專利名稱：電纜電話系統(tǒng)中帶有沖突檢測的隨機時隙多址接入的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及到用于接入電纜電話系統(tǒng)的多電纜接入裝置的一種方法和設備。
在電纜電話通信系統(tǒng)中采用頻分復用(FDM)。通過在頻譜塊內以最小信道間距進行劃分，將可用頻譜的不同部分指派給每一個信道，FDM允許從傳輸媒介中獲取兩個或更多個同時連續(xù)信道。FDM在電纜電話通信系統(tǒng)中提供固定數量的物理信道(也就是不同頻率)。為了提供更多的信道以增加可以工作在電纜電話通信系統(tǒng)的用戶數量，采用時分復用(TDM)。TDM提供了時分多址接入，其中用戶通過一次被指派并在有限時間段內使用一個時分復用信道(時隙)，在通信系統(tǒng)中共享一個載波頻率。實際上，每一個用戶被指派了相同頻率上的一個不同的時隙，通過這種方式，許多用戶可以共享相同的頻率。數據傳輸在時隙中發(fā)送，其中指派一個特定時隙給通信單元，僅供其使用一段有限的時間。
TDMA系統(tǒng)的難題之一是如何提供給用戶TDMA信道的實時接入。一個相關的難題是解決兩個或更多個用戶試圖接入或使用相同TDMA信道時的沖突。因此，需要有一個系統(tǒng)既能精巧地提供TDMA信道的實時接入，又能精巧地解決多個用戶試圖使用相同信道時的沖突。
本發(fā)明的特性所保證的新穎屬性在后附權利要求書中提出。然而，通過參照下面一種例示性實施例的詳細描述，并閱讀相關的圖，將能最好地理解本發(fā)明本身，以及使用的優(yōu)選方式，以及它的進一步目的和優(yōu)點，在相關的圖中

圖1是可以實現本發(fā)明的通信系統(tǒng)的圖；圖2A是在根據本發(fā)明的電纜控制單元(CCU)中元件的框圖；圖2B是在根據本發(fā)明的電纜接入單元(CAU)中元件的框圖3是根據本發(fā)明的通信系統(tǒng)的頻譜分配的圖示；圖4A是根據本發(fā)明所使用的超幀的圖；圖4B是下行信道和上行信道的圖示；圖5A-5K是在提供到根據本發(fā)明的通信系統(tǒng)的CAU接入中所采用的不同類型信息脈沖串的圖示；圖6是在根據本發(fā)明的系統(tǒng)接入過程期間的CAU的狀態(tài)圖；圖7是在根據本發(fā)明的系統(tǒng)接入過程期間的CCU的狀態(tài)圖；圖8是與TDMA下行鏈路的一個時隙標準的TDMA上行鏈路的脈沖串描述；圖9是在CAU嘗試接入到根據本發(fā)明的通信系統(tǒng)期間，CCU所采用的過程的流程圖；圖10是CAU所采用的接入根據本發(fā)明的通信系統(tǒng)的過程的流程圖；圖11是根據本發(fā)明的下行控制信道中脈沖串的圖；圖12是處理多個試圖接入根據本發(fā)明的通信系統(tǒng)的CAU之間的沖突的過程的更詳細的流程圖；圖13是根據本發(fā)明，響應于發(fā)送給CCU的CAU脈沖串之間的沖突，由CCU設置一個字錯誤指示器(WE1)比特所執(zhí)行的過程的流程圖；圖14圖示了接入被證實的情況下，系統(tǒng)接入信道(SAC)上的CAU和CCU之間的信令；圖15示出在接入被拒絕的情況下，在SAC上CAU和CCU之間的信令；圖16是導致一個成功的重連接接入請求的CAU和CCU之間的信令圖示；圖17是導致一個失敗的重連接接入請求的CAU和CCU之間的信令圖；圖18是用于為一次低信道上的附加呼叫請求接入的信號的圖示。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例允許多個電纜電話系統(tǒng)用戶實時接入TDMA系統(tǒng)信道(該信道承載呼叫)。同時，該實現精巧并有效地解決了兩個用戶試圖接入到相同信道時的沖突。該實現與兩種空中接口通信協議有些相關，這兩種協議分別在Bellcore 1993年出版的Generic Criteria forVersion 0.1 Wireless Access Communications Systems(WACS)(TR-INS-DD13B)和TI/TIA Joint Technical Committee的Technical Ad HocGroup 3出版的Personal Access Communications System Air Interfacestandard J-STD-014(PACS)中描述，這些文檔通過此外的引用可以并入到此處的描述中。
以下的描述首先陳述了對電纜電話系統(tǒng)的總體看法。然后描述了該系統(tǒng)在電纜公司總部(“總部(headend)”)的部分中的電子器件，隨后是位于用戶住宅或辦公地點的設備部分的電子器件。
該描述隨后解釋了電纜上的可用頻譜在電纜電話系統(tǒng)中是如何使用的。隨后，該描述討論了該系統(tǒng)所使用的頻率是如何被劃分成時隙，以及那些時隙是如何組織成它們所承載的數字消息的結構。然后，對一些在系統(tǒng)中來回發(fā)送以利于信道接入和沖突解決的特定數字消息，描述了特殊消息格式。
接著討論了狀態(tài)圖，這些狀態(tài)圖說明了在將某個用戶接入到TDMA信道時用戶設備的處理過程和總部設備的處理過程。然后，示出了說明相關處理的流程圖。最后，示出了例子并討論了在提供給用戶信道接入時，以及解決多個試圖接入到相同信的用戶間的沖突時所發(fā)生的特定信令情況。
I.電纜電話系統(tǒng)的總述現在參看這圖，尤其參看圖1，說明了可以實現本發(fā)明的通信系統(tǒng)的圖。通信系統(tǒng)100是一種基本電纜系統(tǒng)體系結構的一個例子，該體系結構是使用光纖和同軸電纜的組合以分布用戶業(yè)務到客戶前端設備的混合光纖/同軸電纜(HFC)系統(tǒng)?？蛇x地，通信系統(tǒng)100可以完全由同軸電纜，光纖，或者其它合適的通信媒介組成。不管電纜的基礎結構如何，一條電纜支部向一個用戶團體共享的分布區(qū)域提供服務。在所描述的例子中，通信系統(tǒng)100是一個在HFC電視基礎結構上提供電話業(yè)務和有線電視業(yè)務的電纜電話通信系統(tǒng)。
通過系統(tǒng)100包括通過一個分布網絡106和一個合并器108連接到用戶104的一個電纜控制單元(CCD)102或一些其它的基本通信單元。CCU是在電纜公司總部向在宅用戶分發(fā)和從在宅用戶接收呼叫的設備的一部分。合并器108還有一個視頻源110的輸入。CCU102還包括電纜端口收發(fā)信機(CPX)112，它連接到合并器108。這些電纜端口收發(fā)信機在通信系統(tǒng)100中產生下行載波信道。在本描述中所用的“下行”或“下行鏈路”是指去往用戶住宅的無線頻率(RF)信號。在本描述中所用的“上行”或“上行鏈路”是指從用戶發(fā)往總部的RF信號。
合并器108從視頻源110和CCU102中的CPX112接收已調RF載波，并將這些信號累加在一起，通過分布網絡106發(fā)送。CPX112由控制器114控制，控制器114提供支持系統(tǒng)以數據鏈路部分所需的所有功能。“數據鏈路部分”是指系統(tǒng)的數字數據的形式承載電話呼叫，以及以數字數據形式承載任何其它通信的性能。通信系統(tǒng)的總部一般包括CCU102，合并器108和視頻源110，數字交換機116可以位于總部的遠端，或者可以位于總部本身。這些元件是負責向服務于多個用戶的電纜系統(tǒng)100提供業(yè)務接入和管理的總部設備。CCU102中的控制器11通過的數字載波設備，例如T1或E1，連接到交換機116，交換機116又相應地連接到公眾交換電話網(PSTN)118。交換機116可以是，例如一臺類型5 TELCO交換機。
下行光纖中繼線120和上行光纖中繼線122有利于來自CCU102的信息在分布網絡106中傳輸。這些光纖中繼線是光纖光纜，并連接到光纖節(jié)點124。光纖節(jié)點124在分布網絡106中執(zhí)行光纖光纜的光領域和同軸電纜的電領域之間的直接轉換。每一個光纖節(jié)點124至少連接到一個服務區(qū)域126。在所描述的例子中，服務區(qū)域126包括同軸電纜，并包括中繼放大器128，在所描述的例子中，中繼放大器128是雙向放大器。此外，雙向線路延伸器130位于抽頭132附近，它們連接到位于用戶104處的電纜接入單元(CAU)134。這些CAU也稱為“用戶通信單元”。
CCU102用于在通信系統(tǒng)100中提供電話服務(以及其它數字數據通信)。此外，CCU102控制著服務區(qū)域中所有CAU的電纜頻譜，基礎設施資源，和業(yè)務，以及管理多個服務區(qū)域。CAU134在用戶前端提供電話和電視業(yè)務。一般地，CAU安裝在用戶住宅一側，或者在一個不會被人闖入的地方，例如地下室或閣樓。CAU管理上行和下行通信路由，并向用戶的電視機傳輸有線電視信道。例如，在用戶住宅內的“普通歸式電話”(POTS)插入CAU。該CAU將來自POTS的電話信號導入到電纜系統(tǒng)中。此外，該CAU從電纜系統(tǒng)中取出電話呼叫，并將它們前轉給POTS，以及從電纜中取出正常的有線電視信號，并將它們傳送給用戶的電視機。
II.在CCU和CAU中的電子器件總述下面參看圖2A，描述了根據本發(fā)明的CCU控制單元中的元件框圖。在CCU200中，上行脈沖接收器202接收來自CAU的TDMA脈沖串，并向下將該脈沖串轉換成基帶正交I和Q信號?！懊}沖串”是一種固定的以承載信息的比特的形式進行的數據傳輸。該脈沖串是經過π/4-DQPSK調制的。通過模數(A/D)轉換器204和206將這些I和Q信號轉換成數字信號，并由上行數字信號處理器(DSP)208對之進行處理。在所描述的例子中，A/D轉換器204和206是8比特A/D轉換器。上行DSP208向微處理器210發(fā)送處理后的信息。
微處理器210通過下行DSP212和下行TDM發(fā)送器214將消息發(fā)回該CAU，下行TDM發(fā)送器214連接到該CAU所位于的通信網絡。
上行脈沖接收器202，A/D轉換器204和206，上行DSP208，微處理器210，下行DSP212，和下行發(fā)送器214是在圖1的CPX112中所能發(fā)現的元件。在圖2A中所示的下行元件可以與所說明的上行元件位于同一個收發(fā)信機或者不同的收發(fā)信機(CPX)。上行DSP208，微處理器210，和下行DSP212組成了圖2A中的一個處理單元。在圖1的控制器114中可以發(fā)現微處理器210。該微處理器和CPX112中的DSP組成了CCU102中的處理單元。
現在參看圖2B，示出了根據本發(fā)明的電纜接入單元(CAU)中的元件框圖。CAU250通過RF接口和控制252連接到圖1的分布網絡106中的混合同軸電纜。這種接口和控制單元提供了到混合同軸電纜的75歐姆接口。RF接口和控制252還提供了到用戶前端的有線電視設備的連接。此外，RF接口和控制252包括一個控制開關，用以在用戶前端打開或關閉到前端有線電視系統(tǒng)的信號。在RF接口和控制252接收的來自CCU的數據被發(fā)送數字接收器(解調器)254。從CCU接收的信號位于從大約50MHz到750MHz的頻率范圍內，并由數字接收器254將之轉換成低中間頻率(IF)。數字接收器254將低頻IF從該形式轉換成基帶π/4 DPQSK已調信號。隨后解調該信號以從信號中獲取比特。之后，數據/時鐘恢復256從數字接收器254獲取這些比特，并分離這些比特以發(fā)向處理單元258或脈碼調制(PCM)編碼/解碼器(編解碼器)260。在用戶數據被發(fā)向PCM編解碼器260時，控制信息被發(fā)向處理單元258，PCM編解碼器260將用戶數據轉換成模擬形式，發(fā)向用戶電話。
在所示例子中，處理單元258包括一個或多個微處理器或數字信號處理器(DSP)，以及隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(R0M)。RAM和ROM包含數據和指令，這些數據和指令被編碼，由處理單元258內的微處理器或DSP進行處理。用戶信息由PCM編解碼器260轉換成模擬形式，并發(fā)向用戶環(huán)路接口(SLIC)262。
SLIC262提供基本的電話功能，例如指示電話是否振鈴或摘機，或者是否發(fā)生了環(huán)路閉合。此外，SLIC262將雙I信號分離成一個分送信號和一個接收信號。對本領域的技術人員而言，SLIC262和它所執(zhí)行的功能是眾所周知的。鈴流發(fā)生器264實際上提供用以引起電話振鈴的電壓。
來自用戶前端的用戶數據(例如電話的輸出，或者甚至是標準計算機調制解調器的輸出)通過SLIC262發(fā)送回PCM編解碼器260，后者將該數據從模擬形式變換成數字形式以供發(fā)送數據組幀266處理。發(fā)送數據組幀266獲取原始語音數據，并將該數據組成幀以向CCU發(fā)送。例如，發(fā)送數據組幀266包括必需的同步信息，并計算用于出錯檢測的循環(huán)冗余碼，該循環(huán)冗余碼被置入低信道幀(以下將更詳細地予以描述)。發(fā)送數據組幀266由處理單元258控制，并發(fā)送與下行信號同步的信號上行流。發(fā)送數據組幀266中的這種同步由數據/時鐘恢復256控制。換句話說，到CAU250的上行傳輸和來自CAU250的下行傳輸是同步的。最后，該數據作為脈沖事由數字發(fā)送器(調制器)268發(fā)送給RF接口和控制252，并發(fā)送回CCU。
III.載波中的RF載頻間隔，時隙和單個時隙的比特結構在圖1中經過分布網絡106的承載數據可以同時包括語音和非語音數據，例如ISDN數字視頻，電話數據，交互式視頻，或者交互式多媒體業(yè)務。在本發(fā)明中，電纜電話交換機業(yè)務所使用的傳輸技術是中速。換句話說，電纜電話流量信道不是專用于某個特定用戶，而是所有用戶基于業(yè)務請求都可以使用的。這種配置被稱為多址接入或用戶環(huán)路集中。
一般地，一個特定信道被指派給一個用戶，在呼叫持續(xù)時間內它始終被指派給該用戶。當該呼叫終止時，對該用戶的暫時指派被取消，該信道對后續(xù)業(yè)務請求是可用的。因此，CCU可以在服務區(qū)域中服務于遠比可用信道數多的用戶。此外，在每一個具有它自己的物理上孤立的電纜線布局的服務區(qū)域中，整個頻譜可以重復作用。
根據本發(fā)明，電纜電話系統(tǒng)劃分無線頻率(RF)頻譜供多個用戶使用，以使每一個用戶都不具有專用頻率范圍。
參看圖3，示出了根據本發(fā)明的通信系統(tǒng)100的頻譜分配圖示。如上所述，在分布網絡106的每一個服務區(qū)域中，在單個服務區(qū)域內分配給業(yè)務的頻譜可以由另一組不同的用戶再次使用。在所示例子中，RF頻譜300包括上行頻譜302和下行頻譜304。在所示例子中，上行頻譜覆蓋從5MHz到42MHz的范圍，而下行頻率306覆蓋從50MHz到750MHz的范圍。這兩個頻譜進一步被劃分成每一個寬度為6MHz的信道。在所示例子中，下行頻譜306包括120個信道，每個信道寬為6MHz。盡管所示例子示出了5到42MHz的上行頻譜，和50到750MHz的下行頻譜306，并且每一個信道寬為6MHz，根據本發(fā)明可以使用其它頻譜和信道寬度。
通信系統(tǒng)100被劃分成具有不同信號路徑的區(qū)域，其中在分布網絡106的每一個不同區(qū)域中，分配給電纜電話業(yè)務的RF頻譜可以由另一組不同的用戶再次使用。在下行傳輸上，大量的傳統(tǒng)電視信道(例如80個信道，每一個6MHz寬)一般被傳輸給有線電視用戶。上行頻譜(5-42MHz)可以用于從用戶返回后任何通信。一部分下行頻譜，最好如圖3所示的一個6MHz部分。并且在上行頻譜中一個相等或更大的部分專用于多個中繼業(yè)務信道，這些中繼業(yè)務信道服務于大量擁有電話和/其它雙向業(yè)務的用戶。在這些專用頻譜分配中，采用大量RF載波(由部分303舉例示出)。這些RF載波相距600KHz。活躍載波成對工作，與每一個下行部分的載波相關聯，都有一個所分配的上行部分的載波。這種關聯提供了頻分雙工(FDD)操作。然而，系統(tǒng)在任一個上行信道可以匹配以任何下行信道方面是完全靈活的。
相應地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，一個6MHz部分(位于50-750MHz的某處)包含10個用于下行通信的600KHz RF載波303。類似的，一個6MHz部分(位于5-42MHz的某處)包含10個用于上行通信的600KHz RF載波303。
根據描述這種的方案，每一個RF載波被時分復用入8個串行“幀”。每一個幀進一步劃分成8個串行“時隙”。每一個這樣的時隙是一個用戶可以實時使用的一個時分復用“信道”。圖4A圖形化地示出了上述方案。該圖代表一個RF載波。該載波被劃分成8個幀399。每一個幀被劃分成8個時隙401，每一個時隙401是一個信道。所示的整個框400，也就是8個由8個時隙組成的幀，有時被稱為一個復幀。
圖4B以不同方式示出了該方案。圖4B示出了下行載波402和上行載波406。更特殊地，參看載波402，示出了兩個連續(xù)的幀404和405。這些是圖4A中8個幀399中的兩個。每一個幀由8個連續(xù)時隙407組成。每一個時隙可用作電纜電話系統(tǒng)中的一個通信信道。如圖4B所說明的，上行載波406以與下行載波402相同的方式配置。
每一個時隙進一步劃分成由CCU或CAU使用的不同類型的信令。例如，如該圖所示，幀404中的時隙1包括一個同步信道(SYC)414，一個控制信道(CC)416，一個慢信道(SC)418，一個快信道(FC)420，以及一個差錯控制信道(EC)422，同步信道414是用于幀同步的同步信道。CC416用于指示字差錯，信令和功率控制。SC418用于信令，而FC420用于用戶數據和信令。EC422用于差錯檢測。在上行和下行脈沖串中，SC418包括26個比特，FC420包括160個比特，而EC422包含20個比特。CC416在上行脈沖串上包含2個比特，而在下行脈沖串中包含9個比特。以下將更詳細地討論使用時隙的這些不同部分的特定數字消息。
根據本發(fā)明，CCU信道402是在50MHz到750MHz的頻率范圍內發(fā)送的下行信道，而CAU信道406是在5MHz到42MHz的頻率范圍內發(fā)送的上行信道。在這些信道內的數據傳輸作為一個“脈沖串”被發(fā)送，“脈沖串”是一個固定長度的數據傳輸，類似一組比特的傳輸。在所示例子中，一個脈沖串是在CAU信道406中每個時隙224個比特，而在CCU信道402中每個時隙240個比特。
在上行和下行鏈路上，每一個時隙都可以用于不同類型的信道，例如一個系統(tǒng)廣播信道(SBC)，一個系統(tǒng)接入信道(SAC)，或者一個業(yè)務信道(TCH)。這些不同的“信道”中的每一個都具有不同的功能。8BC和SAC都可以因為其功能而被認為是系統(tǒng)接入信道。SBC在下行鏈路上向監(jiān)控該SBC的所有CAU廣播系統(tǒng)信息。下行SBC承載系統(tǒng)范圍內的信息，例如用于“尋呼”某個CAU的告警和用于控制和管理CAU的系統(tǒng)數據庫信息。一個SBC被劃分成時分復用到該SBC的兩個邏輯信息流。特定地，一個系統(tǒng)信息信道(SIC)和一個告警信道(AC)時分復用到該SBC。某個CAU定位該SBC并監(jiān)聽該SIC，以獲取連接到該CAU的所有設備通常感興趣的信息。根據本發(fā)明，該SIC識別通常的系統(tǒng)標識和性能；用于鑒權和加密的安全信息；以及載波頻率，SBC和SAC的位置。
在AC上，使用消息來通知或“尋呼”某個CAU一定的信息，例如一個來訪。這些消息包括告警標識。每一個CAU被指派一個告警標識，并監(jiān)控該AC以確定AC上的某個消息是否被導向它。使用多個SBC以在通信系統(tǒng)中提供冗余。
CAU使用SAC獲得一個TCH指派，以使該CAU處理一次呼叫，或者發(fā)送其它數字數據。此外，該CAU監(jiān)聽該SBC的AC以發(fā)現來話通知。
SAC是傳輸三種邏輯信道，時間標準信道(TAC)，請求接入信道(RAC)和系統(tǒng)請求信道(SRC)的一個物理信道。TAC承載在上行鏈路中用于時間校準的縮短的上行脈沖串(SUB)，而RAC承載上行鏈路中的接入請求。SRC承載來自CAU的對上行消息的響應。SAC用于執(zhí)行時間校準和請求和/或指派TCH。作為其結果，CAU將出于以下目的之一使用SAC時間校準，業(yè)務信道的初始請求，或者重新連接到業(yè)務信道。使用多個SAC(也就是在相同或不同載波上的多個時隙)以提供冗余，并減少要求接入到該通信系統(tǒng)的多個CAU之間的競爭。TCH提供給用戶通信系統(tǒng)上的業(yè)務，并可能被請求或指派成不同的速率。TCH被劃分成兩類子信道用戶信息信道(UIC)和消息信道(MC)。UIC承載用戶信息，例如語音數據或模擬調制解調器數據，MC在CCU和CAU之間承載信令信息。TCH或者忙(正在使用)或者空閑(沒有使用)。根據本發(fā)明，接入信道(SBC和SAC)和數據信道(TCH)可以根據載波傳輸的質量移動到不同的頻率。SAC頻率的改變導致在SBC上廣播新頻率。通過使用一個備用鏈路轉換(ALT)，允許CAU不管信道移動到另一個頻率，始終維持連接來執(zhí)行TCH的頻率改變。ALT在無線通信中眾所周知，但因歷史原因用于當用戶在蜂窩系統(tǒng)的多個蜂窩間位置移動時，維持呼叫。
V.特定消息的格式和內容參看圖5A-5K，圖示了根據本發(fā)明，在提供CAU到通信系統(tǒng)的接入中所采用的多個請求和響應形式的短促脈沖串。在通信單元例如CCU和CAU之間的消息，包含接入請求號碼(ARN)以識別某個特定消息導向哪個CAU。在一個服務區(qū)域中ARN對每一個CAU是唯一的。ARN用以唯一標識消息，例如請求和響應。發(fā)自CAU的所有脈沖串或請求都包含一個ARN以標識該脈沖串的始發(fā)源。類似地，當向CAU發(fā)回響應時，CAU能夠基于包含在來自CCU的響應中的ARN，識別該響應是發(fā)向CAU的。
根據本發(fā)明，采用ARN，例如圖5A中的ARN500。ARN500是一個24位比特的ARN，包括一個告警值，一個告警階段，和一個隨機數。告警階段指示在一個復幀中CAU將監(jiān)控SBC的時間段。該告警階段的使用允許CAU處于備用或睡眠方式，并僅在一個短的時間段內激活它的接收器。CAU將在大部分復幀時間內維持睡眠中方式，并僅在它的告警階段激活它的接收器，從而減少了功率消耗。告警值是指派給CAU的唯一標識，并且在特定告警階段內是唯一的。告警階段和告警值組成了一個告警標識，該告警標識在一個服務區(qū)域內是唯一的。在ARN500中包含一個隨機數，以確保在服區(qū)域內的CAU將不會再次產生相同的ARN。
在一些例子中，采用3比特ARN以標識在CAU和CCU之間的消息。特定地，當CAU已具有一個TCH，并在SC上發(fā)送和接收消息時使用3比ARN。因為在所示例子中，在CCU和CAU之間已經建立了連接，意味著不會有其它CAU使用該信道，所以可以采用3比特ARN。作為其結果，CCU只需要能夠區(qū)別該CAU可能發(fā)出的不同請求。3比特值允許能夠支持多條線路或TCH的CAU使用8個ARN。
在接入通信系統(tǒng)時，SAC消息被包含在單個脈沖串中，以允許每一個SAC幀被任何CAU平等地接入。一般地，SAC上的消息使用完全時隙。這樣，上行脈沖串的失調將導致與其它上行傳輸發(fā)生沖突。這樣，最初使用一個縮短上行脈沖串(SUB)以確定是否需要對來自CAU的上行脈沖串的校準進行改動。在圖5B中，根據本發(fā)明，SUB502的長度小于半個時隙以避免干擾相鄰時隙。CCU利用SUB502在時隙中的位置，確定在時隙內需要作怎樣的改動以校準由CAD發(fā)送的脈沖串，如果需要作這種改動的話。在所示例子中，SUB502包含3個同步模式，例如同步模式504(圖5C中示出)，一個差分編碼器(DE)和一個ARN，例如圖5A中的ARN500。在圖5B中，在SUB由同一個同步模式重復三次，以增加CCU正確接收并解碼該同步模式的可能。DE是一個兩比特值，用以指示一個脈沖串到達CCU，解碼應當開始。
接著，時間校準響應是響應于接收到一個SUB，由CCU發(fā)送給CAU以指示是否需要對上行脈沖串的定時作改動的響應。參看圖5D，時間校準響應506包含一個時間校準值，該值指示需要對上行脈沖串傳輸的定時作怎樣的改動以在時隙內校準上行脈沖串。該值尤其指示了在接收下行脈沖串和發(fā)送上行脈沖串之間的時間差的變化。該響應還包含一個功率控制指示器(PCI)和一個功率調整值，告知CAU在發(fā)送脈沖串時，該CAU應當使用多少發(fā)送功率值。PCI告知CAU是否增加或降低發(fā)送功率值，而功率調整值指示功率值調整的幅度。
CAU在RAC上向CCU發(fā)送一個初始接入請求，例如圖5E中的初始接入請求508，以在CCU啟動一個系統(tǒng)接入請求。初始接入請求508標識指派給CAU的TCH所希望的，和/或可接受的最大帶寬率和最小帶寬率。根據本發(fā)明，在通信系統(tǒng)100中這些帶寬率可以是8千比特每秒(Kbps，16Kbps，32Kpbps或64Kbps，初始接入請求還可以)包括指示該請求的優(yōu)先級的比特和一個時延值(未示出)。請求的優(yōu)先級可以用于提供不同類別的業(yè)務，例如語音，數字視頻或ISDN。延時時間值指示CAU在采取其它行動，例如發(fā)送另一個初始接入請求之前，將等待信道指派多長時間。
進一步，通過初始接入請求508已經指派了一個TCH的CAU可以發(fā)送一個初始接入請求，例如圖5F中的初始接入請求510。該請求在慢信道上發(fā)送給(C1)。在慢信道上的這種初始接入請求，一般來自能夠處理多個連結的CAU，是在該CAU已經具有一個前向連接時，要求另一個TCH以用于新連接的一個請求。在初始接入請求508中的接入請求速率是新TCH所希望的帶寬。
參看圖5G，示出了根據本發(fā)明的重連接接入請求。重連接請求512是因為與TCH失去同步，而由CAU發(fā)向CCU的要求另一個TCH的一個請求，并在嘗試重連接呼叫中在RAC上發(fā)送給CCU。失去同步可以發(fā)生在TCH被指派，而CAU沒有接收到新載波通知時，或者如果物理連結被切斷。重連接接入請求512包括一個上行載波ID和一個下行載波ID，指出CAD所使用的初始TCH。標志位指示時隙和帶寬域是否與一個活躍的TCH相關聯。在重連接接入請求512中使用多個時隙和帶寬域，以允許能夠處理多個TCH的CAD同時請求所有TCH的重連接。
響應于來自CAU的請求，CCU發(fā)送多個包括接入證實響應的響應，接入證實響應514是響應于來自CAN和系統(tǒng)接入請求而發(fā)送的。圖5H示出了一個在SRC上從CCU發(fā)送到CAU以指派一個TCH給讀CAU的接入證實響應514。接入證實響應514包括信道指派信息，例如與指派的TCH相關的時隙和帶寬。時隙域告知CAU使用哪一個時隙，而帶寬域告知CAU在復幀內哪一些幀用于發(fā)送脈沖串，例如圖4A中的超幀400。例如，時隙2和帶寬64Kbps是告知CAU在復幀400的每一幀的時隙2發(fā)送，而時隙2和帶寬32Kbps是告知CAD在復幀400內每隔一幀的時隙2中發(fā)送。標志位指示在相關的時隙和帶寬域中是否發(fā)現了有用信息。對一個初始接入請求而言，因為響應于一個初始接入請求僅指派一個TCH，所以只有一個時隙和帶寬域包含該CAU的信息。當請求用于重連接時，在能夠處理TCH的CAU請求重連接到多于一個TCH時，可以使用其它時隙和帶寬域。
接入證實響應還可以響應于CAU在慢信道上發(fā)出的初始接入請求，由CCU在慢信道上發(fā)送給CAU，如圖5I中接入證實響應516所示。發(fā)送這類接入證實響應以指派給CAU另一個業(yè)務信道以用于新連接。接入證實響應516包含指派給CAU的新TCH的帶寬和時隙標識。
參看圖5J，接入拒絕響應518是由CCU在SRC上發(fā)送給CAU以拒絕CAU的系統(tǒng)接入請求的消息。發(fā)送該響應以告知CAU將不指派一個TCH給該CAU。在慢信道上，圖5K的接入拒絕響應520是拒絕CAU另一個TCH以用于新連接。接入拒絕響應包括一個原因值，指示接入被拒絕的理由。拒絕接入的理由可以包括，例如，可用電纜資源不夠，可用網絡資源不夠，重連接不可能，或者因為一些不確定的原因拒絕提供業(yè)務。
VI.分配信道給CAU的CAU和CCU的狀態(tài)圖現在參看圖6，示出了根據本發(fā)明的系統(tǒng)接入過程的CAU狀態(tài)圖。狀態(tài)圖600示出了在接入通信系統(tǒng)100時發(fā)生的CAU的不同狀態(tài)。CAU開始于空閑狀態(tài)A0。在該狀態(tài)，基于在S1C中廣播的SAC的號碼隨機地選擇一個SAC。CAU在適當的下行載波上定位所選擇的SAC，并移動到同步狀態(tài)A1，該狀態(tài)是CAU SAC同步狀態(tài)。在空閑狀態(tài)A0中接收到的任何接入證實或接入拒絕響應都被忽略，因為CAU在那個時候沒有監(jiān)聽SAC。如果在系統(tǒng)發(fā)送接入證實或接入拒絕響應之前，用戶掛機，則CAU將接收到這些響應中的一個。當CAU檢測到環(huán)路閉合時，CAU返回監(jiān)控該SBC，這意味著CAU將不從CCU接收SAC響應。作為其結果，CCU必須能夠檢測出死鏈路，死鏈路是CAU不進行發(fā)送的已指派的業(yè)務信道。在所有其它狀態(tài)，如果CAU從位于用戶前端的電話設備檢測到環(huán)路閉合，該CAU將返回到狀態(tài)A0并繼續(xù)監(jiān)控SBC。
在同步狀態(tài)A1，CAU在一段時間內連續(xù)嘗試與SAC同步。如果CAU超過了選定的重試次數，則該CAU轉移回空閑狀態(tài)A0，在該狀態(tài)CAU可以選擇另一個SAC以進行接入，或者向更高層協議實體指示接入失敗。在CAU與SAC同步之后，CAU等待時間校準信道(TAC)上行指示。在檢測到TAC時，CAU在TAC上發(fā)送一個縮短上行脈沖串(SUB)，并啟動一個時間校準響應定時器，轉移到校準狀態(tài)A2。時間校準響應定時器設置一個有限時間量，如果在該段時間內沒有接收到來自CCU的時間校準消息，則重新發(fā)送一個SUB。
在校準狀態(tài)A2中，CAU等待來自CCU的時間校準消息。如果發(fā)生了沖突，或者在接收到來自CCU的時間校準消息之前，時間校準響應定時器到時，則CAU調整它的發(fā)送功率，并重新在SAC上發(fā)送SUB直至選定的次數。功率調整值是用于調整CAU的發(fā)送功率到某個能達到相對于功率值的優(yōu)化衰減的值的值。關于功率值控制的方法的更詳細的信息可以在共同未決專利申請Method and Apparatus for Adaptive RFPower Control of Cable Access Units中獲得，該專利申請由TimothyM.Burke等人在1995年10月27日申請，在此處并入以供參考。如果超過了SUB重試的次數，該CAU可以選擇另一個SAC以進行接入，或者向更高層協議實體指示接入失敗。當CAU從CCU接收到一個時間校準消息時，該CAD調整它的發(fā)送偏移值并等待RAC上行指示。在檢測到RAC時，CAU在RAC上發(fā)送一個初始接入請求，啟動一個接入響應定時器并轉移到接入狀態(tài)A3。接入響應字時器是一個用于限制CAU等待來自CCU的響應于初始接入請求的響應的時間量的定時器。
參看接入狀態(tài)A3，CAU等待來自CCU的接入證實或接入拒絕請求。如果接入響應定時器到時或者CAU接收到一個接收拒絕請求，CAU將重新發(fā)送接入請求消息直至超過嘗試次數。如果超過了重試次數、CAU發(fā)送一個消息說明接入失敗的原因，并轉移回空閑狀態(tài)A0。在另一方面，如果CAU接收到一個接入證實請求，該CAU隨后轉移到所指派的業(yè)務信道以執(zhí)行信令監(jiān)視，然后轉移到業(yè)務信道(TCH)指派狀態(tài)A4。
在TCH指派狀態(tài)A4，CAU等待信道的正常釋放或一個死鏈路指示。如果接收到一個正常釋放，CAU轉移回空閑狀態(tài)A0。在另一方面，如果因為失去同步或者備用鏈路轉換(ALT)失敗檢測出一個死鏈路指示，該CAU將執(zhí)行一個重連接過程。特定地，該CAU選擇一個SAC并在適當的下行載波上定位選定的SAC，轉移到同步狀態(tài)A1。
現在參看圖7，示出了根據本發(fā)明的系統(tǒng)接入過程所使用的CCU狀態(tài)圖。狀態(tài)圖700示出了在CAU處理接入請求時發(fā)生的CCU的不同狀態(tài)。CCU開始于空閑狀態(tài)B0，在該狀態(tài)中CCU可以接收了或者一個初始接入請求，一個SUB，或者一個重連接接入請求。
CCU接收一個初始接入請求導致CCU的通常優(yōu)先級將該請求排隊，并轉移到請求狀態(tài)B1。在接收到一個重連接接入請求時，CCU以高優(yōu)先級將該請求排隊，并能移到重連接狀態(tài)B2。接收一個SUB引起CCU計算時間校準和功率調整信息，格式化一個響應，并轉移到調度狀態(tài)B3。
現在來看請求狀態(tài)B1，CCU判定是否擁有完成該接入請求的能力。如果該CCU不具有該能力、該CCU隨后產生一個接入拒絕響應，并轉移到調度狀態(tài)B3。如果該CCU能夠完成該請求，它等待一個可用的TCH。在某個TCH可用于指派時，該CCU檢查該請求的等待時間，如果該請求的等待時間已大于選定的時間段，該TCH被指派給另一個請求，而從隊列中清除該過時的請求，該CCU轉移回空閑狀態(tài)B0。如果該請求的等待時間小于CAU在它的初始接入請求中作為延時值指出的選定時間量，該CCU生成一個接入證實響應，并轉移到調度狀態(tài)B3。
在重連接狀態(tài)B2，該CCU判定該次呼叫是否可以被重連接。如果該呼叫不能被重連接，該CCU生成一個拒絕響應，并轉移到調度狀態(tài)B3。如果該CCU能夠重連接該次呼叫，該CCU等待一個可用的業(yè)務信道。在某個TCH可以用于指派時，該CCU檢查該請求的等待時間。如果該請求的等待時間大于CAU在它的初始接入請求中作為延時值指出的時間量，該請求是“過時的”，該CCU將該業(yè)務信道指派給另一個請求，并從隊列中清除該過時請求，轉移回空閑狀態(tài)B0。如果該請求沒有過時，并且不大于選定的時間量，該CCU生成一個接入證實響應并轉移到調度狀態(tài)B3。在調度狀態(tài)B3中，一個響應從該CCU向AUU發(fā)送一次。在發(fā)送一個時間校準或接入拒絕響應之后，該CCU轉移回空閑狀態(tài)B0。在發(fā)送一個接入證實響應之后，該CCU啟動一個證實定時器，并轉移到證實狀態(tài)B4。證實定時器指示該CCU將在指派給它的時隙中等待來自CAU的第一脈沖串和接入證實響應的時間量。
在證實狀態(tài)B4，證實定時器是活躍的，并且CCU等待證實CAU正在所指派的TCH上發(fā)送給該上行脈沖串。如果該指派被證實，該CCU轉移回空閑狀態(tài)B0。如果證實定時器到時，該CCU將啟動程序以使所指派的TCH處于空閑狀態(tài)，并發(fā)送一個告警指示和遷移給放棄狀態(tài)B5。在放棄狀態(tài)B5的CCU正使所指派的TCH處于空閑狀態(tài)。在放棄狀態(tài)B5所接收的任何上行脈沖串被忽略。當該TCH已被置成空閑時，該CCU轉移回空閑狀態(tài)B0。
為了確保使用TDMA的通信系統(tǒng)正常工作，必須在某個預定義窗口，也被稱為一個“時隙”內校準來自單個CAU的脈沖串傳輸，并且不能與相鄰時隙重迭，否則將發(fā)生導致傳輸差錯的脈沖串沖突。參照圖8可以看出，TDMA上行鏈路中的脈沖串800與TDMA下行鏈路中的時隙802校準。CAU通過在時間上相對于相關的所接收的TDMA下行信號改變它的脈沖串傳輸，來執(zhí)行時間校準。CAU不知道網絡中發(fā)生多少傳播時延，因為其在分布電纜中的物理位置，每一個CAU都有一個唯一的時延，因為分布網絡的特性和環(huán)境條件，例如溫度的變化，可能必須調整時間校準。
VII說明分配信道給CAU，和相關處理的流程圖通過測量CAU的處理窗口相關的從該CAU發(fā)送的縮短脈沖串的接收，利用CCU確定不同的傳播時延。該時延被數字化并在下行時隙中傳輸給該CAU。采用從CAU發(fā)往CCU的縮短脈沖串以使任何未知的傳播時延不致于導致脈沖串間的沖突。在接收到來自CCU的時延補償數時，CAU調整在該次呼叫期間它的脈沖串傳輸時間。
現在參看圖9，根據本發(fā)明示出了在(A1)試圖接入通信系統(tǒng)期間CCU所進行的處理的流程圖。該處理以在下行鏈路中指示一個TAC(步驟900)開始。之后，判斷是否從CAU接收到了一個CAU SUB(步驟902)，如果已接收到了一個CAU SUB，則確定一個時間校準值和一個功率校準值(步驟904)。
更特定的，CCU測量接收到的樣本窗口的起點和縮短脈沖串的位置之間的相對差，這個時間差以比特數表示，代表了遠端傳播時延。該值被稱作時間校準值。時間校準值的時間差從在TAC上向CCU開始發(fā)送下行脈沖串時測量到開始接收到來自該CAU的相同幀序號，時隙和復幀的上行脈沖串。有關時間校準的更多信息可以在共同未決專利申請Method and Apparatus for Synchronizing Timing of Components of aTelecommunication System中找到，該專利申請由Timothy M.Burke等人在1995年11月29日申請，此處將其并入，向CAU發(fā)送該時間校準值(步驟906)。之后，在下行鏈路上發(fā)送RAC(步驟908)，再參看步驟902，如果沒有接收到CAU SUB，則處理直接進行步驟908。
然后就是否接收到CAU請求進行判斷(步驟910)。如果沒有接收到CAU請求，處理則返回步驟(900)。否則，判斷TCH資源是否可用(步驟912)。如果資源可用，處理則為該CAU建立一個TCH(步驟914)，之后，向CAU發(fā)送一個接入證實響應(步驟916)，處理隨后返回到步驟900。再參看步驟912，如果資源不可用，向該CAU發(fā)送一個接入拒絕消息(步驟918)，處理隨后返回到步驟900。
現在來看圖10，根據本發(fā)明示出了CAU接入通信系統(tǒng)時所采用的過程的流程圖。SBC維護可用于系統(tǒng)接入SAC到表。該表在SBC中持續(xù)廣播，CAU利用這張表選擇一個SAC，并請求接入到通信系統(tǒng)。處理以CAU監(jiān)控SBC的獲得SAC表開始(步驟1000)，在(步驟1002)，要求一個TCH的CAU事件(例如用戶摘機)發(fā)生了。將一個重試計數器設置為0(步驟1004)。從SAC表中選擇一SAC(步驟1006)，該CAU隨后重調諧并同步到所選擇的SAC(步驟1008)，然后判斷是否實現了與所選SAC的同步(步驟1010)。如果沒有同步，處理則判斷是否已經超過了重試次數(步驟1012)。如果沒有超過重試次數，處理將重試計數器增加1(步驟1014)，該處理隨后返回到步驟(1006)。否則，處理通知通信系統(tǒng)的高層SAC失敗(步驟1016)，處理隨后終止。該通信系統(tǒng)包括以層次結構組織的一組服務，類似于開放系統(tǒng)互連模型。
如果實現了同步，重試計數器被置成0(步驟1018)。之后，在TAC上向CCU發(fā)送SUB，并且啟動一個超時定時器(步驟1020)。之后，通過檢查在字差錯指示器(WEI)中是否出現字差錯事判斷是否發(fā)生了沖突(步驟1022)。根據本發(fā)明，使用下行鏈路SAC上的WEI以檢測兩個或更多個在同一個時隙中發(fā)送的CAU之間的沖突。例如，當某個CAU在幀序號5，時隙3中發(fā)送了一個脈沖串，則下一個復幀的幀5，時隙3中的WEI將指示該脈沖串是否被CCU成功地接收。如果發(fā)生了沖突，則判斷是否超過了選定的該CAU的重試次數(步驟1024)。如果沒有超過重試次數，重試計數器將增量1(步驟1026)。
之后，發(fā)生延時(步驟1028)。在延時中(步驟1028)，一個隨機時間量被加入到時延定時器。該定時器的時延以下述方式設置時延＝(隨機數M0D(2N-1))還是在步驟1028，啟動時延定時器，并且處理不再繼續(xù)(直到時延定時器到時之后才發(fā)送另一個SUB，進行到步驟1020)。接著，處理機上所述返回到步驟1022。再參看步驟1024，如果已經超過了重試次數，處理則進行到通知高層SAC失敗(步驟1016)，之后該處理終止。再參看步驟1022，如果沒有發(fā)生沖突，則處理等待并判斷是否發(fā)生超時或接收到響應(步驟1030)。如果發(fā)生超時，處理如前所述進行到步驟1024。否則，按照所接收響應的指示調整時間校準和傳輸功率(步驟1032)。
重試計數器被置成0(步驟1034)。之后，在RAC上一個TCH請求被發(fā)送給CCU，并啟動一個超時定時器(步驟1036)，判斷在WEI中是否指示了沖突(步驟1038)。如果指示了沖突，判斷是否超過了為該CAU設置的重試次數(步驟1040)。如果沒有超出重試次數，重試計數器增量1(步驟1042)，處理隨后如上所述在1028執(zhí)行延時，然后在步驟1036再次發(fā)送該請求。
再參看步驟1040，如果超過了重試次數，處理則如前所述進行到步驟1016。如果沒有發(fā)生沖突，則判斷是否發(fā)生了超時或者接收到響應(步驟1044)。如果發(fā)生超時，處理如上所述進行到步驟1040。如果接收到響應，處理則判斷是否指派了某個TCH(步驟1046)。如果沒有指派TCH，處理進行到步驟1040。否則，處理重調諧并同步到該TCH(步驟1048)，并通知通信系統(tǒng)中的較高層次該TCH指派(步驟1050)，之后處理終止。
使用WEI來檢測通信單元之間，例如TCH上的CCU和CAU之間的傳輸質量的惡化。CCU置位WEI比特以指示因為循環(huán)冗余校驗(CRC)失敗而在前一個脈沖串中檢測出差錯。在所示例子中，在下一個復幀的相同幀序號和時隙中置位WEI。通過確定該脈沖串是否被正確接收，CCU確定是否能在脈沖串內檢測到同步模式。如果CAU或CCU不能在脈沖串內檢測出同步模式，則發(fā)生了失去同步并且該WEI將指示發(fā)生了差錯。
根據本發(fā)明，WEI還用于檢測在接入信道，例如SAC上嘗試接入通信系統(tǒng)的多個CAU之間的沖突。試圖在SAC的相同時隙和幀中發(fā)送脈沖串的多個CAU導致CCU不能在從這些CAU接收到的脈沖串中檢測出同步模式。因為兩個或更多個CAU試圖在SAC的相同時隙和幀中發(fā)送脈沖串，而不是因為由電纜媒介的損壞或外部噪聲源引起的傳輸質量的下降，才導致無法檢測出同步模式。此外，當CRC失敗時，可能會發(fā)生沖突。
現在參看圖11，根據本發(fā)明示出了在下行控制信道上從CCU發(fā)向CAU的脈沖串的圖。脈沖串1100包括在比特1到3的幀序號，幀序號是該脈沖串在組成復幀的8個串行幀之中的一個特定幀的幀序號。在比特1到3中以0(“000”)到7(“111”)順序標記多個幀。該值標識一個幀在復幀中的位置，并且被稱為幀序號?？梢钥闯觯瑤淖畈恢匾谋忍厥紫缺粋鬏?。根據本發(fā)明，比特號7保留為將來使用。比特號8是字差錯指示器，發(fā)生差錯時為“1”而沒有差錯時為“0”。在脈沖串1100中的比特號9是快信道指示器，它指示快信道是否包含信令信息或用戶信息。
現在來看圖12，根據本發(fā)明示出了處理CAU間沖突的更具體的流程圖。處理以在上行鏈路中選定時隙和幀序號中發(fā)送脈沖串(步驟1200)開始。之后，在下一個復幀的相同時隙和幀序號中檢測出來自CCU的下行脈沖串(步驟1202)。檢查WEI比特以確定是否發(fā)生了沖突或者該脈沖串是否被CCU正確接收(步驟1204)。因為一個復幀的延遲，在根據本發(fā)明發(fā)送了脈沖串之后大約20毫秒，CAU接收到脈沖串被毀通知。如果發(fā)生了沖突，處理則判斷是否超過了重試次數(步驟1206)。如果沒有超過重試次數，處理則隨機地計算一個時間量，加入到時延定時器(步驟1208)。該定時器的時延如下計算時延＝(隨機數MOD(2N-1))計算出的時延隨后被加入到時延定時器的當前時延(步驟1210)。啟動該時延定時器(步驟1212)，處理返回到步驟1200以在該時延定時器到時之后向CCU發(fā)送另一個脈沖串(步驟1213)。再參看步驟1206，如果超過了重試次數，處理則終止。此外，如果在步驟1204沒有發(fā)生沖突，該處理終止。
現在參看圖13，根據本發(fā)明示出了作為對發(fā)送給CCU的CAU脈沖串之間的沖突的響應，CCU置位WEI比特所進行的處理。處理以在CCU中的CPX接收到上行鏈路的給定時隙和幀中的脈沖串(步驟1300)開始。之后，判斷該脈沖串是否被正確接收(步驟1302)。通過確定該脈沖串是否被正確接收，CCU確定是否能在脈沖串內檢測出同步模式，或者是否出現CRC失敗。如果正確接收到該脈沖串，處理設置WEI比特以指示未發(fā)生沖突(步驟1304)。否則，處理設置該比特以指示已發(fā)生沖突(步驟1306)。在這兩種情況下，WEI比特的值被并入到下一個超幀中對應于所接收上行脈沖串的相同時隙和幀序號的脈沖串中(步驟1308)，之后處理終止。
VIII.提供信道接入和解決信道競爭中所使用的信號序列圖14說明了接入被證實的情況下CAU和CCU之間通過信道SAC和TCH的信令。
在SAC上從CAU向CCU發(fā)送一個SUB，CCU向CAU發(fā)送回一個時間校準信號。之后，CAU在RAC上發(fā)送一個初始接入請求。
CCU對接收到的每一個接入請求進行排隊。CCU存儲由CAU在上行傳輸中發(fā)送的信息，以及接收到系統(tǒng)接入的信道地址(載波和時隙)。之后，該CCU在它接收到請求的SAC的下行鏈路上發(fā)送一個成功響應或者一個不成功響應。
圖15示出了接入被拒絕的情況下，CAU和CCU之間在SAC上的信令。CAU向CCU發(fā)送一個縮短上行脈沖串，CCU響應以一個時間校準響應。之后，該CAU發(fā)送一個初始接入請求給CCU，如圖14，然而在這種情況下，CCU回應以一個接入拒絕響應。在接入被拒絕時，該CAU可以重發(fā)送初始接入請求，或者報告已超過了最大重試嘗試次數。
信道是指在接入證實消息中指派給CAU的載波和單個或多個時隙。根據下述規(guī)則指派和/或分配信道。
1.將首先指派與SBC和SAC相同載波上的時隙。CCU總是嘗試將這些信道定位到良好的載波上。進一步，系統(tǒng)將能夠基于ALT請求，從相同載波的其它信道得知與SBC和SAC相關的問題。
2.在移到另一個載波之前，載波上的可用時隙將被指派。CCU將包組裝載波以提高載波鏈路轉換的效率和概率。
3.當CCU開始在新載波上指派時隙時，它將選擇具有最佳質量的載波。
一旦指派了信道，CAU將返回到所指派的載波，并且CAU將使用所指派的時隙來進行呼叫監(jiān)視消息的收發(fā)以建立一次呼叫或連接。信道指派針對優(yōu)先權隊列的首項進行。
每一個服務區(qū)域與一個單獨的系統(tǒng)接入請求優(yōu)先權隊列相關聯。差錯經常發(fā)生在CAU試圖從有效載波重連接到一個新載波的數據傳輸期間。當CAU在下行載波上失去同步時，發(fā)生這種載波轉換。失去同步通常作為發(fā)往CCU的上行載波上的字差錯指示報告。接收到字差錯指示之后，CCU從受影響的載波執(zhí)行下行鏈路轉換到一個新的載波。圖16是導致成功重連接接入請求的CAU和CCU之間信號的圖示。CCU將在發(fā)送執(zhí)行備用鏈路轉換(ALT)的命令，ALT-EXEC時，不管CAU是否接收ALT-EXEC，掛起該數據鏈路和加密(如果是活躍的(。ALT是用于在呼叫正進行時，盡管信道的頻率發(fā)生變化，仍維持通信單元之間的連接的過程。當接收到重連接請求，RECON-ACCESS，CCU將高效地指派CAU給相同CPX，該CPX正在發(fā)送新的下行載波。在指派新信道之后、CCU將在新鏈路的慢信道中發(fā)送一個忙模式，并向識別新信道的CAU發(fā)送一個接入證實響應。CAU將重調諧到新的業(yè)務信道，并恢復該數據鏈路。相同的初始接入協議定時器和參數將應用于該重連接接入過程。
現在參看圖17，示出了導致失敗的重連接接入請求的CAU和CCU之間的信令圖。這種情況發(fā)生在CCU不能重連接CAU時。這樣，當CAU接收到響應于它的重連接接入請求，RECON-ACCESS的接入拒絕響應時，該CAU將發(fā)送一個初始接入請求以獲得一個新指派的TCH。如果該重連接接入請求要求多個連接，則需要為每一個連接發(fā)送不同的初始接入請求。對用戶的影響是，他們原來的呼叫可能已被斷開，在這種情況下，當建立新連接時應當向用戶提供撥號音。
此外，在一些情況下CAU可以使用多線接入到通信系統(tǒng)中，多線CAU可以使用它所控制的一次活躍呼叫的TCH來請求一次額外呼叫的接入。對已經由請求的CAU使用的TCH而言，不存在競爭。作為其結果，該信道不會出現競爭，并且不需要SUB，因為已經執(zhí)行了時間校準。這樣，在活躍業(yè)務信道上僅需要發(fā)送一個初始接入，一個接入證實和接入拒絕消息。這些在時隙的慢信道部分發(fā)送。圖18示出了用于為慢信道上的一次額外呼叫請求接入的過程。參看圖18可以看出，接入過程由CCU啟動。如果擁有多個活躍業(yè)務信道的CAU失去同步，則從CAU上的所有活躍業(yè)務信道執(zhí)行信號重連接過程。接入證實響應中的業(yè)務信道指派一一對應于重連接接入請求中指定的業(yè)務信道。如果響應于多個業(yè)務信道的重連接接入請求，接收到一個接入拒絕響應，該CAU將為每一個業(yè)務信道發(fā)送單個初始接入請求。
在圖6-7和9-19中示出的處理可以由本領域中的技術人員在圖1，2和3中所示的硬件內實現。本發(fā)明的處理也可以在上述硬件內，由處理器可讀的一種程序存儲設備實現，其中程序存儲設備編碼本發(fā)明的處理的可執(zhí)行指令。程序存儲設備可以采取不同形式，包括但不限于，例如硬盤驅動器，光盤，ROM，EPROM或者RAM，這些對本領域中的技術人員而言都是熟知的。
存儲在程序存儲設備中的處理是潛伏的，直到通過處理器，例如微處理器或DSP，使用該程序存儲設備來激活。例如，提供到通信系統(tǒng)的接入的過程可以編碼成指令，存儲在硬盤驅動器或光盤上。在CCU中連接該硬盤驅動器或該光盤到處理器允許處理器執(zhí)行這些指令并控制到通信系統(tǒng)的接入。此外，用于處理CAU之間相同時隙的競爭的處理可以在ROM中實現，其中在ROM被連接到該CCU時，該處理變成活躍狀態(tài)。
本發(fā)明通過提供用于接入通信系統(tǒng)一組單獨的信道，提供了一種改進的通信系統(tǒng)。這些SAC不同于用于用戶信息的TCH，例如數字語音數據。這些SAC可以根據傳輸質量移動頻率。SBC提供了一張用于接入通信系統(tǒng)的SAC以及它們的位置的表。在SAC上接收到一個TCH請求時，CCU根據可用資源將一個業(yè)務信道指派給請求的CAU。該指派在下行SAC上發(fā)送給CAU。此外，本發(fā)明提供了一種CAU用于檢測并解決試圖在相同時隙上發(fā)送脈沖串的多個CAU之間的沖突的方法。作為其結果，當前聲明的發(fā)明的方法和設備允許改進的系統(tǒng)接入通信系統(tǒng)。
雖然尤其參照一種優(yōu)選實施例示出并描述了本發(fā)明，本領域中的技術人員將理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，在形式和細節(jié)上可以有不同變化。
權利要求
1.一種解決在通信系統(tǒng)內數據傳輸沖突的方法，包括步驟在用于接入通信系統(tǒng)的上行信道上從通信單元向基本通信單元發(fā)送第一數據傳輸，其中第一數據傳輸包括一個同步模式；監(jiān)控下行信道以發(fā)現來自基本通信單元的響應，其中該響應與第一數據傳輸相關聯；通過檢查該響應，判斷在第一數據傳輸和來自另一個通信單元的第二數據傳輸之間是否發(fā)生了沖突，其中該響應在基本通信單元不能檢測到同步模式時指示發(fā)生了沖突；以及響應于發(fā)生了沖突的判斷，在一隨機時間段之后自動重發(fā)第一數據傳輸。
2.一種通信系統(tǒng)，包括一個電纜分布網絡；一個連接到電纜分布網絡的基本通信單元，該基本通信單元產生下行數據傳輸并接收上行數據傳輸；連接到電纜分布網絡的多個用戶通信單元，該多個用戶通信單元向該電纜分布系統(tǒng)中的基本通信單元發(fā)送上行數據傳輸，以請求接入到該通信系統(tǒng)，其中來自于該多個用戶通信單元內的一個用戶通信單元的上行數據傳輸與該基本通信單元發(fā)向該用戶通信單元的下行傳輸相關聯，并且其中每一個上行數據傳輸和每一個下行數據傳輸包括一個同步模式；該基本通信單元監(jiān)控來自多個用戶通信單元的上行數據傳輸，并響應于每一個上行數據傳輸發(fā)送一個相關的下行數據傳輸，每一個下行數據傳輸包括一個指示該基本通信單元是否能成功地接收該上行數據傳輸的差錯指示器，以及在多個用戶通信單元內的每一個用戶通信單元響應于接收到來自基本通信單元的一個相關下行數據傳輸，其中下行數據傳輸中的差錯指示器指示無法成功接收該上行數據傳輸，在一段隨機的時間之后，重新發(fā)送一個上行數據傳輸。
3.一種用戶通信單元，包括一個適配于連接到通信系統(tǒng)中的電纜分布網絡的接口；以及一個連接到該接口的處理器，其中該處理器具有多種工作模式，包括第一工作模式，其中處理器從用戶通信單元向基本通信單元發(fā)送第一上行數據傳輸，第一上行數據傳輸在一個超幀內的一個幀中的一個時隙中發(fā)送；第二工作模式，其中處理器接收與第一上行數據傳輸相關的一個相關下行數據傳輸，其中相關下行數據傳輸通過在后續(xù)超幀的對應時隙和幀中被接收而與第一上行數據傳輸相關聯；第三工作模式，其中處理器通過檢查相關下行數據傳輸中的差錯指示器，判斷在第一上行數據傳輸和來自另一通信單元的另一上行數據傳輸之間是否發(fā)生了沖突；以及第四工作模式，其中處理器響應于發(fā)生了差錯的判斷，在一隨機時間段之后，自動重發(fā)第一上行數據傳輸。
4.一種通信單元中的處理器可讀、并且編碼用于處理數據沖突的處理器可執(zhí)行指令的存儲設備，該存儲設備包括用于從用戶通信單元向基本通信單元發(fā)送第一上行數據傳輸的第一指令裝置，其中第一上行數據傳輸請求接入到通信系統(tǒng)；用于從基本通信單元接收相關下行數據傳輸的第二指令裝置；用于通過檢查相關下行數據傳輸中的差錯指示器，判斷第一上行數據傳輸和來自另一通信單元的另一上行數據傳輸之間是否發(fā)生了沖突的第三指令裝置；以及用于響應于發(fā)生了差錯的判斷，在一段隨機時間之后，自動重發(fā)第一數據傳輸的第四指令裝置，其中在存儲裝置連接到處理器時，該指令裝置被激活。
5.一種在電纜通信系統(tǒng)中使用的通信裝置，包括一個適配于連接到電纜通信系統(tǒng)中的分布網絡的接口，該接口提供用于在分布網絡上發(fā)送和接收數據傳輸的連接，其中在多個信道上發(fā)送數據傳輸，每一個信道被指派無線頻譜的一部分，其中無線頻譜的該部分按時間被劃分成多個時隙；以及連接到該接口的一個接收器，其中該接收器接收來自該接口的已調數據信號，并將已調數據信號轉換成數字數據；連接到該接口的一個發(fā)送器，其中該發(fā)送器將數字數據轉換成發(fā)送到通信系統(tǒng)的已調數據信號；連接到該發(fā)送器和該接器的一個處理單元；適配于連接到用戶設備的一個用戶環(huán)路接口；以及連接到該發(fā)送器處理單元和用戶環(huán)路接口的一個脈碼已調編碼/解碼器單元，其中包含用戶數據的數字數據被轉換成模擬形式以供用戶使用，并且其中來自用戶的模擬數據被轉換成數字形式，其中處理器向電纜控制單元發(fā)送第一上行脈沖串，其中第一上行脈沖串位于一個超幀內的一個幀的一個時隙內，并且第一數據傳輸包括一個同步模式；以電纜控制單元接收一個相關下行脈沖串，其中相關下行脈沖串位于后續(xù)超幀中對應的時隙和幀內；通過檢查相關下行脈沖串中的差錯指示器，判斷第一上行脈沖串和來自另一通信單元的另一上行脈沖串之間是否發(fā)生了沖突，其中當電纜控制單元不能識別同步模式時，差錯指示器指示沖突；以及響應于發(fā)生了沖突的判斷，在一段隨機時間之后，重新發(fā)送第一上行脈沖串。
6.一種在電纜通信系統(tǒng)中使用的設備，包括一個適配于連接到電纜通信系統(tǒng)中的分布網絡的接口，該接口提供在讀分布網絡上發(fā)送和接收數據傳輸的連接，其中在多個信道上發(fā)送數據傳輸，每一個信道被指派一部分無線頻譜，其中該部分無線頻譜按時間劃分成多個時隙；以及一個處理單元，包括用于向基本通信單元發(fā)送第一上行數據傳輸的第一處理裝置，其中第一數據傳輸位于一個超幀內的一個幀中的一個時隙內，并且第一上行數據傳輸包括一個同步模式；用于從基本通信單元接收相關下行數據傳輸的第二處理裝置，其中相關下行傳輸位于后續(xù)超幀中的對應時隙和幀內；用于通過檢查相關下行傳輸中的差錯指示器，判斷在第一上行數據傳輸和來自另一通信單元的另一上行數據傳輸之間是否發(fā)生了沖突的第三處理裝置，其中差錯指示器在基本通信單元無法成功接收到第一上行數據傳輸時指示沖突；以及用于響應于發(fā)生了沖突的判斷，在一段隨機時間之后，重新發(fā)送第一上行數據傳輸的第四處理裝置。
7.一種在電纜通信系統(tǒng)中使用的通信單元，包括適配于連接到電纜通信系統(tǒng)中分布網絡的一個接口，該接口提供在該分布網絡上發(fā)送和接收數據傳輸的連接，其中在多個信道上發(fā)送數據傳輸，每一個信道被指派一部分無線頻譜，其中該部分無線頻譜按時間劃分成多個時隙；以及一個具有多種工種模式的處理單元，多個工作模式包括第一工作模式，其中處理器向基本通信單元發(fā)送第一上行數據傳輸，其中第一上行數據傳輸位于超幀內的一個幀的一個時隙內，并且第一上行數據傳輸包括一個同步模式；第二工作模式，其中處理器從基本通信單元接收一個相關下行數據傳輸，其中相關下行數據傳輸位于后續(xù)超幀中的對應時隙和幀內；第三工作模式，其中通過檢查相關下行傳輸中的差錯指示器，判斷在第一上行數據傳輸和來自另一通信單元的另一上行數據傳輸之間是否發(fā)生了沖突，其中差錯指示器在基本通信單元無法識別同步模式時指示沖突；以及第四工作模式，其中處理器響應于發(fā)生了沖突的判斷，在一段隨機時間之后，重新發(fā)送第一數據傳輸。
全文摘要
在通信系統(tǒng)(100)中用于向通信單元(134)提供到通信系統(tǒng)(100)的接入的一種方法和設備。通信系統(tǒng)(100)包括一個電纜分布網絡(106),該電纜分布網絡(106)帶有一個基本通信單元(102)和許多下行通信單元(134),它們都連接到該電纜分布網絡(106)。使用多個信道在基本通信單元(102)和下行通信單元(134)之間傳輸數據。第一組信道主要用于接入該通信系統(tǒng)(100),而第二組信道用于在已經獲得該通信系統(tǒng)(100)的接入之后,在該通信系統(tǒng)(100)內發(fā)送數據?；就ㄐ艈卧?102)發(fā)送包括用于請求接入到該通信系統(tǒng)(100)的接入信道標識的第一類數據傳輸。響應于在第一組信道上接收到接入該通信系統(tǒng)(100)的請求,基本通信單元(102)指派在第二組信道內的信道。還向試圖獲取到該通信系統(tǒng)(100)的接入的基本通信單元(102)提供了處理下行通信單元(134)之間的傳輸中的沖突的一種機制。
文檔編號H04N7/14GK1169810SQ96191641
公開日1998年1月7日 申請日期1996年11月1日 優(yōu)先權日1996年11月1日
發(fā)明者理查德·詹姆斯·科里根, 布魯斯·D·米勒, 蒂莫西·M·伯克 申請人:摩托羅拉公司