Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

АБОНЕНТСКИЙ ПУНКТ В АБОНЕНТСКОЙ СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ - Патент РФ 2138122
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
АБОНЕНТСКИЙ ПУНКТ В АБОНЕНТСКОЙ СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
АБОНЕНТСКИЙ ПУНКТ В АБОНЕНТСКОЙ СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ

АБОНЕНТСКИЙ ПУНКТ В АБОНЕНТСКОЙ СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к абонентским системам связи, в частности, к абонентскому пункту для радиосвязи с базовой станцией в абонентской системе беспроводной связи. Технический результат - создание абонентского пункта простой конструкции. Процессорный чип транскодирует цифровой речевой входной сигнал для образования цифровых входных символов, демодулирует выходной сигнал, принятый от базовой станции, для образования цифровых выходных символов, и синтезирует цифровой речевой выходной сигнал из цифровых выходных символов. КИХ-чип фильтрует КИХ цифровых входных символов и генерирует синхронизирующие сигналы для синхронизации операций транскодирования и синтезирования в процессорном чипе. Чип ЦПЧ синтезирует в оцифрованной форме цифровой сигнал промежуточной частоты путем прямого цифрового синтеза и модулирует цифровой сигнал промежуточной частоты с фильтрованными входными символами для образования модулированного входного сигнала промежуточной частоты. Далее радиоустановка обрабатывает модулированный входной сигнал для передачи на базовую станцию. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2138122
Класс(ы) патента: H04B7/00, H04J3/02
Номер заявки: 4830837/09
Дата подачи заявки: 13.08.1990
Дата публикации: 20.09.1999
Заявитель(и): ИнтерДигитал Текнолоджи Корпорейшн (US)
Автор(ы): Дэвид Нортон Критчлоу (US); Грэхэм Мартин Эвис (CA); Моше Иехушуа (IL); Уэйд Лайл Хеймбигнер (US); Карл Джозеф Джонсон (US); Джордж Алан Вили (US)
Патентообладатель(и): ИнтерДигитал Текнолоджи Корпорейшн (US)
Описание изобретения: Изобретение относится к абонентским системам связи, в частности к абонентскому пункту для радиосвязи с базовой станцией в абонентской системе беспроводной связи, который включает кодек, соединенный с процессорным чипом для перекодирования входного сигнала с целью получения цифровых входных символов, радиоустановку, соединенную с процессорным чипом для передачи сигнала, который включает информацию, содержащуюся в цифровых входных символах, на второй пункт в системе, и для демодуляции выходного сигнала, принятого от второго пункта, и в котором процессорный чип служит для синтеза цифровых выходных сигналов из демодулированного выходного сигнала.
Абонентский пункт указанного выше типа описан в заявке на патент США 06/893916, поданной 7 августа 1986 г. на имя David N. Critchlow и др. Базовая станция, используемая для связи с таким абонентским пунктом в цифровой абонентской системе беспроводной связи, описана в патенте США 4777633 на имя Thomas Е. Fletcher и др. Абонентский пункт, описанный в указанной заявке 06/893916, включает устройство перекодирования входного цифрового речевого сигнала для получения входных цифровых символов, КИХ-фильтр цифровых входных символов (где КИХ означает конечную импульсную характеристику), устройство выделения входного аналогового сигнала промежуточной частоты из отфильтрованных входных символов, устройство объединения входного сигнала промежуточной частоты с высокочастотной (ВЧ-) несущей для радиопередачи на базовую станцию, устройство демодуляции принятого от базовой станции выходного сигнала для получения цифровых выходных символов и синтезатор цифрового выходного речевого сигнала из цифровых выходных символов. В этом абонентском пункте предусмотрены процессорный чип (интегральная микросхема на кристалле) полосы модулирующих частот и процессорный чип модемной обработки. Оба чипа являются цифровыми процессорами сигналов модели TMS32020. Процессорные чипы полосы модулирующих частот осуществляют перекодирование входного цифрового речевого сигнала, синтез выходных цифровых символов и выполнение различных функций по управлению полосой модулирующих частот, а процессорный чип модемной обработки осуществляет КИХ-фильтрацию входных цифровых символов и демодуляцию выходного сигнала, принятого от базовой станции. Процессорный чип модемной обработки в целом функционирует как ведущее устройство для системы. Такой абонентский пункт является сравнительно дорогим, требующим существенных издержек на его изготовление и сравнительно сложным по своей конструкции.
В основу изобретения была положена задача разработать менее дорогой и более простой по конструкции абонентский пункт указанного выше типа.
Указанная задача согласно изобретению решается благодаря тому, что в нем предусмотрен цифровой синтезатор с прямым синтезом (ЦСПС), который соединяет процессорный чип с радиоустановкой и который содержит фазовый накапливающий сумматор для накопления данных о приращениях фазы с получением оцифрованных значений фазы и генератор СИНУСА и КОСИНУСА для генерирования цифрового сигнала промежуточной частоты, имеющего заданное значение, основанное на оцифрованных значениях фазы, переданных фазовым накапливающим сумматором.
Таким образом, предлагаемый согласно настоящему изобретению абонентский пункт благодаря наличию в нем цифрового синтезатора с прямым синтезом (ЦСПС) выполняет новую функцию, которую не выполняли известные абонентские пункты и которая связана с прямым цифровым синтезом, обеспечивающим исключительно гибкую настройку абонентского пункта. При этом указанный цифровой синтезатор является компонентом чипа для формирования сигнала промежуточной частоты (ЦПЧ-чипа). В известном абонентском пункте, описанном выше, настройка была ограничена конечным числом каналов, разнесенных друг от друга на 25 кГц. Кроме того, в этом абонентском пункте частоты передачи и приема были разнесены друг от друга на фиксированный интервал в 5 МГц. Возможность выполнения в ЦПЧ-чипе предлагаемого прямого цифрового синтеза снимает эти ограничения и позволяет тем самым использовать иные методы разнесения каналов или иные интервалы между частотами передачи/приема при минимальной модификации аппаратных средств абонентского пункта или вообще без таковой.
Таким образом, ЦПЧ-чип формирует полностью модулированный цифровой сигнал промежуточной частоты, который можно синтезировать цифровым методом на какой-либо одной из множества различных заданных промежуточных частот, при этом в ЦПЧ-чипе может быть реализована тонкая настройка частоты, обеспечивающая слежение за частотой выходного сигнала, принятого от базовой станции. Эти две отличительные особенности предлагаемого абонентского пункта позволяют использовать в его радиоустановке гетеродинный опорный сигнал только постоянной частоты и исключают необходимость применения синтезатора высоких частот, наличие которого было обязательным в известном из уровня техники решении. Эти же две отличительных особенности предлагаемого абонентского пункта позволяют также использовать в нем опорный сигнал фиксированной первичной частоты, осуществляя все регулировочные настройки ЦПЧ-чипом.
Цифровой синтезатор с прямым синтезом обладает высокой помехоустойчивостью и прост в изготовлении. Требования, предъявляемые к уровню фазового шума, могут быть обеспечены без использования дорогого и сложного синтезатора высоких частот с фазовой синхронизацией. Прямой цифровой синтез обеспечивает быструю перестройку частоты в полосе промежуточных частот и позволяет более просто изменять частоту для работы в других частотных диапазонах.
В одном из предпочтительных вариантов предусмотренный в абонентском пункте цифровой синтезатор включает также модулятор для модулирования цифрового сигнала промежуточной частоты, принятого от генератора СИНУСА и КОСИНУСА, цифровыми входными символами с получением модулированного входного сигнала для передачи радиоустановкой.
Далее в еще одном предпочтительном варианте выполнения изобретения на генератор СИНУСА и КОСИНУСА поступает накопленная информация о фазе, и он служит для генерирования на основании накопленной информации о фазе колебательных сигналов синусоидальной и косинусоидальной формы, причем при сложении этих колебательных сигналов синусоидальной и косинусоидальной формы образуются цифровые сигналы промежуточной частоты, а цифровой синтезатор включает также модуль декодирования процессора, который соединен с процессорным чипом и который интерпретирует управляющую информацию от процессорного чипа для управления внутренними функциями цифрового синтезатора, настроечные регистры, которые соединены с процессорным чипом и которые принимают настроечную информацию от этого процессорного чипа и на основании этой настроечной информации выдают информацию о фазе, и формирователь шума, который служит для фильтрации цифрового сигнала промежуточной частоты и который соединен с модулятором.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения в генераторе СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС для генерирования цифрового сигнала промежуточной частоты используются заранее определенные значения, хранящиеся в просмотровой таблице.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения размер указанной просмотровой таблицы уменьшен за счет использования тригонометрического разложения и за счет использования квадрантной симметрии колебательных сигналов синусоидальной и косинусоидальной формы, причем накопленная информация о фазе определяет квадрант и алгебраический знак данных в просмотровой таблице.
Ниже изобретение более подробно поясняется на примере предпочтительного варианта его выполнения со ссылкой на чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - блок-схема предпочтительного варианта выполнения предлагаемого согласно изобретению абонентского пункта,
на фиг. 2 - блок-схема КИХ-чипа, используемого в схеме абонентского пункта по фиг. 1,
на фиг. 3 - блок-схема ЦПЧ-чипа, используемого в схеме абонентского пункта по фиг. 1,
на фиг. 4 - пример задач по обработке, выполняемых процессорным чипом, показанных в схеме по фиг. 1, и
на фиг. 5 - пример программ обработки, включенных в задачу модемной обработки по фиг. 4.
Определения сокращений и акронимов.
Ниже приведены определения сокращений и акронимов, используемых в тексте описания:
АРУ - автоматическая регулировка усиления,
АЦП - аналого-цифровой преобразователь,
БОРП - буфер отсчетов рычажного переключателя,
БУК - блок управления каналом,
ВУ - временное уплотнение,
Вх/Вых - вход/выход,
Вв/Выв - ввод/вывод,
ВЧ - высокая (радио-) частота,
ГВД - готовность вывода данных,
ДПФМн - двухпозиционная фазовая манипуляция,
ДРВ - корпус с двухрядным расположением выводов,
ЗМО - задача модемной обработки,
ЗОС - задача обработки сигналов,
ЗУ - запоминающее устройство,
ЗУА - задача управления абонентским пунктом,
ЗУК - задача управления каналом,
ИКМ - импульсно-кодовая модуляция,
ИСПО - интегральная схема прикладной ориентации,
КЗОС - контроллер задачи обработки сигнала,
КИК - контроль циклическим избыточным кодом,
КИХ - конечная импульсная характеристика,
КУР - канал управления радиосвязью,
КФМн - квадратурная фазовая манипуляция,
МДР - младший (двоичный) разряд,
НВИП - начало временного интервала приема,
ОВЛП - остаточное возбужденное линейное предсказание (алгоритм),
ОЗУ - оперативное запоминающее устройство,
ОФМн - относительная фазовая манипуляция,
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство,
ПРД - передача/передатчик,
ПРМ - прием/приемник,
ЦСПС - цифровой синтезатор с прямым синтезом,
СБИС - сверхбольшая интегральная схема,
СДР - старший (двоичный) разряд,
СхПРМ - синхронизация приема,
СППЗУ - стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство,
СхПРД - синхронизация передачи,
ССАЛ - схема сопряжения с абонентской линией,
УАПП - универсальный асинхронный приемопередатчик,
УОС - управление обработкой сигнала,
ФАПЧ - фазовая автоподстройка частоты,
ЦАП - цифроаналоговый преобразователь,
ЦОС - цифровая обработка сигналов,
ЦПЧ - цифровая промежуточная частота,
I - синфазная (составляющая сигнала),
Q - квадратурная (составляющая сигнала).
На фиг. 1 изображен предпочтительный вариант выполнения абонентского пункта согласно настоящему изобретению, который включает схему 10 интерфейса телефона, схему 11, объединяющую ССАЛ и кодек, процессорный чип 12, быстродействующее ЗУ 13, медленнодействующее ЗУ 14, дешифратор 15 адресов, КИХ-чип 16, ЦПЧ-чип 17, ЦАП 18, АЦП 19, радиоустановку 20, схему 21 вызывного звонка и генератор 22.
КИХ-чип 16, который представляет собой ИСПО-чип, связан с ЦПЧ-чипом 17 линиями 23 и 24, с процессорным чипом 12 - процессорной шиной 25 и линией 26, с АЦП 19 - линией 27, со схемой 11 ССАЛ и кодека - линией 29, с радиоустановкой 20 - линией 30 и со схемой 21 вызывного звонка - линией 31.
Схема 10 интерфейса телефона связана с телефоном 32, который преобразует звуковые волны во входной речевой сигнал, а выходной речевой сигнал преобразует в звуковые волны.
Схема 11 ССАЛ и кодека соединена со схемой 10 интерфейса телефона для преобразования входного речевого сигнала в модулирующий цифровой входной сигнал (в полосе модулирующих частот), который выдается процессорным чипом 12.
В другом варианте выполнения изобретения (не показанном на чертежах) процессорный чип также напрямую связан с УАПП для попеременного приема цифровых входных сигналов непосредственно от устройства ввода-вывода цифровых сигналов и передачи цифровых выходных сигналов непосредственно на него.
Процессорный чип 12 содержит цифровой процессор сигналов модели TMS320C25, который перекодирует модулирующий цифровой входной сигнал в соответствии с алгоритмом ОВЛП, формируя цифровые входные символы передаваемых данных, выдаваемые на процессорную шину 25. Использование цифрового процессора сигналов для выполнения алгоритма ОВЛП описано в заявке PCT/US85/02168 (публикация WO 86/02726 от 9 мая 1986 г.).
КИХ-чип 16 осуществляет КИХ-фильтрацию цифровых входных символов и выдает по линиям 24 на ЦПЧ-чип 17 данные I, Q.
ЦПЧ-чип 17 интерполирует отфильтрованные цифровые входные символы и модулирует цифровой сигнал промежуточной частоты интерполированными входными символами, формируя модулированный цифровой входной сигнал.
ЦАП 18 преобразует модулированный цифровой входной сигнал в модулированный аналоговый входной сигнал.
Радиоустановка 20 передает модулированный аналоговый входной сигнал на базовую станцию, а также принимает и демодулирует модулированный аналоговый выходной сигнал, принятый от базовой станции.
Генератор 22 представляет собой генератор свободных колебаний, который генерирует синхросигналы для процессорного чипа 12.
Взаимодействие абонентского пункта с базовой станцией описано в патенте США 4777633.
АЦП 19 преобразует принятый демодулированный аналоговый выходной сигнал в цифровой выходной сигнал, содержащий цифровые выходные символы.
Процессорный чип 12 синтезирует модулирующий цифровой выходной сигнал из цифровых выходных символов. Осуществляемый цифровым процессором сигналов синтез символов, перекодированных в соответствии с алгоритмом ОВЛП, также описан в заявке WO 86/02726. Процессорный чип 12 также осуществляет компенсацию эхо-сигналов, как это описано в патенте США 4697261, выданном на имя David Т.К. Wang и Philip J. Wilson.
Схема 11 ССАЛ и кодека преобразует модулирующий цифровой выходной сигнал в выходной речевой сигнал, который выдается схемой интерфейса телефона на телефон 32.
КИХ-чип 16 реализован в виде СБИС, объединяющей выполняемые этим чипом функции, что снижает расходы на производство абонентского пункта за счет исключения многих отдельных компонентов интегральной схемы со средним уровнем интеграции.
Как показано на фиг. 2, КИХ-чип 16 содержит буфер 33 с разветвлением по выходу, модуль 34 дешифрации внутренних адресов, буфер 35 отсчетов ПРМ, регистры 36 управления и состояния, модуль 37 дешифрации внешних адресов, модуль 38 сторожевого таймера, модуль 39 синхронизации ПРМ, модуль 40 синхронизации ПРД, КИХ- фильтр 42 ПРД, модуль 44 синхронизации кодека и модуль 45 управления вызывным звонком.
КИХ-чип 16 осуществляет генерирование метки кадра длительностью 45 мс, генерирование метки временного интервала длительностью 11,25 мс, генерирование синхросигналов для символов частотой 16 кГц, регулирование синхронизации, буферизацию отсчетов ПРМ, буферизацию символов ПРД, генерирование синхросигналов для кодека с частотой 8 кГц, декодирование интерфейса процессора, генерирование синхросигналов для вызывного звонка, дешифрацию внешних адресов и генерирование сигнала установки в исходное состояние сторожевого таймера. КИХ-чип 16 также буферизует два 5-битных символа ПРД, передаваемых с частотой 8 кГц. КИХ-чип 16 преобразует и фильтрует символы ПРД в символы данных I и Q, при этом каждый такой символ состоит из 10 бит, передаваемых с частотой 160 кГц. Данные I и Q перемежаются и подаются на ЦПЧ-чип 17 с частотой 320 кГц. КИХ-чип 16 также буферизует отсчеты данных ПРМ, которые берутся с частотой 64 кГц, а четыре отсчета данных ПРМ считываются процессорным чипом 12 с частотой 16 кГц. Тактовые и синхронизирующие сигналы генерируются КИХ-чипом 16 из поступающего на него главного синхросигнала частотой 3,2 МГц. Синхронизация процессорного чипа 12 с этими скоростями передачи данных осуществляется путем прерывания символов и временных интервалов, генерируемых КИХ-чипом 16. Стробимпульсы синхронизации кодека и процессора, выдаваемые с частотой 8 кГц, и сигналы синхронизации кодека генерируются КИХ-чипом 16 и синхронизируются по времени с поступающими отсчетами ПРМ. КИХ-чип 16 также генерирует сигналы управления и тактирования для управления видом и моментами подачи напряжения вызывного сигнала, формируемого схемой 21 вызывного звонка. Модуль 38 сторожевого таймера генерирует сигнал установки в исходное состояние в том случае, когда процессорный чип 12 не выполняет правильно соответствующие команды.
Буфер 33 с разветвлением по выходу буферизует главный синхросигнал, выдаваемый с частотой 3,2 МГц и принимаемый по линии 23а от ЦПЧ-чипа 17, опережающий синхросигнал, выдаваемый с частотой 3,2 МГц и принимаемый по линии 23b от ЦПЧ-чипа 17, и сигнал установки в исходное состояние (сброс), принимаемый по линии 51 от модуля 38 сторожевого таймера. Если не указано иное, вся синхронизация в КИХ-чипе 16 осуществляется по синхросигналу частотой 3,2 МГц, поступающего по линии 23а. Опережающий синхросигнал частотой 3,2 МГц, поступающий по линии 23b, опережает синхросигнал частотой 3,2 МГц, поступающий по линии 23а, на один период опорного сигнала частотой 21,76 МГц в ЦПЧ-чипе 17. Синхросигнал частотой 3,2 МГц получен из опорного сигнала частотой 21,76 МГц в ЦПЧ-чипе 17, и поэтому минимальная длительность импульса составляет 276 нс. Опережающий синхросигнал частотой 3,2 МГц, поступающий по линии 23b, выдается буфером 33 по внутренней линии 47 на КИХ-фильтр 42 ПРД и модуль 44 синхронизации кодека. КИХ-фильтр 42 ПРД реализован частично в виде псевдостатического ПЗУ, разрешающий вход которого между последовательными обращениями к нему должен быть деактивизирован опережающим синхросигналом частотой 3,2 МГц, поступающим по линии 47.
Сигнал установки в исходное состояние аппаратных средств, поступающий по линии 51, устанавливает в исходное состояние все внутренние схемы КИХ-чипа 16 и производит установку в исходное состояние модулей по фиг. 1.
Внутренние синхросигналы представляют собой либо буферизованные варианты главного синхросигнала частотой 3,2 МГц, принятого по линии 23а, либо величины, полученные делением этого синхросигнала.
Модуль 34 дешифрации внутренних адресов обеспечивает процессорному чипу 12 возможность доступа к внутренним функциям КИХ-чипа 16 для управления этими функциями и определения их состояния. На модуль 34 дешифрации внутренних адресов по шине 25 поступают адреса процессора и стробимпульсы процессора. Выходные сигналы модуля 34 дешифрации внутренних адресов поступают на внутреннюю шину 48.
Выходными сигналами модуля 34 дешифрации внутренних адресов, поступающими на шину 48, являются сигнал разрешения считывания для буфера 35 отсчетов ПРМ, управляющий сигнал записи и сигналы считывания состояний для регистров 36 управления и состояния, сигнал записи для КИХ-фильтра 42 ПРД, сигналы записи синхронизации и временных интервалов для модуля 39 синхронизации ПРМ, сигнал записи для модуля 40 синхронизации ПРД, управляющие сигналы для КИХ-фильтра 42 ПРД и буфера 35 отсчетов ПРМ и стробимпульс AM (амплитудной модуляции), по которому модуль 39 синхронизации ПРМ устанавливает синхронизацию временного интервала в исходное состояние. В любой момент времени активным является только один из соответствующих сигналов считывания или записи на шине 48 от модуля 34 дешифрации внутренних адресов.
Буфер 35 отсчетов ПРМ по линии 27а принимает от АЦП 19 четыре отсчета с частотой 64 кГц для каждого момента времени появления символа ПРМ, буферизует до двух символов данных, которые в целом представляют собой восемь отсчетов, а затем посылает эти отсчеты данных на процессорный чип 12 по процессорной шине 25. Буфер 35 отсчетов ПРМ реализован в виде двухстраничного ОЗУ. На буфер 35 отсчетов ПРМ от модуля 34 дешифрации внутренних адресов по внутренней шине 48 поступает сигнал разрешения считывания, а от модуля 39 синхронизации ПРМ по внутренней линии 49 поступает стробимпульс записи.
Регистры 36 управления и состояния позволяют процессорному чипу 12 управлять внутренними функциями КИХ-чипа 16, а также считывать состояния КИХ-фильтра 42 ПРД и буфера 35 отсчетов ПРМ и других внутренних модулей. Управляющие сигналы выдаются процессорным чипом 12 на процессорную шину 25, а сигналы состояний поступают от различных внутренних модулей КИХ-чипа 16. Сигналы состояний передаются на процессорный чип 12 по процессорной шине 25. Такими сигналами состояний являются сигналы о недогрузке ПРМ, перегрузке ПРМ, недогрузке ПРД, перегрузке ПРД, начале кадра или группы данных, начале временного интервала ПРМ, синхронизации символа ПРД, синхронизации символа ПРМ и переполнении КИХ-фильтра ПРД.
Управляющими сигналами, которые выдаются регистрами 36 управления на внутренние схемы по внутренней шине 48, являются следующие: сигнал разрешения ПРД, сигнал уровня модуляции, сигнал включения вызывного звонка, сигнал установки в исходное состояние программных средств, сигнал с тремя состояниями и стробимпульс для сторожевого таймера.
Сигнал разрешения ПРД указывает на начало временного интервала ПРД, который основан на задержке ПРД, установленной в модуле 40 синхронизации ПРД.
Сигнал уровня модуляции поступает на модуль 39 синхронизации ПРМ и определяет длительность временного интервала, которая может быть равна 180 или 360 символам.
Сигнал установки в исходное состояние программных средств позволяет процессорному чипу 12 устанавливать в исходное состояние внутренние функции в КИХ-чипе 16.
Сигнал с тремя состояниями позволяет процессорному чипу 12 блокировать выходные сигналы КИХ- чипа 16.
Сигнал включения вызывного звонка позволяет процессорному чипу 12 включать или выключать схему 21 вызывного звонка. Этот сигнал задает двухсекундный и четырехсекундный такт для вызывного сигнала.
Стробимпульс для сторожевого таймера позволяет процессорному чипу 12 устанавливать в исходное состояние модуль сторожевого таймера для поддержания аппаратных средств в исходном состоянии, предохраняя их от случайных воздействий.
Когда данные записаны в первые четыре ячейки двухстраничного ОЗУ буфера 35 отсчетов ПРМ, на процессорный чип 12 от модуля 39 синхронизации ПРМ по линии 26с поступает сигнал прерывания синхронизации ПРМ (ПрСхПРМ). После этого процессорный чип 12 считывает отсчеты ПРМ из этих первых четырех ячеек двухстраничного ОЗУ по процессорной шине 25. В этот момент отсчеты записываются в следующие четыре ячейки двухстраничного ОЗУ при частоте 64 кГц. Событие частотой 16 кГц является производным от события частотой 64 кГц, которое поддерживает синхронизацию событий считывания и записи. Благодаря этому исключается одновременное выполнение операций считывания и записи в какую-либо одну ячейку ЗУ, а также обеспечивается адекватное время срабатывания для процессорного чипа 12.
Буфер символов ПРД в КИХ-фильтре 42 ПРД принимает символы ПРД от процессорного чипа 12 по процессорной шине 25 и буферизует до двух символов ПРД. Сигнал прерывания поступает на процессорный чип 12 каждый раз в момент поступления другого символа ПРД для записи еще двух символов в буфер символов ПРД.
На буфер символов ПРД в КИХ- фильтре 42 ПРД от модуля 34 дешифрации внутренних адресов по внутренней шине 48 поступает сигнал записи.
При поступлении по линии 26а каждого сигнала прерывания синхронизации ПРД (ПрСхПРД) частотой 8 кГц процессорный чип 12 осуществляет контрольное считывание двух 5-битных символов ПРД. Данные имеют формат кода Грея с ОФМн. Буфер символов ПРД подает на выход каждый из символов с частотой 16 кГц для обработки КИХ- фильтром 42 ПРД. Эти данные буферизуются дважды из-за асинхронизма между КИХ-чипом 16 и процессорным чипом 12. Значение последних данных повторяется до тех пор, пока не будут записаны новые данные. Нулевые данные могут повторяться таким же образом. При установке в исходное состояние содержимое буфера символов ПРД стирается.
Во время контрольной настройки процессорным чипом 12 на КИХ-чип 16 передается фиксированная последовательность символов. КИХ-чип 16 осуществляет КИХ-фильтрацию этих символов и выдает на ЦПЧ-чип 17 пары I, Q.
Радиоустановка 20 передает данные обратно на АЦП 19. Отсчеты считываются процессорным чипом 12 в оперативном режиме, или режиме "он-лайн", и соответствующим образом осуществляется подстройка коэффициентов фильтра ПРМ, реализованного в процессорном чипе 12. Модули 39 и 40 синхронизации ПРМ и ПРД осуществляют при этом только такую синхронизацию, которая имеет наиболее важное значение для контрольной настройки (подготовки).
Модуль 39 синхронизации ПРМ генерирует все опорные синхросигналы и стробимпульсы для обработки символов ПРМ. Синхронизация регулируется процессорным чипом 12 таким образом, что обработка может быть синхронизирована по отсчетам ПРМ, принятым по линии 27а от базовой станции. Модуль 39 синхронизации ПРМ содержит схему раздельной синхронизации для синхросигнала ПРМ и схему синхронизации временного интервала ПРМ. Назначение этих двух схем состоит в том, чтобы синхронизировать прием модемом в процессорном чипе 12 по отсчетам ПРМ, поступившим по линии 27а от базовой станции и через АЦП 19, а также для регулирования модуля 40 синхронизации ПРД и модуля 44 синхронизации кодека.
Модуль 39 синхронизации ПРМ работает на тактовой частоте 3,2 МГц, а на его вход от процессорного чипа 12 по процессорной шине 25 поступают следующие управляющие сигналы: стробимпульс AM, сигнал записи синхронизации временного интервала ПРМ и сигнал слежения за битами ПРМ.
Модулем 39 синхронизации ПРМ генерируются несколько выходных сигналов. Стробимпульс записи частотой 64 кГц выдается в буфер 35 отсчетов ПРМ по линии 49 для управления записью. Стробимпульс синхронизации АЦП частотой 64 кГц выдается по линии 27b на АЦП 19 для синхронизации его работы. Стробимпульс частотой 8 кГц также выдается на модуль 44 синхронизации кодека по линии 52. Сигнал прерывания синхронизации ПРМ частотой 16 кГц по линии 26с и сигнал прерывания начала временного интервала ПРМ (ПрНВрИнтПРМ) по линии 26b являются выходными сигналами, поступающими на процессорный чип 12. Предварительный стробимпульс синхронизации временного интервала ПРМ выдается по линии 54 для управления модулем 40 синхронизации ПРД.
Схема раздельной синхронизации в модуле 39 синхронизации ПРМ устанавливается процессорным чипом 12 в режим формирования сигнала начала прерывания временного интервала ПРМ, передаваемого по линии 26b. Процессорный чип 12 определяет положение АМ-"пробела", т.е. кодовой комбинации из набора нулей (стробимпульс), переданного базовой станцией в процессе вхождения в синхронизм. Когда процессорный чип 12 обнаруживает стробимпульс AM, схема синхронизации временного интервала в модуле 39 синхронизации ПРМ устанавливается в исходное состояние по соответствующему сигналу от процессорного чипа 12. Благодаря этому метки кадра данных и временного интервала выравниваются по стробимпульсу AM. Метка кадра данных представляет собой импульс длительностью 62,5 мкс, появляющийся каждые 45 мс. Метка временного интервала представляет собой импульс длительностью 62,5 мкс, повторяющийся каждые 11,25 мс или 22,5 мс в режиме КФМн.
Поступающие символы ПРМ демодулируются процессорным чипом 12, а затем при необходимости осуществляется подстройка синхронизации. Для такой подстройки синхронизации символов ПРМ частотой 16 кГц процессорный чип выдает на схему раздельной синхронизации (слежение за битами) команду сократить или удлинить стробимпульс частотой 64 кГц до пятидесяти периодов частоты 3,2 МГц.
Процессорный чип 12 контролирует взаимосвязь между символами ПРМ и синхронизацией кадров и осуществляет подстройку в соответствии с синхросигналом ПРМ частотой 16 кГц. По окончании подстройки синхронизации ПРМ метки кадра и временного интервала также изменяются, поскольку они являются производными синхронизации ПРМ.
Для поддержания определенного количества отсчетов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), выдаваемых на и со схемы 11 ССАЛ и кодека, синхронизированной с тактированием кадров, модуль 39 синхронизации ПРМ управляет модулем 44 синхронизации кодека.
Модуль 40 синхронизации ПРД содержит схему задержки ПРД и схему синхронизации управления ПРД. Эти схемы генерируют сигнал прерывания синхронизации ПРД, который передается на процессорный чип 12 по линии 26а. Модуль 40 синхронизации ПРД синхронизируется с модулем 39 синхронизации ПРМ по предварительному стробимпульсу синхронизации временного интервала ПРМ, который выдается на модуль синхронизации ПРД модулем 39 синхронизации ПРМ по линии 54 и используется для установки в исходное состояние схемы задержки ПРД, которая в свою очередь генерирует метку временного интервала ПРД. Тактирование синхросигнала ПРД основано на внутреннем синхросигнале частотой 3,2 МГц.
Процессорный чип 12 управляет также схемами задержки ПРД и синхронизации ПРД путем выдачи управляющих сигналов записи ПРД по процессорной шине 25.
Модуль 40 синхронизации ПРД передает по линии 30 на радиоустановку 20 управляющий сигнал приема/передачи. Этот сигнал определяет, будет ли радиоустановка передавать или принимать данные.
Модуль 40 синхронизации ПРД также управляет сдвигом символов ПРД, адресацией ПЗУ, синхронизацией накопления и запоминанием произведения I, Q для вывода на ЦПЧ-чип 17.
Модуль 40 синхронизации ПРД передает управляющие сигналы по линии 56 для поддержания синхронизации КИХ-фильтра 42 ПРД с синхронизацией символов и временных интервалов ПРД. Такая синхронизация достигается в соответствии с меткой синхронизации временного интервала ПРД. После установления в исходное состояние модуль 40 в момент начала временного интервала ПРД начинает генерировать управляющие сигналы, выдавая их по линии 56.
Модуль КИХ-фильтра 42 ПРД содержит ПЗУ, с помощью которого реализован КИХ-фильтр за счет формирования произведений данных I и Q в ответ на адресацию ПЗУ для просмотра путем объединения символов ПРД, принятых от процессорного чипа 12 по процессорной шине 25, и подсчетов коэффициентов СИНУСА и КОСИНУСА, образуемых счетчиком в модуле 42 КИХ-фильтра ПРД. КИХ-фильтр 42 ПРД накапливает шесть последовательных произведений данных I и Q и сохраняет результаты, выдавая их на ЦПЧ-чип 17 по линии 24а.
Минимальная частота, необходимая для работы КИХ-фильтра 42 ПРМ, определяется частотой следования символов (16 кГц), умноженной на число (2) отсчетов I и Q, умноженное на число (10) коэффициентов, умноженное на число (6) отводов, и составляет 1,92 МГц. Частота 3,2 МГц для главного синхронизирующего сигнала удовлетворяет этому требованию минимальной частоты. Для компенсации времени быстрого выполнения добавляются периоды ожидания.
Модуль 40 синхронизации ПРД синхронизируется на тактовой частоте 3,2 МГц, которая определяет период одного состояния. Поскольку эта тактовая частота больше, чем требуемый минимум в 1,92 МГц, КИХ-фильтр 42 ПРД генерирует сигналы для первых шести из десяти периодов состояния.
Каждый новый символ ПРД должен загружаться в кольцевой буфер в КИХ- фильтре 42 ПРД с частотой 16 кГц. Новый символ ПРД и прежние пять символов ПРД сохраняются в кольцевом буфере. Наиболее старший символ ПРД удаляется, когда новый символ ПРД сдвигается в это место. Выходная частота КИХ-фильтра 42 ПРД составляет 320 кГц. Из каждого символа ПРД генерируются десять значений данных 1 и десять значений данных Q. В таблице 1 показано, каким образом из каждого 5-битного значения могут быть получены данные I, Q и нулевая информация (отсутствие информации).
Данные в кольцевом буфере циклически сдвигаются каждые 6 из 10 состояний. Один новый символ ПРД и пять прежних символов ПРД находятся в кольцевом буфере в течение двадцати из этих десяти периодов состояния. Содержащая коэффициенты часть адресов ПЗУ также увеличивается каждые шесть из десяти периодов состояния. Накапливающий сумматор в КИХ-фильтре 42 ПРД суммирует результаты каждого произведения данных I, выданных ПЗУ для каждого из шести периодов состояния. Поэтому регистр сумматора сбрасывается в "0" для первого сложения, а результат каждого последующего сложения вводится по соответствующему такту в регистр обратной связи сумматора таким образом, что он может складываться с вновь полученным произведением. После выполнения шести сложений результат вводится по соответствующему такту в выходной сдвиговой регистр. Тот же самый процесс осуществляется и в отношении тех же коэффициентов и произведений данных Q, полученных из ПЗУ для каждого символа ПРД.
Строки адресов ПЗУ обеспечивают поиск шестидесяти коэффициентов КОСИНУСА и шестидесяти коэффициентов СИНУСА для четырех возможных индексов данных I, Q. Для этого необходимо семь адресных строк для коэффициентов и две адресные строки для данных I, Q. Для выходного сигнала КИХ-фильтра требуется 10 бит. Два дополнительных бита требуются для поддержания точности дробной части поискового значения. В связи с этим размер ПЗУ должен составлять 512х12. СДР индекса данных I, Q подается в обход ПЗУ на схему дополнения до единицы (обратного кода), которая инвертирует или не инвертирует выход ПЗУ.
Если символ, адресующий к ПЗУ, является символом отсутствия информации (нулевой информации), то бит отсутствия управляет четырьмя из семи строк адресов коэффициентов. Поскольку для поиска коэффициента используется семь адресных строк, для этого необходимо 128 ячеек. При этом требуется только 120 коэффициентов. Благодаря этому неиспользуемыми остаются восемь ячеек. В этих ячейках сохраняются нулевые значения, благодаря чему нулевую информацию можно легко вывести на выход ПЗУ.
Функция дополнения до двух (дополнительный код) реализуется за счет использования дополнения до единицы и переноса логической "1" в последующий сумматор. Значение с выхода сумматора циклически подается на его вход для последовательных сложений или выводится через мультиплексор на выходной сдвиговый регистр. Выходное значение округляется путем использования только десяти старших бит.
Выходы кольцевого буфера КИХ-фильтра ПРД устанавливаются на нуль после установки в исходное состояние. Это позволяет обрабатывать нулевую информацию, пока не будут загружены новые значения символов ПРД. Первыми обрабатываются данные I, за которой следует обработка данных Q.
Сигнал прерывания синхронизации ПРД появляется только во временном интервале ПРД. Процессор не может определить, когда начинается или заканчивается временной интервал ПРД, иначе как путем срабатывания на это прерывание. Сигнал имеет активную низкоуровневую длительность одного такта при частоте синхронизации 3,2 МГц, благодаря чему прерывание после его обслуживания не является активным. Сигнал прерывания синхронизации ПРД появляется с каждым другим символом (16 кГц/2).
Сигнал прерывания синхронизации ПРМ появляется для полного кадра. Процессорный чип 12 маскирует это прерывание путем использования метки временного интервала ПРМ в качестве маски. Сигнал прерывания синхронизации ПРМ имеет активную низкоуровневую длительность одного такта при частоте синхронизации 3,2 МГц.
Сигнал прерывания для начала временного интервала ПРМ появляется каждые 11,25 мс и имеет активную низкоуровневую длительность одного такта при частоте синхронизации 3,2 МГц.
Каждый сигнал прерывания принудительно переводится в неактивное высокоуровневое состояние после установки в исходное состояние.
Модуль 44 синхронизации кодека генерирует стробимпульсы синхронизации и посылает необходимый синхросигнал по линиям 29 на схему 11 ССАЛ и кодека, запуская передачу 8 бит данных между кодеком и процессором с частотой 8 кГц. Кодек в схеме 11 принимает и передает эти 8 бит данных каждые 8 кГц. Модуль 44 синхронизации кодека посылает на кодек тактовый сигнал по линии 29а, а синхросигнал - по линии 29b. Тактовый сигнал, передаваемый на кодек по линии 29а, генерируется с частотой 1,6 МГц, полученной путем деления частоты опережающего синхросигнала, равной 3,2 МГц, на два. Импульс 8 кГц одного периода 3,2 МГц после приема от схемы 39 синхронизации ПРМ повторно синхронизируется для появления в одном периоде 1,6 МГц, что тем самым обеспечивает его появление по отношению к нарастающим фронтам тактового сигнала 1,6 МГц. С помощью этих двух сигналов осуществляется передача данных в режиме ИКМ между кодеком в схеме 11 и процессорным чипом 12. Это позволяет синхронизировать абонентские ИКМ-данные ИКМ-данными базовой станции.
В ответ на управляющий сигнал включения звонка, генерируемый в процессорном чипе 12 и передаваемый из регистра 36 состояний и управления по внутренней шине 48, модуль 45 управления вызывным звонком генерирует прямоугольный сигнал частотой 20 Гц, передаваемый по линии 31а, и два сигнала управления фазой частотой 80 кГц, а именно, сигнал управления фазой А, выдаваемый на линию 31b, и сигнал управления фазой В, выдаваемый на линию 31с, и передает эти сигналы на схему 21 вызывного звонка. Прямоугольный сигнал частотой 20 Гц, передаваемый по линии 31а, управляет полярностью напряжения звонка, прикладываемого схемой 21 вызывного звонка к схеме 10 интерфейса телефона. Сигналы управления фазой частотой 80 кГц, выдаваемые по линиям 31b и 31с, управляют источником питания с широтно-импульсной модуляцией в схеме 21 вызывного звонка.
Сигнал, представляющий собой команду на установку в исходное состояние либо представляющий собой команду на звонок от ССАЛ и передаваемый по линии 29с от ССАЛ, составляющей часть схемы 11, выключает или отменяет указанные выше сигналы, передаваемые по линиям 31а, 31b, 31с, после того, как сигнал включения звонка, поступивший от процессорного чипа 12, включит их. Благодаря этому обеспечивается выключение вызывного звонка, если появляется сигнал установки в исходное состояние или телефонная трубка снимается с рычажного переключателя.
Поскольку схема 21 вызывного звонка генерирует высокое напряжение, рассеивая при этом большое количество мощности, это напряжение генерируется не постоянно, а только в тех случаях, когда соответствующая команда поступает от процессорного чипа 12.
Модуль 37 дешифрации внешних адресов генерирует сигналы выбора ЦПЧ-чипа, которые он передает по процессорной шине 25 и которые используются процессорным чипом 12 для доступа к ЦПЧ-чипу 17, к аппаратным средствам УАПП и медленнодействующему СППЗУ 14 в отдельных различных адресных сегментах. Процессорный чип 12 формирует сигналы для восьми строк адресов СДР, сигналы пространства данных и сигналы пространства программ. Эти сигналы декодируются с формированием соответствующих сигналов выбора ЦПЧ-чипа.
Модуль 38 сторожевого таймера генерирует импульс длительностью 50 мс установки в исходное состояние аппаратных средств (сброс АС), который выдается по линии 51 и который устанавливает в исходное состояние все модули КИХ-чипа 16 и все модули абонентского пункта по фиг. 1. Модуль 38 сторожевого таймера генерирует импульс в том случае, если он не установлен в исходное состояние за 512-миллисекундный период по соответствующему стробимпульсу для сторожевого таймера, выдаваемому по шине 48 регистрами 36 состояний и управления.
ЦПЧ-чип 17 связан с процессорным чипом 12 процессорной шиной 25, с КИХ-чипом 16 - линиями 23 и 24, с ЦАП 18 - линиями 71 и с генератором в радиоустановке 20 - линией 72.
Генератор в радиоустановке 20 генерирует опорный синхросигнал частотой 21,76 МГц, выдаваемый по линии 71 на ЦПЧ-чип 17.
Как показано на фиг. 3, ЦПЧ-чип 17 включает тактовый генератор 60, модуль 61 декодирования процессора, интерфейсный модуль 62 для связи с КИХ-чипом, интерполятор 63, управляющий регистр 64, настроечные регистры 65, фазовый накапливающий сумматор 66 ЦСПС, генератор 67 СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС, модулятор 68 и формирователь 69 шума. В комбинации фазовый накапливающий сумматор 66 ЦСПС и генератор 67 СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС образуют цифровой синтезатор с прямым синтезом (ЦСПС), служащий для цифрового синтеза цифрового сигнала промежуточной частоты.
ЦПЧ-чип 17 является ИСПО-чипом, который функционирует как ЗУ данных процессора.
ЦПЧ-чип 17 работает в одном из двух режимов: в режиме генерирования модулированной несущей и режиме генерирования чистой несущей. В режиме генерирования модулированной несущей передаваемые без модуляции данные вводятся в домен I, Q, и эти данные используются для модулирования чистой несущей, формируемой ЦСПС в ЦПЧ-чипе 17. В режиме генерирования чистой несущей модулирующие входные данные (т.е. данные полосы модулирующих частот) игнорируются, а немодулированная несущая из ЦСПС подается на ЦАП 18.
Тактовый генератор 60 генерирует все тактовые и синхронизирующие сигналы в ЦПЧ-чипе 17, а также генерирует синхросигнал частотой 3,2 МГц и опережающий синхросигнал частотой 3,2 МГц, которые подаются на КИХ-чип 16 по линиям 23а и 23b. Двумя основными синхросигналами, используемыми в ЦПЧ-чипе 17, являются синхросигнал частотой 21,76 МГц и стробимпульс для интерполятора частотой 2,56 МГц. Синхросигнал частотой 3,2 МГц используется внутри схемы для сдвига данных I и Q по линии 24а из КИХ-чипа 16 в интерфейсный модуль 62.
Тактовый генератор 60 буферизует синхросигнал частотой 21,76 МГц, принятый по линии 72 от генератора в радиоустановке 20, и выдает буферизованный синхросигнал 21,76 МГц по линии 71а. Такая буферизация осуществляется с целью обеспечения достаточной пропускной способности для внутренних функциональных блоков и минимизации фазового сдвига тактовых и синхронизирующих импульсов. Буферизованный синхросигнал частотой 21,76 МГц также является синхросигналом для ЦАП 18 и других внешних схем.
Тактовый генератор 60 генерирует синхросигнал частотой 3,2 МГц путем деления частоты синхросигнала 21,76 МГц на 6 и на 8 в следующей последовательности: 6-8-6-8-6, а средний делитель тем самым получается равным 6,8 (21,76: 6,8 = 3,2). В результате такого потактового изменения минимальная длительность импульса составляет 276 нс, а максимальная равна 368 нс. Опережающий вариант синхросигнала частотой 3,2 МГц также генерируется как опережающий синхросигнал частотой 3,2 МГц и выдается на линию 23b. Оба синхросигнала являются идентичными, за исключением того, что сигнал отмены выбора элемента ПЗУ, выдаваемый по линии 23b, опережает синхросигнал частотой 3,2 МГц, выдаваемый по линии 23а, на один период синхросигналов частотой 21,76 МГц.
Тактовый генератор 60 выдает стробимпульс частотой 2,56 МГц по внутренней линии 74 путем деления частоты синхросигнала 21,76 МГц на 8 и 9 в равной последовательности (8-9-8-9-...), а получаемый в результате средний делитель равен 8,5 (21,76:8,5 = 2,56 МГц). Этот сигнал используется интерполятором 63 и модулятором 68.
Модуль 61 декодирования процессора позволяет процессору управлять всеми внутренними функциями ЦПЧ-чипа 17. Модуль 61 декодирования процессора дешифрует адреса процессора и декодирует стробимпульсы процессора, принятые из пространства данных по процессорной шине 25, с формированием стробов внутренней записи, которые передаются по внутренней шине 76 на управляющий регистр 64 и настроечные регистры 65, обеспечивая процессорному чипу 12 возможность записывать управляющие данные и данные о конфигурации. В любой данный момент времени только один выход модуля 61 декодирования процессора является активным. Адресами процессора определяется, какой выходной сигнал генерируется; если выбрана функция в пространстве адресов ЦПЧ-чипа 17, то активным становится сигнал выбора этого ЦПЧ-чипа, передаваемый по линии 24с от КИХ-чипа 16.
Интерфейсный модуль 62 для связи с КИХ-чипом преобразует поступающие на него от КИХ-чипа 16 по линии 24а отсчеты I и Q в последовательном формате в 10-разрядный параллельный формат, в котором они подаются на интерполятор 63 по линии 77. Стробимпульс I, Q, передаваемый по линии 24b от КИХ-чипа 16, используется для отделения данных I от данных Q. Интерфейсный модуль 62 также вычитает предыдущие отсчеты I и Q из текущих отсчетов, формируя отсчеты ΔI и ΔQ которые затем сдвигаются вправо на 4 позиции (деление на 16) с целью формирования корректного приращения, передаваемого по линии 78 на интерполятор. Поскольку интерфейсный модуль 62 посылает данные на интерполятор 63, синхросигнал передается интерфейсным модулем 62 на тактовый генератор 60 для синхронизации стробимпульса частотой 2,56 МГц, выдаваемого по линии 74.
Интерполятор 63 суммирует ΔI,Q на частоте 160 кГц х 16 = 2,56 МГц и посылает отсчеты интерполированных I и Q на модулятор 68 по линиям 80 и 81 соответственно. Интерполятор 63 выполняет 16-кратную линейную интерполяцию для уменьшения групп, состоящих из передаваемых с частотой 160 кГц отсчетов и присутствующих в модулирующих данных, принятых от КИХ-чипа 16.
Интерполятор 63 последовательно суммирует отсчеты ΔI и ΔQ с генерированием выходного сигнала на частоте 2,56 МГц. По завершении цикла суммирования (16 итераций) выходной сигнал интерполятора должен быть равен текущим отсчетам I и Q. Это имеет важное значение, поскольку следующий цикл суммирования начинается с текущих данных. С целью подтвердить, что данные являются правильными, в последнем цикле суммирования текущие данные I и Q вводятся непосредственно в выходной регистр интерполятора, а не подаются на выход сумматора (который должен иметь те же данные).
Управляющие регистры 64 используются для управления и конфигурирования ЦПЧ-чипа 17 и для выбора рабочих режимов. Все управляющие регистры 64 загружаются процессорным чипом 12 по процессорной шине 25.
В рассматриваемой схеме предусмотрено три управляющих регистра 64. Первый управляющий регистр регистрирует сигнал РЕЖИМ НЕПРЕРЫВНЫХ КОЛЕБАНИЙ (НК), сигнал АВТОНАСТРОЙКА С ВЫСОКОГО НА НИЗКИЙ УРОВЕНЬ и сигнал АВТОНАСТРОЙКА С НИЗКОГО НА ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ. Второй управляющий регистр регистрирует сигнал ВЫБОР ЗНАКА, сигнал ВЫБОР ФАЗЫ ВЫХОДНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ, сигнал ЗАПУСК ИНТЕРПОЛЯТОРА, сигнал ВЫБОР СИНХРОНИЗАЦИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПОРТОВ, сигнал ВЫБОР РЕЖИМА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ/ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ и сигнал РАЗРЕШЕНИЕ КВАДРАТУРЫ (СДВИГА ПО ФАЗЕ НА 90o). Функции управления, относящиеся к этим сигналам, описаны ниже в заключительной части описания других модулей ЦПЧ-чипа 17.
Третий управляющий регистр задает коэффициенты для формирователя 69 шума.
В схеме предусмотрено также три 8-разрядных настроечных регистра 65 для хранения 24 бит данных приращения фазы для задания частоты ЦСПС. Благодаря этому создается 24-битное настроечное слово, которое дает следующее разрешение по частоте: (частота отсчетов)/224 = 21,76 МГц/224≈1,297 Гц. Выходная частота ЦСПС равна произведению указанного разрешения на 24-битное настроечное слово.
Настроечные регистры 65 загружаются процессорным чипом 12 по процессорной шине 25. Настроечное слово дважды буферизуется настроечными регистрами 65, благодаря чему процессорный чип 12 может свободно записывать данные в эти регистры, на влияя на текущий режим работы ЦСПС.
Настроечное слово загружается из буферных настроечных регистров в выходные настроечные регистры всякий раз, когда выдается команда НАСТРОЙКА. Команда НАСТРОЙКА синхронизируется по синхросигналу частотой 21,76 МГц для обеспечения синхронного переключения.
Фазовый накапливающий сумматор 66 ЦСПС осуществляет накопление по модулю 224 приращения фазы, передаваемого по линии 82 настроечными регистрами 65. Выходной сигнал фазового накапливающего сумматора 66 представляет собой оцифрованное значение фазы, которое подается по линии 83 на генератор 67 СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС. Этот генератор 67 СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС генерирует синусоидальную функцию. Работа ЦСПС основана на том принципе, что оцифрованный колебательный сигнал может генерироваться путем накопления изменений фазы с более высокой скоростью.
Настроечное слово, которое будет различным для разных абонентских пунктов, характеризует изменение фазы для фазового накапливающего сумматора 66. Результат на выходе этого накапливающего сумматора 66 может находиться в интервале от 0 до 224-1. Этот интервал представляет изменение фазы на 360o. Хотя накапливающий сумматор 66 работает в стандартном двоичном режиме, тем не менее такое цифровое представление фазы можно вводить в генератор сигналов с целью формирования колебательного сигнала произвольной формы. В ЦПЧ-чипе 17 генераторы 67 СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС формируют СИНУСОИДАЛЬНЫЕ и КОСИНУСОИДНЫЕ функции, выдавая их по линиям 84 и 85 соответственно.
Период функции колебательного сигнала основан на времени, необходимом для выполнения суммирования в накапливающем сумматоре до верхнего предела (224-1). Это означает, что если получено большое приращение фазы, то этот предел будет достигнут быстрее. И наоборот, если получено небольшое приращение, то потребуется большее количество времени для достижения указанного предела. Фазовый накапливающий сумматор 66 осуществляет простое суммирование входных приращений фазы, которое может быть представлено следующим уравнением:

где n обозначает число итераций, а φinc представляет собой просто данные, переданные по линии 82 от настроечных регистров 65.
В рассматриваемом варианте выполнения ЦПЧ-чипа 17 величина φт ограничена максимальной длиной получаемого в накапливающем сумматоре результата, равной 224. Поэтому текущая фаза может быть представлена в следующем виде:
φt= (φt-1inc) по модулю 224 (ур.2)
Поскольку синхронизация накопления осуществляется с использованием фиксированного синхросигнала, представляющего собой опорный входной синхросигнал частотой 21,76 МГц, полный цикл содержит 224inc итераций за один период итерации, равный 1/21,76 МГц. Таким образом, для выполнения всего цикла требуется следующее количество времени:

Поскольку этот период представляет собой цикл в 360o, обратная величина этого выражения является частотой. Поэтому частоту ЦСПС можно рассчитать по следующему уравнению:

В генераторе 67 СИНУСА И КОСИНУСА ЦСПС генерируются колебательные сигналы СИНУСОИДАЛЬНОЙ и КОСИНУСОИДАЛЬНОЙ формы, благодаря чему в модуляторе может проводиться комплексное смешение. Каждый колебательный сигнал генерируется с помощью двух просмотровых таблиц, представляющих собой грубую и точную оценку колебательного сигнала. Две величины складываются с формированием составных 12- битных СИНУСОИДАЛЬНЫХ и КОСИНУСОИДАЛЬНЫХ выходных сигналов данных соответствующего знака с дополнением до двух, выдаваемых на линии 84 и 85 соответственно. Просмотровые таблицы реализованы в ПЗУ, адресация которых осуществляется с помощью четырнадцатого СДР в сигнале, передаваемом по линии 83 от фазового накапливающего сумматора 66 ЦСПС.
Целесообразно иметь такое разрешение по фазе и амплитуде, какое можно реализовать практически. В структуре ЦПЧ- чипа 17 в той его части, которая служит для генерирования колебательных сигналов, предусмотрено использование 14 бит для ввода данных о фазе и 12 бит для вывода данных об амплитуде. Если бы для решения задачи генерирования этих данных применялся метод решения "в лоб", то для генерирования всех возможных фазовых и амплитудных значений потребовались бы таблицы очень больших размеров (например, 16К-слов по 12 бит каждое). Для получения таблицы минимального размера ЦПЧ-чип 17 использует квадрантную симметрию и тригонометрическое разложение выходных данных.
Поскольку колебательные сигналы СИНУСОИДАЛЬНОЙ и КОСИНУСОИДАЛЬНОЙ формы обладают квадрантной симметрией, два старших разряда данных о фазе используются для зеркального отражения относительно осей X и Y данных одного квадранта. В случае СИНУСОИДАЛЬНОЙ функции амплитуда волны в интервале от π до 2π имеет знак, противоположный знаку амплитуды в интервале от 0 до π В случае КОСИНУСОИДНОЙ функции - амплитуда волны в интервале от π/2 до 3π/2 имеет знак, противоположный знаку амплитуды в интервале от 3π/2 до π/2 Конкретный квадрант задается двумя старшими разрядами фазового накапливающего сумматора (00 → 1, 01 → 2, 10 → 3, 11 → 4). Для СИНУСОИДАЛЬНОЙ функции старший разряд данных о фазе используется для отображения с отрицательным знаком имеющих положительный знак данных, сформированных для первых двух квадрантов. В случае КОСИНУСОИДНОЙ функции для отображения с отрицательным знаком имеющих положительный знак данных, сформированных для квадрантов 1 и 4, используется операция Исключающее ИЛИ над двумя старшими разрядами данных о фазе.
Вышеприведенная методика позволяет снизить объем памяти в 4 раза. При этом объем памяти также ограничен 4К-слов размером по 12 бит. Для уменьшения размеров таблиц далее производится тригонометрическое разложение по углам. При этом используется следующее тригонометрическое тождество:
sinΘ = sin(φ12) = sinφ1cosφ2+sinφ2cosφ1 (ур.4)
Полагая φ2≪ φ1 получают полную аппроксимацию следующего вида:

При вычислении второго члена уравнения не требуется использовать все биты φ1 поэтому является подмножеством φ1
Для генерирования КОСИНУСОИДНОЙ функции может использоваться та же аппроксимация, поскольку
cosΘ = sin(Θ+π/2) (ур.6)
В результате получают модифицированные переменные когда вычисляется КОСИНУСОИДНАЯ функция. Данные, хранящиеся в ПЗУ для КОСИНУСА, будут включены в эту модификацию угла, благодаря чему не требуется вносить изменений в данные о фазе.
Модулятор 68 осуществляет смешение интерполированных отсчетов I и Q, передаваемых по линиям 80 и 81, с цифровым сигналом промежуточной частоты, представленным в виде составных данных СИНУСОИДАЛЬНОЙ и КОСИНУСОИДНОЙ функций и передаваемым по линиям 84 и 85, с получением модулированного цифрового сигнала промежуточной частоты, выдаваемого по линии 87.
Интерполированные отсчеты I, Q и выходной сигнал ЦСПС подвергаются цифровому смешению двумя умножителями 10х12. Выходные сигналы, полученные в процессе смешения, затем суммируется 12-разрядным сумматором с формированием модулированной несущей. Работу модулятора 68 можно изменить путем принудительного приравнивания всех входных отсчетов I нулям, а всех входных отсчетов Q - единицам. Эффект этого в состоит в том, что один умножитель будет подавать на выход все нули, а другой будет подавать на выход сигнал только от генератора 67 СИНУСА И КОСИНУСА ЦСПС. Сумма этих двух сигналов дает немодулированный цифровой сигнал промежуточной частоты.
Модулятор 68 создает модулированный цифровой сигнал промежуточной частоты, выдаваемый по линии 87, согласно следующему уравнению:
f(t) = I·cos(φ(t))+Q·sin(φ(t)) (ур.7)
Представленный в виде 12-битных данных выходной сигнал генератора 67 СИНУСА И КОСИНУСА ЦСПС умножается на 10-битные интерполированные отсчеты I и Q, поступающие из интерполятора 63, с получением двух 12-битных произведений. Эти два произведения затем складываются (объединяются) с формированием представленного 12-битными данными модулированного выходного сигнала, выдаваемого по линии 87. Поскольку и умножитель отсчетов I, и умножитель отсчетов Q генерируют 12-битные произведения, возможно переполнение, когда их выходные сигналы объединены. Поэтому абсолютная величина вектора, сформированного с помощью I и Q, никогда не должна превышать 1 (предполагая, что являются дробными числами ≅1). Если это условие не выполняется, то возможно переполнение сумматора модулятора.
Формирователь 69 шума выдает отфильтрованные модулированные или немодулированные цифровые сигналы промежуточной частоты по линии 71 на ЦАП 18. Формирователь 69 шума предназначен для снижения величины мощности шума в выходном спектре, обусловленного ошибкой амплитудного квантования (квантования по уровню).
Работа формирователя 69 шума основана на том принципе, что шум квантования является нормальным случайным процессом, а спектральная плотность мощности процесса является равномерной по полосе частот. Требуемый выходной сигнал накладывается сверху на этот минимальный уровень шума квантования. Формирователь шума представляет собой простой многоотводный фильтр с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтр). Этот фильтр создает нуль, который уменьшает мощность шума квантования в определенной части полосы частот. Когда требуемый сигнал накладывается на спектр отфильтрованного шума, эффективное отношение сигнала к шуму квантования возрастает.
Передаточная функция КИХ-фильтра выражается следующим образом:
H(z) = 1 + bz-1 - z-2 (ур.8)
Каскад из двух сумматоров создает величину b для второго отвода в диапазоне от +1,75 до -1,75 (в двоичных весах 0, 0,25, 0,50, 1,0), благодаря чему нуль фильтра будет сдвигаться по выходной полосе частот таким образом, чтобы его можно было поместить как можно ближе к требуемой частоте выходного сигнала для достижения максимального отношения сигнала к шуму квантования.
Нулевая частота может быть вычислена путем определения корней вышеприведенного уравнения в z-плоскости. Корни представляют собой комплексно-сопряженную пару, которая находится на единичной окружности. Нулевая частота определяется из следующей зависимости:

где Θ обозначает значение угла корня в верхней половине плоскости.
Сопряженный корень будет давать нулевую частоту, близкую к максимальной частоте сигнала (равной половине частоты дискретизации).
В таблице 2 представлены нулевые частоты, сформированные вторым отводом с двоичными весами. Через b3, b2 и b1 обозначены соответственно веса 1,0, 0,5, 0,25, при этом символ "+" означает, что отвод равен своему весу, символ "-" означает, что отвод равен значению своего веса, но с противоположным знаком, а "0" означает, что отвод не имеет веса. Некоторые из нулевых частот равны таковым из других комбинаций лишь постольку, поскольку возможные комбинации иногда перекрываются (например, комбинация 1,0 + 0,5 - 0,25 равна комбинации 1,0 + 0,0 + 0,25). Частота дискретизации fдискретизации составляет 1,00.
Вся синхронизация осуществляется по синхросигналу частотой 21,76 МГц, передаваемого по линии 71а.
Ниже описаны функции, относящиеся к сигналам в управляющих регистрах 64.
Когда установлен сигнал РЕЖИМ НК, все входные отсчеты 1, поступающие на соответствующий умножитель в модуляторе 68, принудительно приравниваются к нулям, а все соответствующие входные отсчеты Q принудительно приравниваются к единицам. Суммарный эффект этого состоит в том, что генерируется немодулированная несущая. Эта функция дважды буферизуется, а загруженные данные не станут активными до тех пор, пока не будет выдана команда НАСТРОЙКА.
Сигнал ЗАПУСК ИНТЕРПОЛЯТОРА запускает 16-кратный интерполятор по отсчетам I, Q. Если этот сигнал ЗАПУСК ИНТЕРПОЛЯТОРА не установлен, то данные I, Q подаются непосредственно на вход умножителя.
Внешнее ЗУ, необходимое для работы процессорного чипа 12, образовано быстродействующим ЗУ 13 и медленнодействующим ЗУ 14. Обращение к быстродействующему ЗУ 13 осуществляет дешифратор 15 адресов. Быстродействующее ЗУ 13 является кэш-памятью, реализованной в ОЗУ, имеющем нулевые состояния ожидания. Медленнодействующее ЗУ 14 является памятью большого объема, которое реализовано в СППЗУ, имеющем два состояния ожидания. Медленнодействующее ЗУ соединено с процессорным чипом 12, обеспечивая сохранение кодов обработки, используемых процессорным чипом 12, когда эти коды не требуются для работы с нулевыми состояниями ожидания. Быстродействующее ЗУ также соединено с процессорным чипом 12, обеспечивая временное сохранение рабочих кодов, используемых процессорным чипом 12, когда эти коды используются при работе с нулевыми состояниями ожидания. Когда определенные операции должны выполняться с нулевыми состояниями ожидания, код может быть загружен из медленнодействующего ЗУ 14 в быстродействующее ЗУ 15 и выдаваться последним. К таким операциям относятся программы обслуживания прерываний, демодуляция символов, вхождение в синхронизм с КУР, демодуляция в режиме ДПФМн и обработка данных и речевых сигналов.
Процессорный чип 12 содержит один цифровой процессор сигналов модели TMS320C25, который, как показано на фиг. 4, выполняет четыре основных задачи: задачу управления абонентским пунктом (ЗУА) 91, задачу управления каналом (ЗУК) 92, задачу обработки сигналов (ЗОС) 93 и задачу модемной обработки (ЗМО) 94. Управление этими четырьмя задачами осуществляется управляющей программой в модуле 95. ЗУА работает с интерфейсом телефона и осуществляет обработку вызова высокого уровня. ЗУК управляет работой и синхронизацией модема и ОВЛП, а также осуществляет подстройку синхронизации ПРД и уровня мощности в соответствии с запросами от базовой станции. ЗОС осуществляет ОВЛП-сжатие, компенсацию эхо-сигналов и выполняет функции по генерированию тонального сигнала. Управляющая программа вызывает эти четыре задачи последовательно и взаимодействует с ними с помощью управляющих слов.
ЗУА 91 выполняет функцию управления высокого уровня в абонентском пункте и имеет три основных режима работы: холостой режим, речевой режим и режим отмены или прекращения выполнения задачи.
ЗУА устанавливается в холостой режим после включения питания и остается в этом состоянии до тех пор, пока фактически не будет установлена речевая связь. В холостом режиме ЗУА осуществляет текущий контроль за интерфейсом абонентского телефона на предмет активизации последнего и отвечает на запросы от базовой станции, принимаемые по каналу управления радиосвязью (КУР).
Основная функция ЗУА состоит в управлении абонентским пунктом путем установления и завершения соединений для речевой связи по радиоканалу. Однако перед тем, как пункт передаст вызов для установления определенного типа связи, он должен "найти" соответствующую базовую станцию. ЗУА определяет, какая частота должна использоваться в КУР, и передает информацию о частоте ЗУК. Процесс инициализации канала связи между абонентским пунктом и базовой станцией описан в заявке на патент США 07/070970, поданной 8 июля 1987 г.
После вхождения абонентского пункта в синхронизм с КУР, абонентский пункт может установить соединение, обмениваясь сообщениями по КУР с базовой станцией, а также отслеживая и устанавливая заданные сигналы аппаратных средств на интерфейсе телефона. Ниже кратко описана последовательность операций, выполняемых в процессе установления соединения.
Обычно процесс установления соединения при исходящем вызове начинается со снятия телефонной трубки с рычажного переключателя, что инициирует посылку запроса на обслуживание. ЗУА посылает на базовую станцию сообщение ЗАПРОС СОЕДИНЕНИЯ. После этого ЗУА принимает сообщение СОЕДИНЕНИЕ ВЫЗОВА. Затем ЗУА посылает на ЗУК сигнал для установления синхронизации по речевому каналу, выделенному с помощью сообщения СОЕДИНЕНИЕ ВЫЗОВА. После этого ЗУК входит в синхронизм по речевому каналу. Далее абонент принимает от центральной станции тональный сигнал готовности. Тем самым установление соединения завершается. Дальнейшее прохождение вызова к вызываемой стороне обеспечивает уже центральная станция.
Процесс установления соединения при входящем вызове, как правило, осуществляется по следующей схеме. ЗУА принимает сообщение ПОИСКОВЫЙ ВЫЗОВ от базовой станции. На это сообщение ЗУА отвечает сообщением ПРИЕМ ВЫЗОВА. После этого ЗУА принимает сообщение СОЕДИНЕНИЕ ВЫЗОВА. Затем ЗУА посылает на ЗУК сигнал для установления синхронизации по речевому каналу, выделенному с помощью сообщения СОЕДИНЕНИЕ ВЫЗОВА. После этого ЗУК входит в синхронизм по речевому каналу. Далее ЗУА запускает генератор вызывного звонка для подачи вызова звонком на абонентский шлейф. После этого абоненту необходимо лишь снять телефонную трубку с рычажного переключателя, при этом подача звукового вызывного сигнала прекращается. Тем самым процесс установления соединения для речевой связи завершается.
ЗУА выполняет операции по установлению соединений и разъединению как конечный автомат.
Если занятие речевого канала успешно завершено, то ЗУА переключается на речевой режим и выполняет очень ограниченный набор функций по поддержанию связи. Нагрузка на процессор со стороны ЗУА в это время является минимальной, что позволяет выделить максимум ресурсов процессора для работы с алгоритмами по ОВЛП-сжатию речевого сигнала, по компенсации эхо-сигналов и по модемной обработке.
ЗУА устанавливается в режим отмены задачи в результате безуспешной попытки установления соединения при исходящем вызове или в результате неожиданного разъединения. В режиме отмены задачи на телефонный аппарат посылается сигнал переупорядочения. При этом ЗУА осуществляет текущий контроль за интерфейсом абонентского телефона на предмет отсоединения (что подразумевает появление сигнала "отбоя" при положенной телефонной трубке), в момент которого абонентский пункт переходит в холостой режим. Запросы от базовой станции, принимаемые по каналу управления радиосвязью (КУР), отклоняются до тех пор, пока не будет детектировано отсоединение.
ЗУК 92 выполняет в программных средствах полосы модулирующих частот функцию контроллера канала для управления уровнем связи. ЗУК имеет три основных режима работы: работа по КУР, режим детализации и речевой режим.
При включении питания ЗУК устанавливается в режим работы по КУР для поиска КУР-канала и последующей его поддержки. Режим работы по КУР предусматривает выполнение следующих функций: управление вхождением в синхронизм по АМ-"пробелу" в принятом сигнале, контроль за состояниями синхронизации и выполняемых модемом задач, коррекция синхронизации радиоканала, фильтрация принимаемых по КУР сообщений, форматирование передаваемых по КУР сообщений, контроль за Вх/Вых ИКМ-буфера и обработка информации о линии связи.
После установления соединения для речевой связи ЗУК устанавливается в режим детализации для точной настройки раздельной синхронизации модема. Процесс детализации предусматривает выполнение следующих функций: интерпретацию пакетов данных детализации и срабатывание в ответ на них, формирование и форматирование передаваемых пакетов данных детализации, соответствующую передачу сообщений на ЗУА, контроль за состояниями модема и контроль за Вх/Вых буфера ИКМ.
После режима детализации ЗУК переходит к речевому режиму, который предусматривает выполнение следующих функций: обеспечение передачи сигналов, содержащих кодовые слова, восстановление при выпадении сигнала, контроль за состояниями синхронизации и модема и контроль за Вх/Вых буфера ИКМ.
Основными режимами ЗУК 92 являются три следующих режима: холостой режим, режим детализации и речевой режим. Ниже описана последовательность состояний, используемых при выполнении ЗУК.
После установления в исходное состояние ЗУК устанавливается в холостой режим и остается неактивным до поступления от ЗУА команд о выделении канала. ЗУА предоставляет ЗУК частоту, на которой происходит поиск канала управления радиосвязью (КУР). После этого ЗУК дает команду ЗМО на синхронизацию приемника на заданной частоте и на поиск АМ- "пробела", т.е. кодовой комбинации из набора нулей. Если в течение заданного периода времени AM-"пробел" не будет детектирован, то ЗУК запрашивает от ЗУА другую частоту, на какой следует производить поиск. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет детектирован AM-"пробел".
После успешного детектирования АМ- "пробела" ЗУК начинает проверять принятые данные для отыскания уникального слова. При этом сканируется небольшой интервал около номинального положения уникального слова, поскольку процесс детектирования АМ-"пробела" может быть прерван несколькими периодами передачи символов. После обнаружения положения уникального слова и после подтверждения правильности слова обнаружения ошибок с помощью КИК может быть определена точная синхронизация принимаемых символов. Затем могут быть скорректированы метки осуществляемого в режиме ВУ формирования кадров для их правильного выравнивания, и начинается обычная поддержка работы по КУР. Если положение уникального слова не может быть определено, то детектирование AM-"пробела" считается неудачным, и ЗУК запрашивает у ЗУА новую частоту.
Во время работы по КУР ЗУК фильтрует полученные по КУР сообщения (КУР-сообщения). Большинство КУР- сообщений базовой станции являются нулевыми кодовыми комбинациями, т.е. набором нулей, и они игнорируются после считывания информации связи из байта связи. Те же КУР-сообщения, которые содержат реальную информацию, посылаются на ЗУА для обработки. В случае выпадения из синхронизма с КУР ЗУК повторно запрашивает у ЗУА новую частоту. ЗУА при этом будет сообщать правильную частоту в соответствии с алгоритмом поиска частоты КУР.
Когда ЗУА инициирует посылку вызова для речевой связи, ЗУК выделяет речевой канал и временной интервал. Затем ЗУК активизирует абонентский пункт в соответствии с данным выделением и начинает процесс детализации. Во время детализации базовая станция и абонентский пункт передают ДФМн-сигнал, специально предназначенный для помощи модему в установлении раздельной тактовой синхронизации. БУК базовой станции передает величину рассогласования тактовой синхронизации обратно на абонентский пункт в виде величины корректировки с дополнением до двух. ЗУК поддерживает среднее по времени этих переданных по схеме обратной связи рассогласований. Когда ЗУК определит, что значение раздельной синхронизации находится в заданных пределах, она соответствующим образом корректирует синхронизацию передачи абонентского пункта. Продолжительность поддержания среднего по времени определяется динамически в зависимости от величины расхождения отсчетов раздельной синхронизации. После корректировки синхронизации среднее по времени сбрасывается и процесс повторяется.
После того, как базовая станция установит, что синхронизация в абонентском пункте находится в допустимых пределах, она прекращает процесс детализации и начинает речевой режим. Продолжительность процесса детализации определяется динамически в зависимости от успешного исхода корректировки синхронизации абонентского пункта. В процессе детализации также контролируется и при необходимости корректируется синхронизация символов питания и целых чисел. Если абонентскому пункту не удается обнаружить пакеты данных детализации от базовой станции по истечении заданного периода времени или если процесс детализации не может обеспечить приемлемую синхронизацию, соединение прерывается, а ЗУК возвращается к режиму работы по КУР.
После успешной детализации ЗУК устанавливается в речевой режим на выделенном уровне модуляции. Задачами речевого режима являются управление операциями ОВЛП и ЗМО, установление синхронизации речевой связи и непрерывный контроль за кодовыми словами речевой связи, переданных от базовой станции. Изменения в управлении абонентским шлейфом, переданные посредством кодовых слов, сообщаются на ЗУА по мере их появления. Приращения для раздельной синхронизации и питания также определяются из кодовых слов. Переданные кодовые слова для речевой связи формулируются с помощью ЗУК на основании параметров управления абонентским шлейфом, обеспечиваемого ЗУА, и качестве связи в канале, сообщенном модемом. ЗУК возвращается к режиму работы по КУР, когда ЗУА выполняет последовательность операций по прерыванию связи.
В случае выпадения из синхронизма речевой связи ЗУК инициирует операцию по восстановлению сигнала при его замирании. Если хорошее качество речевой связи не удается восстановить по истечении десяти секунд, ЗУК информирует об этом ЗУА, инициируя прекращение связи. При этом ЗУК возвращается в холостой режим.
При выполнении операции по тестированию канала пакет речевых данных заменяется данными тестирования канала. Когда пакет уже принят, он анализируется на наличие ошибок в двоичном разряде. Результат подсчета таких ошибок в двоичном разряде передается в виде пакетов по обратному каналу на базовую станцию.
ЗОС 93 выполняет все задачи по цифровой обработке сигналов (ЦОС) в абонентском пункте. Различные функции по ЦОС активизируются по мере необходимости под управлением управляющей программы в модуле 95.
ЗОС содержит ОВЛП- модуль, который выполняется из быстродействующего ОЗУ. ОВЛП-модуль осуществляет ОВЛП-сжатие и -восстановление сжатого речевого сигнала вместе с компенсацией эхо-сигналов. ОВЛП-модуль, используя ОВЛП-алгоритм, преобразует блоки по 180 байт ИКМ- модулированных речевых данных, передаваемых со скоростью 64 кбайт/с, в 42 байта сжатых речевых данных, соответственно восстанавливает из 42 байт сжатые речевые данные.
ЗОС также содержит модуль управления обработкой сигналов (УОС), который определяет, какая их двух функций должна быть активизирована: генерирование тонального сигнала или ОВЛП. В случае, если должна быть активизирована ОВЛП-функция, УОС-модуль определяет, какую из программ необходимо вызвать: синтеза или анализа. Программа синтеза возвращает результат отсчета ошибок четности, который обрабатывается программой контроллера (КЗОС). Если требуется генерирование тонального сигнала, то определяется, будет ли подан на выход сигнал глушения или переупорядочения.
Управление ЗОС осуществляется посредством команд, поступающих от ЗУА и ЗУК. Эти команды активизируют разные функции в ЗОС и управляют ими по мере того, как они запрашиваются абонентским пунктом. Например, программы ОВЛП-сжатия и компенсации эхо-сигналов выполняются только в том случае, когда абонентский пункт работает в режиме речевой связи. Тональные сигналы прохождения вызова генерируются в любое время, когда приемник абонентского пункта снят с рычажного переключателя, а ОВЛП-модуль неактивен. К тональным сигналам относятся сигналы гашения и переупорядочения. За исключением холостого режима, программа обслуживания прерываний, управляющая ИКМ-кодеком, работает непрерывно как приоритетный процесс, заполняя кольцевой ИКМ-буфер.
Управляющие и модемные функции выполняются между обработкой операций анализа и синтеза.
Процесс демодуляции ЗМО 94 делится на две операции: ДЕМОДА и ДЕМОДВ, обеспечивая тем самым осуществление ОВЛП-синтеза по данным ПРМ в буфере А сразу по завершении операции ДЕМОДА. После ДЕМОДА все переменные внутренних ОЗУ должны быть сохранены во внешнем ОЗУ, а затем перезагружены во внутреннее ОЗУ перед осуществлением операции ДЕМОДВ. Это обусловлено тем, что ОВЛП использует внутреннее ОЗУ.
Когда сигнал прерывания СхПРМ по линии 26с принят процессорным чипом 12, ЗМО инициирует считывание четырех принятых отсчетов данных ПРМ с последующей их загрузкой в кольцевой буфер для демодуляции. Благодаря этому при приеме отсчетов ПРМ могут выполняться другие задачи.
ЗМО принимает сигнал прерывания СхПРМ по линии 26с от КИХ-чипа 16 каждые 62,5 мкс в течение временного интервала приема. Сигнал прерывания СхПРМ маскируется программно- аппаратными средствами процессорного чипа во время ожидания (во время холостого режима) или в течение временных интервалов передачи.
ЗМО принимает сигнал прерывания СхПРД по линии 26а от КИХ-чипа 16 только в течение временного интервала передачи. Сигнал прерывания СхПРД указывает процессорному чипу 12, когда необходимо послать новый символ ПРД на КИХ-чип.
ЗМО считывает четыре отсчета из буфера 35 отсчетов ПРМ в КИХ-чипе 16 во время каждого сигнала прерывания СхПРМ, выдаваемого по линии 26с. ЗМО устанавливает в исходное состояние счетчики входных и выходных адресов для буфера в начале временного интервала приема.
ЗМО посылает символы ПРД на буфер символов ПРД в КИХ-фильтре 42 ПРД, который имеется в КИХ- чипе 16.
ЗМО посылает данные на схему раздельной синхронизации в модуле 39 синхронизации ПРМ в КИХ-чипе 16, что используется для выравнивания сигнала прерывания СхПРМ, выдаваемого по линии 26с, с передачей от базовой станции.
ЗМО также синхронизирует ЦСПС-частоту с частотой передачи базовой станции.
Как показано на фиг. 5, ЗМО включает следующие модули: модуль 101 управляющей программы, модуль 102 подготовки, модуль 103 вхождения в синхронизм по частоте, модуль 104 тактовой синхронизации, модуль 105 демодуляции речевого сигнала, модуль 106 обработки принятых символов и модуль 107 передачи.
Модуль 101 управляющей программы является управляющей программой ЗМО-задачи. Он считывает управляющее слово ЗМО (CTRLO) из ОЗУ и вызывает другие программы в соответствии с этим управляющим словом.
Модуль 102 подготовки вычисляет вектор из 28 комплексных коэффициентов КИХ-фильтра. Он активизируется в холостом режиме после включения питания и примерно каждые три часа. Передатчик модуля подготовки, реализованный с помощью ЗМО, активизируется в режиме кольцевой проверки для передачи некоторой последовательности символов. Эта последовательность кольцевой проверки на приемник модуля подготовки, реализованный с помощью ЗМО, в нормальном режиме, в режимах синхронизации с опережением и задержкой, а также в соседних каналах более высокого и более низкого уровней.
Приемник модуля подготовки использует отсчеты входного колебательного сигнала для формирования положительной определенной симметричной матрицы А 28-го порядка. Из входных отсчетов также создается вектор V из 28 слов. Вектор С коэффициентов задается следующим уравнением:
C = A-1V (ур.10)
Затем вычисляется коэффициент В в соответствии с алгоритмом В = А-1 при данном А.
Передатчик модуля подготовки активизируется в режиме кольцевой проверки для передачи пяти аналогичных пар последовательностей. Каждая пара состоит из следующих двух последовательностей:
последовательность I: 9 нулевых символов, "i", 22 нулевых символа;
последовательность Q: 9 нулевых символов, "j", 22 нулевых символа.
"i" может быть любым символом, "j" является символом, который отличается от "i" на 90o.
Приемник выполняет следующие задачи обработки:
АРУ-регулирование таким образом, чтобы амплитуда сигнала в нормальном режиме составляла от 50 до 70% от максимума. АРУ увеличивается на 23 дБ для 4-ой и 5-ой мод.
Считывание и сохранение входных отсчетов. Для каждой последовательности первые 32 отсчета игнорируются, а следующие 64 отсчета запоминаются.
Создание матрицы А(28,28). В нормальном режиме осуществляется следующая операция:
A(I,J) = A(I,J)+ΣX(4N-I)·X(4N-J) (ур.11)
Сложение производится для всех N, которые удовлетворяют следующему условию:
0≅4N-I<64 и 0≅4N-J<64 (ур.12)
Для опережающих и задержанных последовательностей выполняется та же операция, за исключением того, что член, получаемый при N=8, не добавляется. В последовательностях соседних каналов более высокого и более низкого уровней выполняется следующая операция:
A(I,J) = A(I,J)+ΣX(2N-I)·X(2N-J) (ур.13)
Сложение производится для всех N, которые удовлетворяют следующему условию:
0 ≅2N-I<64 и 0≅2N-J<64 (ур.14)
Затем из отсчетов первой пары последовательностей создается вектор V(l: 28):
Re{ V(I)} = X(32-I), где X представляет собой отсчеты первой (I) последовательности,
Im{ V(I)} = Х(32-I), где Х представляет собой выборки второй (Q) последовательности.
После этого определяется вектор С коэффициентов путем решения следующего уравнения:
AxC-V=0 (ур.15)
Эти стадии обработки более подробно описаны в патенте США 4644561, выданном 17 февраля 1987 г. на имя Eric Paneth, David N. Critchlow и Moshe Yehushua.
Модуль 103 вхождения в синхронизм по частоте запускается в случае получения канала управления с целью синхронизировать частоту ПРМ абонентского пункта с частотой передачи базовой станции. Это осуществляется путем регулирования выходного НК-сигнала ЦСПС до тех пор, пока энергии двух боковых полос принятого сигнала не сравняются. После этого регулируются частоты ПРД ЦСПС в соответствии с рассчитанной девиацией частоты.
Если при выполнении указанной операции синхронизация по частоте не достигается, в слово состояния помещается соответствующий код ошибки.
Модуль 104 тактовой синхронизации запускается в случае получения КУР и по окончании вхождения в синхронизм по частоте. При этом при передаче по КУР от базовой станции в первых 44 символах передается определенная кодовая комбинация, которая используется этим модулем для вычисления девиации СхПРМ от правильного такта дискретизации. Эта девиация используется для корректировки тактирования СхПРМ.
Модуль 105 демодуляции речевого сигнала активизируется для демодуляции временного интервала речевого сигнала. Этот модуль является резидентным и находится в медленнодействующем СППЗУ, а его функции поделены между двумя операциями ДЕМОДА и ДЕМОДВ.
Функция ДЕМОДА предусматривает установление в исходное состояние параметров для модуля 106 обработки принятых символов, вызов указанного модуля для обработки принятых символов для буфера А и сохранение переменных во внешнее ОЗУ перед подачей на выход.
Функция ДЕМОДВ предусматривает загрузку переменных из внешнего ОЗУ во внутреннее ОЗУ, вызов модуля обработки принятых символов для обработки принятых символов для буфера В и определение качества связи и другой информации после приема всех символов, переданных во временном интервале.
Модуль 106 обработки принятых символов загружается в ОЗУ, когда ЗУК устанавливается в речевой режим. Этот модуль вызывается операциями ДЕМОДА или ДЕМОДВ для осуществления следующих операций: (1) считывание отсчетов I и Q из кольцевого буфера, (2) КИХ-фильтрация отсчетов I и Q, (3) определение переданных символов и их загрузка в буфер, (4) выполнение фазовой автоподстройки частоты для синхронизации ЦСПС с поступающим сигналом, (5) выполнение алгоритма следящей коррекции битов, (6) вычисление АРУ и (7) накопление данных для определения качества связи.
Модуль 107 передачи содержит программу обслуживания прерывания для принятого по линии 26а от КИХ-чипа 16 сигнала прерывания СхПРД, который появляется один раз на два символа в течение временного интервала передачи. Модуль 107 передачи выполняет следующие функции: (1) распаковку символа передачи из ОВЛП-буфера, (2) его кодирование с использованием обратного кода Грея, (3) добавление его к прежней переданной фазе (из-за передачи в режиме ОФМн) и (4) передачу его на буфер символов ПРД в КИХ-чипе 16.
Взаимодействие ЗМО с задачами, выполняемыми для полосы модулирующих частот, осуществляется с помощью слов управления и состояния и буферов данных в совместно используемом ЗУ. Операции, требующие быстрого выполнения, перезагружаются в кэш-память по мере необходимости. К таким операциям относятся программы обслуживания прерываний, демодуляция символов, установление синхронизации с КУР и демодуляция в режиме ДФМн.
Управляющая программа ЗМО не будет ожидать НВИП для считывания и декодирования управляющего слова, а будет выполнять эти операции сразу же, как только она будет вызвана.
TMS320C25 переходит в режим пониженного потребления энергии, когда выполняется команда ХОЛОСТОЙ (режим). Для экономии энергии программно-аппаратные средства будут находиться в холостом режиме большую часть времени, когда нет текущих телефонных переговоров. После установки в исходное состояние управляющая программа установит синхронизацию с КУР, а затем перейдет в холостой режим, оставаясь в нем до тех пор, пока заданный сигнал прерывания не запустит выполнение соответствующей программы обслуживания прерываний. Находясь в режиме пониженного потребления энергии, TMS320C25 устанавливается в неактивное состояние, потребляя лишь часть энергии, обычно необходимой для электропитания этого устройства. В режиме пониженного потребления энергии вся внутренняя "начинка" процессора поддерживается в таком состоянии, которое по окончании режима пониженного потребления энергии обеспечивает возобновление работы без изменений. После приема сигнала прерывания процессорный чип 12 временно приостанавливает режим пониженного потребления энергии, возобновляя нормальную работу, продолжительность которой равна минимальному времени, необходимому для одного основного цикла. Требования к режиму пониженного потребления энергии проверяются каждый раз в конце выполнения основного цикла с целью определить, будет абонентский пункт возвращен в режим пониженного потребления энергии или нет.
Синхросигнал для временного интервала основан на генерируемой аппаратными средствами синхронизации временных интервалов. Когда метка временного интервала инициирует прерывание, программа увеличивает синхросигнал на один такт. Каждый такт синхросигнала равен по времени 11,25 мс.
Функции приема и передачи УАПП не управляются прерываниями, а управляются посредством фоновых программ (благодаря чему обеспечивается управление загрузкой процессора и предотвращение возникновения условий для самопроизвольных прерываний). Код обработки поддерживает XON/XOFF-протокол (асинхронный протокол связи) путем непосредственного перехвата этих символов, немедленно разрешая или запрещая передачу УАПП в зависимости от конкретного символа. Скорость приема и передачи выбирается посредством внешнего переключающего ДРВ-устройства. Обычно скорость приема данных составляет 9600 бод. Кольцевой буфер используется для управления передачей УАПП. Фоновые программы периодически проверяют очередь и, если она не пустая, инициируют передачу. Такая проверка осуществляется путем посылки байтов на УАПП, по одному байту за один такт, пока очередь не будет пустой.
Дискретизация сигналов рычажного переключателя осуществляется с помощью внутренней программы прерываний от таймера в TMS320C25. Для имитации посылки сигнала постоянного тока используется период дискретизации в 1,5 мс. Это прерывание выравнивается с синхронизацией кадра в начале каждого кадра, и поэтому его частота синхронизирована по фазе с базовой станцией для предотвращения недогрузки или перегрузки буфера отсчетов рычажного переключателя. Для каждого прерывания в 60-разрядный буфер отсчетов рычажного переключателя (БОРП) вводится бит, представляющий собой сигнал детектирования рычажного переключателя (от ССАЛ). В обычном режиме работы ЗУА проверяет БОРП через каждые 45 мс. Посылку этого сигнала прерывания программные средства могут разрешать в любое время.
Формула изобретения: 1. Абонентский пункт в абонентской системе беспроводной связи, который включает кодек, соединенный с процессорным чипом для перекодирования входного сигнала с целью получения цифровых входных символов, радиоустановку, соединенную с процессорным чипом для передачи сигнала, который включает информацию, содержащуюся в цифровых входных символах, на второй пункт в системе, и для демодуляции выходного сигнала, принятого от второго пункта, и в котором процессорный чип служит для синтеза цифровых выходных сигналов из демодулированного выходного сигнала, отличающийся наличием цифрового синтезатора с прямым синтезом (ЦСПС), который соединяет процессорный чип с радиоустановкой и который содержит фазовый накапливающий сумматор для накопления данных о приращениях фазы с получением оцифрованных значений фазы и генератор СИНУСА и КОСИНУСА для генерирования цифрового сигнала промежуточной частоты, имеющего заданное значение, основанное на оцифрованных значениях фазы, переданных фазовым накапливающим сумматором.
2. Абонентский пункт по п.1, отличающийся тем, что цифровой синтезатор включает также модулятор для модулирования цифрового сигнала промежуточной частоты, принятого от генератора СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС, цифровыми входными символами с получением модулированного входного сигнала для передачи радиоустановкой.
3. Абонентский пункт по п.2, отличающийся тем, что на генератор СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС поступает накопленная информация о фазе, и он служит для генерирования на основании накопленной фазовой информации колебательных сигналов синусоидальной и косинусоидальной формы, причем при сложении этих колебательных сигналов синусоидальной и косинусоидальной формы образуются цифровые сигналы промежуточной частоты, а цифровой синтезатор включает также модуль декодирования процессора, который соединен с процессорным чипом и который интерпретирует управляющую информацию от процессорного чипа для управления внутренними функциями цифрового синтезатора, настроечные регистры, которые соединены с процессорным чипом и которые принимают настроечную информацию от этого процессорного чипа и на основании этой настроечной информации выдают информацию о фазе, и формирователь шума, который служит для фильтрации цифрового сигнала промежуточной частоты и который соединен с модулятором.
4. Абонентский пункт по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что в генераторе СИНУСА и КОСИНУСА ЦСПС для генерирования цифрового сигнала промежуточной частоты используются заранее определенные значения, хранящиеся в просмотровой таблице.
5. Абонентский пункт по п.4, отличающийся тем, что размер просмотровой таблицы уменьшен за счет использования тригонометрического разложения и за счет использования квадрантной симметрии колебательных сигналов синусоидальной и косинусоидальной формы, причем накопленная информация о фазе определяет квадрант и алгебраический знак данных в просмотровой таблице.