DK166186B - Fremgangsmaade til synkronisering af radiosendere i personsoegeranlaeg - Google Patents

Description

DK 166186 B

i

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til synkronisering af radiosendere i et lokalt, f.eks. et landsdækkende, personsøger-netværk, hvilket personsøgernetværk er forbundet med et offentligt telefonnet, og hvor følgende indgår i overføringsforløbet for søgemeddelel -5 ser: - en søgenetværksenhed forsynet med midler til at modtage, behandle og sende meddelelser i digital form samt midler til manuel indkodning af netværksrelaterede parametre, - sendestedssnitflader med en datakommunikationsforbindelse til sø-10 genetværksenheden med midler til at modtage, behandle og sende meddelelser i digital form, - basisradiostationer, hvis sendere under styring af den ovennævnte enhed hhv. de ovennævnte snitflader, rundspreder radiosignaler for såvel søgeopkald som for synkronisering af de basisstationer, som dækker et 15 fælles overlapningsområde.

Først betragtes forløbet af søgeinformation i systemet. Søgning kan startes ved at bruge ethvert telefonapparat i det offentlige telefonnet til at dreje søgetjenestens kodenummer og kodenummeret på den modtager, som skal søges. Opkaldet føres på basis af søgetjenestens kodenummer til 20 en søgeterminal, som modtager det nummer, som skal søges, og fører det til en søgenetværksenhed, som er i umiddelbar forbindelse med og styrer et netværk af basisstationer. Dataoverførslen mellem en søgeterminal og en søgenetværksenhed er digital information i seriel form med en hastighed på 512 baud. Sendeprotokollen i denne overføring er i overensstem-25 mel se med POCSAG-kodeopbygningen (Post Office Code Standardization and Advisory Group).

Søgenetværksenheden og sendestedssnitfladerne er indbyrdes forbundne igennem en eller flere gruppestyreenheder ved to-vejs modemforbindelser. Fremgangsmåden til dataoverførsel er en synkron meddelelsesorien-30 teret protokol med en hastighed på 2400 baud, hvori rigtigheden af de overførte data kontrolleres. Formatet af de egentlige meddelelser er i overensstemmelse SDLC standarden, som er en struktur defineret i henhold til CCITT recommendation X.25 niveau 2.

Søgenetværksenheden sender de fra en søgeterminal modtagne søgenum-35 re som en såkaldt søgemeddelelse til gruppestyreenheder, som igen viderebringer dem til sendestedssnitflader. På sendestedssnitflader dekodes meddelelserne, og søgenumrene omformes til kodeord i henhold til P0CSAG-standarden. Kodeordene omarbejdes til en pakke, som radiospredes for at

DK 166186B

2 blive opfanget af modtagere, der bæres af de personer, som søges. Søge-meddelelserne kan således sendes til individuelle personsøgermodtagere på ethvert tidspunkt af døgnet fra ethvert telefonapparat i forbindelse med det offentlige telefonnet. En søgemodtager er forsynet med såvel et 5 display som en akustisk signalenhed. Et sædvanligt søgeopkald kan eventuelt omfatte f.eks. fire forskellige meddelelser, og en søgemodtager frembringer med andre ord et af fire forskellige alarmtonesignaler, hvis nærmere betydning er aftalt på forhånd. Systemet kan også anvendes til at sende numerisk- eller alfanumerisk information til displayet på en 10 søgemodtager (f.eks. den opkaldende parts telefonnummer).

Sendestedssnitfladen styrer radiosenderen på en sådan måde, at FOCSAG-pakkernes informationsbits sendes i seriel form med en hastighed på 512 baud til modtagerne. Modulationsfremgangsmåden i radioudsendelsen er direkte FSK (Frequency Shift Keying eller frekvensforskydningsmodula-15 tion), idet udsvingene er +/- 4,5 kHz. Bærebølgefrekvensen er 146,325 MHz. Den positive frekvensforskydning repræsenterer logisk 0, og den negative frekvensforskydning repræsenterer logisk 1.

I et relativt tæt basisstationsnetværk er der med den ovennævnte fremgangsmåde til radioudsendelse det problem, at en søgemodtager kan 20 modtage samtidige signaler fra flere basisstationer som en suminformation, hvis nøjagtighed er truet jo større faseforskelle, der er mellem signalets delkomponenter. Problemerne på grund af disse faseforskelle er blevet analyseret under laboratorieforhold. Disse analyser har vist, at modtagelsen af meddelelser forstyrres ved drift med to sendere og i det 25 værste tilfælde under følgende omstændigheder: a) styrken af radiosignalerne i nærheden af modtageren er ens indenfor en afvigelse af 3 dB, b) datasignalerne har en mindste faseforskel på mindst en 1/4 bit.

30 Betingelsen under a er i praksis opfyldt, når en modtager er i det område, som overlappes og er fælles for to sendestationer. Hvad angår synkronisering er situationen værst, når dæmpningen af de udsendte signaler i hovedsagen skyldes afstandsdæmpningen (fri udbredelse). Idet den anvendte udgangseffekt og bølgelængde og de signalstøjforhold, som fore-35 kommer i praksis, tages i betragtning kan et sådant værst tænkeligt overlapningsområde skønnes at være i området omkring 3 km.

For at frembringe datasignaler (512 bit/sek) med en maksimal faseforskel på 1/4 bit, skal senderne være indbyrdes synkroniseret på en så-

DK 166186B

3 dan måde, at de datasignaler, som går ud fra antennerne på stationer, der ligger nær hinanden, har en faseforskel på ikke mere end +/· 239 μ$ i forhold til en nominelt korrekt fase (udbredelsesforsinkelsen i overlapningsområdet er i størrelsesordnen omtrent +/- 5 /is). Synkroniserin-5 gen af sendere, som ligger langt fra hinanden, er ikke vigtig, hvad angår modtageforstyrrelser.

Problemet med forstyrrelser i overlapningsområdet kan således elimineres ved at synkronisere signalerne fra søgesenderne, således at der ikke er nogen signifikant faseforskel mellem stationer, der ligger nær 10 hinanden.

Der har tidligere været foreslået flere forskellige løsninger til synkronisering af et samlet netværk af basisstationer. Eksempler på sådanne løsninger omfatter tidsfordelte sendemetoder og såkaldt liniesynkronisering, idet den væsentligste fordel ved disse løsninger har været 15 deres teoretiske gennemførlighed.

I virkeligheden drejer den tidsfordelte sendemetode sig overhovedet ikke om synkronisering, da den nærmest undgår dette problem. Denne løsning går ud at udsende meddelelserne i løbet af fire tidszoner, under hver af hvilke der sendes fra en 1/4 af basisstationerne ad gangen. Hvis 20 stationer, som arbejder samtidigt under udsendelsen, vælges korrekt, har de ingen overlapningsområder, og problemet er undgået. Delingen i fire er baseret på den omstændighed, at dette kan opnås med mindst fire tidszoner. Den væsentligste ulempe ved denne fremgangsmåde er, at den samlede datakapacitet for et samlet netværk af basisstationer kun er en 1/4 25 af det, der opnås ved en virkelig synkroniseret fremgangsmåde.

Liniesynkronisering betyder at udbredelsesforsinkelserne i dataoverføringsforbindelserne mellem søgeterminalerne og basisstationerne indrettes til en fast værdi. Hvis en meddelelse, som skal sendes med dette system, sendes synkront fra søgeterminalen, vil den også forlade 30 basisstationerne synkront. Dette system indebærer imidlertid følgende u-1 emper: - det begrænser strukturen og udstrækningen af datatransmission i netværket, da det i praksis kun fungerer med direkte forbindelser, hvor der ikke anvendes modems, 35 - det er upraktisk, hvad angår vedligeholdelse og service.

Strukturen er begrænset af den omstændighed, at intet mindre end en direkte forbindelse mellem basisstationen og terminalen er praktisk muligt; f.eks. er et udstrakt søgenetværk med flere niveauer umuligt.

DK 166186B

4

Brugen af modems er også udelukket, idet de arbejder på et ganske lavt frekvensområde (1000 Hz - 2000 Hz), og idet deres funktion såvel ved sende- som ved modtageenden ikke er synkron (faselåst). De derved opståede fejl er for grove til at opfylde synkroniseringskravene. Årsa-5 gerne til service og vedligehold er, at forbindelser, som er stabile, hvad angår forsinkelser, sjældent findes i praksis, og at en situation, der kan opnås ved brug af specielle equalizers, skifter som funktion af tid og miljøomstændigheder, hvad der bevirker kontinuert behov for justering og vedligehold. Forbindelserne må således være forudfastlagt, og 10 derfor er fri omdirigering af forbindelserne i tilfælde af fejl udelukket.

Fra EP patentansøgning publiceret under nummer 0 037 519 kendes en fremgangsmåde til synkronisering af et radionet, der omfatter et antal lokale stationer, som sender på forskellige frekvenser afpasset på en 15 sådan måde, at der aldrig forekommer overlap mellem dækningsområderne af to sendere, der arbejder med samme frekvens. Ved den kendte fremgangsmåde anvendes der en særskilt radiokanal til systeminformation og synkronisering, og der opstilles en detaljeret plan med en helt præcis synkroniseringsrute, der successivt fører igennem samtlige stationer inden for 20 et område, hvor der kan forekomme signaloverlap. Enhver station har helt præcist fået tildelt en station, som den skal lytte efter, og de enkelte stationer udsender efter tur synkroniseringssignaler med en afsenderidentifikation. Dette system er forholdsvis langsomt, fordi der kun kan synkroniseres én station ad gangen. Hvis en station falder ud, er det 25' nødvendigt at opstille en ny ruteplan og at advisere de enkelte aktive stationer om nye identifikationskoder, de skal lytte efter.

Fra WO 84/02436 kendes en fremgangsmåde til synkronisering af et antal radiostationer, hvor der skal fastlægges en helt nøjagtig synkroniseringsrute for hver enkelt station, og hvor synkroniseringen udføres 30 ved, at der udpeges ét sender/modtagerpar ad gangen, hvorefter modtagerstationer sammenligner ankomsttidspunkterne for et modtaget radiosignal hhv. et signal modtaget over en telefonlinie og sammenholder disse tidspunkter med information om de geografiske afstande, hvorudfra modtagerstationen beregner en udbredelsestid igennem telefonforbindelsen. Når 35 dette er gennemført for samtlige stationer, kan der fastlægges tilsvarende delayværdier, som indkodes i de enkelte stationer, således at den enkelte station efter modtagelsen af en ordre over telefonlinien udsender sit radiosignal efter en forsinkelse i henhold til den indkodede de-

DK 166186B

5 layværdi. Dette system har begrænset kapacitet og er komplekst at arbejde med ved større antal af radiostationer og har desuden den ulempe, at det er helt beroende på stabiliteten af udbredelsesforsinkelserne i telefonlinierne. Imidlertid omlægges telefonlinier periodisk, og der kan 5 derfor meget vel forekomme kortvarige udfald af linierne og ændringer i deres udbredelsestider, hvilket vil føre til fejlagtige synkroniseringer med den kendte fremgangsmåde.

Radiokanalen i forbindelsen mellem basisstationerne er et glimrende medium til synkronisering, idet de tidsbaserede fænomener deri er ti 1 -10 strækkeligt nøjagtige, relativt stabile og velkendte. Radiosynkronisering mellem to basisstationer er i princippet fagmæssigt kendt, men i praksis har det hidtil ikke været muligt at udvikle en radiosynkroniseringsfremgangsmåde, som kan styre synkroniseringen af et udstrakt radionetværk og udføre synkroniseringen med tilstrækkelig høj nøjagtighed, u-15 den at synkroniseringen kommer til at optage en væsentlig del af sendekapaciteten for søgemeddelelser.

Radiosynkroniseringen udføres ved samme frekvens som den egentlige udsendelse af søgemeddelelser. Idet synkroniseringen beslaglægger radiokanalen for sit eget brug reducerer den sendekapaciteten for søgemedde-20 lelser. Denne ulempe kan minimeres på to forskellige måder: a) ved at minimere behovet for synkronisering, dvs. holde perioden mellem på hinanden følgende synkroniseringsforløb længst mulig, og b) ved at udføre synkroniseringen så hurtigt som muligt.

Endvidere må synkroniseringen udføres på en sådan måde, at søgemodtager- 25 ne ikke fejlagtigt opfatter synkroniseringen som et opkald.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en fremgangsmåde til radiosynkronisering af et søgenetværk af den ovenfor beskrevne type, hvilken fremgangsmåde uden særlige krav til udstyret og strukturen af søgenetværket letter styringen af synkroniseringen af endog et omfatten-30 de netværk, sikrer synkronisering med så stor nøjagtighed, at synkroniseringens indflydelse på sendekapaciteten er minimeret, og er i stand til at fungere tilfredsstillende også i tilfælde af omlægninger eller mindre forstyrrelser i kommunikationsforbindelserne, udfald af enkelte stationer etc.

35 For at opfylde dette formål omfatter synkroniseringsfremgangsmåden ifølge opfindelsen følgende foranstaltninger: a) anvendelse af en søgenetværksenhed (PNU), som er fælles for basisstationerne, til at opstille en synkroniseringsplan indeholdende,

DK 166186B

6 - fastlæggelse af en synkroniseringssekvens, - valg af en basisstation til at starte synkroniseringen, - fastlæggelsen af en sekvensrelateret identifikation til hver ba-sisstation, og 5 - fastlæggelsen af afstandene mellem basisstationer langs de ruter, som radiosignalerne til synkronisering må forventes at følge ved den pianlagte synkroniseringssekvens, b) anvendelse af en søgenetværksenhed (PNU), som er fælles for basisstationerne, til at sende en synkroniseringsordre til sendesteds- 10 snitfladerne (TSI) via et datatransmissionsnetværk, hvilken ordre i henhold til synkroniseringsplanen indeholder - information om, hvorvidt den station, der modtager ordren, er startstation for synkronisering eller ej, - en sekvensrelateret identifikation på basis af hvilken en sta- 15 tion, som skal synkroniseres, kun accepterer et synkroniseringssignal, som er modtaget via den tilsigtede rute, og - information om udbredelsestiden for synkroniseringssignalet, c) udsendelse af et synkroniseringssignal fra senderen Τχ i den basisstation, der er udvalgt til at starte synkroniseringen i overens- 20 stemmel se med synkroniseringsordren, d) modtagelse af synkroniseringssignalet i modtagerne R i de ba- Λ sisstationer, som ligger inden for modtageområdet, og sammenligning af identifikationsinformationen i det modtagne signal med den sekvensrelaterede identifikationsinformation, der er givet i synkroniseringsordren, 25 e) hvis sammenligningen viser, at det modtagne synkroniseringssignal er beregnet til at synkronisere den modtagende basisstation, synkronisering af klokken/signalsenderen i den modtagende basisstation efter synkroniseringssignalet, f) frakobling af senderen i den basisstation, der er fastlagt som 30 starter, og tilkobling af senderne i de netop synkroniserede basisstationer for at udsende synkroniseringssignalet i en efterfølgende synkroniseringsrunde, g) synkroniseringen af basisstationer, der skal synkroniseres i den efterfølgende synkroniseringsrunde, som under d) og e) dog med den 35 tilføjelse, at en synkroniserende basisstations modtager modtager et signal udsendt af selvsamme station, og at fasen af et signal, der skal udsendes, korrigeres før den faktiske synkroniseringsmeddelelse udsendes, det vil sige, fasen forskydes fremad i tid så langt som svarer til

DK 166186B

7 summen af de forsinkelser, der opstår i senderen og modtageren, og svarende til udbredelsesforsinkelsen som oplyst i synkroniseringsordren, h) gennemførelsen af det nødvendige antal synkroniseringsrunder indtil den sidste basisstation har sendt et synkroniseringssignal, som 5 ikke længere modtages af andre basisstationer, men hvis eneste formål er at korrigere fasen for klokken/signalsenderen i selvsamme station for at kompensere for udbredelsesforsinkelsen og den i sender/modtager frembragte forsinkelse.

For at opfylde opfindelsens formål er det endvidere vigtigt at an-10 vende en søgenetværksenhed til at lave en synkroniseringsplan omfattende fastlæggelsen af en synkroniseringsfølge baseret på stationernes placeringer på en sådan måde, at antallet af runder, der kræves til synkronisering, vil være mindst muligt, det vil sige det gennemsnitlige antal af basisstationer, der synkroniseres parallelt og samtidigt i hver synkro-15 ni seringsrunde, skal være så stort som muligt, og at søgenetværksenheden anvendes til at bestemme øjeblikket for udsendelse af de egentlige søge-opkald på en sådan måde, at sendesynkronismen er uafhængig af strukturen og egenskaberne i et digitalt transmissionsnetværk.

Synkroniseringsnøjagtigheden kan yderligere forbedres ved at forsy-20 ne søgenetværksenheden med oplysninger om afstandene mellem basisstationerne og på den måde, at en synkroniseringsordre, som skal sendes fra søgenetværksenheden via et digitalt transmissionsnetværk til sendestedssnitflader, omfatter information om afstanden af en synkroni seringsba-sisstation fra en basisstation, der skal synkroniseres, eller om den af 25 denne afstand forårsagede signal udbredel sesforsinkelse, hvorved fasekorrektionen for et signal, der skal sendes under g) og h), suppleres med udbredelsesforsinkelsen, der opstår i den forudgående synkroni serings-runde på grund af afstandene mellem basisstationerne.

Ifølge en foretrukken udførelsesform af opfindelsen er den sekvens-30 relaterede identifikation det tidspunkt, hvor synkroniseringsforløbet skal startes, som i tilfældet for en basisstation, der er udvalgt som starter, er det øjeblik, hvor den startende station udsender en synkroniseringsmeddelelse, og i tilfældet for de øvrige basisstationer er det øjeblik, hvor en synkroniseringsmeddelelse modtages af basisstationen.

35 Fordelen ved denne udførelsesform er, at tidssynkroniseringen gennem et digitalt transmissionsnetværk ikke behøver at være meget nøjagtig.

En udførelsesform af opfindelsen skal nedenfor beskrives mere detaljeret under henvisning til den vedføjede tegning, hvorpå

DK 166186B

8 fig. 1 er et blokskema af et søgenetværk ifølge opfindelsen med forbindelsen mellem søgenetværket og et offentligt telefonnetværk, 5 f i g. 2 er et blokskema af en søgenetværksenhed, som er en del af søgenetværket fra fig. 1, fig. 3 er et blokskema af en sendegruppestyreenhed, som er en del af søgenetværket fra fig. 1, fig. 4 er et blokskema af en sendestedssnitsflade i søgenetværket 10 fra fig. 1, fig. 5 viser sender/modtagerdelene i basisstationer i søgenetværket fra fig. 1 og deres dataoverføringsforbindelser og de deri opstående forsinkelser, fig. 6 skematisk viser dannelsen og kompenseringen af en fasefor-15 skel bevirket af forsinkelser, fig. 7 viser en tidsmæssig fordeling af et synkroniseringssignal udsendt og modtaget af basisstationer, og fig. 8a-8e viser eksempler på geografiske placeringer af basisstationer.

20 Først beskrives fig. 1, som viser den samlede udformning af et per-sonsøgernetværk. Søgeopkald føres ind via et offentligt telefonnetværk (PSTN). Opkaldene kan udgå fra ethvert telefonapparat i en offentlig telefont jenste.

25 En søgeterminal PT arbejder som snitflade mellem det offentlige te lefonnetværk og søgenetværket. Alle søgeopkald godkendes og anerkendes af søgeterminalen PT. Til dette formål fører den en journal over alle abonnenter på søgemodtagere og deres særlige servicemuligheder.

En søgenetværksenhed PNU styrer det samlede søgenetværk bestående 30 af sendegruppestyreenheder TGC og sendestedssnitflader TSI. Operation og vedligeholdsfunktioner i søgenetværket styres gennem I/O-enheder forbundet til søgenetværksenheden PNU. Netværkets synkroniseri'ng indledes også af søgenetværksenheden PNU.

En overordnet central databehandlingsenhed (CPU85B) til højre i 35 blokskemaet i fig. 2 styrer den samlede søgenetværksenhed og indeholder en hukommelse, klokker og serielle snitflader til en alarmprinter og en videodisplayterminal. En underordnet central databehandlingsenhed, en såkaldt slaveprocessor (en anden CPU85B), modtager søgemeddelelser fra

DK 166186B

9 søgeterminalen PT og lægger dem i kø i buffere i en MEM64-hukommelse. Søgenieddeleiserne til sendegruppestyreenhederne TGC styres af et antal specialiserede I/O-styreenheder (SCC25), som hver indeholder en mikroprocessor og en buffer-hukommelse. Søgenetværksenheden omgrupperer søge-5 meddelserne og sætter dem i kø for udsendelse til sendegruppestyreenhederne TGC. Søgenetværksenheden styrer operationen og synkroniseringen af et søgenetværk. Den træffer beslutning om indledningen af den periodiske radiosynkroniseringsproces for senderne.

Fig. 3 viser et blokskema for sendegruppestyreenheder og viser, at 10 en sendegruppestyreenhed er baseret på de samme telekommunikationsmoduler, som anvendes i søgenetværksenheden.

Der anvendes en enkelt SCC25 til forbindelse med søgenetværksenheden PNU (begge kanaler anvendes, hvis der er to PNU'er). Ved hjælp af de resterende syv SCC25'ere er det muligt at forbinde TGC'en med op til 56 15 basisstationer (en seriel kanal kan forbindes med fire basisstationer).

Opgaven for sendegruppestyreenhederne TGC er at styre et knudepunkt i netværket; de kontrollerer rigtigheden af de datapakker, der modtages fra søgenetværksenheden, fører dem videre til basisstationerne, og sikrer korrekt modtagelse af datapakkerne i basisstationerne. Sendegruppe-20 styreenhederne TGC har en yderligere vigtig funktion i det forberedende trin for synkroniseringen som udstyr til at sende ordredata til basisstationer. Mindre søgenetværk kan også opbygges uden sendegruppestyreenheder.

I fig. 4 vises et blokskema for en basisstation. En basisstation er 25 opdelt i to adskilte sektioner, nemlig en sendestedssnitflade TSI, som er den sidste del af søgenetværket, og et sender/modtager-kredsløb, som rummer det egentlige radioudstyr. Sendestedssnitfladen TSI består af to moduler: et TS185A CPU print og et standard V.26 kortmodem. TS185A er en modificeret version af et standard CPU85B processorkort indrettet til at 30 styre en radiosender og alarmforbindelser (se fig. 5). TS185A'en rummer hele det nødvendige kredsløb til at skabe en "intelligent" basisstation.

En af dens vigtigste opgaver er at udføre alle de nødvendige funktioner i forbindelse med en korrekt synkronisering. Sendestedssnitfladen opfatter og modtager fra en multipunktmodemlinie de meddelelser, der er spe-35 cifikt rettet til den. Den i disse meddelelser indeholdte søgeinforma-tion konverteres til P0CSAG-format, i henhold til hvilket en RF-sender styres. En meddelelse fra sendestedssnitfladen kan imidlertid også være anden information end søgeopkald, f.eks. en ordre til sendestedssnit-

DK 166186B

10 fladen om at rapportere sin status til sendegruppestyreenheden, aktivere eller blokere basisstationen, deltage i den periodiske radiosynkronisering af netværket osv.

Nu skal det beskrives, hvorledes radiosynkroniseringen af et søge-5 netværk udføres ved en fremgangsmåde ifølge opfindelsen.

Søgenetværksenheden PNU er ansvarlig for at indlede synkroniseringen og den tilhørende planlægning. Af denne grund forsynes søgenetværksenheden under systemets opbygning med information om følgende parametre: - ønskeligt interval for udføring af synkronisering, 10 - egenskaber af andre basisstationer inden for hver basisstations dækningsområde samt afstandene til disse inden for 1 km's opløsning.

Søgenetværksenheden PNU fastlægger på basis af dæknings- eller modtageinformation modtaget af den (afstande mellem basisstationer) om et system, der dækker hele landet, kan synkroniseres som et enkelt område 15 ved at bruge de eksisterende radioforbindelser mellem basisstationerne.

Hvis dette ikke er tilfældet defineres yderligere sådanne uafhængige såkaldte isolerede områder, som kan synkroniseres lokalt, men er uden radioforbindelse til andre områder. Hvorledes såkaldte isolerede områder defineres, skal beskrives mere detaljeret senere. I denne forbindelse 20 kan det siges, at det mindste sådanne isolerede område er en enkelt basisstation, som ikke har radioforbindelse til andre basisstationer. Under hensyntagen til modtageomstændighederne mellem basisstationerne (ikke blot afstandene, men også en modtagers følsomhed, antennehøjde osv.) kan det konstateres, at hvad angår en søgemodtager, ér der i praksis ik-25 ke noget problem mellem sådanne isolerede områder, fordi de ikke er synkroniseret med hinanden, så med henblik på synkroniseringen kan sådanne områder udpeges til at arbejde indbyrdes uafhængigt. I praksis betyder dette, at det samlede system kan indeholde flere såkaldte synkroniseringsstartere - en i hvert isoleret område.

30 Synkroniseringsplanlægningsoperationen involverer således på basis af det ovennævnte også udpegning af en starter i hvert isoleret område.

Et kriterium for denne udpegning er at vælge en sådan starter, hvormed antallet af synkroniseringsrunder (meddelelser sendt fra en station til en anden) bliver mindst muligt. Det betyder, at det gennemsnitlige antal 35 af basisstationer, der synkroniseres samtidigt og indbyrdes parallelt i hver synkroniseringsrunde, skal være så højt som muligt.

Den egentlige synkronisering sættes igang ved, at netværksenheden PNU over sendenetværket udsender en ordre til en sendestedssnitsflade

DK 166186 B

11 (snitflader) udvalgt af den til at starte synkroniseringen i et givet øjeblik. De øvrige sendestedssnitflader TSI i søgenetværket i et isoleret område forsynes på den anden side med en ordre om at være klar til at modtage den indkommende synkroniseringsinformation på et givet tids-5 punkt i henhold til en plan, der er udarbejdet af søgenetværksenheden.

For basisstationer i samme synkroniseringsrunde er dette tidspunkt det samme, men med en meget grov opløsning (1/16 sek) sammenlignet med den nøjagtighed, som et 512 baud signal må synkroniseres indenfor. En synkroniseringsrunde tager 8/16 sekund, så de tidspunkter, som gives i or-10 drerne til de efterfølgende synkroniserede stationer, ligger 8/16 sekund forskudt fra hinanden. Dette tidspunkt tjener i synkroniseringen som identifikation af en synkroniseringsmeddelelse for at sikre, at et synkroniseringssignal er modtaget ad den planlagte rute.

De stationer, der skal synkroniseres (modtager en synkroniserings-15 meddelelse gennem radiokanalen), forsynes foruden med information om tidspunktet med information om den afstand, hvori den synkroniserende station ligger, hvorved signaludbredelsesforsinkelsen matematisk kan kompenseres i modtageenden, som det skal forklares mere detaljeret senere. Identifikationen (tiden) i en synkroniseringsmeddelelse sikrer, at 20 synkroniseringsruten og den tilsvarende afstand står i korrekt indbyrdes sammenhæng.

Før indledningen af den egentlige synkronisering, men efter synkroniseringsordremeddelelserne er udsendt i transmissionsnetværket, informerer søgenetværksenheden PNU sendestedssnitsfladerne TSI om sin egen 25 tid inden for en opløsning af en 1/16 sekund. Formålet med denne kronologiske tid er at holde den kronologiske tid for et synkroniseret netværk og den for en søgenetværksenhed stort set ens (indenfor en nøjagtighed af få sekunder). Netværket synkroniseres imidlertid nøjagtigt i forhold til starterens tid. Eventuelle korrektioner i den omtrentlige 30 tid før starten af en synkroniseringsrunde udføres af sendestedssnitfladerne altid til en opløsning af en 1/16 sekund, hvorved der .i forbindelse med gensynkronisering opnås information om akkumuleret tidsforskydning (i størrelsesordnen 10 eller 100 mikrosekunder) i løbet af synkroniseringsintervallet, hvilken forskydning i praksis bemærkes som en fa-35 seforskel mellem det modtagne synkroniseringssignal og TSI'ens interne klokke.

Lige før det tidspunkt, hvor synkroniseringen indledes, frakobler de modtagende basisstationer deres sendere og tilkobler derved deres

DK 166186 B

12 synkroniseringsmodtagere. I det øjeblik synkroniseringen starter, udsender en udvalgt starter en 32 bit synkroniseringsradiomeddelelse. Denne meddelelse gentages for større pålidelighed. Modtagestationerne synkroniserer sig i forhold til denne meddelelse, som det skal beskrives sene-5 re.

Alle de modtagestationer, som kan modtage denne meddelelse korrekt og opfatte denne meddelelses tidsinformation til at være den samme som den, der er modtaget fra søgenetværksenheden sammen med ordre om at starte synkroniseringen, vil synkronisere deres interne klokker til at 10 være i fase med visse bitskift i den modtagne radiomeddelelse.

Derpå frakobler modtagestationerne igen deres synkroniseringsmodtagere og tilkobler deres sendere. Den tid, der er reserveret hertil i synkroniseringssekvensen, er nøjagtigt 5/16 sekund.

De synkroniserede stationer vil derved blive synkroniserende sta-15 tioner, som ved starten af en følgende synkroniseringsrunde tilsvarende udsender en 32 bit meddelelse to gange. På dette tidspunkt deltager starteren ikke længere i udsendelsen.

Den ovenfor beskrevne synkroniseringssekvens gentages i henhold til en af PNU'en forud fastlagt plan så mange gange, at synkroniseringen er 20 udbredt i successive forløb udover hele det isolerede område. I løbet af den samlede synkroniseringsproces bliver hver station således synkroniseret en gang ifølge en forudi nformeret meddelelse og udsender selv en gang en synkroniseringsmeddelelse.

I det følgende skal en synkroniseringsmeddelelse udvekslet mellem 25 to basisstationer gennemgås mere detaljeret.

Synkronisering mellem to basisstationer skrider således frem på den måde, at en synkroniserende station udsender en bestemt 32 bit synkroniseringsmeddelelse. Indholdet af radiomeddelelsen er som følger:

DK 166186B

13 ! MF! !REV! !B ! CNTR CRC !EP! 5 MF: Længde 1 bit (DO). Altid 1, så abonnentmodtagere ikke fejl agtigt opfatter denne meddelelse som et opkald.

REV: Længde 10 bit (Dl-DIO). Skiftevis nuller og et-taller (om- 10 skiftning) for bitsynkronisering af en modtagerstation.

Starter med nul og slutter med 1.

B: Længde 1 bit (Dll). Skilletegn, som altid er en, og således sammen med DIO tilvejebringer to successive ettaller.

15 CNTR: Længde 9 bit (D12-D20). Synkroniseringstidsinformation med en opløsning på en 1/16 sekund. Indikerer den tid, der er forløbet fra starten af synkroniseringen, og samtidig til modtageren om denne meddelelse hører til den. Som nævnt op-20 nåede modtageren denne tidsi nformati on fra søgenetværksen- heden sammen med synkroniseringsordren. Transmissionen af 32 bit med hastighed 512 baud tager en 1/16 sekund.

CRC: Længde 10 bit (D21-D30). Checksum i overensstemmelse med 25 POCSAG-kodestandarden.

EP: Længde 1 bit (D31). Lige paritet af D0-D31.

Numrene i den følgende beskrivelse henviser til den ledsagende fi-30 gur 7.

1: En synkroniserende basisstation tilkobler sin egen sender i god tid før (3/16 sekund) starten af udsendelsen af den egentlige synkroni seri ngsmeddelel se.

2: Før senderens udgangseffekt har opnået den nødvendige stabili- 35 tet, styres dataforbindelsen med en halvfrekvens præambel. Abonnentmodtagerne kan skelne præamblen fra andre signaler på to særlige kendetegn: a) det såkaldte meddelelsesflag er 1, b) checksummen er forkert.

DK 166186B

14

En station, der skal synkroniseres, vil heller ikke forveksle det med andre signaler, da den på dette tidspunkt søger en præambel med korrekt frekvens. Formålet med denne transmission er at sikre operationen af såvel egen, som den modtagende synkroniseringsmodtager Rx på en sådan 5 måde, at den egentlige synkroniseringsmeddelelse modtages så korrekt som muligt.

3: Senest på dette trin arbejder den egne modtager korrekt, såle des at den nødvendige måling af forsinkelse gennem sender/modtagerparret er mulig.

10 4: Udsendelsen af den egentlige synkroniseringsmeddelelse star ter. Der udsendes i 1/16 sekund en normal præambel. Til dette tidspunkt udføres også en måling for at finde den samlede signal udbredel sesforsinkelse i sender og modtager inden for den synkroniserende station. Som det fremgår af blokdiagrammet i fig. 5, kan denne forsinkelse repræsen-15 teres med udtrykket: ts + tap + tr + taq. Denne forsinkelse sammen med en eventuel udbredelsesforsinkelse på grund af afstanden (f.eks. tn + tbd) kompenseres ved at korrigere fasen af de udsendte data med et tilsvarende beløb. En undtagelse til det beskrevne er synkroniseringsstarteren, hvorpå der ikke udøves nogen bestemt forsinkelsesmåling og kom-20 pensering, som indikeret i beregningseksemplet. Grunden til dette er, at den tidsforskydning, som opsamles i løbet af synkroniseringsintervallet, kan findes ved en måling (trin 10).

5 og 6: Synkroniseringsmeddelelsen (to styk) udsendes.

7: Når også den sidste bit (paritet) er udsendt, ventes der i 25 yderligere 2/512 af et sekund, hvorpå senderen frakobles. Funktionen er dermed indtil videre slut for den synkroniserende stations vedkommende.

8: En station, der skal synkroniseres, er hele tiden parat. Der er ikke absolut sikkerhed om, hvornår der vil indkomme et signal.

9: En synkroniseringsmodtager modtager den indkommende udsendel- 30 se, som på dette tidspunkt stadig er halv-frekvens præamblen.

10: Modtageren bruger den egentlige præambel til at udøve en fasesammenligningsmåling ved at måle faseforskydningen mellem sin egen sendeklokke og de indkommende data. Resultatet af denne måling korrigeres matematisk for at bestemme det endelige resultat ^tidsforskydning mel-35 lem klokkerne i løbet af synkroniseringsintervallet), og for at rapportere den akkumulerede tidsforskydning til søgenetværksenheden. Første del af præamblen forkastes på grund af fasekorrektionen, der laves af den sendende basisstation (punkt 4). Præamblen findes som nævnt ovenfor

DK 166186B

15 stadig i den egentlige synkroniseringsmeddelelse, og den egentlige bitsynkronisering (nøjagtig synkronisering) udføres efter overgangen af en flanke i de modtagne data, mens præamblen modtages. Den udførte synkroniserings korrekthed kontrolleres yderligere i løbet af præamblen, og 5 hvis dens nøjagtighed findes at være for dårlig, gentages bit-synkroniseringen. Efter synkroniseringen udtages de indkomne data midt i et bit. Dette er første trin af synkroniseringen.

11: Synkroniseringsmeddelelser er modtaget. Synkronisering til meddelelsesniveau udvirkes ved hjælp af separatoren (B). Dette er andet 10 trin af synkroniseringen. Modtageren kender gennem en fra søgenetværks-enheden i forbindelse med synkroniseringsordren modtagen information til afstanden og til den kronologiske tid (D12-D20 i sekvensens første meddelelse), hvor en til den addreseret synkroniseringsmeddelelse kan forventes modtaget. Hvis tiden i den modtagne meddelelse svarer til den, 15 der er oplyst i ordren, og meddelelsen gennem yderi igere kontrol findes at være korrekt modtaget, træffes den endelige beslutning om at synkronisere sig dertil. Dette er det sidste eller tredje trin af synkroniseringen.

Hvis tidsinformationen af den modtagne meddelelse ikke passer, kon-20 trolleres situationen i løbet af den følgende radiomeddelelse, men synkroniseringen regnes ikke for gyldig, eftersom den ikke var beregnet for denne station, og den givne afstandskorrektion således ikke er korrekt.

Hvis synkronisering af en af de ovennævnte grunde besluttes ikke at udføres genetableres funktionen fra starten i henhold til punkt 8.

25 12: Efter læsning af paritetsbitten, som er den sidste bit i medde lelsen, vil der være en ventetid på 2/512 af et sekund, hvorpå modtageren kobles fra.

13: Når modtageren har været frakoblet i 2/16 sekund tilkobles senderen.

30 14: Den synkroniserede station er derved selv blevet en sendesta tion, og proceduren gentages derpå i henhold til punkterne 2-7. Efter at have udført denne udsendelse frakobler sendestedssnitfladen sin sender og venter på en ordre om afslutning af synkroniseringen fra søgenet-værksenheden og på eventuelle opkald, der skal udsendes efterfølgende.

35 Fastlæggelsen af de isolerede områder udføres som følger:

Hukommelsen i en søgenetværksenhed indeholder på symbolsk måde en slags matrix dannet af den givne kildeinformation. I matricen er alle aktive stationer, som har en indbyrdes radioforbindelse, markeret med 1,

DK 166186B

16 mens markeringen i modsat fald er 0. I praksis er det ovenfor beskrevne en kildedatatabel i en søgenetværksenheds hukommelse, men i dette tilfælde præsenteres det som matrix, for at gøre det mere forståeligt.

5 For eksempel 11 2 3 4 5 6 11-01000 2 10-0101 10 3 110-010 4 10 10-01 5 10 0 10-0 6 1 0 1 0 1 0 15 De tilsvarende geografiske placeringer af basisstationerne er vist i fig. 8a.

En søgenetværksenhed sammensætter (også på symbolsk måde) en vektor til afsøgning af områderne, hvor antallet af elementer i vektoren er lig med antallet af basisstationer i systemet. På dette tidspunkt er værdien 20 af hvert af elementerne 0.

For eksempel 123456 1 010101010101 25 De isolerede områder defineres ud fra den ovenfor nævnte matrix, idet eksistensen af de i matricen viste forbindelser markeres i vektoren.

Afsøgningen starter fra den første basisstation ved i vektoren at markere de basisstationer, hvortil der er forbindelse. I eksemplet ville 30 markeringen således ske ved elementerne 1 og 3 i vektoren.

Derpå er formålet at definere yderligere forbindelser, som de allerede markerede forbundne stationer måtte have. Den følgende station, hvorpå der skal markeres, bestemmes derfor på basis af vektorens indhold, mens matricen tjener som referencedatatabel. I eksemplet søges der 35 derfor efter yderligere forbindelser til station 3. Som vist i matricen har 3 forbindelse til 1 og 5, så elementet 5 mærkes i vektoren som ny forbi ndel sesoplysn i ng.

Markering af følgende yderligere forbindelser fortsættes som be-

DK 166186 B

17 skrevet ovenfor. I eksemplet markeres der således for basisstation nr.

5. Som vist i matricen har den forbindelse til station 3, og der indføres derfor ikke nye forbindelsesdata i vektoren.

På dette tidspunkt kan det ud fra vektorens indhold konkluderes, at 5 der ikke findes flere ubehandlede forbindelsesstationer. Det betyder, at det isolerede område er blevet fastlagt. I eksemplet dannes dette område i overensstemmelse med vektorelementmarkeringerne af stationerne 1, 3 og 5.

På den anden side kan det også ses fra vektoren, at ikke alle ba-10 sisstationer er blevet behandlet på dette tidspunkt (elementerne 2, 4 og 6 er ikke markeret), så søgningen må fortsættes. Søgningen efter det næste isolerede område kan i princippet startes fra enhver ikke markeret basisstation. I eksemplet er den første ikke-markerede station nr. 2. På samme måde som ved afsøgningen af det første område viser matricen 4 og 15 6 som forbindelsesstationer, så de markeres i vektoren.

På den anden side er situationen nu således, at der ikke findes flere ubehandlede stationer i vektoren ifølge eksemplet, således at der ikke behøver findes yderligere forbindelser. Det kan anføres, at det andet isolerede område dannes af stationerne 2, 4 og 6.

20 Som eksempel udføres definitionen af isolerede områder som be skrevet ovenfor for et sammenhængende område.

Stationernes geografiske placeringer kunne være som vist i fig. 8b.

Den tilsvarende matrix er: 25 ! 1 2 3 4 5 6 11-01000 2 10-0101 3 110-110 4 10 11-01 30 5 10 0 1 0 -0 6 10 10 10-

Afsøgningen startes igen fra station 1, hvis forbindende station ifølge matricen er 3. Den eneste mulighed for at finde yderligere for-35 bindeiser er nu station 3, der ifølge matricen har forbindelse til stationerne 1, 4 og 5. Ifølge vektormarkeringerne er station nr. 1 allerede behandlet, så der søges efter yderligere forbindelser til stationerne 4 og 5. Først behandles f.eks. nr. 4, der har forbindelse til stationerne

DK 166186B

18 2, 3 og 6 ifølge matricen. Det bemærkes nu, at vektoren ikke har flere frie elementer, så søgningen kan afsluttes.

Det endelige resultat er, at alle stationerne 1-6 danner et isoleret område, som kan synkroniseres i sin helhed.

5 De ovenfor viste eksempler viser også tydeligt, hvorfor definitio nen af isolerede områder er nødvendig, og hvorfor de må synkroniseres separat.

Fastlæggelsen af isolerede områder udføres af søgenetværksenheden, hver gang netværkets status er ændret i løbet af perioden mellem synkro-10 niseringerne (ændring i konfiguration, en station udé af drift osv.). .

Behovet er klart, hvis man forestiller sig, at basisstationen 4 i det sidste eksempel er ude af drift eller helt fjernet fra systemet. I dette tilfælde vil systemet derpå omfatte to isolerede områder i stedet for en helhed. Det kan endvidere anføres, at omend søgningen efter sådanne om-15 råder er baseret på studiet efter yderligere forbindelser, så finder den ikke i sig selv den mest optimale vej for udføring af synkroniseringen.

Valget af starteren træffes således.

Når alle isolerede områder i et netværk er blevet fastlagt, er det nødvendigt at udpege en starter for hvert område til at starte synkroni-20 seringsforløbet, kriteriet for valg af en starter ved søgenetværksenheden er at træffe det, således at synkronisering af et isoleret område kræver så få synkroniseringsrunder som muligt.

Det kan fra det første ovenfor viste eksempel umiddelbart ses, at for et isoleret område dannet af stationerne 1, 3 og 5 er en foretrukken 25 starter hverken 1 eller 5, idet synkroniseringen kun ville skride frem med en station ad gangen i et serielt forløb. Hele området kan imidlertid synkroniseres med en enkelt synkroniseringsrunde, hvis starteren er nr. 3, der har forbindelse til både 1 og 5.

En matrix ifølge eksemplet kan oparbejdes til en træagtig figur med 30 forgreninger, der repræsenterer synkroniseringsmeddelelser.

For eksempel 11 2 3 4 5 6 11-01000 2 10-0101 35 3 11 0 - 1 1 0 4 1 0 1 1 - '0 1 5 10 0 10-0 6 1 0 1 0 1 0 -

DK 166186B

19

Konfigurationen ifølge eksemplet kan tildeles forskellige grensystemer afhængigt af ønsket synkroniseringsvej. Opgaven for søgenet-værksenheden er simpelthen at fastlægge et grensystem, der er mest muligt forgrenet, hvor antallet af efter hinanden følgende grene er mi-5 nimeret. I eksemplet foretrækkes konfigurationen ifølge fig. 8c over den fra fig. 8d, idet synkroniseringen med den kan udføres i kun to runder 1: 3-4, 3-1, 3-5, 2.: 4-2, 4-6.

Den optimale synkroniseringsvej findes som følger:

Station 1 markeres med de stationer den har forbindelse til. Dette 10 er første synkroniseringsrunde. Disse allerede synkroniserede stationer (niveau 2) markeres derpå efter tur med stationer, de har forbindelse til på lignende måde. Dette er den anden synkroniseringsrunde. Markeringen fortsættes på denne måde fra niveau til niveau, indtil hele det isolerede område er behandlet. Antallet af runder, der kræves til at syn-15 kronisere netværket, hvis starteren er station 1, huskes derefter. Hele den ovenfor beskrevne markeringsproces gentages for hver station i områ det. Den starter, som vælges, er naturligt den station, for hvilken antallet af synkroniseringsrunder er mindst.

En synkroniseringsvej er allerede niveaumæssigt bestemt ved valget 20 af starter som beskrevet ovenfor. I første runde tjener kun starteren som sender. I næste runde alle, som har forbindelse til starteren. Generelt stiger antallet af sendestationer eftersom synkroniseringen skrider frem. Situationer, hvor en station modtager fra to samtidigt sendende stationer, er også mulige. Den herved udsendte information vil imidler-25 tid være nøjagtigt sammenfaldende, idet meddelelsens indhold er sammenkædet med sendetidspunktet.

For eksempel henvises der til netværkskonfigurationen i fig. 8e, idet der gås ud fra, at resten af netværkskonfigurationen er således, at synkroniseringsvejen kun skrider frem via station nr. 5.

30 Efter stationerne 2 og 3 er synkroniseret sender de samtidig en meddelelse, og nr. 1 vil derfor modtage dem begge. For at give en forstyrrelse i nr. 1 skal faseforskellen mellem meddelelserne være mindst 488 με, og intensiteterne skal være ens inden for et område af 3dB. Denne situation er i praksis umulig på grund af afstanden (3 dB = 1,4 km = 35 4,7 με; 488 με = 146 km = 43 dB). I søgenetværksenhedens interne synkroniseringsplan vælges i en sådan situation som faktisk synkroniseringsenhed den, hvis geografiske afstand til den, som skal synkroniseres, er mindst, således at det med størst sandsynlighed svarer til den praktiske

DK 166186B

20 situation. Til den station, som synkroniseres, oplyses dette som afstandsinformationen, der føres igennem netværket.

Efter planen er udarbejdet så vidt, oplyses hver station om den kronologiske tid (med en 1/16 sekund opløsning) for modtagelsen af den 5 til den pågældende station beregnede radiosynkroniseringsmeddelelse. Tiden bestemmes på basis af ordenstallet for synkroniseringsrunden, det vil sige niveauet (8/16 sekund pr. runde). Endvidere angives den nævnte afstandsinformation med henblik på kompensation for forsinkelsen.

Den følgende beskrivelse vedrører en fremgangsmåde i et synkronise-10 ret netværk til at sikre synkron udsendelse af søgeinformation uanset den praktiske konfiguration af sendenetværket.

Når netværket i de isolerede områder er synkroniseret, betyder dette i praksis, at netværket kører nøjagtigt efter starterens tid. Starterens tid svarer imidlertid kun til søgenetværksenhedens tid inden for en 15 nøjagtighed af nogle sekunder på basis af den udsendte tidsmeddelelse som anført ovenfor. Dette aspekt må tages i betragtning, når der udsendes egentlige søgemeddelelser, for at sikre at alle stationer samtidigt udsender samme opkald.

Søgenetværksenheden vil i nogen grad ophobe de heri modtagne opkald 20 fra terminalen for at give basisstationerne længere samlede radiosendeperioder. Ophobningen er imidlertid således, at den i en mulig fuldlast-situation ikke vil forsinke udsendelsen af opkald. Mens den til basisstationerne sender en meddelelse med opkald, udarbejder søgenetværksenheden samtidigt en plan over på hvilket nøjagtigt tidspunkt, opkaldene 25 sendes på en radiokanal. For det første skal det med en vis sikkerhedsmargin observeres, at meddelelsen med sikkerhed har nået alle basisstationer. Til denne tid tillægges der en vis yderligere sikkerhedsmargin for at kompensere for mulige forskelle i de kronologiske tider mellem søgenetværksenheden og basisstationerne. Det endelige tidspunkt for ra-30 di oudsendelsen findes derpå ved at lægge denne beregnede tid til den faktiske tid for søgenetværksenhedens eget ur. Dette sendeøjeblik indikeres i en opkaldsmeddelelse inden for en opløsning af 1/16 sekund. Søgenetværksenheden beregner derpå det tidspunkt eller det øjeblik, hvor disse opkald er udsendt, når startøjeblikket er nøjagtigt som indikeret 35 i opkaldsmeddelelsen.

Under planlægningen af sendetidspunkterne for de følgende opkald foretages de nævnte beregninger i henhold hertil, og resultatet sammenlignes med sluttidspunktet for den på det tidspunkt igangværende udsen-

DK 166186B

21 delse. Hvis de nye opkald skønnes klar til at udsendes før afslutningen af udsendelsen af de forudgående opkald, (sendenetværket er hurtigere i sin kommunikationskapacitet) indikeres afslutningstidspunktet for de forudgående opkald som tidspunkt for udsendelsen, som således fortsætter 5 uden ophold. Et nyt slutøjeblik beregnes også i henhold hertil. Hvis det imidlertid findes, at samtlige opkald ikke med sikkerhed har nået alle basisstationer før afslutningen af radioudsendelsen af de forudgående -således at der kan være et ophold i radioudsendelsen - forberedes indledningen af en ny radiosendecyklus ved i netværksmeddelelsen at udsende 10 en ordre til at sende en 576 bit præambel før udsendelsen af opkaldene, hvilken præambel er fastlagt af en POCSAG-standard. Starttidspunktet for radioudsendelsen bestemmes da eksplicit som det beregnede. Tiden, som præamblen tager (18/16 sekund), tages også i betragtning under beregning af det nye sluttidspunkt for udsendelse.

15 Den nævnte fremgangsmåde sætter søgenetværksenheden PNU lettere i stand til at tilvejebringe synkroniseringsrelateret information, mens en radioudsendelse af opkald stadig er igang fra en basisstation, idet PNU'en kender den helt nøjagtige status på det tidspunkt i basisstationen. Dette sikrer den fordel, at den tid, der bruges til at udsende 20 synkroniseringsordrer i datatransmissionsnetværket, ikke reducerer systemets opkalds i nformati onssendekapacitet.

I det følgende studeres problemer vedrørende synkroniseringen og opretholdelsen heraf.

De fundamentale problemer ved synkronisering er tilstrækkelig nøj-25 agtig udførelse heraf og opretholdelse af synkroniseringsfunktionen. I betragtning af det ovenfor forklarede er grundlaget for studiet af disse problemer, at datatransmissionsnetværket i sig selv ikke bevirker synkronisering, og i dette studium rettes opmærksomheden mod, hvad der sker, når synkroniseringsinformationen forlader en sendestedssnitflade 30 TSI, og endvidere studeres status eller den situation, der hersker i et således synkroniseret netværk.

En praktisk radiosender og synkroniserende modtager har følgende specifikationer: - for opretholdelse af synkronisering kan radioudstyret forsyne en 35 sendestedssnitflade med et kronologisk signal med en frekvens på 6,4 MHz, hvis samlede nøjagtighed er +/- 0,3 ppm. Klokkesignalet divideres med fire inden i sendestedssnitfladen, idet den derved opnåede grund-klokkefrekvens da er 1,6 MHz. Dette betyder igen, at den grund!æggende

DK 166186B

22 synkroniseringsopløsning ved en sendestedssnitflade er 625 nanosekunder. Sendeklokkefrekvensen for 512 baudtransmission er tilvejebragt ved en programmerbar divisionsenhed ud fra 1,6 MHz klokken. Den grundlæggende divisionskonstant er da 3125.

5 - et datasignal, som forlader sendestedssnitfladen TSI, bliver igennem et radiosendeudstyr som målt ved antennen forsinket med en vis konstant tid med en usikkerhed på +/- 40 jlis.

- et indgangsdatasignal ved en sendestedssnitflade forsinkes i en synkroniseringsmodtager i henhold til en måling fra det på antennen mod-10 tagne signal med et vist konstant tidsrum med en usikkerhed på +/- 40 MS.

Problemet belyses nedenfor ud fra et praktisk beregningseksempel under henvisning til fig. 5.

15 Betegnelser: synkroniserende sender: TCa sender, der skal synkroniseres: TCb sender, der skal synkroniseres: TCc 20 nominel forsinkelse i senderen (radioudstyr): ts nominel forsinkelse i synkroniseringsmodtager: tr

Respektive betegnelser: 25 Usikkerhed på forsinkelse i sender TCa: tap (+/- 40 με max)

Usikkerhed på forsinkelse i sender TCb: tbp ( - 11 - )

Usikkerhed på forsinkelse i sender TCc: tcp ( - " - )

Usikkerhed på forsinkelse i modtager TCa: taq (+/- 40 με max) 30 Usikkerhed på forsinkelse i modtager TCb: tbq ( - " - )

Usikkerhed på forsinkelse i modtager TCc: tcq ( - " )

Den nominelle afstandsbetingede udbredelsestid mellem stationerne er tn ® 100 με ved 30 km. Da afstandene i praksis varierer mellem 20 -35 40 km, vil variationen i udbredelsesforsinkelse tbd eller tcd fdr hhv.

TCb og TCc på grund af de forskellige synkroniseringsafstande være maksimalt ± 33 με, for såvidt udbredelseskompenseringen foretages på basis af denne nominelle afstand i stedet for den faktiske afstand som beskre-

DK 166186B

23 vet ovenfor.

Den totale forsinkelse af en synkroniseringsmeddelelse bliver (TCa synkroniserer TCb og TCc): 5 data modtaget i TCb: (ts + tap) + (tn + tbd) + (tr + tbq) data modtaget i TCc: (ts + tap) + (tn + tcd) + (tr + tcq)

Hvis synkroniseringen alene baseres på korrektioner i henhold til de nominelle tider, vil synkroniseringsfejlene være: 10 TCb: tap + tbd + tbq TCc: tap + tcd + tcq

De ved transmissionen skabte forsinkelser er umiddelbart efter 15 synkroniseringen: TCa: (ts + tap) TCb: (tap + tbd + tbq) + (ts + tbp) TCc: (tap + tcd + tcq) + (ts + tcp) 20

Hvis abonnentmodtagerne findes i det overlappede modtageområde, som er dækket af både TCa og TCb, vil faseforskellen være: ts + tap - tap - tbd - tbq - ts - tbp = -(tbp + tbq) - tbd = 25 113 /*$ max.

Hvis modtagerne på den anden side findes i det overlapningsområde, som dækkes både af TCb og TCc, ville faseforskellen være: 30 tap + tbd + tbq + ts + tbp » tap - tcd - tcq - ts - tcp - (tbp + tbq) - (tcp + tcq) + tbd - tcd = 226 /is max.

De viste beregningseksempler viser, at fejlene umiddelbart efter synkroniseringen er relativt betydelige, hvorved, idet klokkerne samti- 35 dig akkumulerer tidsforskydning, behovet for synkronisering er tilsvarende mere påtrængende. Dette reducerer igen opkaldstransmissionskapaciteten i et netværk.

De ovenfor angivne synkroniseringsproblemer kan identificereres og

DK 166186B

24 løses som følger: a. En radiosender/modtagerstation må have sådanne egenskaber, at modtageren kan modtage signalet fra stationens egen radioudsender. På denne måde kan sendestedssnitfladeenheden måle den samlede forsi nkelses-5 afvigelse i sender og modtager i forbindelse med synkroniseringen. Under normal drift anvendes dette målte resultat til at forudkorrigere fasen for data, som går igennem radiosenderen, så den er forskudt på en sådan måde, at det i opkaldsmodtageren indkomne signal modtages i korrekt fase. Det skal bemærkes, at omkostningerne til udrustning for denne løs-10 ning er ubetydelige.

I forbindelse med systemkonfigurationen tilvejebringes de tidligere beskrevne forbindelses- og afstandsinformationer, eftersom hver TSI præsenteres. Med denne procedure kan tbd og tcd fejlfaktorerne reduceres betydeligt i forhold til de i beregningseksemplet anførte.

15 Som resultat af den kombinerede virkning af de ovennævnte korrektioner falder fasefejlen umiddelbart efter synkroniseringen også i praksis ned til i hvert fald ca. +/- 20 /js, idet den resterende tid, der er til rådighed for akkumulering af tidsforskydning, er +/- 219 /js. Udtrykt som synkroniseringsinterval betyder dette ca. 12 minutter med den oven-20 for anførte klokkestabilitetsspecifikation.

Dette tilfælde kan yderligere illustreres med et praktisk beregningseksempel :

Den valgte synkroniseringsrute er f.eks.: TCa synkroniserer TCb og TCb igen TCc, hvilken situation igen er lidt vanskeligere end det tidli-25 gere eksempel.

TCa's synkronisering af TCb bevirker forsinkelser: (ts + tap) + (tn + tbd) + (tr + tbg) 30 Som forklaret ovenfor i forbindelse med synkroniseringsproceduren udfører TCb (trin 4 i udsendelsen) en korrektion: - (tn + tbd) - (tr + tbg) - (ts + tbp) 35 Der er i en dataledning fra en sendestedssnitflade til et radioud styr således en samlet fasefejl: (ts + tap) - (ts + tbp)

DK 166186B

25 På samme måde er der, når TCb synkroniserer TCc, forsinkelserne: (ts + tap) - (ts + tbp) + (ts + tbp) + (tn + tdd) + (tr + tcq) 5 = (ts + tap) + (tn + tdd) + (tr + tcq)

Korrektion af dette bevirker: (ts + tap) - (ts + tcp) 10

Umiddelbart efter synkroniseringen er forsinkelserne ved udgang fra antennerne således: TCa: (ts + tap) 15 TCb: (ts + tap) - (ts + tbp) + (ts + tbp) = (ts + tap) TCc: (ts + tap) - (ts + tcp) + (ts + tcp) = (ts + tap)

Forsinkelsen i starterens sender forbliver således i systemet som en basis, men den er uden betydning for abonnentmodtageren, idet den er 20 ens for alle stationer. På den anden side kan det bemærkes, at forsinkelserne i senderne og modtagerne i basisstationerne ikke behøver kunne måles særskilt.

I denne forbindelse henvises der til eksemplet i fig. 6, idet det antages, at faseforskellen mellem et udsendt og et modtaget signal under 25 stationens egen udsendelse kan måles til 517 με. Fra de givne udgangsdata er en udbredelsesforsinkelse på 49 με blevet beregnet. Fasen af datasignalet til senderen Tx fremrykkes med den totale forsinkelse på 566 με, før signalet føres til punktet T.

Claims (4)

1. Fremgangsmåde til synkronisering af radiosendere i et lokalt, f.eks. et landsdækkende personsøgernetværk, hvilket personsøgernetværk 5 er forbundet til det offentlige telefonnet og hvor følgende indgår i overføringsforløbet for søgemeddelelser: - en søgenetværksenhed (PNU) udrustet med midler til at modtage, behandle og sende meddelelser i digital form samt midler til manuel indkodning af netværksrelaterede parametre, 10. sendestedssnitflader (TSI), som har datakommunikationsforbindelse til søgenetværksenheden (PNU) og har midler til at modtage, behandle og sende meddelelser i digital form, - basisstationsradiosender/modtagere (Tx, Rx), hvis sendere (Tx) under kontrol af den ovennævnte enhed hhv. de ovennævnte snitflader, ud- 15 sender radiosignaler beregnet såvel for søgeopkald som for synkronisering af de basisstationer, der dækker et fælles overlapningsområde, KENDETEGNET ved, at synkroniseringsfremgangsmåden omfatter følgende foranstaltninger: a) anvendelse af en søgenetværksenhed (PNU), som er fælles for 20 basisstationerne til at opstille en synkroniseringsplan indeholdende bestemmelsen af en synkroniseringssekvens, valg af en basisstation til at starte synkroniseringen, bestemmelsen af en sekvensrelateret identifikation for hver basisstation, og 25 bestemmelsen af afstandene mellem basisstationerne langs de ruter, som radiosignalerne til synkronisering må forventes at følge ved den planlagte synkroniseringssekvens, b) anvendelse af en søgenetværksenhed (PNU), som er fælles for basisstationerne, til at sende en synkroniseringsordre til sendesteds- 30 snitflader (TSI) gennem et datatransmissionsnetværk, hvilken ordre i henhold til synkroniseringsplanen indeholder information om hvorvidt den station, der modtager ordren, skal starte synkroniseringen eller ej, en sekvensrelateret identifikation, på basis af hvilken en station, 35 der skal synkroniseres, kun accepterer et synkroniseringssignal, som er modtaget ad den tilsigtede rute, og information om udbredelsesforsinkelsen for synkroniseringssignalet, c) udsendelse af et synkroniseringssignal fra en sender (Tx) i en DK 166186B 27 basisstation, der er valgt som starter af synkroniseringen i henhold til synkron i seri ngsordren, d) modtagelse af synkroniseringssignalet i modtagerne (Rx) i de basisstationer, som ligger inden for modtageområdet, og sammenligningen 5 af identifikationsinformationen i det modtagne signal med den sekvensrelaterede identifikationsinformation, der er givet i synkroniseringsordren, e) synkronisering af klokken/signalsenderen i en modtagende basisstation efter synkroniseringssignalet, hvis sammenligningen viser, at 10 det modtagne synkroniseringssignal er beregnet til synkronisering af den modtagende basisstation, f) frakoblingen af senderen i en basisstation, der er udpeget som starter, og tilkoblingen af senderne i de netop synkroniserede basisstationer for at udsende synkroniseringssignalet i en efterfølgende synkro- 15 ni seringsrunde, g) synkronisering af basisstationer, som skal synkroniseres under den efterfølgende runde i henhold til punkterne d) og e) med den tilføjelse, at en synkroniserende basisstations egen modtager modtager et signal udsendt af selvsamme station, og før udsendelsen af den egentlige 20 synkroniseringsmeddelelse korrigerer fasen af det signal, som skal sendes ud, det vil sige, forskyder det fremad i tid i en sådan udstrækning, at det svarer til summen af de forsinkelser, der opstår i senderen og modtageren og den i synkroniseringsordren oplyste udbredelsesforsinkelse, 25 h) gennemførelsen af det nødvendige antal synkroniseringsrunder, indtil de sidste basisstationer har sendt et synkroniseringssignal, som ikke længere modtages af yderligere basisstationer, men hvis eneste funktion er at korrigere fasen af klokken/signalsenderen i den selvsamme station for at kompensere for udbredelsesforsinkelsen og den i sender/- 30 modtager frembragte forsinkelse.

2. Fremgangsmåde til synkronisering ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at søgenetværksenheden (PNU) anvendes til at opstille en synkroniseringsplan omfattende fastlæggelsen af synkroniseringsrækkefølgen for ba- 35 sisstationerne på basis af stationernes placeringer på en sådan måde, at antallet af runder, der kræves til synkronisering, er lavest muligt, det vil sige, at det gennemsnitlige antal af basisstationer, som synkroniseres samtidigt og parallelt, under hver synkroniseringssekvens, er så DK 166186B 28 stort som mulig.

3. Fremgangsmåde til synkronisering ifølge krav 1 eller 2, KENDETEGNET ved, at søgenetværksenheden (PNU) bestemmer det tidspunkt, hvor 5 opkaldsi nformation skal udsendes af radiosenderne, idet synkronismen af udsendelserne er uafhængig af strukturen og egenskaberne i et digitalt datatransmissionsnetværk. V

4. Fremgangsmåde til synkronisering ifølge krav 1, 2 eller 3, KEN-10 DETEGNET ved, at den sekvensrelaterede identifikation er det tidspunkt, hvor synkroniseringsforløbet skal startes, som, hvad angår den basisstation, der er udpeget som starter, er det tidspunkt, hvor startstationen udsender en synkroniseringsmeddelelse, og i tilfældet for de øvrige basisstationer er det tidspunkt, hvor de skal lytte efter en synkronise-15 ringsmeddelelse. 20 25