Радиотелефонная система для групп удаленных абонентов

Радиотелефонная система для групп удаленных абонентов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к радиотелефонным системам для обслуживания множества станций удаленных абонентов, более конкретно, к радиотелефонным системам, в которых некоторые из этих абонентских станций расположены в непосредственной близости, т.е. группами.

Уровень техники

Радиотелефонная система, содержащая базовую станцию для обслуживания удаленных абонентских станций, описана в патенте США № 5119375. В этой системе каждая абонентская станция оборудована радиостанцией, которая получает от базовой станции команды для настройки на конкретный канал и использования конкретного временного интервала в течение продолжительности ведения разговора. Передача по радиоканалу с временным уплотнением использовалась для линий связи от базовой станции к абонентским станциям, а передача с многостанционным доступом с временным разделением (каналов МДВР/TDMA - для линий связи от индивидуальных абонентских станций к базовой станции. Временное разделение каждого радиоканала на временные интервалы и сжатие речевых сигналов позволяли каждому радиочастотному каналу поддерживать число речевых каналов равным числу временных интервалов. Аналоговые речевые сигналы, поступающие в коммутационную телефонную сеть общего пользования и от нее, сначала преобразовывались в компандированные по μ-закону цифровые выборки импульсно-кодовой модуляции (ИКМ, РСМ) со скоростью передачи 64 кб/с. Перед передачей по радиоканалу цифровые выборки подвергались речевому сжатию для уменьшения скорости и передачи речевой информации с 64 кб/с до 14,6 кб/с с использованием кодирования с линейным предсказанием и остаточным возбуждением (ЛПОВ, RELP). Требовалось, чтобы речевой кодек и модем были специализированными для конкретной частоты и временного интервала во время длительности вызова.

В то время как вышеупомянутая система действовала достаточно удовлетворительно, позволяя осуществлять телефонное обслуживание, в частности, в областях, где нет проводных линий связи, непредвиденный рост такой телефонной службы привел к ситуациям, в которых абонентские станции оказываются в непосредственной близости друг от друга. Первоначальные усилия для снижения стоимости на одну линию при обслуживании группы таких близко расположенных абонентских станций были нацелены на объединение стоимостей установки и обслуживания индивидуальных абонентских станций за счет совместного использования общего оборудования, такого как корпус, источник питания, РЧ усилитель мощности и антенна. Таким образом, в группе близко расположенных абонентских станций, каждая из которых могла бы иметь доступ к РЧ каналу, единственный широкополосный РЧ усилитель мощности мог быть использован для обслуживания этой группы. Однако при этом все еще требовалось, чтобы каждая абонентская линия имела свой собственный модем и приемопередатчик радиосвязи. Выходные сигналы индивидуальных приемопередатчиков подавались на общий РЧ усилитель мощности, который должен был обеспечивать управление максимальной мощностью, равной сумме мощностей всех приемопередатчиков в группе смежных абонентских станций, которые могли быть одновременно активными в одном и том же интервале времени. Очевидно, что было бы желательно дальнейшее повышение эффективности по сравнению с результатом, обеспечиваемым системой, известной из патента США № 5119375, уменьшение максимальной и средней требуемой мощности особенно в отдаленных областях, требующих обслуживания с использованием мощностей солнечных элементов.

Сущность изобретения

Согласно принципам изобретения затраты на линию связи уменьшают для физически компактной группы абонентских линий путем обеспечения для линий внутри такой группы не только общего источника энергии и РЧ усилителя мощности, но и общего модема, синхронизации, промежуточной частоты (ПЧ), функций преобразования с повышением и понижением частоты и контроллера, так что достигается значительная концентрация ресурсов. В такой системе предусмотрено небольшое число модемов для обслуживания многочисленных абонентов в физически близкой группе, называемой далее кластером или, более конкретно, модульным кластером. В иллюстративном варианте абонентские линейные цепи и модемы представляют собой модульные печатные платы, которые вставляют в коммутационный щит, применяющий объединительную плату для распределения информации о временных характеристиках (характеристиках синхронизации) и данных среди блоков. Любой из модемов может быть занят для управления вызовами для нескольких абонентов в последовательных временных интервалах.

Особенностью изобретения является то, что выбор из общего пула модемов с быстрой перестройкой частоты модема для управления вызовом регулируется для экономии потребляемой мощности двумя способами. Во-первых, новый модем предпочтительно не занимается для использования в обработке вызова до тех пор, пока все временные интервалы на активных модемах не будут заняты вызовами, что позволяет всем еще не выбранным модемам оставаться в энергосберегающем "выключенном" или "сниженном по мощности" состоянии.

Во-вторых, число вызовов, использующих один и тот же временной интервал (на разных частотах), регулируется для уменьшения максимальной потребляемой мощности в РЧ усилителе мощности.

Следующей особенностью изобретения является исключение задержки синхронизации при необходимости занятия находящегося в выключенном состоянии (состоянии пониженной мощности) модема для применения его на вызове. Как только синхронизация временного интервала с базовой станции устанавливается для первого модема этого пула в данном кластере (группе), информация о синхронизации становится доступной остальным модемам, преимущественно через объединительную плату, под контролем кластерного контроллера на основе микропроцессора. Поэтому все модемы с пониженной мощностью сразу же предоставляются в распоряжение для обработки вызовов без какой-либо задержки для получения синхронизации с кадром временного разделения базовой станции.

Следующей особенностью изобретения является классификация состояний синхронизации модемов в соответствии с несколькими параметрами классификации и получение доверительного уровня (доверительной вероятности) для каждого активного модема, отражающего надежность параметров синхронизации, и распределение информации о синхронизации из модема, имеющего наилучший доверительный уровень.

Краткое описание чертежей

Предшествующие и другие задачи и особенности изобретения будут более очевидными из нижеследующего описания, иллюстрируемого чертежами, на которых представлено следующее:

Фиг.1 - блок-схема модульного кластера, имеющего общий пул модемов с быстрой перестройкой частоты для управления группой абонентских станций.

Фиг.2А - иллюстрация соединения абонентских линейных цепей и модемов в аппаратуре обмена временных интервалов.

Фиг.2В - РЧ кадр многостанционного доступа с временным разделением каналов (МДВР), выделенный для временных интервалов 16-позиционной фазовой манипуляции.

Фиг.2С - РЧ кадр МДВР, выделенный для временных интервалов квадратурной фазовой манипуляции.

Фиг.2D - распределение задач между временными интервалами МДВР и ИКМ буферами.

Фиг.3 - элементы принципиальной схемы модуля модемов с быстрой перестройкой частоты.

Фиг.4 - блок промежуточной частоты (ПЧ) модема с быстрой перестройкой частоты.

Фиг.5 - блок-схема синтезатора блока преобразователя c повышением/понижением частоты.

Фиг.6 - синтезатор частот и формирователь шума для приемной части модема.

Фиг.7 - схема синтеза частот, модуляции и формирователя шума на промежуточной частоте для ПЧ передающей части модема.

Фиг.8 - схема генерирования синхроимпульсов для модульного кластера.

Описание примеров осуществления изобретения

На фиг.1 представлена блок-схема модульного абонентского кластера, удаленного от базовой станции (не показана). Абонентский кластер назван "модульным", поскольку линейные цепи 100 и модемы 400 состоят из сменных блоков. Поэтому число сменных абонентских линейных цепей 100 будет зависеть от числа абонентов в данном районе, а число сменных модемов 400 может быть выбрано с учетом обеспечения обработки трафика, ожидаемого от этого числа линейных цепей 100. Линейные цепи 100 содержатся на счетверенных линейных модульных печатных платах 101-108, каждая из которых обслуживает четыре абонентские линии. Восемь таких счетверенных линейных модулей обеспечивают функции замкнутой системы автоматического управления группе из 32 абонентских линий, причем цепи 100 могут содержать множество линейных групп.

Каждая линейная цепь на каждом счетверенном линейном модуле 101-108 обуславливает появление специализированного временного интервала импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в ИКМ тракте 200 передачи речевого сигнала и в тракте 201 вызова (сигнализации). Счетверенные линейные модули 101-108 включают в себя кодеки речевых сигналов (не показаны) для кодирования аналогового речевого сигнала абонентской цепи для передачи в тракте 200 ИКМ-данных. Информация сигнализации для абонентской цепи подается в тракт 201 сигнализации посредством схемы интерфейса абонентской линии (не показана). Может быть использовано ИКМ кодирование по μ-закону компандирования или по А-закону компандирования.

Соединение конкретного одного из модемов 400 для обработки вызова от одной конкретной цепи из линейных цепей или с одной конкретной цепью из линейных цепей в одном из счетверенных линейных модулей 101-108 производится через блоки 310 и 320 обмена временных интервалов по команде кластерного контроллера 300. Блок 320 обмена временных интервалов КИМ-данных передает речевые выборки между ИКМ трактом 200 передачи речевого сигнала, обслуживающим линейные модули 101-108, и ИКМ трактом 220 передачи речевого сигнала, обслуживающим пул модемов 400. Блок 310 обмена временных интервалов вызова передает информацию вызова между трактом 201 вызова, обслуживающим модули 100, и трактом 221 вызова, обслуживающим пул модемов 400.

Для телефонного разговора необходимы два РЧ канала, один - для передачи от базовой станции к абоненту ("прямой" канал) и один - от абонента к базовой станции ("обратный" канал). Частоты прямого и обратного каналов предоставляются ведомством телекоммуникаций и в типовом случае могут быть отделены одна от другой интервалом 5 МГц. Тракт распространения сигнала прямого канала, принимаемого в кластере от базовой станции, может быть прослежен от кластерной антенны 900 и антенного переключателя 800 до блока синтезатора и преобразователя 600 с повышением и понижением частоты. В блоке преобразователя 600 РЧ сигнал ограничивается, фильтруется в полосе частот, преобразуется с понижением частоты из полосы РЧ сигнала на частоте 450 МГц, 900 МГц или другой высокой или сверхвысокой частоты в сигнал промежуточной частоты (ПЧ) в диапазоне 26-28 МГц. Этот ПЧ сигнал подается в модемы 400, которые обрабатывают этот сигнал для подачи в абонентские линейные цепи через блоки обмена временных интервалов в кластерном контроллере 300.

Каждый из модемов включает в себя процессор цифрового сигнала полосы частот модулирующих сигналов (см. Фиг.3, DSP/BB) и процессор модема (см. Фиг.3, DSP/MDM). В направлении передачи прямого канала процессор модема DSP/MDM демодулирует ПЧ сигнал, полученный от блока преобразователя 600, и передает эти данные в процессор цифрового сигнала DSP/BB, который преобразует демодулированные данные в кодируемые по μ-закону или А-закону компандирования сигналы для передачи через блок 320 обмена временных интервалов в линейные модули. Процессор цифрового сигнала DSP/ВВ модема сопрягается с процессором модема DSP/MDM через интерфейс прямого доступа к запоминающему устройству (ЗУ) (см. Фиг.3, DMA) и с трактами ИКМ через последовательный порт процессора. В направлении передачи в обратном канале процессор цифрового сигнала DSP/BB преобразует кодированную по μ-закону или по А-закону компандирования ИКМ информацию, полученную из ИКМ тракта 500, в линейную форму, сжимает эти линейные данные при помощи кодирования с линейным предсказанием и остаточным возбуждением и передает при помощи DMA сжатые данные к процессору цифрового сигнала DSP/MDM, который модулирует этот сигнал для передачи во временном интервале радиоканала.

Как показано на Фиг.2А, каждый из модемов 400 и каждый из линейных модулей 100 имеет четыре специализированных вида временных интервалов в блоке 320 обмена временных интервалов ИКМ-данных для неблокирующего доступа. Каждый модем предназначен для двух соседних ИКМ интервалов в ИКМ временных интервалах 0-15 и для двух соседних ИКМ временных интервалов в ИКМ временных интервалах 16-31. Например, для конкретного вызова блок 320 обмена временных интервалов TSI соединяет линейную цепь 0 линейного модуля 101 с каналом 1 модема 1 и линейную цепь 1 линейного модуля 101 с каналом 0 (LN) модема 1 и т.д. Блоки 310 и 320 обмена временных интервалов обеспечивают повторяющийся период выборки длительностью 125 мкс, состоящий из 32 временных интервалов, при скорости передачи данных 2,048 Мб/с. Во время каждого 125 мкс ИКМ интервала линейные модули могут послать 328-битовых байта данных в блок 320 обмена временных интервалов, и каждый модем может получить 48-битовых байта на его последовательном порте процессора группового сигнала, упакованные вместе в виде двух 16-битовых слов. Каждое 16-битовое слово вызывает сигнал прерывания на последовательном порте процессора группового сигнала. При получении сигнала прерывания процессор группового сигнала определяет, соответствует ли пара ИКМ выборок, содержащихся в этом 16-битовом слове, интервалам 0 и 1 или интервалам 2 и 3. Подобным образом, во время каждого 1,25 мксИКМ интервала четыре речевых канала ИКМ-данных, упакованные вместе в виде двух 16-битовых слов, могут быть посланы из последовательного порта каждого процессора группового сигнала к блоку 320 обмена временных интервалов для доставки в линейные модули.

РЧ кадрвременного уплотнения на базовой станции показан на Фиг.2В и 2С длительностью 45 мс каждый. Кадр 16-позиционной ФМн Фиг.2В имеет четыре временных интервала, каждый длительностью τ, причем каждый временной интервал способен нести разные частоты, предоставляемые прямому и обратному каналам вызова. На Фиг.2С РЧ-кадр такой же длительности обеспечивает реализацию прямого и обратного каналов двух вызовов, модулируемых посредством квадратурной ФМн. Ясно, что схема временного уплотнения может обеспечивать передачу четырех вызовов с 16-позиционной ФМн или двух вызовов с квадратурной ФМн.

Фиг.2D иллюстрирует синхронизацию задач, выполняемых в кластере при передаче информации между кадром МДВР, переносящим вызовы, модулированные квадратурной ФМн и кадрами ИКМ трактов. Строка (1) представляет буферы для приема двух модулированных квадратурной ФМн временных интервалов прямого канала, Rx1 и Rx2, кадра МДВР. Демодуляция начинается, как только буфер получает первую половину, Rx1a, временного интервала. Строка (2) представляет буферы, готовые к передаче в двух модулированных квадратурной ФМн временных интервалах обратного канала Тх1 и Тх2 кадра МДВР. Заметим, что в кластере временные интервалы обратного канала смещены относительно временных интервалов прямого канала, так что можно избежать затрат на антенный переключатель. Кроме того, обратный канал абонентского блока смещен таким образом, что он будет приниматься на базовой станции в подходящее время с учетом расстояния между абонентской станцией и базовой станцией. Строки (3) и (4) на Фиг.2D обозначают буферы в статическом запоминающем устройстве с произвольной выборкой (ЗУПВ) (фиг.3) модема, которые хранят ИКМ слова при передаче к блоку 320 обмена TSI речевых временных интервалов и от него (Фиг.1).

В нормальном речевом режиме процессор модема DSP/MDM демодулирует полученные символы прямого канала, упаковывает их в буфер в статическом ЗУПВ модема SRAMM/MDM (Фиг.3) и посылает содержимое этого буфера к процессору группового сигнала DSP/ВВ для ЛПОВ синтеза (расширения). Процессор группового сигнала кодирует расширенные данные согласно μ-характеристике или А-храктеристике и передает их в шину ИКМ-данных для доставки к линейным модулям. Кодовые слова речевых сигналов передаются в каждом кадре во время активного речевого режима. Кодовое слово находится в начале пакета данных между заголовком и речевыми данными как в прямом, так и в обратном канале. Кодовые слова речевых сигналов прямого канала содержат информацию, которую можно использовать для корректировки мощности передачи и синхронизации. Информация управления локальной абонентской цепью (т.е. ответ абонента, отбой абонента, вызов, разъединение прямого канала) также может быть введена в эти кодовые слова. Кодовые слова обратного канала содержат информацию управления локальной абонентской цепью абонентской станции и о качестве связи прямого канала.

Кодовое слово речевого сигнала прямого канала декодируется процессором модема (DSM/MDM). Это кодовое слово содержит информацию о регулировке передаваемой дробной синхронизации, регулировке передаваемого уровня мощности и регулировке локальной цепи. Информация о дробной синхронизации и регулировке уровня мощности усредняется в течение кадра, и усредненная регулировка выполняется в конце кадра. Информация управления локальной цепью хранится локально, и изменения в состоянии цепи детектируются и сообщаются в кластерный контроллер. Управление локальной цепью также заставляет модем передавать сигналы управления линейной цепи по шине сигнализации. Кодовое слово речевого сигнала обратного канала включает в себя статус локальной цепи, который используется кластерным контроллером и базовой станцией для контроля прохождения вызова.

Процессор модема DSP/MDM выполняет фильтрование с конечной импульсной характеристикой (КИХ, FIR) и автоматическую регулировку усиления полученных выборок в программе обслуживания с прерыванием принимаемых символов. Программа демодулятора в процессе модема вызывается при приеме в приемный буфер половины временного интервала информации группового спектра передаваемых сигналов. Демодулятор работает на половине интервала данных и передает упакованные выходные данные в процессор группового сигнала DSP/ВВ для ЛПОВ синтеза. Передача данныхв процессор группового сигнала и от него регулируется таким образом, что входные очереди ЛПОВ заполняются до того, как потребуются соответствующие данные синтеза, а выходные очереди ЛПОВ опустошаются до того, как поступят выходные данные нового анализа (сжатия). Во время демодуляции выполняются автоматическая регулировка частоты (АРЧ), автоматическая регулировка усиления (АРУ) и процессы отслеживания битов для поддержания точной синхронизации с базовой станцией.

Ясно, что возможен смешанный режим работы, при которомнекоторые временные интервалы в диапазоне РЧ могут использовать модуляцию 16-позиционной ФМн, тогда как остальные интервалы могут использовать модуляцию квадратурной ФМн.

Синхронизация с базовой станцией

Перед применением РЧ канала для связи между базовой станцией и кластером кластер должен быть синхронизирован со схемой временных интервалов РЧ, используемой базовой станцией (не показана). Согласно изобретению один или несколько модемов 400 получают команды от кластерного контроллера 300 о синхронизации с РЧ кадровой синхронизацией базовой станции путем поиска частоты канала, несущей радиоканал управления, используемый базовой станцией. Кластерный контроллер 300 включает в себя центральный микропроцессор управления 330, например процессор серии 68000 компании Motorola, который посылает информацию управления через шину СР (центрального процессора) к микропроцессорам в модемах 400. При подаче мощности кластерный контроллер 300 загружает данные подходящего программного обеспечения и исходные данные в модемы 400. После нахождения частоты канала модем должен синхронизироваться с временным интервалом базовой станции путем декодирования уникального слова радиоканала управления (РКУ, RCC). Как описано в вышеупомянутом патенте США № 5119375, РКУ отличается от других каналов тем, что он имеет расширенный защитный интервал в его временном интервале и включает в себя DBPSK (дифференциальная двоичная фазовая манипуляция (ДДФМн)), модулированное уникальное слово из 8 битов. Для уменьшения возможности аннулирования вызова, если отсутствует модем с временным интервалом активного РКУ и становится необходимым предоставить временной интервал РКУ другому модему, то временные интервалы предоставляются внутри активного модема таким образом, что временной интервал (РКУ) синхронизации (называемый Rx0, где четыре временных интервала представляют собой Rx0-Rx3, или Rx1, где четыре временных интервала представляют собой Rx1-Rx4) является последним, который должен быть заполнен.

При запуске предполагается, что все модемы 400 не синхронизированы с РЧ кадром 45 мс базовой станции. Во время временного интервала 0 этого РЧ кадра базовая станция передает сообщение РКУ по некоторому РЧ каналу, который при приеме в модульном кластере будет декодироваться, синхронизируя кластер с РЧ кадром временных интервалов базовой станции для всех РЧ каналов. Пока не будет достигнута синхронизация с базовой станцией, каждый модем генерирует свою собственную, локальную РЧ кадровую синхронизацию. Затем кластерный контроллер 300 дает команду одному или нескольким модемам производить поиск РКУ, передаваемого базовой станцией, на различных РЧ каналах, до тех пор, пока не будет найден РКУ или пока все каналы не будут подвергнуты поиску. Если после поиска во всех каналах РКУ не был найден, контроллер дает команду снова начать поиск. Когда один из модемов находит этот РКУ, контроллер обозначает его как модем РКУ и распределяет его информацию о синхронизации ко всем остальным модемам через сигнал кадровой синхронизации при помощи объединительной платы.

При поиске интервала РКУ этот номер канала используется модемом для цифровой перестройки частоты гетеродина прямого цифрового синтеза частоты (DDFS), например, в диапазоне 2 МГц. Имеются две стадии для захвата модемом РКУ канала: грубое обнаружение частоты канала связи и нахождение "AM дырки", части временного канала РКУ, в которой количество символов, передаваемое базовой станцией, не заполняет весь временной интервал. Грубый захват частоты основан на проведении преобразования Гильберта спектра РКУ канала, которое дает коррекцию частоты для гетеродина. Это продолжается до тех пор, пока энергия в верхней половине спектра не приблизится к энергии в нижней половине.

После грубого захвата частоты, например, с точностью до 300 Гц относительно центральной частоты канала связи, производится поиск AM дырки. Ряд нулевых сигналов передается перед данными РКУ. AM дырка обнаруживается контролем амплитуды последовательно получаемых символов. При детектировании 12 последовательных нулевых символов модем выводится АМ-сробсигнал, указывающий начало РКУ интервала и начало кадра МДВР. Это грубо синхронизирует временные характеристики модема полосы модулирующих частот с временными характеристиками базовой станции. Синхронизацию надо выполнять только один раз, так как радиоканал является общим для всех модемов полосы модулирующих сигналов в модульном кластере. Сигнал кадровой синхронизации передается одним модемом ко всем другим модемам в кластере посредством сигнала, передаваемого по проводникам на объединительной плате. При поиске РКУ, если найдена AM дырка в пределах до 3-символьных периодов от начала маркера кадра, грубый захват является завершенным. Обнаружение уникального слова внутри этого кадра обеспечивает модем информацией о синхронизации, которая используется для синхронизации локального кадра этого модема до точности в 1 символ с базовой станцией. Модем находится в состоянии синхронизации при приеме Rx_RCC, до тех пор, пока он продолжает принимать и декодировать правильно уникальное слово. Как только синхронизация достигнута, может применяться модуляция 16-позиционной ФМн, соответствующая 4 битам на символ, квадратурная модуляция, соответствующая 2 битам на символ, или их комбинации.

Хотя все модемы способны принимать РКУ базовой станции и синхронизироваться с ним, только один модем должен делать это, так как модем, выбранный кластерным контроллером, может использовать синхронизацию совместно с другими модемами посредством сигнала кадровой синхронизации при помощи объединительной платы. Выбранный модем будет источником выходного сигнала кадровой синхронизации, а все другие модемы будут принимать этот сигнал как входной сигнал кадровой синхронизации.

При подключении модема к центральному процессору, процессор модема DSP/MDM передает команду на DDF 450 (Фиг.3) попытаться синхронизировать его локальный кадр с сигналом объединительной платы. Синхронизация DDF 450 каждого модема в этот момент не зависит от синхронизации каждого другого модема. Сначала блок DDF 450 получает команду от своего процессора DSP/MDM для поиска сигнала объединительной платы для осуществления синхронизации. Если сигнал синхронизации объединительной платы присутствует, DDF будет синхронизировать свой сигнал кадровой синхронизации с сигналом объединительной платы, а затем отсоединится от сигнала объединительной платы. Таким образом, сигнал объединительной платы не подается непосредственно в схему синхронизации модема, а лишь совмещает внутренний запуск модема с полученным сигналом кадра. Если сигнал синхронизации объединительной платы отсутствует, то предполагается, что этот модем первым активирован кластерным контроллером, и в этом случае кластерный контроллер 300 дает команду процессору модема DSP/MDM для поиска РКУ и передает сообщение о синхронизации модема кластерному контроллеру.

Затем кластерный контроллер 300 дает команду процессору модема DSP/MDM демодулировать сигнал ДДФМн в канале РКУ. Канал демодуляции сигнала ПЧ, полученного от преобразователя 600, может проходить до модуля ПЧ модема, где он снова фильтруется полосовым фильтром и преобразуется с понижением частоты с формированием потока информации со скоростью 16 килосимволов в секунду. Модуляция ДДФМн применяется в канале РКУ, представляет собой модуляцию вида один бит на символ. Сигналы РКУ, принимаемые от базовой станции, должны быть демодулированы и декодированы перед их посылкой к кластерному контроллеру. Только сообщения (сигналы), которые адресованы кластерному контроллеру, имеют допустимый CRC (контроль циклическим избыточным кодом) и являются сообщениями пакетного типа или сообщениями подтверждения приема направляются к контроллеру. Все другие сообщения отбрасываются. Сигнал подтверждения приема означает правильный прием предыдущего сигнала РКУ. Сигнал адресуется кластерному контроллеру, если идентификационный номер абонента (SID), содержащийся в этом сообщении, согласуется с SID этого кластера.

Согласно Фиг.3 сигнал ПЧ со скоростью 16 килосимволов в секунду из цепи ПЧ (Фиг.4) поступает в аналого-цифровой преобразователь 804, в котором производится дискретизация со скоростью 64 кГц при помощи синхросигнала, полученного от блока DDF450. Аналого-цифровой преобразователь 804 производит квадратурную дискретизацию в полосе пропускания с частотой дискретизации 64кГц. Квадратурная дискретизация в полосе пропускания описана, например, в патенте США № 4764940. На выходе преобразователя 804 формируется последовательность комплексных сигналов, которая имеет некоторое временное искажение. Выходной сигнал преобразователя 804 (Фиг.8) поступает в стек принимаемых сигналов (RxFIF0) в блоке DDF 450. Процессор модема DSP/MDM считывает содержание блока RxFIF0 и выполняет операцию комплексного фильтрования с конечной импульсной характеристикой, которая удаляет временное искажение, вводимое квадратурной дискретизацией в полосе пропускания. После удаления временного искажения сигналы демодулируются процессором DSP/MDM.

Во время демодуляции сообщений РКУ процессором модема DSP/MDM выполняются автоподстройка частоты, автоматическая регулировка усиления и отслеживания битов для сохранения точной синхронизации кластера с базовой станцией. Регулировки времени передачи и уровня мощности выполняются в соответствии с информацией, содержащейся в принятом сообщении РКУ. Процессор DSP/MDM анализирует демодулированные данные и обнаруживает сообщение РКУ, включающее в себя биты состояния канала связи, и данные из 96 битов, которые включают в себя идентификационный номер абонента (SID). Процессор модема DSP/MDM также распознает, относится ли этот SID к одной из абонентских линейных цепей в этом кластере.

Если полученное сообщение является сообщением для этого кластера, то оно передается к кластерному контроллеру 300, который интерпретирует команду РКУ. Прямые сообщения РКУ включают в себя сообщение поискового вызова, установление связи по вызову, указание свободной линии и самопроверку. Обратные сообщения РКУ включают в себя прием вызова, запрос на свободную линию, результаты проверки и запрос на вызов. Если сообщение РКУ является сообщением поискового вызова, то кластерный контроллер, для которого предназначено это сообщение, будет формировать сообщение о приеме вызова для передачи обратно в базовую станцию. Из сообщения о приеме вызова базовая станция определяет смещение во времени между кластером и базовой станцией, после чего базовая станция посылает информацию корректировки символьной синхронизации в кластер в следующем сообщении РКУ, которое является сообщением об установлении связи по вызову.

Если сообщение РКУ является сообщением об установлении связи по вызову, то содержащаяся в нем информация представляет собой команду для кластерного контроллера о том, какую корректировку следует осуществить в символьной синхронизации, нужно ли корректировать уровень мощности, дробную синхронизацию и какой канал использовать для остальной части вызова (номер канала, номер временного интервала временного уплотнения, будет ли применяться квадратурная ФМн или 16-позиционная ФМн модуляция и каким является тип абонентской линии).

Первый модем, обнаруживший РКУ, обозначается как модем РКУ, и его сдвиг частоты, регулировка усиления и информация о начале кадра считаются правильными и могут распространяться на другие модемы. Кластерный контроллер получает информацию о номере этого канала и решает, какой модем должен получить команду о настройке на этот канал для обработки остальной части вызова.

Конечной стадией в достижении общей синхронизации является успешная установка речевого канала. Когда устанавливается речевой канал, два последних параметра синхронизации становятся правильными: синхронизация передаваемых символов и дробная синхронизация передаваемых символов. В этот момент, при активации кластерным контроллером другого модема вся необходимая информация о синхронизации доступна для обеспечения ею этого модема, что облегчает и ускоряет установку речевого канала. Доверительный уровень (доверительная вероятность) рассчитывается для оценки информации о синхронизации каждого модема. Кластерный контроллер корректирует доверительный уровень для каждого модема, как только происходит изменение в состоянии синхронизации, качестве связи или АРУ при приеме. Кластерный контроллер находит модем с наивысшим доверительным уровнем и распространяет его параметры синхронизации на остальные модемы.

При получении модемом команды от кластерного контроллера о вхождении в речевой режим этот модем сначала пытается выполнить очистку. Очистка представляет собой процесс точной синхронизации времени передачи модема и уровня мощности с синхронизацией приема базовой станции. Процесс очистки регулируется базовой станцией. Базовая станция и модем обмениваются специальными пакетами очистки до тех пор, пока базовая станция не заканчивает процесс очистки при достижении заданной степени синхронизации. Затем этот модем переходит в обычный речевой режим. Если базовая станция прекращает процесс очистки, модем прекратитвызов, перейдет в режим ожидания и будет информировать кластерный контроллер. Пакеты очистки являются пакетами ДДФМн, форматированными аналогично пакетам РКУ. Пакеты очистки обнаруживаются по присутствию уникального слова очистки. Модем считается находящимся в речевой синхронизации, когда уникальное слово очистки обнаруживается с нулевым смещением. Кодовые слова речевых сигналов прямой и обратной связи имеют контрольный байт речевого кодового слова, присоединенный для обнаружения ошибок. Модем будет сообщать о потере синхронизации, если 9 последовательных кадров принимаются с ошибками речевого кодового слова. В этом случае кластерный контроллер входит в режим восстановления и находится в этом режиме до тех пор, пока не будет обнаружено хорошее кодовое слово, или пока модем не получит команду выйти из этого режима и войти в режим ожидания.

На основе состояния синхронизации кластерный контроллер 300 определяет правильность параметров синхронизации, обеспечиваемых этим модемом. Таблица ниже показывает, какие параметры являются правильными, на основе текущего состояния синхронизации модема. "X" в таблице указывает на то, что данный параметр является правильным.

Состояниесинхронизации	Сдвигчастоты	Время символа	Времядробн.	TxPLC программированияЛогическоеуправления при передаче	RxAGCАРУприприеме	SORF
Синхронизацияотсутствует
Синхронизацияприема (РКУ)	Х				Х	Х
Синхронизацияпередачи (РКУ)	Х			Х	Х	Х
Речеваясинхронизация	Х	Х	Х	Х	Х	Х

Слово доверительного уровня из 12 битов вычисляется модемом для отражения достоверности параметров синхронизации, установленных модемом. Слово доверительного уровня составляется конкатенацией битов, представляющих состояния синхронизации речи и приема модема, с битами, идентифицирующими параметры качества связи и полученной АРУ, как представлено в следующей таблице.

Распределениебитов	11	10	9..8	7..0
Поле	Речеваясинхронизация	Синхронизацияпри приеме(РКУ)	Качествосвязи	АРУ приприеме

Одиночные биты 11 и 10 показывают, соответственно, находится ли модем или не находится в синхронизации речи и приема. Два бита 9 и 8 идентифицируют 4 градации качества связи, тогда как 8 битов, предназначенных для получения уровня автоматической регулировки усиления, свидетельствуют о требуемом уровне усиления.

Модуль модема, Фиг.3

Основные компоненты модуля модема показаны на Фиг.3.

Этот модуль может обслуживать до 4 одновременных дуплексных речевых каналов. Обработка для динамического манипулирования всеми функциями, требуемая активным каналом, разделена между процессором кластерного контроллера 320 (Фиг.1) и процессорами DSP/MDM (процессором модема) и DSP/BB (процессором группового сигнала) в каждом модеме (Фиг.3). Кластерный контроллер обрабатывает функции высокого уровня, включая установление вызова, распределение каналов и управление системой. Процессор модема DSP/MDM обслуживает фильтрование, демодуляцию и маршрутизацию входящих радиосигналов, форматирование данных перед передачей по радиоканалу и управление потоком данных между ним и процессором группового сигнала DSP/BB. Процессор группового сигнала DSP/ВВ выполняет интенсивные вычислительные задачи сжатия и расширения речи и, кроме того, обслуживает сопряжение ИКМ шины. В обычном речевом режиме процессор модема DSP/MDM демодулирует полученные символы, упаковывает их в принимающий буфер и посылает буфер с речевыми данными к процессору группового сигнала DSP/ВВ для синтеза ЛПОВ и передачи в абонентскую линейную цепь через ИК шину. Процессор модема DSP/MDM также принимает сжатую речь от процессора группового сигнала DSP/ВВ