專利名稱：無(wú)線和有線接入pacs無(wú)線技術(shù)中的綜合電信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供無(wú)線和有線接入的綜合電信系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)電信的系統(tǒng)，它性能價(jià)格比高，可升級(jí)并且能夠用于無(wú)線和有線環(huán)境。
背景技術(shù)：
為了滿足高質(zhì)量無(wú)線通信爆炸性的需求，已經(jīng)研制和開(kāi)發(fā)了各種系統(tǒng)。而且，隨著廣域網(wǎng)(例如互聯(lián)網(wǎng))的廣泛使用，對(duì)于支持?jǐn)?shù)據(jù)通信的系統(tǒng)也有迫切的需求。
為了滿足上述需求，個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)正在研制之中。PACS(個(gè)人接入通信系統(tǒng))就是這樣一種為支持室內(nèi)和微型單元用途的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻圖像而研制出來(lái)的PCS。PACS利用數(shù)字語(yǔ)音編碼和數(shù)字調(diào)制技術(shù)，并且設(shè)計(jì)成支持低速便攜式用途。
如

圖1所示，PACS結(jié)構(gòu)包含四個(gè)主要單元稱為用戶單元(SUs)的固定收發(fā)機(jī)4或便攜式收發(fā)機(jī)2；稱為無(wú)線電端口(RPs)的固定基站單元6；無(wú)線電端口控制單元(RPCU)8；以及接入管理器(AM)10。每個(gè)固定RP6通過(guò)接口A(空中接口)與一定數(shù)量的SUs 2和4通信，其方式允許每個(gè)SU以多路復(fù)用為基礎(chǔ)同時(shí)訪問(wèn)該端口。
在PACS中，低功率無(wú)線電鏈路在RP與每個(gè)相連的SUs之間提供了一定數(shù)量的分立全雙工按需分配的數(shù)字信道。每個(gè)RP在預(yù)定義載波頻率上發(fā)送比特流。接著，訪問(wèn)RP的每個(gè)SU作出響應(yīng)，在公共的預(yù)定義載波頻率上發(fā)送一個(gè)信號(hào)序列。80MHz間隔內(nèi)的大量無(wú)線頻率(RF)信道，在頻分雙工方式下由經(jīng)過(guò)許可的PACS使用。在美國(guó)，對(duì)于1920～1930MHz內(nèi)非許可的PCS頻帶，研制出了PACS的變型PACS-UB。PACS-UB利用時(shí)分雙工而非原先PACS標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的頻分雙工。
PACS的一些優(yōu)點(diǎn)源于它對(duì)小型基站(RPs)的依賴性。由于RPs的體積小并且成本相對(duì)低廉，所以被廣泛配備在公用設(shè)備塔桿、建筑物、隧道、室內(nèi)或室外，從而為無(wú)線接入服務(wù)提供更廣泛的服務(wù)。由于RP所需功率較小，所以可以通過(guò)線路和電池供電。
PACS和PACS-UB可以在一定的價(jià)格水平上借助擴(kuò)容有線技術(shù)提供有線質(zhì)量的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信服務(wù)。這些標(biāo)準(zhǔn)特別適合于在幾種環(huán)境下的使用，它們包括(1)無(wú)線局域環(huán)路環(huán)境；(2)低移動(dòng)率/高密度公共接入PCS環(huán)境；以及(3)建筑物內(nèi)(居民或商務(wù))電話和數(shù)據(jù)環(huán)境。
對(duì)于無(wú)線局域環(huán)路環(huán)境和低移動(dòng)率/高密度公共接入PCS環(huán)境，PACS所依賴的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于高級(jí)智能網(wǎng)(AIN)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)有線網(wǎng)絡(luò)的原理。AIN使得用戶的無(wú)線和有線服務(wù)具有單一的號(hào)碼并且允許其在從一個(gè)地方移動(dòng)到另一地方時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫交接。一種AIN結(jié)構(gòu)分為三級(jí)智能級(jí)；傳輸級(jí)；以及接入級(jí)。智能級(jí)包含存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)用戶信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)輸級(jí)處理信息的發(fā)送。接入級(jí)向每個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶提供接入并且包含更新網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)用戶位置的數(shù)據(jù)庫(kù)。
ISDN是一種利用公共信道傳信(CCS)(一種數(shù)字通信技術(shù))的完整網(wǎng)絡(luò)框架，該技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供了用戶數(shù)據(jù)、傳信數(shù)據(jù)和其它相關(guān)業(yè)務(wù)的同時(shí)發(fā)送。ISDN所提供的專用傳信網(wǎng)是公共電話交換網(wǎng)PSTN的補(bǔ)充。它提供的傳信業(yè)務(wù)網(wǎng)可以用于PSTN上的路由語(yǔ)音業(yè)務(wù)或者在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與終端用戶之間提供新的數(shù)據(jù)服務(wù)。
雖然PACS結(jié)構(gòu)適用于上述提供AIN和ISDN能力的環(huán)境，但是它可能并不適于無(wú)線環(huán)路或者移動(dòng)率PCS應(yīng)用，因?yàn)檫@些應(yīng)用場(chǎng)合沒(méi)有有線AIN或ISDN的底層構(gòu)造。而且，PACS在應(yīng)用于建筑物內(nèi)無(wú)線系統(tǒng)時(shí)似乎受到極其大的限制，特別是小型商務(wù)會(huì)議方面。
在小型商務(wù)環(huán)境中，可以采用小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(SCSA)。SCSA是一種基于計(jì)算機(jī)電話系統(tǒng)的開(kāi)放工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。SCSA結(jié)構(gòu)由32個(gè)卡式節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，帶有經(jīng)SCX總線最多與16個(gè)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分層連接的本地非塊時(shí)隙交換SC總線后接線板。在系統(tǒng)配置下，非塊SC總線對(duì)發(fā)送時(shí)隙預(yù)先分配，因此其動(dòng)態(tài)配置能力限制為16.384Mbps(4048個(gè)八位位組/幀)SC總線。
除了動(dòng)態(tài)配置能力受到限制以外，SCSA系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)-節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可能需要路由選擇三條總線兩個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的SC總線和互連的SCX總線。控制報(bào)文獨(dú)立的多主控爭(zhēng)用總線上選擇路由傳送。因此顯要較高的交換能力來(lái)提供硬件連接。
除了SCSA系統(tǒng)以外，其它經(jīng)常用于小型商務(wù)環(huán)境的普通結(jié)構(gòu)包括電信設(shè)備制造商提供的各種密鑰系統(tǒng)和PBX結(jié)構(gòu)。密鑰系統(tǒng)提供的服務(wù)通常不超過(guò)125線；小型PBXs提供的服務(wù)介于125-1000線，中型PBXs的介于1000-10000線，而大型PBXs的要超過(guò)10000線。每組這樣的產(chǎn)品常常采用不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此隨著用戶增加，為增加線路而修改現(xiàn)有系統(tǒng)是極其困難的。由此帶來(lái)的后果是這類系統(tǒng)的規(guī)模受到相對(duì)的限制。
由上可見(jiàn)，需要一種結(jié)構(gòu)，它在“村落電話”環(huán)境(即具有高密度、低移動(dòng)率用戶的特征)(對(duì)于PACS)和建筑物內(nèi)電話與數(shù)據(jù)環(huán)境(對(duì)于PACS-UB)下發(fā)揮PACS和PACS-UB無(wú)線接入技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，特別是以低成本模塊化的方式提供。為避免在有線底層構(gòu)造方面作繁瑣的假定，需要一種能夠提供“獨(dú)立型”PASC能力的結(jié)構(gòu)，即，該結(jié)構(gòu)可以脫離已有的AIN或ISDN結(jié)構(gòu)而存在。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足這些需要，我們提出了一種設(shè)計(jì)方案，它考慮到了模塊化和大范圍電信服務(wù)的綜合支持的重要性。由于村落電話系統(tǒng)或建筑物內(nèi)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)系統(tǒng)所支持的終端數(shù)可能跨越三個(gè)數(shù)量級(jí)，所以就系統(tǒng)成本和系統(tǒng)硬件數(shù)量而言，模塊化都是一個(gè)重要的因素。而且由于數(shù)據(jù)連接需求(很大程度上受互聯(lián)網(wǎng)接入的推動(dòng))的爆炸性增長(zhǎng)，系統(tǒng)需要具備支持大范圍電信服務(wù)的能力。無(wú)論是為提供給商用通信系統(tǒng)中的有線語(yǔ)音終端還是為實(shí)現(xiàn)明顯高于PACS無(wú)線技術(shù)下可行的數(shù)據(jù)通信速率，有線和無(wú)線接入的綜合支持都是極其需要的。
因此本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種電信系統(tǒng)，它對(duì)于小規(guī)模應(yīng)用(例如不超過(guò)80線)具有較高的性價(jià)比，同時(shí)也具有現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)擴(kuò)充能力以滿足增加較多線路的需要(例如30000線)。本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種綜合語(yǔ)音/數(shù)據(jù)電信系統(tǒng)，它的靈活性保證其能夠處理窄帶(例如64 kbps μ-律)語(yǔ)音和寬帶多媒體數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于“村落電話”或“PACS-on-POTS”的低成本獨(dú)立型PACS系統(tǒng)，當(dāng)沒(méi)有合適的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可用時(shí)它可以滿足PACS底層構(gòu)造的需要。
正如下面將要詳細(xì)描述的那樣，本發(fā)明提供了高出許多的動(dòng)態(tài)分配總線帶寬(1.0486 Gbps)，從而使系統(tǒng)能夠從利用率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中得益。而且在本發(fā)明中，所有的數(shù)據(jù)和控制業(yè)務(wù)都采用公共32位寬的后連線板。小型系統(tǒng)可采用單卡隔離罩。大型系統(tǒng)采用多卡隔離罩，它們經(jīng)單條寬帶串行光纖鏈路互連成環(huán)路。在提供內(nèi)隔離罩連接的硬件中轉(zhuǎn)接是不需要的。
與現(xiàn)有技術(shù)的密鑰系統(tǒng)相反，本發(fā)明的應(yīng)用規(guī)?？梢暂p松地從非常少的線數(shù)(例如不超過(guò)10線)跨越到30000線的系統(tǒng)。最后，系統(tǒng)的后連線板具有充足的帶寬以支持與桌面計(jì)算工作站的高速有線連接。
通過(guò)以下描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員也是顯而易見(jiàn)的。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明在附圖中圖1為普通PACS結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2為按照本發(fā)明實(shí)施例的電信系統(tǒng)的框圖。
圖3為按照本發(fā)明的后連線板幀結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4為按照本發(fā)明的控制信道的示意圖。
圖5為按照本發(fā)明的地址字比特分配示意圖。
圖6為按照本發(fā)明的地址數(shù)據(jù)字的示意圖。
圖7為按照本發(fā)明的多隔離罩系統(tǒng)的框圖。
實(shí)施發(fā)明的較佳實(shí)例以下描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。首先描述本發(fā)明單隔離罩實(shí)施例。如下所述，該系統(tǒng)特別適用于無(wú)線局域環(huán)路環(huán)境、“村落電話”環(huán)境和/或建筑物內(nèi)環(huán)境。多隔離罩實(shí)例也作了討論，從中可以看到本發(fā)明的擴(kuò)充能力。
圖2為按照本發(fā)明的單隔離罩實(shí)例的示意圖。電信系統(tǒng)50包括向各種通信設(shè)備提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)接入的單元75。如下所述，該系統(tǒng)在不同網(wǎng)絡(luò)的各種類型終端之間提供了無(wú)線和有線語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。在該實(shí)例中，系統(tǒng)在“單獨(dú)型”終端之間、PSTN內(nèi)終端之間、PACS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)終端之間、廣域網(wǎng)(WAN)內(nèi)終端之間和局域網(wǎng)(LAN)內(nèi)終端之間的訪問(wèn)。
如圖所示，干線66通向作為PSTN一部分的中心局(CO)交換機(jī)。串行接口64提供了對(duì)可以連接至LAN 62的PPP服務(wù)器60的訪問(wèn)。該結(jié)構(gòu)同樣可以支持與WAN(例如全球互聯(lián)網(wǎng))鏈接的路由器(例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)路由器)。
諸如桌面?zhèn)€人電腦58之類的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立型終端也可以訪問(wèn)用于數(shù)據(jù)(或語(yǔ)音)轉(zhuǎn)發(fā)器的系統(tǒng)50。同樣，諸如有線電話56之類的一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)音終端提供了有線語(yǔ)音訪問(wèn)。
由此可見(jiàn)，系統(tǒng)50支持PACS或PACS-UB結(jié)構(gòu)。一個(gè)或多個(gè)服務(wù)于多個(gè)諸如便攜式終端52之類終端的RPs 54通過(guò)單元75與PSTN以及其它所示網(wǎng)絡(luò)鏈接。該結(jié)構(gòu)特別適于分布較為密集的無(wú)線低移動(dòng)率用戶。
起互連作用的卡隔離罩75主要包含將控制處理器卡72與若干外設(shè)卡70、74、76、78、80和82連接起來(lái)的后連線板總線68。后連線板總線68在連接單元75的各種外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)之間提供高速通信。利用下面將要詳細(xì)描述的尋址方案，在控制處理器卡72(以下稱為控制單元(CU))的控制下，后連線板總線68在任意兩個(gè)系統(tǒng)實(shí)體之間提供報(bào)文流或信息流通信路徑。
在本實(shí)例中，外設(shè)卡包括PSTN接口卡、若干RPCU卡1-N(用卡74和80表示)、有線電話控制單元卡(WSCU)78、集線器控制器卡78、特征卡82以及數(shù)據(jù)互工外設(shè)卡84。以下對(duì)這些外設(shè)卡作概述。
PSTN接口卡70的作用相當(dāng)于支持電話服務(wù)的主要網(wǎng)絡(luò)接口外設(shè)作用。模擬或數(shù)字主干線66提供了來(lái)自本地交換中心局的線路接口。除了模擬POTS或ISDN接口以外，PSTN接口卡負(fù)責(zé)發(fā)送編碼32kb/s ADPCM(用于空中傳送和后連線板)與模擬波形或64kb/s PCM之間的語(yǔ)音。若干引線頭可以與PSTN接口70接口。但是如果只提供二引線頭，并且二-四引線岔路位于公用通信設(shè)施或中心局以外，則該外設(shè)可能還需要作回聲控制測(cè)量。
在一個(gè)單卡隔離罩系統(tǒng)中(或者按照下述實(shí)施例采用一串卡隔離罩控制單元)，初始PSTN接口卡結(jié)束于模擬POTS線路并且將其用作語(yǔ)音終端的外部線路。撥號(hào)信息從系統(tǒng)控制單元卡72經(jīng)后連線板虛擬控制信道傳送至PSTN接口卡70。呼叫進(jìn)程音調(diào)被數(shù)字化和經(jīng)其中一個(gè)可分配后連線板時(shí)隙送回客戶語(yǔ)音終端。
RPCU卡76和82提供了一種支持圖1所述無(wú)線電特定功能的中心化結(jié)構(gòu)。按照PACS和PACS-UB的結(jié)構(gòu)原理，每個(gè)RPCU服務(wù)于若干向數(shù)個(gè)SUs 52提供無(wú)線接入的RPs 54。如在現(xiàn)有技術(shù)中所知，為了以低成本高密度覆蓋服務(wù)區(qū)域，RPs 54的功能有限。RPs 54提供了高性能的調(diào)制解調(diào)器能力、翻譯從基帶到RF的下鏈接(RPCU到SU)信息流、以及帶糾錯(cuò)的翻譯從RF到基帶的上鏈接(SU到RPCU)信息流。如圖所述，RPs 54經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)的雙芯絞合配送線與RPCU外設(shè)(在本實(shí)例中為卡76和80)接口。
與遠(yuǎn)地?zé)o線電端口電子線路接口的雙絞線提供完整的雙工數(shù)字鏈路和DC電源。在大型PACS-UB系統(tǒng)中，遠(yuǎn)地端口電子線路可以與系統(tǒng)控制器相距較遠(yuǎn)的距離。為了提高鏈接的可靠性，需要盡可能減小端與端之間的傳信速率。例如，由于384 kb/s的空中接口速率以時(shí)分方式共享，所以每個(gè)半雙工方向可以采用FIFO緩沖器來(lái)使鏈路接口的速率適應(yīng)為192kb/s。
RPCU外設(shè)76和80結(jié)束許多無(wú)線電特定的PACS協(xié)議。每個(gè)處理空中接口資源的SU請(qǐng)求，并且經(jīng)單元64、60和62請(qǐng)求總線和其它外設(shè)資源，例如網(wǎng)絡(luò)接口。此外，由于RPCU保存了它所服務(wù)的RPs上所有時(shí)隙的鏈接狀態(tài)信息，所以它可以向RPs依次提供高電平信息和指令以符合頻譜使用規(guī)程。在本實(shí)例中，諸如卡76或80之類的單個(gè)RPCU外設(shè)卡可以服務(wù)于兩個(gè)單載波RPs或者一個(gè)雙載波RP，共計(jì)8個(gè)全雙工語(yǔ)音質(zhì)量(32kb/s)信道。
除了包括雙絞線和后連線板接口以外，RPCU外設(shè)比較好的是包含運(yùn)行小型實(shí)時(shí)核心程序的專用微控制器。處理器向外設(shè)提供與控制單元72通信、管理和與所服務(wù)的RPs通信以及終止鏈接維護(hù)中高級(jí)協(xié)議和調(diào)用控制算法所需的智能功能。
一個(gè)或多個(gè)WSCU卡78支持有線電話(這里是單個(gè)有線電話56)的使用。雖然圖2只示出了一個(gè)這樣的有線電話，但是每個(gè)WSCU卡78可以類似RPCU外設(shè)卡支持8個(gè)全雙工32kb/s信道的方式支持最多8個(gè)電話。
在本實(shí)例中，有線站經(jīng)單根雙絞線與WSCU卡78接口，雙絞線載帶了有線終端的幻路功率和用于帶內(nèi)快速信道(例如64kb/s mu law PCM)與帶外慢速控制信道(呼叫處理的按鍵)的時(shí)分雙工TDD數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。例如WSCU卡78可以采用PACS層3協(xié)議報(bào)文(INFO型)傳送按鍵和耦合狀態(tài)報(bào)文(上鏈路方向)并控制電話顯示和請(qǐng)求用戶傳信或小鍵盤輸入(沿下鏈路方向)。外設(shè)可以利用與RPCU卡74和80相同的方案將按鍵控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為音頻信道DTMF以用于諸如語(yǔ)音郵件系統(tǒng)交互之類的后始發(fā)撥號(hào)應(yīng)用。
數(shù)據(jù)互工外設(shè)84也與前述PACS中數(shù)據(jù)服務(wù)的結(jié)構(gòu)定義一致。數(shù)據(jù)互工外設(shè)84在功能上可以視為另一網(wǎng)絡(luò)接口外設(shè)，它類似于線路接口外設(shè)70，但是用于非語(yǔ)音服務(wù)而不是語(yǔ)音服務(wù)。例如，當(dāng)一個(gè)SU向其服務(wù)的RPCU傳信以建立數(shù)據(jù)呼叫時(shí)，RPCU請(qǐng)求后連線板資源以請(qǐng)求服務(wù)并與數(shù)據(jù)互工外設(shè)84溝通信息流。數(shù)據(jù)互工外設(shè)隨后經(jīng)已知的數(shù)據(jù)專用協(xié)議與數(shù)據(jù)互工功能(IWF)聯(lián)絡(luò)。IWF隨后處理服務(wù)所需的特定網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議。比較好的是，IWF應(yīng)支持IP互工以訪問(wèn)本地IP企業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)和全球互聯(lián)網(wǎng)?？刂破骺?8強(qiáng)大的桌面計(jì)算機(jī)增值業(yè)務(wù)和連接需要給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件創(chuàng)造了極大的需求。在現(xiàn)代商務(wù)通信系統(tǒng)中，人們?yōu)閷⒂?jì)算與電話業(yè)務(wù)硬件集成在一起(主要強(qiáng)調(diào)新功能，例如計(jì)算/電話集成)而不斷努力。特別對(duì)于小型商務(wù)活動(dòng)，代之以采用物理上各自分立的網(wǎng)絡(luò)硬件而在同一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)同時(shí)提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)連接是有好處的。由于系統(tǒng)后連線板具有較大的容量，所以將大量時(shí)隙用來(lái)支持高速共享介質(zhì)數(shù)據(jù)連接并采用后連線板外設(shè)來(lái)仲裁所連桌面計(jì)算機(jī)之間資源使用是很方便的。該外設(shè)的功能與獨(dú)立型以太網(wǎng)控制器非常相似。特征卡82附加的特征功能可以由系統(tǒng)軟件或者作為“特征卡”的硬件提供。例如，可以借助與低速三路和建立的其它多方呼叫接口的后連線板在外設(shè)卡上實(shí)現(xiàn)一組會(huì)議網(wǎng)橋。
全負(fù)載卡隔離罩將包含10-16塊卡。例如，每塊卡可以支持8個(gè)有線終端或兩個(gè)PACS-UB RPs。假定有幾個(gè)物理卡槽將專用于網(wǎng)絡(luò)接口功能，則每個(gè)隔離罩包含大約8路(同時(shí))線的容量。
服務(wù)于終端的外設(shè)由上述高速后連線板總線68和提供于每個(gè)單元75之內(nèi)的固定CU 72支持。CU 72在采用用于數(shù)據(jù)交換的時(shí)隙互換的高速數(shù)字后連線板總線68上建立語(yǔ)音和數(shù)據(jù)電路交換連接。在這個(gè)特定實(shí)例中，具有固定CU和高速后連線板的卡隔離罩內(nèi)最多可以插入31個(gè)從屬外設(shè)卡。該結(jié)構(gòu)提供了專門用于小型企業(yè)(例如不超過(guò)80線)的低成本系統(tǒng)。與此同時(shí)，該結(jié)構(gòu)允許向利用20000線以上的較大系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡。
如圖3所示，后連線板為32比特寬并且每幀具有4096個(gè)時(shí)隙。每32比特的時(shí)隙被劃分為四個(gè)8比特組，每組定義了四個(gè)物理信道0、1、2和3(分別對(duì)應(yīng)比特0-7、8-15、16-23和24-31)。幀每隔125微秒重復(fù)一次，該速率對(duì)應(yīng)8kHz的語(yǔ)音采樣速率。在1.0486 Gbps下，后連線板為數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信提供了每幀16384(16k)八位位組的時(shí)隙，幀內(nèi)的每個(gè)八位位組提供64 kbps單向信道。
在幀的最后256個(gè)時(shí)隙內(nèi)，所有4個(gè)八位位組(信道0-3)專用于系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)(標(biāo)號(hào)104)；在開(kāi)始的256個(gè)時(shí)隙(標(biāo)號(hào)102)內(nèi)，每個(gè)低位的八位位組專用于系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)。因此剩下15000個(gè)以上的可分配八位位組用作電路交換數(shù)據(jù)。這支持例如7500個(gè)同時(shí)簡(jiǎn)單全雙工語(yǔ)音交談，假定活動(dòng)因子不大于25％，則支持30000門語(yǔ)音終端。
圖4示出了每幀最后256個(gè)時(shí)隙內(nèi)提供的控制信道(圖3中用標(biāo)號(hào)104表示)。幀N內(nèi)最后256個(gè)時(shí)隙的每一個(gè)與幀N+2內(nèi)開(kāi)始256個(gè)時(shí)隙其中一個(gè)配對(duì)并且專用于一個(gè)特定的卡隔離罩。高位的八位位組106(數(shù)據(jù)比特24-31和數(shù)據(jù)比特16-23)定義為選擇特定卡上特定寄存器的地址字節(jié)。地址字節(jié)的排列示于圖5中。
每個(gè)時(shí)隙內(nèi)下一八位位組(數(shù)據(jù)比特8-15)包括從CU寫入從屬卡的數(shù)據(jù)字節(jié)108。最后的八位位組110(數(shù)據(jù)比特0-7)作為從次數(shù)卡到控制器CU的服務(wù)請(qǐng)求保存。在該幀開(kāi)始的256個(gè)時(shí)隙內(nèi)(圖3內(nèi)標(biāo)號(hào)102)，只有最低位八位位組(數(shù)據(jù)比特0-7)專用于控制信道。它包含從從屬卡到系統(tǒng)CU的回應(yīng)數(shù)據(jù)字節(jié)(圖4中的112)?？傊?，有5個(gè)八為位組專用于每個(gè)與CU雙向通信的隔離罩。例如，時(shí)隙0的物理信道0(第一八位位組)與時(shí)隙3840(最后356個(gè)時(shí)隙塊的時(shí)隙0)的物理信道0-3(所有4個(gè)八位位組)專用于隔離罩0。同樣，物理信道1和3841專用于隔離罩1。
如圖4所示，從最后隔離罩N(十六進(jìn)位制為FF)到隔離罩0的輸入(十六進(jìn)位制為00)最多有一幀的延遲。該延遲用來(lái)補(bǔ)償從所發(fā)生的N并行-串行-并行會(huì)話的不可預(yù)測(cè)累積延遲(每級(jí)有一個(gè)交談組)。因此配置最大的系統(tǒng)有255個(gè)卡隔離罩。
為了定址特定隔離罩內(nèi)特定卡上的寄存器，采用控制信道時(shí)隙位置與16比特地址的組合。例如，對(duì)于系統(tǒng)中第一隔離罩(隔離罩0)，時(shí)隙3840的物理信道2和3被串接以為數(shù)據(jù)報(bào)文通信提供16比特的尋址。比特15(最高位)為讀/寫比特，而比特10-14被用來(lái)定位隔離罩內(nèi)32個(gè)卡位置的其中一個(gè)。剩下10個(gè)比特(0-9)可用于外設(shè)卡寄存器尋址(參見(jiàn)圖5)。
每個(gè)隔離罩包含最后256個(gè)時(shí)隙的其中一個(gè)，它們專用于從隔離罩內(nèi)從屬卡到系統(tǒng)CU的控制信道。該時(shí)隙內(nèi)低位的八位位組110作為從從屬卡到呼叫處理CU的服務(wù)請(qǐng)求保存。該八位位組是隔離罩內(nèi)卡之間的共享資源。提供了線與控制線用于自仲裁。每塊卡對(duì)應(yīng)于特定的物理時(shí)隙。例如物理隔離罩插槽編號(hào)為3的卡通過(guò)檢查經(jīng)后連線板連接器相通的5條硬連接地址線知道其位于插槽3內(nèi)。如果插槽1內(nèi)的卡需要訪問(wèn)服務(wù)請(qǐng)求八位位組，則它必須使服務(wù)請(qǐng)求仲裁控制線在該幀64個(gè)時(shí)隙內(nèi)的某一時(shí)刻處于低電平。如果插槽2內(nèi)的卡需要服務(wù)請(qǐng)求八位位組，則它首先檢查控制線以確定卡1是否控制了該八位位組，如果沒(méi)有，則它使控制線在該幀64個(gè)時(shí)隙內(nèi)的某一時(shí)刻處于低電平。該過(guò)程在第一個(gè)32時(shí)隙組內(nèi)持續(xù)從而直到控制信道到達(dá)才有一塊卡被授權(quán)訪問(wèn)服務(wù)請(qǐng)求八位位組。
在這種結(jié)構(gòu)下，由時(shí)隙0的物理信道0提供了從從屬卡寄存器到CU的數(shù)據(jù)路徑。由于從隔離罩1到254隔離罩的反向通信中固有的一幀時(shí)間延遲，所以如圖4所示，隔離罩0內(nèi)的卡需要延遲應(yīng)答數(shù)據(jù)以讀取一幀數(shù)據(jù)。因此隔離罩1采用時(shí)隙1和3841，隔離罩2采用時(shí)隙2和3841，依此類推。
本發(fā)明所用廣播信道對(duì)于高層PACS協(xié)議的功能是重要的。PACS-UB定義了與PACS的公共層2和層3以提高許可與非許可系統(tǒng)之間的互操作性。在各種時(shí)刻，固定系統(tǒng)底層構(gòu)造都必須通過(guò)空中向便攜式設(shè)備傳輸各種信息流。該信息包括系統(tǒng)信息信道(連同端口ID、系統(tǒng)ID和訪問(wèn)權(quán)寄存器區(qū)域ID，加密模塊，或改變便攜式參數(shù)的報(bào)文之類的條目)以及傳送提醒或“振鈴”報(bào)文以通知注冊(cè)的非激活便攜式設(shè)備已接收到到它們的進(jìn)入呼叫的提醒信道。許多這樣的條目可以在系統(tǒng)加電時(shí)從系統(tǒng)控制器向RPCU外設(shè)一次性下載，并且可以由RPCU在合適的時(shí)刻將該信息形成為合適的報(bào)文。但是為了處理進(jìn)入的呼叫請(qǐng)求并創(chuàng)建提醒報(bào)文(它們?cè)谔嵝褏^(qū)域(在這里為整個(gè)系統(tǒng))內(nèi)廣播)，控制器必須進(jìn)行實(shí)時(shí)干預(yù)。如上所述，這里實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制器廣播能力的方法采用控制信道時(shí)隙(時(shí)隙編號(hào)為255)用于所有的廣播報(bào)文(參見(jiàn)圖4)。這減少了大型系統(tǒng)能支持的最大隔離罩?jǐn)?shù)量，但是使得單個(gè)報(bào)文可以到達(dá)系統(tǒng)所有隔離罩的所有外設(shè)卡。外設(shè)后連線板接口的含義是隔離罩254內(nèi)任意給定的外設(shè)必須能夠讀取后連線板上連續(xù)兩個(gè)時(shí)隙，這是因?yàn)閺V播時(shí)隙和該隔離罩的控制時(shí)隙是相鄰的。
本發(fā)明的一個(gè)特征是系統(tǒng)不局限于單隔離罩結(jié)構(gòu)。例如在圖7所示實(shí)施例中，系統(tǒng)可以支持由串行高速光纖鏈路150連接的最多255個(gè)隔離罩。這在最大配置系統(tǒng)內(nèi)提供了超過(guò)20000的線路，而與此同時(shí)又使最小系統(tǒng)配置無(wú)需第二隔離罩和連接硬件就可支持最多80條線路。隨著系統(tǒng)容量需求的增長(zhǎng)，可以通過(guò)高速(1.0486 Gb/s)串行鏈路串接更多的隔離罩。每個(gè)增加的隔離罩依次串聯(lián)成環(huán)形。
在多隔離罩系統(tǒng)的較佳實(shí)施例中，隔離罩控制器位于每個(gè)隔離罩的卡插槽地址0處。它負(fù)責(zé)提供后連線板32768MHZ時(shí)鐘和分立的幀起始脈沖以使從屬卡與后連線板時(shí)序同步。幀起始線在幀時(shí)隙0期間處于高電平，否則為低電平。在時(shí)隙0期間，隔離罩控制器必須將隔離罩編號(hào)放入信道1從而使從屬卡知道其插入了哪個(gè)隔離罩和監(jiān)視了哪個(gè)控制信道。同步比特模式位于時(shí)隙0的信道2和3之內(nèi)從而使可以串接卡可以恢復(fù)幀時(shí)隙。隔離罩控制器卡是隔離罩0內(nèi)的系統(tǒng)CU或者串接卡。
卡的物理地址由5條具有與每個(gè)卡插槽對(duì)應(yīng)電平的后連線板線路進(jìn)行硬件編碼。在這種方式下，卡可以“熱”插入并且在兩個(gè)幀周期(250微秒)內(nèi)知道它在哪一個(gè)隔離罩中和插入了哪一個(gè)物理插槽中。在這種方式下，卡知道所監(jiān)視的控制信道時(shí)隙和所響應(yīng)的地址范圍。因此卡可以插入操作系統(tǒng)并且自動(dòng)確定其在系統(tǒng)內(nèi)的地址，而且向主控制單元發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求以用于配置。
單工時(shí)間/信道分配借助包含在兩個(gè)數(shù)據(jù)八位位組內(nèi)的14個(gè)比特傳送。兩個(gè)MSBs定義了物理信道而12個(gè)MSBs定義了時(shí)隙(參見(jiàn)圖4)。包含16塊卡(每塊卡有8線容量)的255個(gè)隔離罩提供了32640線的容量。4096個(gè)時(shí)隙乘以4個(gè)物理信道減去256個(gè)時(shí)隙乘以5個(gè)控制信道便得15104個(gè)單工信道或7552個(gè)雙工呼叫。如上所述，假定25％的占據(jù)率則有30208線。
在單個(gè)隔離罩系統(tǒng)內(nèi)，時(shí)隙分配全部由呼叫處理完成，所以只允許一個(gè)設(shè)備寫入訪問(wèn)一個(gè)給定的時(shí)間/信道八位位組。但是在多隔離罩系統(tǒng)中，在連接前一隔離罩的串接卡與位于同一隔離罩內(nèi)的其它從屬卡之間存在競(jìng)爭(zhēng)。時(shí)間/信道八位位組仍然由該隔離罩內(nèi)的CU分配，但是串接卡盲目地重復(fù)在前一隔離罩的后連線板上找到的數(shù)據(jù)而不知道有呼叫處理。
而且有N個(gè)隔離罩的系統(tǒng)使得插入隔離罩N-1的輸出與隔離罩0的輸入之間插入一條可變的延遲線，當(dāng)采用了全部數(shù)目的隔離罩時(shí)它精確地等于返回隔離罩0的一個(gè)幀延遲。在環(huán)路閉合時(shí)這維持了幀時(shí)隙結(jié)構(gòu)。這還將卡的一幀延遲插入隔離罩1～N-1以響應(yīng)數(shù)據(jù)讀取指令的數(shù)據(jù)。因此，隔離罩0內(nèi)的卡必須識(shí)別其位置并且插入一幀延遲以與系統(tǒng)其余部分對(duì)齊。
位于第一幀時(shí)隙的兩個(gè)高位八位位組內(nèi)的幀sync字提供了幀和時(shí)隙同步。每個(gè)隔離罩包含以前一隔離罩時(shí)序?yàn)榛鶞?zhǔn)的M個(gè)時(shí)隙延遲，該延遲由1.0486 Gb/s串行鏈路中所需并行-串行-并行會(huì)話引起。由于對(duì)于卡地址解碼而言，隔離罩編號(hào)顯示于每個(gè)隔離罩內(nèi)第一時(shí)隙的第二八位位組，所以使得隔離罩N-1內(nèi)的卡在相對(duì)系統(tǒng)隔離罩0的幀時(shí)序的本地隔離罩時(shí)序內(nèi)識(shí)別(N-1)M個(gè)時(shí)隙延遲。該相對(duì)時(shí)序信息將被RPCU卡用來(lái)從幀起始時(shí)序減去整數(shù)個(gè)時(shí)隙以使所有無(wú)線電端口如PACS-UB協(xié)議所需的那樣在系統(tǒng)范圍內(nèi)超級(jí)和特超級(jí)幀同步。最終的時(shí)序精度在1微秒以內(nèi)。
幀sync字以非翻轉(zhuǎn)方式送入16個(gè)超級(jí)幀的第一幀。超級(jí)幀結(jié)構(gòu)允許根據(jù)pn序列對(duì)16幀長(zhǎng)作比特?cái)_碼。這避免了嵌入用戶數(shù)據(jù)的幀sync字具有一致的形式。
在隔離罩1～N-1中，高速串行接收機(jī)產(chǎn)生總線時(shí)鐘信號(hào)并且?guī)瑂ync從前一隔離罩抽出并復(fù)制幀數(shù)據(jù)。該接收機(jī)由于無(wú)需保存呼叫處理狀態(tài)知識(shí)，所以相當(dāng)簡(jiǎn)單。例如可以采用4條線與控制線來(lái)指示接收機(jī)卡是否應(yīng)在幀內(nèi)寫入特定的八位位組或三態(tài)并且允許其中一塊本地卡插入插槽。在從屬卡寫入后連線板之前的一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，從屬卡必須使合適的控制線處于低電平以向接收機(jī)卡指示在下一時(shí)隙內(nèi)使八位位組處于三態(tài)。這解決了同一隔離罩內(nèi)串接卡與其它從屬卡之間的沖突。
上述CU功能可以借助在商用內(nèi)核程序下的Intel x86系列處理器之上運(yùn)行的呼叫控制軟件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，按照本發(fā)明其它配置也是可以采用的。
由于后連線板交換光纖交流了一個(gè)或多個(gè)64kbps數(shù)據(jù)流組，所以系統(tǒng)相對(duì)于插入隔離罩內(nèi)的卡的特性非常靈活。例如數(shù)據(jù)互工卡可以用來(lái)支持PACSs數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下的無(wú)線數(shù)據(jù)。也可以利用附加卡作為溝通(例如會(huì)議或三方呼叫)語(yǔ)音報(bào)文的語(yǔ)音路徑。
訪問(wèn)管理卡可以加入大型系統(tǒng)以將主CU從訪問(wèn)驗(yàn)證和鏈路加密密鑰管理之類任務(wù)中解脫出來(lái)。在這方面，PACS規(guī)范描述了對(duì)無(wú)線電系統(tǒng)提供若干服務(wù)的AM功能。原型PACS-UB系統(tǒng)將這部分功能作為呼叫控制軟件的整體部分實(shí)現(xiàn)。這些功能包括建立、保存和清除SU注冊(cè)記錄并分配相關(guān)的無(wú)線電系統(tǒng)；驗(yàn)證和使SU注冊(cè)請(qǐng)求有效，可能包括SU證書(shū)的解密；初始化與呼叫傳遞有關(guān)的SU提醒以響應(yīng)來(lái)自線路接口外設(shè)的輸入呼叫服務(wù)請(qǐng)求；以及經(jīng)注冊(cè)記錄規(guī)定SU呼叫的原始意圖。PACS規(guī)范借助標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家ISDN-1報(bào)文經(jīng)ISDN信道調(diào)用RPCU-AM通信。在個(gè)人訪問(wèn)電話/數(shù)據(jù)系統(tǒng)，需要提供本地AM功能來(lái)管理私人用戶組。
系統(tǒng)的其它修改也是可行的。例如，據(jù)信可以對(duì)不同空中接口協(xié)議的RPCU外設(shè)進(jìn)行定義，給出后連線板結(jié)構(gòu)和呼叫處理軟件功能的相對(duì)共性。
上面對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)描述。但是描述只是示意性的。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明作各種修改是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種在具有多個(gè)交換用戶通信信號(hào)的終端的通信系統(tǒng)中使用的裝置，用來(lái)在所述終端之間選擇路由傳送所述通信信號(hào)，其特征在于包含包含多個(gè)模塊連接裝置的后連線板總線；通過(guò)至少一個(gè)所述模塊連接裝置與所述后連線板相連的控制器裝置；多個(gè)與所述后連線板總線相連的接口裝置，每個(gè)都通過(guò)至少一個(gè)所述模塊連接裝置，所述接口裝置配置為通過(guò)所述后連線板總線按由所述控制器裝置確定的格式和速率提供所述用戶通信信號(hào)；其中所述格式包含將所述用戶通信信號(hào)劃分為多幀的時(shí)分格式，每幀包含數(shù)量預(yù)先確定的時(shí)隙，第一數(shù)量的所述時(shí)隙提供系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)而第二數(shù)量的所述時(shí)隙提供與所述用戶通信信號(hào)對(duì)應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)所述接口裝置包括以時(shí)分基帶格式向和從無(wú)線電收發(fā)機(jī)傳送用戶通信信號(hào)的無(wú)線電控制單元，所述無(wú)線電收發(fā)機(jī)向一個(gè)或多個(gè)無(wú)線電終端提供無(wú)線接入。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述時(shí)分基帶格式為個(gè)人接入通信系統(tǒng)協(xié)議所定義的格式。
4如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于一部分所述系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)包含指示位于其中一個(gè)所述接口裝置處的目的地的尋址數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述尋址數(shù)據(jù)包含指示所選定的其中一個(gè)所述模塊連接裝置編號(hào)位置的卡地址數(shù)據(jù)和指示與所選定的其中一個(gè)所述模塊連接裝置編號(hào)相關(guān)聯(lián)的寄存器地址的寄存器地址數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述后連線板、所述控制器裝置和所述多個(gè)接口裝置提供于一個(gè)模塊卡隔離罩組件內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于在所述卡隔離罩組件中提供直到預(yù)先確定數(shù)量的所述接口裝置作為從屬所述控制器裝置的裝置。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包含多個(gè)模塊卡隔離罩組件，每個(gè)包含后連線板總線、控制器裝置和一個(gè)或多個(gè)外設(shè)裝置，每個(gè)模塊卡隔離罩組件的各控制器裝置由串行通信接口鏈接成菊花鏈。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述串行通信接口發(fā)送數(shù)據(jù)的速率等于通過(guò)所述后連線板總線發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種電信系統(tǒng)(52－82),它對(duì)于小規(guī)模應(yīng)用(例如不超過(guò)80線)具有較高的性價(jià)比,同時(shí)又可以通過(guò)后連線板總線(68)升級(jí)擴(kuò)展到大型應(yīng)用(例如30000線)。利用綜合語(yǔ)音/數(shù)據(jù)的電信系統(tǒng)可靈活地處理低頻帶(例如64kbpsμ－律)語(yǔ)音和高頻帶多媒體數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)可以配置為用于“村落電話”或“PACS－On－POTS”應(yīng)用的低成本獨(dú)立型PACS系統(tǒng),當(dāng)沒(méi)有合適的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可供利用時(shí)它可以滿足PACS底層構(gòu)造的需要。
文檔編號(hào)H04L12/64GK1229544SQ96180273
公開(kāi)日1999年9月22日 申請(qǐng)日期1996年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月30日
發(fā)明者S·T·格蘭尼, K·W·勒蘭得 申請(qǐng)人:貝爾通訊研究股份有限公司