СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТЕРЬ Российский патент 1998 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к способу и устройству для снижения информационных потерь при передаче данных в системах связи, а более конкретно в подвижных системах сотовой связи.

Системы сотовой связи известны. Они обычно состоят из множества сотовых ячеек, каждая из которых имеет обслуживаемую перекрываемую область, и множества сотовых телефонов (блоков связи). Обслуживаемые перекрываемые области соседних сотовых ячеек могут быть организованы с частичным наложением друг на друга так, чтобы обеспечивать по существу непрерывную область перекрытия, в которой блок связи, обслуживаемый одной сотовой ячейкой, может быть переключен на соседнюю ячейку без прерывания в обслуживании. Система сотовой связи "Groupe Spesial Mobile Pan-European digital sellular system" (GBM), как указано в издаваемых Европейским институтом по стандартам телевизионной связи GSM-рекомендациях и включено в настоящее описание в качестве ссылки, как раз и может служить примером такой системы.

Сотовое радиоперекрытие обеспечивается базовой приемопередающей станцией (БППС). Связь между БППС и подвижным блоком связи или подвижной станцией (ПС) обычно происходит с помощью части от пары частот (для передачи и приема), временно назначенных базовой приемопередающей станцией для поддержки сеанса связи.

Пара частот, назначенных для использования в удаленном месте, обычно называется радиоканалом. Нисходящие передачи (от БППС к ПС) по радиоканалу происходят на первой частоте из этой пары частот. Восходящие передачи (от ПС к БППС) по радиоканалу проходят на второй частоте из этой пары частот.

Замена речевого сигнала (на факсимильный сигнал или данные) в GSM-системе между ПС и БППС также известна. Такие замены хорошо известны и могут проводиться с помощью четко определенных процедур (см. GSM-рекомендацию 3. 45 для группы 3 факсимильных передач, включающих в себя ПС).

GSM-рекомендация 3.45 обеспечивает средство, позволяющее факсам взаимодействовать с очень неоднородной сетью сотовой связи и передавать через нее информационный сигнал. Различия, приведенные в GSM- рекомендациях начинаются по существу с разных протоколов обмена сигналами факсов, предназначенных для каналов общественных коммутаторных сетей телевизионной связи (PSTN) и сетей сотовой связи, включающих в себя склонные к ошибкам воздушные интерфейсы, и кончаются аналоговой природой факсимильного сигнала и цифровыми каналами, обеспечиваемыми GSM.

Согласно GSM-рекомендациями, протоколы обмена сигналами факса преобразуются в GSM-совместимый формат с помощью адаптера факса, который связывает факс с подвижной станцией. В случае взаимодействия подвижного факса с PSTN-факсом конвертор протокола также необходим и для взаимосвязи между сотовой системой и PSTN. В то время, как факс предназначен для работы через PSTN-каналы, описанные в рекомендациях GSM, адаптер факса упрощает это до использования каналов связи, предоставляемых сотовыми GSM-сетями.

Как только будет принят вызов факса, может начинаться построчная передача факсимильных данных. Согласно рекомендации т. 4 Консультативного комитета международной телеграфной и телефонной связи, факсимильная строка может передаваться довольно быстро, примерно за 5 мс, или довольно медленно, примерно за 5 с. Если реальное время передачи занимает менее 5 мс, то для увеличения времени передачи до 5 мс должны добавляться заполняющие биты. Если время больше 5 с, принимающий факс может обнаружить наличие неисправности и отсоединиться.

Несмотря на то, что процедуры, установленные GSM-рекомендацией 3.45 могут работать довольно хорошо, проблемы появляются во время коммутационной паузы при переключении ПС между БППС. Во время переключения ПС между БППС обычно имеют место прерывания порядка 200 мс. Если переключение происходит во время передачи факса, то около 40 строк передаваемого по факсу сообщения может быть утеряно. Информация может теряться также и при переключении во время фазы передачи изображения по вызову факса, поскольку в GSM-рекомендации 3.45 не предусмотрено исключение потерь данных за счет коммутационной паузы.

В основу изобретения положена задача создать такой способ и устройство для передачи по факсу различных документов, которые позволяют исключить потерю данных во время коммутационной паузы сотовой системы связи.

Эта задача решается тем, что способ снижения потерь данных в подвижной системе сотовой связи согласно изобретению включает в себя этапы обнаружения коммутационной паузы, контроля за первым логическим нарушением передачи данных после паузы, буферизации данных передачи заполняющих битов после обнаружения логического нарушения данных и передачи буферизованных данных по принципу "первый вошел, первый вышел" после обнаружения окончания паузы.

Кроме того, поставленная задача решается тем, что устройство для снижения информационных потерь при передаче данных в системе подвижной сотовой связи согласно изобретению включает в себя средство для обнаружения коммутационной паузы, средство для контроля за первым нарушением передачи данных после паузы, средство буферизации данных и передачи заполняющих битов после обнаружения логического нарушения данных и средство для передачи буферизованной информации принципу "первый вошел, первый вышел" после обнаружения окончания паузы.

На фиг.1 изображена блок-схема системы сотовой связи с одной БППС и тремя ПС; на фиг. 2 - блок-схема ПС с адаптером и факсом; на фиг. 3 - блок-схема реализуемой в контроллере подвижной системы адаптерной функции.

Решение проблемы потери данных во время коммутационной паузы заключается по существу в обнаружении команды переключения, контроле за логическим нарушением данных (например, по символу окончания строки) от факса, задержке передачи факсимильной информации и символа окончания строки вплоть до окончания коммутационной паузы. Канал связи сохраняется во время коммутационной паузы за счет передачи заполняющих символов, представляющих собой нули. Выходные символы факса буферизуются для последующей передачи после окончания коммутационной паузы.

На фиг. 1 показана в целом система сотовой связи, соответствующая изобретению. В эту систему входят несколько приемопередатчиков 101, 103, образующих базовую приемопередающую станцию (БППС) 100, базовый местный контроллер (БМК) 104 и контроллер подвижной системы (КПС) 105. В сотовой системы 100 также показаны несколько подвижных станций (ПС) 200, 201, 202.

ПС 200, 201, 202 системы связи фиг. 1 могут быть приспособлены к приему и передаче факсимильных сообщений за счет подключения к адаптеру факса и факсу. На фиг. 2 показаны ПС 200, 201, 202, каждая из которых в целом показана пунктирной линией 10 и состоит из блоков 11 и 12, адаптер факса 13а и факс 14. Адаптер факса 13а показан состоящим из буфера памяти 13b и таймера 13c с введенной в него временной уставкой порядка 500 мс.

Каждая из ПС 200, 201, 202 обозначена номером 10 и состоит из приемопередатчика 11 и контроллера 12. В соответствии с изобретением порт ввода-вывода реализован в контроллере 12 для взаимного обмена данными и управляющими сообщениями между адаптером факса 13 и контроллером 12.

После установления канала связи КС между ПС 200, 201, 202 и БППС 100 связь между факсами через ПС 200, 201, 202 для них по существу не заметна. Выходной сигнал факса 14 является представлением каждой строки передаваемого документа, состоящим из последовательности кодовых слов переменной длины. Эти кодовые слова переменной длины преобразуются адаптером факса 13 в цифровой формат и передаются непосредственно с помощью ПС 200, 201, 202.

Каждое кодовое слово (например, из таблиц 1/Т.4 и 2/Т.4 CCITT-рекомендации Т4) может представлять собой информацию части строки в виде чередования имеющих разную длину полностью белых или полностью черных элементов изображения, которая может быть в дину до 1726 элементов. Каждая строка оканчивается отдельным кодовым словом окончания строки, которое никогда не может быть внутри правильной строки данных. В случае, когда содержимое строки передаваемого по факсу документа передается менее, чем за минимальное время сканирования (например, менее, чем за 5 мс), пауза заполняется заполняющими битами, представляющими собой строку из нулей переменной длины. Конец документа передается на принимающий факс в виде шести последовательных символов окончания строки. В соответствии с изобретением, адаптер факса 13a получает управляющую информацию от БППС 100 через взаимосвязанные ПС 200, 201, 202. Управляющая информация, передаваемая адаптеру факса 13a может содержать информацию об отсоединении, коммутационные команды и сигнал окончания коммутационной паузы и т.д.

Когда адаптер факса 13a соединен с передающим факсом 14 и принимает уведомление о коммутационной паузе от соединенных с ним ПС 200, 201, 202, он запускает таймер 13c и начинает контролировать выходной сигнал факса 14 на предмет появления кодового слова окончания строки. После получения кодового слова окончания строки от факса 14 адаптер факса 13a одновременно включает буфер памяти 13b на запись выхода факса 14 и начинает передавать заполняющие бить по каналу связи через ПС 200, 201, 202.

Пока адаптер факса 13a передает заполняющие биты, он продолжает контролировать управляющую информацию от подсоединенной ПС 200, 201, 202. В качестве предпочтительного способа ПС 200, 201, 202 будет посылать сигнал окончания коммутационной паузы на обе необходимые БПСС 100 и на адаптер факса 13a. После получения сообщения об окончания коммутационной паузы адаптер факса 13a начинает передавать буферизованную информацию через ПС 200, 201, 202 по принципу "первый вошел, первый вышел".

Если интервал времени, измеренный таймером 13c превысит порог (введенную временную уставку) до обнаружения окончания строки, то адаптер 13a будет продолжать передавать факсимильную информацию без прерывания (так, как если бы коммутационной паузы не было). Если, с другой стороны, адаптер 13a обнаружит окончание строки и начнет буферизацию и передачу заполняющих битов, а временная задержка таймера 13c истечет раньше окончания коммутационной паузы, то адаптер 13a будет продолжать работу, как если бы он получил сообщение об окончании коммутационной паузы, в таком случае по истечении уставки таймера 13c адаптер факса 13a начнет передавать буферизованную информацию из буфера 13b, как и раньше, по принципу "первый вошел, первый вышел".

Пусть, например, ПС 200, желая получить доступ к системе для передачи по факсу документа, ищет и находит радиовещательный канал управления (РКУ) БППС 100. ПС 200 контролирует и обнаруживает информацию FN, MA, MA10, определяющую восходящий ресурс связи, по которому можно передать запрос на доступ. После передачи запроса на доступ ПС 200 контролирует общий канала управления (ОКУ) на нисходящем первичном канале (f₁) на предмет появления сообщений о назначении канала.

Согласно рекомендациям GSM, сообщения о назначении канала передаются от БППС 100 на ПС 200. Эти сообщения с помощью подходящего кодирования обеспечивают пользователя ПС 200 конкретными параметрами, необходимыми для однозначного определения конкретной частоты и диапазона, с помощью которых можно обмениваться информацией между БППС и ПС.

В соответствии с изобретением, блоки связи 200, 201, 202 и БППС 100 предназначены для обмена сигналами описанным выше образом, что по существу соответствует рекомендациям GSM. В соответствии с этим блоки связи 200, 201, 202 запрашивают доступ и получаю каналы связи (КС) по существу так, как описано в GSM-рекомендациях.

Оператор ПС 200 может ввести телефонный номер требуемого факса, прослушать тональный сигнал факса и включить кнопку интерфейса взаимодействия человека с машиной, инициирован тем самым передачу по факсу. И, наоборот, оператор ПС 200 может ввести телефонный номер в подсоединенный факс 14 и нажать кнопку интерфейса взаимодействия человека с машиной, передав тем самым нужный телефонный номер на БППС 100 через адаптер факса 13a и ПС 200.

Использование адаптера факса 13a для генерации запросов на доступ через ПС 200 может позволять вызов специальных свойств сети сотовой связи таких, как доступ с симплексным односторонним каналам передачи. Или, наоборот, оператор может подавать запрос на доступ, переговорить с нужным абонентом, а затем включить кнопку интерфейса взаимодействия человека с машиной на адаптере факса, подав тем самым с помощью адаптера факса 13a и ПС 200 на БППС 100 запрос на специальные функции, такие как симплексный канал симплексной передачи.

Если во время передачи по факсу базовый местный контроллер 104 определит, что необходимо переключение, то контроллер 104 передаст коммутационную команду на ПС 200. ПС 200 в свою очередь передаст это уведомление на адаптер факса 13c через порт ввода-вывода адаптера факса 13a. При обнаружении приближающегося переключения адаптер факса 13a включит таймер 13c и начнет следить за появлением сигнала окончания строки. При обнаружении сигнала окончания строки адаптер факса 13a начинает передавать биты заполнения и сохранить в буфере выход факса 14 до окончания коммутационной паузы. После окончания коммутационной паузы или по истечении времени установки таймера 13c адаптер факса 13a начинает передавать содержимое буфера 13b по принципу "первый вошел, первый вышел".

Другой вариант осуществления соответствующей настоящему изобретению функции стационарного адаптера факса 106a, 106b, 106c может быть реализован с помощью контроллера подвижной системы (105), взаимодействующего с публичной телефонной сетью (PSTN). Стационарный адаптер 106a с контроллером подвижной системы 105 выполняет ту же самую функцию, что и подвижный адаптер факса 13a для факса, находящегося в системе публичной телефонной сети.

Стационарный адаптер 106a может быть включен по приему тонального сигнала факса от интерфейса PSTN вслед за назначением канала связи между абонентом PSTN и нужной ПС 200, 201, 202. Как и подвижный адаптер 13a, стационарный адаптер 106a работает по существу незаметно для системы, принимая сигнал факса от интерфейса PSTN и передавая входной сигнал факса в кодовых словах переменной длины для передачи через систему сотовой связи (фиг.3) на нужную ПС 200, 201, 202.

Одним предполагаемым отличием стационарного адаптера 106a является то, что он принимает управляющую информацию через контроллер подвижной системы 105 от базового местного контроллера 104 относительно соединений нужной ПС 200, 201, 202. Как и подвижный адаптер 13a, стационарный адаптер 106a следит за запросами на переключение. При приеме запроса на переключение стационарный адаптер 106a следит за появлением сигнала окончания строки u, получив его, прерывает передачу информации по факсу вслед за приемом кодового слова окончания строки от источника PSTN. Как и подвижный адаптер 13a, стационарный адаптер 106a сохраняет в буфере принятую по факсу информацию и передает биты заполнения. Биты заполнения передаются одновременно с обслуживающего базового места 100 и искомого базового места 100 вплоть до приема сообщения об окончании коммутационной паузы от базового местного контроллера 104.

Стационарный или подвижный адаптер, принимающий изображение, также уведомляется о коммутационной паузе с помощью управляющих сообщений. Принимающий адаптер может принимать символы заполнения с ошибками или без ошибок. Если принимаются ошибочные символы, адаптер будет подсчитывать неправильные коды Хаффмена и поэтому заменит ошибочные коды символами заполнения.

В другом варианте осуществления изобретение может использоваться для нефаксимильного взаимообмена данными, например, для асинхронных передач в коде ASCII или IA5, включающего в себя терминал данных (не показан), присоединенный к ПС 200, 201, 202 через адаптер терминала 13 или 106. Меры предосторожности, исключающие потерю данных, могут включаться непосредственно в адаптер терминала 13 или 106 и инициироваться автоматически терминалом, будучи активированы, или активироваться оператором с помощью нажатия кнопки интерфейса взаимодействия человека с машиной. В другом случае передающий адаптер терминала 13 или 106 будет передавать биты заполнения (стоповые биты) по уведомлению о коммутационной паузе и обнаружению нарушению логических данных (например, окончание передачи текущего символа), пока не закончится коммутационная пауза. Во время коммутационной паузы адаптер терминала (13 или 106) будет сохранять данные в буфере для последующей передачи. После окончания коммутационной паузы адаптер терминала (13 или 106) восстановит нормальную передачу данных.

В другом варианте осуществления изобретение может быть использовано в базовых службах управления линиями передачи данных высокого уровня (HDLC). Такие передачи могут осуществляться терминалом данных, связанным с ПС 200, 201, 202 через адаптер терминала 13 или 106. При приеме уведомления о коммутационной паузе адаптер терминала при обнаружении логического нарушения данных (например, в конце текущего кадра) будет передавать биты заполнения (флаги_ вплоть до окончания коммутационной паузы. Адаптер терминала 13 или 106 будет сохранять данные в памяти буфера 13b или 106b вплоть до окончания коммутационной паузы. После окончания коммутационной паузы адаптер терминала 13 или 106 возобновит передачу.

В еще одном варианте осуществления изобретения может быть использовано в других системах сотовой связи, использующих протоколы взаимообмена, сходные с протоколами GSM. Примерами таких систем могут служить американская система цифровой сотовой связи, японская система сотовой связи и т.д.

Предложены способ и устройство для снижения информационных потерь в системе сотовой связи подвижной станции между базовыми местами за счет обнаружения сигнала окончания строки адаптером факса от передающего факса, буферизации последующей факсимильной информации и передачи заполняющих битв вместо символа окончания строки и буферизиванной информации. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ снижения информационных потерь при передаче данных во время нарушения передачи, происходящей из-за коммутационной паузы сотовой системы связи, отличающийся тем, что включает в себя следующие шаги: обнаруживают коммутационную паузу, осуществляют контроль за первым логическим нарушением передачи данных после определения паузы, определяют первое логическое нарушение данных и вводят в буфер и осуществляют их запоминание, одновременно передают заполняющие биты по каналу связи, определяют завершение паузы и передают буферизированные данные по принципу "первый вошел, первый вышел" по каналу связи до тех пор, пока не используют все буферизованные данные, и с этого времени восстанавливают нормальную передачу данных по каналу связи. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при контроле за логическим нарушением данных осуществляют обнаружение символа окончания строки, передаваемого факсом. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при контроле за логическим нарушением данных осуществляют обнаружение окончания передачи символов терминалом данных. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при контроле за логическим нарушением данных осуществляют обнаружение окончания кадра управления линиями передачи данных высокого уровня, передаваемого терминалом данных. 5. Устройство для снижения информационных потерь при передаче данных во время нарушения передачи, происходящей из-за коммутационной паузы, отличающееся тем, что включает в себя адаптер, выполненный с возможностью обнаружения коммутационной команды и определения логического нарушения данных в первой передаче данных после коммутационной команды, и соединен с буфером, который выполнен с возможностью буферизации данных и передачи логически нарушенных данных после обнаружения логического нарушения данных, при этом адаптер выполнен с возможностью вывода буферизованных данных при помощи приемопередатчика по принципу "первый вошел, первый вышел", после обнаружения окончания паузы. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что адаптер выполнен с возможностью уничтожения символа окончания строки из передаваемых данных. 7. Устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что адаптер включается между подвижной станцией и факсом. 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что адаптер соединен с контроллером мобильной системы, взаимодействующим с публичной телекоммуникационной сетью, которая соединена с постоянным факсом, работающим в контроллере мобильной системы. 9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что адаптер выполнен с возможностью обнаружения символа окончания строки из передаваемых данных.