DE3888909T2

DE3888909T2 - (1+N)störungsfreies Kanalumschaltungssystem.

Info

Publication number: DE3888909T2
Application number: DE3888909T
Authority: DE
Inventors: Masahiro C O Nec Corp Nakajima
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2008-10-01
Also published as: AU2338988A; EP0310110B1; EP0310110A2; AU613093B2; EP0310110A3; US4961190A; DE3888909D1; JPH0191544A; JPH084257B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein (1+N) störungsfreies Kanalumschaltsystem in einem (1+N) digitalen Übertragungssystem mit N regulären Kanälen und einem einzelnen Ersatzkanal zum unterbrechungsfreien Umschalten einer der regulären Kanäle auf den Ersatzkanal.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Basisanordnung eines allgemein bei der digitalen Funkübertragung verwendeten unterbrechungsfreien Systems zum Umschalten von regulären Kanälen auf einen Ersatzkanal.
In Fig. 1 ist eine Sendeseite 100 über n durch CH&sub1; bis CHn bezeichnete reguläre Kanäle und einen einzelnen durch CHp bezeichneten Ersatzkanal mit einer Empfangsseite 200 verbunden.
Die Sendeseite 100 weist auf: den regulären Kanälen CH&sub1; bis CHn zugeordnete, gleich aufgebaute Schalter 11, um Sendesignale IN&sub1; bis INn zu empfangen; den regulären Kanälen CH&sub1; bis CHn und dem Ersatzkanal CHp zugeordnete, gleich aufgebaute Multiplexer 12; einen Schlüsselzeichengenerator 16 zum Ausgeben eines Schlüsselzeichens; und eine Kanalumschalt-Steuereinrichtung 18, um den Schaltern 11 zur Steuerung ihrer Schaltfunktion ein Signal D zuzuführen.
Wenn alle regulären Kanäle CH&sub1; bis CHn sich im Normalzustand befinden, wird keiner der Schalter 11 umgeschaltet. Daher wird das Schlüsselzeichen vom Schlüsselzeichengenerator 16 über eine Leitung 202 an den Kanal CHp ausgegeben.
Wenn eine Störung auf einem der regulären Kanäle CH&sub1; bis CHn auftritt, z.B. auf dem Kanal CH&sub1;, wird der mit dem Kanal CH&sub1; verbundene Schalter 11 gemäß dem von der Kanalumschalt-Steuereinrichtung 18 zugeführten Steuersignal D umgeschaltet, wobei ein Sendesignal des Kanals CH&sub1; über den Ersatzkanal CHp übertragen wird.
Die Empfangsseite 200 weist auf: Kanalüberwachungseinrichtungen 13 zum Überwachen der Kanalzustände des Ersatzkanals CHp und der regulären Kanäle CH&sub1; bis CHn sowie zum Ausgeben eines Ersatzkanalzustandsignals B und von Zustandssignalen A der regulären Kanäle; Demultiplexer 14 zum Demultiplexen der Ausgangssignale von den Kanalüberwachungseinrichtungen 13; Schalter 15, die jeweils das Ausgangssignal vom Demultiplexer 14 des Ersatzkanals CHp an ihrem einen Eingangsanschluß empfangen, das Ausgangssignal von einem entsprechenden der Demultiplexer 14 der regulären Kanäle CR&sub1; bis CHn an ihrem anderen Eingangsanschluß empfangen, und die gemäß einem Steuersignal E eines der Eingangssignale auswählen; einen Schlüsselzeichendetektor 17 zum Feststellen eines Schlüsselzeichens aus dem Ausgangssignal vom Demultiplexer 14 des Ersatzkanals CHp; und eine Kanalumschalt-Steuereinrichtung 19 zum Ausgeben eines Schaltsteuersignals E zum Steuern der Schalter 15 gemäß dem Ersatzkanalzustandsignals B von der Kanalüberwachungseinrichtung 13 des Ersatzkanals CHp, den von den Kanalüberwachungseinrichtungen der Kanäle CH&sub1; bis CHn ausgegebenen Zustandsignalen A, und des Ausgangssignals C vom Schlüsselzeichendetektor 17, sowie zum Senden eines die Umschaltforderung darstellenden Signals F an die Kanalumschalt-Steuereinrichtung 18 der Sendeseite 100.
Eine Schaltfolge von störungsfreiem Umschalten in Fig. 1 wird allgemein wie folgt ausgeführt. Wenn eine Störung z.B. des regulären Kanals CH&sub1; auftritt, überträgt die Kanalüberwachungseinrichtung 13 des Kanals CH&sub1; das die Störung darstellende Signal A an die Kanalumschalt-Steuereinrichtung 19. Die Kanalumschalt-Steuereinrichtung 19 prüft das Vorhandensein bzw. das Nichtvorhandensein der Störung und den Zustand des Ersatzkanals unter Verwendung des Ersatzkanalzustandsignals B und des Ausgangssignals C vom Schlüsselzeichendetektor 17, und sendet anschließend das Schaltforderungssignal an die Kanalumschalt-Steuereinrichtung 18 an der Sendeseite 100. Die Kanalumschalt-Steuereinrichtung 18 betätigt durch das Kanalumschaltsignal D den Schalter 11 des Kanals CH&sub1;.
Die Kanalumschalt-Steuereinrichtung 19 an der Empfangsseite 200 vergleicht das Sendesignal vom regulären Kanal CH&sub1;, auf dem die Störung auftritt, mit dem Sendesignal vom Ersatzkanal. Wenn festgestellt wird, daß die Bits und Phasen der beiden Signale miteinander übereinstimmen, wird das Schaltsignal E (zum störungsfreien Umschalten) dem Schalter 15 zugeführt. Der Schalter 15 schaltet sein Eingangssignal vom Demultiplexer 14 des Kanals CH&sub1; auf den Demultiplexer 14 des Ersatzkanals CHp um und gibt das Signal als Ausgangssignal OUT1 aus. Dadurch wird das Umschalten vom Kanal CH&sub1;, auf dem die Störung auftritt, abgeschlossen.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer detaillierten Teilanordnung zum Überwachen der Kanalqualität durch das herkömmlich oft verwendete Paritätsprüfungsverfahren.
An der in Fig. 2 dargestellten Sendeseite 100 wird ein vom Multiplexer 12 ausgegebenes Sendesignal einer Fehlerkorrektur-Recheneinrichtung 1 und einem Paritätszähler 4 zugeführt. Eine durch den Paritätszähler 4 erhaltene Zählung wird dem Multiplexer 12 zugeführt und in einen vorgegebenen Zeitkanal eingefügt. Das Ausgangssignal des Multiplexers 12 wird einer Fehlerkorrekturverarbeitung der Fehlerkorrektur- Recheneinrichtung 1 unterzogen und anschließend an einen Kanal CHj (j = 1 bis n) ausgegeben.
An der in Fig. 2 dargestellten Empfangsseite 200 wird ein durch eine Fehlerkorrekturschaltung 2 einer Fehlerkorrektur unterzogenes Signal an einen Demultiplexer 14 und einen Paritätszähler 5 ausgegeben. Der Paritätszähler 5 führt ähnlich wie der Paritätszähler 4 an der Sendeseite 100 eine Paritätszählung durch und gibt die Zählung an eine Paritäts-Vergleichereinrichtung 6 aus. Der Demultiplexer 14 separiert die durch den Multiplexer 12 an der Sendeseite 100 in den Zeitkanal eingefügte Parität und gibt die Parität an die Paritäts-Vergleichereinrichtung 6 aus. Die Paritäts- Vergleichereinrichtung 6 vergleicht die Eingangssignale vom Paritätszähler 5 und vom Demultiplexer 14 und gibt aufgrund des Vergleichsergebnisses ein Paritätsfehlersignal aus. Eine Schaltung 7 zum Bestimmen der Kanalqualität führt gemäß dem Paritätsfehlersignal die Qualitätsbestimmung des Kanals durch und gibt die Qualitätsbestimmungsinformation an die Kanalumschalt-Steuereinrichtung 19 aus.
Weil die Kanalqualitätsüberwachung unter Verwendung des Paritätsbits beim herkömmlichen Kanalumschaltsystem auf der Kanalqualität einer Bitfolge nach der Fehlerkorrektur basiert, werden jedoch, wenn vor der Fehlerkorrektur viele Bitfehler in der Bitfolge auftreten, die Bitfehler der Bitfolge nach der Fehlerkorrektur beibehalten. Beim herkömmlichen Verfahren, bei dem nach der Fehlerkorrektur eine Kanalqualitätsbestimmung durch eine Paritätsprüfung durchgeführt wird, kann daher eine durch Übertragungspfadzustände verursachte Verschlechterung der Kanalqualität nicht innerhalb einer kurzen Zeitdauer festgestellt werden. Wie durch eine Linie AC in Fig. 4 dargestellt, die eine Fehlerquotenkennlinie vor und nach der Korrektur zeigt, die erhalten wird, wenn eine Fehlerkorrekturfunktion vorhanden ist, ist außerdem die Qualitätsverlustgeschwindigkeit (Geschwindigkeit des Qualitätsverlusts des Leistung/Rauschen-Verhältnisses der Trägerwelle) hoch, d.h., daß beispielsweise ein Zeitintervall von einer durch eine gestrichelte Linie CL in Fig. 4 dargestellten Fehlerquote von 10&supmin;&sup6; zum Systemausfall, z.B. eine durch eine gestrichelte Linie DL in Fig. 4 dargestellte Fehlerquote von 10&supmin;³ kurz ist. Daher ist das Zeitintervall zum Feststellen der Information über den Kanalqualitätsverlust kurz. Daher tritt der Systemausfall ein, bevor der Übertragungspfad durch das Kanalumschalten wiedereingerichtet wird.
In der EP-A-225643 wird ein Kanalumschaltsystem gemäß der Präambel von Patentanspruch 1 und ohne Fehlerkorrektor offenbart.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung den vorstehenden Nachteil der herkömmlichen Technik zu beseitigen und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine Störung eines Übertragungspfads schnell und zuverlässig feststellen und den Übertragungspfad durch störungsfreies Umschalten beim Umschalten eines digitalen Funkübertragungssystems mit einer Fehlerkorrekturfunktion wiedereinzurichten. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Ein erfindungsgemäßes (1 + N) störungsfreies Kanalumschaltsystem (N ≥ 1) eines digitalen Übertragungssystems mit einer Fehlerkorrekturfunktion weist eine an der Empfangsseite angeordnete Detektoreinrichtung zum Feststellen einer Bitfehlerquote vor der Fehlerkorrektur und eine Einrichtung zum Ausführen der unterbrechungsfreien Kanalumschaltung gemäß der festgestellten Bitfehlerquote auf.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Basisanordnung eines (1 + N) störungsfreien Kanalumschaltsystems, die bei der herkömmlichen Technik und der vorliegenden Erfindung gemeinsam verwendet wird;
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Systems gemäß der herkömmlichen Technik;
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung; und
Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise und der Wirkung der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung eines Hauptteils der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einem System mit einer Fehlerkorrekturfunktion wird an einer Sendeseite 100 ein Ausgangssignal von einem Multiplexer 12 einer Fehlerkorrektur-Recheneinrichtung 1 zugeführt, wobei die Fehlerkorrektur-Recheneinrichtung 1 eine Berechnung gemäß einem Fehlerkorrektursystem durchführt. Das Rechenergebnis wird unter Verwendung eines Zeitkanals (redundantes Bit) über einen entsprechenden Kanal CHj an eine Empfangsseite 200 übertragen. An der Empfangsseite 200 korrigiert eine Fehlerkorrekturschaltung 2 vor der Fehlerkorrektur unter Verwendung des Fehlerkorrektur-Rechenergebnisses gemäß dem Fehlerkorrektursystem und dem Inhalt des redundanten Bits einen Bitfehler in einer Bitfolge, sendet ein der Fehlerkorrektur unterzogenes Signal an einen Demultiplexer 14 und gibt ein diese Bitfehlerquote darstellendes Signal G aus. Zu diesem Zeitpunkt wird das die Bitfehlerquote dastellende Signal G auf der Basis der Kanalqualität der Bitfolge vor der Fehlerkorrektur erzeugt. Wie durch eine Linie BC in Fig. 4 dargestellt, ist daher ein Zeitintervall von der Feststellung der Kanalqualitätsverlustinformation (z.B. einem Punkt einer Fehlerquote von 10&supmin;&sup6;) zum Systemausfall (z.B. einem Punkt einer Fehlerquote von 10&supmin;³), verglichen mit dem Zeitintervall bei der Kanalqualitätsbestimmung, die auf der Bitfolge nach der Fehlerkorrektur basiert, ausreichend.
Eine Schaltung 3 zum Bestimmen der Kanalqualität führt unter Verwendung des Fehlerkorrektursteuersignals G eine Kanalqualitätsbestimmung der Bitfolge vor der Fehlerkorrektur aus und gibt ein den Kanalqualitätsverlust darstellendes Signal A aus.
Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß, selbst im System mit der Fehlerkorrekturfunktion, eine Umschaltvorrichtung einer Qualitätsverlustgeschwindigkeit eines Übertragungspfads ausreichend folgen, weil die Kanalqualitätsüberwachung vor der Fehlerkorrektur durchgeführt wird.

Claims

1. (1 + N) (N ≥ 1) störungsfreies Kanalumschaltsystem eines digitalen Übertragungssystems, wobei eine Sendeseite (100) über N reguläre Kanäle und einen einzelnen Ersatzkanal mit einer Empfangsseite (200) verbunden ist, wobei

die Empfangsseite aufweist:

a) eine Einrichtung zum Feststellen einer Bitfehlerquote jedes Kanals;

b) eine Einrichtung (3) zum Bestimmen des Kanalqualitätsverlusts für die regulären Kanäle; und

c) eine Schalteinrichtung zum Umschalten des einen regulären Kanals, bei dem der Qualitätsverlust festgestellt wird, auf einen Ersatzkanal;

gekennzeichnet durch

d) eine Einrichtung (2) zum Ausführen einer Fehlerkorrektur; und

e) wobei ein Qualitätsverlust der Bitfehlerquote festgestellt wird bevor die Fehlerkorrektur stattfindet.

2. (1 + N) störungsfreies Kanalumschaltsystem eines digitalen Übertragungssystems, wobei eine Sendeseite (100) über N reguläre Kanäle und einen einzelnen Ersatzkanal zum Übertragen von N Kommunikationssignalen mit einer Empfangsseite (200) verbunden ist, mit:

in der Sendeseite (100):

a) (N+1) Multiplexern (12), die mit den N regulären Kanälen und mit dem Ersatzkanal verbunden sind; und

in der Empfangsseite (200)

b) einer Einrichtung zum Feststellen von Bitfehlerquoten der N regulären Kanäle und des Ersatzkanals;

c) Einrichtungen (3) zum Bestimmen der Kanalqualitäten der N regulären Kanäle und des Ersatzkanals; und

d) einer Schalteinrichtung zum Umschalten eines über den einen regulären Kanal zugeführten Empfangssignals auf ein über den Ersatzkanal zugeführtes Empfangssignal und zum Ausgeben des Signals in Antwort auf das Kanalqualitätsbestimmungssignal;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Sendeseite (100) aufweist:

e) (N + 1) Fehlerkorrektur-Recheneinrichtungen (1) zum Ausführen der Fehlerkorrekturberechnungen von Ausgangssignalen der (N + 1) Multiplexer (12) bzw. zum Ausgeben der Ergebnisse der Fehlerkorrekturberechnungen an die (N + 1) Kanäle;

f) eine Kanalumschalteinrichtung, um beim Auftreten einer Störung auf einem der N regulären Kanäle die Multiplexer (12) und die Fehlerkorrektur-Recheneinrichtungen (1), die mit dem Ersatzkanal verbunden sind, zu veranlassen, das dem regulären Kanal, auf dem die Störung auftritt, entsprechende Signal auszugeben; und

g) eine erste Steuereinrichtung zum Ausgeben des ersten Steuersignals in Antwort auf ein von der Empfangsseite zugeführtes Signal, das das Auftreten der Störung darstellt; und

die Empfangsseite (200) aufweist:

h) eine Fehlerkorrektureinrichtung (2) zum Ausführen von Fehlerkorrekturen der über den Ersatzkanal bzw. die regulären Kanäle zugeführten Empfangssignale, um korrigierte Signale auszugeben; und

i) eine zweite Steuereinrichtung zum Zuführen des die Umschaltforderung darstellenden Signals an die Sendeseite und zum Ausgeben eines zweiten Steuersignals gemäß dem von der Einrichtung zum Bestimmen der Kanalqualität ausgegebenen Signals.