( 57) 1. Stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej,

RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOW Y (19) PL (21) Numer zgłoszenia: 325831 (22) Data zgłoszenia: 27.09.1996 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 27.09.1996, PCT/GB96/02380 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 10.04.1997, WO97/13333, PCT Gazette nr 16/97 (11) 181926 (13) B1 (51) IntCl7 H04B 7/15 H04L 27/18 H04Q 7/20 H04B 1/38 ( 5 4 ) Stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej i ruchoma stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej (30) Pierwszeństwo: 30.09.1995,GB,9520010.1 (73) Uprawniony z patentu: RURAL RADIO SYSTEMS LIMITED, St. Denys, GB (43) Zgłoszenie ogłoszono: 03.08.1998 BUP 16/98 (72) Twórcy wynalazku: Stephen A.G. Chandler, Coventry, GB Stephen J. Braithwaite, Highfield, GB (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.10.2001 WUP 10/01 (74)Pełnomocnik: Kuźnicka-Łukomska Barbara PL 181926 B1 ( 57) 1. Stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej, w której jest zainstalowanych wiele takich stacji w przypadkowo rozmieszczonych usytuowaniach i gdzie w samych takich stacjach umieszczono obwód przełączający do marszrutowania połączeń pomiędzy stacjami w sieci z wykorzystywaniem innych stacji w sieci do przekazywania takich połączeń, gdzie to jest konieczne, znamienna tym, że stacja (6) zawiera środki przerywające połączenia (16) służące do przerywania istniejącego połączenia, które jest przekazywane przez stację (6) dla odebrania nowego połączenia do tej stacji (6) z dalszej stacji w sieci, przy czym środki przerywające połączenia zawierają środki monitorowania połączenia (30) do odbierania w interwałach czasowych pomiędzy przekazywaniem mowy lub sygnałów danych w istniejącym połączeniu sygnału przerywającego (34), który oznacza żądanie połączenia do tej stacji (6) z dalszej stacji, a ponadto środki przerywające połączenia zawierają środki akceptowania połączenia (36) do przerywania przekazywania istniejącego połączenia przez stację (6) w odpowiedzi na sygnał przerywający (34) by umożliwić przyjęcie nowego połączenia z dalszej stacji. Fig. 3

Stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej i ruchoma stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej Zastrzeżenia patentowe 1. Stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej, w której jest zainstalowanych wiele takich stacji w przypadkowo rozmieszczonych usytuowaniach i gdzie w samych takich stacjach umieszczono obwód przełączający do marszrutowania połączeń pomiędzy stacjami w sieci z wykorzystywaniem innych stacji w sieci do przekazywania takich połączeń, gdzie to jest konieczne, znamienna tym, że stacja (6) zawiera środki przerywające połączenia (16) służące do przerywania istniejącego połączenia, które jest przekazywane przez stację (6) dla odebrania nowego połączenia do tej stacji (6) z dalszej stacji w sieci, przy czym środki przerywające połączenia zawie rają środki monitorowania połączenia (30) do odbierania w interwałach czasowych pomiędzy przekazywaniem mowy lub sygnałów danych w istniejącym połączeniu sygnału przerywającego (34), który oznacza żądanie połączenia do tej stacji (6) z dalszej stacji, a ponadto środki przerywające połączenia zawierają środki akceptowania połączenia (36) do przerywania przekazywania istniejącego połączenia przez stację (6) w odpowiedzi na sygnał przerywający (34) by umożliwić przyjęcie nowego połączenia z dalszej stacji. 2. Stacja według zastrz. 1, znamienna tym, że środki przerywające połączenia (16) zawierają środki ponownego marszrutowania, które w odpowiedzi na odebranie sygnału przerywającego (34) wybierają alternatywną marszrutę do przekazywania istniejącego połączenia, a jeżeli alternatywna marszruta jest dostępna, zmieniają marszrutę istniejącego połączenia, by umożliwić odebranie nowego połączenia z dalszej stacji. 3. Stacja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że środki przerywające połączenia (16) zawierają środki nadawania zerowego do nadawania pakietów zerowych (35) oznaczających szczeliny w mowie lub sygnałach danych przesyłane w istniejącym połączeniu, przy czym środki (30) monitorowania połączenia są przeznaczone do odbierania wymienionego sygnału przerywającego (34) podczas przesyłania wymienionych pakietów zerowych (35). 4. Stacja według zastrz. 3, znamienna tym, że środki (30) monitorowania połączenia są przeznaczone do odbierania wymienionego sygnału przerywającego (34) tylko po ustaniu przesyłania sekwencji pakietów zerowych (35). 5. Ruchoma stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej, w której wiele stacji nadawczo-odbiorczych jest usytuowanych w przypadkowo rozmieszczonych miejscach i gdzie przewidziany jest obwód przełączający w samych stacjach do marszrutowania połączeń pomiędzy stacjami w sieci z wykorzystywaniem innych stacji w sieci do przekazywania takich połączeń, tam gdzie to jest konieczne, znamienna tym, że zawiera środki rejestracyjne do przesyłania sygnałów rejestracyjnych do stałej bazowej stacji nadawczo-odbiorczej związanej ze stacją ruchomą z wykorzystywaniem innych stałych stacji w sieci do przekazywania sygnałów rejestracji, tam gdzie jest to konieczne, tak że stacja bazowa odbiera wskazanie przybliżonego usytuowania stacji ruchomej z lokalizacji pierwszej stacji stałej użytej do przekazywania sygnałów rejestracji, a ponadto ruchoma stacja zawiera środki przyjmowania połączenia do odbierania połączenia z dalszej stacji w sieci przekazywanego za pomocą stacji bazowej i marszrutowanego w kierunku stacji ruchomej przez stację bazową na podstawie przybliżonego położenia stacji ruchomej wskazywanego przez sygnały rejestracji i/lub inicjowania marszrutowania połączenia z powrotem do tej dalszej stacji po zaakceptowaniu połączenia. 6. Stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej, znamienna tym, że zawiera środki sygnalizacji (55) do nadawania i odbierania sygnałów na tej samej częstotliwości, środki nadawcze do nadawania sygnałów za pomocą środków sygnalizacji (55), środki odbiorcze (56) do odbierania sygnałów za pomocą środków sygnalizacji (55) oraz środki przełączające (54) do

181926 3 przełączania środków sygnalizacji (55) pomiędzy środkami nadawczymi (50,51, 52,53) a środkami odbiorczymi (56) w odpowiedzi na sygnał sterowania, gdzie środki nadawcze (50, 51, 52, 53) zawierąją źródło częstotliwości (51) do dostarczenia sygnału częstotliwości, obwód dwustabil ny (50) do wytwarzania przez podział częstotliwości sygnału częstotliwości, częstotliwości nośnej dla sygnałów, które mają być nadawane, oraz środki powstrzymywania do wyłączania obwodu dwustabilnego (50) w celu wyłączenia częstotliwości nośnej w odpowiedzi na sygnał sterowania. * * * Przedmiotem wynalazku jest stacja nadawczo-odbiorcza do sieci telekomunikacyjnej z rozłożonym obwodem, w której to sieci wiele takich stacji ma być zainstalowanych w przypadkowo wyznaczonych miejscach i gdzie obwód przełączający jest umieszczony w samych stacjach do marszrutowania połączeń pomiędzy stacjami w sieci z wykorzystaniem innych stacji w sieci do przekazywania takich połączeń, tam gdzie to jest potrzebne. W wielu krajach, chociaż mogą być usługi telefoniczne świadczone w miastach i niektórych głównych wsiach, większość mieszkańców nie ma sprawnego dostępu do telefonów. W takich krajach potrzebna jest sieć telefoniczna o takiej gęstości, żeby zasadniczo wszyscy mieszkańcy nie mieli dłuższej drogi do telefonu publicznego niż kilka kilometrów. Wymagałoby to jednak instalowania sieci zawierającej dużą liczbę szeroko rozmieszczonych aparatów telefonicznych, która byłaby zbyt droga, jeżeli byłby stosowany konwencjonalny przewodowy system telefoniczny. Opracowanie A distributed Rural Radio System for Developing Countries, S. A.G. Chandler, S. J. Braithwait, H.R. Mgombelo i in., IV Konferencja DEE na temat Telekomunikacji, IEE Conference Publication nr 371, kwiecień 1993, opisuje wiejski radiowy system telefoniczny, który dzięki swej strukturze sieci bezcentralowej jest idealnie dostosowany do świadczenia podstawowych usług telefonicznych w miejscach oddzielonych dużymi odległościami. Taki radiowy system telefoniczny wykorzystuje sieć współpracujących węzłów radiowych, które nie wymagają centrali ani infrastruktury łączącej. Każdy węzeł składa się ze stacji nadawczo-odbiorczej, zawierającej dwa jednokanałowe nadbiorniki cyfrowe, co najmniej jeden interfejs telefoniczny i sterowniki zawierające oprogramowanie realizujące pewien protokół, by powodować żądane sterowanie łączności. Łącza pomiędzy węzłami są łączami o stałej pojemności (w przeciwieństwie do łączy przełączanych pakietowo lub zwielokrotnionych statycznie), jak to jest wymagane dla dupleksowej rozmowy w ruchu telefonicznym. Każda stacja nadawczo-odbiorcza zawiera zasilany energią słoneczną cyfrowy zespół radiowy, do którego dołączony jest jeden lub więcej aparatów telefonicznych. Rozmowy w rozsądnym zasięgu (50 km itp. w rozsądnie korzystnym terenie) przeprowadzane są przez bezpośrednią łączność pomiędzy stacjami. Poza tym zakresem jednak połączenia muszą być przekazywane przez inne stacje w sieci, które nie są wykorzystywane podczas realizowania tych połączeń. Połączenia poza obszarem obsługiwanym przez sieć, albo wymagające nadmiernej liczby skoków przekazywania, mogą być marszrutowane poprzez węzły furtkowe do publicznej sieci telefonicznej. W publikacji EP 0631398 A2 opisane jest urządzenie do kształtowania przebiegów danych w postaci pakietów. Urządzenie to zawiera między innymi środki generujące wzór do generowania zespołu danych opartych na danych przekazywanych i sygnałach stanu przekazywania; środki generujące sygnał adresujący do dekodowania zespołu danych i generowania sygnałów adresowych. Ponadto urządzenie zawiera środki sterujące do generowania złożonych sygnałów przełączających dla sterowania odczytaniem impulsowych przebiegów w ciągach zapasowych i zwykłych oraz sygnałów wyznaczających miejsca próbkowania do wyznaczania miejsca odczytywania w bieżącej szczelinie czasowej. Urządzenie to jest też zaopatrzone w środki generujące przebiegi dla generowania przebiegów impulsowych odczytujących w czasie ciągów zapasowych i odczytujące przebiegi impulsowe w czasie ciągów zwykłych opartych na sygnałach adresowych i ciągów sygnałów przełączających. Urządzenie zawiera również środki do gładkiego łączenia generowanych bieżąco przebiegów impulsowych i środków generujących przebiegiem.

4 181926 Dane przekazywania i sygnały stanu transmisji dostarczane spoza urządzenia kształtującego przebiegi są wprowadzane do wejściowej części wymienionych środków generujących wzorzec, i sygnały stanu transmisji dostarczone spoza urządzenia kształtującego przebiegi są wprowadzane do wejściowej części środków sterujących, zestawy danych są wprowadzane do środków generujących sygnały adresowe i sygnały adresujące, złożone sygnały przełączające i sygnały wskazujące punkty próbkowania są wprowadzone do środków generujących przebiegi, przebiegi impulsowe są wprowadzane do środków wyjścia i przebiegi sygnału odpowiadające pakietom są generowane ze środków wyjścia. W publikacji EP 0971514 A3 opisany jest cyfrowy nadajnik z kształtowaniem przebiegów i cyfrowy odbiornik z synchronizacją symbolu. Nadajnik jest zdolny generować przebieg symbolu dla każdego symbolu w danych cyfrowych przeznaczonych do przesłania, składając serię takich przebiegów, aby utworzyć przebieg złożony i aby wygenerować sygnały wymodulowane dla przekazu w krótkich pakietach z nadajnika bez wytwarzania znaczącego rozproszenia widma. Odbiornik jest w stanie odebrać sygnały modulowane cyfrowo i wytworzyć z nich odpowiadające sygnały symboli wskazujące symbole obecne w modulowanych sygnałach i jest w stanie próbkować sygnały symboli dostarczając odpowiednio otrzymanych danych sygnałów wyjścia z odbiornika. Nadajnik i odbiornik mogą być zespolone w stację nadawczo-odbiorczą, a wiele takich stacji rozmieszczonych w przypadkowych miejscach tworzy sieć telekomunikacyjną. Najbardziej podobnymi aktualnie używanymi systemami są pakietowe systemy radiowe. Jednakże systemy takie typowo wykorzystują pojedynczy kanał radiowy zwielokrotniony statystycznie, co zwykle powoduje znacznie mniejszą prędkość przesyłania informacji, a zawsze ma zmianę opóźnienia niemożliwą do zaakceptowania w rozmowie dupleksowej. Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonej stacji nadawczo-odbiorczej do przełączanej sieci telekomunikacyjnej z rozłożonym obwodem. Zgodnie z wynalazkiem cel ten osiągnięto dzięki temu, że opracowano stację nadawczo-od biorczą zawierającą środki do przerywania istniejącego połączenia, które jest przekazywane przez stację dla odebrania nowego połączenia do tej stacji z dalszej stacji w sieci, przy czym środki przerywające połączenie zawierają środki monitorowania połączenia do odbierania w interwałach czasowych oraz środki akceptowania połączenia do przerywania przekazywania istniejącego połączenia przez stację w odpowiedzi na sygnał przerywający by umożliwić przyjęcie nowego połączenia z dalszej stacji. W dalszym rozwinięciu wynalazku środki przerywania połączenia zawierają środki ponownego marszrutowania, które w odpowiedzi na odebranie sygnału przerywającego wybierają al tematywną marszrutę do przekazywania istniejącego połączenia, a jeżeli alternatywna marszruta jest dostępna, zmieniają marszrutę istniejącego połączenia, by umożliwić odebranie nowego połączenia z dalszej stacji. Zgodnie z wynalazkiem środki przerywania połączenia zawierają środki nadawania zerowego do nadawania pakietów zerowych oznaczających szczeliny w mowie lub sygnałach danych przesyłane w istniejącym połączeniu, przy czym środki monitorowania połączenia są przeznaczone do odbierania wymienionego sygnału przerywającego podczas przesyłania wymienionych pakietów zerowych. Zgodnie z dalszym rozwinięciem wynalazku środki monitorowania połączenia są przezna czone do odbierania wymienionego sygnału przerywającego tylko po ustaniu przesyłania sekwencji pakietów zerowych. W innym przykładzie wykonania wynalazku stacja ruchoma zawiera środki rejestracyjne do przesyłania sygnałów rejestracyjnych do stałej bazowej stacji nadawczo-odbiorczej związanej ze stacją ruchomą z wykorzystaniem innych stałych stacji w sieci do przekazywania sygnałów rejestracji, tam gdzie to jest konieczne, tak, że stacja bazowa odbiera wskazanie przybliżonego usytuowania stacji ruchomej z lokalizacji pierwszej stacji stałej użytej do przekazywania sygnałów rejestracji, a ponadto stacja ruchoma zawiera środki przyjmowania połączenia do odbierania połączenia z dalszej stacji w sieci przekazywanego za pomocą stacji bazowej i marszrutowanego w

181 926 5 kierunku stacji ruchomej przez stację bazową na podstawie przybliżonego położenia stacji ruchomej wskazywanego przez sygnały rejestracji i/lub inicjowania marszrutowania połączenia z powrotem do tej dalszej stacji po zaakceptowaniu połączenia. Zgodnie z wynalazkiem stacja nadawczo-odbiorcza zawiera środki sygnalizacji do nadawania i odbierania sygnałów na tej samej częstotliwości, środki nadawcze do nadawania sygnałów za pomocą środków sygnalizacji, środki odbiorcze do odbierania sygnałów za pomocą środków sygnalizacji oraz środki przełączające do przełączania środków sygnalizacji pomiędzy środkami nadawczymi a odbiorczymi w odpowiedzi na sygnał sterowania, gdzie środki nadawcze zawierają źródło częstotliwości do dostarczania sygnału częstotliwości, obwód dwustabilny do wytwarzania, przez podział częstotliwości sygnału częstotliwości, częstotliwości nośnej dla sygnałów, które mąją być nadawane, oraz środki powstrzymywania do wyłączania obwodu dwu stabilnego w celu wyłączenia częstotliwości nośnej w odpowiedzi na sygnał sterowania. Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat przełączanej sieci telekomunikacyjnej z rozłożonym obwodem, fig. 2 - schemat blokowy stacji nadawczo-odbiorczej stosowanej w sieci telekomunikacyjnej, fig. 3 i 4 - schematy ilustrujące sposoby marszrutowania połączenia w sieci według wynalazku, fig. 5,6,7 i 8 - schematy wyjaśniające przerywanie połączenia w sieci według wynalazku, a fig. 9 - schemat ilustrujący korzystne cechy obwodu zastosowanego w stacji nadawczo-odbiorczej według wynalazku. Na figurze 1 pokazano usytuowanie węzłów hipotetycznej przełączanej radiowej sieci telekomunikacyjnej z rozłożonym obwodem, zawierającej szereg swobodnie usytuowanych nieruchomych węzłów 1, w których usytuowane są stacje nadawcze i odbiorcze. Oprócz tych węzłów 1 sieci pokazano kilka furtkowych węzłów 2, które umożliwiają dostęp do publikacji sieci telefonicznej, w której łączność telefoniczna odbywa się w konwencjonalny sposób na łączach przewodowych ze sterowaniem na centralach. Jak zaznaczono na rysunku liniami przerywanymi 4, połączenia mogą być realizowane pomiędzy węzłami 1 w sieci lub pomiędzy węzłem 1sieci a furtkowym węzłem 2 albo bezpośrednio, kiedy węzły są dostatecznie blisko siebie, albo za pośrednictwem innych węzłów 1, które służą do przekazywania połączeń. Na figurze 2 pokazano schemat blokowy stacji nadawczo-odbiorczej 6, zawierającej dwie nadawczo-odbiorcze anteny 7,8, dwa jednokanałowe cyfrowe nadbiorniki 9,10, co najmniej jeden telefoniczny interfejs 11,12 i przyporządkowany aparat telefoniczny 13,14, interfejs 15 nad biornika oraz zespół sterowania 16, służący do sterowania połączeniem pomiędzy stacjami w sieci. Każda stacja 6 może być wykorzystana jako stacja końcowa dla maksimum dwóch połączeń, to znaczy dwa połączenia mogą być realizowane równocześnie przy użyciu aparatów telefonicznych 13 i 14, albo alternatywnie do przekazywania jednego połączenia przy równoczesnym wykorzystywaniu dwóch nadbiorników 9 i 10 do odbierania i retransmitowania informacji połączenia w dwóch kierunkach. Nadbiorniki 9 i 10 typowo wykorzystują oddzielne kanały częstotliwościowe, chociaż w obszarze dostatecznie małym, by czasowe zwichrowanie nie było problematyczne, można stosować zwielokrotnienie z podziałem czasowym. Typowo te dwa kanały są wybrane z zestawu 200 dostępnych kanałów, chociaż w niektórych sytuacjach mogłyby być użyteczne większe liczby kanałów. Marszrutowanie połączeń w sieci opiera się na geograficznym usytuowaniu węzłów w sieci, a nie na stosowaniu tabel marszrutowania zapisanych wewnątrz stacji, ponieważ zapewnia to znacznie lepsze działanie, kiedy nie ma żadnej centrali. Realizacja marszrutowania i początkowe zestawianie połączenia odbywają się z wykorzystaniem specjalnego kanału wywołującego, przewidzianego do tego celu, w którym informacje są przenoszone przy wykorzystaniu asynchronicznych pakietów. Oddzielne kanały prowadzenia ruchu, za pomocą których informacje mowy są odbierane i nadawane, mogą być wykorzystywane albo dla pakietu synchronicznego, albo do formatów transmisji przełączanych obwodowo ze stałą ramką w zależności od protokołu systemu i od wymagań użytkownika. Marszrutowanie połączenia od źródłowej stacji S, z której połączenie jest realizowane, do stacji docelowej D, do której połączenie jest kierowane, jest sterowane przez odpowiedni algorytm marszrutowania realizowany przez współdziałanie pomiędzy zespołami sterowania stacji

6 1 81 926 źródłowej i stacji docelowej oraz wszystkich innych stacji wykorzystywanych do przekazywania połączenia. Ten algorytm marszrutowania tworzy szereg łączy telekomunikacyjnych zaczynając od stacji źródłowej S, a kończąc na stacji docelowej D, przy wykorzystaniu procesu iteracyjnego, jeżeli stacja docelowa D nie jest w zasięgu jednego skoku od źródłowej stacji S. Najprostszy sposób takiego marszrutowania, pokazany na fig. 3 polega na określeniu w każdym etapie iteracji tej stacji w zasięgu radiowym poprzedniej stacji, która jest usytuowana najbliżej docelowej stacji D. Jeżeli najbliższa stacja nie jest bliżej niż poprzednia stacja wykorzystywana w marszrutowaniu, wówczas marszruta zostaje zablokowana. Na fig. 3 pokazano ten sposób w zastosowaniu do przekazywania połączenia za pomocą dwóch stacji 20 i 21, przy czym zasięgi radiowe stacji źródłowej S i stacji 20 i 21 są oznaczone okręgami 22, 23 i 24. Obecnie zostanie opisany sposób realizowania tego algorytmu marszrutowania przez zespół sterowania każdej stacji. Zespół sterowania poprzedniej stacji będzie rozgłaszać sygnał zapytania w postaci komunikatu CQL, który będzie odbierany przez wszystkie stacje dostępne do przekazywania w zasięgu. Jeżeli ten sygnał zapytania zostanie odebrany przez docelową stację D, wówczas zespół sterowania stacji docelowej wytwarza bezpośredni sygnał potwierdzenia, by poinformować, że połączenie może być zrealizowane z poprzedniej stacji bezpośrednio do stacji docelowej. Inne stacje odbierające sygnał zapytania wytwarzają sygnał potwierdzenia, który jest nadawany po pewnym opóźnieniu zwiększającym się wraz z odległością tej stacji od stacji przeznaczenia D. Wartość tego opóźnienia jest obliczana przez każdą stację na podstawie odległości tej stacji od stacji przeznaczenia, wyznaczonej albo z listy usytuowań innych stacji, zapisanej wewnątrz stacji, albo przy wykorzystaniu numerów stacji podających oznaczenia sieciowe tych stacji. Jeżeli stacje pracują z protokołem CSMA, tak że nie wytwarzają one sygnału potwierdzenia, jeżeli kanał jest już wykorzystywany, można uniknąć większości kolizji. Gdy tylko poprzednia stacja odbierze sygnał potwierdzenia z innej stacji, nadaje sygnał potwierdzenia do wybranej stacji. Inne stacje w zasięgu (ale w większej odległości od stacji przeznaczenia, co powoduje większe opóźnienie przed potwierdzeniem) również odbiorą ten sygnał potwierdzenia i otrzymają przez to zakaz odpowiedzi na sygnał zapytania, przez co unika się niepotrzebnego zatłoczenia w kanale wywołującym. Ten algorytm marszrutowania ma tę niedogodność, że nie znajduje on wszystkich możliwych tras, a zatem połączenia mogą być niepotrzebnie blokowane. Przykładowo, jak pokazano na fig. 4, połączenie może być zablokowane na stacji 21 ze względu na istnienie przeszkody 26, takiej jak góra lub po prostu obszar, gdzie nie ma żadnych stacji dostępnych do przekazywania połączenia. Jednym sposobem naprawienia takiej sytuacji jest niewielkie uogólnienie marszrutowania za pomocą algorytmu. Zamiast wybierania stacji najbliższej przeznaczenia do przekazywania połączenia na każdym etapie następna stacja przekaźnikowa może być wybierana w każdym etapie tak, aby zwiększyć do maksimum prawdopodobieństwo zestawienia trasy do stacji przeznaczenia. Prawdopodobieństwo zestawienia trasy od dowolnej stacji zmienia się odwrotnie z odległością od tej stacji przy braku jakiejkolwiek wiadomości, że trasa jest zablokowana. Jeżeli jednak stwierdzono, że trasa jest zablokowana na stacji 21 na fig. 4, tak że nie ma żadnych dostępnych stacji w odpowiednich miejscach, by działały jako stacje przekaźnikowe zgodnie z pierwotnym algorytmem, wówczas można zastosować zmodyfikowany algorytm, by wrócić wstecz o jeden krok do stacji 20 i zmodyfikować rozkład prawdopodobieństwa wiedząc, że stacja 21 jest zablokowana. Na skutek tego stacja 21 lub stacje usytuowane blisko stacji 21 mają mniej sze prawdopodobieństwo wybrania, przez co umożliwione jest wybranie dalszej stacji 25 do przekazywania połączenia w celu zrealizowania trasy do stacji przeznaczenia z ominięciem przeszkody 26. Jeżeli usytuowanie stacji 21 jest znane dla innych stacji, takich jak stacja 25, które mogą być ewentualnie wykorzystane w przekazywaniu połączenia, jak to będzie miało miejsce, jeżeli te dalsze stacje otrzymają sygnał ze stacji 21 potwierdzający wycofanie o jeden krok, wówczas prawdopodobieństwo zestawienia połączenia z danej stacji lub przynajmniej jego aproksymacje można obliczyć dla każdej ze stacji na tej podstawie, a stąd odpowiednie opóźnienie odpowiedzi

181 926 7 na sygnał zapytania z poprzedniej stacji w celu realizowania marszrutowania w taki sam sposób jak poprzednio. Kiedy jakaś stacja jest wykorzystywana do przekazywania połączenia pomiędzy innymi stacjami w sieci, oba nadbiorniki tej stacji będą wykorzystywane i w związku z tym stacja ta nie będzie dostępna dla nadawania lub odbierania nowego połączenia (kończącego się na tej stacj i) w trakcie takiej pracy przekaźnikowej, chyba że zastosowane jest specjalne urządzenie przerywania połączenia, które umożliwia zmianę marszrutowania istniejącego połączenia, by umożliwić zrealizowanie nowego połączenia. Na figurze 5 przedstawiono schematycznie przenoszenie informacji przez dwa kanały ruchu 27 i 28 i kanał wywołania 29 stacji, która jest wykorzystywana do przekazywania połączenia pomiędzy dwiema innymi stacjami. Podczas normalnej rozmowy telefonicznej chociaż pomiędzy dwoma aparatami telefonicznymi istnieje całkowicie dupleksowa droga przesyłania, zwykle tylko jedna strona mówi w danej chwili i występuje cisza w obu kierunkach przez znaczną część czasu przesyłania, np. w przerwach pomiędzy słowami i sylabami. Nie ma konieczności przesyłania informacji w tych okresach ciszy poza informacją o czasie trwania ciszy. W opisanym systemie informacja mowy dzielona jest na pola 10 ms, które są aktualnie przenoszone w pakietach o czasie trwania około 4 ms, co umożliwia przesyłanie informacji na przemian w dwóch kierunkach. Kiedy stacja przekazuje połączenie (lub jest równocześnie stacją końcową dla dwóch połączeń), wówczas dwa nadbiorniki są wykorzystywane do łączności z dwiema innymi stacjami przy wykorzystaniu różnych częstotliwości. Jak pokazano na fig. 5 nadajniki obu nadbiorników są synchronizowane na równoczesne nadawanie tak, że kiedy informacja mowy jest przesyłana w jednym kierunku do jednej stacji w pierwszym kanale ruchu, informacja mowy jest przesyłana w przeciwnym kierunku do drugiej stacji w drugim kanale ruchu. Te dwa nadbiorniki są dostępne dla odbierania informacji w pośrednich okresach 30 pomiędzy kolejnymi okresami nadawania 31, przy czym pomiędzy okresami nadawania i odbioru przewidziano interwały zabezpieczające 32, aby uniemożliwić superpozycje tych okresów. Gdy oba nadbiorniki były zajęte odbieraniem sygnałów w jednym lub drugim kierunku podczas okresów odbioru, stacja przekaźnikowa nie mogłaby odbierać połączenia realizowanego przez tę stację. Jednakże podczas każdego okresu 30 każdy nadbiornik w rzeczywistości odbiera informację mowy tylko przez 33% czasu i istnieją okresy ciszy. W tych okresach ciszy mogą być odbierane krótkie zerowe pakiety mowy, oznaczające, że odbiornik jest dostępny do odbierania sygnałów przerywających ze stacji, która chce go wywołać, tak aby umożliwić przerwanie przez tę stację przekazywania istniejącego połączenia w celu przyjęcia nowego połączenia. Zmiana marszruty poprzednio przekazywanego połączenia może być realizowana automatycznie, tak że nie będzie żadnej znacznej przerwy w transmisji rozmowy. Jeden możliwy sposób przerwania przekazywanego połączenia opisany będzie na podstawie fig. 6, gdzie pokazano stację, która jest używana do przekazywania połączenia inicjowanego przez inną stację nadającą pakiety przerywające 34 w kanale wywołania. W okresach nadawania 31 i w okresach 33, w których odbierana jest informacja mowy, żaden z nadbiorników nie jest dostępny do odbierania pakietów przerywających 34. Jednakże odebranie zerowego pakietu mowy 35 na jednym z kanałów ruchu, oznaczającego okres ciszy, powoduje szybkie przełączenie nadbiornika na odbieranie informacji w kanale wywołującym, przez co możliwe jest wykrycie istnienia pakietu przerywającego 34 w kanale wywołującym i potwierdzenie przez nadanie sygnału potwierdzenia 36 w kanale wywołującym. Ponieważ wywołanie do każdej stacji ma pierwszeństwo w stosunku do istniejącego połączenia przekazywanego przez tę stację, sygnał potwierdzenia 36 będzie oznaczać dzwonienie aparatu telefonicznego na stacji wywoływanej i spowoduje rozpoczęcie przesyłania mowy z wywołującym przy wykorzystywaniu jednego z kanałów ruchu, jeżeli połączenie zostanie przyjęte przez podniesienie mikrotelefonu. Powoduje to przerwanie istniejącego połączenia przekaźnikowego i realizację alternatywnej marszruty dla istniejącego połączenia. Połączenie przekazywane może być podobnie przerwane, jeżeli mikrotelefon zostanie podniesiony w celu uzyskania połączenia z inną stacją. Chociaż krótka przerwa w transmisji istniejącego połączenia przy takim sposobie nie powinna być poważna, istnieje możliwość przerwania istniejącego połączenia.

8 1 8 1 926 Przy takim sposobie marszrutowanie nowego połączenia do stacji, która jest aktualnie wykorzystywana w przekazywaniu połączenia, odbywa się według już opisanego algorytmu marszrutowania aż do osiągnięcia przedostatniej stacji. Podobnie jak w przypadku innych stacji ta przedostatnia stacja zawiera tablice sąsiedztwa, która podaje te stacje, które są w gwarantowanym zasięgu radiowym określonym przez odległość geograficzną od tych stacji i przez odbiór sygnałów z tych stacji, a lista sąsiedztwa tej przedostatniej stacji będzie zawierać stacje przeznaczenia. Przedostatnia stacja będzie próbować uzyskać połączenie ze stacją przeznaczenia przez powtarzalne wywoływanie w kanale wywołania, a jeżeli połączenie zostanie przyjęte przez stację przeznaczenia, wówczas przesyłany jest zwrotnie sygnał potwierdzenia oznaczający początek dzwonienia na stacji przeznaczenia. Poza tym ze stacji przeznaczenia wysyłany jest zwrotnie sygnał oznaczający jej zaangażowanie. Przy sposobie tym występuje problem polegający na tym, że wymagane jest bardzo szybkie przełączanie kanałów, co powoduje zwiększenie stopnia skomplikowania obwodu ze względu na wymaganą częstotliwość przełączania i mogą wystąpić trudności związane z czasem ustalania się poziomów demodulatora. Figura 7 przedstawia alternatywny sposób przerywania, który unika konieczności szybkiego przełączania kanałów przez zastąpienie utrzymywanych przez stację tablic sąsiedztwa, o których mowa powyżej, przez tablice rekordów sygnałów przydzielenia kanałów, wysyłanych pomiędzy stacjami przy zestawianiu marszrut dla istniejących połączeń. Zatem przy marszruto waniu połączenia do stacji przeznaczenia, która jest aktualnie wykorzystywana do przekazywania połączenia na swych kanałach ruchu, przedostatnia stacja odnosi się do rekordów innych słyszanych stacji i częstotliwości kanałów, do których zostały przydzielone nadbiorniki słyszanych stacji. Rekordy te są wprowadzane wtedy, gdy ich polecenia ustawiania częstotliwości zo staną odsłuchane przez stację, a są kasowane, gdy następne próby wywołania odpowiedniej stacji w danym kanale zawiodą lub odpowiednia stacja jest słyszana jako wywołująca inną stację w kanale wywołania. Przedostatnia stacja usiłuje następnie uzyskać dostęp do stacji przeznaczenia przez powtarzalne wywoływanie w kanale ruchu lub w każdym kanale ruchu stacji przeznaczenia zgodnie z poprzednio zapisaną informacją przydzielenia kanału. Podczas wykorzystywania wywołanego kanału do nadawania lub odbierania informacji mowy odbiór sygnału wywołania będzie uniemożliwiony zgodnie z protokołem CSMA. Jednakże po odebraniu zerowego pakietu mowy 35, oznaczającego okres ciszy w wywoływanym kanale, kanał ten stanie się dostępny dla odbioru pakietu przerywającego 37 ze stacji wywołującej, a to umożliwi następnie nadanie w kanale wywołanym sygnału potwierdzenia 38 oznaczającego rozpoczęcie dzwonienia na stacji wywołanej i zestawienie połączenia w sposób już opisany. Wymagania czasu ustalania częstotliwości w przedostatnim kanale przy takim sposobie nie są zbyt wysokie. Nadal jednak istnieje możliwość, że istniejące połączenie przekazywane może być przerwane. Modyfikacja opisanego powyżej sposobu przerywania zostanie teraz opisana w odniesieniu do fig. 8. Modyfikacja ta zasadniczo usuwa możliwość rozłączenia istniejącego połączenia przekazywanego podczas przerwania. Fig. 8 przedstawia schematycznie połączenie ze stacji źródłowej S do stacji przeznaczenia D przekazywane przez pewną liczbę innych stacji, zawierającą stację R, do której nowe połączenie jest kierowane ze stacji 41 poprzez stacje przekaźnikowe, obejmujące przedostatnią stację I. Jak już poprzednio podano, okresy ciszy lub szczeliny w transmisji danych są rozpoznawane przez stacje końcowe i nadawane są specjalne zerowe pakiety mowy krótsze niż normalne pakiety mowy używane do przenoszenia zwykłych sygnałów. Zerowe pakiety mowy zawierają informacje umożliwiające zidentyfikowanie przez stacje przesłuchujące, która stacja nadała zerowy pakiet rozmowy i synchronizacj ę na taki zerowy pakiet rozmowy, jak również pobudzenie normalnie odbierającej stacji do wysłuchiwania zapytań podczas pustej reszty szczeliny czasowej. Ponieważ przedostatnia stacja I może być jedynie pewna słuchania sygnału ze stacji R, a niekoniecznie ze stacji A lub ze stacji B przy stacji R w przeciwnym kierunku, musi istnieć możliwość określenia pakietu przerywającego ze stacji I tylko przez sygnały ze stacji R. Dobrym sposobem osiągnięcia tego byłoby stosowanie zerowych pakietów rozmowy ze stacji R do synchronizowania stacji I, ale stacja I nie powinna nadawać pakietu przerywającego

181 926 9 dopóki stacja R nie wstrzyma nadawania zerowych pakietów rozmowy. Oznacza to, że abonent przy jednym końcu rozpoczął mówienie, powodując większe prawdopodobieństwo, że drugi abonent przestanie mówić. Stacja I będzie nadal próbować aż do zrealizowania połączenia. Jeżeli słyszany jest pakiet zerowy ze stacji A, wówczas problem ten nie powstaje i pakiet przerywający jest nadawany natychmiast. Kiedy żądanie połączenia jest odbierane przez stację R z przedostatniej stacji I lub kiedy na stacji R zostanie podniesiony mikrotelefon w celu rozpoczęcia rozmowy, wówczas do sąsiedniej stacji A marszruty połączenia pomiędzy stacją źródłową S a stacją przeznaczenia D przesyłany jest komunikat z poleceniem zmiany marszrutowania połączenia. Spowoduje to tymczasowe przerwanie przez nadbiorniki stacji A nadawania do stacji R, aby nadać komunikat CQL w celu zestawienia alternatywnej marszruty dla połączenia. Następnie stacja A oczekuje na odpowiedź od ewentualnej zamiennej stacji przekaźnikowej z wykorzystaniem normalnej opisanej już procedury marszrutowania z tym wyjątkiem, że nadbiornik stacji A powraca do nadawania do stacji R w kanale ruchu po wysłaniu komunikatu CQL tak, że dalsze połączenie z ewentualną zamienną stacją przekaźnikową musi być realizowane raczej w kanale ruchu, a nie w kanale wywoływania, jak to normalnie było. Następnie ta procedura marszrutowania jest kontynuowana w normalny sposób aż do zrealizowania połączenia ze stacją docelową D lub z przedostatnią stacją 45, jeżeli oba nadbiorniki są wykorzystywane na stacji docelowej D. Jedynie po odebraniu potwierdzenia przez stacje R, że takie połączenie zostało zrealizowane, przekazywanie połączenia za pomocą stacji R jest przerywane i rozpoczyna się dzwonienie na stacji R (albo też marszrutowanie połączenia rozpoczyna się, jeżeli połączenie jest realizowane ze stacji R). Chociaż sposób ten zapobiega utracie istniejących połączeń przekazywanych, to jednak sposób ten ma nieco szkodliwy wpływ na możliwość wywołania tych samych stacji, które aktualnie uczestniczą w przekazywaniu rozmów, ponieważ stacje takie nie będą dostępne do inicjowania lub odbierania połączeń, jeżeli są one jedynymi stacjami, które mogą działać jako stacje przekaźnikowe dla istniejących połączeń. Przy takim sposobie istniejące połączenie przekazywane może mieć wadę przerwania transmisji w jednym kierunku w czasie dwukrotnie dłuższym od czasu ustalania częstotliwości plus czas potrzebny do nadawania komunikatu CQL i odebrania odpowiedzi na ten komunikat. Jednakże będzie to jeszcze mniej niż przerwa w transmisji powodowana przez przerwanie połączenia w innych opisanych sposobach. Tam, gdzie w sieci mają być wykorzystywane ruchome stacje nadawcze i odbiorcze, każda stacja ruchoma jest związana z własnym węzłem bazowym, w którym usytuowana jest normalna nieruchoma stacja nadawczo-odbiorcza. Po włączeniu ruchoma stacja nadaje pakiety rejestracyjne do swej stacji bazowej w regularnych odstępach, np. raz na 10 minut, a te pakiety rejestracyjne są przekazywane przez normalnie nieruchome stacje w sieci, gdzie jest to konieczne. Nadawane pakiety rejestracyjne, kiedy są przekazywane przez inne stacje, będą zawierać informacje identyfikujące pierwszą stację użytą do realizowania takiego przekazywania, a zatem będą informować stację bazową o przybliżonej lokalizacji stacji ruchomej, to znaczy o lokalizacji w zasięgu pierwszej stacji przekaźnikowej. Taka rejestracja lokalizacji stacji ruchomej będzie uaktualniana regularnie przez odbiór sygnałów rejestracyjnych przez stację bazową. Wszystkie żądania połączenia do stacji ruchomej będą kierowane początkowo do stacji bazowej, która następnie przekazuje takie żądanie połączenia do stacji ruchomej w normalnym pakiecie na drodze radiowej z wykorzystaniem, tam gdzie to jest konieczne, pierwszej stacji przekaźnikowej (która jest usytuowana blisko stacji ruchomej jak to podaje informacja rejestracyjna) i ewentualnie inne stacje do przekazania żądanego połączenia do stacji ruchomej. Odbiór żądania połączenia przekazywanego w taki sposób przez stację ruchomą powoduje dzwonienie na stacji ruchomej, a przy podniesieniu mikrotelefonu na stacji ruchomej w celu przyjęcia rozmowy marszrutowanie połączenia z powrotem do stacji wywołującej odbywa się zgodnie z opisanym algorytmem marszrutowania. Jeżeli stacja wywołująca jest bliżej stacji ruchomej niż stacja bazowa, marszrutowanie takie często powoduje, że połączenie nie jest przekazywane za pośrednictwem stacji bazowej.

10 1 81 926 Należy zauważyć, że takie marszrutowanie w odpowiedzi na podniesienie mikrotelefonu w celu przyjęcia ro zm o w y jest korzystną cechą stosowaną w sieci jako całości, ponieważ w przeciwnym razie, jeżeli marszrutowanie połączenia jest inicjowane tak, aby rezerwować możliwości na stacjach, które mają być wykorzystywane w przekazywaniu rozmowy w czasie inicjowania tego wywołania, powodowane byłoby niepotrzebne zatłoczenie sieci na skutek tego, że stacje takie byłyby zarezerwowane do użycia, podczas gdy telefon na stacji wywoływanej dzwoni i pozostaje bez odpowiedzi. W opisanym systemie każdy nadbiornik nadaje i odbiera na tej samej częstotliwości, w związku z tym, ważne jest tłumienie sygnału nadawanego w dużym stopniu, aby zapewnić, że nie będzie on zakłócał odbioru sygnału odbieranego przez nadbiornik. Wyjście nadajnika musi być zatem tłumione znacznie bardziej niż tłumienie toru transmisji radiowej, to znaczy rzędu 140 db. Tam, gdzie przełączanie z trybu nadawania do trybu odbioru musi być szybkie, to znaczy w czasie znacznie krótszym niż jedna milisekunda, trudne jest, jeżeli nie niemożliwe, włączanie lub wyłączanie oscylatorów albo przesuwanie ich częstotliwości, jak to zwykle jest w nadbiornikach z przyciskiem nadawania. Nakłada to surowe wymagania na obwody przełączające, które mają być używane do przełączania pomiędzy trybem nadawania z trybem odbioru w takich nadbiomikach. Jak pokazano na schemacie blokowym na fig. 9, jeden z sygnałów częstotliwościowych, który jest mieszany w celu wytworzenia sygnału częstotliwości nośnej nadawania albo samego sygnału częstotliwości nośnej w przypadku nadajnika z modulacją częstotliwości, jest uzyskiwany z dzielnika częstotliwości 50 zawierającego cyfrowy obwód dwustabilny (przerzutnik). Takie cyfrowe obwody dwustabilne mogą być wyłączane natychmiast przy użyciu bramki logicznej. W trybie nadawania sygnał częstotliwościowy ze źródła częstotliwości 51 jest dzielony przez dwa za pomocą dzielnika częstotliwości 50 i podawany na modulator 52, w którym sygnał pasmowy do nadawania jest wykorzystywany do modulowania wyjściowego sygnału nośnego przez dzielnik częstotliwości 50 w celu wytworzenia zmodulowanego sygnału do wzmocnienia przez wzmacniacz 53 i nadania za pomocą przełącznika 54 nadawanie-odbiór i anteny 55. Kiedy nadbiornik ma być wykorzystywany w trybie odbioru, przełącznik 54 nadawanie-odbiór jest przełączony w pozycję odbioru, jak pokazano na fig. 9, przez doprowadzenie odpowiedniego sygnału sterującego, a równocześnie sygnał sterujący jest podawany na wejście zakazu dołączone do bramki logicznej w dzielniku częstotliwości 50, tak aby uniemożliwić nadawanie sygnału o częstotliwości nośnej. Fakt, że częstotliwość nośna nie występuje w żadnym z sygnałów wyjściowych kierowanych do tego obwodu, a jest jedynie wytwarzana przez nieliniowe dwustabilne działanie przerzutnika oznacza, że sygnał nośny jest całkowicie wyłączony przez tę operację. Nie usuwa to konieczności wyłączania wzmacniacza nadawczego 53, który będzie nadal wzmacniać wszelkie sygnały szumów, ale wymagania wyłączenia wzmacniacza 53 są znacznie mniej surowe niż to byłoby w innym wypadku. Odebrany sygnał o takiej samej częstotliwości jest podawany za pośrednictwem przełącznika 54 do wzmacniacza odbiorczego 56, a stąd do sekcji odbiorczej nadbiornika.

Fig. 9 181 926

181 926 Fig. 7 Fig. 8

181 926 Fig. 5 Fig. 6

181 926 Fig. 3 Fig. 4

181 926 Fig. 1 Fig. 2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.