專利名稱：一種數(shù)字用戶單元及數(shù)字化s/t接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的ISDN數(shù)字化S/T接口電路的設(shè)計(jì)，主要涉及通信領(lǐng)域ISDN中的用戶U口收發(fā)器的數(shù)字化設(shè)計(jì)，可廣泛用于通信領(lǐng)域中的與綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)相關(guān)通信系統(tǒng)中，諸如PHS(Personal Handyphone System，個(gè)人手持電話系統(tǒng))的核心設(shè)備PHS基站用戶接口電路等。
背景技術(shù)：
綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)參考模型如圖1這是一種通用模型，適用于各種不同的ISDN應(yīng)用。圖中標(biāo)出了模型中線路終端(LT，line terminal)和網(wǎng)絡(luò)終端(NT，network terminal)1之間U參考點(diǎn)的位置。此點(diǎn)是ISDN的物理接入點(diǎn)，此接口為雙絞線對，支持160kbit/s速率的全雙工數(shù)字信號傳輸。
U接口典型ISDN應(yīng)用如圖2一般NT1將2線的U口線接口轉(zhuǎn)換成4線S/T接口。通過專用的S/T接口收發(fā)器進(jìn)行收發(fā)轉(zhuǎn)換，組成NT1。再經(jīng)過變壓器、四二線轉(zhuǎn)換、專用的S/T接口收發(fā)器進(jìn)行收發(fā)轉(zhuǎn)換，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音的編解碼處理。
通常的應(yīng)用從NT1的U口芯片后到TE(terminal equipment，終端設(shè)備)1的S/T芯片全部是模擬電路，且有變壓器，電路復(fù)雜，成本高，可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題，提出一種應(yīng)用于個(gè)人手持電話基站中數(shù)字用戶單元及一種應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的ISDN的數(shù)字化S/T接口，通過復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)及外圍電路的合理組合及軟件程序的編寫完成嵌入式系統(tǒng)的ISDN數(shù)字化S/T接口電路所必需的各項(xiàng)功能，代替通用的S/T芯片和大量模擬電路及變壓器，硬件簡單通用，時(shí)序控制方便，從而降低成本，改善PHS基站可靠性，提高網(wǎng)絡(luò)的整體質(zhì)量水平。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種數(shù)字用戶單元，應(yīng)用于個(gè)人手持電話基站中，包括三部分U接口電路、復(fù)雜可編程邏輯器件電路、驅(qū)動電路，其中所述的U接口電路與線路終端通過ISDN雙絞線連接，U接口電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的GCI信號到復(fù)雜可編程邏輯器件電路完成數(shù)字化S/T接口，最后將2B+D信號中的B通道，D通道和C/I通道信號提取出來通過驅(qū)動電路送終端設(shè)備。
所述的U接口電路用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與基站間的LT與NT間的通訊握手和信息傳輸。
所述的U接口電路工作在GCI模式，通過命令/指示通道支持全部的命令和指令集，完成U接口的激活和去激活；監(jiān)控通道用來發(fā)送和接收操作維護(hù)通道信息，以支持U接口操作維護(hù)工作；最后輸出GCI信號。
所述的復(fù)雜可編程邏輯器件包括時(shí)序發(fā)生器、GCI接收單元、GCI發(fā)送單元、B1通道的發(fā)送接收單元、B2通道的發(fā)送接收單元、D通道的發(fā)送接收單元和U口的狀態(tài)機(jī)，用于將U接口芯片輸出的包含2B+D信息的GCI格式信號，按照一定的時(shí)序，完成B通道單元，D通道單元和C/I通道單元的分接和復(fù)用，使終端設(shè)備能順利進(jìn)行上、下行語音信息和控制信息的處理。
所述時(shí)序發(fā)生器包括一計(jì)數(shù)器和分頻器，輸出負(fù)脈沖信號及時(shí)鐘信號給GCI接收單元和發(fā)送單元。
所述分頻器將幀同步信號2分頻后提取上升沿輸出給記數(shù)器作為異步復(fù)位信號。
所述GCI接收單元包括有串變并左移位寄存器，GCI發(fā)送單元由并變串左移位寄存器組成，輸出使能信號和并行數(shù)據(jù)給U口狀態(tài)機(jī)、B1通道單元、D通道單元、B2通道單元。
所述B通道單元包括B1通道單元和B2通道單元，B1CH單元用于把GCI的B1通道的數(shù)據(jù)組合成TE接口時(shí)序，同時(shí)接收TE的B1通道數(shù)據(jù)按照GCI時(shí)序發(fā)給GCI接收單元；B2通道單元功能與B1通道單元一樣，時(shí)序也一樣，相應(yīng)的輸入輸出數(shù)據(jù)為B2通道數(shù)據(jù)。
所述D通道單元由兩個(gè)寄存器組成，下行為并變串的移位寄存器，上行為串變并的移位寄存器，該單元把上行的D通道中的激活信息提取送給U口狀態(tài)機(jī)，同時(shí)根據(jù)U口狀態(tài)機(jī)的輸出在下行數(shù)據(jù)插入相應(yīng)的激活信息。
所述U口狀態(tài)機(jī)包括5種狀態(tài)遷移情況IDLE、G0、G1、G2、MG3、G3；其中上電復(fù)位狀態(tài)IDLE，輸出復(fù)位U口芯片，無條件遷移到G0；G0收到LT側(cè)的DC激活指示字，遷移到G1；同時(shí)向TE輸出INFO0；G1收到LT側(cè)的AR激活請求，向TE輸出INFO2；同時(shí)狀態(tài)遷移到G2；G2收到TE INFO3＝0信息，向LT輸出AI激活指示字；同時(shí)狀態(tài)遷移到MG3；MG3收到LT側(cè)AI激活指示字，狀態(tài)遷移到G3；G3向TE輸出INFO4，當(dāng)收到LT側(cè)去激活命令，狀態(tài)遷移到IDLE。
所述驅(qū)動電路為雙向三態(tài)總線驅(qū)動芯片，完成收發(fā)信號驅(qū)動。
本發(fā)明還公開了一種數(shù)字化S/T接口，應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的ISDN，其特征在于，該ISDN的數(shù)字化S/T接口包括數(shù)字用戶單元，該數(shù)字用戶單元包括三大部分U接口電路、復(fù)雜可編程邏輯器件電路、驅(qū)動電路，其中所述的U接口電路與線路終端通過ISDN雙絞線連接，U接口電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的GCI信號到復(fù)雜可編程邏輯器件電路完成數(shù)字化S/T接口，最后將2B+D信號中的B通道，D通道和C/I通道信號提取出來通過驅(qū)動電路送終端設(shè)備。
本發(fā)明在電信運(yùn)營商對PHS網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求呼聲日益高漲的情況下，應(yīng)用新型的電路完成了嵌入式系統(tǒng)的ISDN數(shù)字化S/T接口電路的設(shè)計(jì)，性能穩(wěn)定，成本低，信號傳輸穩(wěn)定可靠，可大大提高PHS網(wǎng)絡(luò)的整體性能指標(biāo)，從而產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為通用綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)參考模型圖；圖2為典型ISDN應(yīng)用示意圖；圖3為本發(fā)明DSU單元的原理框圖；圖4為本發(fā)明GCI信道信號時(shí)序圖；圖5為本發(fā)明CPLD內(nèi)部邏輯框圖；圖6為本發(fā)明時(shí)序發(fā)生器框圖；圖7為本發(fā)明時(shí)序發(fā)生器時(shí)序關(guān)系圖；圖8為本發(fā)明GCI接收單元時(shí)序圖；圖9為本發(fā)明GCI發(fā)送單元時(shí)序圖；圖10為本發(fā)明B1CH單元和B2CH單元時(shí)序圖；圖11為本發(fā)明DCH單元時(shí)序圖；
圖12為本發(fā)明U口狀態(tài)機(jī)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在PHS基站中數(shù)字用戶單元(digital subscriber unit，DSU)的應(yīng)用框圖如圖3。
該單元主要由三部分組成U接口電路、CPLD電路、驅(qū)動電路。
U接口電路主要完成與線路終端通過ISDN雙絞線連接，U接口電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的GCI(general circuit interface，通用電路接口)信號到CPLD電路完成數(shù)字化S/T接口，最后將2B+D信號中的B通道，D通道和C/I(command/indication，命令/指示字)通道信號提取出來送終端設(shè)備。
U接口電路實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與基站間的LT與NT1間的通訊握手和信息傳輸。
設(shè)計(jì)中采用英飛凌公司PEF2091N芯片作為U口芯片，結(jié)合外圍電路完成二線到四線信號轉(zhuǎn)換、2B1Q的U口收發(fā)器，U接口激活和去激活等功能。芯片PEF2091N工作在GCI模式，GCI模式是一種時(shí)分復(fù)用模式，通過C/I通道(命令/指示通道)支持全部的命令和指令集，完成U接口的激活和去激活；監(jiān)控通道用來發(fā)送和接收操作維護(hù)通道信息，以支持U接口操作維護(hù)工作；最后輸出通用電路接口(GCI)信號，其信號時(shí)序位置圖見圖4。
CPLD電路負(fù)責(zé)將U接口芯片輸出的包含2B+D信息的GCI格式信號，按照一定的時(shí)序，完成B通道，D通道和C/I通道的分接和復(fù)用，即完成數(shù)字化S/T接口，使終端設(shè)備能順利進(jìn)行上、下行語音信息和控制信息等的處理，這是本發(fā)明的核心，CPLD內(nèi)部邏輯框圖見圖5。
由圖5可以看出CPLD電路分成七個(gè)單元時(shí)序發(fā)生器1、GCI接收單元2、GCI發(fā)送單元3、B1通道的發(fā)送接收單元4、B2通道的發(fā)送接收單元5、D通道的發(fā)送接收單元6和U口的狀態(tài)機(jī)7。
時(shí)序發(fā)生器組成框圖如圖6所示，7位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘為DCL，8K的幀同步信號2分頻之后提取上升沿輸出給計(jì)數(shù)器作為異步復(fù)位信號。計(jì)數(shù)器輸出SIF4K負(fù)脈沖信號，脈沖寬度一個(gè)DCL周期，頻率4KHz；SIFCK為方波，頻率64KHz；clk256K為方波，頻率256KHz；用于CPLD的內(nèi)部，輸出給GCI的收發(fā)單元，時(shí)序關(guān)系見圖7。
GCI接收單元主要是由2個(gè)8位串變并左移位寄存器和2個(gè)4位串變并左移位寄存器組成，寄存器時(shí)鐘256KHz，采用下降沿移位；輸入FSC、CLK信號；輸出使能信號GCIB1En、GCIB2En、GCICIEn、GCIDEn。它們之間的時(shí)序見圖8，輸出并行數(shù)據(jù)給U口狀態(tài)機(jī)、B1CH單元、DCH單元、B2CH單元。
GCI發(fā)送單元主要由并變串左移位寄存器組成，時(shí)鐘256kHz時(shí)鐘的下降沿，帶有使能端、預(yù)置端，具體時(shí)序見圖9。
B通道單元包括B1通道(B1CH)單元和B2通道(B2CH)單元，B1CH單元的功能是把GCI的B1通道的數(shù)據(jù)組合成TE接口時(shí)序，同時(shí)接收TE的B1通道數(shù)據(jù)按照GCI時(shí)序發(fā)給GCI接收單元。由1個(gè)并變串的8位移位寄存器和1個(gè)8位串變并的移位寄存器組成，具體的時(shí)序見圖10。輸入fsc，dcl，sif4kb，sifckb；輸出sblsdb，sd，rd數(shù)據(jù)。
B2CH單元功能與B1CH一樣，時(shí)序也一樣，只是相應(yīng)的輸入輸出數(shù)據(jù)為B2通道數(shù)據(jù)。
D通道(DCH)單元由兩個(gè)寄存器組成，下行(往TE方向)是16位并變串的移位寄存器，上行(往GCI接收單元)是串變并的6位移位寄存器。DCH單元包含了S/T接口的激活信息，這和GCI的DCH有區(qū)別，該單元把上行的DCH中的激活信息提取送給U口狀態(tài)機(jī)，同時(shí)根據(jù)U口狀態(tài)機(jī)的輸出在下行數(shù)據(jù)插入相應(yīng)的激活信息，時(shí)序見圖11。輸入sif4kb，sifckb；輸出doutb，sdsrdb，sdqsd，sdsrd數(shù)據(jù)。
如圖12定義出了U口的狀態(tài)機(jī)和狀態(tài)遷移情況，5種狀態(tài)IDLE、G0、G1、G2、MG3、G3，分別如下IDLE上電復(fù)位狀態(tài)，主要是輸出復(fù)位U口芯片的功能，它是無條件遷移到G0；G0收到LT側(cè)的DC激活指示字，遷移到G1；同時(shí)向TE輸出INFO0；G1收到LT側(cè)的AR激活請求，向TE輸出INFO2；同時(shí)狀態(tài)遷移到G2；G2收到TE INFO3＝0信息，向LT輸出AI激活指示字；同時(shí)狀態(tài)遷移到MG3；MG3收到LT側(cè)AI激活指示字，狀態(tài)遷移到G3；G3向TE輸出INFO4，當(dāng)收到LT側(cè)去激活命令，狀態(tài)遷移到IDLE。
驅(qū)動電路由兩片16位總路線驅(qū)動芯片完成，該雙向三態(tài)驅(qū)動芯片完成兩個(gè)16位收發(fā)信號驅(qū)動。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字用戶單元，應(yīng)用于個(gè)人手持電話基站中，其特征在于，所述數(shù)字用戶單元包括三部分U接口電路、復(fù)雜可編程邏輯器件電路、驅(qū)動電路，其中所述的U接口電路與線路終端通過ISDN雙絞線連接，U接口電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的通用電路接口信號到復(fù)雜可編程邏輯器件電路完成數(shù)字化S/T接口，最后將2B+D信號中的B通道，D通道和C/I通道信號提取出來通過驅(qū)動電路送終端設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述的U接口電路用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與基站間的線路終端與網(wǎng)絡(luò)終端間的通訊握手和信息傳輸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述的U接口電路工作在通用電路接口模式，通過命令/指示通道支持全部的命令和指令集，完成U接口的激活和去激活；監(jiān)控通道用來發(fā)送和接收操作維護(hù)通道信息，以支持U接口操作維護(hù)工作；最后輸出通用電路接口信號。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述的復(fù)雜可編程邏輯器件包括時(shí)序發(fā)生器、通用電路接口接收單元、通用電路接口發(fā)送單元、B1通道的發(fā)送接收單元、B2通道的發(fā)送接收單元、D通道的發(fā)送接收單元和U口的狀態(tài)機(jī)，用于將U接口芯片輸出的包含2B+D信息的通用電路接口格式信號，按照一定的時(shí)序，完成B通道單元，D通道單元和C/I通道單元的分接和復(fù)用，使終端設(shè)備能順利進(jìn)行上、下行語音信息和控制信息的處理。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述時(shí)序發(fā)生器包括一計(jì)數(shù)器和分頻器，輸出負(fù)脈沖信號及時(shí)鐘信號給通用電路接口接收單元和發(fā)送單元。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述分頻器將幀同步信號2分頻后提取上升沿輸出給計(jì)數(shù)器作為異步復(fù)位信號。
7.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述通用電路接口接收單元包括有串變并左移位寄存器，通用電路接口發(fā)送單元由并變串左移位寄存器組成，輸出使能信號和并行數(shù)據(jù)給U口狀態(tài)機(jī)、B1通道單元、D通道單元、B2通道單元。
8.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述B通道單元包括B1通道單元和B2通道單元，B1通道單元用于把通用電路接口的B1通道的數(shù)據(jù)組合成終端設(shè)備接口時(shí)序，同時(shí)接收終端設(shè)備的B1通道數(shù)據(jù)按照通用電路接口時(shí)序發(fā)給通用電路接口接收單元；B2通道單元功能與B1通道一樣，時(shí)序也一樣，相應(yīng)的輸入輸出數(shù)據(jù)為B2通道數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述D通道單元由兩個(gè)寄存器組成，下行為并變串的移位寄存器，上行為串變并的移位寄存器，該單元把上行的D通道中的激活信息提取送給U口狀態(tài)機(jī)，同時(shí)根據(jù)U口狀態(tài)機(jī)的輸出在下行數(shù)據(jù)插入相應(yīng)的激活信息。
10.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述U口狀態(tài)機(jī)包括5種狀態(tài)遷移情況IDLE、G0、G1、G2、MG3、G3；其中上電復(fù)位狀態(tài)IDLE，輸出復(fù)位U口芯片，無條件遷移到G0；G0收到線路終端側(cè)的DC激活指示字，遷移到G1；同時(shí)向終端設(shè)備輸出INF00；G1收到線路終端側(cè)的AR激活請求，向終端設(shè)備輸出INF02；同時(shí)狀態(tài)遷移到G2；G2收到終端設(shè)備INF03＝0信息，向線路終端輸出AI激活指示字；同時(shí)狀態(tài)遷移到MG3；MG3收到線路終端側(cè)AI激活指示字，狀態(tài)遷移到G3；G3向終端設(shè)備輸出INF04，當(dāng)收到線路終端側(cè)去激活命令，狀態(tài)遷移到IDLE。
11.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字用戶單元，其特征在于，所述驅(qū)動電路為雙向三態(tài)總線驅(qū)動芯片，完成收發(fā)信號驅(qū)動。
12.一種數(shù)字化S/T接口，應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，其特征在于，該綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的數(shù)字化S/T接口包括數(shù)字用戶單元，該數(shù)字用戶單元包括三部分U接口電路、復(fù)雜可編程邏輯器件電路、驅(qū)動電路，其中所述的U接口電路與線路終端通過綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)雙絞線連接，U接口電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的通用電路接口信號到復(fù)雜可編程邏輯器件電路完成數(shù)字化S/T接口，最后將2B+D信號中的B通道，D通道和C/I通道信號提取出來通過驅(qū)動電路送終端設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于個(gè)人手持電話基站中數(shù)字用戶單元及一種應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的ISDN的數(shù)字化S/T接口，其中一種數(shù)字用戶單元，應(yīng)用于個(gè)人手持電話基站中，其包括三部分U接口電路、復(fù)雜可編程邏輯器件電路、驅(qū)動電路，其中所述的U接口電路與線路終端通過ISDN雙絞線連接，U接口電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的GCI信號到復(fù)雜可編程邏輯器件電路完成數(shù)字化S/T接口，最后將2B+D信號中的B通道，D通道和C/I通道信號提取出來通過驅(qū)動電路送終端設(shè)備。由于其代替通用的S/T芯片和大量模擬電路及變壓器，硬件簡單通用，時(shí)序控制方便，從而降低成本，改善PHS基站可靠性，提高網(wǎng)絡(luò)的整體質(zhì)量水平。
文檔編號H04W84/14GK1921652SQ20051008630
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者孟朝華, 何喜文, 楊志鵬 申請人:中興通訊股份有限公司