专利名称：电缆电话系统中带有冲突检测的随机时隙多址接入的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信系统，尤其涉及到用于接入电缆电话系统的多电缆接入装置的一种方法和设备。
在电缆电话通信系统中采用频分复用(FDM)。通过在频谱块内以最小信道间距进行划分，将可用频谱的不同部分指派给每一个信道，FDM允许从传输媒介中获取两个或更多个同时连续信道。FDM在电缆电话通信系统中提供固定数量的物理信道(也就是不同频率)。为了提供更多的信道以增加可以工作在电缆电话通信系统的用户数量，采用时分复用(TDM)。TDM提供了时分多址接入，其中用户通过一次被指派并在有限时间段内使用一个时分复用信道(时隙)，在通信系统中共享一个载波频率。实际上，每一个用户被指派了相同频率上的一个不同的时隙，通过这种方式，许多用户可以共享相同的频率。数据传输在时隙中发送，其中指派一个特定时隙给通信单元，仅供其使用一段有限的时间。
TDMA系统的难题之一是如何提供给用户TDMA信道的实时接入。一个相关的难题是解决两个或更多个用户试图接入或使用相同TDMA信道时的冲突。因此，需要有一个系统既能精巧地提供TDMA信道的实时接入，又能精巧地解决多个用户试图使用相同信道时的冲突。
本发明的特性所保证的新颖属性在后附权利要求书中提出。然而，通过参照下面一种例示性实施例的详细描述，并阅读相关的图，将能最好地理解本发明本身，以及使用的优选方式，以及它的进一步目的和优点，在相关的图中
图1是可以实现本发明的通信系统的图；图2A是在根据本发明的电缆控制单元(CCU)中元件的框图；图2B是在根据本发明的电缆接入单元(CAU)中元件的框图3是根据本发明的通信系统的频谱分配的图示；图4A是根据本发明所使用的超帧的图；图4B是下行信道和上行信道的图示；图5A-5K是在提供到根据本发明的通信系统的CAU接入中所采用的不同类型信息脉冲串的图示；图6是在根据本发明的系统接入过程期间的CAU的状态图；图7是在根据本发明的系统接入过程期间的CCU的状态图；图8是与TDMA下行链路的一个时隙标准的TDMA上行链路的脉冲串描述；图9是在CAU尝试接入到根据本发明的通信系统期间，CCU所采用的过程的流程图；图10是CAU所采用的接入根据本发明的通信系统的过程的流程图；图11是根据本发明的下行控制信道中脉冲串的图；图12是处理多个试图接入根据本发明的通信系统的CAU之间的冲突的过程的更详细的流程图；图13是根据本发明，响应于发送给CCU的CAU脉冲串之间的冲突，由CCU设置一个字错误指示器(WE1)比特所执行的过程的流程图；图14图示了接入被证实的情况下，系统接入信道(SAC)上的CAU和CCU之间的信令；图15示出在接入被拒绝的情况下，在SAC上CAU和CCU之间的信令；图16是导致一个成功的重连接接入请求的CAU和CCU之间的信令图示；图17是导致一个失败的重连接接入请求的CAU和CCU之间的信令图；图18是用于为一次低信道上的附加呼叫请求接入的信号的图示。
本发明的优选实施例允许多个电缆电话系统用户实时接入TDMA系统信道(该信道承载呼叫)。同时，该实现精巧并有效地解决了两个用户试图接入到相同信道时的冲突。该实现与两种空中接口通信协议有些相关，这两种协议分别在Bellcore 1993年出版的Generic Criteria forVersion 0.1 Wireless Access Communications Systems(WACS)(TR-INS-DD13B)和TI/TIA Joint Technical Committee的Technical Ad HocGroup 3出版的Personal Access Communications System Air Interfacestandard J-STD-014(PACS)中描述，这些文档通过此外的引用可以并入到此处的描述中。
以下的描述首先陈述了对电缆电话系统的总体看法。然后描述了该系统在电缆公司总部(“总部(headend)”)的部分中的电子器件，随后是位于用户住宅或办公地点的设备部分的电子器件。
该描述随后解释了电缆上的可用频谱在电缆电话系统中是如何使用的。随后，该描述讨论了该系统所使用的频率是如何被划分成时隙，以及那些时隙是如何组织成它们所承载的数字消息的结构。然后，对一些在系统中来回发送以利于信道接入和冲突解决的特定数字消息，描述了特殊消息格式。
接着讨论了状态图，这些状态图说明了在将某个用户接入到TDMA信道时用户设备的处理过程和总部设备的处理过程。然后，示出了说明相关处理的流程图。最后，示出了例子并讨论了在提供给用户信道接入时，以及解决多个试图接入到相同信的用户间的冲突时所发生的特定信令情况。
I.电缆电话系统的总述现在参看这图，尤其参看图1，说明了可以实现本发明的通信系统的图。通信系统100是一种基本电缆系统体系结构的一个例子，该体系结构是使用光纤和同轴电缆的组合以分布用户业务到客户前端设备的混合光纤/同轴电缆(HFC)系统。可选地，通信系统100可以完全由同轴电缆，光纤，或者其它合适的通信媒介组成。不管电缆的基础结构如何，一条电缆支部向一个用户团体共享的分布区域提供服务。在所描述的例子中，通信系统100是一个在HFC电视基础结构上提供电话业务和有线电视业务的电缆电话通信系统。
通过系统100包括通过一个分布网络106和一个合并器108连接到用户104的一个电缆控制单元(CCD)102或一些其它的基本通信单元。CCU是在电缆公司总部向在宅用户分发和从在宅用户接收呼叫的设备的一部分。合并器108还有一个视频源110的输入。CCU102还包括电缆端口收发信机(CPX)112，它连接到合并器108。这些电缆端口收发信机在通信系统100中产生下行载波信道。在本描述中所用的“下行”或“下行链路”是指去往用户住宅的无线频率(RF)信号。在本描述中所用的“上行”或“上行链路”是指从用户发往总部的RF信号。
合并器108从视频源110和CCU102中的CPX112接收已调RF载波，并将这些信号累加在一起，通过分布网络106发送。CPX112由控制器114控制，控制器114提供支持系统以数据链路部分所需的所有功能。“数据链路部分”是指系统的数字数据的形式承载电话呼叫，以及以数字数据形式承载任何其它通信的性能。通信系统的总部一般包括CCU102，合并器108和视频源110，数字交换机116可以位于总部的远端，或者可以位于总部本身。这些元件是负责向服务于多个用户的电缆系统100提供业务接入和管理的总部设备。CCU102中的控制器11通过的数字载波设备，例如T1或E1，连接到交换机116，交换机116又相应地连接到公众交换电话网(PSTN)118。交换机116可以是，例如一台类型5 TELCO交换机。
下行光纤中继线120和上行光纤中继线122有利于来自CCU102的信息在分布网络106中传输。这些光纤中继线是光纤光缆，并连接到光纤节点124。光纤节点124在分布网络106中执行光纤光缆的光领域和同轴电缆的电领域之间的直接转换。每一个光纤节点124至少连接到一个服务区域126。在所描述的例子中，服务区域126包括同轴电缆，并包括中继放大器128，在所描述的例子中，中继放大器128是双向放大器。此外，双向线路延伸器130位于抽头132附近，它们连接到位于用户104处的电缆接入单元(CAU)134。这些CAU也称为“用户通信单元”。
CCU102用于在通信系统100中提供电话服务(以及其它数字数据通信)。此外，CCU102控制着服务区域中所有CAU的电缆频谱，基础设施资源，和业务，以及管理多个服务区域。CAU134在用户前端提供电话和电视业务。一般地，CAU安装在用户住宅一侧，或者在一个不会被人闯入的地方，例如地下室或阁楼。CAU管理上行和下行通信路由，并向用户的电视机传输有线电视信道。例如，在用户住宅内的“普通归式电话”(POTS)插入CAU。该CAU将来自POTS的电话信号导入到电缆系统中。此外，该CAU从电缆系统中取出电话呼叫，并将它们前转给POTS，以及从电缆中取出正常的有线电视信号，并将它们传送给用户的电视机。
II.在CCU和CAU中的电子器件总述下面参看图2A，描述了根据本发明的CCU控制单元中的元件框图。在CCU200中，上行脉冲接收器202接收来自CAU的TDMA脉冲串，并向下将该脉冲串转换成基带正交I和Q信号。“脉冲串”是一种固定的以承载信息的比特的形式进行的数据传输。该脉冲串是经过π/4-DQPSK调制的。通过模数(A/D)转换器204和206将这些I和Q信号转换成数字信号，并由上行数字信号处理器(DSP)208对之进行处理。在所描述的例子中，A/D转换器204和206是8比特A/D转换器。上行DSP208向微处理器210发送处理后的信息。
微处理器210通过下行DSP212和下行TDM发送器214将消息发回该CAU，下行TDM发送器214连接到该CAU所位于的通信网络。
上行脉冲接收器202，A/D转换器204和206，上行DSP208，微处理器210，下行DSP212，和下行发送器214是在图1的CPX112中所能发现的元件。在图2A中所示的下行元件可以与所说明的上行元件位于同一个收发信机或者不同的收发信机(CPX)。上行DSP208，微处理器210，和下行DSP212组成了图2A中的一个处理单元。在图1的控制器114中可以发现微处理器210。该微处理器和CPX112中的DSP组成了CCU102中的处理单元。
现在参看图2B，示出了根据本发明的电缆接入单元(CAU)中的元件框图。CAU250通过RF接口和控制252连接到图1的分布网络106中的混合同轴电缆。这种接口和控制单元提供了到混合同轴电缆的75欧姆接口。RF接口和控制252还提供了到用户前端的有线电视设备的连接。此外，RF接口和控制252包括一个控制开关，用以在用户前端打开或关闭到前端有线电视系统的信号。在RF接口和控制252接收的来自CCU的数据被发送数字接收器(解调器)254。从CCU接收的信号位于从大约50MHz到750MHz的频率范围内，并由数字接收器254将之转换成低中间频率(IF)。数字接收器254将低频IF从该形式转换成基带π/4 DPQSK已调信号。随后解调该信号以从信号中获取比特。之后，数据/时钟恢复256从数字接收器254获取这些比特，并分离这些比特以发向处理单元258或脉码调制(PCM)编码/解码器(编解码器)260。在用户数据被发向PCM编解码器260时，控制信息被发向处理单元258，PCM编解码器260将用户数据转换成模拟形式，发向用户电话。
在所示例子中，处理单元258包括一个或多个微处理器或数字信号处理器(DSP)，以及随机存取存储器(RAM)和只读存储器(R0M)。RAM和ROM包含数据和指令，这些数据和指令被编码，由处理单元258内的微处理器或DSP进行处理。用户信息由PCM编解码器260转换成模拟形式，并发向用户环路接口(SLIC)262。
SLIC262提供基本的电话功能，例如指示电话是否振铃或摘机，或者是否发生了环路闭合。此外，SLIC262将双I信号分离成一个分送信号和一个接收信号。对本领域的技术人员而言，SLIC262和它所执行的功能是众所周知的。铃流发生器264实际上提供用以引起电话振铃的电压。
来自用户前端的用户数据(例如电话的输出，或者甚至是标准计算机调制解调器的输出)通过SLIC262发送回PCM编解码器260，后者将该数据从模拟形式变换成数字形式以供发送数据组帧266处理。发送数据组帧266获取原始语音数据，并将该数据组成帧以向CCU发送。例如，发送数据组帧266包括必需的同步信息，并计算用于出错检测的循环冗余码，该循环冗余码被置入低信道帧(以下将更详细地予以描述)。发送数据组帧266由处理单元258控制，并发送与下行信号同步的信号上行流。发送数据组帧266中的这种同步由数据/时钟恢复256控制。换句话说，到CAU250的上行传输和来自CAU250的下行传输是同步的。最后，该数据作为脉冲事由数字发送器(调制器)268发送给RF接口和控制252，并发送回CCU。
III.载波中的RF载频间隔，时隙和单个时隙的比特结构在图1中经过分布网络106的承载数据可以同时包括语音和非语音数据，例如ISDN数字视频，电话数据，交互式视频，或者交互式多媒体业务。在本发明中，电缆电话交换机业务所使用的传输技术是中速。换句话说，电缆电话流量信道不是专用于某个特定用户，而是所有用户基于业务请求都可以使用的。这种配置被称为多址接入或用户环路集中。
一般地，一个特定信道被指派给一个用户，在呼叫持续时间内它始终被指派给该用户。当该呼叫终止时，对该用户的暂时指派被取消，该信道对后续业务请求是可用的。因此，CCU可以在服务区域中服务于远比可用信道数多的用户。此外，在每一个具有它自己的物理上孤立的电缆线布局的服务区域中，整个频谱可以重复作用。
根据本发明，电缆电话系统划分无线频率(RF)频谱供多个用户使用，以使每一个用户都不具有专用频率范围。
参看图3，示出了根据本发明的通信系统100的频谱分配图示。如上所述，在分布网络106的每一个服务区域中，在单个服务区域内分配给业务的频谱可以由另一组不同的用户再次使用。在所示例子中，RF频谱300包括上行频谱302和下行频谱304。在所示例子中，上行频谱覆盖从5MHz到42MHz的范围，而下行频率306覆盖从50MHz到750MHz的范围。这两个频谱进一步被划分成每一个宽度为6MHz的信道。在所示例子中，下行频谱306包括120个信道，每个信道宽为6MHz。尽管所示例子示出了5到42MHz的上行频谱，和50到750MHz的下行频谱306，并且每一个信道宽为6MHz，根据本发明可以使用其它频谱和信道宽度。
通信系统100被划分成具有不同信号路径的区域，其中在分布网络106的每一个不同区域中，分配给电缆电话业务的RF频谱可以由另一组不同的用户再次使用。在下行传输上，大量的传统电视信道(例如80个信道，每一个6MHz宽)一般被传输给有线电视用户。上行频谱(5-42MHz)可以用于从用户返回后任何通信。一部分下行频谱，最好如图3所示的一个6MHz部分。并且在上行频谱中一个相等或更大的部分专用于多个中继业务信道，这些中继业务信道服务于大量拥有电话和/其它双向业务的用户。在这些专用频谱分配中，采用大量RF载波(由部分303举例示出)。这些RF载波相距600KHz。活跃载波成对工作，与每一个下行部分的载波相关联，都有一个所分配的上行部分的载波。这种关联提供了频分双工(FDD)操作。然而，系统在任一个上行信道可以匹配以任何下行信道方面是完全灵活的。
相应地，在本发明的优选实施例中，一个6MHz部分(位于50-750MHz的某处)包含10个用于下行通信的600KHz RF载波303。类似的，一个6MHz部分(位于5-42MHz的某处)包含10个用于上行通信的600KHz RF载波303。
根据描述这种的方案，每一个RF载波被时分复用入8个串行“帧”。每一个帧进一步划分成8个串行“时隙”。每一个这样的时隙是一个用户可以实时使用的一个时分复用“信道”。图4A图形化地示出了上述方案。该图代表一个RF载波。该载波被划分成8个帧399。每一个帧被划分成8个时隙401，每一个时隙401是一个信道。所示的整个框400，也就是8个由8个时隙组成的帧，有时被称为一个复帧。
图4B以不同方式示出了该方案。图4B示出了下行载波402和上行载波406。更特殊地，参看载波402，示出了两个连续的帧404和405。这些是图4A中8个帧399中的两个。每一个帧由8个连续时隙407组成。每一个时隙可用作电缆电话系统中的一个通信信道。如图4B所说明的，上行载波406以与下行载波402相同的方式配置。
每一个时隙进一步划分成由CCU或CAU使用的不同类型的信令。例如，如该图所示，帧404中的时隙1包括一个同步信道(SYC)414，一个控制信道(CC)416，一个慢信道(SC)418，一个快信道(FC)420，以及一个差错控制信道(EC)422，同步信道414是用于帧同步的同步信道。CC416用于指示字差错，信令和功率控制。SC418用于信令，而FC420用于用户数据和信令。EC422用于差错检测。在上行和下行脉冲串中，SC418包括26个比特，FC420包括160个比特，而EC422包含20个比特。CC416在上行脉冲串上包含2个比特，而在下行脉冲串中包含9个比特。以下将更详细地讨论使用时隙的这些不同部分的特定数字消息。
根据本发明，CCU信道402是在50MHz到750MHz的频率范围内发送的下行信道，而CAU信道406是在5MHz到42MHz的频率范围内发送的上行信道。在这些信道内的数据传输作为一个“脉冲串”被发送，“脉冲串”是一个固定长度的数据传输，类似一组比特的传输。在所示例子中，一个脉冲串是在CAU信道406中每个时隙224个比特，而在CCU信道402中每个时隙240个比特。
在上行和下行链路上，每一个时隙都可以用于不同类型的信道，例如一个系统广播信道(SBC)，一个系统接入信道(SAC)，或者一个业务信道(TCH)。这些不同的“信道”中的每一个都具有不同的功能。8BC和SAC都可以因为其功能而被认为是系统接入信道。SBC在下行链路上向监控该SBC的所有CAU广播系统信息。下行SBC承载系统范围内的信息，例如用于“寻呼”某个CAU的告警和用于控制和管理CAU的系统数据库信息。一个SBC被划分成时分复用到该SBC的两个逻辑信息流。特定地，一个系统信息信道(SIC)和一个告警信道(AC)时分复用到该SBC。某个CAU定位该SBC并监听该SIC，以获取连接到该CAU的所有设备通常感兴趣的信息。根据本发明，该SIC识别通常的系统标识和性能；用于鉴权和加密的安全信息；以及载波频率，SBC和SAC的位置。
在AC上，使用消息来通知或“寻呼”某个CAU一定的信息，例如一个来访。这些消息包括告警标识。每一个CAU被指派一个告警标识，并监控该AC以确定AC上的某个消息是否被导向它。使用多个SBC以在通信系统中提供冗余。
CAU使用SAC获得一个TCH指派，以使该CAU处理一次呼叫，或者发送其它数字数据。此外，该CAU监听该SBC的AC以发现来话通知。
SAC是传输三种逻辑信道，时间标准信道(TAC)，请求接入信道(RAC)和系统请求信道(SRC)的一个物理信道。TAC承载在上行链路中用于时间校准的缩短的上行脉冲串(SUB)，而RAC承载上行链路中的接入请求。SRC承载来自CAU的对上行消息的响应。SAC用于执行时间校准和请求和/或指派TCH。作为其结果，CAU将出于以下目的之一使用SAC时间校准，业务信道的初始请求，或者重新连接到业务信道。使用多个SAC(也就是在相同或不同载波上的多个时隙)以提供冗余，并减少要求接入到该通信系统的多个CAU之间的竞争。TCH提供给用户通信系统上的业务，并可能被请求或指派成不同的速率。TCH被划分成两类子信道用户信息信道(UIC)和消息信道(MC)。UIC承载用户信息，例如语音数据或模拟调制解调器数据，MC在CCU和CAU之间承载信令信息。TCH或者忙(正在使用)或者空闲(没有使用)。根据本发明，接入信道(SBC和SAC)和数据信道(TCH)可以根据载波传输的质量移动到不同的频率。SAC频率的改变导致在SBC上广播新频率。通过使用一个备用链路转换(ALT)，允许CAU不管信道移动到另一个频率，始终维持连接来执行TCH的频率改变。ALT在无线通信中众所周知，但因历史原因用于当用户在蜂窝系统的多个蜂窝间位置移动时，维持呼叫。
V.特定消息的格式和内容参看图5A-5K，图示了根据本发明，在提供CAU到通信系统的接入中所采用的多个请求和响应形式的短促脉冲串。在通信单元例如CCU和CAU之间的消息，包含接入请求号码(ARN)以识别某个特定消息导向哪个CAU。在一个服务区域中ARN对每一个CAU是唯一的。ARN用以唯一标识消息，例如请求和响应。发自CAU的所有脉冲串或请求都包含一个ARN以标识该脉冲串的始发源。类似地，当向CAU发回响应时，CAU能够基于包含在来自CCU的响应中的ARN，识别该响应是发向CAU的。
根据本发明，采用ARN，例如图5A中的ARN500。ARN500是一个24位比特的ARN，包括一个告警值，一个告警阶段，和一个随机数。告警阶段指示在一个复帧中CAU将监控SBC的时间段。该告警阶段的使用允许CAU处于备用或睡眠方式，并仅在一个短的时间段内激活它的接收器。CAU将在大部分复帧时间内维持睡眠中方式，并仅在它的告警阶段激活它的接收器，从而减少了功率消耗。告警值是指派给CAU的唯一标识，并且在特定告警阶段内是唯一的。告警阶段和告警值组成了一个告警标识，该告警标识在一个服务区域内是唯一的。在ARN500中包含一个随机数，以确保在服区域内的CAU将不会再次产生相同的ARN。
在一些例子中，采用3比特ARN以标识在CAU和CCU之间的消息。特定地，当CAU已具有一个TCH，并在SC上发送和接收消息时使用3比ARN。因为在所示例子中，在CCU和CAU之间已经建立了连接，意味着不会有其它CAU使用该信道，所以可以采用3比特ARN。作为其结果，CCU只需要能够区别该CAU可能发出的不同请求。3比特值允许能够支持多条线路或TCH的CAU使用8个ARN。
在接入通信系统时，SAC消息被包含在单个脉冲串中，以允许每一个SAC帧被任何CAU平等地接入。一般地，SAC上的消息使用完全时隙。这样，上行脉冲串的失调将导致与其它上行传输发生冲突。这样，最初使用一个缩短上行脉冲串(SUB)以确定是否需要对来自CAU的上行脉冲串的校准进行改动。在图5B中，根据本发明，SUB502的长度小于半个时隙以避免干扰相邻时隙。CCU利用SUB502在时隙中的位置，确定在时隙内需要作怎样的改动以校准由CAD发送的脉冲串，如果需要作这种改动的话。在所示例子中，SUB502包含3个同步模式，例如同步模式504(图5C中示出)，一个差分编码器(DE)和一个ARN，例如图5A中的ARN500。在图5B中，在SUB由同一个同步模式重复三次，以增加CCU正确接收并解码该同步模式的可能。DE是一个两比特值，用以指示一个脉冲串到达CCU，解码应当开始。
接着，时间校准响应是响应于接收到一个SUB，由CCU发送给CAU以指示是否需要对上行脉冲串的定时作改动的响应。参看图5D，时间校准响应506包含一个时间校准值，该值指示需要对上行脉冲串传输的定时作怎样的改动以在时隙内校准上行脉冲串。该值尤其指示了在接收下行脉冲串和发送上行脉冲串之间的时间差的变化。该响应还包含一个功率控制指示器(PCI)和一个功率调整值，告知CAU在发送脉冲串时，该CAU应当使用多少发送功率值。PCI告知CAU是否增加或降低发送功率值，而功率调整值指示功率值调整的幅度。
CAU在RAC上向CCU发送一个初始接入请求，例如图5E中的初始接入请求508，以在CCU启动一个系统接入请求。初始接入请求508标识指派给CAU的TCH所希望的，和/或可接受的最大带宽率和最小带宽率。根据本发明，在通信系统100中这些带宽率可以是8千比特每秒(Kbps，16Kbps，32Kpbps或64Kbps，初始接入请求还可以)包括指示该请求的优先级的比特和一个时延值(未示出)。请求的优先级可以用于提供不同类别的业务，例如语音，数字视频或ISDN。延时时间值指示CAU在采取其它行动，例如发送另一个初始接入请求之前，将等待信道指派多长时间。
进一步，通过初始接入请求508已经指派了一个TCH的CAU可以发送一个初始接入请求，例如图5F中的初始接入请求510。该请求在慢信道上发送给(C1)。在慢信道上的这种初始接入请求，一般来自能够处理多个连结的CAU，是在该CAU已经具有一个前向连接时，要求另一个TCH以用于新连接的一个请求。在初始接入请求508中的接入请求速率是新TCH所希望的带宽。
参看图5G，示出了根据本发明的重连接接入请求。重连接请求512是因为与TCH失去同步，而由CAU发向CCU的要求另一个TCH的一个请求，并在尝试重连接呼叫中在RAC上发送给CCU。失去同步可以发生在TCH被指派，而CAU没有接收到新载波通知时，或者如果物理连结被切断。重连接接入请求512包括一个上行载波ID和一个下行载波ID，指出CAD所使用的初始TCH。标志位指示时隙和带宽域是否与一个活跃的TCH相关联。在重连接接入请求512中使用多个时隙和带宽域，以允许能够处理多个TCH的CAD同时请求所有TCH的重连接。
响应于来自CAU的请求，CCU发送多个包括接入证实响应的响应，接入证实响应514是响应于来自CAN和系统接入请求而发送的。图5H示出了一个在SRC上从CCU发送到CAU以指派一个TCH给读CAU的接入证实响应514。接入证实响应514包括信道指派信息，例如与指派的TCH相关的时隙和带宽。时隙域告知CAU使用哪一个时隙，而带宽域告知CAU在复帧内哪一些帧用于发送脉冲串，例如图4A中的超帧400。例如，时隙2和带宽64Kbps是告知CAU在复帧400的每一帧的时隙2发送，而时隙2和带宽32Kbps是告知CAD在复帧400内每隔一帧的时隙2中发送。标志位指示在相关的时隙和带宽域中是否发现了有用信息。对一个初始接入请求而言，因为响应于一个初始接入请求仅指派一个TCH，所以只有一个时隙和带宽域包含该CAU的信息。当请求用于重连接时，在能够处理TCH的CAU请求重连接到多于一个TCH时，可以使用其它时隙和带宽域。
接入证实响应还可以响应于CAU在慢信道上发出的初始接入请求，由CCU在慢信道上发送给CAU，如图5I中接入证实响应516所示。发送这类接入证实响应以指派给CAU另一个业务信道以用于新连接。接入证实响应516包含指派给CAU的新TCH的带宽和时隙标识。
参看图5J，接入拒绝响应518是由CCU在SRC上发送给CAU以拒绝CAU的系统接入请求的消息。发送该响应以告知CAU将不指派一个TCH给该CAU。在慢信道上，图5K的接入拒绝响应520是拒绝CAU另一个TCH以用于新连接。接入拒绝响应包括一个原因值，指示接入被拒绝的理由。拒绝接入的理由可以包括，例如，可用电缆资源不够，可用网络资源不够，重连接不可能，或者因为一些不确定的原因拒绝提供业务。
VI.分配信道给CAU的CAU和CCU的状态图现在参看图6，示出了根据本发明的系统接入过程的CAU状态图。状态图600示出了在接入通信系统100时发生的CAU的不同状态。CAU开始于空闲状态A0。在该状态，基于在S1C中广播的SAC的号码随机地选择一个SAC。CAU在适当的下行载波上定位所选择的SAC，并移动到同步状态A1，该状态是CAU SAC同步状态。在空闲状态A0中接收到的任何接入证实或接入拒绝响应都被忽略，因为CAU在那个时候没有监听SAC。如果在系统发送接入证实或接入拒绝响应之前，用户挂机，则CAU将接收到这些响应中的一个。当CAU检测到环路闭合时，CAU返回监控该SBC，这意味着CAU将不从CCU接收SAC响应。作为其结果，CCU必须能够检测出死链路，死链路是CAU不进行发送的已指派的业务信道。在所有其它状态，如果CAU从位于用户前端的电话设备检测到环路闭合，该CAU将返回到状态A0并继续监控SBC。
在同步状态A1，CAU在一段时间内连续尝试与SAC同步。如果CAU超过了选定的重试次数，则该CAU转移回空闲状态A0，在该状态CAU可以选择另一个SAC以进行接入，或者向更高层协议实体指示接入失败。在CAU与SAC同步之后，CAU等待时间校准信道(TAC)上行指示。在检测到TAC时，CAU在TAC上发送一个缩短上行脉冲串(SUB)，并启动一个时间校准响应定时器，转移到校准状态A2。时间校准响应定时器设置一个有限时间量，如果在该段时间内没有接收到来自CCU的时间校准消息，则重新发送一个SUB。
在校准状态A2中，CAU等待来自CCU的时间校准消息。如果发生了冲突，或者在接收到来自CCU的时间校准消息之前，时间校准响应定时器到时，则CAU调整它的发送功率，并重新在SAC上发送SUB直至选定的次数。功率调整值是用于调整CAU的发送功率到某个能达到相对于功率值的优化衰减的值的值。关于功率值控制的方法的更详细的信息可以在共同未决专利申请Method and Apparatus for Adaptive RFPower Control of Cable Access Units中获得，该专利申请由TimothyM.Burke等人在1995年10月27日申请，在此处并入以供参考。如果超过了SUB重试的次数，该CAU可以选择另一个SAC以进行接入，或者向更高层协议实体指示接入失败。当CAU从CCU接收到一个时间校准消息时，该CAD调整它的发送偏移值并等待RAC上行指示。在检测到RAC时，CAU在RAC上发送一个初始接入请求，启动一个接入响应定时器并转移到接入状态A3。接入响应字时器是一个用于限制CAU等待来自CCU的响应于初始接入请求的响应的时间量的定时器。
参看接入状态A3，CAU等待来自CCU的接入证实或接入拒绝请求。如果接入响应定时器到时或者CAU接收到一个接收拒绝请求，CAU将重新发送接入请求消息直至超过尝试次数。如果超过了重试次数、CAU发送一个消息说明接入失败的原因，并转移回空闲状态A0。在另一方面，如果CAU接收到一个接入证实请求，该CAU随后转移到所指派的业务信道以执行信令监视，然后转移到业务信道(TCH)指派状态A4。
在TCH指派状态A4，CAU等待信道的正常释放或一个死链路指示。如果接收到一个正常释放，CAU转移回空闲状态A0。在另一方面，如果因为失去同步或者备用链路转换(ALT)失败检测出一个死链路指示，该CAU将执行一个重连接过程。特定地，该CAU选择一个SAC并在适当的下行载波上定位选定的SAC，转移到同步状态A1。
现在参看图7，示出了根据本发明的系统接入过程所使用的CCU状态图。状态图700示出了在CAU处理接入请求时发生的CCU的不同状态。CCU开始于空闲状态B0，在该状态中CCU可以接收了或者一个初始接入请求，一个SUB，或者一个重连接接入请求。
CCU接收一个初始接入请求导致CCU的通常优先级将该请求排队，并转移到请求状态B1。在接收到一个重连接接入请求时，CCU以高优先级将该请求排队，并能移到重连接状态B2。接收一个SUB引起CCU计算时间校准和功率调整信息，格式化一个响应，并转移到调度状态B3。
现在来看请求状态B1，CCU判定是否拥有完成该接入请求的能力。如果该CCU不具有该能力、该CCU随后产生一个接入拒绝响应，并转移到调度状态B3。如果该CCU能够完成该请求，它等待一个可用的TCH。在某个TCH可用于指派时，该CCU检查该请求的等待时间，如果该请求的等待时间已大于选定的时间段，该TCH被指派给另一个请求，而从队列中清除该过时的请求，该CCU转移回空闲状态B0。如果该请求的等待时间小于CAU在它的初始接入请求中作为延时值指出的选定时间量，该CCU生成一个接入证实响应，并转移到调度状态B3。
在重连接状态B2，该CCU判定该次呼叫是否可以被重连接。如果该呼叫不能被重连接，该CCU生成一个拒绝响应，并转移到调度状态B3。如果该CCU能够重连接该次呼叫，该CCU等待一个可用的业务信道。在某个TCH可以用于指派时，该CCU检查该请求的等待时间。如果该请求的等待时间大于CAU在它的初始接入请求中作为延时值指出的时间量，该请求是“过时的”，该CCU将该业务信道指派给另一个请求，并从队列中清除该过时请求，转移回空闲状态B0。如果该请求没有过时，并且不大于选定的时间量，该CCU生成一个接入证实响应并转移到调度状态B3。在调度状态B3中，一个响应从该CCU向AUU发送一次。在发送一个时间校准或接入拒绝响应之后，该CCU转移回空闲状态B0。在发送一个接入证实响应之后，该CCU启动一个证实定时器，并转移到证实状态B4。证实定时器指示该CCU将在指派给它的时隙中等待来自CAU的第一脉冲串和接入证实响应的时间量。
在证实状态B4，证实定时器是活跃的，并且CCU等待证实CAU正在所指派的TCH上发送给该上行脉冲串。如果该指派被证实，该CCU转移回空闲状态B0。如果证实定时器到时，该CCU将启动程序以使所指派的TCH处于空闲状态，并发送一个告警指示和迁移给放弃状态B5。在放弃状态B5的CCU正使所指派的TCH处于空闲状态。在放弃状态B5所接收的任何上行脉冲串被忽略。当该TCH已被置成空闲时，该CCU转移回空闲状态B0。
为了确保使用TDMA的通信系统正常工作，必须在某个预定义窗口，也被称为一个“时隙”内校准来自单个CAU的脉冲串传输，并且不能与相邻时隙重迭，否则将发生导致传输差错的脉冲串冲突。参照图8可以看出，TDMA上行链路中的脉冲串800与TDMA下行链路中的时隙802校准。CAU通过在时间上相对于相关的所接收的TDMA下行信号改变它的脉冲串传输，来执行时间校准。CAU不知道网络中发生多少传播时延，因为其在分布电缆中的物理位置，每一个CAU都有一个唯一的时延，因为分布网络的特性和环境条件，例如温度的变化，可能必须调整时间校准。
VII说明分配信道给CAU，和相关处理的流程图通过测量CAU的处理窗口相关的从该CAU发送的缩短脉冲串的接收，利用CCU确定不同的传播时延。该时延被数字化并在下行时隙中传输给该CAU。采用从CAU发往CCU的缩短脉冲串以使任何未知的传播时延不致于导致脉冲串间的冲突。在接收到来自CCU的时延补偿数时，CAU调整在该次呼叫期间它的脉冲串传输时间。
现在参看图9，根据本发明示出了在(A1)试图接入通信系统期间CCU所进行的处理的流程图。该处理以在下行链路中指示一个TAC(步骤900)开始。之后，判断是否从CAU接收到了一个CAU SUB(步骤902)，如果已接收到了一个CAU SUB，则确定一个时间校准值和一个功率校准值(步骤904)。
更特定的，CCU测量接收到的样本窗口的起点和缩短脉冲串的位置之间的相对差，这个时间差以比特数表示，代表了远端传播时延。该值被称作时间校准值。时间校准值的时间差从在TAC上向CCU开始发送下行脉冲串时测量到开始接收到来自该CAU的相同帧序号，时隙和复帧的上行脉冲串。有关时间校准的更多信息可以在共同未决专利申请Method and Apparatus for Synchronizing Timing of Components of aTelecommunication System中找到，该专利申请由Timothy M.Burke等人在1995年11月29日申请，此处将其并入，向CAU发送该时间校准值(步骤906)。之后，在下行链路上发送RAC(步骤908)，再参看步骤902，如果没有接收到CAU SUB，则处理直接进行步骤908。
然后就是否接收到CAU请求进行判断(步骤910)。如果没有接收到CAU请求，处理则返回步骤(900)。否则，判断TCH资源是否可用(步骤912)。如果资源可用，处理则为该CAU建立一个TCH(步骤914)，之后，向CAU发送一个接入证实响应(步骤916)，处理随后返回到步骤900。再参看步骤912，如果资源不可用，向该CAU发送一个接入拒绝消息(步骤918)，处理随后返回到步骤900。
现在来看图10，根据本发明示出了CAU接入通信系统时所采用的过程的流程图。SBC维护可用于系统接入SAC到表。该表在SBC中持续广播，CAU利用这张表选择一个SAC，并请求接入到通信系统。处理以CAU监控SBC的获得SAC表开始(步骤1000)，在(步骤1002)，要求一个TCH的CAU事件(例如用户摘机)发生了。将一个重试计数器设置为0(步骤1004)。从SAC表中选择一SAC(步骤1006)，该CAU随后重调谐并同步到所选择的SAC(步骤1008)，然后判断是否实现了与所选SAC的同步(步骤1010)。如果没有同步，处理则判断是否已经超过了重试次数(步骤1012)。如果没有超过重试次数，处理将重试计数器增加1(步骤1014)，该处理随后返回到步骤(1006)。否则，处理通知通信系统的高层SAC失败(步骤1016)，处理随后终止。该通信系统包括以层次结构组织的一组服务，类似于开放系统互连模型。
如果实现了同步，重试计数器被置成0(步骤1018)。之后，在TAC上向CCU发送SUB，并且启动一个超时定时器(步骤1020)。之后，通过检查在字差错指示器(WEI)中是否出现字差错事判断是否发生了冲突(步骤1022)。根据本发明，使用下行链路SAC上的WEI以检测两个或更多个在同一个时隙中发送的CAU之间的冲突。例如，当某个CAU在帧序号5，时隙3中发送了一个脉冲串，则下一个复帧的帧5，时隙3中的WEI将指示该脉冲串是否被CCU成功地接收。如果发生了冲突，则判断是否超过了选定的该CAU的重试次数(步骤1024)。如果没有超过重试次数，重试计数器将增量1(步骤1026)。
之后，发生延时(步骤1028)。在延时中(步骤1028)，一个随机时间量被加入到时延定时器。该定时器的时延以下述方式设置时延＝(随机数M0D(2N-1))还是在步骤1028，启动时延定时器，并且处理不再继续(直到时延定时器到时之后才发送另一个SUB，进行到步骤1020)。接着，处理机上所述返回到步骤1022。再参看步骤1024，如果已经超过了重试次数，处理则进行到通知高层SAC失败(步骤1016)，之后该处理终止。再参看步骤1022，如果没有发生冲突，则处理等待并判断是否发生超时或接收到响应(步骤1030)。如果发生超时，处理如前所述进行到步骤1024。否则，按照所接收响应的指示调整时间校准和传输功率(步骤1032)。
重试计数器被置成0(步骤1034)。之后，在RAC上一个TCH请求被发送给CCU，并启动一个超时定时器(步骤1036)，判断在WEI中是否指示了冲突(步骤1038)。如果指示了冲突，判断是否超过了为该CAU设置的重试次数(步骤1040)。如果没有超出重试次数，重试计数器增量1(步骤1042)，处理随后如上所述在1028执行延时，然后在步骤1036再次发送该请求。
再参看步骤1040，如果超过了重试次数，处理则如前所述进行到步骤1016。如果没有发生冲突，则判断是否发生了超时或者接收到响应(步骤1044)。如果发生超时，处理如上所述进行到步骤1040。如果接收到响应，处理则判断是否指派了某个TCH(步骤1046)。如果没有指派TCH，处理进行到步骤1040。否则，处理重调谐并同步到该TCH(步骤1048)，并通知通信系统中的较高层次该TCH指派(步骤1050)，之后处理终止。
使用WEI来检测通信单元之间，例如TCH上的CCU和CAU之间的传输质量的恶化。CCU置位WEI比特以指示因为循环冗余校验(CRC)失败而在前一个脉冲串中检测出差错。在所示例子中，在下一个复帧的相同帧序号和时隙中置位WEI。通过确定该脉冲串是否被正确接收，CCU确定是否能在脉冲串内检测到同步模式。如果CAU或CCU不能在脉冲串内检测出同步模式，则发生了失去同步并且该WEI将指示发生了差错。
根据本发明，WEI还用于检测在接入信道，例如SAC上尝试接入通信系统的多个CAU之间的冲突。试图在SAC的相同时隙和帧中发送脉冲串的多个CAU导致CCU不能在从这些CAU接收到的脉冲串中检测出同步模式。因为两个或更多个CAU试图在SAC的相同时隙和帧中发送脉冲串，而不是因为由电缆媒介的损坏或外部噪声源引起的传输质量的下降，才导致无法检测出同步模式。此外，当CRC失败时，可能会发生冲突。
现在参看图11，根据本发明示出了在下行控制信道上从CCU发向CAU的脉冲串的图。脉冲串1100包括在比特1到3的帧序号，帧序号是该脉冲串在组成复帧的8个串行帧之中的一个特定帧的帧序号。在比特1到3中以0(“000”)到7(“111”)顺序标记多个帧。该值标识一个帧在复帧中的位置，并且被称为帧序号。可以看出，帧的最不重要的比特首先被传输。根据本发明，比特号7保留为将来使用。比特号8是字差错指示器，发生差错时为“1”而没有差错时为“0”。在脉冲串1100中的比特号9是快信道指示器，它指示快信道是否包含信令信息或用户信息。
现在来看图12，根据本发明示出了处理CAU间冲突的更具体的流程图。处理以在上行链路中选定时隙和帧序号中发送脉冲串(步骤1200)开始。之后，在下一个复帧的相同时隙和帧序号中检测出来自CCU的下行脉冲串(步骤1202)。检查WEI比特以确定是否发生了冲突或者该脉冲串是否被CCU正确接收(步骤1204)。因为一个复帧的延迟，在根据本发明发送了脉冲串之后大约20毫秒，CAU接收到脉冲串被毁通知。如果发生了冲突，处理则判断是否超过了重试次数(步骤1206)。如果没有超过重试次数，处理则随机地计算一个时间量，加入到时延定时器(步骤1208)。该定时器的时延如下计算时延＝(随机数MOD(2N-1))计算出的时延随后被加入到时延定时器的当前时延(步骤1210)。启动该时延定时器(步骤1212)，处理返回到步骤1200以在该时延定时器到时之后向CCU发送另一个脉冲串(步骤1213)。再参看步骤1206，如果超过了重试次数，处理则终止。此外，如果在步骤1204没有发生冲突，该处理终止。
现在参看图13，根据本发明示出了作为对发送给CCU的CAU脉冲串之间的冲突的响应，CCU置位WEI比特所进行的处理。处理以在CCU中的CPX接收到上行链路的给定时隙和帧中的脉冲串(步骤1300)开始。之后，判断该脉冲串是否被正确接收(步骤1302)。通过确定该脉冲串是否被正确接收，CCU确定是否能在脉冲串内检测出同步模式，或者是否出现CRC失败。如果正确接收到该脉冲串，处理设置WEI比特以指示未发生冲突(步骤1304)。否则，处理设置该比特以指示已发生冲突(步骤1306)。在这两种情况下，WEI比特的值被并入到下一个超帧中对应于所接收上行脉冲串的相同时隙和帧序号的脉冲串中(步骤1308)，之后处理终止。
VIII.提供信道接入和解决信道竞争中所使用的信号序列图14说明了接入被证实的情况下CAU和CCU之间通过信道SAC和TCH的信令。
在SAC上从CAU向CCU发送一个SUB，CCU向CAU发送回一个时间校准信号。之后，CAU在RAC上发送一个初始接入请求。
CCU对接收到的每一个接入请求进行排队。CCU存储由CAU在上行传输中发送的信息，以及接收到系统接入的信道地址(载波和时隙)。之后，该CCU在它接收到请求的SAC的下行链路上发送一个成功响应或者一个不成功响应。
图15示出了接入被拒绝的情况下，CAU和CCU之间在SAC上的信令。CAU向CCU发送一个缩短上行脉冲串，CCU响应以一个时间校准响应。之后，该CAU发送一个初始接入请求给CCU，如图14，然而在这种情况下，CCU回应以一个接入拒绝响应。在接入被拒绝时，该CAU可以重发送初始接入请求，或者报告已超过了最大重试尝试次数。
信道是指在接入证实消息中指派给CAU的载波和单个或多个时隙。根据下述规则指派和/或分配信道。
1.将首先指派与SBC和SAC相同载波上的时隙。CCU总是尝试将这些信道定位到良好的载波上。进一步，系统将能够基于ALT请求，从相同载波的其它信道得知与SBC和SAC相关的问题。
2.在移到另一个载波之前，载波上的可用时隙将被指派。CCU将包组装载波以提高载波链路转换的效率和概率。
3.当CCU开始在新载波上指派时隙时，它将选择具有最佳质量的载波。
一旦指派了信道，CAU将返回到所指派的载波，并且CAU将使用所指派的时隙来进行呼叫监视消息的收发以建立一次呼叫或连接。信道指派针对优先权队列的首项进行。
每一个服务区域与一个单独的系统接入请求优先权队列相关联。差错经常发生在CAU试图从有效载波重连接到一个新载波的数据传输期间。当CAU在下行载波上失去同步时，发生这种载波转换。失去同步通常作为发往CCU的上行载波上的字差错指示报告。接收到字差错指示之后，CCU从受影响的载波执行下行链路转换到一个新的载波。图16是导致成功重连接接入请求的CAU和CCU之间信号的图示。CCU将在发送执行备用链路转换(ALT)的命令，ALT-EXEC时，不管CAU是否接收ALT-EXEC，挂起该数据链路和加密(如果是活跃的(。ALT是用于在呼叫正进行时，尽管信道的频率发生变化，仍维持通信单元之间的连接的过程。当接收到重连接请求，RECON-ACCESS，CCU将高效地指派CAU给相同CPX，该CPX正在发送新的下行载波。在指派新信道之后、CCU将在新链路的慢信道中发送一个忙模式，并向识别新信道的CAU发送一个接入证实响应。CAU将重调谐到新的业务信道，并恢复该数据链路。相同的初始接入协议定时器和参数将应用于该重连接接入过程。
现在参看图17，示出了导致失败的重连接接入请求的CAU和CCU之间的信令图。这种情况发生在CCU不能重连接CAU时。这样，当CAU接收到响应于它的重连接接入请求，RECON-ACCESS的接入拒绝响应时，该CAU将发送一个初始接入请求以获得一个新指派的TCH。如果该重连接接入请求要求多个连接，则需要为每一个连接发送不同的初始接入请求。对用户的影响是，他们原来的呼叫可能已被断开，在这种情况下，当建立新连接时应当向用户提供拨号音。
此外，在一些情况下CAU可以使用多线接入到通信系统中，多线CAU可以使用它所控制的一次活跃呼叫的TCH来请求一次额外呼叫的接入。对已经由请求的CAU使用的TCH而言，不存在竞争。作为其结果，该信道不会出现竞争，并且不需要SUB，因为已经执行了时间校准。这样，在活跃业务信道上仅需要发送一个初始接入，一个接入证实和接入拒绝消息。这些在时隙的慢信道部分发送。图18示出了用于为慢信道上的一次额外呼叫请求接入的过程。参看图18可以看出，接入过程由CCU启动。如果拥有多个活跃业务信道的CAU失去同步，则从CAU上的所有活跃业务信道执行信号重连接过程。接入证实响应中的业务信道指派一一对应于重连接接入请求中指定的业务信道。如果响应于多个业务信道的重连接接入请求，接收到一个接入拒绝响应，该CAU将为每一个业务信道发送单个初始接入请求。
在图6-7和9-19中示出的处理可以由本领域中的技术人员在图1，2和3中所示的硬件内实现。本发明的处理也可以在上述硬件内，由处理器可读的一种程序存储设备实现，其中程序存储设备编码本发明的处理的可执行指令。程序存储设备可以采取不同形式，包括但不限于，例如硬盘驱动器，光盘，ROM，EPROM或者RAM，这些对本领域中的技术人员而言都是熟知的。
存储在程序存储设备中的处理是潜伏的，直到通过处理器，例如微处理器或DSP，使用该程序存储设备来激活。例如，提供到通信系统的接入的过程可以编码成指令，存储在硬盘驱动器或光盘上。在CCU中连接该硬盘驱动器或该光盘到处理器允许处理器执行这些指令并控制到通信系统的接入。此外，用于处理CAU之间相同时隙的竞争的处理可以在ROM中实现，其中在ROM被连接到该CCU时，该处理变成活跃状态。
本发明通过提供用于接入通信系统一组单独的信道，提供了一种改进的通信系统。这些SAC不同于用于用户信息的TCH，例如数字语音数据。这些SAC可以根据传输质量移动频率。SBC提供了一张用于接入通信系统的SAC以及它们的位置的表。在SAC上接收到一个TCH请求时，CCU根据可用资源将一个业务信道指派给请求的CAU。该指派在下行SAC上发送给CAU。此外，本发明提供了一种CAU用于检测并解决试图在相同时隙上发送脉冲串的多个CAU之间的冲突的方法。作为其结果，当前声明的发明的方法和设备允许改进的系统接入通信系统。
虽然尤其参照一种优选实施例示出并描述了本发明，本领域中的技术人员将理解，在不偏离本发明的精神和范围的前提下，在形式和细节上可以有不同变化。
权利要求
1.一种解决在通信系统内数据传输冲突的方法，包括步骤在用于接入通信系统的上行信道上从通信单元向基本通信单元发送第一数据传输，其中第一数据传输包括一个同步模式；监控下行信道以发现来自基本通信单元的响应，其中该响应与第一数据传输相关联；通过检查该响应，判断在第一数据传输和来自另一个通信单元的第二数据传输之间是否发生了冲突，其中该响应在基本通信单元不能检测到同步模式时指示发生了冲突；以及响应于发生了冲突的判断，在一随机时间段之后自动重发第一数据传输。
2.一种通信系统，包括一个电缆分布网络；一个连接到电缆分布网络的基本通信单元，该基本通信单元产生下行数据传输并接收上行数据传输；连接到电缆分布网络的多个用户通信单元，该多个用户通信单元向该电缆分布系统中的基本通信单元发送上行数据传输，以请求接入到该通信系统，其中来自于该多个用户通信单元内的一个用户通信单元的上行数据传输与该基本通信单元发向该用户通信单元的下行传输相关联，并且其中每一个上行数据传输和每一个下行数据传输包括一个同步模式；该基本通信单元监控来自多个用户通信单元的上行数据传输，并响应于每一个上行数据传输发送一个相关的下行数据传输，每一个下行数据传输包括一个指示该基本通信单元是否能成功地接收该上行数据传输的差错指示器，以及在多个用户通信单元内的每一个用户通信单元响应于接收到来自基本通信单元的一个相关下行数据传输，其中下行数据传输中的差错指示器指示无法成功接收该上行数据传输，在一段随机的时间之后，重新发送一个上行数据传输。
3.一种用户通信单元，包括一个适配于连接到通信系统中的电缆分布网络的接口；以及一个连接到该接口的处理器，其中该处理器具有多种工作模式，包括第一工作模式，其中处理器从用户通信单元向基本通信单元发送第一上行数据传输，第一上行数据传输在一个超帧内的一个帧中的一个时隙中发送；第二工作模式，其中处理器接收与第一上行数据传输相关的一个相关下行数据传输，其中相关下行数据传输通过在后续超帧的对应时隙和帧中被接收而与第一上行数据传输相关联；第三工作模式，其中处理器通过检查相关下行数据传输中的差错指示器，判断在第一上行数据传输和来自另一通信单元的另一上行数据传输之间是否发生了冲突；以及第四工作模式，其中处理器响应于发生了差错的判断，在一随机时间段之后，自动重发第一上行数据传输。
4.一种通信单元中的处理器可读、并且编码用于处理数据冲突的处理器可执行指令的存储设备，该存储设备包括用于从用户通信单元向基本通信单元发送第一上行数据传输的第一指令装置，其中第一上行数据传输请求接入到通信系统；用于从基本通信单元接收相关下行数据传输的第二指令装置；用于通过检查相关下行数据传输中的差错指示器，判断第一上行数据传输和来自另一通信单元的另一上行数据传输之间是否发生了冲突的第三指令装置；以及用于响应于发生了差错的判断，在一段随机时间之后，自动重发第一数据传输的第四指令装置，其中在存储装置连接到处理器时，该指令装置被激活。
5.一种在电缆通信系统中使用的通信装置，包括一个适配于连接到电缆通信系统中的分布网络的接口，该接口提供用于在分布网络上发送和接收数据传输的连接，其中在多个信道上发送数据传输，每一个信道被指派无线频谱的一部分，其中无线频谱的该部分按时间被划分成多个时隙；以及连接到该接口的一个接收器，其中该接收器接收来自该接口的已调数据信号，并将已调数据信号转换成数字数据；连接到该接口的一个发送器，其中该发送器将数字数据转换成发送到通信系统的已调数据信号；连接到该发送器和该接器的一个处理单元；适配于连接到用户设备的一个用户环路接口；以及连接到该发送器处理单元和用户环路接口的一个脉码已调编码/解码器单元，其中包含用户数据的数字数据被转换成模拟形式以供用户使用，并且其中来自用户的模拟数据被转换成数字形式，其中处理器向电缆控制单元发送第一上行脉冲串，其中第一上行脉冲串位于一个超帧内的一个帧的一个时隙内，并且第一数据传输包括一个同步模式；以电缆控制单元接收一个相关下行脉冲串，其中相关下行脉冲串位于后续超帧中对应的时隙和帧内；通过检查相关下行脉冲串中的差错指示器，判断第一上行脉冲串和来自另一通信单元的另一上行脉冲串之间是否发生了冲突，其中当电缆控制单元不能识别同步模式时，差错指示器指示冲突；以及响应于发生了冲突的判断，在一段随机时间之后，重新发送第一上行脉冲串。
6.一种在电缆通信系统中使用的设备，包括一个适配于连接到电缆通信系统中的分布网络的接口，该接口提供在读分布网络上发送和接收数据传输的连接，其中在多个信道上发送数据传输，每一个信道被指派一部分无线频谱，其中该部分无线频谱按时间划分成多个时隙；以及一个处理单元，包括用于向基本通信单元发送第一上行数据传输的第一处理装置，其中第一数据传输位于一个超帧内的一个帧中的一个时隙内，并且第一上行数据传输包括一个同步模式；用于从基本通信单元接收相关下行数据传输的第二处理装置，其中相关下行传输位于后续超帧中的对应时隙和帧内；用于通过检查相关下行传输中的差错指示器，判断在第一上行数据传输和来自另一通信单元的另一上行数据传输之间是否发生了冲突的第三处理装置，其中差错指示器在基本通信单元无法成功接收到第一上行数据传输时指示冲突；以及用于响应于发生了冲突的判断，在一段随机时间之后，重新发送第一上行数据传输的第四处理装置。
7.一种在电缆通信系统中使用的通信单元，包括适配于连接到电缆通信系统中分布网络的一个接口，该接口提供在该分布网络上发送和接收数据传输的连接，其中在多个信道上发送数据传输，每一个信道被指派一部分无线频谱，其中该部分无线频谱按时间划分成多个时隙；以及一个具有多种工种模式的处理单元，多个工作模式包括第一工作模式，其中处理器向基本通信单元发送第一上行数据传输，其中第一上行数据传输位于超帧内的一个帧的一个时隙内，并且第一上行数据传输包括一个同步模式；第二工作模式，其中处理器从基本通信单元接收一个相关下行数据传输，其中相关下行数据传输位于后续超帧中的对应时隙和帧内；第三工作模式，其中通过检查相关下行传输中的差错指示器，判断在第一上行数据传输和来自另一通信单元的另一上行数据传输之间是否发生了冲突，其中差错指示器在基本通信单元无法识别同步模式时指示冲突；以及第四工作模式，其中处理器响应于发生了冲突的判断，在一段随机时间之后，重新发送第一数据传输。
全文摘要
在通信系统(100)中用于向通信单元(134)提供到通信系统(100)的接入的一种方法和设备。通信系统(100)包括一个电缆分布网络(106),该电缆分布网络(106)带有一个基本通信单元(102)和许多下行通信单元(134),它们都连接到该电缆分布网络(106)。使用多个信道在基本通信单元(102)和下行通信单元(134)之间传输数据。第一组信道主要用于接入该通信系统(100),而第二组信道用于在已经获得该通信系统(100)的接入之后,在该通信系统(100)内发送数据。基本通信单元(102)发送包括用于请求接入到该通信系统(100)的接入信道标识的第一类数据传输。响应于在第一组信道上接收到接入该通信系统(100)的请求,基本通信单元(102)指派在第二组信道内的信道。还向试图获取到该通信系统(100)的接入的基本通信单元(102)提供了处理下行通信单元(134)之间的传输中的冲突的一种机制。
文档编号H04N7/14GK1169810SQ96191641
公开日1998年1月7日 申请日期1996年11月1日 优先权日1996年11月1日
发明者理查德·詹姆斯·科里根, 布鲁斯·D·米勒, 蒂莫西·M·伯克 申请人:摩托罗拉公司