PL175023B1 - Sposób i urządzenie do przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową - Google Patents

Abstract

1. Sposób przylaczania odleglych stacji abonen- ckich w radiotelefonicznym systemie lacznosci za- wierajacym stacje bazowa, w którym sygnaly lacznosci ze stacji bazowej odbiera sie i nadaje przez antene kazdej stacji abonenckiej dolaczona poprzez przelacznik nadawanie-odbiór, szerokopasmowy wzmacniacza mocy i przetwornik do modemów, z których kazdy pracuje na dowolnej jednej z wielu cze- stotliwosci, które odpowiadaja poszczególnym kanalom lacznosci, znamienny tym, ze synchronizuje sie, z obwodu bezposredniej cyfrowej syntezy czestot- liwosci (450) dolaczonego do przetwornika (600), który synchronizuje takze odlegle stacje abonenckie, wielokrotne stacje abonenckie ze stacja bazowa wy- korzystujac parametry uzyskane ze stacji bazowej na- dane przez jeden kanal i odebrane przez jeden z modemów (400), nastepnie rozdziela sie parametry synchronizacji do modemów (400) oraz przydziela sie aktywne kanaly lacznosci do aktywnych modemów (400) przed przydzielaniem aktywnych kanalów lacznosci do nieaktywnych kanalów (400). FIG 1 PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób i urządzenie do przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową.

System radiotelefoniczny zawierający stację bazową do obsługi odległych stacji abonenckich jest ujawniony w opisie patentowym USA nr 5 119 375. W systemie tym każda stacja abonencka była wyposażona w odbiornik radiowy, któremu stacja bazowa może nakazać dostrojenie się do określonego kanału i zastosowanie określonego przedziału czasu na czas trwania danej rozmowy. Stosowana jest transmisja kanałem radiowym z multipleksowaniem z podziałem czasu (TDM) ze stacji bazowej do stacji abonenckich i transmisję z dostępem wielokrotnym z podziałem czasu (TDMA) z pojedynczych stacji abonenckich do stacji bazowej. Podział czasu każdego kanału radiowego na przedziały czasu i kompresja sygnałów mowy umożliwiają każdemu kanałowi częstotliwości radiowej obsługę pewnej liczby ścieżek głosowych równą liczbie przedziałów czasu. Analogowe sygnały głosu do i z publicznej połączonej sieci telefonicznej sąnaj175 023 pierw przetwarzane na próbki cyfrowe z kompansją sygnału i z częstotliwościową modulacją kodowo-impulsową64 kbps. Przed transmisjąkanałem radiowym próbki cyfrowe poddawane są kompresji głosu, aby zmniejszyć szybkość przekazywania informacji głosu z 64 kbps do 14,6 kbps za pomocą resztkowego wzbudzonego liniowego kodowania predykcyjnego (RELP). Koderowi-dekoderowi głosu i modemowi należy przypisać określoną częstotliwość i przedział czasu na czas trwania rozmowy telefonicznej.

Znany system radiotelefoniczny działa w sposób wysoce zadowalający umożliwiając zastosowanie usług telefonicznych szczególnie w obszarach, w których łączność przewodowa jest niepraktyczna, ale nieprzewidziany wzrost takich usług telefonicznych powodował sytuacje, w których kilka stacji abonenckich leżało blisko siebie. Początkowe wysiłki obniżenia kosztu obsługi grupy leżących blisko siebie stacji abonenckich liczonego najednąlinię skupiały się na scaleniu instalacji i kosztów konserwacji pojedynczych stacji abonenckich przez dzielenie wspólnego wyposażenia, takiego jak obudowa, dostarczanie zasilania, wzmacniacz mocy częstotliwości radiowej i antena. Tak więc w grupie leżących blisko siebie stacji abonenckich, z których każda mogła mieć dostęp do kanału częstotliwości radiowej, można było stosować pojedynczy wzmacniacz mocy częstotliwości radiowej obsługujący grupę stacji abonenckich. Mimo tych wysiłków każda linia abonencka musiała mieć własny modem i radiowy nadajnik-odbiomik. Sygnały wyjściowe poszczególnych nadajników-odbiomików doprowadzono do wspólnego wzmacniacza mocy częstotliwości radiowych, który musiał być zaprojektowany do obsługi mocy maksymalnej równej sumie mocy wszystkich nadajników-odbiomików w grupie sąsiednich stacji abonenckich, które mogły być jednocześnie aktywne w tym samym przedziale czasu.

Istotą sposobu przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, według wynalazku, w którym sygnały łączności ze stacji bazowej odbiera się i nadaje przez antenę każdej stacji abonenckiej dołączoną poprzez przełącznik nadawanie-odbiór, szerokopasmowy wzmacniacza mocy i przetwornik do modemów, z których każdy pracuje na dowolnej jednej z wielu częstotliwości, które odpowiadają poszczególnym kanałom łączności, jest to, że synchronizuje się, z obwodu bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości dołączonego do przetwornika, który synchronizuje także odległe stacje abonenckie, wielokrotne stacje abonenckie ze stacją bazową wykorzystując parametry uzyskane ze stacji bazowej nadane przez jeden kanał i odebrane przez jeden z modemów, następnie rozdziela się parametry synchronizacji do modemów oraz przydziela się aktywne kanały łączności do aktywnych modemów przed przydzielaniem aktywnych kanałów łączności do nieaktywnych kanałów.

Istotą odmiany sposobu przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, według wynalazku, w którym dla łączności ze stacją bazową wykorzystuje się podział czasu definiowany przez zestaw powtarzających się przedziałów czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności w radiowych kanałach łączności pomiędzy wielokrotnymi stacjami abonenckimi i stacjąbazową, zaś sygnały łączności odbiera się i nadaje przez antenę każdej wielokrotnej stacji abonenckiej dołączoną poprzez przełącznik nadawanie-odbiór, szerokopasmowy wzmacniacz mocy i przetwornik do modemów, z których każdy obsługuje połączenia telefoniczne w kolejnych przedziałach czasu, przy czym odebrane sygnały łączności z modemów wprowadza się do linii abonenckich wielokrotnych stacji abonenckich, jest to, że ustala się, w sterowniku dołączonym do przetwornika, który z modemówjest aktywny i ma nieobciążone przedziały czasu, oraz przydziela się do nieobciążonych przedziałów czasu w grupie modemów uprzywilejowane wartości znamionowe poprzez ustalenie, które przedziały czasu są wykorzystywane dalej więcej niż jeden modem, który z modemów ma przyległe przedziały czasu dostępne do obsługi połączenia oraz, czy modem ma przedział czasu dostępny do obsługi synchronizacji, po czym ustala się w sterowniku, który z przedziałów czasu ma najwyższą uprzywilejowaną wartość znamionową i przydziela się przedział czasu odpowiadający najwyższej ustalonej uprzywilejowanej wartości znamionowej dla następnego połączenia telefonicznego.

175 023

Korzystnie w sposobie według wynalazku, w trakcie przydzielania uprzywilejowanych wartości znamionowych, przydziela się przez sterownik najwyższy priorytet dla przedziału czasu na podstawie informacji o dostępności aktywnego modemu, braku dostępności przedziału czasu dla synchronizacji, uprzywilejowanej wartości znamionowej, która pozostawia przyległe przedziały czasu dostępne dla połączeń realizowanych z kwadraturowym kluczowaniem z przesuwem fazy (QPSK), i braku wzrostu liczby modemów wykorzystujących przedział czasu poza zadaną z góry wartością graniczną.

Następnie przydziela się przez sterownik drugi najwyższy priorytet dla przedziału czasu na podstawie informacji o dostępności aktywnego modemu, dostępności przyległych przedziałów czasu dla połączeń QPSK i braku wzrostu liczby modemów wykorzystujących przedział czasu poza zadaną z góry wartością graniczną, przydziela się przez sterownik trzeci najwyższy priorytet dla przedziału czasu, który jest dostępny w aktywnym modemie i pozostawia przyległe przedziały czasu dostępne dla połączeń QPSK, oraz przydziela się przez sterownik czwarty najwyższy priorytet dla przedziału czasu, który jest dostępny w aktywnym modemie.

Istotą urządzenia do przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, według wynalazku, w którym dla łączności ze stacją bazową wykorzystuje się podział czasu definiowany przez zestaw powtarzających się przedziałów czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności w wielu radiowych kanałach łączności, zaś sygnały łączności odbiera się i nadaje przez każdąstację abonencką, przy czym każda stacja abonencka zawiera antenę dołączoną do przełącznika nadawanie-odbiór, przełącznik jest dołączony do szerokopasmowego wzmacniacza mocy zaś wzmacniacz jest dołączony do przetwornika, jest to, że zawiera dołączoną do przetwornika grupę modemów o zmiennych częstotliwościach, dla obsługi dwukierunkowej łączności, przy czym te modemy są dołączone do pierwszej magistrali mowy przesyłającej sygnały z modulacją kodowo-impulsową(PCM), pierwszej magistrali sygnałowej i szyny procesora sterującego oraz poddają syntezie cyfrowej wiele częstotliwości, z których każda odpowiada wybranemu kanałowi łączności, sterownik węzła, który jest dołączony do pierwszej magistrali mowy PCM, pierwszej magistrali sygnałowej i szyny procesora sterującego orazjest następnie dołączony do drugiej magistrali mowy PCM, drugiej magistrali sygnałowej i szyny obwodu sterowania linii, przy czym sterownik węzła stanowi obwód przydzielania kanałów łączności kolejnym przedziałom czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności pomiędzy stacją bazową i liniami abonenckimi, oraz zawiera grupę obwodów linii dołączających wielokrotne stacje abonenckie do linii abonenckich, która jest dołączona do drugiej magistrali mowy PCM, drugiej magistrali sygnałowej i szyny obwodu sterowania linii.

Istotą odmiany urządzenia do przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, według wynalazku, w którym dla łączności ze stacją bazową wykorzystuje się podział czasu definiowany przez zestaw powtarzających się przedziałów czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności w wielu radiowych kanałach łączności, zaś sygnały łączności odbiera się i nadaje przez każdąstację abonencką, przy czym każda stacja abonencka zawiera antenę dołączoną do przełącznika nadawanie-odbiór, przełącznik jest dołączony do szerokopasmowego wzmacniacza mocy zaś wzmacniacz jest dołączony do przetwornika, jest to, że zawiera dołączoną do przetwornika grupę modemów o zmiennych częstotliwościach dla obsługi dwukierunkowej łączności, przy czym te modemy są dołączone do pierwszej magistrali mowy PCM, pierwszej magistrali sygnałowej i szyny procesora sterującego oraz poddają syntezie cyfrowej wiele częstotliwości, z których każda odpowiada wybranemu kanałowi łączności, wymiennik przedziałów czasu, który jest dołączony do pierwszej magistrali mowy PCM i następnie do drugiej magistrali mowy PCM, oraz do pierwszej magistrali sygnałowej i następnie do drugiej magistrali sygnałowej oraz procesor sterujący, który jest dołączony do szyny procesora sterującego i następnie do szyny obwodu sterowania linii. Wymiennik przedziałów czasu stanowi obwód przydzielania aktywnych przedziałów czasu modemowi aktywnemu pierwszemu wykorzystującemu zdolność przepustową kanału aktywnego modemu przed przydzieleniem innych aktywnych przedziałów czasu modemom nieaktywnym zaś modemy nieaktywne sąw stanie wyłączenia aż do przydzielenia aktywnego przedziału czasu

175 023 przez wymiennik przedziałów czasu. Urządzenie zawiera także grupę obwodów linii dołączających wielokrotne stacje abonenckie do linii abonenckich, która jest dołączona do drugiej magistrali mowy PCM, drugiej magistrali sygnałowej i szyny obwodu sterowania linii.

Istotą kolejnej odmiany urządzenia do przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, według wynalazku, w którym dla łączności ze stacją bazową wykorzystuje się podział czasu definiowany przez zestaw powtarzających się przedziałów czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności w wielu radiowych kanałach łączności, zaś sygnały łączności odbiera się i nadaje przez każdą stację abonencką, przy czym każda stacja abonencka zawiera antenę dołączoną do przełącznika nadawanie-odbiór, przełącznik jest dołączony do szerokopasmowego wzmacniacza mocy zaś wzmacniacz jest dołączony do przetwornika, jest to, że zawiera dołączoną do przetwornika grupę modemów o zmiennych częstotliwościach, dla obsługi dwukierunkowej łączności, przy czym te modemy są dołączone do pierwszej magistrali mowy PCM, pierwszej magistrali sygnałowej i szyny procesora sterującego oraz poddają syntezie cyfrowej wiele częstotliwości, z których każda odpowiada wybranemu kanałowi łączności, wymiennik przedziałów czasu, który jest dołączony do pierwszej magistrali mowy PCM i następnie do drugiej magistrali mowy PCM, oraz do pierwszej magistrali sygnałowej i następnie do drugiej magistrali sygnałowej, procesor sterujący, który jest dołączony do szyny procesora sterującego i następnie do szyny obwodu sterowania linii. Wymiennik przedziałów czasu stanowi obwód przydzielania aktywnych przedziałów czasu modemowi aktywnemu pierwszemu wykorzystującemu zdolność przepustową kanału aktywnego modemu przed przydzieleniem innych aktywnych przedziałów czasu modemom nieaktywnym zaś modemy nieaktywne sąw stanie wyłączenia aż do przydzielenia aktywnego przedziału czasu przez wymiennik przedziałów czasu. Procesor sterujący dołączony do szyny procesora sterującego jest następnie dołączony do szyny procesora sygnału cyfrowego pasma podstawowego' w każdym z modemów, szyna procesora sygnału cyfrowego pasma podstawowego jest dołączona do procesora sygnału cyfrowego pasma podstawowego, procesor sygnału cyfrowego pasma podstawowego jest dołączony do pierwszej magistrali mowy PCM, szyna procesora sygnału cyfrowego pasma podstawowego jest dołączona do szyny procesora sygnału cyfrowego modemu, szyna procesora sygnału cyfrowego modemu jest dołączona do procesorai sygnału cyfrowego modemu, procesor sygnału cyfrowego modemu jest dołączony do pierwszej magistrali sygnałowej zaś procesor sygnału cyfrowego modemu jest dołączony do obwodu bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości. Obwód bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości stanowi dowód synchronizacji modemów ze stacją bazową i polecania modemom przeszukiwania kanałów w celu zlokalizowania kanału sterowania radiowego, który dostarcza parametry synchronizacji odebrane podczas jednego przedziału czasu i następnie poleca jednemu ż modemów przejąć kanał sterowania radiowego i dostarczyć parametry synchronizacji do innych modemów, zaś procesor sterujący stanowi obwód ustalania pewności parametrów synchronizacji modemów aktywnych i identyfikacji jednego z modemów, który wykazuje najwyższy poziom wiarygodności, oraz przydzielania jego poszczególnych parametrów synchronizacji do innych modemów Urządzenie zawiera ponadto grupę obwodów linii dołączających wielokrotne stacje abonenckie do linii abonenckich, która jest dołączona do drugiej magistrali mowy PCM, drugiej magistrali sygnałowej i szyny obwodu sterowania linii.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy modułowego węzła mającego wspólną grupę modemów o zmiennej częstotliwości do obsługi grupy stacji abonenckich, fig. 2A połączenie obwodów linii abonenckiej i modemów w wymienniku przedziałów czasu, fig. 2B - ramkę dostępu wielokrotnego z podziałem czasu (TDMA) dla częstotliwości radiowych przydzieloną dla 16 przedziałów czasu kluczowanych z przesuwem fazy (PSK), fig. 2C - ramkę TDMA dla częstotliwości radiowych przydzieloną dla przedziałów czasu kluczowanych kwadraturowo z przesuwem fazy (QPSK), fig. 2D - rozkład zadań pomiędzy przedziałami czasu ramki TDMA i buforami modula8

175 023 cji kodowo-impulsowej (PCM), fig. 3 - schemat blokowy modułu modemu o zmiennej częstotliwości, fig. 4 - obwód częstotliwości pośredniej modemu o zmiennej częstotliwości, fig. 5 schemat blokowy syntezatora blokowego, przetwornika w górę/w dół, fig. 6 - dowód syntezy częstotliwości i kształtownik szumu dla części odbiorczej modemu, fig. 7 - obwód syntezy częstotliwości, modulacji i zespół obwodów kształtownika szumu dla obwodu częstotliwości pośredniej modemu, a fig. 8 - zespół obwodów generacji zegara systemowego dla węzła modułowego.

Figura 1 przedstawia schemat blokowy modułowego węzła abonenckiego, który jest umieszczony z dala od stacji bazowej. Węzeł abonencki jest określony jako modułowy, ponieważ obwody linii 100 i modemy 400 składają się z zespołów wtykowych. Odpowiednio liczba wetkniętych abonenckich obwodów linii 100 będzie zależeć od liczby abonentów w okolicy, a liczba wetkniętych modemów 400 może być zależna od ruchu telefonicznego, obsługując oczekiwany ruch telefoniczny pochodzący od liczby obwodów linii 100. Obwody linii 100 sązawarte w kartach modułowych linii czwórkowych 101 -108, z których każda obsługuje cztery linie abonenckie. Osiem takich modułów linii czwórkowej zapewnia funkcje sterowania pętlowego dla grupy linii 32 linii abonenckich, a obwody linii 100 mogą zawierać wiele grup linii.

Każdemu obwodowi linii 100 w każdym module linii czwórkowej 101-108 przydziela się określony wygląd przedziału czasu modulacji kodowo-impulsowej (PCM) w magistrali mowy PCM 200 i magistrali sygnałowej 201. Moduły linii czwórkowej 101-108 zawierają koderydekodery głosu (nie pokazane na rysunku), kodujące analogowy głos z pętli abonenta na magistralę danych PCM 200. Informację sygnałową pętli abonenta przekazuje się na magistralę sygnałową 201 przez obwód interfejsu linii abonenckiej (SLIC) (nie pokazany na rysunku). Można zastosować kodowanie PCM częstotliwościowe albo amplitudowe.

Podłączenie określonego modemu spośród modemów 400 do obsługi rozmowy z albo na określony obwód linii na jednym z modułów linii czwórkowej 101-108 jest wykonywane przez wymienniki przedziałów czasu 310 i 320 w sposób nakazany przez sterownik węzła 300. Wymiennik przedziałów czasu 320 danych PCM przenosi próbki mowy między magistralą mowy PCM 200 obsługuj ącąmoduły linii 101 -108 a magistraląmowy PCM 220 obsługującągrupę modemów 400. Sygnałowy wymiennik przedziałów czasu 310 przenosi informację sygnałową między magistralą sygnałową 210 obsługującąmoduły obwodów linii 100 a magistralą sygnałową 221 obsługu^c^i^grupę modemów 400.

Do rozmowy telefonicznej wymagane są dwa kanały o częstotliwości radiowej, jeden do transmisji od stacji bazowej do abonenta (kanał “docelowy”) i jeden od abonenta do stacji bazowej (kanał “wsteczny”). Częstotliwości kanałów docelowego i wstecznego są przypisywane przez urząd telekomunikacyjny i w typowym przykładzie mogą się różnić o 5 MHz. Ścieżka sygnału radiowego kanału docelowego odebranego ze stacji bazowej może prowadzić od anteny 900 węzła i przełącznika nadawanie-odbiór 800 do przetwornika blokowego w górę/w dół 600. W przetworniku blokowym 600 sygnał częstotliwości radiowej jest ograniczany, filtrowany pasmowo i przetwarzany w dół z częstotliwości 450 MHz, 900 MHz albo innej wysokiej częstotliwości na sygnał częstotliwości pośredniej w zakresie 26-28 MHz. Sygnał częstotliwości pośredniej jest dostarczany do modemów 400, które przetwarzają sygnał w celu dostarczenia do obwodów linii abonenckiej poprzez wymienniki przedziałów czasu 310, 320 w sterowniku węzła 300.

Każdy modem zawiera procesor pasma podstawowego sygnału cyfrowego (zob. fig. 3, blok oznaczony DSB/BB) i procesor modemu (zob. fig. 3, blok oznaczony DSP/MDM). W kierunku kanału docelowego procesor modemu DSP/MDM demoduluje sygnał częstotliwości pośredniej odebrany z przetwornika blokowego 600 i przenosi dane do procesora pasma podstawowego DSP/BB, który rozszerza zdemodulowane dane do sygnałów zakodowanych częstotliwościowo albo amplitudowo w celu transmisji poprzez wymiennik przedziałów czasu 320 do modułów linii. Procesor pasma podstawowego modemu DSP/MM jest sprzężony z procesorem modemu DSP/MDM poprzez interfejs bezpośredniego dostępu do pamięci DMA

175 023 (zob. fig. 3) i z magsitralami PCM poprzez port szeregowy procesora. W kierunku kanału wstecznego, procesor pasma podstawowego DSP/BB przekształca informację PCM zakodowaną częstotliwościowo albo amplitudowo odebraną z magistrali PCM 500 na postać liniową, kompresuje dane liniowe przy pomocy kodowania RELP i przenosi skompresowane dane interfejsem DMA do procesora sygnału cyfrowego DSP/MDM, który moduluje sygnał w celu transmisji na przedziale czasu kanału radiowego.

Jak pokazano na figurze 2A, każdy z modemów 400 i każdy z modułów linii 100 ma cztery odpowiednie postacie przedziału czasowego w wymienniku przedziałów czasu danych PCM dla dostępu nie blokującego. Każdemu modemowi przypisane są dwa sąsiednie przedziały PCM w przedziałach czasu PCM 0-15 i dwa sąsiednie przedziały czasu PCM w przedziałach czasu PCM 16-31. Dla przykładu, dla określonej rozmowy, wymiennik przedziałów czasu 320 łączy obwód linii 0 modułu linii 101 z kanałem 1 modemu 1, obwód linii 1 modułu linii 101 jest łączony z kanałem 0 modemu 1 itd. Wymiennik przedziałów czasu 310 i 320 zapewniają powtarzający się 125-mik.rosekundowy okres próbkowania zawierający 32 przedziały czasu działający z szybkością 2,048 Mbitów/s. Podczas każdego 125-mikrose.k.undowego przedziału PCM moduły linii mogą wysłać 32 8-bitowe bajty danych do wymiennika przedziałów czasu 320, a każdy modem może odebrać cztery z 8-bitowych bajtów na swoim porcie szeregowym procesora pasmowego, spakowane razem jako dwa słowa 16-bitowe. Każde słowo 16-bitowe powoduje przerwanie portu szeregowego na procesorze pasma podstawowego. Przy odebraniu przerwania procesor pasma podstawowego określa, czy para próbek PCM zawartych w słowie 16-bitowym odpowiada przedziałem 0 i 1, czy przedziałom 2 i 3. Podobnie, podczas każdego 125-mikrosekundowego przedziału PCM można wysłać cztery sygnały głosowe danych PCM, spakowane razem jako słowa 16-bitowe, z każdego portu szeregowego procesora pasma podstawowego do wymiennika przedziałów czasu 320 do dostarczenia do modułów linii.

Ramka TDM na stacji bazowej jest pokazana na figurach 2B i 2C i każda ma czas trwania 45 ms. Ramka 16psk z fig. 2B ' ma cztery przedziały czasu, każdy o czasie trwania t, przy czym każdy przedział czasu może przenosić różne częstotliwości przypisane kanałom rozmowy, docelowemu i wstecznemu. Na fig. 2C ramka sygnału częstotliwości radiowej o tym samym czasie trwania może pomieścić kanały docelowy i wsteczny dwóch rozmów modulowanych QPSK. Jest widoczne, że alternatywnie ramka TDM może przenosić cztery rozmowy 16PSK lub dwie rozmowy modulowane QPSK.

Figura 2D przedstawia taktowanie zadań wykonywanych w węźle w przenoszeniu informacj i pomiędzy przykładową ramką TDMA przenoszącą rozmowy z modulacją QPSK a ramkami magistrali PCM. Linia (1) reprezentuje bufory do pobierania dwóch przedziałów czasu kanału docelowego z modulaccąQPSK, Rxl i Rx2, ramki TDMA. Demodulację rozpoczyna się gdy tylko bufor odbierający odebrał pierwsząpołowę Rxla przedziału czasu. Linia (2) reprezentuje bufory przygotowane do transmisji w dwóch przedziałach czasu QPSK kanału wstecznego, Txl i Tx2 ramki TDMA. Trzeba zauważyć, że przedziały czasu kanału wstecznego na węźle sąprzesunięte względem przedziałów czasu kanału docelowego, tak że stacja abonencka nie musi ponosić kosztów przełącznika nadawanie-odbiór. W dodatku kanał wsteczny zespołu abonenckiego będzie przesunięty, tak że będzie odbierany w stacji bazowej we właściwym czasie przy uwzględnieniu odległości pomiędzy stacją abonencką a stacją bazową. Linie (3) i (4) na fig. 2D reprezentują bufory w statycznej pamięci RAM (fig. 3) modemu, które przechowują słowa PCM wysyłane i odbierane z wymiennika przedziałów czasu 320 (fig. 1).

Przy normalnym operowaniu na głosie procesor modemu DSP/MDM demoduluje otrzymane sygnały kanału docelowego, pakuje je w buforze w statycznej pamięci RAM/MDM i wysyła zawartość bufora do procesora pasma podstawowego DSP/BB w celu syntezy RELP rozszerzenia. Procesor pasma podstawowego koduje rozszerzone dane częstotliwościowo albo amplitudowo i umieszczaje na szynie PCM w celu dostarczenia do modułów linii. Słowa kodowe

175 023 głosu są transmitowane w każdej ramce podczas aktywnego operowania na głosie. Słowo kodowe umieszczonejest na początku sygnału synchronizacji pomiędzy danymi wstępnymi a danymi głosu zarówno w kanale docelowym, jak i wstecznym. Słowa kodowe głosu kanału docelowego zawierają informacje, które można wykorzystać do regulacji mocy przesyłowej i taktowania. Lokalne informacje o sterowaniu pętlą, tj. połączenie, rozłączenie, dzwonienie, rozłączenie w przód, są także umieszczone w tych słowach kodowych. Słowa kodowe kanału wstecznego zawierają informacje o sterowaniu pętlą lokalną stacji abonenckiej oraz o jakości łącza kanału docelowego.

Słowo kodowe głosu docelowego jest dekodowane przez procesor modemu DSP/MDM.. Słowo kodowe głosu docelowego zawiera informacje o sterowaniu taktowaniem ułamkowym transmisji, o sterowaniu poziomem mocy i o lokalnej pętli sterującej. Informację o taktowaniu i o sterowaniu poziomem mocy pobiera się wyciągając średnią z ramki i regulując średnią na końcu ramki. Informacja o sterowaniu pętląlokalnąjest przechowywana lokalnie, a zmiany w stanie pętli są wykrywane i zgłaszane przez sterownik węzła 300. Sterowanie pętlą lokalną powoduje także, że modem wysyła sygnał sterujący obwodem linii 100 po szynie sygnałowej. Słowo kodowe głosu wstecznego zawiera lokalny stan pętli, który jest wykorzystywany przez sterownik węzła 300 i stację bazową do monitorowania postępowania rozmowy.

Procesor modemu DSP/MDM wykonuje odbiorcze filtrowanie FIR i automatyczną regulację wzmocnienia otrzymanych próbek w czasie procedury obsługi przerwania symbolu odbiorczego. Procedura demodulatora w procesorze modemu jest wywoływana w chwili odebrania połowy informacji pasma podstawowego przedziału czasu w buforze odbiorczym. Demodulator operuje na połowie przedziału danych i przekazuje upakowane dane wyjściowe do procesora pasma podstawowego DSP/BB do syntezy R.ELP. Przekazywanie danych do i z procesora pasma podstawowego jest sterowane tak, że kolejki wejściowe RELP są wypełniane zanim potrzebne będą odpowiednie dane syntezy, a kolejki wyjściowe RELP są opróżniane przed nadejściem danych wyjściowych z nowej analizy (kompresji). Podczas demodulacji wykonuje się automatyczną regulację częstotliwości (AFC), automatyczną regulację wzmocnienia (AGC) i procesy śledzenia bitów, aby utrzymać dokładną synchronizację ze stacjąbazową.

Należy docenić, że możliwe jest działanie w trybie mieszanym, przez co niektóre przedziały czasu w sygnałach częstotliwości radiowej mogą stosować modulację 16PSK, zaś pozostałe przedziały modulację QPSK.

Zanim będzie możliwe użycie kanału o częstotliwości radiowej do komunikacji pomiędzy stacją bazową a węzłem, trzeba zsynchronizować węzeł ze schematem przedziału czasu używanym przez stację bazową (nie pokazaną na rysunku). Zgodnie z naszym wynalazkiem, sterownik węzła 300 nakaże jednemu lub więcej modemów 400 uzyskanie synchronizacji z taktowaniem ramki sygnału częstotliwości radiowej stacji bazowej przez wyszukanie częstotliwości kanału przenoszącej kanał sterowania radiowego (RCC) używany przez stację bazową. Sterownik węzła 300 zawiera główny mikroprocesor sterujący 330, który wysyła informacje sterujące szynąprocesora sterującego do mikroprocesorów w modemach 400. Po włączeniu zasilania, sterownik węzła 300 ładuje odpowiednie oprogramowanie i dane inicjalizacyjne do modemów 400. Po znalezieniu częstotliwości kanału, modem musi zsynchronizować się z przedziałem czasu stacji bazowej dekodując unikatowe słowo RCC. Kanał RCC różni się od innych kanałów tym, że ma rozszerzony przedział ochronny wewnątrz przedziału czasu i zawiera unikatowe 8-bitowe słowo modulowane DBPSK. Aby zmniejszyć możliwość przerwania rozmowy, gdy modem z aktywnym przedziałem czasu RCC przestanie działać i staje się konieczne przypisanie przedziału czasu RCC innemu modemowi, przedziały czasu są przypisywane w obrębie aktywnego modemu w taki sposób, że synchronizacyjny przedział czasu kanałów RCC (oznaczany przez Rx0 gdy cztery przedziały czasu są ponumerowane od Rx0 do Rx3 lub przez Rx1 gdy przedziały czasu są ponumerowane od Rxl do Rx4) jest ostatnim do wypełnienia.

175 023

Na początku przyjmuje się, że wszystkie modemy 400 są niezsynchronizowane z ramką 45 ms sygnału częstotliwości radiowej stacji bazowej. Podczas zerowego przedziału czasu tej ramki, stacja bazowa przekazuje którymś kanałem częstotliwości radiowej komunikat RCC, który po odebraniu na węźle modułowym, zostanie zdekodowany w celu zsynchronizowania węzła z ramką przedziału czasu sygnału częstotliwości radiowej stacji bazowej dla wszystkich kanałów radiowych. Do uzyskania synchronizacji ze stacjąbazową, każdy modem generuje własny lokalny sygnał synchronizacji ramki. Sterownik węzła 300 nakazuje następnie jednemu lub większej liczbie modemów wyszukiwanie RCC przekazanego ze stacji bazowej na różnych kanałach radiowych do chwili znalezienia RCC lub przeszukania wszystkich kanałów. Jeśli przeszukano wszystkie kanały i nie znaleziono RCC, sterownik nakazuje rozpoczęcie ponownego wyszukiwania. Gdy modem znajdzie RCC, sterownik oznacza go jako modem RCC i rozprowadza jego informację synchronizacyjną do pozostałych modemów przez sygnał synchronizacji ramki po płytce montażowej.

Gdy przedsięwzięte zostanie poszukiwanie przedziału RCC, numer kanału jest używany przez modem do cyfrowego przeszukiwania lokalnego oscylatora bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości (DDFS), w przykładzie w zakresie 2 MHz. Są dwa etapy uzyskiwania przez modem częstotliwości RCC, zgrubnie identyfikujące częstotliwość środkował znajdujące “dziurę AM”, część przedziału czasu RCC, w której liczba symboli transmitowanych przez stację bazową nie wypełnia całego przedziału czasu. Uzyskanie częstotliwości zgrubnej opiera się na wykonaniu przekształcenia Hilberta widma kanału RCC, co udostępnia korekcję częstotliwości dla oscylatora lokalnego. Jest to kontynuowane aż energia w górnej połowie widma zbliży się do energii w połowie dolnej.

Po uzyskaniu zgrubnej częstotliwości, w przykładzie do dokładności 300 Hz częstotliwości środkowej kanału, wykonywane jest poszukiwanie dziury AM. Przed danymi RCC transmitowana jest pewna liczba sygnałów zerowych. Dziura AM jest określana przez monitorowanie amplitudy kolejnych odbieranych sygnałów. Gdy wykrytych zostanie dwanaście kolejnych sygnałów zerowych, modem wysyła sygnał strobujący AM, wskazując początek przedziału RCC i początek ramki TDMA. Synchronizuje to zgrubnie taktowanie pasma podstawowego modemu z taktowaniem stacji bazowej. Synchronizacja musi być wykonana tylko raz, ponieważ łącze radiowe jest dzielone przez wszystkie modemy pasma podstawowego w węźle modułowym. Sygnał synchronizacji ramki jest wysyłany z jednego modemu do wszystkich innych modemów w węźle poprzez sygnał na przewodach płytki montażowej. Podczas wyszukiwania RCC, jeśli dziura AM zostanie znaleziona wewnątrz do trzech okresów symbolu początku znacznika ramki, zgrubne uzyskiwanie jest zakończone. Umiejscowienie unikatowego słowa wewnątrz ramki dostarcza modemowi informację o taktowaniu, która jest wykorzystywana do umieszczenia taktowania lokalnej ramki modemu w obrębie taktowania jednego symbolu stacji bazowej. Modem znajduje się w tzw. synchronizacji odbiorczej, Rx_RCC, kontynuując odbiór i dekodowanie słowa kodowego, aż wykona to w poprawny sposób. Gdy uzyska się już synchronizację, można zastosować modulację 16PSK odpowiadającą czterem bitom na symbol, modulację QPSK odpowiadającą dwóm bitom na symbol lub połączenie ich obu.

Wszystkie modemy mogą odbierać kanał sterowania radiowego RCC stacji bazowej i dostrajać się do niego, ale tylko jeden modem musi to wykonać, ponieważ modem wybrany przez sterownik węzła 300 może dzielić swoje taktowanie z innymi modemami poprzez sygnał synchronizacji ramki na przewodach płytki montażowej. Wybrany modem będzie źródłem wyjściowego sygnału synchronizacji ramki, a wszystkie inne modemy będą pobierać ten sygnał jako wejściowy sygnał synchronizacji ramki.

Gdy modem wejdzie na linię, jego procesor modemowy DSP/MDM nakazuje swojemu obwodowi bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości 450 (fig. 3) próbę synchronizacji taktowania lokalnej ramki z sygnałem płytki montażowej. Taktowanie obwodu 450 każdego mo12

175 023 demu jest w tym momencie niezależne od taktowania każdego innego modemu. Obwód 450 początkowo pobierze ze swojego procesora DSP/MDM rozkaz analizy sygnału płytki montażowej w celu synchronizacji. Jeśli sygnał synchronizacji płytki montażowej jest obecny, obwód 450 zsynchronizuje swój sygnał synchronizacji ramki z sygnałem płytki montażowej, a potem odłączy się od sygnału płytki montażowej. Tak więc sygnał płytki montażowej nie jest doprowadzany bezpośrednio do zespołu obwodów taktowania modemu, ale jedynie wyrównuje wewnętrzne rozpoczęcie odbiorczego sygnału ramki modemu. Jeśli sygnał synchronizacji płytki montażowej nie był obecny, zakłada się, że modem jest pierwszym, który został aktywowany przez sterownik węzła i w tym przypadku sterownik węzła 300 nakaże procesorowi modemu DSP/MDM wyszukanie RCC i wysłanie taktowania modemu do sterownika węzła 300.

Sterownik węzła 300 nakazuje następnie procesorowi modemu DSP/MDM demodulację sygnału DBPSK na kanale RCC. Ścieżka demodulacji sygnału częstotliwości pośredniej odebranego z przetwornika blokowego 600 może prowadzić do modułu częstotliwości pośredniej modemu, gdzie jest ponownie filtrowana pasmowo i przekształcana w dół na strumień informacji 16 kilosymboli na sekundę. Modulacja DBPSK stosowana w kanale RCC jest modulacjątypujeden bit na symbol. Komunikaty RCC odbierane ze stacji bazowej muszą zostać zdemodulowane i zdekodowane przed ich wysłaniem do sterownika węzła 300. Tylko komunikaty adresowane do sterownika węzła 300, mające poprawną cykliczną kontrolę nadmiarową (CRC) i będące komunikatami typu synchronizacyjnego albo komunikaty potwierdzającymi sąprzekazywane dalej do przetwornika. Wszystkie inne komunikaty są odrzucane. Komunikat potwierdzający oznacza poprawny odbiór poprzedniego komunikatu RCC. Komunikat jest adresowany do sterownika węzła jeśli numer identyfikacyjny abonenta (SID) zawarty w komunikacie jest zgodny z SID węzła.

Odnosząc się do fig. 3, sygnał częstotliwości pośredniej wynoszący 16 kilosymboli na sekundę z zespołu obwodów częstotliwości pośredniej z fig. 4 jest wprowadzany na przetwornik analogowo-cyfrowy 804, który jest próbkowany z częstotliwością 64 kHz przez sygnał zegara odbierany z obwodu 450. Przetwornik analogowo-cyfrowy 804 wykonuje kwadraturowe próbkowanie pasmowe z częstotliwością próbkowania 64 kHz. Na swoim wyjściu przetwornik 804 udostępnia szereg złożonych sygnałów, który zawiera pewien stopień odkształcenia czasowego. Sygnał wyjściowy przetwornika 804 (fig. 4) jest wprowadzany na RxFIFO w obwodzie 450. Procesor modemu DSP/MDM wczytuje zawartość RxFIFO i wykonuje złożoną operację filtrowania ze skończoną odpowiedzią impulsową (FIR), usuwającą odkształcenie czasowe wprowadzone przez kwadraturowe próbkowanie pasmowe. Po usunięciu odkształcenia czasowego sygnały są demodulowane przez procesor DSP/MDM.

Podczas demodulacji komunikatów RCC, przez procesor modemu wykonywane są procedury AFC, AGC i procesy śledzenia bitowego, aby utrzymać węzeł w dokładnej synchronizacji ze stacjąbazową. Regulacje taktowania transmisji oraz poziomu mocy sąwykonywane zgodnie z informacjami odebranymi w komunikacie RCC. Procesor DSP/MDM bada zdemodulowane dane i wykrywa komunikat RCC, komunikat zawierający bity stanu łącza oraz 96 bitów danych zawierających identyfikator abonenta. Procesor modemu DSP/MDM rozpoznaje także, czy identyfikator abonenta należy do jednego z obwodów linii abonenckich w węźle.

Jeśli komunikat jest dla tego węzła, jest on przekazywany do sterownika węzła 300, który interpretuje rozkaz RCC. Docelowe komunikaty RCC obejmująkomunikat strony, łączenie rozmowy, wskazanie wyzerowania i test samosprawdzający. Wsteczne komunikaty RCC obejmują przyjęcie rozmowy, żądanie wyzerowania, wyniki testu i żądanie rozmowy. Jeśli komunikat RCC jest komunikatem strony, sterownik węzła 300, dla którego jest on przeznaczony, sformułuje komunikat przyjęcia rozmowy do przekazania z powrotem do stacji bazowej. Na podstawie komunikatu przyjęcia rozmowy stacja bazowa ustala przesunięcie taktowania pomiędzy

175 023 węzłem a stacją bazową i stacja bazowa wysyła informację o aktualizacji taktowania symboli do węzła w następnym komunikacie RCC, który jest komunikatem łączenia rozmowy.

Gdy komunikat RCC jest komunikatem łączenia rozmowy, zawarta w nim informacja nakazuje sterownikowi węzła 300, jaką regulację wykonać w taktowaniu symboli, czy wyregulować poziom mocy, taktowanie ułamkowe i którego kanału użyć dla reszty rozmowy (numer kanału, numer przedziału TDM, czy stosowana jest modulacja QPSK albo 16PSK i jaki jest typ linii abonenckiej).

Pierwszy modem, który znalazł RCC, jest oznaczany jako modem RCC i jego przesunięcie częstotliwości, odbiorcza regulacja wzmocnienia Rx AGC oraz informacja o początku ramki są uznawane za poprawne i mogą być rozprowadzane do innych modemów. Sterownik węzła 300 odbiera informację o numerze kanału i decyduje, któremu modemowi nakazać dostrojenie do wyznaczonego kanału w celu obsługi reszty rozmowy.

Ostatnim krokiem w kierunku całkowitej synchronizacji jest udane ustalenie kanału głosu. Gdy zostanie ustalony kanał głosu, ostatnie dwa parametry synchronizacji stająsię poprawne: taktowanie transmitowanych symboli i ułamkowe taktowanie transmitowanych symboli. W tym momencie, jeśli inny modem miałby zostać aktywowany przez sterownik węzła 300, cała wymagana informacja o synchronizacji jest dostępna do dostarczenia do modemu, co czyni ustalenie kanału głosu znacznie łatwiejszym i szybszym. Oblicza się poziom ufności, aby ocenić informację o synchronizacji każdego modemu. Sterownik węzła 300 aktualizuje poziom ufności dla każdego modemu przy każdej zmianie stanu synchronizacji, jakości łącza lub odbiorczej automatycznej regulacji wzmocnienia. Sterownik węzła 300 znajduje modem o najwyższym poziomie ufności i rozprowadza jego parametry synchronizacji do pozostałych modemów.

Gdy sterownik węzła 300 nakaże przedziałowi modemu wejście w tryb głosu, modem najpierw próbuje wykonać uściślenie. Uściślenie jest procesem ścisłej synchronizacji taktowania transmisji modemu i poziomu mocy z taktowaniem odbiorczym stacji bazowej. Stacja bazowa i modem wymieniają specjalne sygnały uściślające aż stacja bazowa zakończy proces uściślania po uzyskaniu ustalonego wcześniej poziomu synchronizacji. Modem przechodzi następnie do normalnej pracy z głosem. Jeśli stacja bazowa przerwie proces uściślania, modem przerwie rozmowę, przejdzie w stan bezczynności i poinformuje sterownik węzła 300. Sygnały uściślające są sygnałami synchronizacyjnymi DBPSK mającymi format taki, jak sygnały synchronizujące RCC. Sygnały uściślające są wykrywane przez obecność unikatowego słowa uściślania. Modem jest w tzw. synchronizacji głosu gdy unikatowe słowo uściślania zostanie wykryte z zerowym przesunięciem. Słowa kodowe głosu docelowego i wstecznego mają dołączony bajt kontrolny słowa kodowego głosu w celu wykrycia błędów. Modem zgłosi utratę synchronizacji, jeśli 9 kolejnych ramek zostanie odebranych z błędami słowa kodowego głosu, w którym to czasie sterownik węzła 300 wejdzie w tryb regeneracji aż do znalezienia poprawnego słowa kodowego lub nastąpi rozkaz wyprowadzający modem z tego stanu w stan bezczynności.

Na podstawie stanu synchronizacji sterownik węzła 300 ustala poprawność parametrów synchronizacji dostarczonych przez modem. Poniższa tabela pokazuje, które parametry są poprawne na podstawie bieżącego stanu synchronizacji modemu. “X” w okienku oznacza, że parametr jest poprawny.

Stan synchr.	Przesun. częst.	Czas symbolu	Czas ułamkowy	TxPLC	RxAGC	SORF
Brak synchr.
RxSync (RCC)	X				X	X
TxSync (RCC)	X			X	X	X
Synch. głosu	X	X	X	X	X	X

Modem oblicza 12-bitowe słowo współczynnika ufności, oddające niezawodność parametrów synchronizacji stwierdzonych przez modem. Słowo współczynnika ufności składa się

175 023 łącząc bity reprezentujące głos i stany synchronizacji odbioru modemu z bitami identyfikującymi jakość łącza i parametry odbioru automatycznej regulacji wzmocnienia, jak pokazuje poniższa tabela:

Przydział bitów	11	10	9..8	7..0
Pole	Synch, głosu	RxSync (RCC)	Jakość łącza	RxAGC

Pojedyncze bity 11 i 10 określają, odpowiednio, czy modem jest w synchronizacji głosu i synchronizacji odbioru, czy nie. Dwa bity 8 i 9 identyfikują cztery stopnie jakości łącza, zaś 8 bitów przydzielonych poziomowi odbioru AGC wskazuje wymagany poziom wzmocnienia.

Zasadnicze elementy składowe modułu modemu są pokazane na fig. 3. Moduł modemu może obsługiwać do czterech kanałów głosu z pełnym nadawaniem-odbiorem jednocześnie. Przetwarzanie w celu dynamicznej obsługi wszystkich funkcji wymaganych przez aktywny kanałjest dzielone między sterownik węzła 320 (fig. 1), oraz procesory DSP/MDM i DSP/BB w każdym modemie (fig. 3). Sterownik węzła 300 obsługuje funkcje wyższego poziomu, wraz z przygotowywaniem rozmowy, przydziałem kanałów i sterowaniem systemowym. Procesor modemu DSP/MDM obsługuje filtrowanie, demodulację i wybór trasy dla nadchodzących sygnałów radiowych, formatowanie danych przed transmisją kanałem radiowym i zarządzanie przepływem danych pomiędzy nim samym a procesorem pasma podstawowego DSP/BB. Procesor pasma podstawowego DSP/BB wykonuje złożone pod względem obliczeniowym zadania kompresji i rozszerzania głosu, a poza tym obsługuje interfejs szyny PCM. W normalnym działaniu z głosem, procesor modemu DSP/MDM demoduluje odebrane symbole, upakowuje je w buforze odbiorczym i wysyła bufor danych głosu do procesora pasma podstawowego DSP/BB w celu syntezy RELP i transmisji do obwodu linii abonenckiej po szynie PCM. Procesor modemu DSP/MDM przyjmuje także skompresowanąmowę z procesora pasma podstawowego DSP/BB, formatuje ją na sygnały synchronizacyjne TDMA i wysyła do filtra FlR kształtującego transmitowane impulsy zawartego w obwodzie 450 w celu transmisji po łączu radiowym. Modem wykonuje zarówno modulację QPSK, jak i 16PSK (i DBPSK podczas uściślania) pod kontrolą sterownika węzła 300.

Każdy z procesorów DSP/BB i DSP/MDM ma odpowiednią pamięć o dostępie swobodnym, odpowiednio statyczną RAM/MDM i statyczną RAM/BB. Jednak procesor modemu DSP/MDM może zażądać dostępu do statycznej pamięci o dostępie swobodnym RAM/BB aktywując sygnał wyjściowy DMA HOLD i uzyskuje taki dostęp przy pomocy szyny danych i szyny adresowej, gdy procesor pasma podstawowego DSP/BB aktywuje swój sygnał wyjściowy DMA ACK.

Według niniejszego wynalazku, dla minimalizacji mocy zużywanej na zdalnym węźle modułowym, rozmowy sąprzypisywane tak, aby zminimalizować liczbę aktywnych modemów i kontrolować liczbę rozmów używających jednocześnie tych samych przedziałów czasu. Ponadto, jest pożądane stosowanie modulacji 16PSK w każdym przedziale czasowym ramki TDMA, tak aby można było pomieścić cztery całkowite rozmowy, ale jest również ważne umożliwienie prowadzenia rozmów QPSK i utrzymywanie dostępnego zmiennego przedziału RCC dla celów synchronizacji. Węzeł i stacja bazowa muszą więc współpracować w celu osiągnięcia tych celów. Węzeł pamięta dostępne przedziały czasu i typ modulacji zastosowanej w każdym przedziale. Węzeł przypisuje następnie poziomy priorytetu każdemu dostępnemu przedziałowi i utrzymuje macierz z wartościami priorytetów, biorącej pod uwagę czynniki, że zmienny odbiorczy przedział czasu (na ogół pierwszy przedział czasu) na pewnym kanale musi być przydzielony na synchronizację RCC, sąsiednie przedziały czasu powinny pozostać dostępne tak długo, jak to możliwe, aby w razie potrzeby można było obsługiwać rozmowy QPSK, oraz przedziały czasu należy, jeśli to możliwe, przypisać tak, aby obsługiwać rozmowy bez aktywowania modemu wyłączonego albo przypisywania przedziału czasu, który jest już używany przez dużą liczbę innych rozmów. Procedura (w pseudokodzie) do osiągnięcia tych celów jest następująca:

Procedura nadawania priorytetu przedziałom Lista 1. Wszystkie bezczynne przedziały czasu dostępne na już aktywnych modemach dla rozmów 16PSK i QPSK.

175 023

Procedura nadawania priorytetu przedziałom Lista 1A = Wszystkie bezczynne modemy

Lista 2 = Lista przedziałów czasu, których użycie nie spowoduje przekroczenia progowej liczby rozmów używających tego samego przedziału czasowego w węźle

Lista 2a = Lśsto 1 minus Lśsta 2

Lista 3 = Iiśsto2 mrnus {jz^^zi^ay' czasu na modemach z dostępnymi sąsiednimi przedziałami czasu (na rozmowy QPSK)

Lista 3A = Lista 2 minus przedziały czasu na modemach bez dostępnych sąsiednich przedziałów czasu (na rozmowy QPSK)

Lista 4 = LśsU S mńnus jpz^et^ay' czasu na modemach bez dostępnego synchronizacyjnego przedziału czasu (przedział 0 na RCC)

Lista 4A = Lista 4 minus przedziały czasu na modemach bez dostępnego synchronizacyjnego przedziału czasu

Zaznacz listę 4 jako pierwszą możliwość Zaznacz listę 4A jako drugą możliwość Zaznacz listę 3 jako trzecią możliwość Zaznacz listę 3A jako czwartą możliwość Zaznacz listę 2 jako piątą możliwość Zaznacz listę 2A jako szóstą możliwość Zaznacz listę 1 jako siódmą możliwość Zaznacz listę 1A jako ósmą możliwość

Powyższa procedura nadawania priorytetu przedziałom jest wywoływana zawsze gdy węzeł otrzyma komunikat strony RCC ze stacji bazowej albo ma właśnie sformułować komunikat żądania rozmowy do stacji bazowej. Gdy stacja bazowa odpowie komunikatem łączenia rozmowy zawierającym częstotliwość, typ modulacji i przedział czasu do zastosowania, węzeł raz jeszcze wykonuje procedurę nadawania priorytetu przedziałom czasu, aby zobaczyć, czy przedział czasujest nadal dostępny. Jeśli jest nadal dostępny, jest przypisywany rozmowie. Jednakjeśli w międzyczasie przypisania przedziału się zmieniły, rozmowa zostanie zablokowana.

Pomocny może być przykład sposobu wykonania procedury nadawania priorytetu przedziałom przy małym i większym ruchu telefonicznym. Najpierw należy rozważyć poniższą tabelę, ilustrującą możliwy stan modemów przy małym ruchu telefonicznym, tuż przed zainicjalizowaniem przez jedhego z abonentów obsługiwanych przez modułowy węzeł prośby o obsługę:

Modem	Przedział czasu
0	1	2	3
0	RCC	16PSK
1	16PSK		QPSK	QPSK
2	bezczynny	bezczynny	bezczynny	bezczynny
3
4
5

Powyższa tabela pokazuje, że modem 0 ma dostępne przedziały 2 i 3, modem 1 ma dostępny przedział 1, a modemy 2,3,4 i 5 są wyłączone i wszystkie ich przedziały czasowe są bezczynne. Węzeł wykonuje procedurę nadawania priorytetu przedziałom, która określa, że przedziały 1, 2 i 3, w tej kolejności, są najkorzystniejszymi przedziałami do przypisania w celu obsługi następnej rozmowy 16PSK, zaś dla rozmów QPSK najkorzystniejsze są przedziały 2 i 0, tej kolejności. Następnie węzeł wysyła sygnał “żądania rozmowy” do stacji bazowej używając słowa RCC i in16

175 023 formuje stację bazową o tych priorytetach. W poniższej tabeli przedstawione jest uzasadnienie każdego z priorytetów:

Priorytet przedziału 16PSK	Uzasadnienie	Priorytet przedziału QPSK	Uzasadnienie
1	Nie włącza się nowych modemów; nie ma wzrostu w maksymalnej aktywności przedziału; przedziały QPSK 2, 3 dostępne; przedział RCC dostępny.	2	(Ta sama przyczyna co 16PSK dla przedziałów 2, 3)
2	Nowa rozmowa QPSK wymaga włączenia	0	Wymaga włączenia nowego modemu
3
0	Wymaga włączenia nowego modemu

Pomocny może być kolejny przykład. Należy rozważyć stan przedziałów czasu wśród modemów 0-5 przy nieco większym ruchu telefonicznym, jak pokazuje następna tabela, w której puste okienka oznaczają bezczynne przedziały czasu:

Modem	Przedział czasu
	0	1	2	3
0	RCC	16PSK	QPSK	QPSK
1	QPSK	QPSK	16PSK	QPSK
2	16PSK		16PSK	16PSK
3	QPSK	QPSK	QPSK	QPSK
4	16PSK	16PSK		16PSK
5		16PSK

Przedziały do przypisania są pokazane w poniższej tabeli z uzasadnieniem

Priorytet przedziału 16PSK	Uzasadnienie	Priorytet przedziału QPSK	Uzasadnienie
3	Nie włącza się nowych modemów; uniknięta maksymalna aktywność przedziału; przedziały QPSK 2,3 dostępne; przedział RCC dostępny.	2
2	Nie włącza się nowych modemów; uniknięta maksymalna aktywność przedziału; przedział RCC dostępny, ale nowa rozmowa QPSK wymaga włączenia nowego modemu.
1	Nie włącza się nowych modemów; przedziały QPSK dostępne; przedział RCC dostępny, ale przekroczona maksymalna aktywność przedziału
0	Nie włącza się nowych modemów; przedziały QPSK 2, 3 dostępne, ale maksymalna aktywność przedziału przekroczona i przedział RCC nie jest dostępny.

175 023

Na figurze 5 sygnały radiowe kanału docelowego ze stacji bazowej są odbierane w przetworniku w górę/w dół 600 ze stacji bazowej poprzez przełącznik nadawanie-odbiór 800. Odebrany sygnał o częstotliwości radiowej jest przekazywany poprzez niskozakłóceniowy wzmacniacz 502, filtrowany pasmowo w filtrze 503, poddawany tłumieniu w tłumiku 504 i wysyłany do urządzenia mieszającego 505, w którym jest poddawany pierwszej konwersji w dół z pasma 450 MHz lub pasma 900 MHz na sygnał częstotliwości pośredniej w zakresie 26-28 MHz. Sygnał tenjest przepuszczany przez wzmacniacz 506, filtr pasmowy 507, wzmacniacz 508 i tłumik 509 i podawany na obwód rozdzielający 510 w celu dostarczenia do wspólnej grupy modemów.

Modulowane sygnały częstotliwości pośredniej z kanału wstecznego ze wspólnej grupy modemów są wysyłane do urządzenia łączącego 520 blokowego przetwornika w górę/w dół 600 w górnym lewym rogu fig. 5, poddawane tłumieniu w tłumiku 521, filtrowane pasmowo w filtrze pasmowym 522, wzmacniane we wzmacniaczu 523 i wysyłane do urządzenia mieszającego 525, w którym sygnał jest przetwarzany w górę do sygnału o częstotliwości radiowej w paśmie 450 MHz albo 900 MHz. Sygnał ten poddaje się następnie tłumieniu w tłumiku 526, następnie filtrowaniu pasmowo w filtrze pasmowym 527, wzmocnieniu we wzmacniaczu 528 i wysłaniu do szerokopasmowego wzmacniacza dużej mocy 700, który wysyła sygnał do przełącznika nadawanie-odbiór 800.

Urządzenia mieszające 505 i 525 pobierają swoje sygnały o częstotliwości odniesienia odpowiednio z obwodu pętli zamkniętej fazy RxPLL 540 i obwodu pętli zamkniętej fazy TxPLL 550. Fazowa pętla zamknięta 540 generuje sygnał odbiorczy lokalnego oscylatora 1.36 MHz z sygnału dostarczonego przez zegar główny 560 o częstotliwości 21,76 MHz, podzielony przez 2, a potem przez 8. Sygnał 1,36 MHz doprowadza wejście odniesienia do komparatora fazowego PC. Inne wejście komparatora fazowego PC jest wyposażone w pętlę sprzężenia zwrotnego, która dzieli sygnał wyjściowy obwodu 540 przez 2, a potem przez Γ77. Sprzężenie zwrotne tego sygnału z komparatorem fazowym powoduje, że sygnał wyjściowy obwodu 540 ma częstotliwość 354 razy większą od wej ścia odniesienia, czyli 481,44 MHz. Sygnał wyj ściowy 481,44 MHz odbiorczej fazowej pętli zamkniętej RxPLL 540 wysyła się jako sygnał wejściowy lokalnego oscylatora na urządzenie mieszające przekształcające w dół 505.

Sygnał wyjściowy 481,44 MHz obwodu 540 stosuje się również jako wejście odniesienia dla obwodu 550, tak że obwód 550 jest zależny pod względem częstotliwości od obwodu 540. Obwód 550 generuje sygnał transmisyjny lokalnego oscylatora o częstotliwości 481,44 MHz +

5.44 MHz, czyli o częstotliwości o 5,44 MHz wyższej od odbiorczego lokalnego oscylatora. Dla obwodu 550 sygnał 21,76 MHz z zegara głównego 560 dzieli się przez 2, potem znowu przez 2, aby uzyskać sygnał o częstotliwości 5,44 MHz, przedstawiany jako wejście odniesienia komparatora fazowego PC obwodu 550. Drugie wejście komparatora fazowego PC obwodu to częstotliwość różnicowa filtrowana pasmem niskim dostarczona przez urządzenie mieszające 542. Urządzenie mieszające 542 udostępnia częstotliwość będącąróżnicąpomiędzy sygnałem odbiorczym lokalnego oscylatora z obwodu 540 a sygnałem wyjściowym oscylatora VCO obwodu 550. Wyjście obwodu 550 pobrane z jego wewnętrznego oscylatora VCO ma częstotliwość

481.44 MHz + 5,44 MHz.

Figura 4 pokazuje szczegóły obwodu częstotliwości pośredniej modemu w odniesieniu do części cyfrowych (których szczegóły są pokazane na fig. 3). Na dole prawej strony fig. 4, sygnał odbiorczy o częstotliwości pośredniej z przetwornika 600 (fig. 1) jest przekazywany poprzez dolną końcówkę wyłącznika pętli wstecznej 402 na czterobiegunowy filtr pasmowy 404, którego pasmo wynosi od 26 do 28,3 MHz. Wyjście filtra 404 jest następnie wzmacniane przez wzmacniacz 406 i przekształcane w dół w urządzeniu mieszającym 408, które używa sygnałów odbiorczych lokalnego oscylatora o częstotliwości pomiędzy 15,1 MHz a 17,4 MHz. Wyjściowy sygnał urządzenia mieszającego 408 jest wzmacniane przez wzmacniacz 410 i filtrowany przez ośmiobiegunowy filtr krystaliczny 412, którego środkowa częstotliwość wynosi 10,864 MHz. Amplituda sygnału na wyjściu filtra 412 jest sterowana przez obwód AGC 414. Wzmocnienie obwodu AGC 414 jest sterowane przez sygnał VAGC z obwodu 450 z fig. 3. Wyjściowy sygnał obwodu

175 023

AGC 414 jest następnie przekształcany w dół przez urządzenie mieszające 416, używające częstotliwości odniesienia 10,88 MHz, aby wytworzyć szereg danych sygnału pośredniego o częstotliwości 16 kilosymboli na sekundę, który przechodzi przez wzmacniacz 418 i jest dostarczany do portu wejściowego Rx 1F obwodu z fig. 3.

Odnosząc się wciąż do fig 4, zespół obwodów z fig. 3 generuje sygnał odbiorczy lokalnego oscylatora Rx DDFS, który jest filtrowany przez filtr siedmiobiegunowy 432, a następnie wzmacniany przez wzmacniacz 434. Wyjście wzmacniacza 434 jest ponownie filtrowane niskim pasmem przez siedmiobiegunowy filtr 436, którego wyjście jest wzmacniane przez wzmacniacz 438, a następnie mieszane z odebranym sygnałem radiowym w urządzeniu mieszającym 408.

Po prawej stronie fig. 4 wzmacniacz 420 odbiera główny sygnał oscylatora o częstotliwości 21,76 MHz i wysyła sygnał 21,76 MHz na urządzenie rozdzielające 422. Wyjście urządzenia rozdzielającego 422 jest podwajane pod względem częstotliwości przez podwajacz częstotliwości 424, którego wyjście jest obcinane w urządzeniu obcinającym 426 i któremu nadawany jest kształt sygnału TTL w bramce 428, i odwracane ponownie w bramce 430. Wyjście bramki 430 jest podawane do wejściowego zespołu obwodów z fig. 3 jako sygnał zegara odniesienia 43,52 MHz.

Drugie wyjście urządzenia rozdzielającego 422jest przepuszczane przez wzmacniacz 454 i tłumik 456 i podawane na wejście L lokalnego oscylatora urządzenia mieszającego 444. Urządzenie mieszające 444 przekształca w górę modulowany sygnał częstotliwości pośredniej, Tx DIF z wejścia fig. 3, po przefiltrowaniu go pasmem niskim w filtrze 440 i wytłumieniu przez tłumik 442.

Wyjście bramki 428 łączy się także z wejściem przekształtnika 460, którego częstotliwość wyjściowa jest dzielona przez 4 przez dzielnik 462 i następnie używana jako oscylator lokalny, aby przekształcić w dół wyjście bloku AGC 414 w urządzeniu mieszającym 416.

Funkcja pętli wstecznej jest udostępniana przez szeregowe połączenie wyłączników 450 i 402 i obciążenia sztucznego 458, tak że sygnały z wyjścia Tx DIF odniesienia wejściowego do zespołu obwodów fig. 3 mogąbyć odprowadzone pętlą wstecznądo jego wejścia Rx IF dla celów testowych gdy stosuje się sekwencje regulacyjne aby wyrównać zniekształcenia sygnału, takie jak występujące wewnątrz filtra krystalicznego 412.

Odnosząc się nadal do fig. 4, zespół obwodów dostarcza modulowany sygnał wyjściowy o częstotliwości pośredniej od 4,64 do 4,94 MHz, któryjest filtrowany przez filtr siedmiobiegunowy 440 i tłumiony przez tłumik 442. Wyjście tłumika 442 wchodzi na urządzenie mieszające 444, gdzie jest przekształcane w górę do częstotliwości w zakresie od 26,4 do 28,7 MHz. Wyjście urządzenia mieszającego 444 wchodzi na wzmacniacz 446, którego wyjście jest filtrowane przez czterobiegunowy filtr pasmowy 448 i dostarczane do wyłącznika 450, sterowany przez wyjście uruchamiania pętli wstecznej LBE wejściowego zespołu obwodów z fig. 3. Gdy przeprowadzane jest testowanie pętli wstecznej, przewód LBE jest pobudzany, powodując, że wyłączniki 450 łączą wyjście filtra 448 z górą obciążenia sztucznego 458 i włączając wyłącznik 402, przez co łączy on dół obciążenia sztucznego 358 z filtrem pasmowym 404 do testowania pętli wstecznej. Testowanie pętli wstecznej jest wykorzystywane wraz z sekwencjami regulującymi modemu do wyrównywania zniekształceń sygnału wewnątrz filtra krystalicznego 412 lub w innych częściach zespołu obwodów modemu.

Gdy nie przeprowadza się testowania pętli wstecznej, wyjście wyłącznika 450 podaje się na programowalny tłumik 452, który można zaprogramować na jeden z 16 różnych poziomów tłumienia przez sygnał sterujący poziomem mocy transmisji, tx PLC z wejściowego zespołu obwodów z fig. 3. Wyjście tłumika 452 zawiera sygnał TX IF PORT, podawany do górnej lewej części bloku syntezatora, przetwornika w górę/w dół z fig. 5.

Dokładna częstotliwość pośrednia do dostrojenia dla odbiorczego przedziału czasu jest określana, gdy sterownik węzła 300 (fig. 1) poinformuje modem, w którym kanale wyszukać komunikat RCC. Podczas odbioru komunikatu RCC wykonywane jest dokładne dostrojenie częstotliwości i taktowanie. Dokładne dostrojenie uzyskuje się na poziomie częstotliwości pośredniej przy użyciu zespołu obwodów akumulatora fazowego w obwodzie Rx DDS modemu

175 023 (fig. 3), pokazanego szczegółowo na fig. 6. Częstotliwości pośrednie sągenerowane przez kolejne zwiększanie w częstotliwości głównego zegara cyfrowego, liczby reprezentującej krok fazowy w akumulatorze fazowym. Procesor modemu DSP/MDM, poprzez szynę danych DSP/MDM (fig. 3), początkowo dostarcza 24-bitowąliczbę F do zespołu obwodów RxDDS. Liczba ta jest odnoszona (jak zostanie opisane w dalszej części) do żądanej częstotliwości pośredniej wymaganej do demodulacji określonego dochodzącego sygnału na bazie przedział po przedziale. 24-bitowa liczba F jest ładowana do jednego z czterech rejestrów R16-R46 po lewej stronie fig. 6. W przykładzie wykonania, w którym zastosowany jest procesor 16-bitowy, liczba F jest dostarczana w segmentach 16-bitowym i 8-bitowym, ale dla uproszczenia rysunku, liczba 24-bitowa jest pokazana jako wprowadzana do złożonego rejestru 24-bitowego. Każdy z rejestrów R16-R46 jest przeznaczony dla jednego z odbiorczych przedziałów czasu. Ponieważ komunikat RCC oczekiwany jest w pierwszym przedziale czasu Rx, liczbę 24-bitową ładuje się do odpowiedniego jednego z czterech rejestrów R16-R46, np. rejestru R16. Przy odpowiedniej liczbie przedziałów dla pierwszego przedziału czasu Rx zawartość rejestru R16 jest przedstawiana rejestrowi synchronizacyjnemu 602, którego wyjście jest następnie przedstawiane górnemu wejściu sumatora 604. Wyjście sumatora 604jest łączone z wejściem rejestru akumulatora 606. Dolne wejście sumatora 604 odbiera wyjście rejestru 606. Rejestr 606 jest taktowany sygnałem głównego zegara o częstotliwości 21,76 MHz i jego zawartość jest odpowiednio okresowo wprowadzana na nowo do sumatora 604.

Okresowe wprowadzanie na nowo zawartości rejestru 606 do sumatora 604 powoduje, że sumator 604 odlicza w górę od liczby F otrzymanej na początku z rejestru R16. Na końcu sumator 606 osiąga maksymalną liczbę, którą może przechować, następuje przepełnienie i odliczanie zaczyna się ponownie od niskiej wartości resztowej. Ma to efekt mnożenia częstotliwości głównego zegara przez wartość ułamkową, przez co tworzy się odbiorczy sygnał o częstotliwości pośredniej lokalnego oscylatora mający tę pomnożoną ułamkową częstotliwość, z “zębatym” kształtem fali. Ponieważ rejestr 606 jest rejestrem 24-bitowym, przepełnia się, gdy jego zawartość osiągnie 2²⁴. Rejestr 606 dzieli więc w efekcie częstotliwość zegara głównego przez 2²⁴ i jednocześnie mnoży przez F. Obwódjest określany jako “akumulator fazowy”, ponieważ chwilowa liczba wyjściowa w rejestrze 606 wskazuje chwilową fazę częstotliwości pośredniej.

Faza akumulowana z rejestru 606 jest wysyłana do obwodu aproksymacji sinusowej 662. Obwód 662 przekształca zębaty kształt fali z rejestru 606 na sinusoidalny kształt fali. Wyjście obwodu 622 jest ponownie synchronizowane przez rejestr 624 i następnie wysyłane na jedno wejście sumatora 634, w kształtowniku szumu składającym się z sumatora 634 i filtra 632 kształtownika szumu. Wyjście sumatora 634jest połączone z wejściem danych filtra 632 i z wejściem rejestru ponownej synchronizacji 636. Charakterystyka kształtownika szumujest sterowana na bazie przedział po przedziale przez 7-bitowe pole sterujące kształtownika szumu, które jest łączone z najmniej znaczącym bajtem pola liczbowego częstotliwości otrzymanego z szyny DSP/MDM. Kształtownik szumu może być włączony lub wyłączony, można wybrać do 16 współczynników filtra, można włączyć lub wyłączyć zaokrąglanie i można zmieniać charakterystykę sprzężenia zwrotnego wewnątrz kształtownika szumu, umożliwiając użycie 8-bitowego wyjściowego przetwornika cyfrowo-analogowego (jak pokazano na fig. 6) lub 10-bitowego wyjściowego przetwornika cyfrowo-analogowego (nie pokazanego na rysunku) przez zapewnienie odpowiednich pól w polu sterującym kształtownika szumu dla każdego przedziału, w czterech rejestrach RN16-RN46. Multiplekser MPX66 wybiera jeden z czterech rejestrów RN16-RN46 dla każdego przedziału i uzyskaną informację synchronizuje się ponownie z rejestrem 630 i przedstawia wejściu sterującemu filtra 632 kształtownika szumu.

Dokładna częstotliwość pośrednia dla dowolnego z kanałów transmisyjnych jest generowana na bazie przedział po przedziale przez zespół obwodów TxDIF (fig. 3), który jest pokazany szczegółowo na fig. 7. Na bazie przedział po przedziale filtr transmisyjny FIR (nie pokazany na rysunku) kształtuje strumień danych złożonego sygnału informacji (I, Q) 16 kilosymboli na sekundę odebrany z modemu, który będzie modulował każdą w wygenerowanych częstotliwości pośrednich. Strumień danych informacji sygnału musi być tak kształtowany, aby mógł być trans20

175 023 mitowany w ograniczonym paśmie dozwolonym w przypisanym kanale radiowym. Wstępne przetwarzanie sygnału informacji obejmuje impulsowe kształtowanie FIR, aby zmniejszyć szerokość pasma do +/-10 kHz. Kształtowanie impulsowe FIR tworzy części składowe, wewnątrzfazowąi kwadraturową, do użycia w modulacji wygenerowanej częstotliwości pośredniej.

Po kształtowaniu impulsowym, stosowanych jest kilka etapów interpolacji liniowej. Wstępna interpolacja jest wykonywana w celu zwiększenia częstotliwości próbkowania sygnału pasma podstawowego, a po niej następują interpolacje dodatkowe, które ostatecznie zwiększają częstotliwość próbkowania i częstotliwość, w której występują główne replikacje widmowe do 21,76 MHz. Części składowe wewnątrzfazowa i kwadraturowa kształtowanego i interpolowanego sygnału modulującego są wysyłane na wejście I oraz Q urządzeń mieszających MXI i MXQ części modulatora zespołu obwodów pokazanej na fig. 7.

Po lewej stronie fig. 7 znajduje się zespół obwodów do cyfrowego generowania częstotliwości pośredniej. Dokładna częstotliwość pośrednia do wygenerowaniajest określona gdy stacja bazowa poinformuje sterownik węzła 300 (fig. 1), który numer przedziału i kanał radiowy przypisać przedziałowi czasu obsługującego określoną rozmowę. 24-bitowa liczba określająca częstotliwość pośrednią do wysokiego stopnia rozdzielczości (dla ilustracji +/- 1,3 Hz) jest dostarczana przez procesor DSP/MDM (fig. 3) szyną danych DSP/MDM. 24-bitowa liczba częstotliwości jest zapisywana w odpowiednimjednym z rejestrów 24-bitowych R17-R47. Rejestry R17-R47 są przeznaczane na określony jeden z czterech przedziałów czasu Tx.

Licznik przedziałów (nie pokazany na rysunku) generuj e powtarzaj ącą się dwubitową liczbę przedziałów czasu pochodzącą z sygnałów synchronizacyjnych dostępnych na płytce montażowej, jak opisano poprzednio. Sygnał zliczający przedziały czasu występuje co 11,25 ms bez względu na to, czy przedział czasu jest używany do modulacji DPSK, QPSK czy 16PSK. Gdy przedział czasu, do którego będzie przypisana częstotliwość, zostanie osiągnięty przez licznik przedziałów, licznik przedziałów wybiera odpowiedni jeden z rejestrów R17-R47, przy pomocy multipleksera MPX71, dostarczając jego zawartość do rejestru ponownej synchronizacji 702 i na końcu do górnego wejścia sumatora 704. Odpowiednio, można użyć różnej (albo tej samej) 24-bitowej częstotliwości pośredniej dla każdego kolejnego przedziału czasu. 24-bitowy numer częstotliwości jest używanyjako krok fazowy dla konwencjonalnego obwodu akumulatora fazowego zawierającego sumator 704 oraz rejestr 706. Złożona fala nośna jest tworzona przez przekształcenie informacji zakumulowanej fazy w kształcie zębów w rejestrze 706 na sinusoidalne i kosinusoidalne kształty fali przy użyciu obwodu aproksymacji kosinusowej 708 i obwodu aproksymacji sinusowej 722.

Wyjścia obwodów 708 i 722 są ponownie synchrońizowane przez rejestry 710 i 724 i wysyłane do urządzeń mieszających 712 i 726. Wyjściowe sygnały urządzeń mieszających 712 i 714 sąwysyłane do rejestrów ponownej synchronizacji, odpowiednio 714 i 728. Urządzenia mieszające 712 i 714 wraz z sumatorem tworzą konwencjonalny modulator złożony (I, Q). Wyjście sumatora 716 jest multipleksowane z odniesieniem kosinusowym częstotliwości pośredniej przez multiplekser 718, który jest sterowany sygnałem DIF CW MODE z wewnętrznego rejestru (nie pokazanego na rysunku) obwodu 450 (fig. 3). Wyjście multipleksera 718 jest ponownie synchronizowane przez rejestr 720, którego wyjście jest połączone z obwodem kształtownika szumu o zmiennym współczynniku, typu takiego, jak opisany poprzednio w związku z fig. 6, złożonego z sumatora 734 i filtra 732, z odnośnymi rejestrami sterującymi RN 17-RN47, multiplekserem sterującym MPX76 i rejestrami ponownej synchronizacji 730 i 736.

Ten kształtownik szumu wyrównuje szumy kwantowania spowodowane skończoną rozdzielczością (w przykładzie +/- połowa najmniej znaczącego bitu) przetwarzania cyfrowo-analogowego. Ponieważ szum kwantowania jest rozprowadzany jednorodnie, jego charakterystyka widmowajestpodobna do białego szumu Gaussa. Moc szumu, która spada w obrębie szerokości pasma transmitowanego sygnału, które jest względnie wąskie w porównaniu z częstotliwością próbkowania, można zmniejszyć do tego samego stosunku, co żądana szerokość pasma do częstotliwości próbkowania. Na przykład przy założeniu, że sygnał modulujący ma szerokość pasma 20 kHz, a częstotliwość próbkowania wynosi 20 MHz, poprawa stosunku syg175 023 nał do szumu wynosiłaby 1000:1 albo 60 dB. Charakterystyka kształtownika szumujest sterowana na bazie przedział po przedziale, przez 7-bitowe pole sterujące kształtownika szumu jak opisano w związku z fig. 6.

Ważnym aspektem rozwiązania według wynalazku jest utrzymanie jakości głosu mimo fizycznego oddzielenia stacji bazowej i zdalnego węzła. Odchylenia taktowania pomiędzy stacją bazową a węzłem, jak również odchylenia taktowania w kodowaniu i dekodowaniu sygnałów mowy, będąprowadzić do różnych postaci degradacji jakości głosu, słyszanej jako pochodzące z zewnątrz trzaski w sygnale głosu. Zgodnie z wynalazkiem zapewnia się ścisłą zgodność taktowania dzięki synchronizacji wszystkich sygnałów taktowania, szczególnie używanych do taktowania przetwornika analogowo-cyfrowego, koderów-dekoderów głosu w modułach linii czwórkowych 101-108, jak również magistrali PCM 200 i 500 zgodnie z docelowym kanałem radiowym. Odnosząc się do fig. 8, główne sygnały zegarowe używane w systemie pochodzą z oscylatora o częstotliwości 21,76 MHz (nie pokazanego na rysunku). Sygnał 21,76 MHz jest używany do synchronizacji zegara próbkowania 64 kHz z czasami przejścia symbolu w odebranym sygnale radiowym. Bardziej dokładnie, sygnał 21,76 MHz jest najpierw dzielony przez obwód 802, ułamkowego dzielnika zegara 6,8, który dokonuje tego ułamkowego dzielenia dzieląc sygnał zegara o częstotliwości 21,76 MHz na pięć różnych proporcji w powtarzającej się sekwencji 6, 8, 6, 8, 6, tworząc zegar o przeciętnej częstotliwości 3,2 MHz.

Programowalny dzielnik zegara 806 jest stosowany do dzielenia częstotliwości 3,2 MHz przez liczbę, której dokładna wielkość jest ustalana przez DSP/MDM. Programowalny dzielnik zegara 806 używa zwykle liczby równej 50, tworząc na swoim wyjściu sygnał zegara próbkującego 64 kHz. Wyjście zegara próbkującego o częstotliwości 64 kHz dzielnika 806 jest używane do strobowania kanału odbiorczego przetwornika analogowo-cyfrowego 804 (pokazanego również na fig. 3). Przetwornik analogowo-cyfrowy 804 przekształca odebrane próbki sygnału częstotliwości pośredniej na postać cyfrową do użycia przez procesor DSP/MDM.

Odnosząc się nadal do fig. 8, procesor DSP/MDM działa jako komparator fazowo/częstotliwościowy obliczając błąd fazy w odebranych symbolach z ich idealnych wartości fazy, przy użyciu zegara próbkującego o częstotliwości 64 kHz, aby określić chwile, w których mierzy się błąd fazy. Procesor DSP/MDM określa wyjście korekcyjne taktowania ułamkowego ftc. Wyjście korekcyjne taktowania ułamkowego ftc jest wysyłane do programowalnego dzielnika 806, aby określić jego stosunek dzielenia. Jeśli zegar próbkowania o częstotliwości 64 kHz ma nieco wyższą częstotliwość od przejść fazowych symboli w odbieranym sygnale częstotliwości pośredniej, procesor DSP/MDM wysyła korekcję taktowania ułamkowego, która zwiększa chwilowo liczbę, przez którą dzieli dzielnik 806, rozszerzając w ten sposób fazę i obniżając przeciętną częstotliwość 64 kHz wyjścia zegara próbkowania dzielnika 806. Podobnie, jeśli częstotliwość 64 kHz zegara próbkowania jest mniejsza od częstotliwości przejść fazowych odebranych symboli, stosunek dzielenia dzielnika 806 chwilowo się zwiększa.

Częstotliwość próbkowania 64 kHz na wyjściu programowalnego dzielnika zegara 806 jest mnożona częstotliwościowo przez czynnik 64, przy użyciu konwencjonalnego analogowego fazowego zamkniętego obwodu mnożącego 808, tworząc sygnał zegarowy o częstotliwości 4,096 MHz. Ten sygnał zegarowy jest dostarczany do wymienników przedziału czasu 310 i 320 (zob. fig. 1). Wymienniki przedziału 310 i 320 dzielą sygnał zegarowy o częstotliwości 4,096 MHz przez dwa, tworząc dwa sygnały zegarowe o częstotliwości 2,048 MHz, używane przez kodery-dekodery głosu na modułach linii 101-108 do próbkowania i przekształcania analogowych wejść głosu na sygnał głosu modulowany PCM. Zastosowanie wspólnego sygnału zegarowego o częstotliwości 2,048 MHz dla koderów-dekoderów głosu, który jest w synchronizacji z sygnałami zegarowymi 64 kHz pochodzenia radiowego zapewnia, że nie będzie poślizgu między dwoma sygnałami zegarowymi. Jak wspomniano, poślizgi takie skutkowałyby w degradacji jakości słuchanego głosu, słyszanej jako pochodzące z zewnątrz trzaski w sygnale głosu.

W powyższej części opisano przykład wykonania wynalazku. Kolejne i inne przykłady wykonania mogą być zaprojektowane przez znawców, ale nie powoduje to wyjścia poza charakter i zakres naszego wynalazku. Odmiany takie mogłyby np. obejmować zwiększenie częstotli22

175 023 wości próbkowania na szynach PCM, aby umożliwić obsługę zarówno sygnału mowy modulowanego PCM, jak i jednoczesne przesyłanie sygnałów do wymiennika przedziału bez degradacji jakości kodowania PCM sygnału mowy. W dodatku, zespół obwodów kształtowania impulsów transmisyjnych ASIC można zmodyfikować umożliwiając zastosowanie postaci modulacji innych niż PSK, takich jak QAM i FM. Jest zrozumiałe, że chociaż w ilustracyjnym przykładzie wykonania opisano zastosowanie wspólnej grupy modemów o zmiennej częstotliwości do obsługi zdalnych stacji abonenckich w węźle modułowym, można zastosować podobną grupę modemów o zmiennej częstotliwości w stacji bazowej, aby umożliwić komunikację między węzłem a zdalnymi stacjami abonenckimi. Na koniec, należy uwzględnić możliwość zastosowania innego środka transmisji niż droga radiowa, takiego jak kabel koncentryczny albo kabel światłowodowy.

175 023

FIG.	2B	RX 6WZAZ.0 TXSWW7.2 1	RX SN/flZ ! ΤΧ&/Μ7.3	RX 6W/A7.2 TXćW)zO	RXiW/flZ3 Vt.6til0ZA
		T ,	τ	T	τ
FIG.	2C	RX i	RX 2
		TX 2	TX i

(il[

Rxla

Rxlb 71 R^2a | Rx2b )

FIG

Tx2a | (3)[ iln-ij

14)1 2in£T

2(nl

175 023

175 023

PORT π FIG.

175 023

175 023

FIG. 6

175 023

175 023

175 023

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, w którym sygnały łączności ze stacji bazowej odbiera się i nadaje przez antenę każdej stacji abonenckiej dołączoną poprzez przełącznik nadawanie-odbiór, szerokopasmowy wzmacniacza mocy i przetwornik do modemów, z których każdy pracuje na dowolnej jednej z wielu częstotliwości, które odpowiadają poszczególnym kanałom łączności, znamienny tym, że synchronizuje się, z obwodu bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości (450) dołączonego do przetwornika (600), który synchronizuje także odległe stacje abonenckie, wielokrotne stacje abonenckie ze stacjąbazowąwykorzystując parametry uzyskane ze stacji bazowej nadane przez jeden kanał i odebrane przez jeden z modemów (400), następnie rozdziela się parametry synchronizacji do modemów (400) oraz przydziela się aktywne kanały łączności do aktywnych modemów (400) przed przydzielaniem aktywnych kanałów łączności do nieaktywnych kanałów (400).
2. 2. Sposób przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, w którym dla łączności ze stacjąbazową wykorzystuje się podział czasu definiowany przez zestaw powtarzających się przedziałów czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności w radiowych kanałach łączności pomiędzy wielokrotnymi stacjami abonenckimi i stacjąbazową, zaś sygnały łączności odbiera się i nadaje przez antenę każdej wielokrotnej stacji abonenckiej dołączonąpoprzez przełącznik nadawanie-odbiór, szerokopasmowy wzmacniacz mocy i przetwornik do modemów, z których każdy obsługuje połączenia telefoniczne w kolejnych przedziałach czasu, przy czym odebrane sygnały łączności z modemów wprowadza się do linii abonenckich wielokrotnych stacji abonenckich, znamienny tym, że ustala się, w sterowniku (300) dołączonym do przetwornika (600), który z modemów (400) jest aktywny i ma nieobciążone przedziały czasu, oraz przydziela się do nieobciążonych przedziałów czasu w grupie modemów (400) uprzywilejowane wartości znamionowe poprzez ustalenie, które przedziały czasu sąwykorzystywane przez więcej niżjeden modem (400), który z modemów (400) ma przyległe przedziały czasu dostępne do obsługi połączenia oraz, czy modem (400) ma przedział czasu dostępny do obsługi synchronizacji, po czym ustala się w sterowniku (300), który z przedziałów czasu ma najwyższą uprzywilejowaną wartość znamionową, i przydziela się przedział czasu odpowiadający najwyższej ustalonej uprzywilejowanej wartości znamionowej dla następnego połączenia telefonicznego.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w trakcie przydzielania uprzywilejowanych wartości znamionowych przydziela się przez sterownik (300) najwyższy priorytet dla przedziału czasu na podstawie informacji o dostępności aktywnego modemu (400), braku dostępności przedziału czasu dla synchronizacji, uprzywilejowanej wartości znamionowej, która pozostawia przyległe przedziały czasu dostępne dla połączeń realizowanych z kwadraturowym kluczowaniem z przesuwem fazy (QPSK), i braku wzrostu liczby modemów (400) wykorzystujących przedział czasu poza zadaną z góry wartością graniczną.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że następnie w trakcie przydzielania uprzywilejowanych wartości znamionowych przydziela się przez sterownik (300) drugi najwyższy priorytet dla przedziału czasu na podstawie informacji o dostępności aktywnego modemu (400), dostępności przyległych przedziałów czasu dla połączeń QPSK i braku wzrostu liczby modemów (400) wykorzystujących przedział czasu poza zadaną z góry wartością graniczną
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że następnie w trakcie przydzielania uprzywilejowanych wartości znamionowych przydziela się przez sterownik (300) trzeci najwyższy

   175 023 priorytet dla przedziału czasu, który jest dostępny w aktywnym modemie (400) i pozostawia przyległe przedziały czasu dostępne dla połączeń QPSK.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że następnie w trakcie przydzielania uprzywilejowanych wartości znamionowych przydziela się przez sterownik (300) czwarty najwyższy priorytet dla przedziału czasu, który jest dostępny w aktywnym modemie (400).
7. 7. Urządzenie do przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, w którym dla łączności ze stacją bazową wykorzystuje się podział czasu definiowany przez zestaw powtarzających się przedziałów czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności w wielu radiowych kanałach łączności, zaś sygnały łączności odbiera się i nadaje przez każdą stację abonencką, przy czym każda stacja abonencka zawiera antenę dołączoną do przełącznika nadawanie-odbiór, przełącznikjest dołączony do szerokopasmowego wzmacniacza mocy zaś wzmacniacz jest dołączony do przetwornika, znamienne tym, że zawiera dołączoną do przetwornika (600) grupę modemów (400) o zmiennych częstotliwościach, dla obsługi dwukierunkowej łączności, przy czym te modemy (400) są dołączone do pierwszej magistrali mowy przesyłającej sygnały z modulacją kodowo-impulsową (PCM) (220), pierwszej magistrali sygnałowej (221) i szyny procesora sterującego oraz poddają syntezie cyfrowej wiele częstotliwości, z których każda odpowiada wybranemu kanałowi łączności, sterownik węzła (300), który jest dołączony do pierwszej magistrali mowy PCM (220), pierwszej magistrali sygnałowej (221) i szyny procesora sterującego oraz jest następnie dołączony do drugiej magistrali mowy PCM (220), drugiej magistrali sygnałowej (221) i szyny obwodu sterowania linii, przy czym sterownik węzła (300) stanowi obwód przydzielania kanałów łączności kolejnym przedziałom czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności pomiędzy stacj ąbazową i liniami abonenckimi (101), oraz zawiera grupę obwodów linii (100) dołączających wielokrotne stacje abonenckie do linii abonenckich (101), która jest dołączona do drugiej magistrali mowy PCM (200), drugiej magistrali sygnałowej (221) i szyny obwodu sterowania linii.
8. 8. Urządzenie do przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, w którym dla łączności ze stacjąbazową wykorzystuje się podział czasu definiowany przez zestaw powtarzających się przedziałów czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności w wielu radiowych kanałach łączności, zaś sygnały łączności odbiera się i nadaje przez każdą stację abonencką, przy czym każda stacja abonencka zawiera antenę dołączoną do przełącznika nadawanie-odbiór, przełącznikjest dołączony do szerokopasmowego wzmacniacza mocy zaś wzmacniacz jest dołączony do przetwornika, znamienne tym, że zawiera dołączoną do przetwornika (600) grupę modemów (400) o zmiennych częstotliwościach dla obsługi dwukierunkowej łączności, przy czym te modemy (400) są dołączone do pierwszej magistrali mowy PCM (220), pierwszej magistrali sygnałowej (221) i szyny procesora sterującego oraz poddają syntezie cyfrowej wiele częstotliwości, z których każda odpowiada wybranemu kanałowi łączności, wymiennik przedziałów czasu (320), który jest dołączony do pierwszej magistrali mowy PCM (220) i następnie do drugiej magistrali mowy PCM (220), oraz do pierwszej magistrali sygnałowej (221) i następnie do drugiej magistrali sygnałowej (221), procesor sterujący (330), któryjest dołączony do szyny procesora sterującego i następnie do szyny obwodu sterowania linii, przy czym wymiennik przedziałów czasu (320) stanowi obwód przydzielania aktywnych przedziałów czasu modemowi aktywnemu pierwszemu wykorzystującemu zdolność przepustową kanału aktywnego modemu przed przydzieleniem innych aktywnych przedziałów czasu modemom nieaktywnym zaś modemy nieaktywne są w stanie wyłączenia aż do przydzielenia aktywnego przedziału czasu przez wymiennik przedziałów czasu (320), oraz zawiera grupę obwodów linii (100) dołączających wielokrotne stacje abonenckie do linii abonenckich (101), którajest dołączona do drugiej magistrali mowy PCM (200), drugiej magistrali sygnałowej (221) i szyny obwodu sterowania linii.
9. 9. Urządzenie do przyłączania odległych stacji abonenckich w radiotelefonicznym systemie łączności zawierającym stację bazową, w którym dla łączności ze stacją bazową wykorzystuje się podział czasu definiowany przez zestaw powtarzających się przedziałów czasu dla obsługi dwukierunkowej łączności w wielu radiowych kanałach łączności, zaś sygnały łączności

   175 023 odbiera się i nadaje przez każdą stację abonencką, przy czym każda stacja abonencka zawiera antenę dołączoną do przełącznika nadawanie-odbiór, przełącznikjest dołączony do szerokopasmowego wzmacniacza mocy zaś wzmacniacz jest dołączony do przetwornika, znamienne tym, że zawiera dołączoną do przetwornika (600) grupę modemów (400) o zmiennych częstotliwościach, dla obsługi dwukierunkowej łączności, przy czym te modemy (400) są dołączone do pierwszej magistrali mowy PCM (220), pierwszej magistrali sygnałowej (221) i szyny procesora sterującego oraz poddają syntezie cyfrowej wiele częstotliwości, z których każda odpowiada wybranemu kanałowi łączności, wymiennik przedziałów czasu (320), który jest dołączony do pierwszej magistrali mowy PCM (220) i następnie do drugiej magistrali mowy PCM (220), oraz do pierwszej magistrali sygnałowej (221) i następnie do drugiej magistrali sygnałowej (221), procesor sterujący (330), który jest dołączony do szyny procesora sterującego i następnie do szyny obwodu sterowania linii, przy czym wymiennik przedziałów czasu (320) stanowi obwód przydzielania aktywnych przedziałów czasu modemowi aktywnemu pierwszemu wykorzystującemu zdolność przepustową kanału aktywnego modemu przed przydzieleniem innych aktywnych przedziałów czasu modemom nieaktywnym zaś modemy nieaktywne są w stanie wyłączenia aż do przydzielenia aktywnego przedziału czasu przez wymiennik przedziałów czasu (320), procesor sterujący (330) dołączony do szyny procesora sterującego jest następnie dołączony do szyny procesora sygnału cyfrowego pasma podstawowego w każdym z modemów (400), szyna procesora sygnału cyfrowego pasma podstawowego jest dołączona do procesora sygnału cyfrowego pasma podstawowego, procesor sygnału cyfrowego pasma podstawowego jest dołączony do pierwszej magistrali mowy PCM (220), szyna procesora sygnału cyfrowego pasma podstawowego jest dołączona do szyny procesora sygnału cyfrowego modemu, szyna procesora sygnału cyfrowego modemu jest dołączona do procesora sygnału cyfrowego modemu, procesor sygnału cyfrowego modemu jest dołączony do pierwszej magistrali sygnałowej (221) zaś procesor sygnału cyfrowego modemu jest dołączony do obwodu bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości (450), przy czym obwód bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości (450) stanowi dowód synchronizacji modemów (400) ze stacją bazową i polecania modemom (400) przeszukiwania kanałów w celu zlokalizowania kanału sterowania radiowego, który dostarcza parametry synchronizacji odebrane podczas jednego przedziału czasu i następnie poleca jednemu z modemów (400) przejąć kanał sterowania radiowego i dostarczyć parametry synchronizacji do innych modemów (400), zaś procesor sterujący (330) stanowi obwód ustalania pewności parametrów synchronizacji modemów aktywnych i identyfikacji jednego z modemów (400), który wykazuje najwyższy poziom wiarygodności, oraz przydzielania jego poszczególnych parametrów synchronizacji do innych modemów (400), oraz zawiera ponadto grupę obwodów linii (100) dołączających wielokrotne stacje abonenckie do linii abonenckich (101), która jest dołączona do drugiej magistrali mowy PCM (200), drugiej magistrali sygnałowej (221) i szyny obwodu sterowania linii.