DE68926123T2

DE68926123T2 - Zeit-/frequenzmultiplexkommunikationssystem mit vielfach-steuerungszeitschlitzen

Info

Publication number: DE68926123T2
Application number: DE68926123T
Authority: DE
Inventors: Kenneth J Crisler; Daehyoung Hong; Michael Dale Kotzin; Lawrence M Mohl; Theodore Saltzberg; Den Heuvel Anthony Patrick Van
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2009-12-22
Also published as: SG48795A1; IL92548A0; DE68926123D1; WO1990008434A1; AU5043790A; US4942570A; AU626642B2; EP0454776A1; EP0454776A4; JP2777841B2; CA2005507A1; EP0454776B1; CA2005507C; JPH04504190A; IL92548A

Description

Technisches Fachgebiet

Diese Erfindung betrifft allgemein Hochfrequenzfunk-Nachrichtenübertragungs systeme.

Technisches Umfeld

Hochfrequenz(HF-)Nachrichtenbertragungssysteme mit Benutzung von Frequenz-Multiplexierung sind bekannt. Bei solchen Systemen, die allgemein als Fern-Nachrichtenverbindungs-System bekannt sind, werden Nachrichtenverbindungskänale von Zeit zu Zeit Teilnehmern je nach Bedarf zugeordnet, Um den Kanalzuordnungs-Mechanismus zu ermöglichen, schaffen derartige Systeme entweder einen nur dazu bestimmten Steuerkanal, der die Kanalzuordnungs-Signalisierung unterstützt, oder die Steuerkanalfunktion wird unter den Sprachkanälen aufgeteilt, z.B. durch Schaffen der Steuerkanal-Information im nicht hörbaren Bereich gleichzeitig mit dem Sprachverkehr. HF-Systeme, die von Zeitmultiplexierung (Time Division multiplexing = TDM) Gebrauch machen, sind ebenfalls bekannt Bei diesen Systemen wird eine Nachrichtenverbindungsfrequenz (oder ein Frequenzpaar) zeitlich in Rahmen und Schlitze unterteilt, und den Teilnehmern wird zur Befriedigung ihres Nachrichtenvermittlungs-Bedarfs ein Schlitz zugeordnet.
Es sind auch kombinierte FDM/TDM-Systeme bekannt. Bei solchen Systemen wird einem Teilnehmer ein bestimmter Zeitschlitz bei einer bestimmten Frequenz (oder bei einem bestimmten Frequenzpaar) zugeordnet, um dessen Nachrichtenverbindungs-Bedarf zu befriedigen. Diese Systeme sorgen für einen Steuerungsschlitz an einer der Frequenzen, um die Kanalzuordnungs-Information zu unterstützen.
Die bekannten FDM-, TDM- und FDM/TDM-Nachrichtenverbindungs- Systeme erfüllen viele notwendige oder erwünschte Merkmale nicht in wirtschaftlicher Weise. Beispielsweise muß eine Vollduplex-HF-Fähigkeit bei einem FDM-Funk vorgesehen werden, um Vollduplex-Nachrichtenverbindungen zu unterstützen. Während ein entsprechend gestalteter TDM- oder FDM/TDM-Funk-Vollduplex Verbindungen unterstützen kann, ohne Vollduplex-HF-Fähigkeit zu besitzen, werden Kanalzugriffzeit, Kanalüberwachungsfähigkeit und andere Merkmale bei solchen Systemen oft in Mitleidenschaft gezogen.
In "The Application of Spread-Spectrum Technologie in the Hybrid Mobile Telefone System MATS-D", veröffentlicht in "Frequenz", September 1986, ist ein alternatives Nachrichtenverbindungs-system für Spreizspektrum-Technologie beschrieben, welches System eine Hybrid-Kombination von Signalisierungs- und Sprachkanälen schafft, wobei der Signalisierungskanal-Zeitschlitz mit gleichmäßigen Abständen in einem TDM-Rahmen auftritt.
Es besteht ein Bedarf für ein Nachrichtenverbindungs-System, das wirtschaftlich notwendige und erwünschte Merkmale und Wahlmöglichkeiten unterstützt bei gleichzeitigem Anbieten von Nachrichtenverbindungen und Betreibbarkeit hoher Qualität.

Zusammenfassung der Erfindung

Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Zeitmultiplex-Nachrichtenverbindungs-System geschaffen zum Ermöglichen von Nachrichtenübertragung zwischen zwei oder mehr Nachrichtenübertragungseinheiten an einem frequenzgeteilten Nachrichtenüber tragungskanal Das Zeitmultiplex-Nachrichtenverbindungs-System stützt eine Vielzahl von TDM-Rahmen an dem Nachrichtenübertragungskanal und jeder TDM-Rahmen enthält eine Vielzahl von Zeitschlitzen, von denen mindestens einige Zeitschlitze im wesentlichen Nachrichtenübertragungen unterstützen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Zeitschlitze in jedem TDM-Rahmen in dem Übertragungskanal jeweils im wesentlichen unabhängige Übertragungs-Steuerung-Information unterstützen, so daß eine Nachrichtenübertragungs-Einheit nur einen von den mindestens zwei Zeitschlitzen pro TDM-Rahmen zu empfangen braucht, um für diese Übertragungseinheit relevante Übertragungs-Steuerungs- Information zu empfangen.
Das System kann mehrere Frequenzen besitzen und eine Vielzahl von TDM-Rahmen an mindestens einigen seiner mehreren Frequenzen stützen. Einige dieser Zeitschlitze werden benutzt, um im wesentlichen Sprach- und Daten-Nachrichtenübertragungen zu stützen und zwei oder mehrere dieser Zeitschlitze sind Steuerungs-Informationsschlitze, die im wesentlichen dazu benutzt werden, Steuerungs-Information, wie eine Kanalzuordnungs- Signalisierung, zu stützen.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren der Nachrichtenverbindung zwischen zwei Einheiten geschaffen, wie in den Ansprüchen angegeben. In Abhängigkeit von der Anwendung können die Steuerungs-Informationsschlitze an der gleichen Nachrichtenverbindungs-Frequenz oder an verschiedenen Frequenzen vorhanden sein. Sind sie an verschiedenen Frequenzen vorhanden, müssen die Steuerungsschlitze trotzdem in voneinander unterschiedlichen Zeitschlitzen vorhanden sein, um einen Konkurrenzbetrieb zu vermeiden, und befinden sich vorzugsweise nicht in benachbarten Zeitschlitzen.
Bei einer Ausführung werden Frequenz- und Schlitzzuordnungen für Sprach- und/oder Daten-Nachrichtenverbindungen in einer Weise zugeordnet, die sicherstellt, daß die Zuordnungen für eine bestimmte Nachrichtenverbindungseinheit nicht mit mindestens einem der Steuerungs-Informationsschlitze in Konkurrenzbetrieb treten, um dadurch sicherzustellen, daß alle Nachrichtenverbindungseinheiten jederzeit Zugriff zu mindestens einem Steuerungsschlitz nehmen können. Weiter kann das System besonders für solche Zuordnungen empfindlich gemacht werden, so daß für eine bestimmte Nachrichtenverbindungseinheit gedachte Signalisierungsinformation während eines Steuerungsschlitzes gesendet werden kann, von dem bekannt ist, daß die Nachrichtenverbindungseinheit ihn überwacht und nicht während der restlichen Steuerungsschlitze.
Bei einer anderen Ausführung kann der Schlitzzuordnungsvorgang dynamisch auf Belastung- und/oder Nachrichtenverbindungs- Bedarf einer bestimmten Nachrichtenverbindungseinheit reagierend gestaltet werden. Insbesondere kann das System einen oder mehrere vorgegebene Parameter überwachen, welche die Belastung des Nachrichtenverbindungs-Systems darstellen, und eine Anzahl von Zeitschlitzen einer anfordernden Nachrichteneinheit zuordnen oder die Schlitzdauer im Gleichmaß mit dem überwachten Parameter modifizieren. Beispielsweise kann eine höhere Sprachqualität allgemein erhalten werden durch Zuordnen von zwei Zeitschlitzen zur Nachrichtenverbindung statt nur einem, wodurch die Übersendung einer größeren Sprachkodierungsinformation zugelassen wird. Während Zeiten von geringem Nachrichtenverbindungsverkehr können einer anfordernden Einheit zwei Zeitschlitze zugeordnet werden, ohne den den anderen Teilnehmern angebotenen Dienstleistungsgrad zu verschlechtern. Alternativ kann es während Zeiten mit großer Verkehrsdichte angemessen sein, eine anfordernde Einheit nur mit einem Schlitz zu versorgen, um ihren Nachrichtenverbindungs-Austausch zu stützen, wodurch eine akzeptable Audioqualität für die anfordernde Einheit geschaffen wird, während noch die Fähigkeit erhalten bleibt, andere Einheiten ebensogut zu bedienen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 gibt ein System-Blockschaltbild;
Fig. 2 umfaßt eine Blockschaltabbildung eines Zwischenverstärkers;
Fig. 3 umfaßt eine Blockschaltabbildung einer Teilnehmereinheit;
Fig. 4 umfaßt ein Zeitablaufschaubild bei einem Zweikanal/Zweischlitz-System;
Fig. 5 umfaßt ein Zeitablaufschaubild von abgehender Information in einem Steuerungsschlitz;
Fig. 6 umfaßt ein Zeitablaufschaubild von eingehender Information in einem Steuerungsschlitz;
Fig. 7 umfaßt ein Zeitablaufschaubild, das eine Einzelschlitz-Simplex-Nachrichtenverbindung zeigt;
Fig. 8 umfaßt ein Zeitablaufschaubild, das eine Vollduplex- Nachricht enverbindung zeigt;
Fig. 9 umfaßt ein Zeitablaufschaubild, das eine alternative Vollduplex-Nachrichtenverbindung zeigt; und
Fig. 10 umfaßt ein Zeitablaufschaubild, das eine gleichzeitig mit dem Empfang eines weiteren Signals durchgeführte Vollduplex-Nachrichtenverbindung zeigt.

Bestes Verfahren zum Ausführen der Erfindung

In Fig. 1 kann ein zur Ausführung der Erfindung geeignetes System als allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichnet gesehen werden. Das System (100) enthält allgemein eine Zentralsteuerung (101), welche die Zuordnung von Nachrichtenverbindungskanälen (Frequenzen und Zeitschlitzen) steuert, um einen organisierten Nachrichtenverbindungsablauf zwischen verschiedenen Nachrichtenverbindungs-Einheiten zu fördern. Die Zentralsteuerung (101) steht in bekannter Weise über zugeordnete Verbindungen mit einer Vielzahl von Zwischenverstärkern (102) in Verbindung, wobei für jede gestützte Frequenz (oder jedes gestützte Frequenzpaar, je nach Anwendung) ein Zwischenverstärker (102) vorhanden ist. Die Zentralsteuerung (101) steuert den Betrieb der Zwischenverstärker (102) und schafft Steuerkanal-Information. Jeder Zwischenverstärker (102) kann einen Mikroprozessor und zugehörige Digitalschaltungen enthalten, in welchem Fall die Steuerbetätigungen der Zentralsteuerung (101) die Form von über ein Verbindungsnetz (106) übertragenen Datenpaketen annehmen können.
Das System enthält auch einen Referenz-Zeitgabegenerator (103) und eine oder mehrere Hilfs-Schnittstelleneinheiten (107). Der Zeitgabe- oder Taktgenerator (103), der einen hochstabilen Referenzoszillator enthalten kann, ergibt verschiedene Taktsignale einschließlich, aber nicht begrenzt auf, TDM-Rahmentakt, Schlitztakt und Datenbittakt für die Zentralsteuerung (101) und die Zwischenverstärker (102), um in dem ganzen System Zeitsynchronisierung aufrecht zu erhalten, so daß Symbole, Schlitze und Rahmen an allen Frequenzen zeitlich zusammenfallen. Die Hilfs-Schnittstelleneinheiten (107) schaffen Mittel, um das System (100) mit Nicht-HF-Nachrichtenverbindungs-Einheiten wie Fernsprechleitungen und Verteilerkonsolen zu verbinden.
Das System enthält auch eine Vielzahl von TDM/FDM-fähigen Nachrichtenverbindungs-Einheiten (104). (Hier wird das Wort "Nachrichtenverbindungs-Einheit" so benutzt, daß ein Bezug auf irgendeine aus einer Vielzahl von Funkplattformen beabsichtigt ist, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf, Mobilfunk-, tragbare Funk- und an festen Orten befindliche Funkgeräte einschließlich sowohl Einwege- wie auch Zweiwege-Geräten.)
Anhand der Fig. 2 wird nun der Zwischenverstärker (102) beschrieben. Der Zwischenverstärker (102) enthält einen Empfangsund einen Sendeabschnitt (201 und 202). Der Empfangsabschnitt (201) enthält einen HF-Empfänger (203), der Signale über eine entsprechende Antennenstruktur (204) empfängt und an seinem Ausgang ein Grundbandsignal schafft. Das letztere Signal wird sowohl einem Sprachwiedergewinnungsblock (205) wie auch einem Datenwiedergewinnungsblock (206) zugeleitet. Der Sprachwiedergewinnungsblock bearbeitet das empfangene Grundbandsignal, um das Sprachinformationssignal (207) wiederzugewinnen. Dieses Signal kann irgendeine bearbeitete Version des originalen Audiosignals darstellen. (Ein Beispiel dieser Audiobearbeitung kann in der am 18.12.1990 erteilten US-PS 4 979 188 gefunden werden.) In Abhängigkeit von der Art des Zwischenverstärker- Verbindungsnetzes (106) kann der Sprachwiedergewinnungsblock (205) einen Audio-Kodierer/Dekodierer zum Umformatieren des empfangenen Sprachsignals (207) enthalten. Im Falle der erwähnten Audiobearbeitung kann diese Kodierungsfunktion mit einem Digitalprozessor, beispielsweise dem Motorola DSP56000, verwirklicht werden.
Der Datenwiedergewinnungsblock arbeitet in einer bekannten Weise zum Wiedergewinnen aller in dem empfangenen Signal enthaltenen Dateninformation (wie beispielsweise Steuerungsschlitzinformation), und ergibt so das Empfangsdatensignal (208). Das wiedergewonnene Sprachsignal (207) und das Datensignal (208) werden zu einer Zwischenverstärker/Netz-Schnittstelle (209) geleitet, welche diese mit der Zentralsteuerung (101) oder anderen Zwischenverstärkern (102) verbindet, wie es über das Zwischenverstärker-Verbindungsnetz (106) angemessen ist. Bei dieser Gestaltung empfängt der Zwischenverstärker (102) TDM-HF-Signale und bearbeitet sie in der richtigen Weise, um sowohl Sprach- wie auch Dateninformation zurückzugewinnen, die in der Nachrichtenverbindung vorhanden sein können.
Der Sendeabschnitt (202) enthält auch eine Netz-Schnittstelle (210), die Sprachsignale (211) empfängt, welche empfangene Sprachsignale (207) von dem Empfangsabschnitt (201) des Zwischenverstärkers oder von den Empfangsabschnitten (201) anderer Zwischenverstärker (102) in dem System enthält. Die Datensignale (212) enthalten Steuerkanalinformationen von der Zentralsteuerung (101). Das Sprachsignal (211) und das Datensignal (212) werden durch eine Sendersteuerung (213) bearbeitet, um ein entsprechend kodiertes und schlitz- und rahmensynchronisiertes Signal an seinem Ausgang zu schaffen. Wie beim Empfangsabschnitt (201) kann die Sendersteuerung (213) ein DSP enthalten, um an dem Sprachsignal (211) eine Umformatierung durchzuführen, wie es für die verschiedenen Empfangs-Nachrichtenverbindungs-Einheiten angemessen ist. Das Ausgangssignal der Sendersteuerung (213) wird durch ein "Spritzpunktfilter" (splatter filter) (214) zu einem HF-Sender (215) geleitet, der das Signal entsprechend bearbeitet, um ein Signal zu schaffen, das angemessen von einem Antennengerät (216) ausgestrahlt werden kann, um eine gewünschte Übertragung des bearbeiteten Signals einzuleiten.
Anhand von Fig. 3 wird eine TDM/FDM-fähige Nachrichtenübertragungseinheit (104) beschrieben. Die Nachrichtenübertragungseinheit (104) enthält einen HF-Sendeempfänger (301), der mit einer entsprechenden Antenne (302) zum Empfangen und Senden von HF-Signalen gekoppelt ist. Der Sendeempfänger (301) schafft ein Empfangs-Grundbandsignal, das durch einen Analog/Digital-Wandler (303) digitalisiert wird. Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers wird einem Mikroprozessor (304) zugeleitet, beispielsweise dem Motorola MC68000. Das Grundbandsignal wird auch einem Syncund Daten-Wiedergewinnungsblock (305) zugeleitet, der das Signal bearbeitet, um Rahmen- und Bit-Synchronisation mit dem sendenden Zwischenverstärker (102) einzurichten. Die Nachrichtenübertragungseinheit enthält auch einen Taktgenerator (306), der Zeitgabesignale schafft, wie dem Stützen der TDM-Natur der Nachrichtenübertragungen angemessen.
Der Mikroprozessor (304) bearbeitet das empfangene Signal und leitet die Audioinformation zu einem DSP-Kodierer (307) weiter, beispielsweise dem Motorola DSP56000, der eine Kodier/Dekodier- Funktion schafft, die in dieser Ausführung benutzt wird, um die Audioinformation richtig in einer bestimmten Form zu kodieren (oder zu dekodieren). (Wiederum kann zusätzliche Information betreffend dieser Art der Kodierung und Dekodierung in der vorher erwähnten US-PS 4 979 188 gefunden werden.) In einer alternativen Ausführung kann der DSP (307) auch die durch den Mikroprozessor (304) und den Sync- und Daten-Wiedergewinnungsblock (305) vorgesehenen Funktionen ausführen, was eine Reduzierung der Hardware-Komplexität ergibt. Der Kodierer/Dekodierer (307) koppelt durch ein Filter und Kodierer (308) an einen entsprechenden Lautsprecher (309) und ein Mikrophon (310) an, um empfangene Audioinformation hörbar zu machen bzw. dort entstehende Audioinformation bearbeiten und senden zu lassen. Zu sendende Audioinformation wird von dem DSP (307) zu dem Mikroprozessor (304) durchgeleitet, wo der TDM-Natur der Nachrichtenübertragungen gemäße zusätzliche Information hinzugefügt wird. Das entstehende Signal, in entsprechender Weise kodiert und schlitz- und rahmen-synchronisiert, wird in digitalisierter Form zu dem Digital/Analog-Wandler (311) durchgeleitet Das Ausgangssignal des D/A-Wandlers (311) wird durch ein Splatter- Filter (312) zu dem HF-Sendeempfänger (301) geleitet, der in entsprechender Weise das Signal bearbeitet, um ein Signal zu schaffen, das angemessen von dem Antennengerät (302) ausgestrahlt werden kann, um eine Übertragung des bearbeiteten Signals in der erwünschten Form herbeizuführen.
Fig. 4 zeigt das Funktionieren des vorstehend beschriebenen Systems in einer FDM/TDM-Betriebsumgebung. Während gewisse begrenzte Anwendungsfälle wirksam einen einzigen Kanal benutzen können, beschreibt die folgende Diskussion den allgemeineren Fall, bei dem mindestens zwei Frequenzen für die Zentraleinheit (101) verfügbar sind, um sie für Nachrichtenübertragungszwecke zuzuordnen, und wobei jede Frequenz in Rahmen und Schlitze unterteilt ist. Bei dieser bestimmten Ausführung sind zwei Kanäle A und B abgebildet, die jeweils Rahmen (401) von 240 ms besitzen mit vier Schlitzen (402) pro Rahmen (wobei jeder Schlitz 60 ms beträgt). Während in der bevorzugten beschriebenen Ausführung jeder Zeitschlitz gleichförmige Größe besitzt, können, wo angemessen, auch ungleichmäßige Schlitzgrößen eingesetzt werden. Jedes Rahmenfenster trägt zwei Steuerungsschlitze (403 und 404). Bei einer Ausführung können beide Steuerungsschlitze (403 und 404) an der gleichen Frequenz vorhanden sein. Beispielsweise kann Kanal A einen Steuerungsschlitz im Schlitz 1 (403) und Schlitz 3 (404) jedes seiner Rahmen (401) tragen. Bei einer anderen Ausführung sitzen die Steuerungsschlitze an unterschiedlichen Frequenzen. Beispielsweise kann Kanal A einen Steuerungsschlitz im Schlitz 1 tragen und Kanal B einen Steuerungsschlitz in Schlitz 3. In noch einer weiteren Ausführung sind die zwei Steuerungsschlitze besonders so verteilt, daß sie in nicht benachbarten Schlitzen innerhalb jedes TDM-Rahmenfensters auftreten. Diese Gestaltung reduziert die maximale Zeit, die eine Nachrichtenübertragungseinheit abwarten muß, um Systemsteuerungs-Information zu senden oder zu empfangen. Beispielsweise ist bei dem in Fig. 4 gezeigten Vierschlitzsystem die maximale Zeit, in der keine Steuerungs- Information für das System verfügbar ist, 60 ms, während bei benachbarten Steuerungsschlitzen diese Zeit 120 ms betragen würde. Ohne Rücksicht darauf, wie die Steuerungsschlitze unter den verfügbaren Kanälen aufgeteilt sind, sind immer mindestens zwei Steuerungsschlitze in jedem Rahmenfenster vorhanden.
Ein Steuerungsschlitz trägt Nachrichtenübertragungs-Steuerungs- Information. Fig. 5 zeigt die zur Ausgabe bestimmte Signalisierungs-Information (d.h. durch die Zentrale (101) zu den Nachrichten-übertragungseinheiten (104) gesendete Information), die in einem Steuerungsschlitz bei dieser bestimmten Ausführung vorgesehen sein kann. Bei den für den Schlitz vorgesehenen 60 ms werden 5,75 ms benutzt, um 69 Symbole zu schaffen, die ein Punktmuster (501) darstellen (welches eine Sende/Empfangs- Übergangsperiode ergibt), gefolgt von 1,33 ms für 16 Symbole, die ein Rahmen-Sync-Wort (502) bilden, wie dem Fachmann bekannt. Bis zu sieben abgehend bestimmte Signalisierungsworte (outbound signalling words OSWs) (503) können vorgesehen werden, wobei jedes OSW (503) 84 Symbole (7 ms) umfaßt. Schließlich sind 3,92 ms (504) am Abschluß des Schlitzes reserviert.
Die jedes OSW umfassenden 84 Symbole stellen 31 Datenbits dar, die bis zur 84 Symbol-Grenze fehlerkodiert sind. Die 31 Datenbits selbst enthalten 16 Bits für eine Nachrichtenübertragungseinheit ID, ein Bit für den Ruftyp, 10 Bits für die Frequenzzuordnung und 4 Bits, welche die zugeordnete Schlitzzahl darstellen. Beispielsweise kann ein OSW eine Sprechanforderungsgewährung für eine bestimmte Nachrichtenübertragungseinheit bilden durch Identifizierung dieser Nachrichtenübertragungseinheit durch ihre ID und Identifizieren der zugeordneten Frequenz und des zugeordneten Schlitzes.
Wie Fig. 6 zeigt, werden eingehende Signalisierungsworte (inbound signalling words ISWs) ebenfalls durch die Nachrichtenübertragungseinheiten (104 und 105) über die Steuerungsschlitze zu der Zentrale (101) geschaffen. (Falls der Kanal, der den Steuerungsschlitz trägt, tatsächlich gepaarte Frequenzen (eine zum Senden und eine zum Empfang) umfaßt, wie es oft bei Fern-Nachrichtenübertragungen der Fall ist, können ISWs und OSWs nebeneinander gestützt werden. Falls der Kanal nur eine Einzelfrequenz umfaßt, müssen ISW- und OSW-Dienst verschachtelt werden, um Verwirrung zu vermeiden.) Für ISWs sind die 60 ms des Steuerungsschlitzes in vier Teilschlitze (601) unterteilt. Jeder Teilschlitz (601) enthält ein 68-Symbol-Punktiermuster (602) von 5,6 ms (um irgendwelche Übergangseffekte auslaufen zu lassen, deren Auftreten im Übergang von Empfang zu Senden bekannt ist), gefolgt durch 1,33 ms einer 16-Symbol-Rahmensyncwort-Information (603). 6,5 ms sind dann so ausgelegt, daß sie 78 Symbole von ISW-Information zulassen. Diese 78 Symbole enthalten 21 Datenbits, die bis zu 78 Symbole fehlerkodiert sind. Die 21 Datenbits enthalten 16 Bits für die Nachrichtenübertragungseinheit ID und 8 Bits, um eine Ruftyp-Anforderung zu bezeichnen.
Mit dieser Ausgestaltung kann eine Nachrichtenübertragungseinheit (104 oder 105) Frequenz- und Schlitzzuordnungen über die beiden in jedem Rahmen (401) vorgesehenen Steuerungsschlitze anfordern. Weiter kann die Zentrale (101) einer anfordernden Einheit eine zugehörige Frequenz- und Schlitzanordnung über die beiden in jedem Rahmen (401) vorgesehenen Steuerungsschlitze zuordnen. Bei einer alternativen Ausführung können die Steuerungsschlitze über bestimmte ISWs und OSWs auch benutzt werden, um Datenpakete zwischen Nachrichtenübertragungseinheiten (104) zu übertragen.
Gemäß einer Ausführung stellt die Zentrale (101) die Zuordnung beim Herstellen von Frequenz- und Schlitzzuordnungen in einer Weise her, die sicherstellt, daß die zugeordnete Nachrichtenübertragungseinheit (104) weiterhin fähig ist, auf mindestens einem der Steuerungsschlitze zu kommunizieren. Beispielsweise kann gemäß Fig. 4 eine anfordernde Einheit zum Senden an Schlitz 1 des Kanals B und zum Empfangen an Schlitz 2 des Kanals A zugeordnet werden. Das wird es der zugeordneten Nachrichtenübertragungseinheit (104) erlauben, die Überwachung von Steuerungs-Information in dem Steuerungsschlitz (404) fortzusetzen, der den dritten Zeitschlitz des Kanals A einnimmt. Auf diese Weise kann wichtige Systemsteuerungs-Information, wie Not-Vorbelegungsnachrichten mit Sicherheit für alle TDM-Nachrichtenübertragungseinheiten (104) geschaffen werden, ohne Rücksicht darauf, ob diese Übertragungseinheiten (104) gegenwärtig in Nachrichtenübertragungen mit anderen Nachrichtenübertragungseinheiten beschäftigt sind oder nicht.
Bei einer andern Ausführung kann die Zentrale (101) für die vorher den Schlitzen 1 und 2 zugeordnete Nachrichtenübertragungseinheit (104) bestimmte Steuerungs-Information nur an den Steuerungsschlitz (404) richten, von dem bekannt ist, daß er durch die Nachrichtenübertragungseinheit (104) überwacht wird. Bei noch einer anderen Ausführung können die Nachrichtenübertragungseinheiten (104) von unterschiedlicher Art sein mit unterschiedlichen Begrenzungen, z.B. wie rasch eine Modusänderung (Empfang oder Senden) oder eine Frequenzänderung aufgenommen wird. Bei einem typischen Nachrichtenübertragungs- System kann jede Einheit (104) durch einen eindeutigen ID-Kode identifiziert werden. Die vorher beschriebene Zeitbegrenzung kann der ID der Einheit in einer Datenbasis zugeordnet werden, die durch die Zentrale (101) aufrecht erhalten wird. Dementsprechend kann die Zentrale (104) Einheiten so zuordnen, daß ausreichend Zuschaltzeit garantiert wird von der Teilnahme in der zugeordneten Sprachübertragung zum Überwachen des verfügbaren Steuerungsschlitzes. In noch einer weiteren Ausführung können gewisse Nachrichtenübertragungseinheiten (104), z.B. tragbare Einheiten, Nutzen von einem herabgesetzten Einschaltzyklus des Empfangsbetriebes ziehen durch Reduzieren des Stromverbrauchs von der Batterie in der Einheit. Um diesen Nutzen zu ermöglichen, wird die Zentrale (101) für einige oder alle derartige batteriebetriebene Einheiten bestimmte Steuerungs- Information zu einem bestimmten Systemsteuerungsschlitz richten, so daß diese Einheiten nur einen Steuerungsschlitz zu überwachen brauchen und damit Strom sparen können.
Andere wichtige Vorteile werden ebenfalls durch Vorsehen der beiden Steuerungsschlitze verfügbar. Beispielsweise kann es gemäß Fig. 7 nötig oder angemessen sein (z.B. infolge starker Nachrichten-Verkehrsbedingungen), nur einen einzigen Zeitschlitz (701) für zwei oder mehr Nachrichtenübertragungseinheiten (104) zum Unterstützen ihrer Nachrichtenübertragung zuzuordnen. Dies verhindert selbstverständlich das Auftreten einer Vollduplex-Nachrichtenübertragung. Nichtsdestoweniger kann bei diesem System, auch wenn der zugeordnete Sprachzeitschlitz (701) mit einem der Steuerungsschlitze (702) in Wettbewerb tritt, mindestens der verbleibende Steuerungsschlitz (703) noch durch beide Nachrichtenverbindungseinheiten überwacht werden, ohne Rücksicht auf ihren Sende- oder Empfangsstatus. Wenn deshalb eine Nachrichtenverbindungseinheit, die in einem Empfangsmodus ist, die sendende Nachrichtenverbindungseinheit zu unterbrechen wünscht, wird die im Empfangsmodus befindliche Nachrichtenübertragungseinheit ein Interrupt-Signal über ein ISW in dem verfügbaren Steuerungsschlitz (703) senden, welches die Zentrale (101) dann über ein OSW in einem darauffolgenden Steuerungsschlitz weitergibt. Dieses Signal wird die im Sendemodus befindliche Nachrichtenübertragungseinheit veranlassen, mit Senden auf zuhören und mit Empfang in dem zugeordneten Schlitz (701) zu beginnen, ohne Rücksicht auf ihren vorherigen Sprechmodus-Zustand. Auf diese Weise kann eine im Empfangsmodus befindliche Nachrichtenübertragungseinheit wirksam eine empfangene Nachricht unterbrechen, mit dem Senden zu dem vorher sendenden Teilnehmer beginnen und dadurch eine simulierte Vollduplex-Übertragungsfähigket erreichen. Während diese Fähigkeit mit einem einzigen Steuerungsschlitz erreichbar ist, verbessert das Vorsehen von zwei Steuerungsschlitzen die Systemflexibilität beträchtlich, indem die Zuordnung der Übertragung zu jedem Schlitz (402) in dem Rahmen (401) zugelassen ist.
(Bei der vorangehenden Diskussion ist eine zentrale Steuerung (101) gezeigt, welche die Zuordnungsstrategien aufgrund der beobachteten Verkehrsbedingungen innerhalb des Übertragungssystems bestimmt. Die Verkehrsbedingungen können auf verschiedenen Wegen überwacht werden, von denen zwei hier zu Illustrationszwecken beschrieben werden. Der Zeitraum, den eine Nachrichtenübertragungseinheit (104) abwarten muß, bevor ausreichende Ressourcen verfügbar sind, um auf ihre Anforderung zuzuteilen, hängt direkt von der Verkehrsbelastung ab. Wenn die Belastung ansteigt, nimmt die durchschnittliche Wartezeit zu, welche die Übertragungseinheiten erfahren. Damit wird die durchschnittliche Wartezeit während eines angemessenen Zeitraumes ein Maß für die Verkehrsbelastung. Es ist auch bekannt, daß der Verkehr bei vielen Übertragungssystemen sich regelmäßig aufgrund der Tageszeit ändert. Übertragungssysteme können so überwacht werden, um ein Tagesablaufmuster der Verkehrsbelastung zu erhalten. Aufgrund dieser beobachteten Verteilung kann die Verkehrsbelastung aufgrund der Tageszeit vorhergesagt und die Zuordnungsstrategien entsprechend geändert werden.)
Selbstverständlich können, wie in Fig. 2 gezeigt, zwei Zeitschlitze (801 und 802) für zwei oder mehr Übertragungseinheiten verfügbar gemacht werden, wenn die Verkehrsbedingungen oder andere Anforderungen es zulassen, um ihre Sende- und Empfangsbedürfnisse zu unterstützen, und dadurch Vollduplex-Übertragungen in einer Halbduplex-HF-Einheit erlauben (d.h. ein Funkgerät, das zu einem Zeitpunkt nur entweder senden oder empfangen kann). Wiederum werden, wie vorher bemerkt, die zwei Zeitschlitze (801 und 802), die zum Unterstützen von Sprachaktivitäten zugeordnet sind, durch die Zentrale (101) in einer Weise bezeichnet, daß sichergestellt wird, daß mindestens ein Steuerungsschlitz (in diesem Fall der den Steuerungsschlitz einnehmende Schlitz 3 des Kanals A (803)) ohne Wettbewerb durch die Sprachkanalzuordnung verbleibt.
Gemäß Fig. 9 wird eine alternative Weise des Unterstützens einer solchen Vollduplex-Übertragung darin bestehen, einen Zeitschlitz für Sprachaktivitäten (901) am Kanal B und einen zweiten Zeitschlitz (902) zum Unterstützen von Sprachaktivitäten am Kanal A zuzuordnen. Wiederum stellen diese Zuordnungen sicher, daß mindestens ein Steuerungsschlitz (in diesem Fall Schlitz 3 des Kanals A (903)) für alle in dieser bestimmten zuordnung betroffenen Übertragungseinheiten verfügbar bleibt. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird anerkennen, daß die Zuordnung mehrerer Schlitze eingesetzt werden kann, um andere erwünschte Merkmale zu ermöglichen, wie z.B. verbesserte Audioqualitätsverbindungen, jedoch nicht auf diese begrenzt, durch Zulassen der Verwendung von Sprachkodierungs-Algorithmen, welche eine höhere Informationsrate erfordern.
Bei einer anderen Ausführung wird die Dauer der Zeitschlitze in Reaktion auf die Verkehrsbedingungen geändert. Beispielsweise kann ein standardmäßiges Vierschlitz-System die Schlitzdauer um ein Drittel auf 80 ms erhöhen, wenn nur geringe Verkehrsanforderungen vorliegen. Das sich ergebende Dreischlitz-System schafft Übertragungen mit verbesserter Audioqualität.
Wenn starke Verkehrsbeschäftigung auftritt, kann die Schlitzdauer reduziert werden, um die volle Systemkapazität wieder herzustellen.
Gemäß Fig. 10 können zwei Zeitschlitze (1001 und 1002) zugeordnet werden, um eine Vollduplex-Sprachübertragung, wie vorher beschrieben, zu unterstützen, und eine oder mehrere andere Übertragungseinheiten (104) können zum Empfangen in beiden Zeitschlitzen (1001 und 1002) zugeordnet werden, wodurch eine Art von Konferenzübertragung erreicht wird, bei der zwei Einheiten eine Vollduplex-Übertragung ausführen, während eine oder mehrere andere Einheit(en) beide Seiten der Übertragung überwachen. Weiter kann ein dritter Schlitz (1003) einer Übertragungseinheit zugeordnet werden, um im wesentlichen gleichzeitigen Empfang (oder Sendung) von Datennachrichten zuzulassen, die an einem entsprechenden Anzeigemechanismus in dem Funkgerät angezeigt werden. Alternativ kann der dritte Schlitz (1003) einer Übertragungseinheit zugeordnet werden, um im wesentlichen gleichzeitigen Empfang einer anderen Sprachnachricht zu ermöglichen, die für zukünftige Wiedergabe in einem Speicher gespeichert wird. Wiederum bleibt auch bei Unterstützen dieser Mehrfach-Merkmale mindestens ein Steuerungsschlitz (1004) für alle Übertragungseinheiten verfügbar.

Claims

1. Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem (100) zum Ermöglichen von Nachrichtenübertragung zwischen zwei oder mehr Nachrichtenübertragungseinheiten (104) an einem frequenzgeteilten Nachrichtenübertragungskanal, bei dem das System eine Vielzahl von TDM-Rahmen (401) an dem Nachrichtenübertragungskanal unterstützt und jeder TDM-Rahmen eine Vielzahl von Zeitschlitzen enthält, von denen mindestens einige Zeitschlitze (402) im wesentlichen Nachrichtenübertragungen unterstützen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Zeitschlitze (403, 404) in jedem TDM-Rahmen in dem Übertragungskanal jeweils im wesentlichen unabhängige Übertragungs-Steuerungsinformation unterstützen&sub1; so daß eine Nachrichtenübertragungs-Einheit nur einen von den mindestens zwei Zeitschlitzen (403, 404) pro TDM-Rahmen (401) zu empfangen braucht, um für diese Übertragungseinheit relevante Übertragungs-Steuerungsinformation zu empfangen.

2. Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungs-System nach Anspruch 1, bei dem das System eine Vielzahl von frequenzgeteilten Übertragungskanälen enthält und eine Vielzahl von TDM- Rahmen an mindestens einigen der Kanäle unterstützt, und bei dem jeder TDM-Rahmen eine Vielzahl von Zeitschlitzen enthält, von denen mindestens einige Zeitschlitze im wesentlichen Nachrichtenverbindungen unterstützen und mindestens zwei Zeitschlitze im wesentlichen Übertragungssteuer information unterstützen.

3. Nachrichtenübertragungs-System nach Anspruch 2, bei dem die mindestens zwei Zeitschlitze, die im wesentlichen Nachrichtensteuerinformation unterstützen, durch den gleichen frequenzgeteilten Übertragungskanal gestützt werden.

4. Nachrichtenübertragungs-System nach Anspruch 2, bei dem die mindestens zwei Zeitschlitze, die im wesentlichen Übertragungssteuerinformation unterstützen, jeweils von unterschiedlichen frequenzgeteilten Übertragungskanälen gestützt werden

5. Nachrichtenübertragungs-System nach Anspruch 4, bei dem die mindestens zwei Zeitschlitze, welche im wesentlichen Übertragungssteuerinformation unterstützen, einander zeitlich nicht überdecken.

6. Nachrichtenübertragungs-Sytem nach Anspruch 2, bei dem die mindestens zwei Zeitschlitze, welche im wesentlichen Übertragungssteuerinformation unterstützen, zeitlich nicht benachbart sind.

7. Verfahren zur Nachrichtenübertragung zwischen zwei oder mehr Nachrichtenübertragungseinheiten in einem Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungs-System (101) an einem Nachrichtenübertragungskanal, der eine Vielzahl von TDM-Rahmen (401) unterstützt, mit dem Schritt:

A) des Aufrechterhaltens von mindestens drei Zeitschlitzen in jedem TDM-Rahmen (401) an dem Nachrichtenübertragungskanal, bei dem mindestens einer (402) der Zeitschlitze gehalten ist, im wesentlichen Nachrichtenübertragungen zwischen den zwei oder mehr Nachrichtenübertragungseinheiten (104) zu unterstützen; und gekennzeichnet durch den Schritt:

B) des Aufrechterhaltens von mindestens zwei der Zeitschlitze (403, 404) in jedem TDM-Rahmen, um im wesentlichen Übertragungssteuerungsinformation zu unterstützen, so daß eine Übertragungseinheit nur einen der mindestens zwei Zeitschlitze (403, 404) pro TDM-Rahmen (401) zu empfangen braucht, um für diese Übertragungseinheit relevante Übertragungssteuerungsinformation zu erhalten.