(RISC)處理器，并起到室內(nèi)單元908的主處理器的作用。控制處理器932是室內(nèi)單元908主要功能的控制器，例如構(gòu)成、報警監(jiān)測、和經(jīng)空中控制信道(圖8的額外開銷部分)向單元管理系統(tǒng)(EMS)發(fā)回消息。如本領(lǐng)域中已知的，控制處理器932還向IF收發(fā)信機部分918發(fā)送控制信號，以便用于增益控制。維護端口910可連接到設(shè)置有調(diào)制解調(diào)設(shè)備的用戶，以便通過操作者經(jīng)傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)(POTS)電路遠(yuǎn)程接入遠(yuǎn)程終端?？赏ㄟ^該接口上載和復(fù)位遠(yuǎn)程終端900的狀態(tài)。
總線控制器930是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或常規(guī)邏輯電路?？偩€控制器930從曾解調(diào)的空中接口幀格式去掉額外開銷部分，并重新插入用于在總線控制器(例如格式化器)和SSI模塊的局部處理器(例如CPU)之間發(fā)消息的多傳輸模式總線912上的模塊間通信部分(IM-Com)。參考圖15和16進一步討論IM-Com消息部分。因此，如上所述，總線控制器930把來自圖5的空中接口幀格式的業(yè)務(wù)映射成圖15的多傳輸模式總線幀格式?？偩€控制器930還針對圖5和6的空中接口幀格式把圖15的多傳輸模式總線幀格式上的業(yè)務(wù)映射成圖7A和7B的專用脈沖串類型。對于空中接口幀格式，該額外開銷部分用于在遠(yuǎn)程終端900的信道和控制模塊920與集線器終端(圖14中描述)的信道和控制模塊之間發(fā)消息。去掉空中幀格式額外開銷部分，即IM-Com部分后，幀格式上可使用的空間有利于用來在遠(yuǎn)程終端的信道和控制模塊920與SSI模塊的局部處理器之間發(fā)消息?？偩€控制器930還包含空中接口幀格式的時間規(guī)劃和多傳輸模式信元總線912。在上面的圖4-8中描述了空中接口幀格式，下面參考圖15至18描述多傳輸模式信元總線。
遠(yuǎn)程終端900在多傳輸模式信元總線912上傳送同步(TDM)和異步(ATM)兩種業(yè)務(wù)。使用總線控制器930將信元總線格式映射成空中接口幀格式。下面參考下面的SSI模塊描述如何為相同信元總線幀格式來格式化不同類型業(yè)務(wù)的細(xì)節(jié)。
應(yīng)指出，已通過遠(yuǎn)程終端900路由選擇了空中接口幀格式上的ATM和TDM業(yè)務(wù)，而不區(qū)分混合的業(yè)務(wù)。空中接口幀格式上的混合業(yè)務(wù)直接映射成從遠(yuǎn)程終端900發(fā)送到SSI模塊914的多傳輸模式總線幀格式。SSI模塊914從TDM業(yè)務(wù)區(qū)分出ATM業(yè)務(wù)。有利的是，遠(yuǎn)程終端900不必對混合業(yè)務(wù)分類。遠(yuǎn)程終端900使用特有空中接口幀格式和特有的對應(yīng)多傳輸模式總線幀格式傳輸該業(yè)務(wù)，以便在相同無線系統(tǒng)內(nèi)傳送混合業(yè)務(wù)(ATM和TDM)。另外，這與每種傳輸模式(ATM和TDM)實際需要分離無線系統(tǒng)的一點對多點系統(tǒng)內(nèi)的無線系統(tǒng)不同。
應(yīng)指出，并未進一步詳細(xì)描述遠(yuǎn)程終端的所有功能框。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解其操作和實施。
下面參考圖10，示出圖9的遠(yuǎn)程終端中用來恢復(fù)從圖2和14的集線器終端發(fā)送的定時的定時恢復(fù)系統(tǒng)的功能方框圖。示意圖1000包括具有脈沖串檢測器1004的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1002；具有時間比較單元1010和遠(yuǎn)程時基計數(shù)器1020的總線控制器1008；和第二級環(huán)路過濾器1014，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器1016(D/A轉(zhuǎn)換器)，和電壓控制振蕩器1018(VCO)。還示出了超幀信號1006的起始、超幀信號1002的遠(yuǎn)程起始、定時偏移信號1012，和時鐘輸入1024。
多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1002的脈沖串檢測器1004耦合到時間比較單元1010，時間比較單元耦合到第二級環(huán)路過濾器1014。第二級環(huán)路過濾器1014耦合到D/A轉(zhuǎn)換器1014，D/A轉(zhuǎn)換器1014耦合到遠(yuǎn)程時基計數(shù)器1020。總線控制器1008的遠(yuǎn)程時基計數(shù)器1020耦合到總線控制器1008的時間比較單元1010。
實施中，點對多點系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程終端從集線器終端經(jīng)空中接口發(fā)送的信號恢復(fù)定時。因此，遠(yuǎn)程定時恢復(fù)是一種遠(yuǎn)程終端能夠從集線器終端恢復(fù)定時的方式。該定時恢復(fù)是必需的，以便遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元可正確地解調(diào)從集線器終端接收的脈沖串。因此，對于在遠(yuǎn)程終端和集線器終端的定時，調(diào)制解調(diào)器不需要定時速率適應(yīng)。在遠(yuǎn)程終端的定時與在集線器終端的定時具有相同頻率和相位。
此外，遠(yuǎn)程終端使用恢復(fù)的定時將空中脈沖串發(fā)射回集線器終端。因此，有利的是，集線器終端不需要恢復(fù)遠(yuǎn)程定時來解調(diào)來自遠(yuǎn)程終端的脈沖串。集線器終端僅需要定位脈沖串的起始。因此，在集線器終端沒有附加定時恢復(fù)。
因此，圖9的遠(yuǎn)程終端使用圖10所示的定時恢復(fù)系統(tǒng)恢復(fù)來自集線器終端的定時。與從集線器終端到遠(yuǎn)程終端的連續(xù)發(fā)射相反，其獨特之處在于從不連續(xù)發(fā)射(即TDMA)恢復(fù)該定時。因此，集線器終端可以不在所有時隙中發(fā)射，以降低干擾，或可從集線器終端在遠(yuǎn)方定位遠(yuǎn)程終端，并僅能解碼特定的最低級調(diào)制脈沖串(例如該實施例中的QPSK)。由于每個超幀對定時測量一次并且在其之間累積大量誤差，從不連續(xù)發(fā)射恢復(fù)定時出現(xiàn)了問題，而在連續(xù)發(fā)射中，更經(jīng)常地測量定時，測量間的誤差更小。
在集線器終端使用的定時必須是非常穩(wěn)定的時鐘信號，例如本領(lǐng)域中已知的Stratum-1信號源，并參考圖13進一步討論。Stratum-1定時信號源非常貴，點對多點通過經(jīng)空中接口恢復(fù)集線器終端定時估算在遠(yuǎn)程終端具有分離Stratum-1的信號源。因此，在遠(yuǎn)程終端的定時非常準(zhǔn)確和穩(wěn)定。
采用鎖相環(huán)電路(PLL)進行定時恢復(fù)。集線器終端以到達(dá)最遠(yuǎn)的調(diào)制(例如本實施例中的QPSK)發(fā)射每個超幀的第一脈沖串并將超幀同步字的起始放在該脈沖串的前置碼中。多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1002的脈沖串檢測器1004檢測超幀同步字的起始，并產(chǎn)生發(fā)送到時間比較單元1010的超幀信號1006的起始。脈沖串檢測器1004對應(yīng)于圖11中的脈沖串檢測器和參數(shù)估算器。遠(yuǎn)程時基計數(shù)器1020在同樣發(fā)送到時間比較單元1010的每個超幀產(chǎn)生一次超幀信號1022的遠(yuǎn)程起始。
時間比較單元1010對超幀信號1006的起始和超幀信號1022的遠(yuǎn)程起始之間中的時間偏移計數(shù)。該時間偏移作為定時偏移信號1012發(fā)送到第二級環(huán)路過濾器1014(設(shè)置在圖9的信道和控制模塊中的控制處理器中)。在第二級環(huán)路過濾器1014，在定時偏移信號1012上運行第二級鎖相環(huán)算法。第二級環(huán)路過濾器1014減慢在不連續(xù)發(fā)射中準(zhǔn)確恢復(fù)定時所需的過濾，從而補償不連續(xù)發(fā)射中的誤差。連續(xù)發(fā)射中的定時恢復(fù)不使用第二級環(huán)路過濾器1014。第二級環(huán)路過濾器的使用是該應(yīng)用中所特有的。然后，第二級環(huán)路過濾器輸出由D/A轉(zhuǎn)換器1016變換成電壓電平的數(shù)字號碼。該電壓控制VCO1018。VCO1018的輸出是時鐘輸入1024，或在遠(yuǎn)程終端使用的定時。時鐘輸入1024也反饋到用于產(chǎn)生超幀信號1022的遠(yuǎn)程起始的遠(yuǎn)程時基計數(shù)器1020。該定時(時鐘輸入1024)還分配給所有SSI模塊作為其穩(wěn)定的時鐘信號源使用。
因此，有利的是，點對多點系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端從集線器終端恢復(fù)從不連續(xù)發(fā)射發(fā)送的定時?，F(xiàn)有技術(shù)的點對多點系統(tǒng)在遠(yuǎn)程終端有其自己的定時信號源并在下行鏈路中連續(xù)發(fā)射。此外，由于遠(yuǎn)程終端使用與集線器終端相同的定時，集線器終端不必進行分離的定時恢復(fù)以便對從各個遠(yuǎn)程終端接收的脈沖串解調(diào)。
各個部件和第二級鎖相環(huán)算法是本領(lǐng)域技術(shù)已知的，因此不需要進一步說明。
多調(diào)制調(diào)制解調(diào)下面參考圖8，示出圖7的遠(yuǎn)程終端和圖10的集線器終端的室內(nèi)單元的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器的功能方框圖。多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100包括一個調(diào)制器1102和一個解調(diào)器1104。調(diào)制器1102包括發(fā)射數(shù)據(jù)1106，發(fā)射緩沖接口1108，擾頻器1110，Reed-Solomon編碼器1112，和包括字節(jié)碼元轉(zhuǎn)換器1116，脈沖串格式化器1118和構(gòu)像查閱1120的調(diào)制選擇器單元1114。調(diào)制器1102還包含脈沖形成器1122，半帶過濾器1124，斜坡器1126，線性化器1128，IF調(diào)制器1130，sinc失真補償過濾器1132，和發(fā)射IF1134。解調(diào)器1104包括接收IF1136，匹配過濾器和下變換器134，包括預(yù)相關(guān)過濾器1144和脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146的獲取部分1140。脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146輸出增益估算信號1148，定時估算信號1150，相位估算信號1152和頻率偏移估算信號1154。解調(diào)器1102還包含包括自動增益控制器1156(AGC)，均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158，多調(diào)制限幅器1160，和載波恢復(fù)環(huán)路1162。解調(diào)器中還示出了系數(shù)存儲器1164，碼元字節(jié)轉(zhuǎn)換器116，Reed-Solomon解碼器1168，解擾器1170，和輸出緩沖器1172。
多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器是為采用QPSK、16-QAM、和64-QAM三種不同調(diào)制進行脈沖串接脈沖串調(diào)制而特別生成的特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)。多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器不限于這些調(diào)制，而是可構(gòu)成為支持例如BPSK、32-QAM、128-QAM、和256-QAM調(diào)制。有利的是，多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上能夠在調(diào)制之間切換。作為替換，可配置多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器在幀接幀的基礎(chǔ)上切換調(diào)制。多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器生成如上面圖4-8中描述的空中接口幀格式。因此，多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器在不同調(diào)制的業(yè)務(wù)脈沖串和不同類型的業(yè)務(wù)脈沖串之間切換。有利的是，這樣能使點對多點系統(tǒng)的單個集線器終端與其特定扇區(qū)中的所有遠(yuǎn)程終端通信，而與遠(yuǎn)程終端位于哪個區(qū)域無關(guān)。另外，由于采用比位于更遠(yuǎn)的遠(yuǎn)程終端的調(diào)制模式(例如QPSK)需要更少帶寬的調(diào)制模式(例如64-QAM)可實現(xiàn)與徑向更靠近集線器終端的遠(yuǎn)程終端的通信，這樣能更有效地利用可提供的帶寬。此外，在遠(yuǎn)程終端和集線器終端可使用相同的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100。
多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100有兩個主要系統(tǒng)調(diào)制器1102和解調(diào)器1104。調(diào)制器1102通過12.5波特的設(shè)計目標(biāo)以高達(dá)10M波特(或10Msp)工作。IF中心頻率是波特率的兩倍，或20MHz標(biāo)稱。隨著發(fā)射數(shù)據(jù)1106從室內(nèi)單元的總線控制器(見圖9和14)進入調(diào)制器，將其通過發(fā)射緩沖器接口1108輸入。發(fā)射緩沖器接口1108是允許背對背脈沖串的往復(fù)緩沖器。接下來，擾頻器1110為能量擴散而對數(shù)據(jù)擾頻。擾頻器耦合到對數(shù)據(jù)編碼的Reed-Solomon編碼器1112。Reed-Solomon編碼器1112耦合到調(diào)制器選擇器單元1114的字節(jié)碼元變換器1116。
調(diào)制選擇器單元1114是能使多種調(diào)制被采用的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100的部件。碼元字節(jié)變換器1116耦合到脈沖串格式化器1118。字節(jié)碼元變換器1116是可編程的，并將字節(jié)轉(zhuǎn)換成調(diào)制每個脈沖串所用的特定調(diào)制(例如QPSK、16-QAM、和64-QAM)所需的調(diào)制碼元。脈沖串格式化器1118耦合到構(gòu)像查閱1120。脈沖串格式化器1118將碼元格式化成脈沖串字節(jié)，例如如圖7A和7B討論的四脈沖串和單脈沖串。還可由脈沖串格式化器1118將前置碼和后置碼加到脈沖串。構(gòu)像查閱1120是可編程的，并根據(jù)為4(QPSK)、16(16-QAM)、或64(64-QAM)構(gòu)成的三種構(gòu)像中的一種格式化該脈沖串。構(gòu)像是可編程的，但不限于方構(gòu)像?？墒褂弥T如多電平圓形64點構(gòu)像之類的構(gòu)像。因此，有利的是，調(diào)制選擇器單元1114可在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上采用多種調(diào)制格式化該脈沖串。這表明對僅采用一種調(diào)制方式調(diào)制的現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)制解調(diào)器的改進。
接下來，碼元通過可編程的脈沖成形器1122，例如內(nèi)插該信號的根升余弦過濾器。接下來，信號通過半帶過濾器1124。作為可編程斜坡的斜坡器1126在脈沖串的開始和結(jié)尾施加斜坡。線性化器1128耦合到斜坡器1126并補償非線性失真。接下來，IF調(diào)制器1130將信號調(diào)制成中頻(IF)。此后，作為FIR過濾器的sinc失真補償過濾器1132在發(fā)射IF1134離開多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100時補償sinc失真。作為替換，發(fā)射IF1134可以到環(huán)回進行自測。調(diào)制部分1102的功能框全部接收脈沖串和定時控制信號，表存取接口耦合到發(fā)射緩沖器接口1108、緩沖器格式化器1118、構(gòu)像查找1120、斜坡器1126、和線性化器1128。發(fā)射IF1134被指定為遠(yuǎn)程終端和集線器終端室內(nèi)單元的IF收發(fā)信機部分(見圖9和14)。
解調(diào)器1104饋送復(fù)合帶通信號取樣或接收的IF1136。用匹配過濾器和下變換器1138對這些取樣過濾。匹配過濾器和下變換器1138的輸出是復(fù)合基帶I/Q信號。解調(diào)器分為兩部分，獲取部分110和跟蹤部分1142。下變換取樣送到這兩部分。
獲取部分1140由預(yù)相關(guān)過濾器1144以及脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146組成。接收的脈沖串是兩種類型中的一種維護脈沖串(額外開銷)和業(yè)務(wù)脈沖串。在維護脈沖串的開始，從系數(shù)存儲器1164向作為FIR過濾器的預(yù)相關(guān)過濾器1144加載缺省系數(shù)。缺省系數(shù)是來自系數(shù)存儲器1164的缺省內(nèi)插系數(shù)。當(dāng)預(yù)相關(guān)過濾器1144有缺省系數(shù)時，脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146將提供如解調(diào)器1104看到的真定時偏移。該定時估算作為定時估算信號1150發(fā)送到均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158。跟蹤部分1142的均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158使用定時估算以選擇一組內(nèi)插器系數(shù)。這些內(nèi)插系數(shù)是對于不同信道(對于每個遠(yuǎn)程終端)所有可能的定時偏移，然后存儲在系數(shù)存儲器1164中，以便用于從不同信道接收的下列業(yè)務(wù)脈沖串。
在業(yè)務(wù)脈沖串的開始，通過系數(shù)存儲器1164(從維護脈沖串確定)中出現(xiàn)的系數(shù)加載預(yù)相關(guān)過濾器1144。由于為信道失真均衡到達(dá)脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146的取樣，這樣能使脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146提供更好的參數(shù)估算。在系數(shù)存儲器1164中，存儲與每個遠(yuǎn)程終端通過其通信的每個信道對應(yīng)的一組分離的內(nèi)插器系數(shù)。因此，用屬于發(fā)出該業(yè)務(wù)脈沖串的遠(yuǎn)程終端(或集線器終端)的系數(shù)加載預(yù)相關(guān)過濾器。
與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，現(xiàn)有技術(shù)的解調(diào)器通常完全不包含預(yù)相關(guān)過濾器。I/Q信號僅發(fā)送到脈沖串檢測器。此外，由于已針對失真對信道進行了均衡，以特有的方式用系數(shù)加載預(yù)相關(guān)過濾器，以使在脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146的參數(shù)(定時、增益、頻率偏移、和相位)估算更準(zhǔn)確。
因此，相應(yīng)遠(yuǎn)程終端的維護脈沖串以缺省系數(shù)(未均衡)通過預(yù)相關(guān)過濾器1144，以便為每個相應(yīng)遠(yuǎn)程終端選擇均衡的系數(shù)，從每個遠(yuǎn)程終端接收業(yè)務(wù)脈沖串時，均衡系數(shù)加載回到預(yù)相關(guān)過濾器1144。根據(jù)維護脈沖串的定時偏移選擇均衡系數(shù)。由于在進入脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146之前已由用相應(yīng)內(nèi)插系數(shù)預(yù)加載的預(yù)相關(guān)過濾器1144對相應(yīng)信道進行了均衡，該過程能使脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146獲得脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146的業(yè)務(wù)脈沖串更好的參數(shù)估算。
然后，預(yù)相關(guān)過濾器1144的輸出進入脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146，脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146檢測前置碼的特有字以表明出現(xiàn)脈沖串。脈沖串檢測器可檢測脈沖串的開始或幀或超幀的開始。這樣確保了解調(diào)器1104知道空中接口幀格式何時開始。一旦檢測到脈沖串，估算初始參數(shù)，包括定時偏移、增益估算、相位估算、和頻率偏移估算。圖11示出如何利用圖6所示的分離前置碼確定頻率偏移和相位偏移的細(xì)節(jié)。此后，脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146發(fā)出下列信號到自動增益控制1156的增益估算信號1148，到均衡器或相位旋轉(zhuǎn)器1158的定時估算信號1150，到載波恢復(fù)環(huán)路1162的頻率偏移估算信號1154和相位估算信號1152。
在跟蹤部分1142，下變換碼元發(fā)送到自動增益控制1156。自動增益控制1156(AGC)利用來自增益估算信號的初始增益估算測量接收的I/Q取樣的功率，并將它們與一個可編程閾值電平比較以產(chǎn)生瞬時功率電平。用非線性過濾器(AGC1156中)對該瞬時功率誤差進行過濾，然后用該瞬時功率電平閉合將接收的信號功率電平驅(qū)動到可編程閾值電平的負(fù)反饋環(huán)路。
此后，來自AGC1156的I/Q輸出送入均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158。均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158的均衡器使響應(yīng)該信道由非理想相位/幅度產(chǎn)生的碼元間干擾最小。另外，根據(jù)脈沖串類型以兩種不同方式向均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158加載系數(shù)。在維護脈沖串期間，用系數(shù)存儲器1164中存儲的內(nèi)插器系數(shù)加載均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158的均衡器。獲取部分1140提供的定時估算用來選擇系數(shù)存儲器1164中存儲的一組內(nèi)插器系數(shù)。然后，均衡器跟蹤信道變化，在脈沖串結(jié)尾，均衡器系數(shù)存儲回系數(shù)存儲器1164。只刷新與該脈沖串所屬的遠(yuǎn)程終端對應(yīng)的系數(shù)。在業(yè)務(wù)脈沖串期間，用預(yù)相關(guān)過濾器1144使用的系數(shù)加載均衡器。因此，均衡器和預(yù)相關(guān)過濾器1144將在同一組系數(shù)上工作。
均衡器系數(shù)適合于使用最小均方算法(LMS)。也可使用其它算法，例如遞歸最小平方(RLS)。均衡器可只有前饋系數(shù)或前饋和反饋兩個系數(shù)。此外，前潰系饋可以是分?jǐn)?shù)或基于碼元。
載波恢復(fù)環(huán)路1162跟蹤抑制載波正交幅度調(diào)制(QAM)信號的相位和頻率。因此，解調(diào)器可支持QAM和QPSK兩種調(diào)制。在開始跟蹤每個脈沖串時，用獲取部分1140中提供的相位估算信號1152和頻率偏移信號1154加載載波恢復(fù)環(huán)路1162。載波恢復(fù)環(huán)路1162利用第二級鎖相環(huán)跟蹤相位和頻率。利用到多調(diào)制限幅器1160的輸入(均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158的輸出)和多調(diào)制限幅器1160的輸出獲得相位誤差。然后，載波恢復(fù)環(huán)路1162的輸出發(fā)回到均和器和相位旋轉(zhuǎn)器1158，以便在發(fā)送到多調(diào)制限幅器1160前旋轉(zhuǎn)該輸出。另外，該相位用來對用于刷新均衡器系數(shù)的誤差消旋。用多調(diào)制限幅器1160的輸入和輸出獲得均衡器誤差。
可編程的多調(diào)制限幅器1160將均衡器和相位旋轉(zhuǎn)器1158的輸出轉(zhuǎn)換成解調(diào)比特。因此，多調(diào)制限幅器1160將接收的數(shù)據(jù)映射到三個構(gòu)像(例如4、16、和64點)中與三種調(diào)制模式(分別是QPSK、16-QAM、和64-QAM)中的一種對應(yīng)的一個構(gòu)像中。另外，多調(diào)制限幅器1160支持64-QAM調(diào)制的變型，例如多電平圓形構(gòu)像.因此，多調(diào)制限幅器1160能使多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100具有多調(diào)制能力。多調(diào)制限幅器1160與調(diào)制器1102的構(gòu)像查閱1120類似。
另外，碼元字節(jié)轉(zhuǎn)換器1166把多調(diào)制限幅器1160的輸出從碼元轉(zhuǎn)換成字節(jié)。碼元字節(jié)轉(zhuǎn)換器1166支持三種構(gòu)像，即調(diào)制器部分1102使用的每種調(diào)制模式。碼元字節(jié)轉(zhuǎn)換器1166的輸出發(fā)送到Reed-Solomon解碼器1168解碼。然后，數(shù)據(jù)進入解擾器1170，解除調(diào)制器1102的擾頻器1110插入的擾頻。然后把解擾的數(shù)據(jù)字節(jié)加載到輸出緩沖器1172。輸出緩沖器1172是一個往復(fù)緩沖器，以便當(dāng)解調(diào)器1104寫到一個緩沖器時，另一個緩沖器被基帶接口讀出到總線控制器。這樣能在輸出緩沖器1172恢復(fù)背對背脈沖串。因此，輸出數(shù)據(jù)1174是從多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100輸出的，進入遠(yuǎn)程終端和集線器終端(見圖9和14)的數(shù)字基帶部分的總線控制器的信號。
還應(yīng)指出的重要一點是表存取接口提供有關(guān)幀格式的信息和與多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100使用的每種調(diào)制相關(guān)的脈沖串類型，并耦合到發(fā)射緩沖器接口1108，脈沖串格式化器1118，構(gòu)像查表1120，斜坡器1126，線性化器1128，脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146，和輸出緩沖器1172。
由主機接口內(nèi)的一系列寄存器控制解調(diào)器1104。由主微處理器，即遠(yuǎn)程終端和集線器終端的控制處理器寫到這些寄存器。此外，由所設(shè)置的脈沖串和定時控制器邏輯電路對解調(diào)器1104進行實時控制。
應(yīng)指出，由于某些功能和實施是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，未對所有功能框進行完全描述；因此，不需要進一步說明。
如圖所示，多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器有利于在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上調(diào)制和解調(diào)多種調(diào)制模式。多調(diào)制調(diào)制解調(diào)1100因此能夠切換調(diào)制和切換脈沖串類型。特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)作為一個單獨調(diào)制解調(diào)器單元實施多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100。此外，設(shè)計成使其能在點對多點系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端和集線器終端使用。如果在特定扇區(qū)區(qū)域內(nèi)的特定遠(yuǎn)程終端使用多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100，可對多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器編程以便僅對特定的調(diào)制模式解調(diào)。
作為替換，可將多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100實施成三個分離的調(diào)制解調(diào)器，每個調(diào)制解調(diào)器支持單一的調(diào)制并在三個分離的調(diào)制解調(diào)器的每一個之間提供切換裝置。無論如何，多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1100與現(xiàn)有技術(shù)調(diào)制解調(diào)器的不同之處在于支持單獨的調(diào)制，并能實現(xiàn)圖1和2所示實施例的點對多點系統(tǒng)的多調(diào)制方面。
下面參考圖12，示出圖11的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器中進行的參數(shù)估算和使用圖6所示的分離前置碼特性的功能方框圖。頻率偏移估算器1200包括來自預(yù)相關(guān)過濾器(圖11中)的I/Q信號1202，第一相關(guān)器1204，延遲緩沖器1206，第二相關(guān)器1208，第一相位估算器1212，第二相位估算器1210，加法器1214，換算器1216，和頻率偏移估算1218。
I/Q信號1202進入耦合到延遲緩沖器1206和第一相位估算器1212的第一相關(guān)器1204。延遲緩沖器1206耦合到第二相關(guān)器1208，第二相關(guān)器耦合到第二相位估算器1210。第一相位估算器1212和第二相位估算器1210的輸出耦合到加法器1214，加法器1214耦合到換算器1216。換隨器1216輸出頻率偏移估算1218。
實際上，圖12中反映的實施例采用圖6的業(yè)務(wù)脈沖串中所示的分離前置碼提供準(zhǔn)確的頻率偏移估算。已將業(yè)務(wù)脈沖串優(yōu)化成具有規(guī)定大小，以便可在圖5的空中接口幀格式上混合和匹配不同調(diào)制的業(yè)務(wù)脈沖串。然而，為使每個單獨業(yè)務(wù)脈沖串的業(yè)務(wù)通過量最大，希望使每個業(yè)務(wù)脈沖串的前置碼盡可能小。在現(xiàn)有技術(shù)的解調(diào)器中，用前置碼估算接收的業(yè)務(wù)脈沖串的頻率偏移。具體地說，通?？蓪⑻赜凶植迦肭爸么a。通過前置碼特有字部分的長度估算相位，以便確定頻率偏移。特有字的長度可以是例如約32個碼元至40個碼元。該碼元長度應(yīng)產(chǎn)生準(zhǔn)確的相位估算以給出準(zhǔn)確的頻率偏移。如果特有字較長，由于相位在特有字的長度上改變太多，估算將不太準(zhǔn)確。如果特有字很短，由于碼元間隔太短以致不能準(zhǔn)確地估算相位，相位估算將不準(zhǔn)確。
圖6和12所示的實施例通過用數(shù)據(jù)(業(yè)務(wù))和/或其間的備用(如圖6所示的第一數(shù)據(jù)/備用部分612)將特有字分離成第一特有字610和第二特有字611解決了該問題。第一數(shù)據(jù)/備用部分612按前置碼分離長度613定義的碼元數(shù)量分離第一特有字和第二特有字。第一特有字610、第二特有字611和位于其間的第一數(shù)據(jù)/備用部分612包括等于典型特有字的總長度。于是，其之間帶有數(shù)據(jù)的兩個縮短特有字代替了現(xiàn)有技術(shù)的特有字；因此，在前置碼中使用更短的特有字，并且業(yè)務(wù)脈沖串的業(yè)務(wù)通過量增加了其之間的碼元數(shù)量。作為實例，可用一個8碼元的第一特有字，16個碼元的數(shù)據(jù)，和一個8碼元的第二特有字代替32碼元的特有字。另外，第一特有字的長度不必等于第二特有字。例如，第二特有字可以是16個碼元，而第一特有字是8個碼元。
隨著I/Q信號1202(復(fù)合基帶)進入解調(diào)器的脈沖串檢測器和參數(shù)估算器1146，也進入了第一相關(guān)器1204。此后，第一相關(guān)器1204查找第一特有字。例如，如果第一特有字是8個碼元，第一相關(guān)器1204檢測包括8個碼元的第一特有字，然后把第一特有字的I/Q輸出發(fā)送到第一相位估算器1212。以該碼元速率進行相關(guān)，以便每隔一個取樣被忽略。第一相關(guān)器實際上是兩個相關(guān)器，一個用于同相分量取樣(I)，一個用于正交分量取樣(Q)。相關(guān)器是本領(lǐng)域中熟知的，不需要進一步描述。
I/Q信號還進入延遲緩沖器1206，計算第一特有字和第二特有字之間的第一數(shù)據(jù)/備用部分中的碼元數(shù)量。延遲緩沖器1206存儲第一數(shù)據(jù)/備用部分的16個碼元。此后，第二相關(guān)器1208查找第二特有字(例如8碼元特有字)，并將第二特有字的I/Q信號發(fā)送到第二相位估算器1210。第二相關(guān)器1208實際上也是兩個相關(guān)器。第一相位估算器1212和第二相位估算器1210分別估算第一特有字和第二特有字的相位。在加法器1214取出兩個相位之間的差，并由換算器1216換算以產(chǎn)生頻率偏移估算1218。換算器1216把相位差除以第一特有字和第二特有字中部之間的距離。例如，在該實例中，距離是4個碼元+16個數(shù)據(jù)碼元+4個碼元＝24碼元。碼元與碼元速率相乘得到距離。與現(xiàn)有技術(shù)的頻率估算器的區(qū)別在于僅包含一個相關(guān)器，而沒有第一相關(guān)器1204和第二相關(guān)器1208。
因此，頻率偏移估算器1200使用圖6所示的特有分離前置碼估算小前置碼中的頻率偏移，小前置碼近似小到帶有第一特有字和第二特有字之間總共16個碼元的Cramer-Rao界限。在保持準(zhǔn)確的頻率估算的同時業(yè)務(wù)通過量最大。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解這些功能框；因此不需要進一步說明。
集線器終端場地下面參考圖13，示出圖2所示點對多點系統(tǒng)實施例的集線器場地的方框圖。集線器場地1300具有包括集線器終端1302的無線子系統(tǒng)1301，每個集線器終端有一個主室外單元(ODU)1304和天線1306，備用室外單元1308和天線1310，內(nèi)部設(shè)備鏈路(IFL)1312，主室內(nèi)單元(IDU)1314，和備用室內(nèi)單元1316。還示出包括TDM復(fù)用器1318，ATM復(fù)用器1320和定時信號源的發(fā)射設(shè)備252系統(tǒng)。還示出DS3線1324(數(shù)字信號3)和OC3c線1326(光載波電平3鏈接的)，LAN路由器1328。光域網(wǎng)線1330(WAN線)，回程線1332，和定時基準(zhǔn)信號1334。
每個集線器終端1302(扇區(qū)無線)設(shè)備包括具有經(jīng)內(nèi)部設(shè)備鏈路1312(IFL)耦合到主室內(nèi)單元1314的天線1306的主室外單元1304。還示出具有經(jīng)內(nèi)部設(shè)備鏈路1312耦合到備用室內(nèi)單元1316的天線1310的備用室外單元1308。備用室內(nèi)單元1316(IDU)與主IDU1314具有相同連接；因此，只討論主室內(nèi)單元1314。每個主室內(nèi)單元1314有一條到TDM復(fù)用器1318的DS3線1324和一條到ATM復(fù)用器1320的OC3c線1326。TDM復(fù)用器1318和ATM復(fù)用器1320各自具有允許連接到傳輸網(wǎng)絡(luò)(未示出)的回程線1332。每個集線器終端1302的每個主室內(nèi)單元1314耦合到LAN集線器1328和定時信號源1322。定時信號源1322向每個集線器終端1302發(fā)送定時基準(zhǔn)信號1334。LAN路由器1328具有一條到EMS的任選WAN線930。
實際上，集線器場地1300是點對多點系統(tǒng)的心臟。集線器場地1300支持多頻率、多扇區(qū)集線器。無線信道分成子信道。例如，50MHz的信道可分成4個12.5MHz的子信道。每個集線器場地1300支持一個信道，每個集線器終端1302支持一個子信道(扇區(qū))。此外，每個扇區(qū)(圖1的″餅片″)可根據(jù)在集線器場地1300的多個信道和遠(yuǎn)程終端的位置包含多于一個集線器終端1302。無線子系統(tǒng)1301的每個集線器終端1302(扇區(qū)無線)包含具有一個天線1306，一個內(nèi)部設(shè)備鏈路1312，和室內(nèi)單元1314的室外單元1304。
室外單元1304(也稱為收發(fā)信機單元)是一個集成的38GHz的收發(fā)信機和天線1306。除相對于遠(yuǎn)程終端室外單元的發(fā)射和接收頻帶交換發(fā)射和接收頻帶外，集線器終端1302的室外單元1304與圖9描述的遠(yuǎn)程終端的室外單元相同。室外單元1304將來自內(nèi)部設(shè)備鏈路1312的信號上變換到發(fā)射頻率，并將來自空中接口的信號下變換到內(nèi)部設(shè)備頻率。它通常位于集線器場地1300建筑物的頂部。另外，室外單元1304可在建筑物的入口連接到一個浪涌保護器。
作為替換，由于集線器終端1302采用不連續(xù)發(fā)射(TDMA)發(fā)射，室外單元1304可包括作為天線1306的波束轉(zhuǎn)換天線(未示出)，以使開關(guān)耦合到幾個天線，每個天線發(fā)射到一個窄子扇區(qū)，例如15-22度子扇區(qū)。射束轉(zhuǎn)換天線必須在空中接口幀格式的TDMA脈沖串之間切換。因此，一次只有一個天線發(fā)射，減少其它扇區(qū)和集線器終端1302中的干擾。這樣也通過在比覆蓋整個扇區(qū)的天線1306所需的更窄的波束中發(fā)射更多能量/比特擴展了點對多點系統(tǒng)的范圍。因此，減小了多徑的幅度，并且使更高級的調(diào)制工作得更好。同樣。相控陣天線系統(tǒng)將達(dá)到相同結(jié)果。
內(nèi)部設(shè)備鏈路1312將室外單元906連接到室內(nèi)單元1314，并且與遠(yuǎn)程終端中使用的和圖9中描述的內(nèi)部設(shè)備鏈路1312相同。
集線器終端1302的室內(nèi)單元1314(信道處理單元)與遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元非常相似。集線器終端1302的室內(nèi)單元1314也支持多種傳輸模式，例如異步(例如ATM)和同步(例如TDM)，并支持多種調(diào)制模式，例如QPSK、16-QAM、和64-QAM。它與內(nèi)部設(shè)備鏈路1312接通并包括含有IF收發(fā)信機部分、基帶部分多種傳輸模式信元總線、和四個SSI端口的信道和命令模塊(CCM)集線器。集線器終端1302的室內(nèi)單元1314的內(nèi)部工作與遠(yuǎn)程終端室內(nèi)單元的那些相似，并參考圖14進一步描述。有利的是，集線器終端1302的室內(nèi)單元1314使用與遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元相同的多種調(diào)制調(diào)制解調(diào)器。因此，有利的是，對于點對多點系統(tǒng)的所有集線器終端和遠(yuǎn)程終端僅需要設(shè)計一種多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器ASIC。
集線器終端1302和室內(nèi)單元1314與遠(yuǎn)程終端的室外單元之間的某些區(qū)別是SSI端口中使用的SSI模塊的類型，在集線器終端1302的室內(nèi)單元1314中僅有幾個附加接口(見圖14)。集線器終端1302的室內(nèi)單元1314僅使用三種到發(fā)射設(shè)備的接口與DS3線1324接通的TDM-DS3 SSI模塊(見圖21)，與OC3c線1326接通的ATM-OC3c SSI模塊(見圖22)，和與DS3線1324接通的DS3透明SSI模塊(見圖24)。
在該實施例中，在集線器終端1302中的一個有故障的情況下，每個集線器終端1302采用1∶1冗余系統(tǒng)。如果主室外單元1304或主室內(nèi)單元1314失敗，則將備用室外單元1308和備用室內(nèi)單元1316切換到使用狀態(tài)。服務(wù)的中斷對用戶來說很少。正確地構(gòu)成備用室外單元1308和備用室內(nèi)單元1316作為主室外單元1304和主室內(nèi)單元1314。圖9的遠(yuǎn)程終端也使用1∶1冗余系統(tǒng)。
作為替換，集線器場地1300可使用如圖37-38中描述的1∶N冗余系統(tǒng)。
發(fā)射設(shè)備252與參考圖2描述的相同。TDM復(fù)用器1318和ATM復(fù)用器1320分別用來向和從傳輸網(wǎng)絡(luò)(未示出)傳輸TDM和ATM業(yè)務(wù)。回程線1332將TDM復(fù)用品1318和ATM復(fù)用器1320連接到傳輸網(wǎng)絡(luò)并包括例如DS3、OC3c、和OC12c線。
另外。定時信號源向集線器終端1302提供同步規(guī)劃。由于在遠(yuǎn)程終端和耦合到遠(yuǎn)程終端的SSI模塊使用在集線器終端1302的定時，重要的是定時信號源是非常穩(wěn)定、準(zhǔn)確的信號源，例如本領(lǐng)域中已知的Stratum-1電平定時信號源。定時信號源1322可以是外部DS1源基準(zhǔn)(GPS源或其它DS1基準(zhǔn))、DS3線、或嵌入DS3的DS1。然后，利用定時信號源1322得到每個集線器終端1302的無線接口的碼元速率。定時基準(zhǔn)還涉及圖14。如果定時信號源是DS3中的DS1(即DS3中的T1)，通常由在經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)(見圖1和2)耦合到發(fā)射設(shè)備252的中心局的交換機提供定時。這種情況下，如果在定時中存在因中心局的誤差狀況造成漂移，所有集線器終端也將漂移，但不丟失數(shù)據(jù)。
此外，設(shè)置LAN路由器1328以允許在集線器場地1300的集線器終端1302之間通信和經(jīng)WAN線1330任選連接到廣域網(wǎng)(WAN)。在一個實施例中，單元管理系統(tǒng)(EMS)122使用WAN通過LAN路由器1328與每個集線器終端通信?？稍O(shè)置WAN線1330作為以太網(wǎng)10BaseT線。因此，單元管理系統(tǒng)可通過LAN路由器1328與在集線器場地1300的集線器終端1302通信。LAN路由器1328還允許集線器終端1302相互通信。作為替換，EMS可通過經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)和回程線1323發(fā)送消息來與集線器終端1302通信。有利的是，這樣取消了對從EMS到集線器場地1300的有線連接的要求。參考圖22對此進一步描述。
下面是從中心局經(jīng)集線器終端的業(yè)務(wù)流動的概述。由位于中心局的單元管理系統(tǒng)將業(yè)務(wù)通過諸如SONET環(huán)形之類的傳輸網(wǎng)絡(luò)路由選擇到集線器場地1300。該業(yè)務(wù)根據(jù)其業(yè)務(wù)種類到達(dá)TDM復(fù)用器1318和ATM復(fù)用器1320。ATM業(yè)務(wù)經(jīng)OC3c線1326路由選擇到希望的集線器終端，而TDM業(yè)務(wù)經(jīng)DS3線1324路由選擇到希望的集線器終端。由室內(nèi)單元1314將相應(yīng)的業(yè)務(wù)復(fù)用到在各個SSI模塊的多傳輸模式信元總線上。圖15-18中討論了多傳輸模式信元總線。然后，為無線接口格式化混合業(yè)務(wù)并在室內(nèi)單元1304調(diào)制到中頻。IFL1312把業(yè)務(wù)傳送到室外單元1304，在此將其上變換成無線接口的發(fā)射頻率。因此，該業(yè)務(wù)廣播到室外單元1304的天線扇區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的遠(yuǎn)程終端。相反，數(shù)據(jù)流動到達(dá)室外單元1304。因此，本實施例的集線器終端1300傳送ATM和TDM兩種業(yè)務(wù)，而現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)需要分開的下屬設(shè)施傳輸ATM和TDM。
集線器場地的另一個特有的特性是集線器場地是一個模塊化的集線器場地結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有技術(shù)的點對多點系統(tǒng)中。在建立集線器場地時，集線器場地被設(shè)計成一個包括在該集線器場地支持的所有不同集線器終端的卡的底盤。每個卡(或集線器終端)共享本領(lǐng)域中已知的共用處理器、共用SSI接口模塊、共用底板接口、共用電源等。換句話說，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的每個集線器終端不能獨立于共用設(shè)備工作。因此，為建立集線器場地，必須為整個系統(tǒng)建立結(jié)構(gòu)。
相反，在本發(fā)明的該實施例中，系統(tǒng)設(shè)計者可通過安裝包括一個室外單元1304和一個室內(nèi)單元1314的一個模塊化的集線器終端(即集線器終端1302)僅用一個頻道的子信道即可建立集線器場地。室內(nèi)單元是小單元，僅有支持一個子信道的兩個卡。為增加更多子信道，只需在底盤中為每個子信道安裝另一個模塊化的集線器終端。模塊化的集線器終端不必共享共用處理器、共用SSI接口模塊、共用底板接口、或共用電源。因此，不需要安裝支持整個信道的整個現(xiàn)有技術(shù)的點對多點系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而僅用一個子信道建立集線器場地。
由于安裝現(xiàn)有技術(shù)中僅使用頻道的一個子信道的點對多點系統(tǒng)的費用較高，這是一個特別的優(yōu)點。實際上，由于許多用戶彼此的所在位置可能非常近，或到點對多點系統(tǒng)的用戶很少，或存在著妨礙使用許多集線器終端(各自使用分離的子信道)的物理障礙(例如高山)，許多服務(wù)提供商建立僅服務(wù)一或兩個子信道的點對多點系統(tǒng)。有利的是，模塊化的集線器場地允許點對多點系統(tǒng)隨著用戶的需要而增長，而不強迫服務(wù)提供商最初為支持整個信道的整個點對多點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)付費。
在另一個實施例中，可用從發(fā)射設(shè)備252到傳輸網(wǎng)絡(luò)(圖1和2所示)或回程下屬結(jié)構(gòu)的無線通信鏈路(未示出)代替到回程線1332的線路。無線通信鏈路可以是與集線器終端1302和相應(yīng)的遠(yuǎn)程終端之間的通信鏈路非常相似的微波無線通信鏈路。天線，例如第一個12”天線耦合到發(fā)射設(shè)備252，對應(yīng)的天線，例如第二個12”天線耦合到傳輸網(wǎng)絡(luò)。該實施例允許集線器場地和傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的距離約為5至10英里。
下面參考圖14，示出在圖2和13所示實施例中的集線器終端(多模式集線器終端)的方框圖。集線器終端1400包含具有天線1404的室外單元(ODU)1402(也稱為收發(fā)信機單元)和室內(nèi)單元(IDU)1406(也稱為信道處理單元)。室內(nèi)單元1406耦合到內(nèi)部設(shè)備鏈路1408、維護端口1410、局域網(wǎng)(LAN)接口線1412、T1參考線1414、多傳輸模式信元總線1416、TDM DS3 SSI模塊1418、ATM OC3c SSI模塊1419、任選DS3透明SSI模塊1421，和信道和命令模塊1420。信道和命令模塊(CCM)1420包括包含內(nèi)部設(shè)備(IFL)接口1424、上變換器1426、和下變換器1428的IF收發(fā)信機部分1422；包含多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1432、總線控制器1434、控制器處理器1436、控制信號1437、維護端口接口1438、LAN控制器1440、和定時邏輯電路1442的數(shù)字基帶部分1430，以及LAN接口1444，和T1接口1446。
室外單元1402經(jīng)內(nèi)部設(shè)備鏈路1408耦合到室內(nèi)單元1406，內(nèi)部設(shè)備鏈路1408耦合到CCM模塊1420的IF收發(fā)信機部分1422內(nèi)的IFL接口1424。IFL接口1424耦合到上變換器1428和下變換器1426。上變換器1428和下變換器1426各自耦合到數(shù)字基帶部分1430的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1432。多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1432耦合到總線控制器1434，總線控制器1434耦合到多傳輸模式信元總線1416。維護端口1410耦合到維護端口接口1438，維護端口接口1438耦合到控制處理器1436。LAN接口線1412耦合到LAN接口1444，LAN接口1444耦合到LAN控制器1440。T1參考1414耦合到T1接口1446，T1接口1446耦合到基帶部分1432的定時邏輯電路1442。維護端口接口1438、LAN控制器1440、和定時邏輯電路1442分別耦合到控制處理器1436。定時邏輯電路和控制處理器還耦合到多傳輸模式信元總線1416?？刂铺幚砥?436向IFL接口1424、上變換器1428和下變換器1426發(fā)送控制信號1437。
實際上，集線器終端(扇區(qū)無線)的室內(nèi)單元1406(IDU)與遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元(IDU)非常相似。IF收發(fā)信機1422與圖9所示的那些完全相同。集線器終端1400的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1432與圖11描述的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器相同。有利的是，多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1432能夠在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上采用多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器發(fā)射，并支持如前面討論的QPSK、16-QAM、和64-QAM?？偩€控制器1434、控制處理器1436、和多傳輸模式信元總線也與遠(yuǎn)程終端室內(nèi)單元中的那些相同(見前面的圖和細(xì)節(jié))。
然而，集線器終端1400的數(shù)字基帶部分1430的控制處理器1436與單元管理系統(tǒng)正常接觸。因此，控制處理器1436對多傳輸模式信元總線1416和空中接口進行所有業(yè)務(wù)時隙的分配。還生成將DS0從SSI模塊映射到多傳輸模式總線幀格式和空中接口幀格式的適當(dāng)時隙的時間規(guī)劃。當(dāng)從多傳輸總線(經(jīng)時間規(guī)劃)發(fā)射和復(fù)制業(yè)務(wù)和向混合業(yè)務(wù)分配什么標(biāo)題信息時，控制處理器1436向諸如TDMDS3 SSI模塊1418之類的服務(wù)專用接口發(fā)指令?？刂铺幚砥?436使用空中接口幀格式的額外開銷消息，以便與遠(yuǎn)程終端室內(nèi)單元的處理器通信。
維護端口1410與遠(yuǎn)程終端室內(nèi)單元的維護端口相似。采用維護端口1410支持用于室內(nèi)單元1406的維護和測試的膝上型PC串行端口連接。維護端口1010使用如RS232端口之類的維護接口1438與控制處理器1436接通。
LAN控制器1440不在遠(yuǎn)程終端中并且是向中心局的單元管理系統(tǒng)提供接口的基于PCI總線的控制器。LAN接口1444與通常是以太網(wǎng)10BaseT線的LAN接口線1412接通。LAN接口線1412允許連接到廣域網(wǎng)(WAN)。單元管理系統(tǒng)使用WAN與LAN控制器1440通信。單元管理系統(tǒng)向CCM1420的控制處理器1436發(fā)送操作、執(zhí)行、管理信號。LAN控制器1440還允許控制處理器1436與在相同集線器場地的其它集線器終端1400的控制處理器1436通信。
定時邏輯電路1442通過T1接口1446從分離的陸基T1(DS1)參考線1414接收定時參考源，并在整個點對多點系統(tǒng)將其變換成將要使用的碼元速率。因此，定時邏輯電路1442產(chǎn)生到包括在SSI模塊(見圖20-25B)的遠(yuǎn)程終端和耦合到遠(yuǎn)程終端的光纖擴展器模塊(見圖32-34)一直使用的定時。作為替換，集線器終端1400的參考定時可來自幾個信號源，包括從DS3 TDM SSI模塊接收的DS3線時鐘或DS3透明線信號源；來自DS1線或DS3-TDM SSI模塊的線28嵌入DS3-TDM SSI模塊中的DS1信號源；從OC3c ATM SSI模塊恢復(fù)的OC3c線時鐘，或圖13所示的DS1參考線1414。
在集線器終端1400的參考時鐘通過空中接口發(fā)射到遠(yuǎn)程終端。這是通過在定時邏輯電路1442從輸入的參考時鐘得到碼元速率時鐘，然后使用接收的碼元速率在遠(yuǎn)程室內(nèi)單元產(chǎn)生所需的網(wǎng)絡(luò)接口時鐘進行的。所發(fā)射的參考時鐘與陸線時鐘的穩(wěn)定性匹配并且還滿足相關(guān)抖動、漫游、保存、和時鐘跟蹤能力標(biāo)準(zhǔn)是很重要的。因此，上述參考時鐘信號源應(yīng)該是stratum-1電平或等效的定時信號源，以便提供點對多點系統(tǒng)所需的穩(wěn)定性。
控制處理器1436是一個運行信道和控制模塊并協(xié)調(diào)維護端口1410、LAN控制器1440、定時邏輯電路1442、和多傳輸模式信元總線1416的精簡指令系統(tǒng)代碼(RISC)處理器。還產(chǎn)生發(fā)送到IF收發(fā)信機1422用于增益控制的控制信號1437。
多傳輸模式信元總線1416是可向和從總線控制器1434向SSI模塊傳輸ATM和TDM兩種業(yè)務(wù)的同步TDM信元總線。參考圖15-18更詳細(xì)地描述多傳輸模式信元總線1416。有利的是，多傳輸模式信元總線1416是對使用一條總線傳輸ATM業(yè)務(wù)和使用分離總線傳輸TDM業(yè)務(wù)的現(xiàn)有技術(shù)的總線系統(tǒng)的改進。
室內(nèi)單元1406有四個SSI端口，但僅使用三個SSI模塊，包括參考圖21描述的TDM-DS3 SSI模塊1418，參考圖22描述的ATM-OC3c SSI模塊1419，和參考圖23描述的DS3透明SSI模塊1421。TDM-DS3 SSI模塊1418通過作為28條T1線(28個DS1)的DS3線傳輸TDM業(yè)務(wù)。ATM-OC3c SSI模塊1419用于通過OC3c線傳輸ATM業(yè)務(wù)。DS3透明SSI模塊1421使用子信道(扇區(qū))，例如1.25MHz的整個帶寬為點對多點系統(tǒng)內(nèi)的點對點鏈路傳輸異步(例如ATM)或同步數(shù)據(jù)(例如TDM)。
多傳輸模式信元總線下面參考圖15，示出在圖9和14所示的集線器終端和遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元的信道和控制模塊(CCM)與圖20-25B所示的SSI模塊之間提供接口的多傳輸模式信元總線的幀格式，并說明了與圖5的空中接口幀格式的關(guān)系。示意圖1500示出了多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1502、總線控制器1504、SSI模塊1606、空中接口幀格式1508、多傳輸模式信元總線1510(也稱為多傳輸模式總線)、和多傳輸模式總線幀格式1512。多傳輸模式總線幀格式1512(下文稱之為總線幀格式1512)具有同步化時隙1514，包含許多消息時隙1528的模塊間通信部分1516(下文稱之為IM-Com部分1516)，和包含許多數(shù)據(jù)時隙1526的信元總線數(shù)據(jù)部分1518(下文稱之為CB-Data部分1118)。還示出了具有額外開銷部分1520、備用部分1524、和業(yè)務(wù)部分1522的對應(yīng)空中接口幀格式1508(如圖5所示)。
SSI模塊1506經(jīng)多傳輸模式信元總線1510耦合總線控制器1504?？偩€控制器1504耦合到多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1502，多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1502耦合到室內(nèi)單元(未示出)的IF收發(fā)信機。多傳輸模式信元總線1510使用總線幀格式1512，并且多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器1502輸出空中接口幀格式1508。
實際上，與TDM和ATM業(yè)務(wù)需要分離總線的現(xiàn)有技術(shù)的總線相反，多傳輸模式信元總線1510傳送異步信號(例如ATM業(yè)務(wù))和同步信號(例如TDM信號)。多傳輸模式信元總線1510在室內(nèi)單元的信道和控制模塊與各個SSI模塊1506(見圖20-25B)之間提供鏈路。多傳輸模式信元總線1510是使用具有固定長度的總線幀格式1512的8比特同步TDM信元總線。第一時隙是用于遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元與參考圖32-34進一步討論的擴展室內(nèi)單元(EIDU)之間同步化目的的同步化時隙1514?？偩€幀格式1512的IM-Com部分1516中的消息時隙1528的剩余部分依據(jù)總線幀格式為固定長度。此外，所示的示意圖對應(yīng)于集線器終端和遠(yuǎn)程終端二者。專用SSI模塊依據(jù)1506是在遠(yuǎn)程終端還是在集線器終端以及耦合到它們的服務(wù)而改變。
選擇總線幀格式1512的長度，以使總線幀格式1512可以如圖4-8所述直接映射到空中接口幀格式1508。例如，如果空中接口幀格式的長度是6毫秒，總線幀格式1512的長度也是6毫秒，與空中接口幀格式1508匹配?？偩€幀格式1512的CB-Data部分1518映射到空中接口幀格式1508的業(yè)務(wù)部分1522。此外，可將CB-Data部分1518不同數(shù)量的數(shù)據(jù)時隙1526分配給空中接口幀格式1508的業(yè)務(wù)部分1522內(nèi)不同調(diào)制的業(yè)務(wù)脈沖串。例如，可將CB-Data部分1518的12個數(shù)據(jù)時隙1526映射到一個QPSK四業(yè)務(wù)脈沖串，或?qū)?個時隙映射到一個16-QAM四業(yè)務(wù)脈沖串，或?qū)?個時隙映射到空中接口幀格式1508上的一個64-QAM四業(yè)務(wù)脈沖串。
只有遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元和集線器終端的室內(nèi)單元的CCM之間的通信需要空中接口幀格式1508的額外開銷部分1520。因此，由室內(nèi)單元的CCM的總線控制器1504放棄額外開銷部分1520，以使同步化時隙1514和IM-Com部分1504便于裝配在其位置中。因此，IM-Com部分1516提供CCM的主處理器(例如未示出的控制處理器)和SSI模塊的局部處理器之間的控制/狀態(tài)通信接口。因此，IM-Com部分1516和同步化時隙1514包括所需的長度，以允許總線幀格式1512直接對應(yīng)空中接口幀格式1508。
總線幀格式的這種映射與經(jīng)常使用兩個分離的總線幀格式傳輸消息和數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)不同。此外，已知的現(xiàn)有技術(shù)的總線幀格式不直接對應(yīng)空中接口幀格式。因此，獨特設(shè)計的總線幀格式1512直接對應(yīng)空中接口幀格式1508。
多傳輸模式信元總線1100也在與空中接口碼元速率匹配的固定頻率工作。例如，如果空中接口以10Msps的碼元速率工作，多傳輸模式信元總線1510則以10Mbps工作。在集線器終端，從定時參考或到如圖13描述的傳輸網(wǎng)絡(luò)的鏈路得到多傳輸模式信元總線1510的定時。在遠(yuǎn)程終端，從由集線器終端發(fā)送的信令得到多傳輸信元總線1510的定時。CB-Data部分1518包括固定長度的數(shù)據(jù)時隙1526。有利的是，構(gòu)成數(shù)據(jù)時隙1526，以使它們可在相同的總線幀格式1512上傳送圖28和29中描述的特殊格式化的TDM信元和ATM信元。另外，與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于，現(xiàn)有技術(shù)中將分離的總線幀格式用于ATM和TDM傳輸。參考圖16和17分別描述裝配在IM-Com部分1516的每個消息時隙1528內(nèi)的IM-Com信元的結(jié)構(gòu)和裝配在CB-Data部分1518的每個數(shù)據(jù)TS1526內(nèi)的CB-Data信元的結(jié)構(gòu)。因此，如圖12B中將描述的，設(shè)計裝配在CB-Data部分1518的數(shù)據(jù)時隙1526內(nèi)的CB-Data信元傳送ATM信元或?qū)ｉT設(shè)計的TDM信元。
此外，多業(yè)務(wù)模式信元總線1510在相同總線上組合消息(即在IM-Com部分1516中)和數(shù)據(jù)(即在CB-Data部分1518中)，而在現(xiàn)有技術(shù)中，通常將分離的總線用于消息和數(shù)據(jù)的傳輸。僅使用一個信元總線的優(yōu)點是減少了信元總線結(jié)構(gòu)中使用的抽頭的數(shù)量。
已選擇數(shù)據(jù)時隙1526與空中幀格式1108對應(yīng)。數(shù)據(jù)時隙1526可包括不同的字節(jié)數(shù)量，然而，由于設(shè)計它們配合標(biāo)準(zhǔn)的53字節(jié)ATM信元和53字節(jié)TDM信元，CB-Data部分1518的數(shù)據(jù)時隙1526的長度可不小于53字節(jié)。理想情況下，長度不應(yīng)小于55字節(jié)以便容納圖16和17所示的控制字節(jié)。定時信號或時鐘也是多傳輸模式信元總線1510的一部分。參見圖18構(gòu)成多傳輸模式信元總線1510的專用線或信號。
構(gòu)成IM-Com部分1516的消息時隙1528具有特定的分配。可為將要連接到室內(nèi)單元的每個SSI模塊提供一個特定的消息時隙1528。此外，存在著每個光纖擴展器模塊，包括主機和從屬(圖33描述)的消息時隙1528，和用于擴展室內(nèi)單元或EIDU(圖32中描述)的四個SSI端口中的每一個的一個消息時隙1528。另外，可以有根據(jù)需要可動態(tài)地向任何SSI模塊1506分配的可使用的附加消息時隙1528。
下面參考圖16，示出表明由圖15的多傳輸模式信元總線使用的IM-Com信元1600的結(jié)構(gòu)的示意圖。IM-Com信元1600具有包含SSI ID1606、本領(lǐng)域中已知的消息信號標(biāo)1608、和未使用部分1610的標(biāo)題1602。IM-Com信元1600還包含消息部分1604。標(biāo)題1602包括用于SSI ID1606的第一字節(jié)，SSI ID1606用于解決試圖將數(shù)據(jù)放置到相同時隙的不同SSI模塊之間的沖突。第二字節(jié)用于消息信號標(biāo)，第三字節(jié)未使用。
SSI ID1606是包含許多比特，例如8比特的字段。SSI ID1606低位的4比特用于耦合到室內(nèi)單元的SSI模塊，SSI ID1606的高位4比特由相應(yīng)的擴展室內(nèi)單元(見圖32)使用。因此，向每個SSI模塊和與多傳輸模式信元總線接通的每個擴展室內(nèi)單元分配一個比特。在操作中，當(dāng)特定SSI模塊發(fā)射到一個時隙中時，將″0″比特放置在其SSI ID1606比特中，否則，SSI ID1606比特是″1″。由于消息時隙僅分配給一個SSI模塊，SSIID1606中只有一個比特在IM-Com部分中的任何給定消息時隙應(yīng)該為″0″。因此，如果SSI ID1606的第三比特分配給SSI端口#3中的SSI模塊，對于SSI端口#3中的SSI模塊正在其中發(fā)射的時隙，SSIID1606低位的4個比特應(yīng)該為″1011″。對于IM-Com部分中的特定消息時隙，如果在SSI ID1606的高位和低位4比特的每一個中有一個以上的″0″比特，室內(nèi)單元的信道和控制模塊(CCM)解決了沖突。
剩余的包括消息部分1604的m個字節(jié)用于在CCM控制處理器和SSI模塊的局部處理器之間發(fā)送消息。該消息告訴SSI模塊在發(fā)射和接收時使用哪些消息時隙，以及其它控制信息。由室內(nèi)單元的總線控制器和控制處理器或由各個SSI模塊的局部處理器格式化IM-Com信元1600。
下面參考圖17，示出表明在圖15的多傳輸模式TDM信元總線上傳輸?shù)腃B-Data信元(也稱為業(yè)務(wù)信元)的結(jié)構(gòu)示意圖。業(yè)務(wù)信元1700具有標(biāo)題1702、數(shù)據(jù)信元1704(也稱為有效負(fù)荷信元)、和備用部分1706。標(biāo)題1702包括用于SSIID1708的第一字節(jié)(見圖16)和用于有效負(fù)荷狀態(tài)1710的第二字節(jié)。
業(yè)務(wù)信元1700與總線幀格式CB-Data部分1518的數(shù)據(jù)時隙1526中的一個配合?？稍O(shè)計業(yè)務(wù)信元1700與IM-Com信元1600的長度匹配。此外，業(yè)務(wù)信元1700的長度可有利于使一個或多個業(yè)務(wù)信元1700映射到空中接口幀格式的業(yè)務(wù)脈沖串。例如，兩個業(yè)務(wù)信元1700可構(gòu)成一個16-QAM的單個業(yè)務(wù)脈沖串，或12個業(yè)務(wù)信元1700可構(gòu)成一個QPSK四脈沖串。
業(yè)務(wù)信元1700內(nèi)的數(shù)據(jù)信元1704的長度為53字節(jié)，即標(biāo)準(zhǔn)ATM信元的大小較有利，這樣能在數(shù)據(jù)信元1704中傳輸象53字節(jié)ATM信元之類的異步信號，或象在特定設(shè)計的53字節(jié)TDM信元(見圖29)內(nèi)格式化的53字節(jié)TDM數(shù)據(jù)之類的同步信號。因此，ATM和TDM信元被SSI模塊(具體地說，是SSI模塊的格式化器)復(fù)用到多傳輸模式信元總線上。該特性省去了對具有一個用于傳輸TDM業(yè)務(wù)的TDM信元和另一個用于傳輸ATM業(yè)務(wù)的信元總線的需求。
備用部分1706包含剩余字節(jié)，如果有的話，這些字節(jié)在該實施例中未實用。備用部分1706包括的長度可使總線幀格式與空中接口幀格式匹配，以便該總線幀格式易于映射到空中接口幀格式。依據(jù)設(shè)計的空中接口幀格式和其它系統(tǒng)參數(shù)，業(yè)務(wù)信元1700的數(shù)據(jù)信元1704可包含多個字節(jié)，但不能包含少于53個字節(jié)并且仍保持與53字節(jié)的ATM標(biāo)準(zhǔn)信元兼容。
此外，業(yè)務(wù)信元1700包括n個字節(jié)。業(yè)務(wù)信元1700的大小取決于空中接口幀格式的長度、所使用的頻率和最小數(shù)據(jù)信元大小。如圖17所示，業(yè)務(wù)信元1700至少應(yīng)為55字節(jié)以說明53字節(jié)的數(shù)字信元1704和標(biāo)題部分1702。還應(yīng)指出，數(shù)字信元可傳送ATM信元和TDM信元兩種信元，如果用新標(biāo)準(zhǔn)長度代替標(biāo)準(zhǔn)ATM信元的長度，可據(jù)此調(diào)節(jié)各種信元的大小。
下面參考圖18，示出圖15至17中用于多傳輸模式信元總線的的定時示意圖1800。下列信元總線信號包括多傳輸模式信元總線CB_CLK1802、CB_TX_FS1804、CB_TX_TSS1806、CB_TX_DATA(70)1808、CB-RX-DATA(70)1810、CB_RX_FS1812、CB_RX_TSS1814、和CB_TX_SFS1816和CB_RX_SFS1818。
CB_CLK信號1802是具有與空中接口碼元對應(yīng)的頻率的時鐘并且為1行。CB_RX_TSS1814是每個時隙與單個時鐘同步的接收時隙并且為1行。CB_RX_FS1812是與單個時鐘脈沖幀同步的接收幀并且為1行。CB_RX_SFS1818是每個超幀與單個時鐘脈沖同步的接收超幀并且為1行。CB_RX_DATA(70)1810是8行的8比特數(shù)據(jù)信元總線。作為替換，信元總線可以是16、24、32等比特信元總線?？蓳?jù)此修改信元總線結(jié)構(gòu)。CB_TX_TSS1806是每個時隙與單個時鐘同步的發(fā)射時隙并且是1行。CB_TX_FS1804是每幀與單個時鐘同步的發(fā)射幀并且為1行。CB_TX_SFS1816是每個超幀與單個時鐘同步的發(fā)射超幀并且為1行。CB_TX_DATA(70)1808是8行的8比特發(fā)射數(shù)據(jù)信元。因此，多傳輸模式信元總線包括總共23行并具有圖18所示的定時。
多傳輸信元總線作為在集線器終端或遠(yuǎn)程終端，和用戶通過其接通的SSI模塊的室內(nèi)單元的信道和控制模塊(CCM)之間的鏈路。有利的是，多傳輸模式信元總線取代了用于傳輸ATM和TDM業(yè)務(wù)的兩個分離總線并組合模塊間通信和相同信元總線幀格式上的數(shù)據(jù)信元。
經(jīng)空中接口的數(shù)據(jù)流下面參考圖19，示出如圖2的實施例中所示的點對多點系統(tǒng)執(zhí)行的在集線器終端的室內(nèi)單元到遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元之間數(shù)據(jù)流的主要步驟。在參考圖19中的具體步驟的同時還要參考其它相關(guān)附圖。所描述的步驟是概括性的，并且意圖是提供經(jīng)點對多點系統(tǒng)通信鏈路的數(shù)據(jù)傳輸?shù)母乓?br> 同步(TDM)和異步(ATM)業(yè)務(wù)(或信號)經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)從中心局路由選擇到在集線器場地的集線器終端的SSI模塊。SSI模塊利用多傳輸模式總線幀格式來格式化混合業(yè)務(wù)并將其復(fù)用到多傳輸模式信元總線上(步驟1902)。在下面的說明書中描述用SSI模塊采用的具體技術(shù)格式化混合業(yè)務(wù)并將其復(fù)用到多傳輸模式信元總線上的單個格式，而不描述該流程的目的。正如所指出的，多傳輸模式信元總線以集線器終端和遠(yuǎn)程終端的其余部分不知道它們正在傳送ATM和TDM兩種信元的方式傳送異步業(yè)務(wù)(例如ATM)和同步業(yè)務(wù)(例如TDM)業(yè)務(wù)兩種業(yè)務(wù)。因此，通過針對多傳輸模式信元總線的數(shù)據(jù)格式化和并為空中接口幀格式映射多傳輸模式信元總線的數(shù)據(jù)，點對多點系統(tǒng)支持多種業(yè)務(wù)類型。
過程1900繼續(xù)，通過取消模塊間通信部分(IM-Com)并用空中接口幀格式的對應(yīng)額外開銷部分將其替換，多傳輸模式信元總線的總線幀格式變換成空中接口幀格式(步驟1904)。總線控制器如圖9、13和14描述的執(zhí)行該步驟。在集線器終端的室內(nèi)單元的信道和控制模塊(也稱為CCM)使用該IM-Com部分與專用SSI模塊(例如TDM-DS3 SSI模塊和ATM-OC3c SSI模塊)通信。額外開銷部分用于集線器終端的CCM，以便與遠(yuǎn)程終端的CCM通信?？偩€控制器還通過把多傳輸模式信元總線的時隙格式化成正確數(shù)量的空中接口脈沖串來將總線幀格式轉(zhuǎn)換成空中接口幀格式?？偩€控制器還決定脈沖串是否是如圖7A和7B描述四脈沖串或單脈沖串。
一旦格式化成空中接口幀格式(步驟1904)，采用如上所述的三種可使用的調(diào)制模式中的一種在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上調(diào)制該信號(步驟1906)。有利的是，這樣能使單個集線器終端(扇區(qū)無線)與其特定扇區(qū)內(nèi)的每個遠(yuǎn)程終端通信，而與遠(yuǎn)程終端所在的區(qū)域無關(guān)。這樣還有效地利用了可使用的帶寬。接下來，將空中接口幀格式中的調(diào)制信號上變換成通信鏈路的射頻(步驟1908)。圖14中更全面地描述了在室內(nèi)單元將調(diào)制的信號上變換到中頻，然后再上變換到無線通信鏈路的微波射頻(即圖2實施例中為38GHz)的IF收發(fā)信機部分的操作。
此后，采用50MHz信道的12.5MHz子信道將該信號經(jīng)空中接口廣播到所有遠(yuǎn)程終端(步驟1910)。應(yīng)指出的重要一點是，經(jīng)空中接口傳輸?shù)男盘柺窃谙嗤罩薪涌趲袷絻?nèi)傳送的同步信號(例如TDM)和異步信號(例如ATM)。此外，空中接口脈沖串是以不同方式調(diào)制的，以便實質(zhì)上生成三種不同的業(yè)務(wù)流。采用QPSK、16-QAM、和64-QAM調(diào)制每個業(yè)務(wù)流。用高級調(diào)制(多比特/秒/Hz)，例如64-QAM調(diào)制的業(yè)務(wù)流比用低級調(diào)制(較少比特/秒/Hz)，例如QPSK的信號下降得快。因此，QPSK業(yè)務(wù)流比64-QAM業(yè)務(wù)流傳輸?shù)酶h(yuǎn)。其與已知的現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，單個扇區(qū)無線僅使用一種調(diào)制發(fā)射并且僅采用空中幀格式內(nèi)的一種傳輸模式傳送業(yè)務(wù)。因此，本實施例唯一的集線器終端(扇區(qū)無線)代替了現(xiàn)有技術(shù)每個扇區(qū)內(nèi)具有n個區(qū)域的點對多點系統(tǒng)的n個集線器終端(扇區(qū)無線)。
在遠(yuǎn)程終端，從通信鏈路，例如無線通信鏈路接收調(diào)制信號(步驟1912)。應(yīng)指出，遠(yuǎn)程終端將接收通信鏈路上的所有信號(還未完全降低的)。然后，將所接收的信號下變換成將要解調(diào)的基帶信號(步驟1914)。此后，解調(diào)接收的空中幀上的信號(步驟1916)。采用與在集線器終端調(diào)制信號相同的多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器在脈沖串接脈沖串的基礎(chǔ)上解調(diào)信號；然而，構(gòu)成多調(diào)制調(diào)制解調(diào)器以便僅對構(gòu)成特定遠(yuǎn)程終端以解調(diào)的特定業(yè)務(wù)脈沖串解調(diào)。例如，位于最靠近集線器終端的區(qū)域中的遠(yuǎn)程終端將對QPSK調(diào)制的額外開銷脈沖串和僅對64-QAM調(diào)制的業(yè)務(wù)脈沖串解調(diào)，而不對16-QAM或QPSK調(diào)制的業(yè)務(wù)脈沖串解調(diào)。應(yīng)指出，所有遠(yuǎn)程終端將對使用QPSK調(diào)制的額外開銷脈沖串解調(diào)。在該實施例中，64-QAM是最高級的調(diào)制，但這些調(diào)制不限于所描述的特定調(diào)制。
一旦根據(jù)預(yù)構(gòu)的遠(yuǎn)程終端解調(diào)了信號，將空中接口幀格式上的信號轉(zhuǎn)換成多傳輸模式信元總線的總線幀格式(步驟1918)。這是在室內(nèi)單元的CCM的總線控制器完成的。去掉空中接口幀格式的額外開銷部分并增加總線幀格式的IM-Com部分。另外，經(jīng)多傳輸模式信元總線的總線幀格式的對應(yīng)時隙映射空中接口幀格式的脈沖串。最后，將多傳輸模式信元總線上的業(yè)務(wù)發(fā)射到SSI模塊(步驟1920)，以使SSI模塊可選出將要轉(zhuǎn)送到相應(yīng)用戶的混合業(yè)務(wù)。反向數(shù)據(jù)流動只是與步驟1902至1920描述的相反。
服務(wù)專用接口模塊點對多點系統(tǒng)允許用戶專用的許多標(biāo)準(zhǔn)接口，例如TDM-DS3 SSI模塊、ATM-OC3cSSI模塊、和四DS1/AAL1 SSI模塊，和DS3透明SSI模塊。然而，由于其傳送異步業(yè)務(wù)(ATM)和同步業(yè)務(wù)(TDM)這兩種業(yè)務(wù)，已構(gòu)成這些標(biāo)準(zhǔn)接口中的每一個與多傳輸模式信元總線接通。因此，SSI模塊必須能夠?qū)Χ鄠鬏斈Ｊ叫旁偩€上不同類型的業(yè)務(wù)過濾，以便可提取正確的業(yè)務(wù)信元并轉(zhuǎn)送到用戶。此外，必須專門設(shè)計這些接口中的每一個，以便為發(fā)射而將正在傳送的業(yè)務(wù)格式化到多傳輸模式信元總線上。圖20至25B討論了一些點對多點系統(tǒng)中采用的不同類型的SSI模塊和用來與多傳輸模式信元總線接通的技術(shù)，以及為了發(fā)射而用來將業(yè)務(wù)格式化到多傳輸模式信元總線上的技術(shù)。
下面參考圖20，示出四DS1/AAL1 SSI模塊的方框圖。四DS1/AAL1 SSI模塊2000包含如參考圖15至18描述的多傳輸信元總線2002，信元控制部分2004，ATM處理器部分2006，定時部分2008，處理部分2010，和線路接口部分2012。信元控制部分2004包含信元格式化器2014(也稱為信號格式化器)，發(fā)射緩沖器2016，接收緩沖器2017，控制邏輯電路2018，和PCM接口邏輯電路2020。ATM處理器部分2006包含一個AAL1(ATM適配層1)SAR2022和ATM緩沖器2024。定時部分2008包含定時邏輯電路2026。處理部分2010包含微處理器2028和消息緩沖器2030。線路接口部分2012包含四個T1/E1幀機架1532，和4個T1/E1端口2034。還示出了包括TDM總線2036，Utopia總線2038，脈碼調(diào)制總線2040(也稱為PCM總線2040)，和CP總線2042的幾條連接總線。
四DS1/AAL1 SSI模塊2000是允許4條T1線或E1線與點對多點系統(tǒng)接通的模塊。四DS1/AAL1 SSI模塊雙向傳輸模式SSI模塊，表明其構(gòu)成可依據(jù)用戶的優(yōu)先權(quán)以TDM模式或ATM AAL1模式工作；因此，是四DS1 TDM SSI模塊或四DS1/AAL1 ATMSSI模塊。在包含24個DS0的DS0電平到DS1(T1線)復(fù)用數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有技術(shù)的四DS1 TMDSSI模塊和四DS1/AAL1 ATM SS1模塊存在；然而，單個現(xiàn)有技術(shù)的四DS1 TDM SSI模塊不能構(gòu)成四DS1/AAL1 ATM SSI模塊，而四DS1/AAL1SSI模塊2000可以。另外，必須構(gòu)成所使用的四DS1/AAL1 SSI模塊2000，以便與多傳輸模式信元總線2002接通。一旦構(gòu)成，為提供兩種數(shù)據(jù)傳輸類型中的一種服務(wù)，四DS1/AAL1 SSI模塊2000僅處理該業(yè)務(wù)類型。因此，以兩種模式描述四DS1/AAL1 SSI模塊2000的操作。作為替換，可構(gòu)成四DS1/AAL1 SSI模塊2000以同時支持兩種業(yè)務(wù)類型。
在ATM模式工作時，業(yè)務(wù)進入四DS1/AAL1 SSI模塊2000，從遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元通過多傳輸信元總線2002到信元格式化器。多傳輸信元總線2002傳送ATM和TDM兩種業(yè)務(wù)；因此，信元格式化器2014(也稱為總線控制器)必須能夠提取ATM信元同時放棄TDM信元。另外，信元格式化器2014必須能夠分辨指定給與SSI模塊接通的特定用戶的ATM信元和不需要的ATM信元。如前所述，從無線或空中接口進入遠(yuǎn)程終端的業(yè)務(wù)是三種調(diào)制模式中的一種。一個特定的遠(yuǎn)程終端僅為空中接口幀格式的業(yè)務(wù)部分解調(diào)這些調(diào)制模式中的一種，以便在多傳輸模式信元總線2002上僅接收特定業(yè)務(wù)。此外，解調(diào)的業(yè)務(wù)需要分離到對應(yīng)的SSI模塊中。
信元格式化器2014收聽所構(gòu)成的多傳輸模式信元總線的IM-Com部分，以便將適當(dāng)?shù)南⑿旁獜?fù)制到消息緩沖器2030，消息緩沖器是一個雙端口RAM。參考圖15看到耦合到多傳輸模式信元總線的每個SSI模塊具有一個IM-Com部分的特定時隙供其使用。因此，信元格式化器2014僅讀取IM-Com部分的該特定時隙。然后將來自IM-Com信元的消息路由選擇到未處理器2028，以使四DS1/AAL1SSI模塊2000的未處理器2028能夠協(xié)調(diào)與室內(nèi)單元的CCM的活動。微處理器是一個精簡指令系統(tǒng)代碼(RISC)處理器。
信元格式化器2014使用ATM地址過濾技術(shù)確定放棄來自多傳輸模式信元總線的CB-Data部分的哪些業(yè)務(wù)信元和保留哪些信元。參考圖26-31B描述ATM地址過濾。圖30中描述的VCI查閱表位于作為靜止RAM的接受串沖器2017中。
如果業(yè)務(wù)信元包含已如圖26-31B中討論的適當(dāng)過濾的AAL1 ATM信元，從業(yè)務(wù)信元對AAL1 ATM信元拆組并經(jīng)Utopia總線2036路由選擇到AAL1 SAR2022(分離和重編)AAL1 ATM信元被變換為將被發(fā)射到T1/E1幀調(diào)節(jié)器2032的串行數(shù)據(jù)流。注意，PCM接口邏輯電路2020不使用在ATM模式中。ATM緩沖器2024(靜態(tài)RAM)被使用于緩沖ATM信元，使得它們能夠重新組合到各分組數(shù)據(jù)中和然后被發(fā)射到T1/E1幀調(diào)節(jié)器2032，將被成幀用于在T1線路(或E1線路)上通過T1/E1端口2034傳送到各個用戶。微處理器2028控制從T1/E1幀調(diào)節(jié)器2032到信元格式化器2014和AAL1 SAR 2022的數(shù)據(jù)流。
數(shù)據(jù)流對于業(yè)務(wù)輸入T1/E1口2034和來自T1線(或E1線)的T1/E1幀調(diào)節(jié)器2032是相反方向的。其中是業(yè)務(wù)的從T1/E1幀調(diào)節(jié)器2032到AAL1 SAR2022的數(shù)據(jù)流被分段為ATM信元。然后，各ATM信元經(jīng)Utopia總線2036被進行發(fā)射信元格式化器2014，等待被復(fù)用進入多傳送模式信元總線2002。消息緩沖器2030還含有對于發(fā)射各ATM信元進入多傳送模式信元總線2002的映射作用。
在TDM模式中的操作，各信元到達(dá)多路傳送模式信元總線2002，以至于多傳送模式信元的每個時隙傳送一個信元。信元格式化器2014確定來自信元總線2002的哪些信元進行保持。從多傳送的信元總線2002接收的模塊間通信消息(IM-Com)經(jīng)消息緩沖器2030傳送到信元格式化器2014。因此，信元格式化器2014知道哪個信元來自多傳送模式信元總線2002中的哪個時隙拷貝；因此，僅指定給特定用戶的TDM信元被拷貝。然后，如果TDM信元是數(shù)據(jù)信元，TDM信元被拷貝到接收緩沖器2017中，這是一個靜態(tài)RAM。當(dāng)信元格式化器2014拷貝各信元時，它分離這些信元為各DOS(PCM數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)兩者)正如參照在圖39到44B所描述的TDM緩沖器那樣。
此外，信元格式化器2014重新組合數(shù)據(jù)到接收緩沖器2017，該緩沖器是基于信元型的靜態(tài)RAM，它進一步被描述在圖40到43。接收緩沖器2017還含有用于映射信元總線時隙到對應(yīng)的T1/E1時隙時間規(guī)劃。在正確的時間上，PCM接口邏輯電路2020對每個T1/E1線和每個時隙提取正確的數(shù)據(jù)(PCM和信令)，組合該數(shù)據(jù)到DS1和經(jīng)PCM總線2040發(fā)射該數(shù)據(jù)到T1/E1機架2032，其中數(shù)據(jù)被成幀以便在T1/E1線上發(fā)射。
對于通過T1/E1線到達(dá)四DSI SSI模塊2000的TDM數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流是相反的。
定時部分2008含有定時邏輯電路2026。定時邏輯電路2026一般包括復(fù)雜的可編程邏輯電路裝置(COLD)和鎖相環(huán)(PLL)。四DSI SSI模塊從多傳送模式信元總線2002接收它的定時，該定時是如上所述從在集線器終端上的定時恢復(fù)的。注意，并不是所有的方框圖都作了詳細(xì)的描述，因為它們的操作和實施對于本專業(yè)技術(shù)人員是容易理解的。
注意，四DSI SSI模塊2100，或者任何其他的SSI模塊實際上表示含有多傳送模式信元總線2002，而是接口到多傳送模式信元總線上。多路傳送模式信元總線被表示為作為四DSI SSI模塊2100的一部分和表示在圖22-25B中的其它SSI模塊是容易理解的。注意，信元格式化器2014格式化TDM業(yè)務(wù)和ATM信元，以便通過點對多點的系統(tǒng)進行傳輸和因此，還被稱為信號格式化器。信號格式化器在說明書的通篇描述為與信元格式化器一樣的單獨的SSI模塊。但是，在其它各實施例中，信號格式化器可能位于點對多點系統(tǒng)的其它部件中，這些系統(tǒng)例如是多調(diào)制的調(diào)制解調(diào)器或集線器終端和遠(yuǎn)程終端的總線控制器。一般的描述，信號格式化器(特別是信元格式化器)格式化不同的傳送模式適合通過點對多點系統(tǒng)發(fā)射的格式(信元)。
下一步參照圖21，方框圖表示TDM-DS3 SSI模塊2100被使用在圖2的集線器終端的室內(nèi)單元中。TDM-DS3 SSI模塊2100含有信元格式化器2102(還稱為信號格式化器)、消息緩沖器2104、控制邏輯電路2106、中央處理單元(CPU)2108、處理器總線2110、發(fā)射PCM緩沖器2112、發(fā)射信令緩沖器2114、接收信令緩沖器2118、PCM接口2120、系統(tǒng)總線2122、8進制T1/E1機架2124、28 T1/E1線路2126、M13復(fù)用器2128、發(fā)射/接收線路接口單元(TX/RX LIU)2130、反饋環(huán)路2132、和DS3接口2134。還表示出多路傳送模式信元總線2136。
TDM-DS3 SSI模塊2100是以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊，被用在點對多點系統(tǒng)的每個集線器終端，用于接口高速DS3與傳輸網(wǎng)絡(luò)。TDM-DS3 SSI模塊2100去復(fù)用含有28個T1/E1線路(28個DS1)的DS3線路，下降到DS0水平與點對多點相接口。因此，TDM-DS3 SSI模塊2100起到一個3/1/0復(fù)用器的作用。TDM-DS3SSI模塊2100被設(shè)計為處理到達(dá)和來自點對多點系統(tǒng)的所有TDM業(yè)務(wù)，而OC3cATM SSI模塊(見圖22)被設(shè)計為處理到達(dá)和來自點對多點系統(tǒng)的所有ATM業(yè)務(wù)。
當(dāng)來自多傳輸信元總線2136的信號被接收時，信元格式化器2102被指令通過CPU與集線器終端的室內(nèi)單元的CCM之間模塊間交換消息(IM-Com)哪些信元從多傳輸信元總線上被拷貝。在這種情況下，信元格式化器2102保持TDM信元和放走ATM信元。信元格式化器2102還拷貝適當(dāng)?shù)腎M-Com信元到消息緩沖器2104(它是雙端口的RAM)用于CPU2108。TDM信元被分解為PCM數(shù)據(jù)(或PCM樣值)和信令。PCM數(shù)據(jù)被存儲在接收PCM緩沖器2116，而諸如與呼叫信令(CAS)有關(guān)的信令被存儲在接收信令緩沖器2118。
正如在圖29和39所描述的，每個TDM信元被分解到接收PCM緩沖器2116和接收信令緩沖器2118兩者中，因為TDM信元含有PCM數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)兩者。緩沖器(2116、2118、2112、和2114)全是雙端口隨機存取存儲器(也稱為DPRAM)。另外注意，4個緩沖器(2112、2114、2116、和2118)可用與如圖39所示的相同存儲結(jié)構(gòu)的一部分。
TDM信元還按照如圖41-43所示的哪種信元類型被使用進一步進行分解。
然后，PCM接口2120組合在接收PCM緩沖器2116的和接收信令緩沖器2118中的PCM數(shù)據(jù)到各個DS1，然后這些DS1經(jīng)系統(tǒng)總線2122(PCM總線)被發(fā)射到8進制T1/E1幀調(diào)節(jié)器2124，將被成幀為T1或E1。PCM接口2120包括專門設(shè)計用于TDM-DS3 SSI模塊2100的常用邏輯電路。然后28個T1/E1線路2126被M13復(fù)用器2128復(fù)用為DS3線路。M13復(fù)用器2128是一種標(biāo)準(zhǔn)DS3到DS1的復(fù)用器。TX/RX LIU2130在DS3線路接口2134與DS3線路接通。CPU2108通過處理總線2110處理必需的邏輯電路，控制TDM-DS3 SSI模塊2100。反饋環(huán)2132被用于測試目的。另外，對TDM-DS3 SSI模塊2100的定時是從多傳輸模式信元總線2136恢復(fù)的。
在從傳輸網(wǎng)絡(luò)到多傳輸模式信元總線2136方向的數(shù)據(jù)流僅是相反的。DS3線路通過M13復(fù)用器2128被復(fù)用到各DS1。通過8進制T1/E1幀調(diào)節(jié)器2124，成幀被從各DS1去掉，然后PCM接口2120分解各DS1為各DS0，該數(shù)據(jù)被發(fā)射到發(fā)射PCM緩沖器2112(對于PCM數(shù)據(jù))或到發(fā)射信令緩沖器2114(對于信令)。然后，信元格式化器2102組合各DS0為如圖29和41-43所描述的具體設(shè)計的TDM信元，該數(shù)據(jù)被復(fù)用到多傳輸信元總線2136。
另外，信元格式化器2102在TDM信元的標(biāo)題部分發(fā)射ATM標(biāo)題、虛擬路徑識別符。在圖29中更詳細(xì)地進行描述。再能使在遠(yuǎn)程的以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊的ATM格式化器能夠在從混合業(yè)務(wù)輸入端(即，多傳輸模式總線)接收的ATM信元與TDM信元之間進行區(qū)分。另外一種情況下，ATM信元與TDM信元可以利用時間規(guī)劃(timeplan)進一步進行區(qū)分。但是，這樣做花費更多時間和麻煩，需要更多消息。
信元格式化器2102還按照圖41到43所描述的，取決于信元的類型和可接受的延遲格式化TDM信元。另外，因為本專業(yè)技術(shù)人員了解它們的實施和使用，所以不是所有的功能塊地予以描述。
接下來參照圖22，方框圖表示了ATM-OC3c SSI模塊，該模塊可以使用在表示在圖2實施例的點對多點系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程終端或集線器終端。ATM-OC3c SSI模塊2200含有OC3c口2202、DS3c口2204、光收發(fā)信機2206、DS3線路接口單元(LIU)2208、物理層器件Phy2210、ATM線路和緩沖器管理器2211(下文稱為ALMB 2211)、信元處理器2212、信元處理器緩沖器2214、緩沖器管理器2216、緩沖器管理器緩沖器2218、Utopia II總線2220、ATM格式化器2224(一般也稱為信號格式化器)、格式化器緩沖器2226、PCI橋2228、AAL5 SAR2230、PCI總線2232、中央處理單元(CPU)2234、和多傳輸模式信元總線2236。
OC3c端口2202被耦合到耦合到物理層器件Phy2210上的光收發(fā)信機2206。物理層器件Phy2210經(jīng)Utopia II總線2220耦合到信元處理器2212。另外一種情況下，DS3c口2204被耦合到耦合到物理層器件Phy2210的DS3 LIU 2208。然后，在按DS3c組態(tài)的物理層器件Phy2210經(jīng)Utopia II總線2220耦合到信元處理器2212和還耦合到uP總線2222。
此外，ATM-OC3c SSI模塊2200可能被組態(tài)為支持代替一個子信道(12.5Mhz)的多子信道。這要求如圖26所示的對于每個子信道的一個單獨的ATM格式化器2224。
信元處理器2216被耦合到uP總線2222、信元處理緩沖器2214、和緩沖器管理器2216。緩沖器管理器2216被耦合到uP總線2222和緩沖器管理器緩沖器2218。uP總線2222還被耦合到ATM格式化器2224和PCI橋2228。ATM格式化器2224被耦合到格式化器緩沖器2226、Utopia II總線2220、和多傳輸模式信元總線2236。ATM格式化器2224經(jīng)Utopia II總線2220被耦合到AAL5 SAR2230。CPU 2234通過PCI總線2232被耦合到AAL5 SAR2230和PCI橋2228。ALBM 2211是含有信元處理器2212、信元處理器緩沖器2214、緩沖器管理器2216、和緩沖器管理器緩沖器2218的標(biāo)準(zhǔn)成品ATM芯片。
實際上，ATM-OC3c SSI模塊2200被設(shè)計為處理到達(dá)和來自點對多點系統(tǒng)的所有ATM業(yè)務(wù)。取決于具體用戶的需要，它可以被用在如圖2所示的集線器終端或者可以被用在遠(yuǎn)程終端。ATM-OC3c SSI模塊2200可以按兩種方式進行組態(tài)。第一種，該線路到OC3c線路(155Mbps)的數(shù)據(jù)是高速信元的純碼流和在OC3c端口2202接通。第二種，ATM-OC3c SSI模塊可以組態(tài)為工作在44.736Mbps的包含ATM信元的純碼流的DS3線路。OC3c線路是一種光載波3級級聯(lián)線路，意味著該線路是一個連續(xù)ATM信元碼流和正如現(xiàn)有技術(shù)所理解的那樣。因此，一個OC3c組態(tài)將含有OC3c口2202、光收發(fā)信機2204、DS3 LIU 2208、和物理層器件Phy2210。
再有，ATM-OC3c SSI模塊使用標(biāo)準(zhǔn)成品ATM芯片(ALBM 2211)，該芯片被組態(tài)為處理點對多點系統(tǒng)的的調(diào)制環(huán)境。該ATM芯片被組態(tài)為提供特有ATM地址過濾技術(shù)和分配多址連接的要求按照參照圖26和27所描述的那樣。
另外，如果工作在遠(yuǎn)程終端，ATM-OC3c SSI模塊2200具有一種模式和如果工作在集線器終端則具有另外一種模式。
工作在集線器終端，數(shù)據(jù)經(jīng)ATM MUX到OC3c端口2202和光收發(fā)信機2206，從傳輸網(wǎng)絡(luò)和中心局到達(dá)ATM-OC3c SSI模塊2200。物理層器件Phy2210在ATM領(lǐng)域是公知的執(zhí)行ATM芯片2211的物理層功能的裝置。這里，物理層器件Phy2210是一個信元提取器，從各幀中提取ATM信元和經(jīng)Utopia II總線2220發(fā)射它們到ALBM 2211中的信元處理器2212。然后，信元處理器2212按照ATM標(biāo)準(zhǔn)控制正在到達(dá)的各個ATM信元。該控制簡單的檢查是否到達(dá)的太快。信元處理器2212具有信元處理器緩沖器2214，它是用于緩沖ATM信元的靜態(tài)RAM。信元處理器2212轉(zhuǎn)移ATM信元到ALBM 2211的緩沖器管理器2216，它排隊ATM信元到是一個靜態(tài)RAM的緩沖器管理器緩沖器2218。然后，緩沖器管理器2216按照基于QOS(服務(wù)的質(zhì)量)對每個VP/VC(虛擬路徑/虛擬信道)組態(tài)的優(yōu)先級去排隊ATM信元。這種處理在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。ATM信元被環(huán)路反饋到緩沖器管理器2216和發(fā)射回到信元處理器2212。
下一步，ATM信元經(jīng)Utopia II總線2220被發(fā)射到ATM格式化器2224。ATM格式化器2224執(zhí)行描述在ATM地址過濾部分(見圖26)的排隊功能。ATM格式化器2224是含有若干淺FIFO的常用邏輯電路，每個保持利用三種調(diào)制模式(也稱為調(diào)制緩沖器)之一的待發(fā)射的各ATM信元。為一個靜態(tài)RAM的格式化器緩沖器2226含有用于每種調(diào)制模式的時間規(guī)劃。ATM格式化器2224利用該時間規(guī)劃映射ATM信元到多傳模式總線2236的正確時隙中，使得各個信元利用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制模式被發(fā)射。因此，適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)程終端將接收適當(dāng)?shù)腁TM信元。此外，ATM格式化器2224形成各ATM信元為用于在多傳輸模式信元總線2236上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信元(分別描述在圖16和17)。
另外，CPU2234能夠通過在多傳輸模式信元總線2236的模塊間通信時隙(IM-Com信元)與集線器終端的信道和控制模塊CCM進行通信。IM-Com信元通過ATM格式化器2224被發(fā)射到多傳輸模式信元總線2236上。經(jīng)PCI總線2232和PCI橋2228，IM-Com信元被發(fā)射到CPU2234和ATM格式化器2224和從它們進行接收。
從集線器室內(nèi)單元到ATM-OC3c SSI模塊2200的數(shù)據(jù)流僅是相反，ATM信元被從多傳輸模式信元總線2236拷貝。在集線器終端，ATM-OC3c SSI模塊2200并不必需執(zhí)行ATM地址過濾技術(shù)(圖30-31B)，因為所有ATM信元被轉(zhuǎn)移到耦合到傳輸網(wǎng)(回程)的OC3線路。
ATM信元傳送回ALBM2211。具體地，ATM信元被發(fā)射到信元處理器2212、緩沖器管理器2216，然后返回到信元處理器2212和然后返回到物理層器件Phy2210，將被成幀，以便傳輸，并取決于其組態(tài)，通過光收發(fā)信機或DS3線路接口單元2208退出ATM-OC3c SSI模塊2200。
AAL5 SAR2230(分段和重組)被用于帶內(nèi)信令。它起到對從單元管理系統(tǒng)(EMS)到集線器終端的消息分組操作、管理、和控制(OAM)的作用。單元管理系統(tǒng)的細(xì)節(jié)參照圖2和10進一步討論。這對單元管理系統(tǒng)與點對多點系統(tǒng)的通信提供了一種改善的方法。替代通過廣域網(wǎng)(WAN)與集線器側(cè)通信和然后集線器側(cè)的LAN作為常規(guī)單元管理系統(tǒng)進行操作，單元管理系統(tǒng)可以通過回程網(wǎng)或傳輸網(wǎng)與集線器終端通信。有益地是，不需要在中心局的單元管理系統(tǒng)(EMS)與各個集線器場地之間維護分離陸線。
因為從在中心局的EMS傳送消息的ATM信元是在相同媒體OC3c線路上，由單元管理系統(tǒng)發(fā)射的控制信元需要與業(yè)務(wù)信元分開。另外，信元處理器2212和緩沖器管理器2216兩者利用信元的虛擬路徑識別碼(VPI)和虛擬信道識別碼(VCI)，和確定是否任何信元是CPU 2234指定的控制信元?？刂菩旁?jīng)被UtopiaII總線2220被路由選擇到AAL5 SAR2230。然后，AAL5 SAR2230形成消息的各個分組數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)PCI總線2232被發(fā)射到CPU2234。按照傳輸控制協(xié)議/Internet協(xié)議(TCP/IP)形成各個分組數(shù)據(jù)。CPU2234能夠通過耦合到PCI橋2228和耦合到uP總線2222的PCI總線2232發(fā)射信號到ATM格式化器2224、信元處理器2212、和緩沖器管理器2216。
在遠(yuǎn)程單元的操作中，通過空中從集線器終端接收數(shù)據(jù)和由遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元的CCM進行確定。然后，數(shù)據(jù)被作為信元在與ATM-OC3c SSI模塊2200接口的多傳輸模式信元總線2236上發(fā)射。因為在遠(yuǎn)程單元，ATM格式化器2224執(zhí)行如圖30所示的ATM地址過濾處理。
ATM地址過濾處理功能與ATM-OC3c SSI模塊2200的不同，在遠(yuǎn)程終端因為ATM-OC3c SSI模塊2200的吞吐量大于在遠(yuǎn)程終端使用的其他類型的SSI模塊。OC3線路以155.52Mbps(每秒兆比特)發(fā)射的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)等效于大約3個DS3線路。因此，執(zhí)行如參照圖30和31B所描述的查找表方法(替代圖30和31A)。
一旦利用在圖30、31A和31B描述的ATM地址過濾技術(shù)接收ATM信元，該ATM信元經(jīng)Utopia II總線2220轉(zhuǎn)移到信元處理器2212，然后按照對每個VPI/VCI為基礎(chǔ)組態(tài)的優(yōu)選級，發(fā)射到緩沖器管理器2216進行排隊和利用是一個靜態(tài)RAM的緩沖器管理器緩沖器2218去排隊返回到信元管理器2212，以保證服務(wù)質(zhì)量(QOS)。ATM信元被發(fā)射到物理層器件Phy 2210(信元提取器)，然后各信元被成幀和通過光收發(fā)信機2206發(fā)射到在OC3c口2202的OC3c線路。
在遠(yuǎn)程終端，從用戶到ATM OC3c SSI模塊2200的數(shù)據(jù)流與在集線器終端從OC3c線路到集線器終端的數(shù)據(jù)流是相同的。主要區(qū)別是在ATM格式化器2224中調(diào)制緩沖器的數(shù)量，因為遠(yuǎn)程終端將發(fā)射一種調(diào)制和不象在集線器終端中發(fā)射所有調(diào)制模式。
本專業(yè)技術(shù)人員對ATM OC3c SSI模塊2200的各部件及其功能是了解的。ALBM2211是現(xiàn)有技術(shù)公知的成品芯片。并非所有的功能塊都被進行全面的描述，因為本專業(yè)技術(shù)人員對它們的操作和實施是了解的。
參照圖23，其中表示對DS3透明的SSI模塊。該DS3透明SSI模塊2300含有多傳輸模式信元總線2302、信元格式化器2304(信號格式化器)、緩沖器2306、字節(jié)填充器2308、抖動衰減器2312、中央處理單元(CPU)2310、DS3線路接口單元2314、和DS3線路2316。
多傳輸模式信元總線2302被耦合到信元格式化器2304和CPU2310。信元格式化器耦合到緩沖器2306和字節(jié)填充器2308。字節(jié)填充器2308被耦合到抖動衰減器2312和DS3線路接口單元2314。抖動衰減器2312被耦合到耦合到DS3線路2316的DS3線路接口單元2314。CPU2310被耦合到DS3線路接口單元2314、字節(jié)填充器2308和信元格式化器2304。
實際上，DS3透明SSI模塊2300不是特別以ATM為基礎(chǔ)或者以TDM為基礎(chǔ)的，和被用于在點對多點系統(tǒng)中提供點對多點鏈路。因此，當(dāng)用戶要求無線扇區(qū)集線器終端的整個信道帶寬(例如，12.5Mhz)時，使用DS3透明SSI模塊2300。DS3透明SSI模塊2300可以傳輸異步業(yè)務(wù)(例如，ATM)或者同步業(yè)務(wù)(例如，TDM)。但是，具體業(yè)務(wù)類型與DS3透明SSI模塊2300無關(guān)。數(shù)據(jù)簡單地通過點對多點系統(tǒng)進行傳輸，而不涉及數(shù)據(jù)的類型。接收的比特被從一點(集線器終端的DS3線路2316)路由選擇到另外一點(例如，在遠(yuǎn)程終端耦合到DS3線路2316的用戶)，而不考慮所用的成幀和提供的控制比特。
現(xiàn)有技術(shù)點對點鏈路是通用的。但是，對本發(fā)明的這個實施例來說，在點對多點系統(tǒng)中點對點通信鏈路是特有的和與現(xiàn)有技術(shù)公知是不同。為了實現(xiàn)這種傳輸，DS3透明SSI模塊2300需要在集線器終端的室內(nèi)單元中，匹配的DS3透明SSI模塊2300需要在對應(yīng)的遠(yuǎn)程終端的對應(yīng)的室內(nèi)單元中。
作為通過DS3線路接口單元2314來自DS3線路2316的串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不是去到字節(jié)填充器2308。字節(jié)填充器2308類似于在電信技術(shù)中公知的字節(jié)填充器，除了它緩沖各個比特為各個字節(jié)而不是簡單的緩沖各比特。字節(jié)填充器2308收集來自DS3線路2316的各個比特和形成各字節(jié)并緩沖這些字節(jié)到信元格式化器2304，該格式化器分組各字節(jié)為在多傳輸模式信元總線2302上待發(fā)射的數(shù)據(jù)信元。字節(jié)填充器2308和信元格式化器2304自適應(yīng)DS3線路的定時為多傳輸模式信元總線2302和點對多點系統(tǒng)的定時或時基。為多傳輸模式信元總線形成的數(shù)據(jù)信元是相同的53字節(jié)數(shù)據(jù)信元1704，該信元為設(shè)計填充在如圖17所示的業(yè)務(wù)信元1700中。由DS3透明SSI模塊2300的信元格式化器2304形成的數(shù)據(jù)信元是與其他參照圖28和29描述的SSI模塊形成的ATM信元和TDM信元不同。因此，由DS3透明SSI模塊2300形成的數(shù)據(jù)信元的特點將予以簡單討論。
現(xiàn)在參照圖24，表示在圖23的實施例中的DS3透明SSI模塊2300形成的數(shù)據(jù)信元2400的圖。數(shù)據(jù)信元2400長度為53比特和含有標(biāo)題部分2402和業(yè)務(wù)部分2404。標(biāo)題部分2402為1比特和包括控制比特2406。數(shù)據(jù)信元2400有益地是與圖28的ATM信元和圖29的TDM信元有相同的大小。因此，數(shù)據(jù)信元2400方便地安裝在多傳輸模式信元總線2302的CB-數(shù)據(jù)部分中。數(shù)據(jù)信元2400與圖28和29的信元之間的主要區(qū)別是標(biāo)題部分2402的長度僅1字節(jié)，其余業(yè)務(wù)部分2404包括52字節(jié)，而不是圖28和29的48字節(jié)。因為，通信鏈路是點對點鏈路，業(yè)務(wù)部分2404在53字節(jié)信元尺寸中是最大的。
分組到數(shù)據(jù)信元2400的業(yè)務(wù)部分2404中的字節(jié)數(shù)隨著DS3線路2316和多傳輸模式信元總線2302的時鐘速率的不同頻率而變化。例如，DS3線路工作在44.736Mbps。如果多傳輸模式信元總線的時鐘速率是10Mbps，該總線幀格式是6ms，和在多傳輸模式信元總線2302上保持83字節(jié)業(yè)務(wù)信元的684個時隙(見圖15和17)，然后數(shù)據(jù)信元2400的規(guī)定數(shù)(例如，648)在業(yè)務(wù)部分2404將具有49字節(jié)，數(shù)據(jù)信元2400的規(guī)定數(shù)(例如，33)在業(yè)務(wù)部分2404將含有50字節(jié)，和數(shù)據(jù)信元2400的剩余數(shù)(例如，3)在業(yè)務(wù)部分2404中將具有可變字節(jié)數(shù)(例如，49、50、或51字節(jié))。因此，為了匹配DS3線路2316的線路速率，信元格式化器2304分組不同的字節(jié)數(shù)到數(shù)據(jù)信元2400的業(yè)務(wù)部分2404。
在上面的例子中，信元格式化器2304利用軟件組態(tài)，已知其數(shù)據(jù)信元2400含有49字節(jié)和其字節(jié)含有50字節(jié)。但是，取決于個別DS3線路2316的線路速率，3個剩余數(shù)據(jù)信元2400含有可變數(shù)字節(jié)(49、50或51任一)。如果DS3線路2316“快”，則在字節(jié)填充器2308中存在更多的字節(jié)，和剩余3個數(shù)據(jù)信元2400將含有51字節(jié)。如果DS3線路2316“慢”，則剩余3個可變數(shù)據(jù)信元2400將含有49字節(jié)。如果DS3線路2316是按照期望的，則剩余3個可變數(shù)據(jù)信元2400將含有50字節(jié)?？刂谱止?jié)2406由信元格式化器2304加上，以便指示正在接收的DS3透明SSI模塊2300(例如，在遠(yuǎn)程終端)有多少字節(jié)包含在剩余可變數(shù)據(jù)信元2400的業(yè)務(wù)部分2404中。緩沖器2306被用于在CPU2310和信道和室內(nèi)單元的控制模塊之間傳送信息。
一旦由信元格式化器2304在多傳輸模式信元總線2302上發(fā)出數(shù)據(jù)信元2400，數(shù)據(jù)信元2400通過空中接口發(fā)射具有如圖7A所示結(jié)構(gòu)的四脈沖串。在遠(yuǎn)程終端接收四脈沖串，該終端路由選擇各個信元到對應(yīng)的遠(yuǎn)程終端的DS3透明SSI模塊2300。
在遠(yuǎn)程終端，數(shù)據(jù)信元2400到達(dá)信元格式化器2304的多傳輸模式信元總線2302，其中各個數(shù)據(jù)字節(jié)被從數(shù)據(jù)信元2400中分解出來。信元格式化器是由軟件組態(tài)的，知道數(shù)據(jù)信元含有多少字節(jié)，除了剩余可變數(shù)據(jù)信元2400外，由于正在發(fā)射的DS3透明SSI模塊2300的DS3線路的線路，該數(shù)據(jù)信元含有可變數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。控制字節(jié)2406饋送這個信息到信元格式化器2304。
此外，如上所述，DS3透明SSI模塊2300分配控制字節(jié)2406指示在其對應(yīng)的業(yè)務(wù)部分2404中的剩余數(shù)據(jù)信元是49、50、還是51字節(jié)。這實際是在點對點鏈路的現(xiàn)有技術(shù)DS3透明SSI模塊中進行的。但是，在接收端，匹配的DS3透明SSI模塊必須讀出每個數(shù)據(jù)信元的控制字節(jié)，以確定包含在數(shù)據(jù)信元2400的業(yè)務(wù)部分2404中的字節(jié)數(shù)。
有益地是，本實施例被組態(tài)為，例如64QAM模式，使得在6ms空中接口幀格式的171個64QAM四脈沖串中(圖5的例子)，僅存在3個可能具有可變數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)(例如，49、50、或51)的可能數(shù)據(jù)信元2400。這3個數(shù)據(jù)信元位于如圖7A所示的64QAM四脈沖串的最后3個數(shù)據(jù)字段(即，四脈沖串#171)即數(shù)據(jù)字段2704、數(shù)據(jù)字段3704、數(shù)據(jù)字段4704，和被轉(zhuǎn)變到在多傳輸模式信元總線2302上的最后3個時隙。這是由于點對多點系統(tǒng)的時鐘速度、空中幀格式長度、四脈沖串的數(shù)據(jù)字段長度的緣故，和該速率由字節(jié)填充器2308操作。因此，有益地是，在正在接收的DS3透明SSI模塊2300的信元格式化器2304僅必須讀出最后四脈沖串的最后3個數(shù)據(jù)字段704的控制字節(jié)2406，而不需要象接收常規(guī)DS3透明SSI模塊那樣讀出所有數(shù)據(jù)信元2400的控制字節(jié)2406。這種特點減少了處理要求和改善了DS3透明SSI模塊1800的通過量。另外，由于數(shù)據(jù)信元2400的業(yè)務(wù)部分2404的特有大小和僅最后的最后的3個控制字節(jié)2406被讀出，在每個控制字節(jié)2406中僅兩個最低有效位需要由信元格式化器2304讀出。從多傳輸模式信元總線2302的時鐘和DS3線路2316的時鐘之間最壞情況時鐘偏移(例如，每百萬89個)得到具有可變長度的剩余數(shù)據(jù)信元2400的數(shù)量。這大大減少信元格式化器必須對每個接收的數(shù)據(jù)信元2400所進行的處理。
由于各字節(jié)被分解到字節(jié)填充器2308，可變的字節(jié)數(shù)被接收到字節(jié)填充器2308，將被輸出到DS3線路2316，產(chǎn)生時鐘延遲。因此，包括FIFO(先進先出)和鎖相環(huán)(PLL)的抖動衰減器2312緩沖各字節(jié)，以便發(fā)射到DS3線路2316。它存儲各比特和以平均時鐘速率發(fā)射它們到DS3線路2316，使得各數(shù)據(jù)字節(jié)被接收到DS3透明SSI模塊2300。因此，離開抖動衰減器2312的各字節(jié)保持在恒定速率上，不受潛在停頓的影響和當(dāng)接收的數(shù)據(jù)信元2400含有可變字節(jié)數(shù)時產(chǎn)生時鐘定時。因此，來自點對多點系統(tǒng)的定時在遠(yuǎn)程終端被自適應(yīng)返回到輸入的DS3線路2316的定時。
由于來自抖動衰減器2312的PLL的時鐘沿，在抖動衰減器2312的FIFO中進行緩沖的數(shù)據(jù)被發(fā)射。PLL被鎖定到由信元格式化器2304饋送的基準(zhǔn)(即時鐘)上。使用PLL是公知的，但是，使用PLL為了減少抖動對本發(fā)明的這個實施例是特有的。
如果需要的話，在FIFO中的字節(jié)數(shù)造成對基準(zhǔn)的調(diào)整。調(diào)整是涉及PLL通過長時間或短時間周期性作出的。調(diào)整取決于抖動衰減器2312的FIFO中的字節(jié)數(shù)和控制字節(jié)2406。在FIFO中的字節(jié)數(shù)控制調(diào)整的極性。例如，低于所期望的字節(jié)數(shù)(例如，49)使得參考下降，和高于所期望的字節(jié)數(shù)(例如，51)使得參考增加?？勺償?shù)據(jù)信元2400的剩余數(shù)的控制字節(jié)2406指令調(diào)整基準(zhǔn)。因此，實際上，從抖動衰減器2312輸出的字節(jié)的速率改變受到限制。從而降低輸出到DS3線路輸入單元2314和DS3線路2316的時鐘的抖動。
注意，從遠(yuǎn)程終端返回到集線器終端的數(shù)據(jù)流除了反向外是相同的。另外，從集線器終端到遠(yuǎn)程終端和從遠(yuǎn)程終端到集線器終端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移同時發(fā)生。所用的所有部件對于本專業(yè)技術(shù)人員都是了解的，因此不需要進一步說明。
多傳輸模式SSI模塊下面參照圖25A和25B，方框圖表示用于如圖2所示的遠(yuǎn)程終端中的多傳輸模式SSI模塊。多傳輸模式SSI模塊2500處理同步業(yè)務(wù)(TDM)和異步業(yè)務(wù)(ATM)和包括有多傳輸模式信元總線2502、TDM信元格式化器2504(TDM信號格式化器)、ADM信元格式化器2506(ADM信號格式化器)、信息緩沖器2508、ATM時間規(guī)劃和過濾存儲器2510、接收緩沖器2512、發(fā)射緩沖器2514、PCM緩沖器控制器2516、PCM串行總線2518、第一Utopia I總線2520、第二Utopia I總線2521、輸入/輸出(IO)總線2522、AAL5 SAR 2524、AAL5緩沖器2526、AAL1SAR 2528、AAL1緩沖器2530、中央處理單元(CPU)2532、PCI橋2538、PCI總線2540、高電平數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)控制器2542、RCM總線2544、幀中繼串行總線2546、CES串行總線2548、LAN控制器2550(對于多傳輸模式SSI模塊2501的表示在圖25B)、定時復(fù)用器2552、T1/E1機架2554。
多傳輸模式信元總線2502被耦合到TDM信元格式化器2504和ADM信元格式化器2506。TDM信元格式化器2504被耦合到信息緩沖器2508、IO總線2522、接收緩沖器2512、發(fā)射緩沖器2514、PCM緩沖器控制器2516。PCM緩沖器控制器2516經(jīng)PCM串行總線2518和RCM總線2544被耦合到定時復(fù)用器2552。ADM信元格式化器2506被耦合到ATM時間規(guī)劃和過濾存儲器2510、IO總線2522。AAL1SAR 2528和AAL5緩沖器2526分別經(jīng)第一Utopia I總線2520和第二Utopia I總線2521被耦合到ATM信元格式化器。AAL1 SAR 2528經(jīng)CES串行總線2548被耦合到AAL1緩沖器2530和定時復(fù)用器2552。AAL5 SAR 2524被耦合到AAL5緩沖器2526 CPI總線2540。CPI總線2540經(jīng)PCI橋2538、CPU 2532、HDLC控制器2542、和LAN控制器2550(對于多傳輸模式SSI模塊2501的表示在圖25B)被耦合到CPU 2532。HDLC控制器2542經(jīng)幀中繼串行總線2546耦合到定時復(fù)用器2552。定時復(fù)用器2552還耦合到T1/E1機架2554。
實際上，多傳輸模式SSI模塊2500(也稱為通用SSI模塊)具有在同一卡(SSI模塊)上處理異步業(yè)務(wù)(諸如ATM)和同步業(yè)務(wù)(諸如TDM)的能力。這個特點是與現(xiàn)有技術(shù)不同的，現(xiàn)有技術(shù)SSI模塊僅處理任何傳輸模式之一。
另外，多傳輸模式SSI模塊2500不同于上面描述以前的SSI模塊，因為以前的模塊僅能處理一種業(yè)務(wù)類型。但是，類似于多傳輸模式SSI模塊2500，以前描述的SSI模塊仍然必須能與多傳輸模式總線接口和適當(dāng)?shù)匦纬蓴?shù)據(jù)信元以便在信元總線上傳輸。因此，多傳輸模式SSI模塊2500在同一個卡上提供要求TDM和ATM服務(wù)的用戶需求。它具有8個在圖25A的T1/E1接口2554和4個T1/E1接口2554和4個用于在圖25B中的多傳輸模式SSI模塊2551中的LAN控制器2550，但是在制造中可能根據(jù)需要予以改變。因此，有益地是，T1/E1線路的各DS0可以在每對線的基礎(chǔ)上選擇的TDM模式或ATM模式(AAL1或AAL5)中進行傳輸。對于T1/E1接口(T1/E1機架2554)或者對于LAN接口(LAN控制器2550)的ATM(AAL5)，數(shù)據(jù)在TDM模式或ATM模式(AAL1或AAL5)中傳輸。
ATM和TDM業(yè)務(wù)通過多傳輸模式信元總線2502被多傳輸模式SSI模塊2500接收。因為在多傳輸模式信元總線2502上的業(yè)務(wù)含有包括信息的IM-Com信元、和包括ATM和TDM信元的CB-數(shù)據(jù)信元，因此多傳輸模式SSI模塊2500必須能分開混合的業(yè)務(wù)。在具有多傳輸模式信元總線2502的接口中存在兩種控制器(信元格式化器)，即TDM信元格式化器2504和ATM信元格式化器2506。TDM信元格式化器2504劃分各個時隙，是通過讀出為雙端口RAM的消息緩沖器2508中的時間規(guī)劃進行劃分的，上述消息是通過IM-Com消息提供的，使得它可以從信元總線2502上拷貝正確的TDM信元，和不是不希望的TDM信元或ATM信元。ATM信元格式化器2506利用描述在圖30-31B中的ATM地址過濾技術(shù)僅提取指定該用戶的ATM信元。
為常規(guī)邏輯電路的TDM信元格式化器2504讀取包含在消息緩沖器2508(例如，8k×8雙端口RAM)中時間規(guī)劃存儲器的每個多傳輸模式信元總線2502的額外開銷時隙。如果能行，TDM信元格式化器2504拷貝IM-Com信元到消息緩沖器2508，該信元經(jīng)IO總線2522、PCI橋2538、和PCI總線2540被路由選擇到CPU2532。模塊間通信消息(來自IM-Com部分)提供用于室內(nèi)單元的信道和控制模塊裝置與多傳輸模式SSI模塊2500通信。
對于TDM業(yè)務(wù)，TDM信元格式化器2504對各數(shù)據(jù)信元從消息緩沖器2508讀取時間規(guī)劃存儲器。如果該信元被允許，則該信元被拷貝到內(nèi)部FIFO(先進先出)寄存器。目的緩沖器地址被從時間存儲器中讀出和該信元被拷貝到接收緩沖器2512(例如，32k×32同步靜態(tài)RAM)，就被發(fā)射到PCM緩沖器控制器2516。TDM信元格式化器2504分解專門形成的TDM信元(見圖29和41-43)為各個DS0，它包括PCM數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)，諸如與呼叫有關(guān)的信令(CAS)。將如圖29所示，現(xiàn)有技術(shù)TDM信元僅含有PCM數(shù)據(jù)或信令數(shù)據(jù)，而二不是兩種數(shù)據(jù)含在相同的TDM信元中。
TDM信元格式化器2504還利用TDM緩沖技術(shù)，該技術(shù)利用含在消息緩沖器2508中的PCM映射控制結(jié)構(gòu)(PMCS)，按照TDM信元的特殊類型分解各信元。這種TDM緩沖參照圖39到44B更詳細(xì)地描述。
PCM緩沖器控制器2516從接收緩沖器2512中提取各DS0(PCM數(shù)據(jù)和CAS比特)和分組各DS0到T1/E1(或各DS1)。因此，PCM緩沖器控制器2516變換串行字節(jié)數(shù)據(jù)流為兩個串行比特數(shù)據(jù)注流，一個用于PCM數(shù)據(jù)和一個用于信令，用于定時復(fù)用器2552。TDM信元格式化器2504、接收緩沖器2512、和PCM緩沖器控制器1516起到交叉端口開關(guān)的作用。有益地是，這種作用允許來自信元總線2502的任何時隙將被映射到T1/E1線路的任何時隙。PCM緩沖器控制器2516是允許靈活設(shè)計的常規(guī)邏輯電路。定時復(fù)用器2552(定時mux)復(fù)用經(jīng)PCM串行總線2518來自PCM緩沖器控制器2516的DS1數(shù)據(jù)和信令流到T1/E1機架2554，將被成幀以便通過各T1線路進行傳輸。T1/E1機架2554支持標(biāo)準(zhǔn)的成幀，諸如擴展的超幀(ESF)。注意，多傳輸模式SSI模塊2500的定時被從多傳輸模式信元總線2502接收，而多傳輸模式信元總線2502又是從由集線器終端發(fā)射的定時接收的。該定時進一步在圖13和14進行討論。
從T1/E1線路到多傳輸模式SSI模塊2500的數(shù)據(jù)流剛好與到多傳輸模式信元總線2502的相反。由T1/E1機架2554對來自各DS1的數(shù)據(jù)去掉成幀和提取信令。定時復(fù)用器2552復(fù)用各DS1到PCM緩沖器控制器2516。PCM緩沖器控制器2516分解各DS1為各個DS0，即PCM數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)，然后按照如圖29所描述的TDM緩沖，拷貝各DS0到發(fā)射緩沖器2514(例如，32k×32 SRAM)。發(fā)射緩沖器2514的操作是與接收緩沖器2512相同，僅在方向上不同。TDM信元格式化器2504分組各DS0為圖29、41、42和42所示的專門設(shè)計的TDM信元，在適當(dāng)?shù)臅r間按照存儲在消息緩沖器2508中的時間規(guī)劃，將被發(fā)射到多傳輸模式信元總線2502。利用在消息緩沖器2508(見圖39到44B討論的TDM緩沖)中的PCM映射控制結(jié)構(gòu)(PCMS)，取決于正在被發(fā)射的數(shù)據(jù)，TDM信元格式化器2504分組各DS0為不同信元類型以減少延遲。一旦各信元在多傳輸模式信元總線2502上，如上所述，它們由遠(yuǎn)程終端通過空中接口(無線接口)進行調(diào)制和傳送到集線器終端。
對于ATM業(yè)務(wù)，ATM信元格式化器2506利用描述在圖30-31A的ATM地址過濾技術(shù)，以便從在多傳輸模式信元總線2502上的信元區(qū)分ATM信元，和進一步區(qū)分該用戶的ATM信元和將被排除的ATM信元。ATM地址過濾技術(shù)還在AAL1和AAL5信元之間進行區(qū)分。為RAM的ATM時間規(guī)劃和過濾器2510含有描述在圖30-31A中的必須的ATM地址過濾查找表。ATM時間規(guī)劃和過濾器2510還含有用于插入ATM信元返回到多傳輸模式信元總線2502的時間規(guī)劃。ATM格式化器2506利用時間規(guī)劃映射ATM信元到信元總線的事實是與現(xiàn)有技術(shù)以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊不同的。通常，當(dāng)ATM信元到達(dá)時，它們被復(fù)用到一個總線上，而不考慮特殊的時隙安排，因為ATM信元是按照標(biāo)題信息進行路由選擇的。該特點應(yīng)用到描述在本說明書中所有以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊。
一旦接收到ATM信元，諸如電路彷真服務(wù)(CES)之類的AAL1信元經(jīng)第一Utopia I總線2520被拷貝到AAL1 SAR 2528(分段和重組)，而諸如幀中繼信元之類的AAL5信元經(jīng)第二Utopia I總線2521被拷貝到AAL5 SAR 2524。AAL1 SAR2526和AAL5 SAR 2528分別利用AAL1緩沖器2530和AAL5緩沖器2526分組ATM信元為各分組數(shù)據(jù)，通過T1/E1線路將被發(fā)射。AAL1緩沖器2530和AAL5緩沖器2526兩者都是靜態(tài)RAM。AAL1分組數(shù)據(jù)含有CES和CAS信令和通過CES串行總線2548被復(fù)用到定時復(fù)用器2552。AAL5 SAR 2528支持高達(dá)256個雙向CES+CAS信道，該信道將被分配給最大8個T1/E1線路中的各個時隙。對于未成幀、未信道化鏈路，AAL5 SAR 2528支持在T1/E1線路中的高達(dá)8個雙向CES信道。AAL5 SAR2528還支持用于未信道化、未成幀的T1線路的同步殘留時間標(biāo)記(SRTS)。
AAL5 SAR 2524變換ATM信元成幀為經(jīng)PCI總線2540待發(fā)射到HDLC(高電平鏈路控制)控制器2542的幀中繼分組數(shù)據(jù)，在那里幀中繼分組數(shù)據(jù)經(jīng)幀中繼串行總線2546被發(fā)射到定時復(fù)用器2552。對于信道化的鏈路，HDLC控制器2542支持在8個T1/E1線路中的高達(dá)128個雙向HDLC信道。對于未信道化的鏈路，HDLC控制器2542支持在8個T1/E1線路中的高達(dá)8個雙向HDLC信道。幀中繼分組數(shù)據(jù)被定時mux2552復(fù)用到T1/E1機架2554，以便通過T1/E1線路傳輸。
對于從T1/E1線路到多傳輸模式SSI模塊2500的ATM業(yè)務(wù)，定時復(fù)用器2552發(fā)射CES分組數(shù)據(jù)到用于AAL1業(yè)務(wù)的AAL5 SAR 2528。定時復(fù)用器2552發(fā)射幀中繼業(yè)務(wù)(AAL5)到管理不同信道的HDLC控制器2542。然后幀中繼分組數(shù)據(jù)到達(dá)AAL5 SAR 2524，待分解為各個ATM信元。經(jīng)第一Utopia I總線2520來自AAL5 SAR 2528的，或者經(jīng)第二Utopia I總線2521來自AAL5 SAR 2524的各ATM信元到達(dá)ATM信元格式化器2506。ATM時間規(guī)劃和過濾器存儲器2510含有用于拷貝ATM信元到信元總線的模塊間通信時隙(IM-Com)的時間規(guī)劃。在這個實施例中，僅TDM信元格式化器2504形成IM-Com時隙。注意，來自AAL1 SAR 2528的信元以高于來自AAL5 SAR 2524的優(yōu)先級被轉(zhuǎn)移到多傳輸模式信元總線，因為AAL1信元有更大的延遲靈敏度。
如圖25B所示，另外一種方案，多傳輸模式SSI模塊2501具有4個T1線路接口2554和4個LAN控制器2550。LAN控制器2550支持10/100base-T耦合到以太網(wǎng)。這提供支持要求比T1線路更寬帶寬的用戶。LAN控制器2550控制10/100base-T業(yè)務(wù)到和從AAL5 SAR 2524的數(shù)據(jù)流。
注意，不是所有多傳輸模式SSI模塊2500和2501的功能部件都被描述了。這些部件和實施對于本專業(yè)技術(shù)人員是公知的，因此不需要進一步說明。
另外，因為來自多傳輸模式信元總線2502的任何時隙都可以被映射到T1/E1線路的任何DS0，和因為定時復(fù)用器2552復(fù)用ATM分組數(shù)據(jù)和TDM分組數(shù)據(jù)兩者，單一T1線路(或E1線路)可以被各DS0分解。例如，前5個DS0(E1線路中24個DS0的一部分)可以被用于AAL5(幀中繼)，而下面10個DS0可以被用于AAL1，和最后9DS0可以被用于TDM業(yè)務(wù)。有益地是，這提供了用戶在信道分配上的很大靈活性。
ATM地址過濾參照圖26，方框圖表示當(dāng)ATM業(yè)務(wù)輸入到圖2的點對多點系統(tǒng)的集線器終端時，由ATM OC3c SSI模塊的ATM交換機2600執(zhí)行的ATM地址過濾技術(shù)。此外，圖27是說明包括在與圖26相關(guān)的ATM地址過濾技術(shù)的各步驟的流程圖。因此，在圖27中的各步驟將涉及同時討論的圖26。如圖26所示的是ATM交換機2600，它被組態(tài)為含有回程線路2602、物理層器件Phy 2604、ATM線路和緩沖器管理器2606(下文稱為ALBM 2606)、Utopia II總線2608、ATM格式化器2610、n個調(diào)制緩沖器2612、多傳輸模式信元總線2614、和時間規(guī)劃/調(diào)制查找表2616的多調(diào)制環(huán)境。
對于ATM交換機2600、回程線路2602被耦合到物理層器件Phy 2604。UtopiaII總線2608耦合物理層器件Phy 2604到ALBM 2606。Utopia II總線2608還耦合ALBM 2606到n個調(diào)制緩沖器2612、ATM格式化器2610的每一個，它們被組態(tài)為常規(guī)ATM交換機的物理層器件Phys形式。多調(diào)制緩沖器2612的每個位于ATM格式化器2610中和被耦合到多傳輸模式信元總線2614。
實際上，該ATM地址過濾技術(shù)被使用在ATM OC3c SSI模塊(見圖22)中的集線器終端。ATM地址過濾技術(shù)通過路由選擇ATM業(yè)務(wù)到不同調(diào)制緩沖器2612，過濾ATM業(yè)務(wù)到正確的遠(yuǎn)程終端，因此產(chǎn)生不同ATM業(yè)務(wù)的調(diào)制碼流。調(diào)制緩沖器2612緩沖將被在多傳輸模式信元總線2614上發(fā)射的ATM信元。利用不同調(diào)制方式，在不同調(diào)制緩沖器2612中的ATM信元將被調(diào)制。僅遠(yuǎn)程終端能解調(diào)特定的調(diào)制，將接收該ATM信元。
ATM交換機2600的核芯是ALBM 2606，ALBM 2606是現(xiàn)有技術(shù)公知的成品ATM芯片。按照原設(shè)計，該ATM芯片將不被使用無線系統(tǒng)中。ATM芯片不具有理解調(diào)制或時間規(guī)劃的容量或知識。它僅知道它支持N個物理層器件Phy，每個物理層調(diào)協(xié)Phy與在Utopia總線(這里，Utopia II總線2608)上的物理層器件Phy地址相連。物理層設(shè)備Phy是“物理”的縮寫，和是諸如信元提取器或緩沖器之類的物理層ATM設(shè)備，該物理層設(shè)備Phy執(zhí)行物理層ATM功能。這種ATM地址過濾技術(shù)利用ATM芯片(ALBM 2606)按特有的方式代替產(chǎn)生額外開銷消息的非常復(fù)雜的方法，分裂各ATM信元到不同調(diào)制的業(yè)務(wù)碼流之一。
在本發(fā)明的這個實施例中，ATM交換機是這樣配置的，即n個物理層設(shè)備起到用于不同調(diào)制類型的調(diào)制緩沖器2612的作用。每個調(diào)制緩沖器2612對應(yīng)于一個調(diào)制碼流。因此按照各自的調(diào)制緩沖器2612，存在Utopia II總線2608的各物理層設(shè)備到一種特定調(diào)制類型的特有映射。n個物理層設(shè)備變成n個調(diào)制緩沖器2612。另外，特定虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬信道識別符(VCI)特有地與每個調(diào)制緩沖器2612將要使用的各自調(diào)制模式相聯(lián)系。在這個實施例中，有3個調(diào)制緩沖器2612和因此有3組VPI/VCI。每組映射到一個調(diào)制緩沖器2612。從每組VPI/VCI的映射是由目的遠(yuǎn)程終端的調(diào)制類型確定的。這保證從回程線路2602到達(dá)的ATM信元得以被路由選擇到正確的調(diào)制碼流，和因此到達(dá)正確的遠(yuǎn)程終端。
ALBM 2606監(jiān)視它自己內(nèi)部的各緩沖器的深度和執(zhí)行服務(wù)的ATM質(zhì)量，而ATM格式化器2610控制ATM信元被發(fā)射到多模式無線設(shè)備(集線器終端或者遠(yuǎn)程終端)的各個時隙，和因此使用該調(diào)制模式。例如，第一調(diào)制緩沖器2612將支持QPSK、第二調(diào)制緩沖器2612將支持16QAM、和第三調(diào)制緩沖器2612將支持64QAM。因此，取決于標(biāo)題信息(VPI/VCI)ATM信元將被動態(tài)地路由選擇到適當(dāng)?shù)恼{(diào)制緩沖器2612。因此，VPI/和VCI被用于映射ATM信元到各自調(diào)制業(yè)務(wù)碼流。
在操作中，ATM業(yè)務(wù)輸入物理層設(shè)備2604，該物理層設(shè)備是一個從回程線路2602的信元提取器。通常，回程線路2602是OC3c線路，但可以是現(xiàn)有技術(shù)公知的其他物理媒介。ATM信元被提取到物理層設(shè)備2604，因此有效負(fù)載(ATM信元)被從幀中提取出來和發(fā)射到ALBM 2606。Utopia II總線2608傳送信元到ALBM 2606。ATM芯片或ALBM 2606對每個VC(虛擬信道)保證服務(wù)(QOS)的質(zhì)量。在硬件上它具有復(fù)雜的構(gòu)造，按非常嚴(yán)格的方式管理QOS。因此，ALBM 2606按照組態(tài)的與虛擬信道相關(guān)的優(yōu)先級(圖27的步驟2702)緩沖到達(dá)的ATM信元。ALBM 2606支持多物理層，這里是n個物理層。n個物理層的每個是非常淺的僅保存2個信元的FIFO(先進先出)。
時間規(guī)劃/調(diào)制查找表2616含有時間規(guī)劃、物理層器件(這里是調(diào)制緩沖器2616)、和用于多傳輸模式信元總線2614的每個時隙的調(diào)制模式。時間規(guī)劃/調(diào)制查找表2616被耦合到ATM格式化器2610和被存儲在諸如靜態(tài)RAM之類的緩沖器或存儲器中。ALBM 2606讀出ATM信元的標(biāo)題信息(VPI和VCI)，知道是哪個調(diào)制緩沖器2616發(fā)射該ATM信元的。然后，如下所述當(dāng)ATM格式化器2610指令這樣做時，ALBM 2606發(fā)射該ATM信元到ATM格式化器2610的調(diào)制緩沖器2612。為了保證ALBM 2606以正確的速率發(fā)射ATM信元，ATM格式化器2610僅按對應(yīng)于與調(diào)制模式速率相匹配的每物理層設(shè)備為基礎(chǔ)接收ATM信元。這是一種“反壓”加載技術(shù)，其中ATM格式化器2610在時間規(guī)劃/調(diào)制查找表2616中對多傳輸模式信元總線2614的每個時隙執(zhí)行查找。時間規(guī)劃/調(diào)制查找表2616告訴ATM格式化器2610哪個ATM信元來自哪個調(diào)制緩沖器2612，進入多傳輸模式信元總線2614的哪個時隙。因此，ATM格式化器2610確定什么時候利用時間規(guī)劃/調(diào)制查找表(圖27中的步驟2704)，對于一個特定的時隙每個調(diào)制緩沖器2612被啟動，然后在Utopia II總線2608上發(fā)布一個信息交換信號(圖27中的步驟2706)。與此同時，ALBM 2606不斷地輪詢其所有物理層器件(包括調(diào)制緩沖器2612)，查找有效信息交換信號。當(dāng)ALBM 2606找到一個有效信息交換信號時，ALBM2606發(fā)射適當(dāng)ATM信元到該有效物理層設(shè)備，和因此，到該有效調(diào)制緩沖器2612(圖27中的步驟2708)。然后，ATM格式化器2610轉(zhuǎn)移來自調(diào)制緩沖器2612的ATM信元到多傳輸模式信元總線2614的適當(dāng)時隙(圖27中的步驟2710)。
因此，總之，這種方案產(chǎn)生3個分別的ATM信元調(diào)制碼流，一個對應(yīng)于一種調(diào)制類型。ATM信元被從每個調(diào)制緩沖器2612中拷貝到多傳輸模式信元總線上作為CB-數(shù)據(jù)信元(見圖15)。然后，CB-數(shù)據(jù)信元被發(fā)射到集線器終端的室內(nèi)單元的信道和控制模塊，在那里它們被映射到一個對應(yīng)的空中接口幀格式中(見圖5和15)和按照該信元位于哪個時隙被調(diào)制到多調(diào)制媒體的3種調(diào)制之一(見圖11)。因此，每個調(diào)制碼流被構(gòu)成一組時隙，在那里每組時隙利用不同的調(diào)制方式進行調(diào)制。在每組中的時隙不必是連續(xù)的。
因此，有益地是，ATM交換機2600方便地組態(tài)ALBM 2606，使得在Utopia總線上的每個物理層設(shè)備地址具有與調(diào)制類型一對一的相關(guān)，以便產(chǎn)生不同的ATM信元調(diào)制碼流。另外，每組VPI和VCI是與調(diào)制類型相關(guān)的。注意到這樣一種情況是重要的，即，在圖26中Utopia II總線2608被表示為兩個分別的總線，但是在物理上是一個總線，因為這樣在技術(shù)上容易理解。
在另外的實施例中，表示在圖26中的ATM過濾可以從多于一個子信道中分開ATM信元為識別的調(diào)制業(yè)務(wù)碼流中。上述實施例對于一個頻率信道的一個子信道產(chǎn)生不同調(diào)制的ATM信元碼流。為了支持多于一個子信道，需要多于一個ATM格式化器2610，即一個ATM格式化器2610用于一個子信道(在這個實施例中子信道是12.5Mhz)。代替一個ATM格式化器2610，對于n個子信道有n個ATM格式化器2610。Utopia II總線2608支持總數(shù)多達(dá)30個裝置。因此，具有單一ALBM 2606的多子信道ATM交換機2600可以支持多達(dá)9個子信道，即，例如，9個中的每一個具有3個調(diào)制緩沖器2612的ATM格式化器2610。在這樣的多子信道ATM交換機中，每個物理層器件地址可能特有地與對應(yīng)于一個特定業(yè)務(wù)調(diào)制碼流的特定子信道和特定調(diào)制類型相連。
產(chǎn)生不同調(diào)制碼流的另一種方法可能將要加一個“標(biāo)志”到每個ATM信元。在現(xiàn)有技術(shù)中該標(biāo)志是已知的和類似于路由選擇該ATM信元到希望的位置，例如一個對應(yīng)的調(diào)制緩沖器2610的標(biāo)題。但是，該標(biāo)志加到ATM信元上和進行該信元的處理，并未體現(xiàn)組態(tài)有優(yōu)先級的ATM芯片的優(yōu)點。
圖26對應(yīng)于圖22，該圖描述了ATM-OC3c SSI模塊，以至于圖26的ALBM 2606是與包括圖22的緩沖器管理器2216、緩沖器管理器緩沖器2218、信元處理器2212和信元處理器緩沖器2214的ALBM 2211相同的。圖22的ATM格式化器2224是與圖26的ATM格式化器2610相同的和含有n個調(diào)制緩沖器2612的每一個。時隙/調(diào)制查找表2616包含在圖22的格式化器緩沖器2226中。
接下來，引入使用在本發(fā)明的這個實施例中的標(biāo)準(zhǔn)ATM信元和特殊設(shè)計的TDM信元的基本信元結(jié)構(gòu)將有助于在遠(yuǎn)程終端的SSI模塊中進行的地址過濾技術(shù)處理。
接下來參照圖28，方框圖表示使用在點對多點系統(tǒng)中的異步傳輸模式(ATM)信元2800。ATM信元2800是現(xiàn)有技術(shù)已知的一種標(biāo)準(zhǔn)信元和具有標(biāo)題部分2802和數(shù)據(jù)部分2804。標(biāo)題部分2802含有虛擬路徑識別符(VPI)2806，虛擬信道識別符(VCI)2808和其他標(biāo)題2810。ATM信元2800在長度上有53個字節(jié)。標(biāo)題部分2802有5個字節(jié)和數(shù)據(jù)部分2804有48個字節(jié)。標(biāo)題部分傳送諸如VPI、VCI和現(xiàn)有技術(shù)已知的其它標(biāo)題之類的標(biāo)準(zhǔn)信息。VPI2806為8個比特和識別虛擬路徑，VCI2808為16比特和識別虛擬信道VPI和VCI不插入到集線器終端的以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊的ATM格式化器，使得遠(yuǎn)程終端的以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊可以檢索適當(dāng)?shù)腁TM信元。
接下來參照圖29，方框圖表示使用在點對多點系統(tǒng)的一個實施例中的時分復(fù)用信元(下文稱為TDM信元2900)。TDM信元2900具有數(shù)據(jù)部分2902和含有虛擬路徑識別符(VPI)2906和其它標(biāo)題2908的標(biāo)題部分2904。注意，TDM信元2900還被稱為TDM分組數(shù)據(jù)，但是，本說明書稱它為TDM信元，因為它彷照ATM信元。另外，ATM信元2800和TDM信元2900可以被統(tǒng)稱為ATM信號和TDM信號。
有益地是，TDM信元2900被設(shè)計得與標(biāo)準(zhǔn)ATM信元(即，53字節(jié))相同長度，使得ATM信元和TDM信元可以被綜合在多傳輸模式信元總線的數(shù)據(jù)信元(圖17中的數(shù)據(jù)信元1704)和空中接口幀格式的相同數(shù)據(jù)字段(圖7A-7B的數(shù)據(jù)字段704中。
另外，類似ATM信元，TDM信元2900具有5個字節(jié)的標(biāo)題部分2902和48字節(jié)的數(shù)據(jù)部分2904。這是與現(xiàn)有技術(shù)TDM信元結(jié)構(gòu)不同的?，F(xiàn)有技術(shù)TDM信元結(jié)構(gòu)無論有多長都不要求標(biāo)題部分2902，因為在現(xiàn)有技術(shù)中TDM信元是根據(jù)其所在的時隙進行傳輸和交換的。另外，TDM信元2900利用了ATM特殊的標(biāo)題VPI2906插入到它的標(biāo)題部分2902中。因此，在TDM信元2900上的標(biāo)題部分的使用和特別是在TDM信元2900上ATM標(biāo)題、VPI2906的使用對本發(fā)明的這個實施例是特有的。標(biāo)題VPI2906通過在集線器終端的以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊的信元格式化器被插入到TDM信元2900。VPI2906被定位在標(biāo)題部分2902中的精確位置，VPI2906可能和ATM信元一樣地被找到和被用于下面描述的地址過濾技術(shù)中。
另外，數(shù)據(jù)部分2904一般被用于傳送來自0級數(shù)字信號(也稱為DS0)脈沖編碼調(diào)制數(shù)據(jù)(下文稱為PCM數(shù)據(jù))。PCM數(shù)據(jù)和DS0是現(xiàn)有技術(shù)所公知的，和因此不需要進一步地解釋。諸如與信道相關(guān)信令的信令數(shù)據(jù)(也CAS)對應(yīng)于PCM數(shù)據(jù)并且是與TDM信元分別發(fā)射的。在本發(fā)明的這個實施例中，在標(biāo)題部分2902中的其它標(biāo)題2908有益地不被浪費，被用于傳送信令數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)部分2804被用于傳送PCM數(shù)據(jù)。發(fā)射信令數(shù)據(jù)和PCM數(shù)據(jù)到相同的TDM信元是與常規(guī)TDM信元不同的，而常規(guī)TDM信元僅含有PCM數(shù)據(jù)或者信令數(shù)據(jù)。因此，消除了在分別的TDM信元中傳輸信令數(shù)據(jù)和PCM數(shù)據(jù)，再按照各個時隙分別進行交換的需要。注意，信令數(shù)據(jù)仍然需要從PCM數(shù)據(jù)中分開。更詳細(xì)地參照圖41到43描述的TDM緩沖。
這個實施例的另外的特點是數(shù)據(jù)部分2904可以分開到多于一個DS0中傳送PCM數(shù)據(jù)。常規(guī)TDM信元僅從一個DS0傳送數(shù)據(jù)。取決于如圖41到43所描述的TDM信元類型，來自T1線路的多個DS0可以被復(fù)用到相同TDM信元中。這種處理參照圖39到44B將進一步說明。
下面參照圖30，方框圖表示在例如表示在圖20、22、25A和25B的遠(yuǎn)程終端的每個以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊執(zhí)行的ATM地址過濾功能。對應(yīng)于圖31A和31B的步驟說明將參照圖30的以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊的ATM地址過濾技術(shù)。ATM地址過濾圖3000表示出多傳輸模式信元總線3002、含有VPI比較3006的ATM格式化器3004(或ATM信號格式化器)、任選VPI查找表3007和任選VPI接受/拋棄比特3009(用于圖22的ATM-OC3c SSI模塊)、含有VCI查找表3010的緩沖器3008、Utopia總線2312、和TDM信元格式化器3022(或TDM信號格式化器)。VCI查找表3010具有VCI接受/拋棄比特3016、AAL1/AAL5比特3018、和第二8比特位置3020。VPI比較3006包括提取的VPI3024、寄存器3026、和寄存器3028。另外，表示出AAL1 SAR 3013和AAL5 SAR 3014。
多傳輸模式信元總線3002被耦合到ATM格式化器3004和TDM信元格式化器3022。ATM格式化器3004被耦合到緩沖器3008、Utopia總線2312。緩沖器3008含有VCI查找表3010。ATM格式化器3004和TDM信元格式化器3014都是通用的邏輯電路器件。
實際上，正如結(jié)合圖15-18所描述的，依據(jù)哪個SSI模塊被插入到遠(yuǎn)程終端中的室內(nèi)單元的SSI時隙中，多傳輸模式信元總線3002與ATM格式化器3004和/或TDM信元格式化器3022接口。ATM地址過濾技術(shù)是在遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元的ATM SSI模塊(例如，四DS1/AAL1 SSI模塊、多傳輸SSI模式模塊、和ATM-OC3c SSI模塊)中對從集線器終端流到遠(yuǎn)程終端的和存在于點對多點系統(tǒng)的混合業(yè)務(wù)進行的。這個技術(shù)被用于從在多傳輸模式信元總線3002上接收的ATM信元中區(qū)分TDM信元中。一旦正確信元類型被區(qū)分出，則該信元需要進一步區(qū)分，確定對于特定的SSI模塊的多傳輸模式信元總線3002上的哪些信元被指定。
該方框圖表示一般的ATM SSI模塊，而不是正在描述的特殊的SSI模塊，例如如圖20所描述的四DS1/AAL1 SSI模塊、圖22的ATM-OC3c SSI模塊、或圖25A和25B的多傳輸SSI模式模塊。因此，圖30的方框圖和圖31A和31B的流程圖實際上含有ATM格式化器3004和TDM格式化器3022兩者，而其它以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊僅含有ATM格式化器3004而沒有TDM信元格式化器3022。
對于SSI模塊(即，以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊)被組態(tài)為用于TDM業(yè)務(wù)，過濾技術(shù)是相當(dāng)簡單的。在多傳輸模式信元總線3002(見圖15)上的IM-Com消息時隙提供TDM信元格式化器3022，利用適當(dāng)?shù)臅r隙進行偵聽。這種時間規(guī)劃被存儲在消息緩沖器(未表示出)。因此，TDM信元格式化器3022簡單地從它組態(tài)的各時隙中提取TDM信元。這保證TDM信元格式化器3022將僅拷貝所需要的TDM信元和不拷貝不需要的TDM和ATM信元。
對于配置為用于ATM業(yè)務(wù)的SSI模塊(例如，以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊)，過濾處理包括比較和查找方案。ATM格式化器3004接收在含有TDM和ATM信元的多傳輸模式信元總線3002上的每個輸入信元(圖31A的步驟3100)和暫時存儲在內(nèi)部FIFO(先進先出)。然后。ATM格式化器3004對所接收的信元執(zhí)行VPI提取和然后執(zhí)行VPI比較3006，比較所提取的VPI與特定SSI模塊的VPI因此執(zhí)行VPI比較(圖31A的步驟3102)。VPI比較3006利用比較器3028比較器提取的VPI3024與存儲在寄存器3026中內(nèi)部VPI(圖23A的步驟2352)。如果輸入信元的VPI與內(nèi)部VPI匹配(圖31A的步驟3104)，則該信元被保持。所有其它輸入信元不匹配，將被拋棄(圖31A的步驟3106)。因為正如上面圖29所描述的那樣，所有TDM信元具有對TDM信元是特有的VPI，在與ATM VPI標(biāo)題相同位置上，ATM格式化器3004的VPI比較3006簡單地讀出TDM信元的VPI和拋棄正巧如果是ATM信元的TDM信元。因此，特定SSI模塊僅保持指定的ATM信元。因此，從ATM信元中被區(qū)分出的TDM信元將由特定SSI模塊進行保持。另外，在這個基礎(chǔ)上，VPI比較可能被組態(tài)為特別地匹配指定TDM信元的VPI和拋棄的TDM信元。因此，ATM信元可能再次被從TDM信元中區(qū)分。
在接下來的步驟處理中，一旦ATM信元已經(jīng)被保持，則在位于為靜態(tài)RAM的緩沖器3008中的VCI查找表3010對保持的ATM信元進行VCI查表(圖31A的步驟3108)，具體對保持的ATM信元的VCI標(biāo)題3028進行查表。VCI查表步驟提取VCI的14個最低有效位和施加這些比特到作為一個指數(shù)到VCI查找表3010。VCI查找表3010支持214個地址，并可能支持216個地址。一旦該指數(shù)被施加，VCI查找表的16比特被讀出，和按單一地址被鎖存在ATM格式化器3004中。查找表的前8比特含有VCI接受/拋棄比特3016和AAL1/AAL5比特3018。如果VCI接受/拋棄比特是“0”(圖31A的步驟3110)，則存在著不匹配和ATM信元被拋棄，不再進一步處理(圖31A的步驟3106)。如果VCI接受/拋棄比特是“1”(圖31A的步驟3110)，則存在著匹配和ATM信元被保持。
另外，如果ATM信元被保持，VCI查找表3010包括AAL1/AAL5比特3018，它告訴ATM格式化器3004，該ATM信元是AAL1 ATM信元還是AAL5 ATM信元(圖31A的步驟3112)和將被路由選擇到AAL1 SAR 3013還是經(jīng)Utopia總線3012路由選擇到AAL5 SAR3014。如果匹配的信元是AAL5信元(圖31A的步驟3112)，則將經(jīng)Utopia總線3012路由選擇到AAL5 SAR3014，將進行如說明書的上文所描述的處理(圖31A的步驟3114)。
如果匹配的信元是AAL1信元(圖31A的步驟3112)，則該信元將經(jīng)Utopia總線3012被發(fā)射到AAL1 SAR 3013。但是，該信元將被略加修改。VCI的低8位需要通過執(zhí)行低VCI變換(圖31A的步驟3116)進行變換。使用的AAL1芯片要求代替標(biāo)準(zhǔn)ATM VCI的低8位的物理信息。有益地是，基于特定的用戶組態(tài)利用軟件加載VCI查找表3010。因此，VCI被變換為允許在對用戶的信道識別中更多靈活性的形式。有益地是，在進行查表的同時執(zhí)行低VCI變換，代替兩者分別查表。如果該AAL1信元被接受，則被存儲在VCI查找表3010的第二8比特位置的低8位VCI變?yōu)樾碌牡蚔CI。新的低8位VCI在該信元被路由選擇AAL1SAR 3013前，被鎖存到ATM信元中(圖31A的步驟3118)。有益地是，因為這發(fā)生在與VCI查表相同的時間，所以僅要求一次查表和節(jié)約了處理時間。這種處理對每個被接受的信元進行一次。如果該信元是AAL5，則該低8位VCI3020被拋棄。
表示出VCI查表組合若干查找為一個VCI查找3010是重要的?，F(xiàn)有技術(shù)VCI查找執(zhí)行一個接受/拋棄查找、一個AAL1/AAL5查找、和一個低VCI變換查找。這個實施例將所有3個查找組合為VCI查找表3010。任何兩個查找的組合是與現(xiàn)有技術(shù)ATM地址過濾技術(shù)不同的。再有，這節(jié)約了處理時間和ATM信元可以利用最小的延遲進行路由選擇。
注意，某些實施例(未表示出)，以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊可以被設(shè)計成支持AAL1或AAL5和兩者。因此，圖30可能需要修改為去掉AAL1 SAR 3013或AAL5 SAR 3014之一。在這個實施例中AAL1/AAL5比特是不需要的。
ATM地址過濾處理是不同于與在遠(yuǎn)程終端的其他以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊的如圖22所示的用于遠(yuǎn)程終端ATM-OC3c SSI模塊2200進行的，并反映在圖31B的流程圖。這里，ATM地址過濾功能是不同的，因為ATM-OC3c SSI模塊2200的吞吐量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于位于終端的其它類型SSI模塊的吞吐量。OC3c線路以155.52Mbps(每秒兆比特)發(fā)射數(shù)據(jù)，等效于3個DS3線路。圖31B的流程圖還應(yīng)用DS3選項于ATM-OC3c SSI模塊。
在圖31B中，前3個步驟是與圖31A的步驟相同的。因此，從多傳輸模式信元總線接收信元(圖31B的步驟3150)，將提取的VPI3024與在寄存器3026中存儲的VPI進行比較(圖31B的步驟3152)，正如圖31A中的步驟3102和3104那樣。如果VPI匹配(圖31B的步驟3154)，則如上所述利用VCI查找表3010執(zhí)行VCI查表(圖31B的步驟3156)。因此，如果VCI接受/拋棄比特等于“0”(圖31B的步驟3158)，則該信元被接受(圖31B的步驟3162)。注意，因為在步驟3154VPI是匹配，TDM信元將通過由步驟3156和3158指示的路徑是重要的。
如果VPI不匹配(圖31B的步驟3150)，該信元不被拋棄，但進行VPI查表(圖31B的步驟3164)，該查找表是ATM格式化器3004的VPI查找表3007。VPI查找表3007是具有整個深度28的8比特查找表。提取的VPI被用作為進入VPI查找表3007的索引。如果VCI接受/拋棄比特等于“1”(圖31B的步驟3166)，則該信元被接受(圖31B的步驟3162)。如果VCI接受/拋棄比特等于“0”(圖31B的步驟3166)，則該信元被拋棄(圖31B的步驟3160)。VCI接受/拋棄比特3009已經(jīng)被分配給ATM信元的特定的VPI，該ATM信元使特定的ATM-OC3c SSI模塊構(gòu)成以便接受。因此，在查表中，該各TDM信元被從ATM信元中拋棄，因為分配給TDM信元的VPI是特有的，和其對應(yīng)于進入VPI查找表3007的索引將始終具有一個指示拋棄該信元的接受/拋棄比特3009。因此，在VPI查表3007中，所有TDM信元被拋棄。
另外，如果要求的VPI不與特別對具體SSI模塊預(yù)先分配的VPI匹配，則提供一種“VCI透明”服務(wù)。因此，ATM信元被傳送通過SSI模塊，而不執(zhí)行VCI查表。因此，所有具有預(yù)成形VPI的ATM信元通過ATM-OC3c SSI模塊轉(zhuǎn)移到各個用戶。
在表示在圖30和31B的實施例中，以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊(例如，ATM-OC3cSSI模塊)有益地執(zhí)行VPI比較，然后對進入以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊的每個信元進行VPI查表或VCI查表。有益地是，以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊并不執(zhí)行對每個信元的VPI查表或VCI查表。和因此，有益地是，利用這個實施例，涉及ATM-OC3c SSI模塊的吞吐量的處理時間被減小了。
另外，以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊按照從一種混合傳輸模式接口，諸如多傳輸模式信元總線接收業(yè)務(wù)的方式進行了描述。然而以ATM為基礎(chǔ)的SSI模塊可能接收僅ATM信元，和不是混合ATM信元，和執(zhí)行相同的ATM地址過濾技術(shù)，以便正確的過濾和路由選擇ATM信元到達(dá)所希望的位置。
在多傳輸模式、多調(diào)制點對多點系統(tǒng)的SSI模塊執(zhí)行地址過濾技術(shù)。所描述的各部件是通用的和是本專業(yè)技術(shù)人員了解的。
擴展室內(nèi)單元和光纖擴展模塊下面參照圖32，方框圖是表示耦合到如圖2所示的實施例的遠(yuǎn)程終端中的室內(nèi)單元的服務(wù)特殊接口端口的擴展室內(nèi)單元。圖3200包括耦合到室內(nèi)單元3204(信道處理器單元或IDU)的遠(yuǎn)程終端的戶外單元3202(收發(fā)信機或ODU)、每個耦合4個擴展室內(nèi)單元3208到室內(nèi)單元3204的各光纖鏈路3206。每個擴展室內(nèi)單元3208具有4個SSI模塊(卡)3210。
為了允許多個用戶接口和允許各用戶從室內(nèi)單元3204與點對多點系統(tǒng)接口遠(yuǎn)達(dá)2250英尺，擴展室內(nèi)單元3208允許多達(dá)4個其它SSI模塊3210與點對多點信元接口。依據(jù)實現(xiàn)的情況，擴展室內(nèi)單元3208和單個SSI端口的數(shù)量可以改變。因此，最大組成允許多達(dá)16個SSI模塊3210被插入到在遠(yuǎn)程終端中的一個單個室內(nèi)單元3204中。
這是與現(xiàn)有技術(shù)擴展室內(nèi)單元和擴展接口不同的。現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)利用諸如帶狀電纜之類的總線中繼器，是一種中繼(或擴展)傳輸信號的總線的高密度銅纜。但是，總線中繼器僅可能擴展總線幾英尺，而不象多模光纖鏈路3206可以擴展多傳輸模式信元總線多達(dá)2250英尺。這是特別有優(yōu)越性的，因為用戶可以從實際室內(nèi)單元遠(yuǎn)達(dá)2250英尺的遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元進行接口。因此，用戶可能利用在用戶房屋的任何位置的室內(nèi)單元3204與在用戶房屋內(nèi)(特別是大型建筑)的許多不同位置的點對多點系統(tǒng)進行接口。利用現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)，用戶必需與離遠(yuǎn)程終端的實際室內(nèi)單元幾英尺的區(qū)域內(nèi)進行接口。
EIDU 3208利用被稱為“主”光纖擴展器模塊(見圖33)的光纖擴展器模塊被耦合到遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元3204，它是被附加到室內(nèi)單元3204的SSI端口上和被耦合到多模光纖總線鏈路3206上。多模光纖總線鏈路3206是一條起到多傳輸模式信元總線擴展作用的光纜。多模光纖總線鏈路3206是一條200Mhz鏈路和利用另外的插入擴展室內(nèi)單元3208的稱為“從屬”光纖擴展器模塊(見圖33)耦合到擴展室內(nèi)單元3208上?！爸鳌焙汀皬摹惫饫w擴展器模塊是相同的光纖擴展器模塊，但分別位于遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元和擴展室內(nèi)單元。光纖鏈路3206是現(xiàn)有技術(shù)已知的多模光纖。它具有2250英尺的最大長度和以10-12或更低的誤碼率傳輸。另外一種方案，如果光纖鏈路3206利用單模光纖代替多模光纖，則距離可以進一步延長。注意，所用的“多?！笔侵腹饫|，不是指多種調(diào)制和多傳輸能力。多模光纜是簡單公知類型的光纜。
“主”光纖擴展器模塊格式化在用于光纖鏈路3206的多傳輸模式信元總線上的信號和重新發(fā)射該信號，包括通過光纖鏈路3206的定時(通過空中接口從集線器終端獲得)。然后“從”光纖擴展器模塊變換來自光纖鏈路3206的信號返回多傳輸模式信元總線的格式和發(fā)射該信號到EIDU 3208的另外多傳輸模式信元總線。信號的定時超前或滯后，以至于它將匹配在室內(nèi)單元3204中原來信號的定時。因此，在EIDU 3208中的SSI模塊3210將直接耦合到自身的室內(nèi)單元3204。
實際擴展室內(nèi)單元3208僅含有光纖擴展器模塊、包括多傳輸模式信元總線、和用于SSI模塊的4個SSI口的底板總線。它簡單地起到多傳輸模式信元總線擴展的作用。另外，這是與現(xiàn)有技術(shù)的擴展單元不同的，因為現(xiàn)有技術(shù)擴展鏈路(平板型電纜)和現(xiàn)有技術(shù)擴展單元僅支持一種類型業(yè)務(wù)(ATM或TDM)，而本實施例支持兩種業(yè)務(wù)類型(ATM和TDM)。
下面參照圖33，方框圖表示一種光纖擴展器模塊，它被插入到如圖32所示的遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元或擴展室內(nèi)單元的SSI端口之一。光纖擴展器模塊3300包括多傳輸模式信元總線3302、光纖擴展器模塊(FEM)格式化器3308、消息緩沖器3310、CPU 3312、數(shù)據(jù)緩沖器3314、并-串變換器3316、串-并變換器3318、分頻器3320、光纖發(fā)射器3322、光纖接收器3324、和光纖鏈路3326。
多傳輸模式信元總線3302包括定時總線和包括底板接口。多傳輸模式信元總線3302被耦合到FEM格式化器3308。FEM格式化器3308被耦合到消息緩沖器3310和CPU 3312。CPU 3312還被耦合到消息緩沖器3310。FEM格式化器3308還被耦合到并-串變換器3316、串-并變換器3318、數(shù)據(jù)緩沖器3314、和分頻器3320。并-串變換器3316被耦合到耦合到光纖鏈路3326的光纖發(fā)射器3322。光纖鏈路3326還被耦合到耦合到串-并變換器3318的光纖光接收器3324，串-并變換器3318還耦合到數(shù)據(jù)緩沖器3314和分頻器3320。
實際上，在遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元的光纖擴展器模塊(FEM)(下文稱為IDU FEM或“主”FEM)提供到光鏈路3326的接口，該光鏈路3326耦合到EIDU。它還緩沖從多傳輸模式信元總線3302輸入的信元、緩沖從擴展室內(nèi)單元(EIDU)輸入的數(shù)據(jù)、和經(jīng)鑲嵌在多傳輸模式信元總線3302的總線幀格式中的IM-Com額外開銷消息與遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元的CCM通信。IDU FEM 3300利用如圖15所示的第一IM-Com時隙同步在EIDU與FEM 3300和用于識別EIDU。
信元從多傳輸模式信元總線3302到達(dá)FEM格式化器3308。設(shè)計成常用邏輯電路的FEM格式化器3308還從多傳輸模式信元總線3302恢復(fù)定時。FEM格式化器3308插入特有字(被用于在EIDU與FEM同步)、幀和超幀識別碼、和在IM-Com時隙中的EIDU識別字節(jié)。IM-Com消息被發(fā)射到用于CPU 3312的消息緩沖器(是雙端口RAM)進行處理。CPU 3312、RISC微處理器讀出消息緩沖器3314的消息，用于配置、告警等等。最后，F(xiàn)EM格式化器3308重新發(fā)射從多傳輸模式信元總線3302接收的幀到并-串變換器3316。并-串變換器3316是高速變換器，以200Mhz發(fā)射數(shù)據(jù)幀到光纖發(fā)射器3322。光纖光發(fā)射器3322通過光纖鏈路3326發(fā)射信號到EIDU FEM(在擴展室內(nèi)單元的光纖室內(nèi)單元或“從”FEM)。
在相反方向上，光纖接收器3324接收經(jīng)光纖鏈路3326從EIDU返回的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)被發(fā)射到串-并變換器3318，在那里數(shù)據(jù)流被變換回并行格式和然后被發(fā)射到為雙端口RAM的數(shù)據(jù)緩沖器3314。因為定時和緩沖的要求，該數(shù)據(jù)流是略微復(fù)雜的。因此，F(xiàn)EM格式化器3308知道幀是從那里開始的。設(shè)計保證特有字在信元總線TX幀同步信號(描述信元總線3302的圖18的CB_TX_FS)前到達(dá)FEM格式化器3308。因此，該數(shù)據(jù)在它被FEM格式化器3308讀出前寫入數(shù)據(jù)緩沖器3314。FEM格式化器3308然后從數(shù)據(jù)緩沖器3314在該幀的開始讀出數(shù)據(jù)和拷貝該數(shù)據(jù)到多傳輸模式信元總線3302。因此該信元總線幀的定時被超前或滯后，以便補償光纖鏈路中的偏移。FEM格式化器3308還從EIDU恢復(fù)定時。
在擴展室內(nèi)模塊3300(EIDU FEM)中的光纖擴展器模塊，有時也稱為“從”FEM利用與圖33相同的方框圖。當(dāng)含有IM-Com消息和數(shù)據(jù)的幀被從IDU FEM的光纖發(fā)射機發(fā)射和傳輸通過多模光纖鏈路，信號在它對應(yīng)的光纖接收機3324進入到EIDU FEM 3300。該數(shù)據(jù)流是與上面描述IDU FEM的相同。還要注意，分配給該幀的特有碼字被接收到FEM格式化器3308，以便它將知道該幀何時開始。否則將出現(xiàn)定時問題，因為FEM格式化器將假設(shè)當(dāng)它接收到該數(shù)據(jù)時該開始，而不是當(dāng)該幀實際開始時開始。這個特有碼字減輕室內(nèi)單元與EIDU之間的定時問題。另外，EIDU FEM 3300的CPU 3312利用IM-Com額外開銷消息與遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元CCM的通信和提供用于位于付加SSI的模塊上的處理器的信號。因此，總線幀格式的數(shù)據(jù)被在EIDU的多傳輸模式信元總線3302重新發(fā)射和擴展SSI模塊可以與點對多點系統(tǒng)接口。
另外，注意光纖擴展模塊并不實際在進行重新發(fā)射或者支持的各個業(yè)務(wù)類型之間區(qū)分。而是在擴展室內(nèi)單元中SSI的模塊區(qū)分混合的業(yè)務(wù)和光纖擴展器模塊和多模光纖鏈路簡單地提供多傳輸模式信元總線的擴展。因此，光纖擴展器模塊和多模光纖鏈路支持利用多種傳輸類型(例如，TDM和ATM)的信號。但與現(xiàn)有技術(shù)通過擴展總線(光纖總線)發(fā)射擴展室內(nèi)單元有區(qū)別。
來自在EIDU FEM 3300的SSI模塊的數(shù)據(jù)流是與從遠(yuǎn)程室內(nèi)單元到擴展室內(nèi)單元的數(shù)據(jù)流反向的。接收來自FEM格式化器3308的多傳輸模式信元總線3302的信元，F(xiàn)EM格式化器3308拷貝來自消息緩沖器3310的EIDU FEM的消息，插入特有字在數(shù)據(jù)幀的前面，使得IDU FEM將知道該從哪里開始，和拷貝這些信元到并-串變換器3316，以便通過光纖鏈路3326傳送到IDU FEM。而IDU FEM格式化器3308再拷貝該數(shù)據(jù)幀到多傳輸模式信元總線3302，將被發(fā)射到室內(nèi)單元的CCM。因此，IDU FEM 3300、EIDU FEM 3300、和光纖鏈路3326起到多傳輸模式信元總線擴展的作用。注意，沒有對所有各種信號進行詳細(xì)描述，因為它們的工作對本專業(yè)技術(shù)人員是知道的。注意沒有對所有功能塊和信號進行詳細(xì)描述，本專業(yè)技術(shù)人員知道這些功能和可能容易地實施它們，因此沒有必要進一步說明。
下面參照圖34，定時圖3400描述包含在從遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元(IDU)利用圖33的光纖擴展器模塊轉(zhuǎn)移到如圖22所示擴展室內(nèi)單元(EIDU)的數(shù)據(jù)的延遲。重要的延遲是傳播延遲3402、保護時間3404、發(fā)射到接收偏移3406、和幀同步偏移3408。表示還有各種信號在遠(yuǎn)程光纖擴展器模塊中的信元總線接收超幀同步信號3410(CB_RX_SFS(在IDU FEM中))；在擴展光纖擴展器模塊中的信元總線接收超幀同步信號3412(CB_RX_SFS(在EIDU FEM中))；在擴展光纖擴展器模塊中的信元總線發(fā)射超幀同步信號3414(CB_TX_SFS(在IDU FEM中))；和信元總線發(fā)射超幀同步信號3416(CB_TX_SFS(在EIDU FEM中))。
在圖33的光纖擴展器模塊的設(shè)計中定時是非常重要的。定時圖3400說明從遠(yuǎn)程終端的室內(nèi)單元轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)到擴展室內(nèi)單元的延遲。傳播延遲3402是從IDUFEM到EIDU FEM的延遲，和反之亦然。這考慮到在如圖33所示的串-并變換器、光纖發(fā)射器、和光纖擴展器模塊(FEM)的接收器中的延遲。一般是幾個微秒的保護時間3404被EIDU FEM插入，保證到達(dá)IDU FEM的數(shù)據(jù)早于時間3404被讀出。然后，IDU FEM重復(fù)同步從EIDU到達(dá)的數(shù)據(jù)到室內(nèi)單元的定時上。發(fā)射到接收偏移3406和幀同步偏移3408在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，和因此不需要進一步說明。
按需分配多址訪問按需分配多址訪問(DAMA)是一種帶寬按照在系統(tǒng)帶寬的需要進行分配的方法。因此，DAMA提供了可用頻譜的有效利用。點對多點系統(tǒng)利用特有DAMA技術(shù)在多調(diào)制、多傳輸環(huán)境中分配帶寬。
下面再參照圖26和27，其中分別表示方框圖和流程圖，說明由已經(jīng)被組態(tài)為用于多調(diào)制環(huán)境的ATM交換機執(zhí)行的ATM地址過濾技術(shù)。另外，圖26和27還說明在下行鏈路方向(集線器到遠(yuǎn)程)如何將帶寬分配給ATM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的來說明DAMA技術(shù)。
話音業(yè)務(wù)被常規(guī)地進行分配。點對多點系統(tǒng)檢測有效呼叫(摘機)和自動分配帶寬。遠(yuǎn)程終端利用如圖4和6所示空中接口幀格式的額外開銷部分中分配的維護時隙從集線器終端要求帶寬。集線器終端利用TR-008或GR-303信令耦合該呼叫到交換機。在呼叫的終端，帶寬被重新分配。如果交換機開始該呼叫，則集線器終端分配帶寬和通知遠(yuǎn)程終端。
數(shù)據(jù)帶寬在兩個方向(下行鏈路和上行鏈路)上是動態(tài)分配的。在上行鏈路中，遠(yuǎn)程終端監(jiān)視在上述各個SSI模塊中它自己的緩沖器深度。如果緩沖器深度超過大于組態(tài)的時間量的閾值，則遠(yuǎn)程終端從集線器終端請求更多的帶寬。集線器終端估算所有請求和取決于具體優(yōu)先級，按不同級別給所有遠(yuǎn)程終端分配帶寬。
有益地是，在一個實施例中，對于在下行鏈路的ATM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)按如圖26所示的特有方式進行分配。如上所述，在集線器終端的ATM-OC3c SSI模塊中的ATM交換機能夠動態(tài)地管理從OC3c線路到一點到多點系統(tǒng)的ATM業(yè)務(wù)流。ATM交換機在下行鏈路(從集線器到遠(yuǎn)程)是按照DAMA目的配置的。
ATM交換機的物理層設(shè)備已經(jīng)被配置為n個調(diào)制緩沖器2612。存在用于每種調(diào)制類型的不同調(diào)制緩沖器2612例如，第一調(diào)制緩沖器2612用于QPSK；第二調(diào)制緩沖器2612用于16-QAM；第三調(diào)制緩沖器2612用于64-QAM。ALBM 2606按照圖26所討論的(圖27的步驟2702)，基于優(yōu)先級利用公知的服務(wù)質(zhì)量協(xié)議，動態(tài)地管理ATM信元。在這方面，具有較高優(yōu)先級的ATM信元將利用比較低優(yōu)先級的ATM信元低的延遲被發(fā)射出去。另外，該延遲是取決于虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬信道識別符(VCI)確定的。因此，有益地是，每個VPI和VCI物理層器件也是與一種調(diào)制類型相聯(lián)系的。有益地是，每個物理層設(shè)備是與一種調(diào)制類型相聯(lián)系的。
這種方案產(chǎn)生3個單獨的ATM信元碼流，在相同通信鏈路中每種調(diào)制類型一個。每個調(diào)制碼流要求或多或少的帶寬，取決于每個調(diào)制類型的遠(yuǎn)程終端的數(shù)目和它們的業(yè)務(wù)，因此通過產(chǎn)生不同ATM數(shù)據(jù)信元的調(diào)制碼流，對ATM數(shù)據(jù)信元的帶寬是在調(diào)制碼流中動態(tài)地分配的。ATM格式化器2610訪問時間/規(guī)劃查找表2616和確定哪個調(diào)制緩沖器是有效的(圖27的步驟2704)，然后，發(fā)射信息交換信號到ALBM 2606(圖27的步驟2706)。ALBM 2606讀出信息交換信號和發(fā)射ATM信元到適當(dāng)?shù)恼{(diào)制緩沖器2612(圖27的步驟2708)。一旦ATM信元在各種的調(diào)制緩沖器2612中，ATM格式化器2616為每個多傳輸模式信元總線幀格式的每個時隙和對應(yīng)的接口幀格式訪問時間規(guī)劃，并發(fā)射ATM信元到多傳輸模式信元總線(圖27的步驟2710)。因此，產(chǎn)生3種不同的ATM信元調(diào)制碼流。這種技術(shù)利用ATM芯片，以代替更為復(fù)雜的從集線器終端到遠(yuǎn)程終端產(chǎn)生消息的方法，或附加現(xiàn)有技術(shù)公知的“標(biāo)記”到ATM信元上，以便動態(tài)地分配帶寬給下行鏈路ATM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
下面參照圖35，圖中表示出其帶寬是基于信道條件動態(tài)改變的按需分配多址訪問(DAMA)技術(shù)。對應(yīng)圖36的各步驟，這些步驟說明在DAMA技術(shù)中基于如圖35所示的信道條件所執(zhí)行的步驟，將參照圖35予以說明。表示的是在清晰信道條件3501和差信道條件3503期間進行發(fā)射的集線器終端3502。在清晰信道條件3501期間，所有遠(yuǎn)程終端都在區(qū)域1 3504中。在差信道條件3503期間，所有遠(yuǎn)程終端都通過n個3508區(qū)域在區(qū)域1 3504中。另外表示出集線器終端3502支持的選擇器3506。
實際上，該DAMA技術(shù)是基于信道條件動態(tài)地分配帶寬。例如，在點對多點系統(tǒng)的正常操作中，在區(qū)域1 3504中的遠(yuǎn)程終端要求每比特較低能量，將處于可接受的誤碼率(例如，10-8)，和因此可以使用較高級別(更多比特/秒/Hz)的調(diào)制方式，諸如64-QAM。在最遠(yuǎn)區(qū)域的遠(yuǎn)程終端，區(qū)域n3508(在這個實施例中區(qū)域3利用QPSK調(diào)制)，要求較高每比特能量和因此使用較低的調(diào)制方式，諸如QPSK。在整個說明書中描述了這樣一種組態(tài)的具體實現(xiàn)和性能。
因此，遠(yuǎn)程終端3502首先選擇將發(fā)射業(yè)務(wù)脈沖串的遠(yuǎn)程終端(圖36的步驟3604)。下面，監(jiān)視信道條件和作出是否信道條件差的確定，諸如下雨衰落期間。對微波無線鏈路下雨衰落是首要有害的。信道條件可以按照接收信號強度指示(RSSI)的函數(shù)，或者通過通信鏈路接收信號的誤碼率(BER)進行測量。例如，當(dāng)RSSI低于對由集線器終端3502支持的每種調(diào)制一個閾值或BER超過一個閾值時。例如，閾值BER可以是10-8。集線器終端3502從對應(yīng)的遠(yuǎn)程終端接收一個維護脈沖串，該脈沖串含有包含例如RSSI的信號質(zhì)量指示符(圖36的步驟3606)。
集線器終端3502然后基于信道條件選擇可支持相應(yīng)遠(yuǎn)程終端的最高級別調(diào)制方式(圖36的步驟3608)。在差信道條件期間3503，諸如下雨衰落，業(yè)務(wù)被調(diào)制和利用每個區(qū)域，即區(qū)域13504到區(qū)域n3508不同的調(diào)制通過空中接口被發(fā)射。
但是，在清晰信道條件3501期間，所有遠(yuǎn)程終端將被認(rèn)為是在區(qū)域13504中。因此，業(yè)務(wù)可以利用最高級別調(diào)制進行發(fā)射(圖36的步驟3608)，它要求比特/秒/Hz的最小數(shù)目和利用最小帶寬發(fā)射，即在這個實施例中64-QAM。注意，在高百分?jǐn)?shù)的時間中，信道條件將被清，允許在主要的時間帶寬將被動態(tài)地分配給更高級別的調(diào)制，和因此節(jié)約了帶寬。因此，在清晰信道條件期間，帶寬被動態(tài)地進行管理，和在差信道條件期間，僅被轉(zhuǎn)換返回到組態(tài)的帶寬分配。
集線器終端3502然后進行檢查，看是否存在著任何更多與之通信的遠(yuǎn)程終端(圖36的步驟3610)。如果有，則步驟3604到3610被進行重復(fù)。如果沒有，則集線器終端3502進行操作(圖36的步驟3612)。
雖然帶寬是基于信道條件動態(tài)管理，但這種DAMA技術(shù)理想地被用于低質(zhì)量業(yè)務(wù)，例如未規(guī)定比特速率(UBR)的因特網(wǎng)瀏覽數(shù)據(jù)，雖然該技術(shù)可以使用到，諸如話音之類的較高質(zhì)量的業(yè)務(wù)中。在這種情況下，單元話音或其他較高質(zhì)量的業(yè)務(wù)，遠(yuǎn)程終端始終位于它的相應(yīng)區(qū)域之內(nèi)，即，區(qū)域13504到區(qū)域n3508。因此，初始步驟包括確定業(yè)務(wù)是處于未規(guī)定比特速率(UBR)的低質(zhì)量業(yè)務(wù)。如果業(yè)務(wù)是高質(zhì)量業(yè)務(wù)，例如，在規(guī)定比特速率上，則業(yè)務(wù)對應(yīng)于不同區(qū)域，即，區(qū)域12704到區(qū)域n2708的遠(yuǎn)程終端按正常利用不同調(diào)制方式進行調(diào)制。因此，對于高質(zhì)量業(yè)務(wù)的帶寬不基于信道條件改變。和如果被發(fā)射的業(yè)務(wù)是低質(zhì)量的業(yè)務(wù)，則在圖36中的步驟被執(zhí)行，動態(tài)地分配帶寬。
還要注意。圖27說明位于扇區(qū)2706中的如何不同的區(qū)域2704和2708。扇區(qū)代表了如上所述的扇區(qū)(“一角餅形”)。還注意。圖5描述了另外DAMA技術(shù)，其中遠(yuǎn)程終端接收信號不取決于時間規(guī)劃。
1∶N冗余度下面參照圖37，方框圖表示的是1∶N冗余度系統(tǒng)3700。圖中表示的是集線器終端A3702、集線器終端B3704、備用集線器終端3706、遠(yuǎn)程終端3710(1A-nA)、遠(yuǎn)程終端(1B-nB)子信道A3714、子信道B3716、DS3A線路3718、DS3B線路3720、備用DS3線路3722、復(fù)用器3724、和備用線路3726。
當(dāng)集線器終端B3704出故障時，集線器終端A3702經(jīng)子信道B3716與遠(yuǎn)程終端3712通信，和備用集線器終端3706經(jīng)子信道B3716與遠(yuǎn)程終端3712通信。集線器終端A3702、集線器終端B3704、和用集線器終端3706分別經(jīng)DS3A線路3718和備用線路3726被耦合到復(fù)用器3724。備用線路3726具有用于耦合到傳輸網(wǎng)絡(luò)(未表示出)是底板線路。
實際上，1∶N冗余度系統(tǒng)3700被設(shè)計為替代使用如上所述(見圖13)在點對多點系統(tǒng)中的集線器場地的1∶1冗余度系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以使用或可以不使用在具有多傳輸模式和多調(diào)制能力的集線器和遠(yuǎn)程終端中，和因此一般性描述。在1∶1系統(tǒng)中，每個通信終端或集線器終端具有備用集線器終端，在故障發(fā)生時替代特定的集線器終端。因此，對于具有10個集線器終端的系統(tǒng)，則需要10個備用的集線器終端，增加了系統(tǒng)的成本。參照圖13描述1∶1冗余度系統(tǒng)。
在點對多點系統(tǒng)中，由于多信道的分離和遠(yuǎn)程終端的定位，在相同天線扇區(qū)中，若干集線器終端可以廣播各個遠(yuǎn)程終端。1∶N冗余度系統(tǒng)被設(shè)計為工作在多集線器終端被進行操作在相同扇區(qū)和具有相同天線覆蓋的場合。因此，集線器終端A3702、集線器終端B3704、和備用集線器終端3706都在相同的扇區(qū)內(nèi)和它們相應(yīng)的天線都指向相同的方向。集線器終端A3702可以利用“50Mhz信道A”的子信道A3714，而集線器終端B3704可以利用“50Mhz信道B”的子信道B3716。備用集線器終端3706可以備用集線器終端A3702或集線器終端B3704任何一個。和因此，在集線器側(cè)僅需要少數(shù)集線器終端，降低了整個點對多點系統(tǒng)的成本。備用集線器終端3706還必需具有與集線器終端A3702和集線器終端B3704相同的SSI模塊組態(tài)或底板耦合。
在一般情況下，集線器終端A3702和集線器終端B3704兩者在遠(yuǎn)程終端3710和遠(yuǎn)程終端3712之間按照正常傳輸用戶業(yè)務(wù)的方式進行操作，而備用集線器終端3706按照備用方式寄存操作。如果集線器終端B3704出現(xiàn)故障，諸如戶外單元故障，則故障按照下面如圖38所述進行檢測，和通知單元管理系統(tǒng)(EMS)。在DS3B線路3720上產(chǎn)生紅色告警。備用集線器終端3706轉(zhuǎn)換在集線器終端B3704的數(shù)據(jù)和開始在子信道B3716上發(fā)射到遠(yuǎn)程終端3712。復(fù)用器3724檢測紅色告警和基于備用DS3線路3722作為DS3B線路的備用的預(yù)定執(zhí)行從DS3B線路3720上所有的耦合轉(zhuǎn)換到備用DS3線路3722的切換。然后EMS經(jīng)簡單的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)消息通知網(wǎng)絡(luò)操作中心。遠(yuǎn)程終端3712在子信道B的3716檢測到發(fā)射和重新同步的短指令。在遠(yuǎn)程終端3712的各用戶經(jīng)歷在服務(wù)質(zhì)量上暫時惡化。保持切換中斷時間作為統(tǒng)計。如果集線器終端A3702出故障，則備用集線器終端3706替代它，以相同方式通過子信道A3714進行廣播。
為了保證當(dāng)出現(xiàn)故障時，備用集線器終端3706將工作，備用集線器終端3706必需有規(guī)律地進行測試。如果對于一個延長的時間周期備用集線器終端3706側(cè)是空閑的，則當(dāng)調(diào)出執(zhí)行操作時，很可能備用集線器終端3706將已經(jīng)出故障。一種公知測試技術(shù)被稱為“負(fù)載共享”，其中集線器終端3704發(fā)射一半負(fù)載和備用集線器終端3706傳送另一半負(fù)載。這要求一個額外的頻率用于備用集線器終端3706或者備用集線器終端3706與集線器終端B3704在TDMA幀中共享相同的頻率。如果共享相同的頻率，則兩個終端將必需在某些比特上轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出，這在由點對多點系統(tǒng)中使用的符號速率(例如，10MHz)上是困難的。另外一種備用測試技術(shù)是一天轉(zhuǎn)換到備用集線器終端3706上一次(在夜里)。不利的是，這引起每天一次的額外中斷。
在本發(fā)明的這個實施例中，備用集線器終端3706通過子信道A3714簡單地每個超幀(每48ms)發(fā)射測試脈沖串一次，然后通過子信道B3716簡單地每個超幀發(fā)射測試脈沖串一次。該測試脈沖串在形成搜索時隙806的超幀最后幀的額外開銷部分的最后3個時隙(m-2到m時隙)的第1時隙(m-2時隙)期間進行發(fā)射，如圖8所示。因為在第一脈沖串期間測試脈沖串被發(fā)射，如果定時略微偏移，則測試脈沖串將不與由集線器終端B3704或集線器終端A3702發(fā)射的其他脈沖串沖突。另外，在這3個時隙期間，在線的集線器終端(集線器終端A3702和集線器終端B3704)不進行發(fā)射。在QPSK調(diào)制中，測試脈沖串被進行發(fā)射，使得所有遠(yuǎn)程終端3710和3712可以接收這些脈沖串(即使最遠(yuǎn)的區(qū)域)。每個遠(yuǎn)程終端接收測試脈沖串和記錄是否測試脈沖串曾被接收，和如果被接收，則它的下行強度和離定時有多遠(yuǎn)形成第一脈沖串定位。這些統(tǒng)計被報告返回在線的集線器終端。返回報告的值被存儲和在一段時間期間被比較，看是否備用集線器終端有故障。如果沒有接收到或功率電平明顯下降，備用集線器終端有故障這些值還被備用集線器終端接收和利用，如圖38所示。
下面參照圖38，流程圖表示為了使如圖37所示的備用集線器終端檢測在線的集線器終端和測試備用的集線器終端進行的各步驟。下面的步驟被執(zhí)行。第一步驟是通過獲得冗余信息和接收和發(fā)射定時，初始化備用集線器終端(方框3802)。接下來，備用集線器終端調(diào)諧到子信道的頻率上(方框3804)和發(fā)射到子信道的遠(yuǎn)程終端(方框3806)。接下來，遠(yuǎn)程終端向備用集線器終端和在線集線器終端兩者報告功率電平(方框3808)和在它們各自的維護時隙中發(fā)射信息到備用集線器終端(方框3810)。備用集線器終端接收信息(方框3812)和最后進行故障檢測(方框3814)。
將被執(zhí)行的初始化步驟初始化備用集線器終端(方框3802)，以至于可以向在線集線器終端(圖37的集線器終端A3702和集線器終端B3704)提供1∶N冗余度。這要求收集冗余度信息和檢測該接收和發(fā)射定時采集。具體地，備用集線器終端通過與在圖2描述的單元管理系統(tǒng)(EMS)通信被初始化，獲得冗余度信息，諸如LAN地址、頻率、額外開銷信道分配、和在冗余度群中其它集線器終端的功率設(shè)置。
接下來，作為初始化(方框3802)的一部分，該備用集線器終端進入接收定時采集模式。這個模式的目的是確定所調(diào)諧的上行鏈路的超幀定時。備用集線器終端偵聽從遠(yuǎn)程終端正在發(fā)射到各集線器終端的信號，與一點到多點系統(tǒng)的測試同步備用集線器終端的定時和幀格式。備用集線器終端等待，直至它的本機振蕩器已被鎖定在所選擇的輸入源上，然后選擇在冗余群中的各子信道之一和調(diào)諧到該上行鏈路上(遠(yuǎn)程終端到集線器)。然后，備用集線器終端設(shè)置它的天線為開口徑和搜索QPSK超幀同步字(它是由遠(yuǎn)程終端每個超幀發(fā)射一次)。對超幀同步字進行檢測和校驗。接下來，脈沖串的內(nèi)容被解調(diào)和從標(biāo)題中的格式化信息中確定對于特定遠(yuǎn)程終端的時隙數(shù)。備用集線器終端然后計算對超幀的第一脈沖串的一個幀的時隙偏移和移動它的超幀定時到與接收的相同位置。但是，如果備用集線器終端在規(guī)定的時間范圍內(nèi)，例如8個超幀，沒有檢測和校驗超幀同步字，則備用集線器終端宣告自己處于故障模式中。
繼續(xù)進行初始化，備用集線器終端然后進入發(fā)射捕獲模式，確定適當(dāng)?shù)陌l(fā)射到接收的偏移。備用集線器終端開始利用3.0ms(基于6ms空中接口幀格式)的值用于發(fā)射到接收的偏移和在超幀的最后幀的額外開銷部分的m-2時隙中發(fā)射額外開銷脈沖串(見圖8)。遠(yuǎn)程終端被編程為在最后空中幀額外開銷的最后3個時隙(即，時隙m-2、m-1、和m)中進行搜索該脈沖串。如果該脈沖串未檢測到，則遠(yuǎn)程終端無事可作。如果該脈沖串被檢測到，則遠(yuǎn)程終端繼續(xù)分離定時偏移和功率參數(shù)和發(fā)射含有該信息的消息返回到備用集線器終端(和集線器終端)。備用集線器終端利用這個信息精確地調(diào)整它的定時和功率。如果在規(guī)定的時間內(nèi)，例如8個超幀，返回的脈沖串未被檢測到，則備用集線器終端宣告自己處于故障模式中。注意，在當(dāng)前子信道，定時調(diào)整特別針對集線器終端，因此對冗余群中的每個集線器終端，備用集線器終端必需重復(fù)接收和發(fā)射定時捕獲。
作為初始化的最后一部分，備用集線器終端進入跟蹤模式，以便測試定時和檢測故障。備用集線器終端順序地調(diào)皆到每個子信道和重新調(diào)出存儲的發(fā)射和接收偏移，和檢驗正確的超幀已經(jīng)被從遠(yuǎn)程終端(方框3804)讀出的消息標(biāo)題實現(xiàn)。如果超幀定時不精確，則備用集線器終端必需從方框3802開始。
備用集線器終端然后在各超幀的最后幀的額外開銷部分的最后3個時隙(即，時隙m-2、m-1、和m)的第一時隙發(fā)射測試脈沖串到遠(yuǎn)程終端(方框3806)，如上所述該時隙構(gòu)成捕獲時隙806(也見圖8和圖37)。測試脈沖串是與發(fā)射的和如圖37所示描述的測試脈沖串相同。因此，相同的測試脈沖串被使用于測試備用集線器終端和檢測在線的集線器終端的故障。在線集線器終端在這3個脈沖串期間不進行發(fā)射。在該扇區(qū)中的各遠(yuǎn)程終端知道搜索該脈沖串和測量它的信號強度(方框3808)和進行定時。定時和功率偏移信息被包含在一起。遠(yuǎn)程終端然后發(fā)射功率測量，例如測量的RSSI，在它的額外開銷部分的維護時隙中返回到備用集線器終端和集線器終端(方框3810)。備用集線器終端偵聽該維護時隙和接收記錄在遠(yuǎn)程終端中的信息(方框3812)。注意，備用集線器終端知道對哪個時隙進行偵聽，在方框3802中進行處理。如果正在測試備用集線器終端，則在線的集線器終端接收該信息(方框3812)。
集線器終端然后進行故障檢測(方框3814)。為了檢測到故障，備用集線器終端將自己和其它在線集線器終端在該子信道中從遠(yuǎn)程終端接收的功率電平與在冗余群中的各集線器終端在子信道的功率電平進行比較。如果自己(備用集線器終端)的功率電平比其它各集線器終端之一的功率電平大一個規(guī)定的量，則備用集線器終端確定集線器終端有故障和對該有故障的集線器終端進行轉(zhuǎn)換。備用集線器終端可以立即進行轉(zhuǎn)換，因為它含有所有發(fā)射和接收信息以及對所有冗余群中的在線集線器終端的脈沖串時間規(guī)劃。僅由遠(yuǎn)程終端通知一個短的服務(wù)中斷。
需要備用集線器終端與其它集線器終端之間的的功率電平比較，以檢測功率放大器的故障，因為無線頻率信道經(jīng)受衰落，而衰落類似于功率放大器的故障。因此，比較功率電平，因為如果是衰落，則主集線器終端和備用集線器終端兩者的功率電平都將降低。
這種故障檢測方法還必須考慮在下雨衰減或集線器終端放大器故障期間遠(yuǎn)程終端的特性。如果在線的集線器終端出現(xiàn)功率降低，遠(yuǎn)程終端的自動增益控制(AGC)將進行補償。類似，AGC將補償下雨衰落的功率損失。因此，返回到備用集線器終端的信息包括在對線集線器終端和備用集線器終端兩者的功率測量RSSI中的這個信息。如圖37所示，當(dāng)測試備用集線器終端時，步驟3814監(jiān)視來自備用集線器終端的測試脈沖串的強度。
因此，1∶N冗余系統(tǒng)提供備用集線器終端，它可以在集線器場地提供多于一個集線器終端的備用。這是與現(xiàn)有技術(shù)點對多點系統(tǒng)不同的，而現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)對每個在線集線器終端具有一個備用集線器終端(1∶1冗余度)。因此，1∶N冗余系統(tǒng)比傳統(tǒng)點對多點通信系統(tǒng)減少了在集線器側(cè)的集線器終端的數(shù)量。另外，1∶N冗余系統(tǒng)提供一種測試備用集線器終端的特有的方法，而沒有如圖37所示的“負(fù)載共享”或周期性強制停機的缺點。圖38的方法有益地利用特有的空中接口幀格式，提供每超幀一次地測試在線集線器終端和備用集線器終端的故障檢測方法。
TDM緩沖TDM緩沖是在個別以TDM信元基礎(chǔ)業(yè)務(wù)特殊接口模塊的TDM信元格式化器中進行的，以便特有地分組TDM數(shù)據(jù)(脈碼調(diào)制器數(shù)據(jù)和相關(guān)信道信令)為TDM信元，以這樣一種方式，取決于TDM信元分配到多傳輸模式信元總線時隙以最小化延遲。
再參照圖29，該方框圖表示由SSI模塊的TDM信元格式化器(或信號格式化器)形成的TDM信元。業(yè)務(wù)部分2904(數(shù)據(jù)部分)含有TDM數(shù)據(jù)或脈碼調(diào)制器(PCM)數(shù)據(jù)。TDM信元2900的標(biāo)題部分2902含有ATM標(biāo)題或虛擬路徑識別符2906。這是與常規(guī)的不含有標(biāo)題部分的TDM信元不同的，因為常規(guī)的TDM信元按照其所在的時隙進行轉(zhuǎn)換。另外，TDM信元的標(biāo)題部分包括一個ATM特殊標(biāo)題。
另外，TDM緩沖技術(shù)利用含有用作信令比特，諸如與信道相關(guān)的信令(CAS)比特的其它標(biāo)題2908的標(biāo)題部分。按常規(guī)，信令(也稱為信令比特)是在單獨的TDM信元傳送和利用時隙進行轉(zhuǎn)換的。因此，這個實施例的TDM信元2900有益地利用了其它標(biāo)題部分2908在與PCM數(shù)據(jù)(也稱為PCM樣值)相同TDM信元中傳送信令。
實際上，SSI模塊被設(shè)計成與現(xiàn)有技術(shù)所公知的與T1(DS1)線路或E1線路接口。因為T1和E1線路利用不同的成幀模式，諸如擴展的超幀(ESF)，與信道相關(guān)的信令(CAS)信息可能是2比特或4比特和可能在1.5、2.0、或3.0秒進行更新。因此，因為T1/E1線路工作在不同的成幀模式上，和點對多點系統(tǒng)可以在集線器終端的任何DS0轉(zhuǎn)換到在遠(yuǎn)程終端的任何DS0，信令(諸如CAS)被在帶外(即不在業(yè)務(wù)部分2904)進行傳輸。該信令在入口點(由T1/E1格式化器)進行提取和然后利用如圖29所示的標(biāo)題部分2202的其它標(biāo)題2908進行傳輸，與利用分別的TDM信元傳送信令不同。注意，T1和E1線路(也被稱為1級數(shù)字信號或DS1)在電信技術(shù)領(lǐng)域是公知的。另外，DS0(也被稱為0級數(shù)字信號)在電信技術(shù)領(lǐng)域也是公知的。因此不需要進一步解釋。
再簡要地參照圖25A，表示出多傳輸模式SSI模塊2500。多傳輸模式模塊2500，以及被組態(tài)為工作在TDM，或同步模式的其它SSI模塊執(zhí)行如下所述的TDM緩沖。圖25A的多傳輸SSI模塊將作為TDM緩沖的一個例子進行描述，使得其操作不需要在每種以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊中進行解釋。因此，圖25A被偶爾參照，以便說明在以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊中TDM緩沖是如何工作的。
如上所述，PCM緩沖控制器2516從定時復(fù)用器2552接收PCM數(shù)據(jù)和信令(CAS)。定時復(fù)用器2552通過T1/E1機架2554從T1/E1線路的DS0接收PCM數(shù)據(jù)和信令(CAS)。PCM緩沖控制器2516變換PCM數(shù)據(jù)和信令為并行格式和存儲它們在發(fā)射緩沖器2514中。在其它方向，PCM緩沖控制器2516從接收緩沖器2512提取PCM數(shù)據(jù)和信令。接收緩沖器2512和發(fā)射緩沖器2514具有一種特有的存儲結(jié)構(gòu)，下面將參照圖39進行討論。
下面參照圖39，該圖表示出用在本發(fā)明的一個實施例的以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊中用于緩沖脈碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)和諸如與信道相關(guān)的信令(CAS)之類的信令的存儲器的結(jié)構(gòu)。存儲器結(jié)構(gòu)3900包括接收數(shù)據(jù)緩沖器3902、接收數(shù)據(jù)緩沖器3904、接收信令緩沖器3906、和發(fā)射信令緩沖器3908。接收數(shù)據(jù)緩沖器3902和接收數(shù)據(jù)緩沖器3904每個都具有線路數(shù)據(jù)緩沖器3910。每個線路數(shù)據(jù)緩沖器3910被用于對應(yīng)于T1線路和含有DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912。每個DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912含有與每個T1線路的一個DS0特定相關(guān)的PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3914。接收信令緩沖器3906和發(fā)射信令緩沖器3908含有線路信令緩沖器3916。每個線路信令緩沖器3916被用于對應(yīng)于T1線路和含有DS0信令緩沖器3918。和每個DS0信令緩沖器3918含有與每個對應(yīng)的T1線路的一個特定DS0相關(guān)的DS0信令字節(jié)3920(CAS)。每個DS0信令字節(jié)3920含有信令。
存儲器結(jié)構(gòu)3900是按照RAM實現(xiàn)的，和按單一存儲器結(jié)構(gòu)3900形成圖25A的發(fā)射緩沖器2514和接收緩沖器2512兩者。有益地是，存儲器結(jié)構(gòu)3900可標(biāo)稱地允許以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊與可變數(shù)量的T1線路相接口。例如，4DS1 SSI模塊(圖20)和多傳輸模式SSI模塊(圖25A和25B)分別允許個4和8個T1線路(DS1)，而TDM-DS3 SSI模塊(圖16)允許28個T1線路(DS1)。因此，接收數(shù)據(jù)緩沖器3902、接收數(shù)據(jù)緩沖器3904、接收信令緩沖器3906、和發(fā)射信令緩沖器3908取決于實施具有可變的長度。
每個線路數(shù)據(jù)緩沖器3910支持一個T1/E1線路和含有用于在圖29的TDM信元2900的48字節(jié)數(shù)據(jù)部分(也稱為業(yè)務(wù)部分)將要進行分組的PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3914。每個線路信令緩沖器3916含有將要在圖29的其它標(biāo)題2908中進行分組的用于信令的256字節(jié)。因為對于每個T1線路需要兩個線路數(shù)據(jù)緩沖器3910和線路信令緩沖器3916(即，一個用于發(fā)射和一個用于接收)，每個T1線路要求PCM數(shù)據(jù)緩沖的4098字節(jié)(4k)和信令緩沖的512字節(jié)的存儲器。
每個數(shù)據(jù)緩沖器3910是含有DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912的2048(2k)字節(jié)緩沖器，用于許多DS0與SSI模塊接口。32個DS0數(shù)據(jù)線路被表示用于TDM-DS3 SSI模塊(28條T1線+4條用于在線測試，或32條E1線)。每個DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912為64字節(jié)循環(huán)緩沖器。這允許包含在PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3914中的PCM數(shù)據(jù)將被映射到具有最小存儲器要求的TDM信元的48字節(jié)數(shù)據(jù)部分2904。如上所述，這個實施例將TDM數(shù)據(jù)格式化成與異步傳輸模式(ATM)一樣，具有最小尺寸的信元結(jié)構(gòu)。因此，PCM數(shù)據(jù)被設(shè)計得填入48字節(jié)數(shù)據(jù)部分2904。
每個線路信令緩沖器3916含有DS0信令緩沖器3918。每個DS0信令緩沖器3918含有用于特定DS0的信令字節(jié)3920(包含CAS數(shù)據(jù))。DS0信令緩沖器3918也是循環(huán)緩沖器，但長度為8字節(jié)。
另外，PCM樣值每125微秒被存儲在每個DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912(循環(huán)緩沖器)，而信令被每1.0ms存儲在8字節(jié)信令緩沖器3918(循環(huán)緩沖器)。64字節(jié)的DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912和8字節(jié)的DS0信令緩沖器3918對應(yīng)于8ms的時間間隔。但是在這個實施例中，例如多傳輸總線幀格式(圖5)和空中接口幀格式(圖5)是基于6ms幀的。
在第一幀期間，PCM數(shù)據(jù)被寫入64字節(jié)DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912的前48PCM數(shù)據(jù)字節(jié)。然后在第二幀期間，PCM數(shù)據(jù)被寫入最后16PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3914和然后繞回(按循環(huán)方式)和繼續(xù)寫DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912的前32PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3914，以此類推。因此，利用新的PCM數(shù)據(jù)，DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912被不斷地刷新。
類似于信令緩沖，在第一幀期間，信令比特被寫入DS0信令緩沖器3916的前6個信令字節(jié)3920。在第二幀期間，最后2個信令字節(jié)3920被寫入，然后DS0信令緩沖器3916的前4個信令字節(jié)被按循環(huán)方式寫入。因此，用于存儲器結(jié)構(gòu)3900的PCM緩沖和信令緩沖按照“外出”(多傳輸模式信元總線到SSI模塊)循環(huán)地從DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912讀出和按照“進入”方式循環(huán)寫入DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912(SSI模塊到多傳輸模式信元總線)的方式實現(xiàn)。
下面參照圖40，表示出用在本發(fā)明的一個實施例中的以TDM為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)特殊接口模塊的脈碼調(diào)制的映射控制結(jié)構(gòu)的存儲器。脈碼調(diào)制的映射控制結(jié)構(gòu)的存儲器4000(下文稱為PCM映射控制結(jié)構(gòu)的存儲器4000)含有脈碼調(diào)制的映射控制結(jié)構(gòu)4002(下文稱為PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002)。每個PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002含有映射結(jié)構(gòu)動作4004(也稱為MPA4004)、T1/E1比特4006、線路ID4008、信元類型4010、PCM時隙數(shù)/偏移4012、進入讀偏移4014、和外出寫偏移4016。
實際上，PCM映射控制結(jié)構(gòu)的存儲器4000被耦合到以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊的TDM信元格式化器。PCM映射控制結(jié)構(gòu)的存儲器4000控制該TDM信元格式化器產(chǎn)生的個別TDM信元的形成。PCM映射控制結(jié)構(gòu)的存儲器4000含有PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002，使得TDM信元將按這樣一種方式形成，即所傳送的DS0將被以最小延遲進行傳輸和沒有復(fù)雜的硬件操作。
PCM映射控制結(jié)構(gòu)的存儲器4000含有可變數(shù)量的PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002。PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002的數(shù)量取決于與SSI模塊接口的T1/E1線路(DS1)的數(shù)量。因此，TDM-DS3 SSI模塊(圖21)將要求32*32＝1024個PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002(32個T1/E1線路是28個用于傳輸?shù)木€路和4個用于測試的)，而4DS1 SSI模塊(圖20)將要求32*4＝128個PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002。
每個PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002為4字節(jié)和含有一個MPA4004。MPA4004為一比特字段，它指示是否PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002有效?！?”比特指示PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002為無效和該TDM信元格式化器將進入“1”比特指示PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002為有效，因此當(dāng)格式化和分組TDM數(shù)據(jù)信元以便在多傳輸模式信元總線上傳輸時，由TDM信元格式化器使用PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002，。
PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002還含有指示TDM信元格式化器是與T1線路接口還是與E1線路接口的T1/E1比特4006(“0”的T1和“1”是E1)。線路ID4008為5比特和識別T1/E1用于多傳輸模式信元總線的特定時隙。因為多傳輸模式信元總線的時隙被聯(lián)系在一個規(guī)定的T1/E1線路上的，所以來自其它T1/E1線路的DS0不被復(fù)用到相同信元總線時隙。
信元類型4010指示按照特定PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002將被使用的特定信元類型。因此，信元類型4010確定有多少DS將被復(fù)用到TDM信元的數(shù)據(jù)部分。信元類型4010為3比特的字段。由信元類型4010確定的TDM信元將被在CB-數(shù)據(jù)信元1700的數(shù)據(jù)信元1704中和多傳輸模式信元總線中進行發(fā)射(見圖15和17)。特定的信元類型下面將參照圖41到43進行討論。
PCM時隙數(shù)/偏移4012為5比特字段，該字段識別是單一DS0模式的PCM時隙數(shù)，還是按單一TDM數(shù)據(jù)信元復(fù)用多DS0的第一PCM時隙數(shù)。對于E1線路，所有5比特字段的0-31(0-31時隙)值都是有效的，而對于T1線路，所有5比特字段的僅0-23(0-24時隙)值是有效的。因此，TDM信元格式化器知道到存儲器結(jié)構(gòu)4000的哪里尋找，從特定特定數(shù)據(jù)信元類型中讀出PCM數(shù)據(jù)或?qū)懭隤CM數(shù)據(jù)到特定特定數(shù)據(jù)信元類型中。
進入讀偏移4014為6比特字段，該字段對將被發(fā)射到多傳輸模式信元總線的組成進入數(shù)據(jù)字段規(guī)定讀偏移。如上所述，這是由于這樣一個事實，即圖39的存儲器結(jié)構(gòu)的DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912為64字節(jié)和TDM信元的數(shù)據(jù)部分為48字節(jié)。因此，存儲器指針需要知道哪個PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3814指向圖39的存儲器結(jié)構(gòu)3902的DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912中。該6個字節(jié)字段對應(yīng)于64個PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3914之一。同樣，外出寫偏移4016是6比特字段，該字段規(guī)定存儲器結(jié)構(gòu)3902的DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912中的組成PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3914的寫偏移。因此，存儲器指針告訴哪個DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912的PCM數(shù)據(jù)字節(jié)3914PCM寫入數(shù)據(jù)。在一個序列中的TDM信元基于到多傳輸模式信元總線的分配，被設(shè)計得進入讀偏移4014和外出寫偏移4016是不同的，該設(shè)計還基于空中接口脈沖串的分配。
諸如CAS之類的信令在對應(yīng)于PCM數(shù)據(jù)從DS0數(shù)據(jù)字節(jié)3914上讀/寫的同時，在DS0信令字節(jié)3920上讀/寫。
下面參照圖41，表示按照圖39和40的實施例的用于以TDM為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)特定接口模塊的TDM信元的信元格式化器，用于分組來自單一DS0(0級數(shù)字信號)脈沖編碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)和信令為TDM信元。以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊被表示在圖20、21、25A、和25B。TDM信元4100包括標(biāo)題部分4102(也稱為額外開銷)和數(shù)據(jù)部分4104(是與圖29的數(shù)據(jù)部分2904一樣)。標(biāo)題部分4102含有偶數(shù)虛擬路徑識別符4106(下文稱為偶數(shù)VPI)和奇數(shù)虛擬路徑識別符4108(下文稱為奇數(shù)VPI)和備用部分4110。同時，偶數(shù)VPI和奇數(shù)VPI組成ATM VPI2906，如圖29所示，它被用于如上所述的ATM地址過濾。標(biāo)題部分4102還含有信令組4105，它是來自一個DS0的4比特信令。
實際上，TDM信元4100是由圖40的PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002信元類型4010定義的各信元類型之一。在進入中，TDM信元格式化器分組一個特定DS0的DFS0數(shù)據(jù)字節(jié)3914的48字節(jié)PCM數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)部分4104和來自該特定DS0的DS0信令字節(jié)3920的3字節(jié)信令為TDM信元4100的信令組4105。另外一種方案，在外出中，TDM信元格式化器對來自TDM信元4100的PCM數(shù)據(jù)和信令拆組和將其寫入相應(yīng)DS0的正確DS0數(shù)據(jù)字節(jié)3014和DS0信令字節(jié)3920。一旦格式化，TDM數(shù)據(jù)信元4100被考貝到多傳輸模式信元總線(見圖15-17)的CB-數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信元中(見圖17)。
注意，信令和PCM數(shù)據(jù)兩者被特有分組到TDM信元4100中的，而現(xiàn)有技術(shù)TDM信元對信令和PCM數(shù)據(jù)采用分離的TDM分組。另外，TDM信元4100包括一個特有的標(biāo)題部分4102，而現(xiàn)有技術(shù)TDM分組不包括標(biāo)題部分，因為它是按照其所在時隙進行路由選擇的，不按照標(biāo)題信息。另外，TDM信元4100特有地包括ATM標(biāo)題、奇數(shù)VPI 4108和偶數(shù)VPI 4106、即VPI，使用在說明書前面描述的ATM過濾奇數(shù)中。
作為一個例子，基于6ms的空中幀，在從一個DS0到TDM信元4100的分組的48字節(jié)PCM數(shù)據(jù)中，TDM信元4100提供6ms的緩沖延遲(即6ms的總線幀格式的長度)。標(biāo)題部分4102包括6個信令數(shù)據(jù)組4105或3字節(jié)信令(含有來自圖39的存儲器結(jié)構(gòu)的DS0信令緩沖器3918的CAS)，該信令對應(yīng)于48字節(jié)的PCM樣值(取自圖39的存儲器結(jié)構(gòu)的DS0數(shù)據(jù)緩沖器3912)。TDM信元4100可以僅被用于構(gòu)成的DS0。構(gòu)成的DS0和未構(gòu)成的DS0在數(shù)字電信的現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，和因此不需要進一步解釋。
下面參照圖42，根據(jù)圖39和40所示的實施例示出基于TDM服務(wù)專用接口模塊將來自多個DS0的脈碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)和信令分組到單個TDM信元中的，TDM緩沖中使用的TDM信元的信元格式。TDM信元4200包括標(biāo)題部分4202，該標(biāo)題含有偶數(shù)VPI 4206、奇數(shù)VPI 4208、DS0#1信令組4216、DS0#2信令組4218、DS0信令組4222、和DS0#n信令組4220。TDM信元4200還含有數(shù)據(jù)部分4204，該數(shù)據(jù)部分含有DS0#1數(shù)據(jù)部分4210、DS0#2數(shù)據(jù)部分4212、DS0#n數(shù)據(jù)部分4214。
實際上，TDM信元4200一般被描述為一個TDM信元，能傳送來自在相同數(shù)據(jù)部分4204中多個DS0的PCM數(shù)據(jù)和信令。這是與現(xiàn)有技術(shù)TDM信元或分組從一個DS0到單一的TDM信元或數(shù)據(jù)組的PCM數(shù)據(jù)的分組數(shù)據(jù)不同的。如上所述，這也與現(xiàn)有技術(shù)的PCM數(shù)據(jù)和信令被分組為相同TDM信元4200的TDM信元不同的。TDM信元4200一般具有與圖41所示的相同的設(shè)計，除了在圖41中的TDM信元4100傳送僅來自一個DS0的PCM數(shù)據(jù)和信令。另外，TDM信元4200代表由圖40所示的PCM映射控制結(jié)構(gòu)4002的信元類型4010定義的幾種不同的TDM信元類型。因此，TDM信元格式化器利用PCM映射控制結(jié)構(gòu)確定對于在多傳輸模式信元總線上的每個時隙哪個TDM信元類型形成。
有益地是，以TDM為基礎(chǔ)的SSI模塊被組態(tài)為將TDM數(shù)據(jù)信元形成為如圖41、42和43所示的可用格式之一。這最小化在某些DS0中傳送的某種類型業(yè)務(wù)的延遲。這對產(chǎn)生幾種不同信元類型是重要的，因為在這個實施例中，一般TDM數(shù)據(jù)信元被限制在這樣一種小尺寸(即53字節(jié))。現(xiàn)有技術(shù)的以TDM為基礎(chǔ)的點對多點系統(tǒng)不可用這樣的延遲，因為TDM信元或分組數(shù)據(jù)被設(shè)計得大于53字節(jié)，一般在150到400字節(jié)之間。
TDM信元4200在數(shù)據(jù)部分4204中可以傳送來自多于一個DS0的PCM數(shù)據(jù)。PCM數(shù)據(jù)對于DS0#1到DS0#n被分組為DS0#1數(shù)據(jù)部分4210到DS0#n數(shù)據(jù)部分4214。例如，如果僅來自兩個DS0的數(shù)據(jù)被分組為TDM信元4200，則僅可能有兩個部分，即含有來自DS0#1的24字節(jié)PCM數(shù)據(jù)的DS0#1數(shù)據(jù)部分4210和含有來自DS0#2的24字節(jié)PCM數(shù)據(jù)的DS0#2數(shù)據(jù)部分4212。對應(yīng)的標(biāo)題部分4202將含有每個DS0的多于一個的信令組。例如，可能有3個DS0#1信令組4216和3個DS0#2信令組4218。備用部分可能包括在標(biāo)題部分4202中的額外字節(jié)。備用部分可能被用于，如果需要的話填充標(biāo)題部分4202，以便在TDM信元4200中保持5字節(jié)的標(biāo)題部分4202。
再有，利用6ms幀格式的例子，信元格式化器利用3.0ms的時間間隔分組來自兩個DS0的PCM數(shù)據(jù)和信令到TDM信元4200。因此，在這個例子中緩沖延遲被從圖41中的6ms減少到3.0ms。注意，在這個例子中僅3.0ms的PCM數(shù)據(jù)被用于在TDM信元4200中進行傳送，在同樣6ms幀期間兩個TDM信元4200被發(fā)射。這允許相同數(shù)量的PCM數(shù)據(jù)在相同的6ms幀期間進行傳送。同樣有利于減少來自每個TDM信元4200的緩沖延遲正如本專業(yè)技術(shù)人員將看到的那樣，多個DS0在分組和去分組TDM信元處理中以較低的延遲被分組到TDM信元。這樣的優(yōu)點是使特定業(yè)務(wù)的延遲最小。
如圖42所示的信元類型的另外一個例子是TDM信元4200分組來自8個DS0的PCM數(shù)據(jù)和信令兩者到TDM信元。在這種情況下，在數(shù)據(jù)部分4204中存在著8個DS0數(shù)據(jù)部分DS0#1數(shù)據(jù)部分4210到DS0#8數(shù)據(jù)部分4214。每個數(shù)據(jù)部分(例如，DS0#1數(shù)據(jù)部分4210)含有6字節(jié)PCM數(shù)據(jù)(也稱為PCM樣值)。這對到和從TDM信元4200的分組/去分組PCM數(shù)據(jù)和信令處理僅提供0.75ms的緩沖器延遲。在這個例子中，對應(yīng)于標(biāo)題部分4202將含有偶數(shù)VPI 4206、奇數(shù)VPI 4208、和8個信令組，每個DS0一個，即，DS0#1信令組4216、DS0#2信令組4218、DS0#3-7信令組4222、和DS0#8信令組4214。在這個例子中沒有備用部分，因為信令組完全填充滿了標(biāo)題部分4202的可用空間。另外，在這個例子中，因為僅0.75msPCM數(shù)據(jù)被在TDM信元4200中發(fā)射，在6ms幀期間8個TDM信元4200被分配傳送來自8個DS0的PCM數(shù)據(jù)。
因此，利用數(shù)據(jù)部分4204和標(biāo)題部分4202的略微不同的組態(tài)，TDM信元4200可以被組態(tài)為傳送來自多于一個DS0的PCM數(shù)據(jù)和信令。有益的是，這減少了緩沖延遲，以便對某些業(yè)務(wù)類型最小化延遲。這兩個給出的例子(即，2個DS0和8個DS0)僅僅是概念上的說明，因此本專業(yè)的技術(shù)人員可能以不同的緩沖延遲實現(xiàn)TDM信元4200分組其它數(shù)量的DS0。另外，被分組到TDM信元4200的各個DS0可以是結(jié)構(gòu)的和非結(jié)構(gòu)的。
下面參照圖43，表示出按照圖39和40的實施例的信元形格式，用于在以TDM為基礎(chǔ)的利用嵌入式成幀分組多個DS0的業(yè)務(wù)特殊接口模塊的TDM緩沖。該TDM信元4300具有數(shù)據(jù)部分4302，它具有50字節(jié)長度和支持多達(dá)25個DS0 4312，其中每個DS0 43122具有2個PCM數(shù)據(jù)(0.25ms時間間隔)樣值(2幀)。TDM信元4300對24個DS04312提供非常低的服務(wù)延遲。第25個DS0 4314含有G.802嵌入成幀(線路仿真)。TDM信元4300的緩沖延遲減少到0.25ms。因為第25個DS0 4314為嵌入成幀，所以標(biāo)題部分4302不需要含有任何信令。因此，標(biāo)題部分4302僅為含有偶數(shù)VPI4306、奇數(shù)VPI4308、和備用部分4310的3字節(jié)。
因此，有益地是，由以TDM為基礎(chǔ)SSI的模塊的TDM信元格式化器可以產(chǎn)生如TDM信元4100、4200、和4300所示的不同TDM信元類型。這能使來自一個或多個DS0的TDM數(shù)據(jù)和對應(yīng)的信令將按各種方式被復(fù)用到多傳輸模式信元總線上。再有，這與公知的僅復(fù)用單一DS0到一個TDM信元的現(xiàn)有技術(shù)不同。
下面參照圖44A很44B，各流程圖表示按照圖39到43所描述的在點對多點系統(tǒng)的以TDM為基礎(chǔ)SSI的模塊中的TDM緩沖。圖44A表示為進入以TDM為基礎(chǔ)SSI模塊的業(yè)務(wù)所執(zhí)行的各步驟，該業(yè)務(wù)是通過傳輸線路(例如，T1/E1或DS3)進入在集線器終端或遠(yuǎn)程終端的SSI模塊和被復(fù)用入到傳輸模式信元總線。圖44B表示為在以TDM為基礎(chǔ)SSI的模塊中接收的業(yè)務(wù)所執(zhí)行的各步驟，這些業(yè)務(wù)來自多傳輸模式信元總線和取決于該以TDM為基礎(chǔ)SSI的模塊是在遠(yuǎn)程終端還是在集線器終端或者被交換到各用戶或回程。
對于從T1線路通過以TDM為基礎(chǔ)SSI的模塊到點對多點系統(tǒng)的多傳輸模式信元總線的業(yè)務(wù)流執(zhí)行如下步驟。第一步是由串行到并行格式變換從T1線路接收的各DS0，已經(jīng)成幀的予以去掉，使得PCM數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)(諸如與信道相關(guān)的信令)可以被恢復(fù)(圖44A的步驟4402)。這個步驟是由描述在圖20、21、25A、和25B中的例如，PCM緩沖器控制器2516之類的PCM數(shù)接口執(zhí)行的。因此，信令數(shù)據(jù)被從接收的各DS0的PCM數(shù)據(jù)中分開。接下來，PCM數(shù)據(jù)(PCM樣值)和信令利用存儲器結(jié)構(gòu)進行緩沖(圖44A的步驟4404)。這樣的存儲器結(jié)構(gòu)參照圖39進行描述和可以在每個以TDM為基礎(chǔ)SSI的模塊中實現(xiàn)。
接下來，在制備用于多傳輸模式信元總線的格式化PCM數(shù)據(jù)和信令中，TDM信元格式化器獲得對于多傳輸模式信元總線的每個時隙的正確PCM映射控制結(jié)構(gòu)(圖44A的步驟4406)。PCM映射控制結(jié)構(gòu)包含在描述在圖40中的PCM映射控制結(jié)構(gòu)存儲器中，和一般含在耦合到TDM信元格式化器的消息緩沖器，例如如圖25所示消息緩沖器2508中。然后，TDM信元格式化器利用PCM映射控制結(jié)構(gòu)確定TDM信元的特定信元類型，該信元為多傳輸模式信元總線的每個時隙形成(圖44A的步驟4408)。各特定信元類型被表示在圖41到43。
接下來，通過分組PCM數(shù)據(jù)和信令為特定的信元類型格式化TDM信元(圖44A的步驟4410)。PCM映射控制結(jié)構(gòu)還提供給TDM信元格式化器以適當(dāng)?shù)仄频綀D39的存儲器結(jié)構(gòu)中，使得TDM信元格式化器可以發(fā)射適當(dāng)?shù)腜CM數(shù)據(jù)和信令進入TDM信元的適當(dāng)?shù)奈恢谩Ａ硗?，對于ATM地址過濾，TDM信元格式化器插入一個ATM標(biāo)題、VPI到標(biāo)題部分中的適當(dāng)?shù)奈恢?圖44A的步驟4412)。注意，有益地是，PCM數(shù)據(jù)和信令兩者被分組入相同的TDM信元中，以及來自多個DS0的PCM數(shù)據(jù)和信令。再有，這是與現(xiàn)有技術(shù)TDM緩沖技術(shù)不同的。最后，已經(jīng)格式化的TDM信元利用含在消息緩沖器中的時間規(guī)劃(業(yè)務(wù)信元1700的數(shù)據(jù)部分1704中)被復(fù)用到多傳輸模式信元總線(圖44A的步驟4414)。
對于從點對多點系統(tǒng)的多傳輸模式信元總線通過以TDM為基礎(chǔ)SSI的模塊到各個用戶的T1線路或反程的業(yè)務(wù)流，對于TDM緩沖執(zhí)行下面的各個步驟。ATM和TDM信元兩者的信元到達(dá)多傳輸模式信元總線。首先，TDM信元格式化器利用時間規(guī)劃提取適當(dāng)?shù)男旁?，即僅指定用于特定以TDM為基礎(chǔ)SSI模塊的TDM信元(圖44B的步驟4416)。然后，TDM信元格式化器訪問提取的每個TDM信元的PCM映射控制結(jié)構(gòu)，確定哪個信元類型的TDM信元與之對應(yīng)(圖44B的步驟4418)。
一旦信元類型被確定，TDM信元格式化器從接收的TDM信元中去分組PCM數(shù)據(jù)和信令和緩沖它們到存儲器結(jié)構(gòu)，如圖39所示(圖44B的步驟4420)。注意，PCM映射控制結(jié)構(gòu)提供適當(dāng)?shù)钠频酱鎯ζ鹘Y(jié)構(gòu)，使得TDM信元格式化器將知道是數(shù)據(jù)字節(jié)3914還是信令字節(jié)39920在存儲器結(jié)構(gòu)中，對每個DS0寫入PCM數(shù)據(jù)和信令。注意，在適當(dāng)?shù)臅r間，PCM接口(例如，PCM緩沖器控制器2516)從存儲器結(jié)構(gòu)中提取PCM數(shù)據(jù)和信令和變換它們回到串行DS0形式(圖44B的步驟4424)。最后，各個DS0被成幀，用于發(fā)射和通過適當(dāng)?shù)腡1線路的適當(dāng)DS0發(fā)射(圖44B的步驟4426)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)借助于特定的實施例進行了描述，但是本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離由權(quán)利要求書所述的區(qū)域情況下可以作出多種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種多傳送模式接口模塊(2500)，包括多個線路接口(2554)，用于接收和發(fā)送信號，其中信號包括多個傳送模式信號；接口主體(2500)，耦合到這多個線路接口，其中此接口主體包括多個信號格式化器(2504與2506)，其中各個信號格式化器格式化各個信號并將各個信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)(2502)上；和總線接口，耦合到此接口主體，用于與總線系統(tǒng)接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多傳送模式接口模塊，其中所述多個線路接口包括多個T1線路接口(2554)，其中這多個T1線路接口中的每一個接口用于耦合到T1線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的多傳送模式接口模塊，其中所述多個線路接口包括多個E1線路接口(2554)，其中多個E1線路接口中的每一個E1線路接口用于耦合到E1線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的多傳送模式接口模塊，其中所述多個線路接口包括多個T1接口(2554)和多個局域網(wǎng)控制器(2550)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的多傳送模式接口模塊，其中所述多個線路接口包括多個E1接口(2554)和多個局域網(wǎng)控制器(2554)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的多傳送模式接口模塊，其中所述信號包括同步信號(2900)和異步信號(2800)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的多傳送模式接口模塊，其中所述信號包括時分多路復(fù)用信號(2900)和異步傳送模式信號(2800)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的多傳送模式接口模塊，其中所述多個信號格式化器(2504和2506)包括一個或多個同步信號格式化器(2504)；和一個或多個異步信號格式化器(2506)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的多傳送模式接口模塊，其中所述接口主體(2500)包括所述一個或多個同步信號格式化器(2504)，耦合到所述總線接口，其中所述一個或多個同步信號格式化器格式化和多路復(fù)用所述同步信號到所述總線系統(tǒng)(2502)上；緩沖控制器(2516)，耦合到所述一個或多個同步信號格式化器；第一緩沖器(2512)，耦合到所述一個或多個同步信號格式化器(2504)和緩沖控制器(2516)；所述一個或多個異步信號格式化器(2506)，耦合到所述總線接口，其中所述一個或多個異步信號格式化器將所述異步信號多路復(fù)用到所述總線系統(tǒng)(2502)上；分段與再裝配單元(2528)，耦合到所述一個或多個異步信號格式化器，其中此分段與再裝配單元包括第二緩沖器(2530)；多路復(fù)用器(2552)，耦合到此分段與再裝配單元和緩沖控制器；和多個幀調(diào)節(jié)器(2554)，耦合在多路復(fù)用器與所述多個線路接口(2554)中的各個接口之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的多傳送模式接口模塊，其中所述一個或多個同步信號格式化器包括一個或多個時分多路復(fù)用的信元格式化器(2504)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的多傳送模式接口模塊，其中所述一個或多個異步信號格式化器包括一個或多個異步傳送模式信元格式化器(2504)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的多傳送模式接口模塊，其中所述異步分段與再裝配單元包括ATM適應(yīng)層1分段與再裝配單元(2528)，耦合到所述一個或多個異步傳送模式信元格式化器(2506)和所述多路復(fù)用器(2552)；ATM適應(yīng)層5分段與再裝配單元(2524)，耦合到所述一個或多個異步傳送模式信元格式化器(2506)；和控制器(2542)，耦合到ATM適應(yīng)層5分段與再裝配單元(2524)和所述多路復(fù)用器(2552)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的多傳送模式接口模塊，還包括UTOPIA總線(2520)，將一個或多個異步傳送模式信元格式化器耦合到所述分段與再裝配單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的多傳送模式接口模塊，其中所述總線系統(tǒng)是多傳送模式信元總線(2502)。
15.在處理通信系統(tǒng)的接口模塊(2500)上處理信號的方法，包括步驟在接口模塊中接收信號(2554)，其中該信號包括多個傳送模式信號；格式化(2504與2506)已接收的信號，以便在總線系統(tǒng)上傳輸；和將已格式化的信號多路復(fù)用(2504與2506)到總線系統(tǒng)上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述接收步驟包括接收從各個通信線路到所述接口模塊中的所述信號(2554)；和從所述信號中除去幀(2554)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述接收步驟包括所述接收到所述接口模塊中的所述信號的步驟，其中所述信號包括同步信號和異步信號(2800)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述格式化步驟還包括將所述異步信號分段為異步信元，以便在所述總線系統(tǒng)上傳輸。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述多路復(fù)用步驟包括將所述同步信號(2900)與所述異步信號(2800)多路復(fù)用到多傳送模式總線上(2504與2506)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，所述格式化步驟包括從所述同步信號中拆開數(shù)據(jù)單元(4402)；緩沖該數(shù)據(jù)單元(4404)；和將數(shù)據(jù)單元組裝為同步信元(4410)，以便在所述總線系統(tǒng)上傳輸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述拆開步驟包括從所述同步信號拆開所述數(shù)據(jù)單元，其中所述數(shù)據(jù)單元包括脈碼調(diào)制樣值。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述拆開步驟包括從所述同步信號拆開所述數(shù)據(jù)單元與信令(4402)；其中所述緩沖步驟包括緩沖所述數(shù)據(jù)單元與信令(4404)；和其中所述組裝步驟包括將所述數(shù)據(jù)單元與信令組裝為同步信元(4410)，以便在所述總線系統(tǒng)上傳輸。
23.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述接收步驟包括所述接收到所述接口模塊(2500)中的所述信號(2554)，其中所述信號包括到所述接口模塊中的時分多路復(fù)用信號和異步傳送模式信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述異步傳送模式信號包括AAL1異步傳送模式信號和AAL5異步傳送模式信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述格式化步驟還包括給每個所述信號加上一個識別符(2806與2906)，其中此識別符識別每個所述信號為所述多個傳送模式信號之一。
26.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述格式化步驟包括利用同一信元格式將所述信號格式化為信元(2800與2900)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中所述將所述信號格式化為信元的步驟包括利用異步傳送模式信元格式將所述信號格式化為所述信元(2800與2900)。
28.通信系統(tǒng)的一種接口模塊，包括用于接收到接口模塊(2500)中的信號的裝置(2554)，其中該信號包括多個傳送模式信號；用于格式化已接收的信號以便在總線系統(tǒng)上傳輸?shù)难b置(2504與2506)；和用于將已格式化的信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)(2502)上的裝置(2504與2506)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的接口模塊，其中用于接收的所述裝置包括用于接收到所述接口模塊中所述信號的裝置(2554)，其中所述信號包括同步信號和異步信號(2800)。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的接口模塊，其中用于接收的所述裝置包括用于接收到所述接口模塊中的所述信號的裝置，其中所述信號包括時分多路復(fù)用信號和異步傳送模式信號(2800)。
31.一種從通過數(shù)字系統(tǒng)發(fā)送的異步傳送模式數(shù)據(jù)單元(2800)中區(qū)分同步傳送模式數(shù)據(jù)單元(2900)的方法，包括步驟在同步傳送模式數(shù)據(jù)單元(2900)中插入異步識別符(2906)；和給同步傳送模式數(shù)據(jù)單元的異步識別符分配異步識別符值，其中此異步識別符值表示此同步傳送模式數(shù)據(jù)單元不是異步傳送模式數(shù)據(jù)單元(2800)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述插入步驟包括所述在所述同步傳送模式數(shù)據(jù)單元(2900)中插入所述異步識別符(2906)，其中如果在所述異步傳送模式數(shù)據(jù)單元(2800)中插入所述異步識別符，所述異步識別符位于與所述異步識別符相同的位置中。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述插入步驟包括在所述同步傳送模式數(shù)據(jù)單元中插入所述異步識別符(2906)，其中所述同步傳送模式數(shù)據(jù)單元包括時分多路復(fù)用信元(2900)。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述異步傳送模式數(shù)據(jù)單元包括異步傳送模式信元(2800)。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述插入步驟包括在所述同步傳送模式數(shù)據(jù)單元中插入所述異步識別符(2906)，其中所述異步識別符包括異步傳送模式虛擬路徑識別符(2906)。
36.一種從混合傳送模式接口(3002)所接收的異步傳送模式信元(2800)中濾除同步傳送模式信元(2900)的方法，包括步驟從混合傳送模式接口中接收數(shù)據(jù)信元(3100)，其中此數(shù)據(jù)信元包括同步傳送模式信元或異步傳送模式信元；從此數(shù)據(jù)信元中讀出識別符(3102)；和利用已讀出的識別符來確定此數(shù)據(jù)信元是包括同步傳送模式信元還是包括異步傳送模式信元。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中所述讀出步驟包括從所述數(shù)據(jù)信元中讀出異步識別符(3102)。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中所述接收步驟包括從所述混合傳送模式接口中接收所述數(shù)據(jù)信元(3100)，其中所述數(shù)據(jù)信元包括時分多路復(fù)用信元(2900)或異步傳送模式信元(2800)。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中所述讀出步驟包括從所述數(shù)據(jù)信元中讀出虛擬路徑識別符(3102)。
40.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中所述利用步驟包括比較所述識別符與多個存儲的預(yù)先分配的識別符中的一個或多個識別符；響應(yīng)此比較，確定所述數(shù)據(jù)信元是所述同步信元還是所述異步信元。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中所述確定步驟包括在所述分配的識別符等于所述多個存儲的預(yù)先分配的識別符中相應(yīng)的一個識別符的情況下，確定所述數(shù)據(jù)信元是所述異步傳送模式信元(3104)；和在所述分配的識別符不等于所述多個存儲的預(yù)先分配的識別符中任何一個識別符的情況下，確定所述數(shù)據(jù)信元是所述同步傳送模式信元(3106)。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中所述比較步驟包括在查找表中匹配所述分配的識別符與所述多個存儲的預(yù)先分配的識別符中所述一個或多個識別符。
43.一種濾除從混合傳送模式接口(3002)接收的異步傳送模式信元(2800)的一種，包括步驟從混合傳送模式接口中接收信元(3100)，其中此信元包括異步傳送模式信元(2800)或一個或多個傳送模式信元之一，其中這一個或多個傳送模式信元中的每一個信元不包括異步傳送模式信元，其中這一個或多個傳送模式信元中的每一個信元包含虛擬路徑識別符(2806)；從此信元中讀出此虛擬路徑識別符(3102)；確定此虛擬路徑識別符是否匹配預(yù)先分配的虛擬路徑識別符(3104)；如果此虛擬路徑識別符不匹配預(yù)先分配的虛擬路徑識別符，拋棄此信元(3106)；和如果此虛擬路徑識別符匹配預(yù)先分配的虛擬路徑識別符，拷貝此信元(3004)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，還包括從所述已拷貝的信元中讀出虛擬信道識別符(3108)；利用查找表匹配此虛擬信道識別符(3110)，其中此查找表包含多個預(yù)先分配的虛擬信道識別符；如果所述虛擬信道識別符不匹配多個預(yù)先分配的虛擬信道識別符之一，拋棄此信元(3106)；和如果所述虛擬信道識別符匹配多個預(yù)先分配的虛擬信道識別符之一，拷貝此信元(3114，3116)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，還包括在拷貝已匹配的所述信元之后確定所述信元是AAL1異步傳送模式信元還是AAL5異步傳送模式信元的步驟(3112)。
46.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述接收步驟包括從所述混合傳送模式接口中接收所述信元(3100)，其中所述信元包括所述異步傳送模式信元(2800)或時分多路復(fù)用信元(2900)。
47.通信系統(tǒng)的一種接口模塊，包括單傳送模式接口模塊，包括一個或多個信號格式化器(3004，3022)，其中此單傳送模式接口模塊適于與多傳送模式總線系統(tǒng)(3002)接口，其中多傳送模式總線系統(tǒng)傳送包括多個傳送模式信號的信號，其中這一個或多個信號格式化器格式化信號，以便在多傳送模式總線系統(tǒng)上傳輸，其中這一個或多個信號格式化器拷貝從多傳送模式總線中接收的多個傳送模式信號中的各個信號。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的接口模塊，其中所述信號包括時分多路復(fù)用信號(2900)和異步傳送模式信號(2800)。
49.根據(jù)權(quán)利要求47的接口模塊，其中從由DS3 TDM接口模塊(2100)、四DS1 TDM接口模塊(2000)、四DS1 ATM適應(yīng)層1接口模塊(2000)、OC3c ATM接口模塊(2200)和DS3 ATM接口模塊(2300)構(gòu)成的組中選擇所述單傳送模式接口模塊。
50.根據(jù)權(quán)利要求47的接口模塊，其中所述單傳送模式接口模塊包括適用于與多傳送模式信元總線(3002)接口的所述單傳送模式接口模塊。
51.一種異步傳送模式接口模塊，包括一個或多個線路接口(2554)，用于從一個或多個通信線路中接收信號或發(fā)送信號給一個或多個通信線路；多路復(fù)用器(2552)，耦合到一個或多個線路接口；ATM適應(yīng)層1分段與再裝配單元(2528)，耦合到所述多路復(fù)用器；和ATM適應(yīng)層5分段與再裝配單元(2524)，耦合到所述多路復(fù)用器；信元格式化器(2506)，耦合到ATM適應(yīng)層1分段與再裝配單元(2528)和ATM適應(yīng)層5分段與再裝配單元(2524)；和信元總線接口，耦合到信元格式化器。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的異步傳送模式接口模塊，還包括高等級數(shù)據(jù)鏈路控制器(2542)，耦合到所述ATM適應(yīng)層5分段與再裝配單元(2524)與所述多路復(fù)用器(2552)之間。
53.一種能在兩個配置的傳送模式之一中工作的雙傳送模式接口模塊(2000)，包括多個通信線路接口(2034)；多個通信線路成幀器(2032)，耦合到多個通信線路接口中的各個接口；同步信號緩沖接口邏輯(2020)，耦合到多個通信線路成幀器中的每一個成幀器；異步信號分段與再裝配單元(2022)，耦合到多個通信線路成幀器中的每一個成幀器；異步信號緩沖器(2024)，耦合到此異步信號分段與再裝配單元；雙傳送模式信號格式化器(2014)，耦合到同步信號緩沖接口邏輯和異步信號分段與再裝配單元，其中此雙傳送模式信號格式化器適于操作在或同步傳送模式或異步傳送模式中，其中此雙傳送模式信號格式化器不操作在同步傳送模式和異步傳送模式二者中；緩沖器(2016，2017)，耦合到雙傳送模式信號格式化器；和總線接口，耦合到雙傳送模式信號格式化器。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的雙傳送模式接口模塊，其中所述雙傳送模式信號格式化器(2014)適于操作在或時分多路復(fù)用或異步傳送模式中。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的雙傳送模式接口模塊，其中所述同步緩沖接口邏輯(2020)包括時分多路復(fù)用接口邏輯。
56.根據(jù)權(quán)利要求54的雙傳送模式接口模塊，其中所述異步信號分段與再裝配單元(2022)包括異步傳送模式分段與再裝配單元。
57.一種濾除通信系統(tǒng)的接口模塊上的異步傳送模式信元的方法，包括步驟接收到接口模塊中的異步傳送模式信元(3150)；確定此異步傳送模式信元的虛擬路徑識別符是否匹配預(yù)先分配的存儲的虛擬路徑識別符(3154)；在此異步傳送模式信元的虛擬路徑識別符匹配預(yù)先分配的虛擬路徑識別符的情況下，匹配此異步傳送模式信元的虛擬信道識別符與虛擬信道識別符查找表中的多個虛擬信道識別符(3156)；和在此異步傳送模式信元的虛擬路徑識別符不匹配預(yù)先分配的虛擬路徑識別符的情況下，匹配此異步傳送模式信元的虛擬路徑識別符與虛擬路徑識別符查找表中的多個預(yù)先分配的虛擬路徑識別符(3164)。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，還包括在所述異步傳送模式信元的所述虛擬信道識別符不匹配所述多個預(yù)先分配的虛擬信道識別符中任何一個識別符的情況下，拋棄所述異步傳送模式信元(3160)；和在接收的異步傳送模式信元的所述虛擬信道識別符匹配所述多個預(yù)先分配的虛擬信道識別符中一個或多個識別符的情況下，接受所述異步傳送模式信元(3162)。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的方法，其中所述接受步驟包括利用所述多個預(yù)先分配的虛擬信道識別符中每一個識別符的虛擬信道識別符接受/拋棄比特接受所述異步傳送模式信元(3158)。
60.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，還包括在所述異步傳送模式信元的所述虛擬路徑識別符不匹配所述多個預(yù)先分配的虛擬路徑識別符中任何一個識別符的情況下，拋棄所述異步傳送模式信元(3160)；和在接收的異步傳送模式信元的所述虛擬路徑識別符匹配所述多個預(yù)先分配的虛擬路徑識別符中一個或多個識別符的情況下，接受所述異步傳送模式信元(3162)。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的方法，其中所述接受步驟包括利用所述多個預(yù)先分配的虛擬路徑識別符中每一個識別符的虛擬路徑識別符接受/拋棄比特接受所述異步傳送模式信元(3166)。
62.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中所述接收步驟包括從多傳送模式接口中接收到所述接口模塊中的信元(3150)，其中此信元包括一個或多個傳送模式信元，其中多個傳送模式信元之一是所述異步傳送模式信元。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的方法，其中所述多個傳送模式信元中的另一個信元是時分多路復(fù)用信元。
64.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中接收步驟包括接收到接口模塊中、包含所述虛擬路徑識別符(2906)的時分多路復(fù)用信元(2900)，其中所述虛擬路徑識別符不匹配所述預(yù)先分配的存儲的虛擬路徑識別符，其中所述虛擬路徑識別符不匹配所述虛擬路徑識別符查找表的所述多個預(yù)先分配的虛擬路徑識別符中的任何一個識別符。
65.根據(jù)權(quán)利要求64的方法，還包括拋棄時分多路復(fù)用信元。
66.一種至通信系統(tǒng)的異步傳送模式接口模塊，包括一個或多個通信線路接口(2554)，用于耦合到一個或多個通信線路；一個或多個線路成幀器(2554)，耦合到通信線路接口；分段與再裝配單元(2528)，耦合到一個或多個通信線路成幀器；異步傳送模式信元格式化器(2506)，耦合到分段與再裝配單元；時間計劃存儲器(2510)，耦合到異步傳送模式信元格式化器，其中此時間計劃存儲器包含異步傳送模式信元格式化器將異步傳送模式信元多路復(fù)用到所分配的信元總線的時隙中的時間計劃；和信元總線接口，耦合到異步傳送模式信元格式化器。
67.根據(jù)權(quán)利要求66的異步傳送模式接口模塊，其中所述一個或多個通信線路接口包括一個或多個T1線路接口(2554)。
68.根據(jù)權(quán)利要求66的異步傳送模式接口模塊，其中所述一個或多個通信線路接口包括一個或多個E1線路接口(2554)。
69.一種將異步信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)上的方法，包括步驟接收到接口模塊中的異步信號(2554)；和根據(jù)所存儲的時間計劃(2510)將異步信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)的時隙中(2506)。
70.根據(jù)權(quán)利要求69的方法，其中所述接收步驟包括接收到所述接口模塊中的異步傳送模式信元(2554)。
71.根據(jù)權(quán)利要求70的方法，其中所述多路復(fù)用步驟包括根據(jù)所述存儲的時間計劃將異步傳送模式信元多路復(fù)用到多傳送模式信元總線的所述時隙中(2506)。
72.一種根據(jù)異步傳送模式信元(2800)的虛擬信道識別符執(zhí)行虛擬信道識別符查找表(3010)的方法，包括步驟從異步傳送模式信元中提取虛擬信道識別符(3008)；將此異步傳送模式信元的虛擬信道識別符用作虛擬信道識別符查找表中的索引(3010)；在虛擬信道查找表的單個查找中確定是接受還是拋棄此異步傳送模式信元(3010)；和在虛擬信道識別符查找表的單個查找中確定此異步傳送模式信元是AAL1異步傳送模式信元還是AAL5異步傳送模式信元(3010)。
73.根據(jù)權(quán)利要求72的方法，還包括在所述虛擬信道識別符查找表的單個查找中確定所述提取的虛擬信道識別符的翻譯的較低的虛擬信道識別符比特(3020)。
74.根據(jù)權(quán)利要求72的方法，其中所述確定是接受還是拋棄所述異步傳送模式信元的步驟包括利用虛擬信道識別符接受/拋棄比特來確定是接受還是拋棄所述異步傳送模式信元(3016)。
75.根據(jù)權(quán)利要求62的方法，其中所述確定所述異步傳送模式信元是所述AAL1異步傳送模式信元還是所述AAL5異步傳送模式信元的步驟包括利用AAL1/AAL5比特來確定所述異步傳送模式信元是所述AAL1異步傳送模式信元還是所述AAL5異步傳送模式信元(3018)。
76.一種用于濾除通信系統(tǒng)的接口模塊上的異步傳送模式信元(2800)的虛擬信道查找表(3010)，包括多個表登錄項(3010)，其中多個表登錄項中的每一個登錄項包括多個比特，包括由接受/拋棄比特(3016)、AAL1/AAL5比特(3018)和較低虛擬信道識別符翻譯(3020)組成的兩個或多個組。
全文摘要
通信系統(tǒng)(100)的多傳送模式接口模塊和由此多傳送模式接口模塊執(zhí)行的各種信號組裝與濾除方法,此通信系統(tǒng)由以下部分組成:多個線路接口(2554),用于接收與發(fā)送信號,其中信號包括多個傳送模式信號;接口主體(2500),耦合到多個線路接口,其中此接口主體包括多個信號格式化器(2504,2506),其中各個信號格式化器格式化各個信號(2800,2900)并將各個信號多路復(fù)用到總線系統(tǒng)(2502)上;以及總線接口,耦合到接口主體,用于與總線系統(tǒng)接口。
文檔編號H04L12/56GK1259803SQ9912202
公開日2000年7月12日 申請日期1999年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月24日
發(fā)明者邁克·S·羅曼, 楊昂華, 岳金星, 丹尼爾·R·溫德琳, 克尤爾·帕里克, 塔亞布·克翰 申請人:休斯電子公司