使用區域中心局的同步信號的短脈沖串數據發射機及方法

專利名稱：使用區域中心局的同步信號的短脈沖串數據發射機及方法
技術領域：
本發明涉及一種使用區域中心局的同步信號的短脈沖串數據發射裝置及其方法，更具體地涉及一種用于使用自一區域中心局的被發送的幀/識別/定時(以后簡稱為“FIT”)信號以借助于一使用該FIT信號作為基準被指定的時隙允許多個終端局發送短脈沖串數據給區域中心局的短脈沖串數據發射機，在通過衛星的數據傳輸期間，該信號被提供給所有的終端局，發送由區域中心局指定的時隙。
一般地，各種系統，例如是一種超小型終端地球站的VSAT系統，這些系統都是用于通過衛星發射/接收數據的通信系統，但是，在發送/接收數據期間一旦錯誤出現，這些系統要花費太多的差錯-恢復時間且僅具有一簡單的數據發送功能。
因此，在相互發送/接收期間建立同步的問題擺到了通信系統的最前前。
在這方面，在公開號為NO-昭-58-88938的日本專利申請中公開了一種涉及在使用衛星的通信系統中在區域中心局(控制站)和終端局(數據發送站)之間實現發送/接收時用于建立精確定時同步的裝置和方法的技術。在這種用于經過固定衛星對在相應地球站之間斷續產生的數據進行交換的衛星分組通信系統中，當整個通信系統的基準定時經過一高穩定性振蕩器，一發送/接收定時電路和一發射機/接收機被設置時，該基準定時被發送到多個數據發送站，在用該定時被同步之后，這些發送站發送一預約信號。
被提供有該預約信號的控制站完成再發送表示空時隙的位置的定時信息和已接收該預約的數據發送站的一地址信號到數據發送站。依次地，被提供有定時信息的數據發送站允許一信息數據分組被發送到其它站和該控制站以與定時同步，發送該結果到空時隙位置，從而，解決了在時隙阿樂哈(ALOHA)衛星分組通信系統中有關同步產生的問題，并且減小了數據發送站的規模。因此，可以構成一個經濟的通信系統。
因此，上述技術目的在于通過一個簡單的同步系統建立同步并構成一個經濟的通信系統。而在本發明中，作為與數據一起從區域站被發送的一同步信號的FIT信號在終端局內被分析以抽出載頻ID和時隙號。然后，如果這時有被發送的信息數據，短脈沖串數據(信息數據)被發送至一指定的時隙，以便借助于FIT信號而不利用分離的同步信道建立通信同步并構成一經濟的通信網絡。因此，在直接的簡單的同步建立和經濟的通信網絡的構成方面這兩種技術是相類似的。但是，用于體現它們的目的裝置和方法互不相同，它們不能相互應用。
本發明被設計以加強上面所述的功能。因此，本發明的目的是提供一種短脈沖串數據發射機，用于發送數據到構成星形系統的區域中心局所指定的時隙，該星形系統是一種能降低差錯出現頻率并且能夠縮短在出現差錯的情況下的恢復時間的中心控制系統。
為了實現本發明的上述目的，提供一種用于從終端局發送短脈沖串數據到區域中心局的裝置，該裝置包括一個FIT檢測器，用于接收以分析從區域中心局發送的一FIT信號；和一個短脈沖串處理器，用于接收并解碼由FIT檢測器分析的數據并存儲一來自控制部分的時隙號碼，該控制部分根據由短脈沖串處理器解碼的一載頻ID信號的輸入來控制終端局的整個系統。一載頻ID開關被用于在區域中心局和終端局的系統構成期間設置終端局至區域中心局和終端局二者的載頻ID，且一個前置碼模式(preamble pattern)產生部分產生一前置碼模式，用于根據被發送時隙號的接收允許數據發送。并且一用戶計算機提供被發送的純數據至區域中心局，并同時輸出一發送請求信號。而且，一個數據接口設備接口用戶計算機和終端局，且一數據發送部分編碼經數據接口設備輸出的純數據，并根據從短脈沖串處理器輸入的發送已經完成信號輸出該被編碼的數據。另外，“或”門輸出來自數據發射部分及前置碼模式生成部分的前置碼數據和用戶純數據。
并且，本發明還提供一種從終端局發送短脈沖串數據至區域中心局的方法，包括有以下步驟接收以提取一FIT信號，該信號是一與數據一起從區域中心局發送到終端的同步信號，分析該FIT信號以獲得載頻ID和一時隙號碼，并發送短脈沖串數據到指定的時隙，通過其借助于FIT信號而無需使用分離的同步信道發送該短脈沖串數據。
通過參見附圖詳細描述優選實施例，本發明的上述目的和其它優點將變得更為明顯，其中

圖1是表示根據本發明的短脈沖串數據發射機的方框圖；和圖2是說明根據本發明的一種用于發送短脈沖串數據的方法的時間圖。
在作為是一種中心控制系統的星形系統中，區域中心局提供一個同步信號到多個終端局，然后通過衛星在發送/接收數據期間發送使用該同步信號作為基準的短脈沖串數據。
這里，該短脈沖串數據表示在正常規則下不被發送而當某一終端局打算發送它的時候，通過由區域中心局指定的時隙被發送的數據。
從終端局發送的短脈沖串數據包括前置碼數據和純數據，前置碼數據用于允許在區域中心局的解調器中通過接收的短脈沖串數據而使時鐘和載頻被恢復。
從區域中心局發送的FIT信號是這樣組成的，由9位(011111111)組成“F”信號是在數據傳輸期間的同步信號；“I”信號是終端局的載頻ID信號，即它代表終端局的固有號碼，它是通過一DIP開關在區域中心局和終端局之間事先被設置的；及“T”信號由9位組成，當該終端局發送短脈沖串數據到區域中心局時，“T”信號指示由區域中心局指定的一時隙號碼。如上面組成的FIT數據變為總共27位的一個時隙。
如圖1所示，終端局通過接收如上面所組成的FIT信號而發送數據到一指定的時隙，該終端局有一個用于接收以分析從區域中心局發送的一FIT信號的FIT檢測器1，和一個用于解碼從FIT檢測器1輸入的經分析的數據并存儲來自控制部分3的一時隙號碼的短脈沖串處理器2，該控制部分3根據由短脈沖處理器2解碼的一載頻ID信號的輸入，控制終端局的整個系統。此外，載頻ID開關4是到區域中心局和終端局的載頻ID。前置碼模式生成器5產生一個前置碼模式，用于可根據被發送的時隙號碼的接收，使數據被傳輸。一個用戶計算機6提供純數據到區域中心局，同時輸出一發送請求信號RTS。一數據接口設備(DIE)7接口用戶計算機6和終端局，及一數據發射機8編碼經DIE7輸出的純數據，并根據來自短脈沖串處理器2的發送已經完成信號的輸入，輸出該經編碼的數據。并且，“或”門9供給來自數據發射機8和前置碼模式生成器5的前置碼數據和用戶純數據。
控制部分3包括一用于存儲來自短脈沖串處理器2的載頻ID的第一D觸發器(D-FF)3-1，和一個控制處理器3-2，用于把來自第一D觸發器3-1的載頻ID信號與在載頻ID開關4中存儲的終端局的ID進行比較，當它們是多個時隙中輸出自區域中心局指定的時隙號碼。并且，緩沖器3-3臨時地存儲來自控制處理器3-2的載頻ID，及一第二D觸發器(D-FF)3-4接收來自控制處理器3-2的時隙號碼以輸出它到短脈沖串處理器2。
前置碼模式生成器5包括一個八進制(octenary)計數器5-1，用于接收一128K的時鐘CLK并以128K時鐘的每第八個計數輸出一個脈沖；和由RC電路組成的延遲電路5-2，用于接收并延遲128K時鐘200ns，以使防止定時器時鐘S2的假信號脈沖輸出到短脈沖串處理器2。“與”門5-3執行來自八進制計數器5-1和延遲電路5-2的兩個信號的“與”運算以提供定時器時鐘S2到短脈沖串處理器2，且一“或”門5-4接收來自數據發射機8的一清除信號S1和來自“與”門5-3的定時器時鐘S2以輸出一移位負荷時鐘S3。一8位并行-輸入/串行-輸出移位寄存器(8位PISO移位寄存器)5-5接收來自“或”門5-4的128K時鐘信號和移位負荷時鐘S3以產生一短脈沖串傳輸載頻和一時鐘前置碼模式。當經8位短脈沖串處理器數據總線B1從短脈沖串處理器2接收一個用于命令數據的前置碼數據的輸出的信號時，EPROM5-7經鎖存器5-6接收該命令信號以提供存儲的前置碼數據到8位并行-輸入/串行-輸出移位寄存器5-5。
數據發射機8由第一“或”門8-1和1/2編碼器8-2組成，第一“或”門8-1用于提供清除信號S1，該清除信號清除八進制計數器5-1以允許根據從短脈沖串處理器2的傳輸已經完成信號CTS和靜噪信號的輸出值發送用戶純數據，而1/2編碼器8-2用于接收同時提供到第一“或”門5-1的傳輸已經完成信號CTS以對輸入的64Kbps用戶數據進行1/2編碼。
此后，將詳細描述根據本發明的如上構成的裝置的操作。
終端局的FIT檢測器1接收自區域中心局連續發送的66.66Kbps數據以檢測是2.66Kbps同步信號的一FIT同步信號S4，一FIT時鐘信號S5和FIT數據S6，從而提供該被檢測的信號到短脈沖串處理器2。無論何時該FIT信號從FIT檢測器1被提供，當接收到該信號，具有內部存儲器和32I/O端口的短脈沖串處理器2就對該FIT信號進行解碼，并且提供被解碼數據中的載頻ID給第一D觸發器3-1。
現在，參見圖2的時間圖分析自區域中心局接收的FIT信號。由圖2的FIT-DA表示其波形，當它被分離為F信號，I信號和T信號時，其數值如下所示FIT數據＝00 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1T8I8F8T7I7F7T6I6F6T5I5F5T4I4F40 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0T3T3F3T2I2F2T1I1F1T0I0F0當上述形成的數據被分類為F信號，I信號和T信號時，F信號＝011111111I信號＝011101110，代表第77個，換句話說，載頻ID是77，及T信號＝001010000，表示26+24＝80，換句話說，指定時隙號是80。
接收上述號碼的載頻ID的第一D觸發器3-1把它提供到控制處理器3-2，該處理器通過終端局的載頻ID開關4將接收到的載頻ID與其自己的預置載頻ID進時比較。這樣，當它們彼此是相同的時候，在總的編號100的時隙中的自區域中心局指定時隙號經第二D觸發器3-4被提供到短脈沖處理器2。
此后，當從DIE7接收到傳輸請求信號RTS時，短脈沖串處理器2在其存儲器中存儲輸入的時隙號碼，并提供該信號到前置碼模式生成器5，用于輸出前置碼數據。該處理器將描述如下。
一旦用戶數據從用戶計算機6被輸入到DIE7，它就被以64Kbps數據速率進行處理并輸出到1/2編碼器8-2，1/2編碼器8-2將該數據編碼為調諧至128K的輸入時鐘的128Kbps數據。
當該數據被處理為128Kbps時，DIE7同時地輸出傳輸請求信號RTS至短脈沖串處理器2。這時，傳輸請求信號的值是“低”。識別傳輸請求信號RTS的輸入的短脈沖處理器2搜索出在其內儲存器中的當前時隙，指定相繼的時隙中的該時隙，從而允許開始傳輸。
當檢測到合理的時隙的FIT數據S6時，短脈沖串處理器2輸出與傳輸已經完成信號CTS一起被提供給“或”門8-1的“低”值的靜噪信號MUTE，且“或”門8-1接收該信號以輸出清除信號。
如果接受“低”值的靜噪信號MUTE，在EPROM5-7內存儲的前置碼數據的傳輸開始。這時，八進制計數器5-1在128K時鐘的每第8個計數提供一個脈沖，即產生經“或”門5-4輸出的移位負荷時鐘S3八進制計數器5-1被采用以用于裝入8位并行-輸入/串行-輸出移位寄存器5-5，并如上所述，在載頻和時鐘前置碼的間隔期間，從“與”門5-3每128K時鐘的每第8個時鐘脈沖提供一個時鐘脈沖給短脈沖處理器的2的定時器時鐘S2，而在128Kbps用戶數據傳輸期間每一個128K時鐘提供一個脈沖。
這時，“與”門5-3經延遲電路5-2被提供有相對于128K時鐘的具有200ns延遲的延遲信號，防止與來自八進制計數器5-1的脈沖在一起的“與”門5-3輸出中的假脈沖。
當通過上述處理完成發送前置碼數據準備時，在EPROM5-7中存儲的前置碼數據通過短脈沖串處理器2被并行地加載以并行地輸入到8位并行-輸入/串行-輸出移位寄存器5-5，然后它串行地輸出調諧到由8位并行輸入/串行輸出移位寄存器5-5接收的128K時鐘。
發送的前置碼數據這樣組成以使前置碼數據占據的總的字節是32字節，其中27字節是具有零值的載頻，其余5字節構成“55Hex”并且在發送前置碼數據期間，128Kbps用戶數據信號值被設置為“低”。
以下描述發送128Kbps用戶數據的處理過程。
在前置碼數據的傳輸期間，傳輸已經完成信號CTS是“低”并從前置碼數據傳輸完成之前的兩個時鐘進入“高”。然后，該信號值被輸入到“或”門8-1，且清除信號S1自其被提供到八進制計數器5-1，該計數器根據接收的清除信號S1被清除而保持“高”。
通過該操作，短脈沖串處理器2的定時時鐘被改變為128K時鐘，并且連續地，被保持的128Kbps用戶數據作為短脈沖串數據經“或”門9被輸出。
圖2的時間圖說明這種操作，其中RTS表示傳輸請求信號，MUTE是在沒有傳輸數據的情況下用于阻止中頻狀態的信號，CTS是傳輸已經完成信號，PRE-AM是前置碼數據，128KDA是128Kbps數據，FIT-SY是FIT同步信號，FIT-DA是FIT信號，和FIT-CL是FIT時鐘。
通過上述處理，根據數據傳輸的完成，該短脈沖串處理器2強迫一復位信號RESET至“低”，用于保持8位并行-輸入/串行-輸出移位寄存器5-5的輸出至“低”。此后，當在用戶計算機6內完成數據傳輸時，傳輸請求信號RTS進入“高”。通過該操作，在計數38次之后，該短脈沖串處理器2改變輸出靜噪信號MUTE為“高”，并且改變傳輸已經完成信號CTS至“低”。
然后，八進制計數器5-1被初始化以用于下一個短脈沖串前置碼。因此，該短脈沖數據的傳輸徹底完成。
如上所述，當數據從所有終端局向區域中心局發送時，一同步信號被請求。在本發明中，當一信號與來自區域中心局的數據一起被發送時，同步信號被簡單地從該信號中提取用于發送數據。結果，不需要分離的同步信道，因此獲得經濟的效果。
雖然本發明已參照特定的實施例進計了展示和描述，但對熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離由所附權利要求規定本發明的精神和范圍的前提下，可以作出各種形式及細節上的改變。
權利要求
1.在一種用于從終端局向區域中心局發送短脈沖串數據的裝置中，一使用所述區域中心局的同步信號的短脈沖串數據發送裝置包括一個FIT檢測器，用于接收分析從所述區域中心局發送的FIT信號；一個短脈沖串處理器，用于接收解碼由所述FIT測器分析的數據，并存儲一時隙號碼；一個控制部分，用于根據由所述短脈沖串處理器解碼的載頻ID信號的輸入，控制所述終端局的整個系統并輸出所述時隙號至所述短脈沖串處理器；一個載頻ID開關，用于在所述區域中心局和終端局的系統構成期間設置所述終端局至所述區域中心局和終端局的載頻ID。一個前置碼模式生成部分，用于產生一個前置碼模式，該前置碼模式用于根據接收被發送的時隙號，允許數據傳輸；一個用戶計算機，用于提供被發送的純數據到所述區域中心局，并同時地輸出一個傳輸請求信號；一個用戶接口設備，用于接口所述用戶計算機和終端局；一個數據發送部分，用于編碼經所述數據接口設備輸出的所述純數據，并根據來自所述短脈沖處理器的傳輸已經完成信號的輸入而輸出經編碼的數據；及一個“或”門，用于輸出來自所述數據發送部分和前置碼模式生成部分的所述前置碼數據和用戶純數據。
2.根據權利要求1的使用區域中心局的同步信號的短脈沖串數據發送裝置，其中所述控制部分包括一個第一D觸發器，用于存儲來自所述短脈沖串處理器的所述載頻ID；一個控制處理器，用于將來自所述第一D觸發器的所述載頻ID信號與在所述載頻ID開關中存儲的所述終端局的ID進行比較，并當它們是相同的時候認為該結果為其自己的ID，輸出多個時隙中的由所述區域中心局指定的時隙號碼；一個緩沖器，用于臨時地存儲來自所述控制處理器的所述載頻ID；及一個第二D觸發器，用于接收來自所述控制處理器的所述時隙號碼以輸出所述接收的時隙號碼到所述短脈沖串處理器。
3.根據權利要求1的使用區域中心局的同步信號的短脈沖串數據發送裝置，其中所述前置碼模式生成部分包括一個八進制計數器，用于接收128K時鐘以對所述128K時鐘的每第8個計數輸出一個脈沖；一個由RC電路組成的延遲電路，用于接收所述128K時鐘，并延遲所述128K時鐘200ns，以防止提供到所述短脈沖串處理器的定時時鐘的假脈沖；一個“與”門，用于執行對來自所述八進制計數器和延遲電路的兩個信號的“與”運算，并輸出所述定時時鐘信號到所述短脈沖串處理器；一個“或”門，用于執行來自所述數據發送部分的清除信號和來自所述“與”門的所述定時時鐘信號的“或”運算以輸出一移位負荷時鐘信號；一個8位并行-輸入/串行-輸出移位寄存器，用于接收所述128K時鐘信號和來自所述“或”門的所述移位負荷時鐘信號，以產生一短脈沖串傳輸載頻和時鐘前置碼模式；及一個EPROM，用于經一8位短脈沖串處理器數據總線通過鎖存器從所述短脈沖串處理器接收一個命令輸出數據中的所述前置碼數據的信號，并輸出所述存儲的前置碼數據到所述8位并行-輸入/串行-輸出移位寄存器。
4.根據權利要求1的使用區域中心局的同步信號的短脈沖串數據發送裝置，其中所述數據發送部分包括一個第一“或”門，用于輸出所述清除信號來清除所述八進制計數器以用于根據來自所述短脈沖串處理器的所述傳輸已經完成信號和靜噪信號發送所述用戶純數據；及一個1/2編碼器，用于同時地接收提供到所述第一“或”門的所述傳輸已經完成信號，并編碼64Kbps的所述用戶數據。
5.在用于從終端局向區域中心局發送短脈沖串數據的方法中，一種用于使用所述區域中心局的同步信號發送短脈沖串數據的方法，包括步驟接收提取FIT信號，該信號是與數據一起從所述區域中心局發送到所述終端局的同步信號；分析所述FIT信號以獲得一載頻ID和一時隙號碼；并發送短脈沖數據到指定的時隙；因此，所述短脈沖串數據通過所述FIT信號被發送而不使用分離的同步信道。
6.根據權利要求5的一種用于使用區域中心局的同步信號發送短脈沖串數據的方法，其中所述FIT信號是由F、I和T信號總共27位的一個時隙組成，9位特的F信號作為數據傳輸期間的所述同步信號，9位的I信號代表所述終端局的所述載頻ID，及9位的T信號代表從所述區域中心局指定的所述時隙號碼。
7.根據權利要求6的一種用于使用區域中心局的同步信號發送短脈沖串數據的方法，其中作為作述I信號的所述載頻ID是代表所述終端局的固有號碼，并且當構成系統時，它是通過所述區域中心局的和終端局之間的DIP開關被預先設置的。
8.根據權利要求5的一種用于使用區域中心局的同步信號發送短脈沖串數據的方法，其中所述短脈沖串數據是由前置碼數據和用戶純數據構成的，前置碼數據用于接收從所述區域中心局的調制器發送到所述終端局的短脈沖串數據以允許時鐘和載頻被恢復。
9.根據權利要求8的一種用于使用區域中心局的同步信號發送短脈沖串數據的方法，其中所述短脈沖串數據總共是32字節，由為零的27字節的載頻信號和被提供給55Hex的值的5字節構成，該55Hex被用于在接收所述短脈沖串數據的所述區域中心局中的同步。
10.根據權利要求5的一種用于使用區域中心局的同步信號發送短脈沖串數據的方法，其中發送所述前置碼數據的步驟包括在從用戶計算機接收到的所述純數據經1/2編碼器以128Kbps被處理的同時，通過數據接口設備輸出傳輸請求信號到短脈沖串處理器的步驟；根據對所述傳輸請求信號的輸入的識別，由所述短脈沖串處理器搜索在內存儲器中的當前的時隙并在相繼時隙內指定一個時隙，允許傳輸開始的步驟當檢測到適當的時隙的FIT數據時，同時地輸出低值的靜噪信號及傳輸已經完成信號以發送在EPROM中存儲的所述前置碼數據步驟。
11.根據權利要求10的一種用于使用區域中心局的置碼發送短脈沖串數據的方法，其中發送與所述前置碼數據的傳輸一起輸出的128Kbps用戶數據的步驟包括自完成所述前置碼數據的傳輸之前的兩個時鐘，將在發送所述前置碼數據期間保持在低值的所述傳輸已經完成信號改變為高值的步驟；提供所述傳輸已經完成信號到“或”門以輸入一清除信號到八進制計數器的步驟；和在保持高值的同時，根據接收的所述清除信號清除所述八進制計數器，并同時地將所述短脈沖處理器的定時器時鐘變為128K時鐘以經所述“或”門輸出所述128Kbps用戶數據作為短脈沖串數據。
12.根據權利要求11的一種用于使用區域中心局的同步信號發送短脈沖串數據的方法，其中在所述128Kbps用戶數據傳輸完成之后，為保持8位并行-輸入/串行一輸出移位寄存器的輸出，所述短脈沖處理器強制一復位信號至低，且所述用戶計算機將所述傳輸請求信號轉換至高，且在計數38次之后，所述短脈沖處理器改變輸出所述靜噪信號至高，并改變所述傳輸已經完成信號至低且初始化所述八進制計數器以用于下一個短脈沖串前置碼。
全文摘要
一種短脈沖數據發射機，通過使用從區域中心局發送的FIT同步信號，并借助于使用該FIT信號作為基準的指定的時隙允許多個終端局發送短脈沖串數據到區域中心局的，這些終端局通過一衛星在數據傳輸期間發送自區域中心局被指定的該時隙；及其使用方法，該方法通過增強各種通信系統的簡單的數據傳輸功能在出現差錯的情況下降低差錯出現的頻率和縮短恢復時間，并且不需要分離的同步信道，從而獲得經濟的效果。
文檔編號H04J3/16GK1147170SQ9512117
公開日1997年4月9日 申請日期1995年12月29日 優先權日1994年12月31日
發明者韓炳銀 申請人:現代電子產業株式會社