СИСТЕМА АБОНЕНТСКОЙ СВЯЗИ Российский патент 1995 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к системам абонентской связи и направлено, в частности, на инициализацию канала связи между абонентским пунктом и опорной станцией в такой системе.

Цель изобретения повышение качества связи путем обеспечения идентификации абонента.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемой системы; на фиг.2-5 алгоритмы рабочей системы.

Система абонентской связи содержит центральную телефонную станцию 1, опорную станцию 2, абонентский пункт 3, соединенный с абонентскими терминалами 4. Опорная станция 2 содержит телефонную станцию 5, мультиплексор 6, блок 7 обработки дистанционных соедлинений, задающий генератор 8, канальный модуль 9, состоящий из кодека 10 речи, блока 11 управления каналом и модема 12. Абонентский пункт 3 содержит модем 13, процессор 14, генератор 15 тактовой частоты, блок 16 управления абонентом и блок 17 управления каналом. Блок 11 управления каналом опорной станции 2 снабжен блоком идентификации абонентской станции, а блок 17 управления каналом абонентского пункта 3 снабжен блоком идентификации опорной станции.

В системе абонентской связи опорная станция 2 включена в сеть с множеством абонентских пунктов 3, а информация управления передается между опорной станцией и абонентскими пунктами 3 по радиоканалу управления (РСС) на частоте, выбираемой опорной станцией 2 из множества предопределенных частот. Опорная станция 2 передает по радиоканалу управления управляющие сообщения, которые включают номер сети, уникальный для этой опорной станции. Каждый абонентский пункт 3 обрабатывает номер сети в управляющем сообщении, принимаемом по радиоканалу управления, что позволяет абоненту обработать управляющее сообщение в соответствии с тем, находится ли абонентский пункт 3 в той же самой сети, что и опорная станция 2.

Кроме того, каждый абонентский пункт 3 работает в режиме поиска, в котором он отыскивает частоту радиоканала управления путем последовательной передачи сообщения о получении радиоканала управления на каждой из предопределенных частот, причем каждое сообщение о получении включает идентификационный номер, который уникален для абонентского пункта. Опорная станция 2 обрабатывает идентификационный номер абонента в сообщении о получении, принятом по радиоканалу управления, определяя, находится ли абонентский пункт 3 в той же самой сети, что и опорная станция 2. Когда обработка идентификационного номера абонента показывает, что абонентский пункт 3 находится в той же сети, что и опорная станция 2 абонентскому пункту 3 передается подтверждение того, что радиочастотный канал управления получен абонентским пунктом 3.

В системе абонентской связи синхронизация сообщений, передаваемых абонентским пунктом 3 по данному каналу связи между опорной станцией 2 и абонентским пунктом 3, в начале усталновления канала связи подстраивается. Опорная станция 2 содержит задающий генератор 8 тактовых сигналов для обеспечения сигнала синхронизации системы. Абонентский пункт 3 содержит генератор 15, генерирующий сигнал синхронизации для синхронизации сигналов, передаваемых по данному каналу связи. Абонентский пункт 3 обеспечивает сигнал подстройки, характеризующий синхронизацию внутреннего генератора 15. В начале установления канала связи между опорной станцией 2 и абонентским пунктом 3 последний передает опорной станции по данному каналу связи сигнал подстройки и опорная станция 2 обрабатывает полученный от абонентского пункта сигнал подстройки, определяя величину некоторого расхождения между сигналом синхронизации системы и синхронизацией сигнала подстройки. Опорная станция 2 сообщает абонентскому пункту найденную величину расхождения, а абонентский пункт 3 обрабатывает полученную от опорной станции 2 величину расхождения, подстраивая свой сигнал синхронизации так, чтобы уменьшить это расхождение.

В системе абонентской связи информация сигнализации постоянного тока и сигналы речевых данных передаются по назначенному каналу между линией, которая соединяет опорную станцию 2 с центральной телефонной станцией 1, и линейным интерфейсом, соединяющим абонентский пункт 3 с абонентским терминалом 4. Система обрабатывает информацию сигнализации постоянного тока для передачи по назначенному каналу между линией и линейным интерфейсом путем детектирования сигнальной информации постоянного тока на линии и/или линейном интерфейсе и подготавливает детектированную информацию сигнализации постоянного тока для передачи по назначенному каналу вместо сигнала речевых данных.

Опорная станция 2 включает телефонную станцию 5, блок 7 обработки дистанционных соединений, задающий генератор 8, мультиплексор и модуль 9 канала. Телефонная станция 5 соединена с центральной телефонной станцией 1 посредством множества двухпроводных линий, а с модулем канала 9 через магистраль и мультиплексор 6. Мультиплексор 6 уплотняет различные каналы связи в различные временные интервалы на магистрали. Блок 11 помещает каналы свлязи в различные радиочастотные каналы. Кодек 10 подготавливает сигналы передачи речи, передаваемые по каналамл связи. Модем 12 обеспечивает передачу и прием сигналов речи и данных, передаваемых по назначенному радиочастотному каналу. Кодек 10 передает сигналы сообщений между назначенным радиочастотным каналом и назначенным каналом связи в предписанный временной интервал на магистраль. Блок 7 контролирует состояние временных интервалов на магистрали в состояние радиочастотных каналов и затем назначает каналам связи предопределенные временные интервалы и радиочастотные каналы в соответствии с предопределенной программой назначений. Блок 11 обменивается управляющими сообщениями с абонентскими пунктами 3 по радиоканалу управления в заданный временной интервал в предопределенном радиочастотном канале.

Каждый абонентский пункт включает модем 13, процессор 14 опорного диапазона и генератор 15. Процессор 14 опорного диапазона соединен посредством двухпроводной интерфейсной линии с терминалом абонента, таким как телефон и/или процессор данных. Процссор 14 опорного диапазорна включает два пограммируемых модуля: модуль задачи управления абонента и модуль задачи управления канала. Блок 16 отвечает за слово синхронизации и организацию кадра, детектирование и разрешение коллизий и детектирование ошибок. Блоки 11 и 16, которые "слушают" радиоканал управления, должны исчерпывающе проверять достоверные сообщения радиоканала управления в его каждом временном интервале. Блок 17 выполняет эту задачу путем поиска уникального слова U ω в окне ±4 символа возле номинального расположения U ω основываясь на сигнале задающего генератора 15 системы. Блок 11, "слушающий" радиоканал управления, ищет уникальное слово в окне ± 3 символа возле номинального положения U ω Алгоритм поиска сдвигает данные до тех пор, пока не будет найдена комбинация U ω или до тех пор, пока не будут исчерпаны все возможности. Как только комбинация Uω найдена, сообщение радиоканала управления считается достоверным, если контрольная сумма радиоканала управления правильная.

Блок 16 реализует алгоритм поиска частоты радиоканала управления. Поиск радиоканала управления позволит абонентскому пункту 3 отыскать опорную станцию 2 той же самой сети, что и абонентский пункт, как можно быстрее и запретить абонентскому пункту попытку связи с известными неправильными сетями. Каждая опорная станция 2 имеет уникальный идентификационный номер сети NID. Каждый абонентский пункт 3 имеет уникальный 24-битовый идентификационный номер абонента SID, который запоминается в электрически стираемом запоминающем устройстве ПЗУ (ЕЕРРОМ) абонентского пункта 3. Все SID в конкретной сети запоминаются в основном массиве данных на опорной станции 2.

Поиск радиоканала управления либо активен, либо пассивен. Активный поиск радиоканала упавления выполняется только тогда, когда исходящий вызов не закончен. Абонентский пункт 3 принимается в сеть и определяет ее NID только через активный поиск. Когда исходящего вызова нет, устройство выполняет пассивный поиск, используя известный местный NID, чтобы повторным образом получать правильный радиоканал управления.

Если все возможные частоты радиоканала управления в любом режиме поиска были опробованы безуспешно, блок 16 предпинимает жесткий сброс. Это могло бы потенциально очистить ошибку системы, которая препятствует достиженрию синхронизации абонентским пунктом 3. Жесткий сброс также повторно подготавливает модем, приспосабливая его фильтры к текущим окружающим условиям. Если трубка на телефннром аппанате снята, когда все частоты были опробованы безуспешно, то блок 16 вызывает подачу к телефону частого тона занятости возможного канала радиоуправления.

Каждый раз, когда блок 16 выполняет сброс, оно считывает SID и NID из ЕЕРРОМ. Если в ЕЕРРОМ никакого не существует, он устанавливается на нуль по умолчанию. Когда блок 16 получает синхронизацию в пассивном поиске на частоте радиоканала управления, оно сравнивает принимаемый NID c NID, запомненным внутри, и отвергает все частоты радиоканала управления с несоответствующими NID.

Активный поиск частоты радиоканала управления инициируется только тогда, когда существует исходящий вызов. Когда состояние исходящего вызова заканчивается, пользователь "завивает" или устройство входит в состояние прекращения выполнения пограммы. Тогда активный поиск становится пассивным поиском. Если блок опробовал все частоты радиоканала управления безуспешно, оно переходит к состоянию прекращения выполнения программы и посылает на телефонный аппарат тон изменения обходного пути. Это очищает состояние исходящего вызова и заставляет поиск перейти из активного режима в пассивный. Когда блок 16 определяет присоединение к сети, поиск оканчивается.

Блок 16 определяет присоединение к сети абонентского пункта и NID посредством процедуры установки нормального вызова. Блок 16 выполняет поиск частот. Каждый раз, когда блок 16 получает синхронизацию по частоте радиоканала упавления, оно посылает сообщение радиоканала управления "Запрос вызова". Если опорная станция 2 распознает SID, она отвечает либо сообщением "Подключение" вызова", если хочет завершить вызов, либо сообщением "Индикация очистки" с кодом очистки изменения обходного пути, если она слишком занята, чтобы завершить вызов. В любом случае поиск заканчивается и NID в поле данных сообщения радиоканала управления запоминается в ЕЕРРОМ абонентским пунктом 3 для сохранениня во время сбоев питания.

Если опорная станция 2 не распознает SID, она посылает на абонентский пункт 3 сообщение "Индикация очистки" с кодом очистки неизвестного абонента. Затем блок 16 генерирует следующую частоту, на которой происходит поиск радиоканала управления. Отсутствие сигнала "Подтверждение" с опорной станции также заставляет блок 16 генерировать следующую частоту, на которой должен происходит поиск. Кроме того, новая частота может быть затребована блоком 16 из-за потери синхронизации.

После того, как правильная сеть найдена, блок выполняет пассивный поиск каждый раз, когда оно теряет синхронизацию радиоканала упавления или переходит к радиоканалу упавления от речевого канала. Оно также выполняет пассивный поиск, если номер сети не подтвержден, но состояние исходящего вызова очищено. Если абонентский пункт 3 детектирует снятие трубки (запос обслуживания), он начинает активный поиск. Блок 16 генерирует следующую частоту радиоканала уравления в режиме пассивного поиска, когда появляется запрос новой частоты от блока 16 из-за дефекта обнаружения провала АМ или потери синхронизации радиоканала управления, или возврат к каналу управления от речевого канала, а также в случае синхронизации радиоканала управления, достигнутой в неправильной сети.

Чтобы повысить скорость пассивного поиска, блок 16 запоминает вплоть до шести частот, которые соответствуют собственной опорной станции 2. Когда требуется активнрый или пассивный поиск, алгоритм генерирования частот изменяется между частотами из запомненной таблицы частот радиоканала управления и получающим приращение счетчиком частот. Этот дает приоритет наиболее вероятным частотам и ускоряет получение опорной станции после краткого перебоя.

Каждый раз, когда блок 16 получает синхронизацию на радиоканале управления, блок 16 ищет соответствие между его запомненным NID и пинятым NID. Если соответствия нет, т.е. блок 16 получил синхронизацию с неправильной сетью, то он генерирует новую частоту, на которой пытается достичь синхронизации. Если NID действительно соответствует, то блок 16 обнаружил правильную сеть и поиск заканчивается.

Общие подпрограммы, выполняемые в режиме активного поиска, представлены на фиг. 2. Блок 16 на абонентском пункте 3 выполняет подпрограмму 18, в которой сообщение с получении, заключающее SID абонентского пункта 3, передается последовательно на каждой из данных частот радиоканала управления, которые используются опорной станцией 2 предписанной сети абонентских пунктов 3. Блок 7 на опорной станции 2 выполняет подпрограмму 19 определения, позволяющую определить согласуется ли SID, содержащийся в сообщении о получении, принятом на данной частоте радиоканала управления, с SID в перечне SID, запомненном на опорной станции 2. Если SID в сообщении о получении, переданном абонентским пунктом 3, соответствует одному из SID, запомненных на опорной станции 2, тогда опорная станция 2 выполняет подпрограмму 20 передачи сообщения "Подтверждение" абонентскому пункту на данной частоте радиоканала управления. Сообщение "Подтверждение" включает NID опорной станции 2. Абонетский пункт 3 отвечает на сообщение "Подтверждение" выполнением подпрограммы 21, которая позволяет абонентскому пункту 3 обработать управляющее сообщение. Абонентский пункт 3 также отвечает на сообщение "Подтверждение" выполнением подпрограммы 22 запоминания NID в памяти абонентского пункта 3.

Если SID в сообщении о получении, передаваемом абонентским пунктом 3, не соответствует никакому SID, запомненному на опорной станции 2, последняя передает сообщение "Отрицательное подтверждение" абонентскому пункту 3 на данной частоте радиоканала управления. При получении сообщения "Отрицательное подтверждение" абонентский пункт 3 выполняет подпрограмму 23 изменения данной частоты радиоканала управления и затем повторяет подпрограмму 18 передачи сообщения о получении на измененной данной частоте радиоканала управления.

Общие подпрограммы, выполняемые в режиме пассивного поиска, представлены на фиг. 3. Абонентский пункт 3 выполняет подпрограмму 24 последовательного приема управляющих сообщений, передаваемых на каждой из частот радиоканала управления, используемых в сети, к которой приписан. На данной частоте радиоканала управления опорная станция 2 выполняет подпрограмму 25 передачи управляющего сообщения, которое включает NID. Для управления сообщения, принятого на данной частоте радиоканала управления, абонентский пункт 3 выполняет подпрограмму 26 определения, позволяющую определить соответствует ли NID в принятом управляющем сообщении NID, запомненному на абонентском пункте 3. Если эти NID соответствуют, абонентский пункт 3 выполняет подпрограмму 27, которая позволяет ему обрабатывать управляющие сообщения с опорной станции 2. Если NID не соответствуют, абонентский пункт 3 выполняет подпрограмму 28 изменения данной частоты радиоканала управления, на которой абонентский пункт 3 принимает управляющие сообщения, и подпрограмма 26 сравнения этих NID повторяется.

В начале установления каждого речевого соединения по назначенному каналу связи выполняется подстройка синхронизации. Ее назначением является точная подстройка синхронизации передаваемых символов абонентского пункта 3 в пределах ± 3% задающего тактового сигнала символов опорной станции.

Чтобы достигнуть допуска ± 3% на абонентскому пункте 3 за ряд кадров скапливаются величины Δ t дробного временного сдвига. Каждая передаваемая вспышка с опорной станции 2 обеспечивает другую точку данных в перечне величин отсчетов дробного временного сдвига. Периодически вычисляется значение отсчета среднее Δ t, чтобы генерировать оценку фактического дробного временного сдвига. Эта оценка используется для регулирования внутреннего генератора синхронизации абонентского пункта так, чтобы приблизить ее к требуемому значению. Этот процесс продолжается до тех пор, пока опорная станция 2 не обнаружит, что синхронизация абонентского пункта 3 находится в пределах ± 3% от правильного значения синхронизации символов.

Блок 11 опорной станции 2 автоматически вводит операцию подстройки, когда назначается речевой канал. Блок 11 побуждает модем 12 инициировать операцию подстройки и приступить к передаче вспышек сигнала подстройки. Каждая вспышка содержит информацию о мощности, синхронизации символов и дробном времени для абонентского пункта 3.

Блок 11 опорной станции 2 последовательно принимает вспышки сигнала подстройки абонента, если уникальное слово подстройки найдено ли проверено на правильность. Если в какой-либо момент блок 11 опорной станции не принимает абонентскую вспышку, следующая передаваемая вспышка опорной станции 2 содержит нуль для синхронизации символов. Кроме того, если опорная станция 2 определяет, что качество связи для абонентской вспышки упало ниже предопределенного уровня, опорная станция индицирует это абонентскому пункту 3 в командном байте путем установки бита "Игнорировать ГТ". Тогда абонентский пункт 3 отбрасывает информацию дробного времени, содержащуюся во вспышке.

Операция подстройки успешно заканчивается тогда, когда опорная станция 2 считывает три последовательных значения дробного времени в пределах ± 3% от основного сигнала синхронизации задающего генератора 8 тактовых импульсов. Успешное окончание подстройки сигнализируется на абонентский пункт 3 через командный байт путем установки бита "Остановка подстройки". Абонентский пункт подтверждает окончание путем очистки бита "Продолжение подстройки" в следующей вспышке обратного канала. Затем абонентский пункт 3 вводит речевую работу. При детектировании подтверждения опорная станция вводит речевую работу.

Если цель в ± 3% не была достигнута, то подстройка прекращается опорной станцией 2 после 67 кадров (3,0 с). Это сигнализируется абонентскому пункту 3 через командный байт путем установки бита "Прекращение подстройки". Прекращение подстройки подтверждается абонентским пунктом 3 таким же образом, как и остановка подстройки. Тогда абоентский пункт 3 обрывает речевой канал. При детектировании подтверждения опорная станция 2 также обрывает речевой канал.

Опорная стация 2 передает команду окончания второй раз, если она безуспешна в приеме подтверждения абонентского пункта после первой передачи (т.е. R_uω не найдено или CRC плохая). Если опорная станция все безуспешна в приеме подтверждения абонентского пункта 3 после второй передачи, она автоматически вводит речевую работу, в случае если был передан бит "Остановка подстройки" или обрывает речевой канал, если был передан бит "Прекращение подстройки".

По принятии назначения речевого канала блок 16 абонента автоматически вводит операцию подстройки. Когда принимаются вспышки сигнала подстройки опорной станции, абонентский пункт использует содержимое байта "мощность", чтобы скорректировать его передаваемый байт мощности и дробного времени для коррекции его синхронизации символов.

Значения дробного временного сдвига Δt принимаемые с опорной станции 2, запоминаютя по мере их поступления. Как только соберется пять действительных значений, абонент вычиcляет дисперсию отсчетов, чтобы определить их разброс. Если дисперсия слишком велика, собираются дополнительные отсчеты. Как только дисперсия окажется достаточно малой или когда число действительных отсчетов достигнет 16 вычисляется среднее значение отсчетов (среднее Δ t), которое используется для регулирования сигнала дробного времени, передаваемого на опорную станцию 2. Следом за регулировкой еще раз повторяется операция буферирования.

Блок 17 абонентского пункта 3 последовательно принимает вспышку сигнала подстройки опорной станции,если найдено R_uω и CRC проверена на правильность. Абонентский пункт 3 игнорирует вспышки опорной станции, которые принимаются непоследовательно. Абонентский пункт 3 также игнорирует значение дробногоо времени, когда опорная станция 2 скомандует сделать это. Этот пример единственный, когда абонентский пункт 3 игнорирует значение мощности в пределах вспышки. Это значение мощности в пределах первой, последовательно принятой вспышки (т. е. эта регулировка мощности могола бы вызвать эффект "пика" следующей вспышки обратного канала).

Операция подстройки оканчивается успешно по команде от опорной станции. Сразу после подтверждения абонентским пунктом команды окончания опорной станции начинается речевая работа.

Подстройка прекращается после 67 кадров (3 с) при команде с опорной станции 2. В этом случае после подтверждения команды от опорной станции речевой канал обрывается. Абонентский пункт прекращает подстройку по собственной инициативе после приема 77 кадров (3,5 с) плохих вспышек сигнала подстройки. Это временное расхождение позволяет абонентскому пункту принять команду "Прекращение подстройки" до выхода из синхронизации и обрыва речевого канала.

До регулировки дробного времени на абонентскому пункте 3 дисперсия отсчетов должна упасть ниже порога. Определение этого порога несколько произвольно, нижеследующий анализ дает правдоподобное значение порога.

Известно, что 75% всех отсчетов в случайном процессе лежит в пределах удвоенных стандартных девиаций среднего значения. Следовательно, если найдено, что удвоенная стандартная девиация находится в интервале от -5 до +5% то 75% отсчетов находится в пределах 5% среднего отсчета. Это обеспечивает разумную уверенность, что средний отсчет точен и может быть использован для регулирования обратной связи.

Поскольку размер шага регулирования составляет Т/200, где Т время символа, то интервал от -5% до +5% соответствует интервалу от -10 до +10 в шагах приращения. Следовательно, стандартная девиация должна лежать в интервале от -5 до +5% или равноценно дисперсия отсчета должна быть менее 25. Дисперсия отсчета легче для вычисления, чем стандартная девиация, поэтому она используется в фактическом применении. Формула имеет следующий вид:
V² ( Δ t_i-Δ t_cp)²/n-1, где V дисперсия отсчетов;
Δt_i i-ый отсчет вычисленного дробного временного сдвига;
Δt_cp вычисленное среднее значение Δt для n отсчетов;
n размер отсчета.

Такой подход к подстройке позволяет при хороших условиях достигать ускорения, в то же время обеспечивая четкую работу при неблагоприятных условиях. Если оценки дробного времени хорошие, подстройка завершается в пределах 4 кадров (180 мс). При менее идеальных условиях может потребоваться вычисление среднего полных 16 кадров, что займет около 19 кадров (855 мс). Худшие условия могут подвести алгоритм к его верхней границе из 67 кадров (3 с), но кажется маловероятным, чтобы речевая работа была бы возможна при таких чрезвычайных обстоятельствах (т.е. подстройка прекращается, если достигается максимальный счет).

Общие подпрограммы, выполняемые опорной станцией 2 и абонентским пунктом, для достижения подстройки синхронизации представлены на фиг.4. Абонентский пункт 3 выполняет подпрограмму 29 передачи последовательных кадров вспышек сигнала подстройки, которые синхронизируются внутренним генератором 15 сигнала синхронизации. Блок 7 опорной станции 2 выполняет подпрограмму 30 обработки каждой вспышки сигнала подстройки относительно синхросигнала системы с задающего генератора, определяя величину сдвига для каждой вспышки между синхронизацией системы и синхронизацией сигнала подстройки.

Блок 11 опорной станции 2 выполняет подпрограмму 31, позволяющую определить ниже ли предопределенное число n последовательно найденных значений сдвига Δt, чем предопределенная величина U. Когда блок 11 опорной станции 2 определит, что предопределенное число n последовательно найденных значений сдвига Δ t ниже предопределенной величины U, тогода он выполняет подпрогорамму 32 передачи на абонентский пункт 3 сигнала "Остановка подстройки". Процессор 14 на абонентском пункте 3 отвечает на сигнал "Остановка подстройки" путем выполнения подпрогораммы 33, которая заканчивает передачу сигнала подстройки и посылает сигнал "Подтверждение" обратно на опорную станцию. Далее процессор 14 выполняет подпрограмму 35, которая обеспечивает нормальную связь по данному каналу связи с опорной станцией 2.

Блок 11 опорной станции 2 отвечает на сигнал "Подтверждение" в подпрограмме 33 путем выполнения подпрограммы 36, которая обеспечивает нормальную связь по данному каналу связи с абонентским пунктом 3.

Блок 11 опорной стацнии 2 также выполняет подпрограмму 37 синхронизации продолжительности подпрограммы 31, где она определяет, меньше ли все из n последовательных значений сдвига Δt предопределенной величины S. Если такое определение не сделано в пределах предопределенной продолжительности S (т.е. D > S), то блок 11 опорной станции 2 выполняет подпрограмму 38, которая передает на абонентский пункт 3 сигнал "Прерывание" выполнением подпрограммы 39, которая посылает сигнал "Подтверждение" обратно на опорную станцию 2, а затем выполнением подпрограммы 40, которая обрывает данный канал связи на абонетском пункте 3, блок 4 опорной станции 2 отвечает на сигнал "Подтверждение" от абонентского пункта 3 выполнением подпрограммы 41, которая обрывает данный канал связи на опорной станции.

Перед окончанием предопределенной продолжительности определяемой подпрограммой 37 синхронизации продолжительности подпрограммы 31, позволяющей определить является ли предопределенное число последовательных найденных значений сдвига ниже предопределенной величины U (т.е. D < S), и перед определением, когда предопределенное число n последовательно найденных значений сдвига Δ t ниже предопределенной величины U, блок 11 опорной станции 2 выполняет подпрограмму 42, которая передает найденное значение сдвига Δ t абонентскому пункту 3.

Процессор 14 на абонентском пункте 3 выполняет подпрограмму 43 вычисления среднегоо значения сдвига (среднее Δ t) из последних m значений сдвига Δt, полученных от опорной станции 2 (если подтверждается, что значение сдвига не сопровождается битом "Игнорировать ГТ" как описано выше). Процессор 14 выполняет далее подпрограмму 44), позволяющую определить находится ли предопределенное число R принятых подтвержденных значений сдвига Δt в пределах предопределенного допуска R среднего значения сдвига (среднего Δ t), вычисленного в соответствии с подпрограммой 43.

Если в соответствии с подпрограммой 44 определяет, что предопределенное число Р принятых подтвержденных значений сдвига Δt находится в пределах предопределенного допуска Р среднего значения сдвига (среднего Δ t), процессор 14 выполняет подпрограмму 45, которая регулирует синхронизацию внутреннего генератора 15 сигнала синхронизации с помощью вычисленного среднего значения сдвига (среднего Δt).

Если определяется в соответствии с подпрограммой 44, что предопределенное число R принятых подтвержденных значений сдвига Δ t не находится внутри предопределенногоо допуска среднего значения сдвига (среднего Δt), процессор выполняет подпрограмму 46 подсчета числа таких отрицательных определений. Когда достигается предопределенный счет "0", соответствующий предопределенной продолжительности, то процессор выполняет подпрограмму 45 регулирования синхронизации внутреннего генератора синхросигнала с помощью вычисленного среднего значения сдвига (среднего Δt).

Система абонентской связи передает информацию сигнализации постоянного тока между двухпроводным линейным интерфейсом на абонентском пункте 3 и двухпроводной линией на центральной телефоной станции 1. Информация, передаваемая в направлении "обратного канала" от абонентского пункта 3 к опорной станции 2, включает изменения в контролирующем состоянии, импульсы цифр набора и импульсы рычажного переключателя. Сигнализация постоянного тока прямого канала поддерживает такие признаки, как синхронный звонок, отличительный звонок и работа монетоприемника.

Желательно обеспечить по возможности максимальную прозрачность в пределах системы с мультиплексным временным разделением. Прозрачность сигнализации может быть измерена путем количественной оценки следующих атрибутов характеристики: надежности тракта сигнализации, задержки сигнализации и разрешения сигнализации.

Чтобы оптимизировать эти параметры, система использует схему кодирования колебаний для цифровой передачи информации сигнализации постоянного тока от линейного интерфейса абонентского пункта к линии центральной телефонной станции 1.

Изменения состояния рычажного переключателя контролируются процессором 14 на абонентском пункте 3. Таймер прерываний позволяет считывать состояние рычажного переключателя каждые 1,5 мс или 30 раз на мультиплексный кадр с временным разделением. Каждый отсчет запоминается как один бит (трубка телефонного аппарата лежит или трубка снята) в буфере состояния рычажного переключателя SSB 18. SSB 18 содержит 80 битов отсчета, хотя обычно активно используются только около 45 позиций этих битов. Остальные биты обеспечивают гибкую возможность переполнения буфера. Номинальные 45 битов обеспечивают окно 67,5 мс информации состояния рычажного переключателя. Процессор 14 использует SSB, чтобы определять изменения в контролирующем состоянии, такие как запрос обслуживания, ответ и разъединения. Когода вызов активен, SSB также контролируется на события сигнализации постоянного тока.

Событие сигнализации постоянного тока может возникать только во время активной речевой работы. Процессор 14 проверяется на событие один раз за мультиплексный кадр с временным разделением (каждые 45 мс). Событие детектируется путем использования группового отсчета. Начиная с 16 бита и вплоть до 45 бита, групповые отсчеты получают положительное приращение для каждого бита при положенной трубке и отрицательные приращения для каждого бита при снятой трубке. Если отсчет достигает порога, определенного оконечным групповым отсчетом Т_сс, устанавливается событие сигнализации постоянного тока. Групповому отсчету не позволяется стать отрицательным или превысить Т_сс. Групповой отсчет также поддерживается по другую сторону границ кадра, так что поток отсчетов рычажного переключателя наблюдается как континиум.

Метод группового отсчета обладает эффектом детектирования групп состояний положенной трубки даже в присутствии искрений. Совпадения отвергаются, основываясь на выборе Тсс.

Как только детектируется событие сигнализации постоянного тока, последующая передаваемая вспышка используется как вспышка управления. Информация речи во вспышке заменяется информацией сигнализации постоянного тока, использующей текущий уровень модуляции речи. Самые старшие 30 битов данных SSB, представляющие 45-миллисекундное состояние рычажного переключателя, кодируются во вспышке.

Если детектируются последовательные события сигнализации постоянного тока, вспышки управления продолжают посылаться в последовательных кадрах. Иногда следом за одной вспышкой или за последовательностью большего количества вспышек требуется одна дополнительная вспышка управления, хотя в этом кадре не устанавливается событие сигнализации постоянного тока. Единственное условие, при котором требуется дополнительная вспышка управления, возникает когда предыдущая вспышка управления окончилась битом положенной телефонной трубки, оставляя опорную станцию 2 в состоянии положенной телефонной трубки. Если требуется дополнительная вспышка управления, процессор 14 должен гарантировать, что последнее состояние рычажного переключателя устанавливается для снятой трубки и возвращается к состоянию снятой трубки.

Первые шесть слов каждогоо блока управления посвящаются флагу произвольной комбинации. Эта комбинация флага позволяет детектировать блок управления во время нормальной речевой работы.

Следом за комбинацией флага имеется 14 слов данных сигнализации постоянного тока. Слова организованы с семь групп, включающие каждые два слова информации. Самый младший бит каждого слова не содержит информации и произвольно устанавливается на нуль. Однако эти биты могут и должны использоваться для детектирования ошибок. Остальные 15 бит каждого слова в группе сообща содержат 30 бит информации состояния снятой телефонной трубки. Информация запоминается хронологически от первого слова к второму слову в группе и от самого старшего к самому младшему биту данных внутри слова. Чтобы предотвратить ложные решения из-за повторных, но не верных, комбинаций, каждая группа проходит операцию исключающего ИЛИ с уникальной комбинацией бит.

Кодек 10 на опорной станции 2 определяет присутствие блока управления, противопоставляемого речевому блоку, простым мажоритарным решением по словам комбинации флага в начале блока. Если порог мажоритарности превзойден, устанавливается, что блок является управляющим. Синтез RELP продолжается во время обработки блока управления и нормальные данные заменяются молчанием RELP.

Как только управляющий блок детектирован, информация состояния сигнализации постоянного тока, которую он содержит, декодируется, также используя простое мажоритарное решение. Перед мажоритарной операцией должна быть устранена трансформация с помощью исключающего ИЛИ. Если мажоритарность не превысит своего порога, блок отвергается и в состоянии рычажного переключателя изменений не производится.

Как только содержимое тридцати бит В 114 декодируется кодеком 10 оно транслируется в биты сигнализации магистрали. В случае состояния двухпроводного рычажного переключателя 30 бит SSB точно соответствуют требуемым А-битам данных сигнализации.

А-биты магистрали подаются в очередь первый на вход первый на выходе для передачи по линии с импульсно-кодовой модуляцией на опорную станцию 2. Соответствующий мультиплексор 6 обеспечивает прерывание процессора точно перед А-битовым кадром сигнализации магистрали, позволяя процессору инжектировать соответствующий бит сигнализации в байт импульсно-кодовой модуляции.

Когда никаких блоков управления не поступает, чтобы повторно заполнить А-битовую очередь, самое старое состояние повторяется неопределенное время. В случае операции сигнализации постоянного тока процессор 14 гарантирует, что последнее состояние является состоянием снятой трубки.

Следом за установкой вызова блок 11 на опорной станции 2 инициализирует VCU 24 в состояние снятой трубки. В случае исходящего вызова блока 11 он помещает состояние снятой трубки точно перед завершением подстройки, а в случае оконечного вызова блока 11 помещает состояние снятой трубки кодека 10 после того, как детектируется ответ. Вспышки управления для этих переходов, контролирующих состояние, не используются.

Как только установлена речевая работа, вспышки управления используются для того, чтобы передавать события сигнализации постоянного тока на опорную станцию 2. Если на абонентском пункте 3 детектируется отключение, сигнализация блока 11 опорной станции 2 остается в состоянии положенной трубки, хотя вызов очищается вспышкой "Очищение запроса" по радиоканалу управления.

Путем соответствующего выбора параметров сигнализации постоянного тока возможно регулировать характеристики системы. Чтобы помочь при детектировании и коррекции ошибок комбинации флага и мажоритарность SSB представляют восьмибитовыми сегментами (совпадающими с границами байтов). Мажоритарность ко мбинации флага берется по всем 12 байтам. Для процессора 14 имеется четыре независимые мажоритарности, по одной для каждого байта, которые ее содержат. Если какая,либо одна из мажоритарностей пропадает, тогда вся мажоритарность будет считаться пропавшей. Выбранные значения параметров следующие: Оконченный групповой отсчет 15 Мажоритарность комбинации флага 6 и 12 байтов Мажоритарность SSB 4 из 7 байтов
Выбор оконечного группового отсчета представляет компромисс между отклонением совпадений и достоверным воспроизведением импульсов сигнализации постоянного тока. Минимальная значащая длительность импульса положенной телефонной трубки, создаваемая наборным устройством с 20 импульсами в секунду, при 58% -ном перерыве составляет 29 мс. При оконечном групповом отсчете 15 совпадения менее 22,5 ± 1,5 мс будут отвергаться. Этот порог отклонения достаточно ниже требуемых 29 мс, которые соответствуют времени 18,5 отсчетов. Порог также означает, что управляющий блок передается, только если по меньшей мере 50% мультиплексного кадра с временным разделением берется при лежащей трубке телефонной установки. 45 битов SSB содержат 67,5 мс информации сигнализации обеспечивая 22,5 мс предварительных данных для буфера, чтобы сделать решение "идти не идти". Без предварительных данных не всегда было бы возможно послать своевременным образом передние биты перехода состояния рычажного переключателя.

Порог комбинации флага является центральным, чтобы избежать детектирования ложных блоков управления и пропуска блоков управления. Хотя ложные блоки управления и нежелательны, их детектирование во время нормальной речевой работы не фатально для системы. Ложное детектирование выражается только в 45-миллисекундной вспышке молчания и отдельной возможности некоторых совпадений на линии центральной телефонной станции. Гораздо менее приемлемой была бы потеря блока управления, поскольку это нарушает возможность абонента выполнить сигнализацию. Имея это в виду, порог комбинации флага устаналиваетcя на шести (фиксированное положение) восьмибитовых (граница байта) совпадениях из возможных 12. Вероятность появления этого в случайном шуме (данные RCLP выглядят как белый шум) составляет 2^-6х8 х (6 из 12) или 3,2-10^-12. При периоде передачи блока 22,5 мс такое совпадение имеет степень ожидаемого возникновения раз в 200 лет непрерывной речевой работы. Анализ для потери блока управления несколько труднее, особенно если ошибки суммируются, чтобы возникнуть во вспышках, но предполагается, что эта схема детектирования обеспечивает хорошую реальность.

Мажоритарный порог SSB позволяет корректировать ошибки внутри данных сигнализации, так как биты сигнализации постоянного тока запоминаются группами соответствующего слова.

SSB разделяются множеством битовых позиций. Эта естественная прослойка позволяет ошибке вспышки устранить три полные группы, все еще не нарушая мажоритарности.

Используя эту методику, речевые каналы, которые обеспечивают приемлемое качество речи, будут также обеспечивать очень надежную сигнализацию постоянного тока. Разрешающая способность системы сигнализации составляет 1,5 мс. Это соответствует разрешающей способности А-Б сигнализации магистрали и, следовательно, представляет приемлемый уровень. Задержка сигнализации через систему представляет примерно 80 мс. Эта задержка составлена из 67,5 мс окна SSB, 6 мс времени передачи к времени обработки соответствующей опорной станции. Эти меры делают прозрачность сигнализации постоянного тока системы сравнимой с существующими цифровыми системами с петлевым носителем.

Аналогичным образом информация постоянного тока может передаваться от линии на опорной станции 2 к линейному интерфейсу на абонентской пункте 3.

Общие подпрограммы, выполняемые опорной станцией 2 и абонентским пунктом 3, для детектирования и передачи информации сигнализации постоянного тока по каналу связи, назначенному в качестве речевого канала, представлены на фиг. 5. Исходящая станция 47 является либо опорной станцией 2 либо абонентским пунктом 3 в соответствии с местом возникновения информации сигнализации постоянного тока, а приемной станцией 48 является другой из них.

Исходящая станция 47 выполняет подпрограмму 49 контролирования сигналов на линии интерфейса, выполняет подпрограмму 50 буферирования сигналов, контролируемых в соответствии с подпрограммой 49, выполняет подпрограмму 51 детектирования информации сигнализации постоянного тока из сигналов, буферированных в соответствии с подпрограммой 50, выполняет подпрограмму 52 подготовки детектированной информации сигнализации постоянного тока для передачи по назначенному каналу взамен сигналов речевых данных путем форматизирования детектированной информации сигнализации в виде блока управления, имеющего комбинацию флага в дополнение к сигнализации постоянного тока, и выполняет подпрограмму 53 передачи блока управления как вспышку сигнала управления в назначенном канале связи вместо речевой информации.

Приемная станция 48 выполняет подпрограмму 54 определения наличия блока управления в сигнале вспышке, принимаемом по назначенному каналу связи путем опознавания комбинации флага в сигнале вспышки. Затем приемная станция выполняет подпрограмму 55 реорганизации формата информации сигнализации постоянного тока в блоке управления в стандартный формат сигнализации постоянного тока для передачи на линию/интерфейс. Наконец, приемная станция 48 выполняет подпрограмму 56 передачи реорганизованной информации постоянного тока на линию/интерфейс на приемной станции 48.

Изобретение относится к системам связи и направлено на инициализацию канала связи между абонентским пунктом и опорной станцией. С целью повышения качества связи путем обеспечения идентификации абонента в абонентский пункт введены блок 16 управления абонентом и блок 17 управления каналом. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. СИСТЕМА АБОНЕНТСКОЙ СВЯЗИ, содержащая центральную телефонную станцию, выход которой соединен посредством двухпроводной линии связи с опорной станцией, которая посредством радиолинии соединена с абонентскими пунктами, соединенными с абонентскими терминалами посредством проводных линий, причем опорная станция содержит телефонную станцию, соединенную через мультиплексор с информационным входом канального модуля, задающий генератор, выход которого соединен с синхровходами канального модуля, мультиплексора, телефонной станции и блока обработки дистанционных соединений, выход которого соединен с входом управления телефонной станции, информационный вход которой является входом опорной станции, блок обработки дистанционных соединений соединен с входом-выходом управления канального модуля, при этом канальный модуль выполнен в виде последовательно соединенных кодека речи, блока управления каналом и модема, выход которого является выходом опорной станции, входы блока управления каналом являются синхровходом и входом управления канального модуля, а вход кодека речи является информационным входом канального модуля, а абонентские пункты состоят из модема, вход которого является входом абонентского пункта, а выход модема соединен с входом процессора, и генератор тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом процессора, выход которого является выходом проводной связи абонентского пункта, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества связи путем обеспечения идентификации абонента, в абонентский пункт введены блок управления абонентом и блок управления каналом, причем выход модема соединен с входами блока управления абонентом и блока управления каналом, выходы которых соединены с соответствующими входами процессора, причем блок управления каналом канального модуля опорной станции снабжен блоками идентификации абонентской станции, а блок управления каналом абонентского пункта снабжен блоком идентификации опорной станции. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что абонентский пункт содержит буфер состояния рычажного переключателя, вход которого соединен с выходом модема, а выход соединен с соответствующим входом процессора.