專利名稱：電纜電視射頻用戶數(shù)據(jù)傳輸裝置和校準(zhǔn)方法
本申請(qǐng)的主題與同時(shí)提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?7/498083，發(fā)明名稱為電纜電視射頻用戶數(shù)據(jù)傳輸裝置和射頻返回方法的申請(qǐng)有關(guān)。
本發(fā)明涉及電纜電視系統(tǒng)，更確切地說(shuō)，涉及通過(guò)能容許干擾噪聲的電纜電視頻道傳送數(shù)據(jù)的裝置，數(shù)據(jù)通過(guò)多個(gè)可選擇的有載波的數(shù)據(jù)信道進(jìn)行傳送，上述載波之間沒(méi)有諧波關(guān)系，并位于一個(gè)電視帶寬頻道之內(nèi)，該頻道留作CATV(電纜電視)用戶到前端控制部位的上行傳輸。根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法，上述上行傳輸電平自動(dòng)地按周期設(shè)置。
電纜電視系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到這樣的階段，不僅提供需要的雙向信息流，而且是實(shí)現(xiàn)新的服務(wù)所要求的。例如，在脈沖式每次付費(fèi)收視(pay-per-view)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)中，用戶可能是脈沖式地選擇收看的事件，并且付了費(fèi)用，那么，從電纜電視用戶到電纜電視前端的上行(反向)方向上，需要至少一個(gè)數(shù)據(jù)信道，例如一個(gè)電話通信信道或一個(gè)射頻信道來(lái)報(bào)告服務(wù)使用數(shù)據(jù)。返回通路的其他用途，包括功率表讀數(shù)，告警服務(wù)，用戶投票與表決，收集用戶收視統(tǒng)計(jì)和家庭購(gòu)物。雖然不是每一個(gè)電纜電視系統(tǒng)操作器都提供雙向傳輸，但是電纜電視設(shè)備的生產(chǎn)者已經(jīng)傾向于在用戶前端的方向上提供上行傳輸。特別是，所有的上述生產(chǎn)者都提供了具有上行傳輸頻率頻譜的所謂分配的或雙向的系統(tǒng)，上述頻譜至少包括5-30MHz的頻帶。感興趣的這個(gè)頻帶包括電纜電視頻道T7(5.75-11.75MHz，T8(11.75-17.75MHz)，T9(17.75-23.75MHz)和T10(23.75-29.75MHz)。每個(gè)都具有電視信號(hào)帶寬的這些返回通路信道可以用于例如電視會(huì)議。無(wú)論是所謂的“下分配”、“中分配”、還是“高分配”系統(tǒng)，都經(jīng)由前端操作器用于雙向傳輸，所有這三種分配傳輸系統(tǒng)一般都包括在感興趣的5-30MHz頻帶中的上行傳輸。
出版在1984年國(guó)際電纜電視協(xié)會(huì)研討會(huì)論文集中的一篇文章，其題目為“雙向電纜設(shè)備特征”，作者為Richard，Citta和Dennis Mu tzbaugh′說(shuō)明了典型的電纜電視(CATV)返回設(shè)備的考查結(jié)果，在5-30MHz上行頻帶中5個(gè)主要特征被分析，這包括白噪聲和漏斗效應(yīng)，導(dǎo)入口或不需要的外部信號(hào)，不良的分配裝置導(dǎo)致的共模失真，電源線干擾和其他影響所產(chǎn)生的脈沖噪聲以及放大器非線性。
白噪聲和高斯噪聲是常用來(lái)描述隨機(jī)噪聲特征的術(shù)語(yǔ)。白噪聲描述了噪聲功率的均勻分布對(duì)頻率的關(guān)系，即在有用的頻帶5-30MHz中恒定的功率頻譜密度，隨機(jī)噪聲的成分包括與溫度有關(guān)的熱噪聲，由有源裝置產(chǎn)生的沖擊噪聲隨頻率增加而減小的1/f或低頻噪聲。術(shù)語(yǔ)噪聲基準(zhǔn)(floor)是用于描述這樣的白噪聲在有用的頻帶上的恒定的功率電平。
這些噪聲通過(guò)每一個(gè)返回分配放大器被載帶，每一個(gè)返回分配放大器還將它自己的噪聲加在其上，并且與來(lái)自所有分支的噪聲全并起來(lái)到達(dá)前端，在朝向前端的方向上來(lái)自分布樹(shù)的每一個(gè)分支的附加噪聲已知作為噪聲匯集或漏斗效應(yīng)。但定的噪聲基準(zhǔn)功率電平定義了一個(gè)噪聲電平，數(shù)據(jù)載帶功率電平必須超過(guò)它。
本發(fā)明特別涉及干擾噪聲，它在有用頻帶中在噪聲頻譜密度分布中形成峰值。當(dāng)在單一數(shù)據(jù)發(fā)送信道上，已知的數(shù)據(jù)發(fā)送編碼技術(shù)，例如頻率或相位漂移鍵控被實(shí)施時(shí)，干擾噪聲破壞了有效的數(shù)據(jù)發(fā)送。更特殊的是，干擾噪聲特別涉及前文已介紹過(guò)的返回設(shè)備的4個(gè)特征導(dǎo)入口、共模失真、脈沖式噪聲和放大器非線性。
導(dǎo)入口是不需要的外部信號(hào)從電纜薄弱點(diǎn)，例如屏蔽不連續(xù)之處，電纜屏蔽不合適的接地和連接，損壞了的接頭等進(jìn)入電纜設(shè)備。在這些薄弱點(diǎn)，RF載波也可以進(jìn)入，例如由當(dāng)?shù)氐腁M頻帶、民用頻帶、業(yè)余無(wú)線電收發(fā)報(bào)者的頻帶、或當(dāng)?shù)氐幕驀?guó)際的短波頻帶廣播引起的。結(jié)果，在特定的載波頻率上的干擾噪聲峰值可以在對(duì)導(dǎo)入口敏感的電纜分配設(shè)備上進(jìn)行的噪聲頻譜密度測(cè)定中看出。
共模失真是在電纜設(shè)備中，因接頭腐蝕而產(chǎn)生的點(diǎn)接觸二極管所形成的非線性的結(jié)果。在返回設(shè)備中這些二極管的效果是驅(qū)動(dòng)信號(hào)的差積總是出現(xiàn)在有用頻帶中6MHz的倍數(shù)處的噪聲功率峰值，即6，12，18，24和30MHz。
脈沖式噪聲定義為高功率電平和短持續(xù)時(shí)間的噪聲。電暈(corona)和間隙式的脈沖噪聲是由電源線放電引起的。溫度和溫度對(duì)確定電暈噪聲程度有特別的影響，而間隙噪聲是電源系統(tǒng)故障，例如壞的或斷裂的絕緣體的直接結(jié)果。這樣所產(chǎn)生的脈沖噪聲頻譜能隨Sinx/x分布擴(kuò)展到幾十MHz。
放大器非線性或與脈沖再生振蕩有關(guān)的振蕩，脈沖再生振蕩是由臨界穩(wěn)定的或不合適的終端放大器導(dǎo)致的。其結(jié)果是在返回設(shè)備頻帶中有一梳狀峰值，其間距與失配處(mistermination)和放大器之間的距離有關(guān)。
從所考查的典型的電纜分配設(shè)備中，Citta等人得出這樣的結(jié)論，即“洞”存在于噪聲頻譜峰值之間的谷中，所述噪聲頻譜繪制于0-30MHz之間的，他們提議通過(guò)仔細(xì)選擇在這些谷中的“開(kāi)縫”(sllotted)返回載波可以利用這些谷。
緊接著的下一篇文章公布于1987年國(guó)家電纜電視研討會(huì)上和美國(guó)專利4，586，078中，Citta等人得出結(jié)論，即通過(guò)相干相移鍵控(coherent phase shift keying cpsk)技術(shù)，在5.5MHz和11.0MHz的載波上或者在T7和T8電纜電視頻道附近，可以交替地發(fā)送一個(gè)4.5Kb(千比特)的數(shù)據(jù)信號(hào)。位于用戶終端的開(kāi)關(guān)可以交替地選擇5.5MH載波或調(diào)諧相關(guān)的11MHz載波用于發(fā)送。這種消息的交變載波發(fā)送形式一直持續(xù)到數(shù)據(jù)被成功地接收為止。換句話說(shuō)，在兩個(gè)載波上交替發(fā)送的方式一直存在著，直到表示成功接收消息的證實(shí)信號(hào)在終端被接收為止。而這些載波頻率的選擇據(jù)稱是要避免由干擾噪聲引起的噪聲分布峰值，這樣，就有相當(dāng)?shù)南嚓P(guān)即這樣一種已調(diào)制的相移鍵控?cái)?shù)據(jù)流在Citta等人研究之外的電纜電視分配網(wǎng)中將遇到噪聲峰值。參照已批準(zhǔn)的美國(guó)專利申請(qǐng)07/188，478(申請(qǐng)日為1988.4.29)的圖2，在5.5MHz上發(fā)送實(shí)際上是不可能的。人們一直都了解噪聲峰值的出現(xiàn)和消失要以一天、一季或其他考慮為基準(zhǔn)。
其他的返回通路或上行數(shù)據(jù)發(fā)送計(jì)劃一直被人們嘗試。這些計(jì)劃包括(例如)電話系統(tǒng)、被Citta等人稱為“隨遇的”(ubiquitous)，換句話說(shuō)在電纜電視分配設(shè)備沒(méi)有提供給電纜電視前端的返回通路。由于在分配系統(tǒng)中的干擾噪聲問(wèn)題或由于系統(tǒng)是單路下行系統(tǒng)，所以服務(wù)的電纜一直有意回避著，替代它的是用戶電話線被用于發(fā)送數(shù)據(jù)。然而在這種情況下有這樣的問(wèn)題，即假如用戶家里的電話線被用作數(shù)據(jù)發(fā)送，還要用于正常的“一般性”(plain old)電話服務(wù)，則當(dāng)時(shí)的電話數(shù)據(jù)價(jià)目表可以要求支付線路條件超載費(fèi)，進(jìn)一步說(shuō)，只有當(dāng)用戶不使用電話時(shí)，電話線才可以用于作無(wú)計(jì)劃的或時(shí)期性數(shù)據(jù)流。
另一個(gè)已知的返回?cái)?shù)據(jù)發(fā)送計(jì)劃是關(guān)于在一種避開(kāi)了麻煩的5-30MHz頻帶的載波頻率上分離數(shù)據(jù)信道的應(yīng)用。這個(gè)計(jì)劃由于避開(kāi)了嘈雜的5-30MHz頻帶，僅僅是在中分配和高分配中是可能的。
所謂的擴(kuò)展(spread)頻譜數(shù)據(jù)發(fā)送是一種技術(shù)，它研制出以安全的方式與水下潛艇進(jìn)行通訊的軍事必要條件，其名稱的得出是基于這樣的意義，即與用于正常發(fā)送窄帶數(shù)據(jù)信號(hào)相比，擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)在大的多的頻譜上具有相對(duì)窄的帶寬。
近來(lái)，人們輕視了由擴(kuò)展頻譜發(fā)送所提供的安全的優(yōu)點(diǎn)以及在干擾環(huán)境下有利于它的應(yīng)用的性能。例如，過(guò)去人們一直試圖開(kāi)發(fā)在電源線上工作的通訊系統(tǒng)，其電源線的脈沖噪聲電平很高，然而，人們發(fā)現(xiàn)，從Tandy Radio shack購(gòu)買(mǎi)的電源線插入式內(nèi)部通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)僅僅勉強(qiáng)可以接受。但是日本N.E.C家用電器公司已經(jīng)示范了一種在家用交流線上以9600波特工作的擴(kuò)展頻譜家用總線，實(shí)際上它僅是至多200米長(zhǎng)的電源線。NEC系統(tǒng)的特點(diǎn)是同軸電纜(例如電纜電視電纜)與大多數(shù)家庭使用的交流電源線不連接。
U.S4，635，274專利文獻(xiàn)中，Kabata等人說(shuō)明了一種雙向數(shù)字信號(hào)通訊系統(tǒng)，其中擴(kuò)展頻譜發(fā)送方式應(yīng)用于在電纜電視系統(tǒng)中上行數(shù)據(jù)發(fā)送。但是，與電話數(shù)據(jù)返回系統(tǒng)相比，這種技術(shù)十分昂貴。
結(jié)果，盡管擴(kuò)展頻譜和其它RF數(shù)據(jù)返回技術(shù)的發(fā)展，人們一直要求在電纜電視技術(shù)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)利用電纜電視分配設(shè)備，在相當(dāng)?shù)夭皇芨蓴_噪聲的干擾，進(jìn)行從多個(gè)用戶終端到電視前端的具有高數(shù)據(jù)通量的上行數(shù)據(jù)發(fā)送。
脈沖式每次付費(fèi)收視(IPPV)的原理是公知的，但為了完整起見(jiàn)，這里還要簡(jiǎn)述一下。它基本上是一個(gè)出售的方法，利用該方法，付費(fèi)(電纜)電視用戶可以在一個(gè)專用基座上購(gòu)買(mǎi)到特殊節(jié)目。而且，這種購(gòu)買(mǎi)完全可以通過(guò)用戶家中的機(jī)頂終端(STT)的相互作用在“脈沖”基座上進(jìn)行簽約。雖然不需要所購(gòu)買(mǎi)的節(jié)目是“在進(jìn)行中”，但卻需要系統(tǒng)支持在進(jìn)行中的節(jié)目的購(gòu)買(mǎi)。這種購(gòu)買(mǎi)必須以如下方式處理，即它不使用戶立即觀看節(jié)目的能力受到任何明顯的延遲(即立刻感到滿意)。
雖然存在著實(shí)現(xiàn)上述銷(xiāo)售方法的一系列技術(shù)，但所有這些技術(shù)都有共同的需要。該系統(tǒng)的某些部分必須作出決定是否允許購(gòu)買(mǎi)并隨后去觀看該節(jié)目。若是允許的，則必須記錄特殊節(jié)目的購(gòu)買(mǎi)并報(bào)告給通常公知的“菜單系統(tǒng)”，從而使得程序銷(xiāo)售者最終從交易中收到收入。
為了完成可購(gòu)買(mǎi)節(jié)目報(bào)告，使用了一種稱之為“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)。在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方法中，機(jī)頂終端假設(shè)若用戶預(yù)先具有IPPV能力，則允許該節(jié)目購(gòu)買(mǎi)。當(dāng)用戶執(zhí)行必須的步驟去購(gòu)買(mǎi)一個(gè)節(jié)目時(shí)，機(jī)頂終端則允許該節(jié)目被觀看(通常是通過(guò)在一個(gè)特殊信道上解擾一個(gè)視頻信號(hào))并記錄該節(jié)目的購(gòu)買(mǎi)。當(dāng)該記錄表示程序銷(xiāo)售者的收入時(shí)，它通常被存貯在一個(gè)安全的非易失性存貯器里。
很明顯，為了實(shí)現(xiàn)該收入，銷(xiāo)售者的菜單系統(tǒng)必須以實(shí)時(shí)方式獲得存貯在所有用戶機(jī)頂終端內(nèi)的購(gòu)買(mǎi)記錄數(shù)據(jù)。為了作到這點(diǎn)，系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)(下面稱其為系統(tǒng)管理器)周期地要求機(jī)頂終端返回存貯在存貯器中IPPV購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)管理器從機(jī)頂終端收到該數(shù)據(jù)時(shí)，它通常通知機(jī)頂終端收到了數(shù)據(jù)(即如斯塔等人所述)且該數(shù)據(jù)將被從存貯器中清除從而為另外的購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)提供存貯空間。然后，系統(tǒng)管理器將該數(shù)據(jù)傳送給菜單系統(tǒng)，IPPV購(gòu)買(mǎi)周期就此完成。
當(dāng)IPPV返回?cái)?shù)據(jù)對(duì)于確定RF數(shù)據(jù)返回技術(shù)是很重要因素的時(shí)候，雖然它不是唯一的因素，但由于高數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)的要求，這種IPPV返回?cái)?shù)據(jù)被公認(rèn)為最需要的了。其它使用返回通路的需求，如用戶投票、防盜警報(bào)器、儀表讀數(shù)、家庭購(gòu)物以及能量管理等都被附加于IPPV服務(wù)的數(shù)據(jù)輸入輸出請(qǐng)求上。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中還存在著這樣一個(gè)要求，那使得具有高數(shù)據(jù)輸入輸出的RF數(shù)據(jù)返回裝置能夠保證包括IPPV在內(nèi)的全范圍服務(wù)。
本發(fā)明涉及射頻數(shù)據(jù)返回裝置，用于經(jīng)過(guò)反向電纜射頻通信，周期地和迅速地恢復(fù)機(jī)頂終端購(gòu)買(mǎi)記錄和其他信息。本發(fā)明主要涉及對(duì)在前端上的所謂系統(tǒng)管理器裝置的改進(jìn)，該裝置用于經(jīng)射頻數(shù)據(jù)返回通路接收返回的數(shù)據(jù)，一個(gè)頻率變化的RF接收器用于接收已調(diào)數(shù)據(jù)和從系統(tǒng)所有的用戶終端或模塊，及該用戶終端或模塊本身經(jīng)多條數(shù)據(jù)信道傳送。
本發(fā)明的一個(gè)目的就是實(shí)施RF用戶數(shù)據(jù)返回，而不需要對(duì)其菜單系統(tǒng)作任何重大改動(dòng)。另外，RF用戶數(shù)據(jù)返回處理將獨(dú)立于電話線返回而工作，即它們將并行工作。同時(shí)，RF用戶數(shù)據(jù)返回裝置應(yīng)該與任何用于上行或下行傳輸?shù)那岸嘶蚪K端裝置相互兼容?？梢酝ㄟ^(guò)下面綜述來(lái)了解系統(tǒng)裝置和項(xiàng)目。
系統(tǒng)管理器這是用于電纜電視系統(tǒng)的主要控制的計(jì)算機(jī)，該系統(tǒng)管理器從人操作者和計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)那里接收輸入指令，它產(chǎn)生合適的控制事務(wù)處理，這些事務(wù)處理在向前下行的電纜通路上經(jīng)過(guò)一個(gè)控制發(fā)送器傳送到機(jī)頂終端上;它還接收來(lái)自本發(fā)明所述的頻率互異的數(shù)據(jù)接收機(jī)和處理器(也稱為RF-IPPV處理器)的返回?cái)?shù)據(jù)并將這些返回?cái)?shù)據(jù)送到計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)中。
控制發(fā)送器這些裝置是用于從系統(tǒng)管理器轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)RS-232串行數(shù)據(jù)到一個(gè)用于在電纜上發(fā)送到機(jī)頂(set-top)終端或IPPV組件上的調(diào)制信號(hào)。在一個(gè)由本發(fā)明受讓人的已知電纜系統(tǒng)中，控制發(fā)送器可以是一種可選址發(fā)送(ATX)或一種前端控制機(jī)或擾頻器(scrambler)，或是兩者的組合?；诒景l(fā)明的這些目的，控制發(fā)送器主要是一種通路(pass-through)裝置，并作為一個(gè)整體加以描述。
雙向放大器這些干線(trunk)分配放大器和行擴(kuò)展器放大并通過(guò)在向前(下行)方向上的RF頻譜的某一部分及相反方向的RF頻譜的不同的部分。這使得在單根同軸電纜上雙向通信成為可能，雙向放大器也是一種通路裝置并僅僅描述為一個(gè)整體。
機(jī)頂終端這些裝置是電纜系統(tǒng)與用戶與他/她的電視機(jī)之間的接口，在其它的功能中機(jī)頂終端執(zhí)行調(diào)諧、下變頻及在一個(gè)選擇時(shí)基上電纜視頻信號(hào)的解擾(de-scrambling)。他們接收來(lái)自控制發(fā)送器的綜合的和所選址的控制事務(wù)處理信息(transactions)(即向全體或個(gè)別終端的事務(wù)處理)以調(diào)整和控制他們所提供的服務(wù)。另外，機(jī)頂終端也可以裝備一個(gè)內(nèi)部的RF返回模塊或提供一個(gè)與一種附加的外部數(shù)據(jù)返回模塊的接口，這樣終端或外部模塊的一種安全的存儲(chǔ)裝置可以提供來(lái)用于存儲(chǔ)購(gòu)買(mǎi)情況或其他返回的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步說(shuō)，機(jī)頂終端或相連的模塊包含一種依照本發(fā)明的頻率互異反向(diverse reverse)通路數(shù)據(jù)發(fā)送器，這樣，一個(gè)要么裝備起來(lái)的要么與一個(gè)RF-IPPV模塊相連的機(jī)頂終端，在這里稱之為RS-STT。RFIPPV模塊，在機(jī)頂終端不提供一個(gè)內(nèi)部的頻率互異反向通路RF數(shù)據(jù)發(fā)送器的情況下，RFIPPV模塊就是一種與機(jī)頂終端相連的模塊。
RF IPPV處理器RF IPPV處理器基本上是一個(gè)用于終端和模塊反向通路數(shù)據(jù)傳送的，頻率互異的RF數(shù)據(jù)接收器。它可以同時(shí)在高達(dá)四個(gè)(或更多)種類不同的反向信道上從經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)中恢復(fù)數(shù)據(jù)。然后它濾出冗余數(shù)據(jù)消息，把該數(shù)據(jù)匯集入信息包并且用標(biāo)準(zhǔn)的RS-232數(shù)據(jù)鏈將信息包傳遞給系統(tǒng)管理器。對(duì)于每個(gè)電纜電視系統(tǒng)前端來(lái)講最少需要一個(gè)處理器。
本發(fā)明整個(gè)的目的是所述的RF用戶數(shù)據(jù)返回裝置必須是易于使用的，工作可靠的，并且有高的數(shù)據(jù)通量，完整性和安全性能優(yōu)異。另外，本發(fā)明設(shè)計(jì)用來(lái)滿足三種特別的性能目標(biāo)1.所述RF數(shù)據(jù)發(fā)送裝置必須盡量容許在電纜分配設(shè)備的反向頻道中典型的相對(duì)高的電平的離散式干擾源，這些干擾是由外部的RF源引入到電纜設(shè)備形成的，它們?nèi)俊皡R集”(funneled)入數(shù)據(jù)接收機(jī)中。
2.數(shù)據(jù)返回方法必須是足夠快的，這樣，可允許一個(gè)操作者在24小時(shí)或更少時(shí)間內(nèi)，在一個(gè)大的，每個(gè)前端電纜電視系統(tǒng)有200，000臺(tái)終端的情況下從所有的機(jī)頂終端獲得數(shù)據(jù)。
3.各個(gè)機(jī)頂終端的或在一個(gè)用戶位置安裝的所要求的相關(guān)連的模塊的任何頻率或電平的調(diào)整必須是完全自動(dòng)的。
前兩個(gè)目的相應(yīng)于本發(fā)明的兩個(gè)主要功能方面，頻率反向通路通信技術(shù)和媒體(media)存取/數(shù)據(jù)返回規(guī)程。第三個(gè)目的涉及通信技術(shù)的性能，并且主要涉及提高系統(tǒng)的自動(dòng)維護(hù)而不管變化的環(huán)境條件。申請(qǐng)?zhí)枮?的同時(shí)待審的申請(qǐng)與前兩個(gè)目的相關(guān)。
本發(fā)明主要涉及第三個(gè)目的，特別是涉及一種周期地校準(zhǔn)機(jī)頂終端或IPPV模塊RF數(shù)據(jù)發(fā)送電平以補(bǔ)償環(huán)境條件變化的方法。除了環(huán)境需要考慮外，電纜分配設(shè)備的位置變化或者重新配置都可能導(dǎo)致要對(duì)系統(tǒng)的終端進(jìn)行重新校準(zhǔn)。校準(zhǔn)環(huán)路的構(gòu)成包括系統(tǒng)管理器，終端或IPPN模塊和頻率互異的RF返回?cái)?shù)據(jù)接收器，該系統(tǒng)管理器對(duì)校準(zhǔn)操作進(jìn)行全面控制。為了本發(fā)明的目的，并且根據(jù)下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，該系統(tǒng)管理器包括一個(gè)校準(zhǔn)控制器算法，用于控制校準(zhǔn)環(huán)路部件和操作，上述算法包括RF IPPV處理器和機(jī)頂終端/模塊的輔助控制算法。
為了響應(yīng)上述校準(zhǔn)控制器始發(fā)的可尋址的命令，一個(gè)特定的機(jī)頂終端或模塊選擇一個(gè)校準(zhǔn)信道頻率，例如，四個(gè)可選擇的傳輸數(shù)據(jù)信道中的信道D。此外，例如在用戶終端/模塊發(fā)送器預(yù)先確定8電平序列的第一發(fā)送電平。當(dāng)收到該信號(hào)時(shí)，RF-IPPV數(shù)據(jù)接收器確定它的電平，該接收器將該信號(hào)電平與一個(gè)期望的信號(hào)電平進(jìn)行比較。由于該信號(hào)的強(qiáng)度很可能太高或太低于一個(gè)電平值，所以該終端通過(guò)校準(zhǔn)信道的預(yù)定電平序列連續(xù)地調(diào)節(jié)它的發(fā)送電平。上述電平序列以具有預(yù)定持續(xù)時(shí)間的周期信息進(jìn)行發(fā)送。所有接收的信號(hào)都進(jìn)行列表，其結(jié)果與期望的電平進(jìn)行比較，并且由RF-IPPV處理器確定一個(gè)特定的最佳范圍內(nèi)的發(fā)送電平。RF-IPPV處理器根據(jù)需要可以在兩個(gè)范圍內(nèi)電平之間插入值。而且，由于信息之間的定時(shí)是已知的和電平序列是以預(yù)定長(zhǎng)度的信息進(jìn)行發(fā)送的，所以信息序列的定時(shí)是可精確地檢驗(yàn)的。按照可尋址的命令，模塊發(fā)送器以確定的最佳電平至少發(fā)送一個(gè)信息。然后，信道A、B、和C的所有其它數(shù)據(jù)返回信道的發(fā)送電平都按照IPPV機(jī)頂終端或相應(yīng)的RF-IPPV模塊的校準(zhǔn)信道電平的電平值進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于可能的數(shù)據(jù)信道范圍的預(yù)定的斜率特性可以下裝并且存儲(chǔ)在完成這一過(guò)程的終端/模塊中。
當(dāng)檢驗(yàn)到特定發(fā)送器的接收信號(hào)強(qiáng)度的指示與最佳電平或電平范圍相比太高或太低時(shí)，可以由系統(tǒng)管理器對(duì)機(jī)頂終端/模塊發(fā)送器再校準(zhǔn)。當(dāng)系統(tǒng)管理器能夠開(kāi)始校準(zhǔn)時(shí)，通過(guò)一個(gè)特定的按鍵序列，機(jī)頂終端接通電源或啟動(dòng)時(shí)，可以向系統(tǒng)管理器發(fā)出一個(gè)校準(zhǔn)請(qǐng)求。
根據(jù)待審申請(qǐng)的發(fā)明，提供了把數(shù)據(jù)信息從遠(yuǎn)地單元傳送到中央位置(location)的方法。首先，選擇多個(gè)數(shù)據(jù)信道，用于把數(shù)據(jù)信息從遠(yuǎn)地單元傳送到中央位置，對(duì)于多個(gè)數(shù)據(jù)信道中的每個(gè)信道至少產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)發(fā)送時(shí)間，用于發(fā)送數(shù)據(jù)信息。然后在該發(fā)送時(shí)間，將數(shù)據(jù)信息經(jīng)過(guò)多個(gè)數(shù)據(jù)信道發(fā)送出去。
仍然根據(jù)上述待審的申請(qǐng)發(fā)明，提供了用于把數(shù)據(jù)信息傳送到中央位置的遠(yuǎn)地單元。該遠(yuǎn)地單元包括一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，用于在預(yù)定的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)。一個(gè)信道選擇器在預(yù)定頻率范圍內(nèi)選擇多個(gè)數(shù)據(jù)信道。一個(gè)隨機(jī)時(shí)間發(fā)生器產(chǎn)生至少一個(gè)隨機(jī)發(fā)送時(shí)間，用于在多個(gè)數(shù)據(jù)信道中的每個(gè)信道上發(fā)送數(shù)據(jù)信息。一個(gè)發(fā)送器在發(fā)送時(shí)間經(jīng)過(guò)選擇的多個(gè)數(shù)據(jù)信道發(fā)送數(shù)據(jù)信息。
結(jié)合下面詳細(xì)的描述以及有關(guān)的附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很容易理解本發(fā)明的上述及其他特征。


圖1是一個(gè)概況框圖，它描述了一個(gè)CATV分配設(shè)備，具有雙向分配放大器和分配器，使得包括一個(gè)本發(fā)明的RF數(shù)據(jù)返回發(fā)送器的CATV用戶終端與包括本發(fā)明的頻率互異數(shù)據(jù)接收器的前端相連接。
圖2是一個(gè)典型的CATV分配設(shè)備的上行0-30MHz頻帶上噪聲電平對(duì)頻率的關(guān)系曲線。
圖3是系統(tǒng)框圖，顯示出圖1所示系統(tǒng)的幾個(gè)部件，包括一個(gè)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)(billing system)，系統(tǒng)管理器、頻率互異數(shù)據(jù)返回接收器及機(jī)頂終端和它的相關(guān)的RF數(shù)據(jù)返回模塊。
圖4是一個(gè)典型的機(jī)頂終端(STT)的原理方框圖，所顯示的這個(gè)特別的終端包括一個(gè)帶外(out-of-band)導(dǎo)址命令接收器。
圖5是用于圖4的機(jī)頂終端的RF-IPV模塊的原理框圖，該模塊要么包括終端的一部分，要么通過(guò)一個(gè)適當(dāng)?shù)目偩€系統(tǒng)被連接到終端上。
圖6是圖5所示的模塊的BPSK調(diào)制器的原理圖。
圖7是一個(gè)定時(shí)圖，用于從圖5所示的頻率互異的RF數(shù)據(jù)返回發(fā)送器來(lái)的數(shù)據(jù)返回序列。
圖8是示于圖3中系統(tǒng)中的RF-IPPV處理器(接收器)的框圖。
圖9-13是圖8所示的RF-IPPV處理器系統(tǒng)的幾個(gè)部件的框圖;圖9表示前端模塊;圖10表示頻率合成器;圖11A-C表示RF接收器;圖12表示信號(hào)強(qiáng)度分析器;圖13表示控制裝置。
圖14是屏幕的樹(shù)形結(jié)構(gòu)圖，它可以通過(guò)操作RF IPPV處理器的鍵盤(pán)的鍵來(lái)被顯示。
圖15是一個(gè)RF-IPPV數(shù)據(jù)傳輸序列的定時(shí)圖。
圖16是說(shuō)明米勒編碼原理的數(shù)據(jù)波形圖。
圖1示出了一個(gè)典型的電纜TV分配設(shè)備100，用于將電纜電視信號(hào)分配給用戶，還用于接收來(lái)自用戶終端120的上行消息。CATV設(shè)備100通過(guò)CATV終端120使前端110連接到許多用戶的電視機(jī)130上。CATV設(shè)備100采用分配器143按樹(shù)形結(jié)構(gòu)連接，它具有分支148和150。同時(shí)，在分配器143的位置，采用一個(gè)橋式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，用來(lái)在前端和用戶之間轉(zhuǎn)換通訊到分配器143上行輸入端的唯一一個(gè)分支上。本發(fā)明的一個(gè)目的是要消除對(duì)橋式開(kāi)關(guān)(它過(guò)去一直用于改善從用戶到前端的數(shù)據(jù)通量)的任何要求。在下行方向，許多用戶典型地接收從前端110送來(lái)的同樣的信號(hào)，典型的是寬帶CATV信號(hào)。在將來(lái)具有增加帶寬的系統(tǒng)中，例如光纖系統(tǒng)，不同的用戶接收他們想要的互不相同的信號(hào)是可能的，即一個(gè)預(yù)先保留給電話公司的區(qū)域。分配放大器142也是沿著電纜設(shè)備100，有規(guī)律以提高或重復(fù)被發(fā)送的信號(hào)。從前端110到在CATV終端120的用戶的發(fā)送易于受干線141和支線148、147、146、145和底端口(drop)144中噪聲的影響的，但是，目前，更嚴(yán)重的噪聲引入點(diǎn)存在于用戶到前端110的發(fā)送過(guò)程中。
頻率互異RF數(shù)據(jù)返回發(fā)送器200可以包括在CATV終端120之中或與之相連接，并且，允許用戶通過(guò)在CATV設(shè)備中發(fā)送上行消息與前端110進(jìn)行通訊。前端110包括頻率互異RF數(shù)據(jù)接收機(jī)300，用于接收在CATV終端120中或在一個(gè)相連接的模塊中(所述模塊位于任一個(gè)或所有多個(gè)用戶處)的RF數(shù)據(jù)返回發(fā)送器200發(fā)送的消息。提供IPPV或其他所需數(shù)據(jù)返回服務(wù)的另一些顧客，可以為其提供電話發(fā)送器用于在前端與電話處理器(圖中未示出)通訊。
許多CATV設(shè)備是所謂的分配系統(tǒng)，配備用于雙向發(fā)送，即從前端到用戶和從用戶到前端的發(fā)送，在這些CATV設(shè)備中，放大器142被配備用于包括反向通路放大的雙向發(fā)送，在一些電纜電視公司中一直避免在CATV設(shè)備中采用雙向發(fā)送方式，因?yàn)閺挠脩舻角岸说纳闲邪l(fā)送是非常易于受到干擾噪聲的影響的。上行通訊更易于受干擾噪聲的影響是因?yàn)镃ATV設(shè)備是樹(shù)形結(jié)構(gòu)的，在CATV設(shè)備的每一個(gè)點(diǎn)的干擾噪聲在上行方向會(huì)被傳播和放大，這也可以稱為漏斗效應(yīng)。例如，在線144和154上的干擾噪聲160和161在連接到底端口(drop)144和分支154的分配器143處將合并成干擾噪聲162，當(dāng)這個(gè)信號(hào)向前輸送到前端110時(shí)，將與整個(gè)CATV設(shè)備中的分支線153、152、151、150及一切其他線路上噪聲合并起來(lái)。在上行方向，要在前端110從CATV設(shè)備的每一個(gè)分支上，從噪聲中鑒別出被發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)是困難的。
干擾噪聲包括脈沖噪聲、共模失真、導(dǎo)入口和放大器非線性、燈10、無(wú)線電廣播11及電源線是典型的干擾噪聲源。CATV設(shè)備可能包括一些舊的和損壞了的接地和電纜屏蔽連接或類似的允許噪聲進(jìn)入到CATV設(shè)備中任何地方的東西。老化的分配器143或舊的非線性放大器142也可以形成干擾噪聲。因?yàn)閺腃ATV設(shè)備的每一個(gè)和所有的分支產(chǎn)生的干擾噪聲影響上行發(fā)送，而僅僅沿著下行線(如141，148，147，146，145，144)的干擾噪聲影響下行發(fā)送，所以一個(gè)上行的CATV設(shè)備當(dāng)它用久了之后，將需要比下行CATV設(shè)備更經(jīng)常的維修。本發(fā)明允許在一個(gè)不完善的CATV設(shè)備中進(jìn)行上行通訊信號(hào)的發(fā)送，在這種設(shè)備中，不進(jìn)行日常昂貴的CATV設(shè)備的維修，要進(jìn)行上行發(fā)送是困難的。本發(fā)明還允許在比通常情況下有更多噪聲的CATV設(shè)備中實(shí)施消息的雙向發(fā)送。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2，它示出了在一個(gè)通常的電纜電視設(shè)備中噪聲功率電平對(duì)頻率的曲線。這項(xiàng)測(cè)試是在一個(gè)較新的設(shè)備中在高峰收視時(shí)間內(nèi)(晚上)進(jìn)行的，在所測(cè)量的設(shè)備中由當(dāng)?shù)氐腁M電召1500KHz，英國(guó)全球服務(wù)(The British World Service)，美國(guó)之音和業(yè)余無(wú)線電受好者廣播21兆赫所引起的導(dǎo)入口效應(yīng)特別嚴(yán)重。人們很快就可以看出用已知的方法在頻道T7(5.75-11.75MHz)上進(jìn)行發(fā)送實(shí)際上是不可能的。而且，從這個(gè)分配可以看出，頻率越高，干擾噪聲的困擾就越小。
在測(cè)試進(jìn)行的時(shí)間內(nèi)，共模失真效應(yīng)并不十分嚴(yán)重，然而，差不多一年以后，對(duì)這個(gè)設(shè)備再次進(jìn)行檢查，由于共模失真所產(chǎn)生的峰值在預(yù)言的頻率上即6、12、18、24MHz可以看到。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的RF-IPPV系統(tǒng)概況圖。該系統(tǒng)包括一個(gè)計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)305，它用于記錄和保持每一個(gè)系統(tǒng)用戶的記錄。所述記錄一般包括這樣一些信息，例如用戶姓名，地址，電話號(hào)碼，用戶所擁有的設(shè)備的型號(hào)，用戶有資格收看的付費(fèi)服務(wù)節(jié)目。一般說(shuō)來(lái)，電纜操作員要擁有計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)，較少的是從專營(yíng)這種設(shè)備的商號(hào)租借設(shè)備，或者與記帳商號(hào)分享他擁有的機(jī)器的計(jì)算時(shí)間。
計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)305與系統(tǒng)管理器310接口，系統(tǒng)管理器310控制著電纜系統(tǒng)的運(yùn)行，系統(tǒng)管理器310擁有一份清單，上面列著在電纜系統(tǒng)中所有可尋址的機(jī)頂終端以及每一終端有資格接受的服務(wù)種類。系統(tǒng)管理器310也限定并保留著用于每一系統(tǒng)的電纜操作員所選擇的參數(shù)，這些參數(shù)可以包括在系統(tǒng)中與每一個(gè)CATV頻道相關(guān)的頻率，那些頻率被擾頻，系統(tǒng)的安全特征及系統(tǒng)時(shí)間。另外，系統(tǒng)管理器也負(fù)責(zé)系統(tǒng)中付費(fèi)收視節(jié)目服務(wù)的資格審查。
系統(tǒng)管理器也存儲(chǔ)IPPV信息。系統(tǒng)管理器的固有程序讀取來(lái)自電纜系統(tǒng)機(jī)頂終端上的IPPV事務(wù)處理信息，這種IPPV事務(wù)處理信息被存儲(chǔ)在系統(tǒng)管理器的數(shù)據(jù)庫(kù)中，直到被計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)305取回為止。系統(tǒng)管理器310還通過(guò)發(fā)送數(shù)據(jù)詢問(wèn)至電纜系統(tǒng)中機(jī)頂終端來(lái)控制IPPV購(gòu)買(mǎi)信息的報(bào)告單。
如圖3所示，由系統(tǒng)管理器發(fā)出的命令可以兩路中的一路發(fā)送到機(jī)頂終端。在這第一種技術(shù)中，一種可尋址發(fā)送器(ATX)314，以一種可被所尋址的機(jī)頂終端識(shí)別的格式，在專用頻道上(即104.2MH)，從系統(tǒng)管理器(隨意地經(jīng)過(guò)前端控制器312)發(fā)出命令。在第二種技術(shù)中，采用所謂的“帶內(nèi)”(in-band)系統(tǒng)即利用帶內(nèi)擾頻器313的作用將命令包含在視頻信號(hào)中，來(lái)發(fā)送命令。帶內(nèi)系統(tǒng)在前的正在審查中的申請(qǐng)?zhí)枮?88.481的申請(qǐng)中已作說(shuō)明，這里可供參考，其他技術(shù)可用于尋址地或總地從前端向用戶機(jī)頂終端發(fā)送數(shù)據(jù)，本發(fā)明并不僅僅局限于此，例如在同樣的電纜上可以發(fā)送音頻以下的數(shù)據(jù)，音頻以上的數(shù)據(jù)，擴(kuò)展頻譜或者在一個(gè)可以轉(zhuǎn)換的或私人電話或電源線上使用等價(jià)的替代物。
在這個(gè)電纜系統(tǒng)中的用戶可以被提供一個(gè)機(jī)頂終端315。圖3說(shuō)明了三個(gè)機(jī)頂終端，其中的兩個(gè)(315a，315b)與帶內(nèi)系統(tǒng)相連，其中的一個(gè)(315c)與帶外(out-band)系統(tǒng)相連。例如機(jī)頂終端315a和315b包括科學(xué)的亞特蘭大模型(scientific Atlanta Model)8570和8590機(jī)頂終端，而機(jī)頂終端315c包括科學(xué)的亞特蘭大模型8580機(jī)頂終端。這個(gè)機(jī)頂終端允許用戶調(diào)諧和解擾電纜系統(tǒng)操作員所提出的服務(wù)，每一機(jī)頂終端都包括各自獨(dú)特的數(shù)字識(shí)別器，例如數(shù)字地址，它可允許電纜操作員直接將命令送到各自的機(jī)頂終端，這些命令被稱為尋址命令。這些機(jī)頂終端也能接受該電纜系統(tǒng)中由所有機(jī)頂終端處理的總的命令。有資格購(gòu)買(mǎi)脈沖式付費(fèi)收視節(jié)目的用戶只需在其機(jī)頂終端由加裝一個(gè)脈沖模塊，簡(jiǎn)言之，脈沖模塊允許用戶管理他的機(jī)頂終端以收看付費(fèi)收視節(jié)目，存儲(chǔ)與所購(gòu)買(mǎi)的節(jié)目相關(guān)的數(shù)據(jù)，并將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)向前送到電纜操作員。如圖3所示，通過(guò)使用公共交換電話網(wǎng)317，經(jīng)電話處理器321的電話脈沖模塊，或者通過(guò)RF返回通路319，經(jīng)處理器322，上述被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以被發(fā)送到電纜操作員。RF數(shù)據(jù)返回通路將在下文中作更詳細(xì)地討論。電話處理器321和RF IPPV處理器322通過(guò)一個(gè)合適的接口，例如RS-232接口，連接到系統(tǒng)管理器310上。
計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)305發(fā)送一個(gè)事務(wù)處理信息到系統(tǒng)管理器310，該系統(tǒng)管理器就可以確認(rèn)一個(gè)特定的機(jī)頂終端是使用了RF返回通路319還是使用的是電話返回通路317，然后系統(tǒng)管理器310將事務(wù)處理信息加到機(jī)頂終端315上，以使該機(jī)頂終端能得以形成，例如，一個(gè)RF脈沖模塊必須加上頻率，它采用RF發(fā)送方式(校準(zhǔn)過(guò)程下文將詳細(xì)說(shuō)明)，這些頻率可能在模塊制造時(shí)已固化于其中，或者可能由系統(tǒng)管理器310利用總的事務(wù)處理信息加在其上，另外，這些頻率還可以由可尋址的命令加在其上。
圖4說(shuō)明的是本領(lǐng)域已知的一般性可尋址機(jī)頂終端的原理框圖，即科學(xué)的亞特蘭大8580機(jī)頂終端。按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的原理，機(jī)頂終端是通路(passthrough)裝置。在本發(fā)明中不起作用。通過(guò)微處理器400的一個(gè)端口、微處理器400僅向經(jīng)IPPV連接器490與圖5所示的RF-IPPV數(shù)據(jù)返回模塊連接的微處理器504報(bào)告所有的通過(guò)可尋址的數(shù)據(jù)接收器430接收的命令。在另一個(gè)實(shí)施例中，圖5所示模塊的微處理器504的功能可能與微處理器400一致，在這種情況下，需要一個(gè)較M50751容量更大的微處理器。
一個(gè)帶外可尋址機(jī)頂終端的基本構(gòu)造塊是一個(gè)下變頻器和調(diào)諧器410，用于接收和下變頻輸入的電纜信號(hào)。數(shù)據(jù)接收器430接收來(lái)自下變頻器(down converter)410的已向下變頻的帶外104.2MH載波或其它合適的數(shù)據(jù)載波，由該下變頻器輸出的已下變頻的電視信號(hào)根據(jù)需要在解擾器420處解擾，被解擾的頻率向上變頻(upconverted)至頻道3或頻道4，用于輸入到用戶電視機(jī)、錄相機(jī)或其他設(shè)備中(圖中未示出)。
微處理器400與NVM470，定時(shí)邏輯480、用于接收直接輸入信號(hào)的鍵盤(pán)440，用于接收遙控信號(hào)的紅外或其他遙控接收器450，及顯示器460相連。顯示器顯示調(diào)諧的頻道數(shù)及時(shí)間。
上述的型號(hào)8580機(jī)頂終端在本發(fā)明中只作通路裝置使用。每一個(gè)型號(hào)8570，8590和其他制造商生產(chǎn)的每種其他機(jī)頂終端通常包括象微處理器400那樣的處理器控制器，它們都必須有一些端口和連接器用于與圖5所示的模塊交換數(shù)據(jù)，或者當(dāng)模塊不包括在微處理器中時(shí)用于控制圖5所示的部件。圖5所示的NVM502是附加的非易失性存儲(chǔ)器，僅僅用于補(bǔ)充N(xiāo)VM470提供的存儲(chǔ)數(shù)量，并由微處理器400存取。
為了實(shí)施除IPPV服務(wù)以外的其他服務(wù)，例如家庭購(gòu)物、能量管理、讀表、防盜報(bào)警等，一個(gè)終端應(yīng)有合適的接口用于數(shù)據(jù)輸入/輸出到用戶家庭中各種主要的設(shè)備上(圖4中未示出)圖5說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的RF-IPPV模塊框圖。RF-IPPV模塊是一種微處理器基礎(chǔ)上的BPSK發(fā)送器，用于從用戶處通過(guò)電纜電視CATV設(shè)備的反向或上行系統(tǒng)向前端發(fā)送信息。微處理器504與機(jī)頂終端微處理器400連接以接收將要存儲(chǔ)在NVM503(用于以后的發(fā)送)的信息，或者接收發(fā)送指令。在發(fā)送周期，微處理器啟動(dòng)頻率合成器電路的電源，編程適宜的頻率供發(fā)送、接通最后的放大器，在調(diào)制器上設(shè)置預(yù)定的增益電平并發(fā)送所需的信息。
微處理器504是模塊的“大腦”，它決定什么時(shí)間發(fā)送(根據(jù)從前端送來(lái)的指令，下文將作更詳細(xì)討論)，確定并設(shè)置發(fā)送的頻率和功率電平，將被存儲(chǔ)在NVM503中用于發(fā)送的數(shù)據(jù)編碼。為了保證瞬時(shí)的和有效的數(shù)據(jù)返回，數(shù)據(jù)最好存儲(chǔ)在NVM503中時(shí)預(yù)先格式化。發(fā)送完成之后，微處理器504切斷RF電路，這樣可以減少模塊的噪聲輸出，也減少總的功率要求。NVM503存儲(chǔ)節(jié)目數(shù)據(jù)(已預(yù)先格式化，用以發(fā)送)，安全信息、發(fā)射頻率和電源電平以及模塊識(shí)別信息。NVM503也存儲(chǔ)收視方面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，下文將作更詳細(xì)的說(shuō)明。
鎖相環(huán)505、低通濾波器506、壓控振蕩器(VCO)507合成用于發(fā)送的頻率。該頻率由一個(gè)4MH晶體時(shí)鐘501(它也控制微處理器504)合成。這種設(shè)計(jì)減少了需要用來(lái)完成合成工作的部件數(shù)，并且消除了由于同一頻率而使用兩個(gè)不同時(shí)鐘引起的問(wèn)題。
該模塊的鎖相環(huán)505接收來(lái)自微處理器504的串行數(shù)據(jù)，并設(shè)置它的寄存器，用于一特定頻率。鎖相環(huán)505將來(lái)自VCO507的輸出端的取樣信號(hào)與由4MHz時(shí)鐘501衍生的信號(hào)相比較，以確定與具有代表“高”或“低”的產(chǎn)生頻率的極性的程序化合成器頻率相比，所產(chǎn)生的頻率是“更高”還是“更低”。LPF部件506執(zhí)行這個(gè)信號(hào)的數(shù)學(xué)積分，并產(chǎn)生一個(gè)DC電壓以控制壓控振蕩器VCO507的輸出頻率。VCO507的輸出信號(hào)被送至調(diào)制器508，并反饋到鎖相環(huán)505。這樣，它可以被再次取樣，在發(fā)送過(guò)程中，這個(gè)動(dòng)作重復(fù)進(jìn)行。
數(shù)據(jù)濾波器510是一種帶通型濾波器，它阻止將要發(fā)送的高頻能量的數(shù)字信息被調(diào)制進(jìn)入RF載波。這樣，數(shù)據(jù)濾波器510的作用是將被調(diào)制信號(hào)的調(diào)制能量包含在一個(gè)特定的限度內(nèi)。
調(diào)制器508接收來(lái)自VCO507的RF載波及來(lái)自微處理器504的已濾波數(shù)據(jù)輸出，并且調(diào)制RF載波的相位與數(shù)據(jù)信號(hào)成比例。調(diào)制器也使用由電阻性的D/A網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的DC偏置電壓以控制所調(diào)制信號(hào)的總的增益。D/C網(wǎng)絡(luò)直接由微處理器504控制。
用于RF數(shù)據(jù)返回的三種調(diào)制方案被認(rèn)為可以實(shí)施在本發(fā)明中二進(jìn)制頻移鍵控(FSK)，二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)，采用BPSK調(diào)制的直接的序列擴(kuò)展頻譜(Direct sequence spread spectrum DSSS)。由于帶寬保持不是關(guān)鍵性要求，所以許多方案被認(rèn)為是太復(fù)雜，沒(méi)有必要。
在上述三個(gè)方案中，BP.SK對(duì)寬帶噪聲最不敏感，DSSS對(duì)離散頻率干擾最不敏感，而FSK實(shí)施起來(lái)最簡(jiǎn)單。另一方面，BPSK和FSK對(duì)強(qiáng)的同頻道(co-channel)干擾幾乎沒(méi)有抵抗力，但是DSSS接收機(jī)是相當(dāng)復(fù)雜的，且有非常大的噪聲帶寬。DSSS發(fā)送器還需要一種非常復(fù)雜的濾波器，用以防止向前的和反向的視頻干擾。另外，F(xiàn)SK接收機(jī)有“俘獲效應(yīng)(假如這樣)，在這種情況下，這也是個(gè)問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)提供了上述每一種方案的某些最好的特征，該系統(tǒng)使用BPSK，以四種不同頻率傳輸信號(hào)，這個(gè)方法可以稱之為頻率互異性BPSK或FDBPSK。按照這種方式，接收器的噪聲帶寬就是非常小的，BPSK的相干燥聲抑制特征被采納，并且，通過(guò)合理地選擇頻率，離散的干擾也可以避免。然而，當(dāng)基于上述理由將BPSK調(diào)制方式用于本發(fā)明時(shí)，其它的調(diào)制技術(shù)也可以應(yīng)用，本發(fā)明并不局限于這個(gè)方面。
終端放大器(Final amplifier)509放大來(lái)自調(diào)制器508的信號(hào)到模塊所需的輸出功率電平。該放大器增益處于一個(gè)固定的值，例如抗干擾控制513的信號(hào)控制放大器509的啟動(dòng)/關(guān)斷轉(zhuǎn)換。
抗干擾控制513是一種電路，設(shè)計(jì)用于允許微處理器去控制終端放大器509的狀態(tài)。在微處理器故障的情況下，在一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期之后，或在幾次連續(xù)的發(fā)送之后抗干擾控制513抑制了終端放大器509。這樣不管微處理器的情況如何，它可以防止模塊發(fā)送比設(shè)計(jì)要求更長(zhǎng)的消息?！案蓴_”或“嘯叫”的終端是失去控制的終端，它們能產(chǎn)生噪聲消息令整個(gè)系統(tǒng)停頓(如果允許的話)。經(jīng)過(guò)了一段比最長(zhǎng)數(shù)據(jù)消息所需時(shí)間更長(zhǎng)的預(yù)定時(shí)間周期之后，抗干擾電路就可以通過(guò)切斷數(shù)據(jù)發(fā)送器來(lái)阻止干擾?？垢蓴_控制513在美國(guó)專利4，692，919中作了說(shuō)明，此處可作參考。
雙通濾波器511是具有兩種不同元件的濾波器一個(gè)12-19MHz的帶通濾波器515，用于模塊發(fā)送器的調(diào)諧能量抑制;一個(gè)54-870MHz的高通濾波器516將通過(guò)CATV信號(hào)到機(jī)頂終端而不受干擾。
用于所謂“應(yīng)急”系統(tǒng)的與RF-IPPV模塊設(shè)計(jì)相關(guān)的考慮，并不特別適合所謂“備用”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。例如“應(yīng)急”系統(tǒng)涉及帶內(nèi)和帶外可尋址的機(jī)頂終端。如象Scientific Atlanta 8570，8580和8590終端?！皞溆谩杯h(huán)境要預(yù)先假設(shè)機(jī)端終端從用戶房屋移開(kāi)。這樣的“備用”系統(tǒng)，包括例如禁止和陷波技術(shù)。因此，例如，如果不分支的話，至少有一所房子，在電纜電視終端及可能不特別適用于數(shù)據(jù)通信的用戶設(shè)備之間電纜要分離。另一方面對(duì)于IPPV、家庭購(gòu)物來(lái)說(shuō)，需要一些用戶設(shè)備。這樣的雙向業(yè)務(wù)并不適合于常規(guī)電視接收設(shè)備。因此，圖5所示的模塊(該模塊預(yù)先假定一個(gè)總線或另外的內(nèi)部-終端/模塊通信通路)若無(wú)一些特殊的數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)，在常規(guī)的房屋或分支電纜上來(lái)實(shí)現(xiàn)將是困難的。因此，本發(fā)明涉及終端/模塊設(shè)計(jì)的那些原則，這些原則可以從用于對(duì)應(yīng)急終端的設(shè)計(jì)擴(kuò)展到對(duì)所謂備用禁止和陷波系統(tǒng)用戶單元的IPPV模塊的設(shè)計(jì)。
圖6示出了圖5中的BPSK調(diào)制器細(xì)節(jié)。BPSK調(diào)制是這樣的一種調(diào)制，即交替改變RF載波的相位狀態(tài)，以兩種可能狀態(tài)中的一種來(lái)表示兩種邏輯狀態(tài)中的一種。在本發(fā)明的RF-IPPV發(fā)射器中使用的BPSK調(diào)制技術(shù)包括使用了平衡差分放大器，用于產(chǎn)生在RF載波中的相位狀態(tài)變化來(lái)表示已編碼的數(shù)字信息。雖然存在很多可以想象到的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這種類型的調(diào)制器，但是使用如圖6所示的差分放大器還提供了一種改變整個(gè)電路增益的裝置，這樣能使用微處理機(jī)控制輸出功率電平。在圖6中，通過(guò)在Q3的基極加一個(gè)恒定電平的RF載波，并把該信號(hào)與由微處理機(jī)504控制的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器提供的DC偏壓相結(jié)合，一個(gè)偽線性功率輸出控制器被集成在一個(gè)低成本的BPSK調(diào)制器中。
BPSK調(diào)制器600包括可編程的增益控制602。該可編程增益控制602包括四個(gè)電阻R1-R4，分別為1KΩ，2.2KΩ，3.9KΩ，和8.2KΩ。每個(gè)電阻R1-R4的一端分別連接到輸入端B3-B0。每個(gè)電阻的另一端分別連接到公共輸出端605。可編程增益控制602的輸出端605通過(guò)一個(gè)3.3KΩ電阻R5連接到晶體管Q3的基極。5伏電壓通過(guò)一個(gè)3.3KΩ的電阻R6加到可編程增益控制602的輸出端和電阻R5之間的第一點(diǎn)?？删幊淘鲆婵刂?02的輸出端和電阻R5之間的第二點(diǎn)通過(guò)一個(gè)0.01μf的電容C1接地。振蕩器507(圖5)的輸出端通過(guò)一個(gè)0.01μf電容C2接到晶體管Q3的基極。
晶體管Q3的發(fā)射極通過(guò)一個(gè)8.2KΩ電阻R7接地。晶體管Q3的發(fā)射極和電阻R7之間的一點(diǎn)通過(guò)一個(gè)0.01μf電容C3和一個(gè)33Ω電阻R8接地。
晶體管Q1的發(fā)射極連接到晶體管Q3的發(fā)射極。晶體管Q3的集電極連接到上述兩個(gè)發(fā)射極相連的一點(diǎn)。輸入的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)濾波器510(圖5)連接到晶體管Q1的基極。數(shù)據(jù)濾波器510和晶體管Q1的基極之間的一點(diǎn)通過(guò)一個(gè)0.01μf電容C4接地到，并通過(guò)一個(gè)27KΩ電阻R9接到27KΩ電阻R10。導(dǎo)線“A”代表兩點(diǎn)相連的連線。
電阻R9和R10之間的一點(diǎn)通過(guò)一個(gè)12KΩ電阻R11接地，并通過(guò)一個(gè)3.3KΩ電阻R12接到+9V的輸入端。電阻R10和晶體管Q2的基極之間的一點(diǎn)通過(guò)0.01μf電容C5接地。
晶體管Q1和Q2的集電極分別連接到變壓器650的初級(jí)端點(diǎn)。+9V通過(guò)一個(gè)47Ω電阻R12連接到變壓器650的初級(jí)繞組中點(diǎn)。變壓器650次級(jí)繞組的一端是調(diào)制器的輸出端，而另一端通過(guò)一個(gè)0.01μf電容C5接地。
現(xiàn)在將解釋調(diào)制器600的操作。
調(diào)制器600從圖5的微處理機(jī)504提取定標(biāo)(scaled)數(shù)據(jù)輸入并濾波該數(shù)據(jù)，以便降低其高頻含量。經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)波形改變晶體管Q1集電極電流至兩種可能狀態(tài)的一種，表示為數(shù)字1或0。晶體管Q2維持在一個(gè)恒定的電壓上。
振蕩器RF被輸入到晶體管Q3的基極。晶體管Q3的集電極電流保持在一個(gè)恒定的電平，該電平由可編程的增益控制數(shù)/模變換器電阻網(wǎng)絡(luò)602的輸出電壓來(lái)確定。因?yàn)镼3的RF集電極電流保持恒定，來(lái)自晶體管Q1和Q2的總的發(fā)射極電流就必須等于晶體管Q3的電流。Q1中的集電極電流正比于其基極上的數(shù)據(jù)信號(hào)而變化。這樣Q2中變化的集電極電流就以相反的方式保持總的電流不變。來(lái)自晶體管Q1和Q2集電極的RF電流在變壓器650的初級(jí)端上產(chǎn)生一個(gè)差分電壓。差分的RF信號(hào)由變壓器650變換為一個(gè)單端信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)RF載波，該載波正比于Q1基極上的數(shù)據(jù)信號(hào)而改變極性(相位翻轉(zhuǎn))，這就是被放大和傳送的BPSK信號(hào)。
調(diào)制器內(nèi)的增益控制功能是由晶體管Q3基極上呈現(xiàn)的偏壓而產(chǎn)生的。當(dāng)與來(lái)自振蕩器的RF信號(hào)組合時(shí)，該DC偏壓產(chǎn)生一個(gè)正比于該偏壓的集電極電流(及增益電平)。這樣，當(dāng)該DC偏壓電平由于可編程的增益控制電阻網(wǎng)絡(luò)602而增加時(shí)，則晶體管Q3上的RF信號(hào)增益也同樣增加?？删幊痰脑鲆婵刂齐娮杈W(wǎng)絡(luò)602設(shè)計(jì)得具有一個(gè)與數(shù)字輸入響應(yīng)的互補(bǔ)DC，以在調(diào)制器輸出端上的RF功率中產(chǎn)生一個(gè)線性增加。換言之，對(duì)于4bit數(shù)字信號(hào)的每個(gè)遞增增加，調(diào)制器輸出功率都將增加一個(gè)固定增量。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明特征的上述各個(gè)部件的工作。
如上所討論的，為了報(bào)告返回到系統(tǒng)管理器310的IPPV節(jié)目購(gòu)買(mǎi)信息，每個(gè)機(jī)頂終端或STT315必須有一個(gè)逆向通信通路(作為用于從系統(tǒng)管理器310向STT315發(fā)送控制信息的正向通路的相反方向)，如前所述，一個(gè)RF-IPPV系統(tǒng)要被用到具有反向子分配信道能力的電纜設(shè)備中。這些電纜系統(tǒng)有干線放大器，該放大器允許T7，T8，T9和T10(約0-30MHz)信道以相反的方向，即向前端傳送。
本發(fā)明提供了一種如圖5所示的RF-IPPV模塊，該模塊利用T8信道的一部分，借助于可選擇的多個(gè)已調(diào)RF數(shù)據(jù)載波信道，從終端或模塊至前端中的頻率互異的數(shù)據(jù)接收器進(jìn)行通信。對(duì)于電視會(huì)議或其它通信所使用的T7，T9，T10信道則不受數(shù)據(jù)通信的影響。該數(shù)據(jù)通信一般規(guī)定在T8信道的頻帶內(nèi)。
利用電纜設(shè)備中的反向信道作為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)從終端位置檢索用戶信息，具有兩個(gè)主要缺點(diǎn)，即高噪聲和上面描述的上行通信的干擾環(huán)境，而且缺乏一個(gè)讀取爭(zhēng)用機(jī)制，通過(guò)該機(jī)制，數(shù)據(jù)可以爭(zhēng)用存取網(wǎng)絡(luò)。兩個(gè)問(wèn)題起源于如圖1所示的一個(gè)倒“樹(shù)”形系統(tǒng)的布局。
從干擾的觀點(diǎn)來(lái)看，“樹(shù)”的分支起到一個(gè)大的天線網(wǎng)絡(luò)作用。電纜系統(tǒng)中的不合格屏蔽，破裂或失連都能使RF干擾進(jìn)入上述系統(tǒng)。因?yàn)楦删€放大器予定提供整個(gè)單元增益，則在每個(gè)放大器上都會(huì)再生出帶內(nèi)干擾和噪聲。而且，在反向通路內(nèi)，來(lái)自每一個(gè)分支的干擾和噪聲在每個(gè)干線內(nèi)部組合相加。結(jié)果是，整個(gè)電纜系統(tǒng)內(nèi)所拾取的所有干擾和噪聲最終都在前端相加，該處設(shè)置有RF-IPPV數(shù)據(jù)接收器。為了減少用于數(shù)據(jù)通信的反向電纜電視信道在使用中的這些固有問(wèn)題，則在T8電視信道頻帶帶寬中，選擇多個(gè)在23個(gè)100KHz數(shù)據(jù)信道范圍內(nèi)的4信道，用于現(xiàn)在的RF-IPPV系統(tǒng)，這種使用主要是根據(jù)數(shù)據(jù)流量的考慮。正如以下將進(jìn)一步描述的，本發(fā)明的構(gòu)成并不僅限于4信道，還可使用多于4信道。接收消息的概率隨著所利用的每個(gè)附加信道而增加，但是，經(jīng)比較，用于附加信道的發(fā)射器和接收器所提供的費(fèi)用卻變得過(guò)高。
6MHz反向視頻信道分為60個(gè)100KHz寬的通信信道，其中的23個(gè)信道在現(xiàn)行的實(shí)現(xiàn)中使用。根據(jù)噪聲和干擾的頻率位置，選擇23個(gè)信道中的4個(gè)信道。發(fā)送器和接收器的頻率都是靈活的，用于反向通信的頻率可用系統(tǒng)管理器的計(jì)算機(jī)自動(dòng)地編程，以避免有噪聲或含有嚴(yán)重干擾的信道。這些頻率可以經(jīng)常根據(jù)需要改變，以對(duì)付隨時(shí)間變化的干擾。
每個(gè)發(fā)送器最好以20kbit/秒的數(shù)據(jù)速率在4個(gè)頻率的每一個(gè)頻率上陸續(xù)地發(fā)送其數(shù)據(jù)。在前端使用4個(gè)RF接收器(各自被調(diào)到每個(gè)信道上)。這種安排為每個(gè)消息提供了冗余。由于其總的信道干擾錯(cuò)誤概率是4個(gè)概率的乘積(因?yàn)?個(gè)信道的每個(gè)信道，在發(fā)送器正在使用它時(shí)都會(huì)出現(xiàn)干擾)。這就產(chǎn)生了很高的傳送/接收成功率。
應(yīng)當(dāng)指出，這樣能夠提供比擴(kuò)頻系統(tǒng)更好的性能，這是因?yàn)榘葱虻膫魉头桨柑峁┝艘恍r(shí)間的分集制及頻率的分集制。
頻率選擇在典型的反向系統(tǒng)中，有4個(gè)可用的視頻信道，T7、T8、T9、T10。通常，最低信道(T7)是噪聲最多的信道，而最高信道(T10)是最安靜的信道。這將建議，T10是最好的選擇。然而，還有一些其它考慮。
很多電纜操作器或使用或需要保持幾個(gè)可用的反向信道。它們有時(shí)用于電視會(huì)議鏈路，共用存取TV，至前端的字符發(fā)生器鏈路和調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)。因?yàn)殡娨暠葦?shù)據(jù)傳輸更不允許有噪聲，所以希望留下最“干凈”的頻道開(kāi)通，并使用一個(gè)較低的信道。
從對(duì)一些用戶反向設(shè)備直接觀察獲得的數(shù)據(jù)表明，從T8至T7信道質(zhì)量大大地惡化。雖然BPSK系統(tǒng)可以工作在T7，但安置在干凈信道T8內(nèi)一般是比較容易的。
在頻率選擇中包含的最后因素是發(fā)送器諧波的位置。保持發(fā)送器的二次和三次諧波在上面的反向信道和正向電視信道之外，這一點(diǎn)是重要的。如果發(fā)送器的頻率限制在14至18MHz范圍，則二次諧波(2xfo)將在28和36MHz之間，三次諧波(3xfo)將在42和54MHz之間。因此，其二次諧波和三次諧波將在正向和反向電視頻道之外(高于T10，低于信道2)。這種考慮降低了發(fā)射器輸出濾波要求，因此，就大大地降低了費(fèi)用并增加了可靠性。這樣，選擇頻道T8，不象Citta等人.，有意地避免對(duì)上行傳輸不利影響的載波諧波，奇次和偶次諧波落入0-30MHz傳輸頻帶的上面部分內(nèi)。
侵入的干擾源典型地是離散頻率，實(shí)際上它隨時(shí)間變化。雖然平均頻譜分析儀測(cè)量能夠指示出在一個(gè)特殊的時(shí)間點(diǎn)上可能是完全不希望的T8頻道的區(qū)域或頻帶，但確定地預(yù)測(cè)其頻率或經(jīng)常頻繁地使用仍然是困難的。然而，在任何給定的時(shí)間內(nèi)，存在著典型地可考慮的具有足夠低雜音和干擾電平的T8頻帶的帶寬，以保持可靠的通信。本頻率分集的RF-IPPV系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用了這種事實(shí)，并通過(guò)一些互補(bǔ)技術(shù)避免干擾，這些互補(bǔ)技術(shù)為最小帶寬的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，頻率分集，多(同時(shí))通信信道和時(shí)間隨機(jī)冗余消息傳輸。
每當(dāng)圖5的RF模塊嘗試(或重試)返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，它發(fā)送的IPPV事件數(shù)據(jù)與4個(gè)不同信道(頻率)一樣多。使用頻率的實(shí)際數(shù)目是可編程的，在每個(gè)始端的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)行的實(shí)施中是從1至4。當(dāng)然本發(fā)明并不受這方面的限制。該系統(tǒng)的頻率靈活的性質(zhì)允許返回系統(tǒng)被編程，來(lái)控制沒(méi)有強(qiáng)的固定干擾的信道(頻率)，此外，使用多個(gè)頻率避免了隨機(jī)的和隨時(shí)間變化的干擾源。
例如，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始建立時(shí)，頻譜分析儀可用于在15.45-17.75MHz頻率范圍內(nèi)尋找?guī)讉€(gè)100KHz信道，該頻率范圍平均地說(shuō)，具有低干擾電平。但是，在任何規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)，總是有這樣的一些概率，即隨機(jī)的或隨時(shí)間變化的噪音源可能干擾數(shù)據(jù)的返回傳輸。而且在一個(gè)信道中出現(xiàn)干擾的概率與在另一個(gè)(非相鄰的)信道中出現(xiàn)干擾是相對(duì)無(wú)關(guān)的。
為了說(shuō)明起見(jiàn)，假定在任何信道上，在任何傳輸期間出現(xiàn)有害干擾的概率是50%，這樣，不多于信號(hào)帶寬的一半可被利用。從另外的一個(gè)觀點(diǎn)來(lái)看，使這回?cái)?shù)據(jù)消息通過(guò)的概率僅是50%。但是，如果基本上同時(shí)地嘗試在多個(gè)信道上發(fā)送消息，若在每個(gè)信道上的嘗試都不成功，則僅有一個(gè)嘗試不成功。換句話說(shuō)，至少一個(gè)信道嘗試為不成功的唯一的方法是所有的4個(gè)嘗試都不成功。如果使用4個(gè)信道，這種出現(xiàn)概率是0.5×0.5×0.5×0.5＝0.0625(6.3%)或者當(dāng)僅使用一個(gè)信道時(shí)，僅為故障50%概率的八分之一。一般來(lái)說(shuō)，如果干擾在一個(gè)信道上的故障概率是K，那么，使用4個(gè)信道時(shí)，故障概率就是K4，則相對(duì)的改進(jìn)就是K/K4或1/K3。
在現(xiàn)行的實(shí)現(xiàn)中，系統(tǒng)管理器，RF-IPPV處理器(RFIP)和RF-SST模塊存貯兩組(等于)4個(gè)可用信道。這兩組信道稱為“一類頻率”和“二類頻率”。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明不限于兩類頻率，每類包括4個(gè)頻率是顯見(jiàn)的。更確切地說(shuō)，可以使用任何類似頻率，每一類包含相同或不同的頻率數(shù)。從系統(tǒng)管理器送到RF-IPPV處理器和RF-STT的指令能夠立刻將操作從一組工作頻率轉(zhuǎn)換到另一組工作頻率。另一方面，系統(tǒng)管理器可以編程，使其在一天的不同時(shí)間自動(dòng)地周期地在其工作頻率類別中轉(zhuǎn)換系統(tǒng)工作。
在現(xiàn)行的實(shí)現(xiàn)中，有兩種工作方式在整個(gè)時(shí)間內(nèi)迅速可變而無(wú)需間斷地工作。例如，一類頻率可規(guī)定三個(gè)信道來(lái)用于數(shù)據(jù)返回，而一信道用于把RF-STT模塊自動(dòng)校準(zhǔn)，第二類頻率可規(guī)定四個(gè)信道，用于數(shù)據(jù)返回。在白天的規(guī)定時(shí)間內(nèi)，由于設(shè)備典型地處于工作狀態(tài)故系統(tǒng)可以使用一類頻率編程，以便自動(dòng)地校準(zhǔn)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。在夜里，系統(tǒng)可以使用二類頻率編碼，以最充分地利用多個(gè)數(shù)據(jù)返回信道的優(yōu)點(diǎn)。
如果已知某些返回信道的相對(duì)質(zhì)量是在白天的一定時(shí)間內(nèi)變化很大，則可以在預(yù)定的編程時(shí)間使用二類頻率，以快速地和自動(dòng)地轉(zhuǎn)換一個(gè)或多個(gè)信道。例如，由于一個(gè)產(chǎn)生干擾的無(wú)線電發(fā)射機(jī)，從上午400至下午600期間，信道“A”可能比信道“B”好得多，但是在夜里(下午600至第二天上午400)，信道“A”卻比信道“B”差一些，那么，把信息“A”分配到一類頻率而把“B”分配到另外一類，而且編程系統(tǒng)在上午400和下午600轉(zhuǎn)換合適的頻率類別是有利的。
假定在多個(gè)信道上都是低噪音，則可以利用較低數(shù)碼的返回?cái)?shù)據(jù)信道而無(wú)需兼顧數(shù)據(jù)的流通量。這樣，不同的群可以在同一類別內(nèi)的不同信道上發(fā)送。
RF-IPPV處理器和系統(tǒng)管理器聯(lián)合收集并保持對(duì)在4個(gè)RF信道的每個(gè)信道上所接收的有效的、非唯一消息的數(shù)目的統(tǒng)計(jì)。由RF-STT在每個(gè)(使用的)信道上傳送的消息數(shù)目大致相等。因此，如果每個(gè)信道的質(zhì)量是等效的話，在統(tǒng)計(jì)的有效時(shí)間期間所積累的，在所用的每個(gè)信道上的有效消息的數(shù)目應(yīng)趨于相等。相反地，如果一個(gè)或多個(gè)信道的質(zhì)量低于其它信道質(zhì)量，則在這些較低質(zhì)量信道上所接收的有效消息的數(shù)目將低于在所謂較干凈信道上所接收的數(shù)目。這就意味著，對(duì)于每個(gè)信道所接收的非唯一消息的積累總和很好地表示了相對(duì)信道的質(zhì)量，質(zhì)量能夠以短時(shí)期為基礎(chǔ)進(jìn)行信道與信道之間的比較，也能夠分析單個(gè)信道上的長(zhǎng)期趨向。
雖然現(xiàn)行的實(shí)現(xiàn)僅允許對(duì)每個(gè)回叫區(qū)域中所顯示的積累消息計(jì)總數(shù)，這種信息，以及該系統(tǒng)的其他特征一起可用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率選擇程序。例如，下面的算法將可能試驗(yàn)所有信道頻率，并使用最好的4個(gè)1.挑選4個(gè)顯然“好”的頻率開(kāi)始。
2.對(duì)一個(gè)統(tǒng)計(jì)上的有效期間分析數(shù)據(jù)返回性能。
3.記住相對(duì)“最壞”頻率的質(zhì)量并從使用中將其清除。
4.用一個(gè)未試過(guò)的頻率替代“最壞”的頻率。
5.重復(fù)步驟2至4，直至確定所有可用頻率的排列。
6.繼續(xù)使用上述算法，除非在需要替代時(shí)，僅從“n”個(gè)最好的排列頻率中選擇。
這種算法適用于多于或者少于4個(gè)信道的系統(tǒng)。
本RF-IPPV系統(tǒng)利用了具有二進(jìn)制相移鍵控載波調(diào)制的米勒(Miller)(延遲)數(shù)據(jù)編碼。當(dāng)使用最小帶寬時(shí)，米勒數(shù)據(jù)編碼給出優(yōu)異的恢復(fù)數(shù)據(jù)定時(shí)信息。
當(dāng)RF-STT從系統(tǒng)管理器接收數(shù)據(jù)返回請(qǐng)求時(shí)，消息就告知RF-STT所使用的頻率類別，發(fā)送多少次消息(“N”)以及發(fā)送周期是多長(zhǎng)。然后RF-STT在規(guī)定的發(fā)送時(shí)間，對(duì)使用的每一個(gè)頻率計(jì)算“N”偽隨機(jī)消息開(kāi)始的時(shí)間，然后，數(shù)據(jù)返回消息在每個(gè)發(fā)送頻率上發(fā)送“N”次。對(duì)每個(gè)頻率獨(dú)立地計(jì)算開(kāi)始的時(shí)間，以使消息開(kāi)始時(shí)間和頻率的次序是隨機(jī)的，按隨機(jī)時(shí)間在一個(gè)特定頻率上發(fā)送的每個(gè)消息基本上是所使用的統(tǒng)計(jì)媒體存取技術(shù)的函數(shù)(見(jiàn)下一部分的媒體存取規(guī)程)。由多個(gè)發(fā)送頻率上的多個(gè)傳輸嘗試提供的消息冗余是提供入侵噪音抗擾度的主要因素。該技術(shù)本質(zhì)上是一個(gè)跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)，盡管跳頻相對(duì)于同已知的擴(kuò)頻技術(shù)相比較的數(shù)據(jù)是慢的。
為了利用RT-STT發(fā)射器的多頻能力，RF-IPPV處理器包含4個(gè)分離的接收器部分，它們可以同時(shí)接收數(shù)據(jù)消息。在每一個(gè)數(shù)據(jù)返回群期間的開(kāi)始，系統(tǒng)管理器設(shè)置RF-IPPV處理器頻率類別，以保證它們相應(yīng)于RF-STT的類別。在RF-IPPV處理器中的微處理器基本控制單元對(duì)來(lái)自每個(gè)接收器的數(shù)據(jù)信息解碼。把這些消息組織成數(shù)據(jù)包，并正向送到系統(tǒng)管理器。RF-IPPV處理器的控制單元還揀選消息，以在各個(gè)發(fā)送期間，除掉從RF-STT接收的冗余消息。
IPPV媒體存取數(shù)據(jù)返回規(guī)程在IPPV電纜系統(tǒng)的操作中，根據(jù)幾個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)，一般希望能夠請(qǐng)求數(shù)據(jù)返回消息或“投票”時(shí)RF-IPPV模塊(RF-STTs)構(gòu)成STT。
下表匯總了用于從STT特定群中請(qǐng)求數(shù)據(jù)返回的最有用的情況1.無(wú)條件地，即所有RF-STT必須報(bào)告;
2.所有RF-STTs存貯用于一個(gè)或多個(gè)事件的IPPV數(shù)據(jù);
3.所有RF-STT存貯用于一個(gè)特殊事件的IPPV數(shù)據(jù);
4.在單個(gè)的基礎(chǔ)上(不管事件數(shù)據(jù))的專門(mén)的RF-STT。
因此，如前所述，即使在第一種情況(無(wú)事件數(shù)據(jù)請(qǐng)求)，所有RF-STTs能在24小時(shí)之內(nèi)的期間內(nèi)返回?cái)?shù)據(jù)是很重要的。總共具有幾千個(gè)甚或數(shù)十萬(wàn)個(gè)RF-STT整體是可能的，而且轉(zhuǎn)換到每小時(shí)25000個(gè)RF-IPPV數(shù)據(jù)響應(yīng)的流量目標(biāo)。
每一個(gè)反向窄道數(shù)據(jù)信道在任何時(shí)刻只能載一種信息，即，如果一個(gè)特定的電纜系統(tǒng)中任何地方的兩個(gè)或多個(gè)RF-STTs發(fā)送在時(shí)間上是重疊的信息，則傳輸將產(chǎn)生干擾，而且含有“沖突”的所有數(shù)據(jù)信息很有可能要丟失。因此，在上述的三種情況下，需要一些種類的媒介存取控制程序，來(lái)防止多個(gè)RF-STTs同時(shí)嘗試使用一個(gè)數(shù)據(jù)返回信道。
當(dāng)然，所有的這些情況都能夠作為一系列單個(gè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求(如第4種情況)來(lái)處理。但是，這是和通過(guò)的流量目標(biāo)是不一致的。這是由于系統(tǒng)消息在典型的“往返”請(qǐng)求/響應(yīng)消息序列中遭受的延遲。而發(fā)送一個(gè)單個(gè)“群數(shù)據(jù)請(qǐng)求”至相對(duì)大的群RF-STTs則有效的多，該RF-STTs則根據(jù)規(guī)劃的程序或“媒介存取規(guī)程”返回?cái)?shù)據(jù)。該規(guī)程必須保證一個(gè)高的成功率，即對(duì)消息來(lái)說(shuō)不包含沖突。
可惜，所有媒介存取規(guī)程，如象在依賴于載波敏感機(jī)制來(lái)幫助防止傳輸沖突的本地網(wǎng)中所使用的，用于電纜系統(tǒng)中是不適合的。變換電纜系統(tǒng)的倒樹(shù)形布局對(duì)來(lái)自不同分支發(fā)送的信號(hào)求和，并把它們傳送到前端。放置在不同分支的RF-STT的每一個(gè)都通過(guò)干線放大器或其它裝置隔離，它不能檢測(cè)在另一個(gè)支路發(fā)送的RF-STT的存在。
另一個(gè)存取規(guī)程，時(shí)隙還受到了系統(tǒng)最壞情況的消息延遲變化。這樣就迫使每一個(gè)RF-STT時(shí)隙變?yōu)椴豢山邮艿拈L(zhǎng)，而產(chǎn)生極小的流量。
所有上述項(xiàng)目導(dǎo)致了開(kāi)發(fā)媒介存取規(guī)程，該規(guī)程通過(guò)用于沖突的計(jì)算容差，給出了一種可接受的高流量速率。該方法使用了對(duì)于給定的受控沖突的預(yù)定統(tǒng)計(jì)概率(而相反地對(duì)于消息流量)，以及均勻分配的RF-STT數(shù)據(jù)返回嘗試率。
簡(jiǎn)而言之，這包括對(duì)總的RF-STT整體的每個(gè)可管理規(guī)模的子群送出數(shù)據(jù)請(qǐng)求的系統(tǒng)管理器。(這些子群是獨(dú)立于上面所列出的四個(gè)投票情況)。每個(gè)子群或簡(jiǎn)稱為“群”有一個(gè)規(guī)定的時(shí)間周期，在該周期內(nèi)返回?cái)?shù)據(jù)。在該周期內(nèi)，每個(gè)RS-STT獨(dú)立地挑選一個(gè)可編程的(偽)隨機(jī)次數(shù)數(shù)目，以開(kāi)始數(shù)據(jù)返回傳輸。對(duì)于所使用的相對(duì)大的分群來(lái)說(shuō)，返回嘗試統(tǒng)計(jì)上是在整個(gè)周期內(nèi)均勻分布的。此外，因?yàn)槠骄膰L試率是預(yù)先確定的，而且返回消息的平均長(zhǎng)度是已知的，故對(duì)于任何RF-STT的至少一個(gè)成功數(shù)據(jù)返回消息產(chǎn)生的概率是可以預(yù)測(cè)的。
雖然上面的統(tǒng)計(jì)概念是數(shù)據(jù)返回方法的基礎(chǔ)，仍需要很多其它的關(guān)鍵因素才能使程序可行。它們總括如下1.確定給出了最好的有效數(shù)據(jù)返回流量的最佳嘗試率。
2.在每個(gè)電纜系統(tǒng)前端上的整個(gè)RF-STT整體分為已知規(guī)模的可管理規(guī)模的群。分群的規(guī)模和數(shù)目，以及可以確定的數(shù)據(jù)返回周期給出最佳嘗試率。
3.需要一個(gè)數(shù)據(jù)返回計(jì)劃，該計(jì)劃提供結(jié)構(gòu)方法，以該方法系統(tǒng)管理器從各個(gè)群請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)。
4.一組規(guī)則控制RF-STTs如何在群內(nèi)響應(yīng)數(shù)據(jù)返回請(qǐng)求和在數(shù)據(jù)返回序列內(nèi)的數(shù)據(jù)證實(shí)。
數(shù)據(jù)返回序列圖7所示的一個(gè)時(shí)間線代表一個(gè)典型的數(shù)據(jù)返回序列。如上所述，把總的RF-STT整體分為大致相等規(guī)模的可管理分群。簡(jiǎn)稱為群。每個(gè)群被允許返回?cái)?shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度稱為群周期(或簡(jiǎn)稱為周期)。在RF-IPPV數(shù)據(jù)檢索期間，系統(tǒng)管理器順序地向電纜系統(tǒng)前端中的每個(gè)群發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求。所有群的一個(gè)完整的數(shù)據(jù)返回序列叫作一個(gè)循環(huán)。最后，兩個(gè)或多個(gè)循環(huán)的序列組成一個(gè)完整(典型的一天)數(shù)據(jù)返回序列叫作一個(gè)信息(段)。如果在給定的信息段中一個(gè)RF-STT返回其數(shù)據(jù)并接收一個(gè)證實(shí)，則在該信息段中該RF-STT就不再出現(xiàn)。由系統(tǒng)管理器發(fā)出的每一個(gè)群數(shù)據(jù)返回請(qǐng)求包括群號(hào)和當(dāng)時(shí)的循環(huán)及信息段數(shù)目。
有兩種類型的自動(dòng)應(yīng)答全局的和尋址的。全局的自動(dòng)應(yīng)答可進(jìn)一步分為循環(huán)和連續(xù)的自動(dòng)應(yīng)答。在循環(huán)自動(dòng)應(yīng)答中，用戶規(guī)定一個(gè)RF-IPPV模塊將響應(yīng)的時(shí)間間隔。在連續(xù)應(yīng)答中，系統(tǒng)規(guī)定時(shí)間間隔，如24小時(shí)。參看圖7，在循環(huán)或連續(xù)自動(dòng)應(yīng)答中，時(shí)間間隔叫作一個(gè)信息段。每個(gè)信息段指配一個(gè)唯一的號(hào)碼，以便RF-IPPV模塊能夠確定，在一個(gè)特定的信息段期間它是否已經(jīng)應(yīng)答。每一個(gè)信息段再細(xì)分為許多循環(huán)。一個(gè)循環(huán)規(guī)定為RF-IPPV模塊全部整體嘗試應(yīng)答所需要的時(shí)間量。每個(gè)循環(huán)指定一個(gè)唯一的號(hào)碼(在信息段內(nèi))，以便RF-IPPV模塊能夠確定在它的循環(huán)內(nèi)是否已經(jīng)響應(yīng)。由于RF沖突，所有的RF-IPPV模塊不能夠都通達(dá)RF接收器。為了增加一個(gè)特定的RF-IPPV模塊將通達(dá)RF接收器的概率，可以規(guī)定每個(gè)信息段最少的循環(huán)數(shù)目。每個(gè)信息段的最少循環(huán)可以配置。
每個(gè)循環(huán)細(xì)分為群，一個(gè)群是系統(tǒng)內(nèi)所有RF-IPPV模塊總量的一個(gè)分組。每個(gè)RF-IPPV模塊被分配一個(gè)特定的群，而且具有一個(gè)相關(guān)的群號(hào)碼。群號(hào)碼經(jīng)外部電源(用戶指定的)可指定給RF-IPPV模塊或通過(guò)使用偏移值從數(shù)字地址獲得，下面將更詳細(xì)地描述。不管其相關(guān)的群號(hào)碼是如何得到的，一個(gè)RF-IPPV模塊在其群時(shí)間內(nèi)僅僅是響應(yīng)。每一個(gè)RF-IPPV模塊還被指定一個(gè)可配置的重試號(hào)碼。重試號(hào)碼表示給定的RF-IPPV模塊將在其群時(shí)間內(nèi)嘗試響應(yīng)的次數(shù)。
本發(fā)明的應(yīng)答算法將首先一般地描述，接著將特別詳細(xì)地描述。
本發(fā)明的應(yīng)答方法是基于試圖保持嘗試應(yīng)答的常數(shù)。該常數(shù)叫做應(yīng)答(嘗試)率，并以每秒RF-IPPV數(shù)量來(lái)測(cè)量。應(yīng)答是可配置的，為了保持一個(gè)恒定的應(yīng)答率，必須限制一個(gè)群內(nèi)的RF-IPPV模塊的數(shù)目。該常數(shù)叫作一個(gè)群內(nèi)最大的模塊數(shù)。一個(gè)群內(nèi)的最大模塊數(shù)是可配置的。根據(jù)一個(gè)群內(nèi)的最大模塊數(shù)，一個(gè)循環(huán)內(nèi)的群數(shù)可計(jì)算如下群數(shù)＝RF模塊總數(shù)/群的最大數(shù)在一個(gè)系統(tǒng)中，其中群數(shù)自動(dòng)地從數(shù)字地址提取，正如以下所述的，群數(shù)恰好是2的高一次冪。
在一個(gè)群中的RF模塊的平均數(shù)可計(jì)算如下一群中的平均數(shù)＝RF模塊總數(shù)/群數(shù)。
該數(shù)用于計(jì)算以秒為單位的群的長(zhǎng)度如下群長(zhǎng)度＝一個(gè)群中的平均數(shù)/應(yīng)答速率一個(gè)循環(huán)(以秒為單位)則可以計(jì)算如下循環(huán)長(zhǎng)度＝群長(zhǎng)度×(群數(shù))一個(gè)信息段內(nèi)的循環(huán)數(shù)可計(jì)算如下循環(huán)數(shù)＝(信息段結(jié)束時(shí)間-信息段開(kāi)始時(shí)間)/循環(huán)長(zhǎng)度如果計(jì)算出的循環(huán)數(shù)少于所允許的循環(huán)最小數(shù)，則循環(huán)就置于最小值。最小的信息段長(zhǎng)度則可計(jì)算如下最小信息段長(zhǎng)度＝循環(huán)數(shù)×循環(huán)長(zhǎng)度該數(shù)字與由用戶指定的信息段長(zhǎng)度比較，在一個(gè)循環(huán)自動(dòng)應(yīng)答的情況下，確定給定的信息段長(zhǎng)度是否足夠地長(zhǎng)。
在自動(dòng)應(yīng)答序列的開(kāi)始，計(jì)算出上述各值。系統(tǒng)指定一個(gè)新的信息段數(shù)字和開(kāi)始的循環(huán)數(shù)。然后自動(dòng)應(yīng)答控制序列就準(zhǔn)備開(kāi)始。系統(tǒng)從該信息段的該循環(huán)中的第一群開(kāi)始，并且繼續(xù)進(jìn)行，直至達(dá)到所計(jì)算的群數(shù)。然后循環(huán)的增加，并進(jìn)行檢查，以確定是否超過(guò)了該信息段內(nèi)總的循環(huán)數(shù)(即已達(dá)到信息段結(jié)尾)。如果沒(méi)有，則復(fù)位群數(shù)，而且序列繼續(xù)進(jìn)行。
當(dāng)一組RF-IPPV模塊正在應(yīng)答時(shí)，該系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)放入其數(shù)據(jù)庫(kù)。在來(lái)自一個(gè)RF-IPPV模塊的數(shù)據(jù)被成功地放入該數(shù)據(jù)庫(kù)之后，一個(gè)證實(shí)被傳送給該RF-IPPV模塊。從RF-IPPV模塊到該系統(tǒng)傳送的一部分?jǐn)?shù)據(jù)是所有事件數(shù)據(jù)的一個(gè)檢驗(yàn)和。這個(gè)檢驗(yàn)和是一個(gè)證實(shí)碼，并且在證實(shí)消息中送回到RF-IPPV模塊。如果這個(gè)證實(shí)碼與該事件數(shù)據(jù)的原始傳送相匹配，該數(shù)據(jù)將從RF-IPPV模塊存貯器中刪除。如果RF-IPPV模塊在當(dāng)前的循環(huán)中沒(méi)有接收來(lái)自系統(tǒng)的一個(gè)證實(shí)消息，該RF-IPPV模塊將在現(xiàn)行信息段的下一個(gè)循環(huán)中再次響應(yīng)。如果RF-IPPV模塊在當(dāng)前的信息段收到一個(gè)證實(shí)消息，則到下一個(gè)信息段，RF-IPPV模塊才去響應(yīng)。無(wú)論任何事件數(shù)據(jù)是否都用這個(gè)數(shù)據(jù)傳送，所有已經(jīng)應(yīng)答的RF-IPPV模塊將傳送一個(gè)證實(shí)碼。這將使得在這個(gè)信息段中的各連續(xù)的循環(huán)沖突數(shù)目減少。
尋址自動(dòng)應(yīng)答或投票被設(shè)計(jì)成接收來(lái)自一個(gè)特定RF-IPPV模塊的IPPV數(shù)據(jù)。傳送給RF-IPPV模塊的信息與具有跟隨異常的全局自動(dòng)應(yīng)答中的信息相同。被投票的RF-IPPV模塊的數(shù)字地址包括有其信息段號(hào)被設(shè)置為0，而且即使沒(méi)有報(bào)告獲得，也建立其余的信息(群，循環(huán)，偏移值等)，以便RF-IPPV模塊盡可能快地應(yīng)答。
在目前的實(shí)施中，群的大小被維持在2500和5000個(gè)機(jī)頂終端之間。增加現(xiàn)有的機(jī)頂終端，直到各群具有5000個(gè)機(jī)頂終端。當(dāng)各群有5000個(gè)機(jī)頂終端時(shí)，群的數(shù)量就被加倍，以便使各群重新具有2500個(gè)機(jī)頂。為了說(shuō)明的目的，假設(shè)在一個(gè)單個(gè)群中的機(jī)頂總數(shù)P，最初包括3500個(gè)機(jī)頂終端，當(dāng)機(jī)頂終端加入總數(shù)P時(shí)，總數(shù)就要與上限5000進(jìn)行比較。當(dāng)總數(shù)包含5000個(gè)機(jī)頂終端時(shí)，群數(shù)就要加倍，從一變?yōu)槎?。因此，這兩個(gè)組就各自含有2500個(gè)機(jī)頂終端。當(dāng)新的機(jī)頂終端加入總數(shù)時(shí)，兩個(gè)群中的每一個(gè)群的終端數(shù)也增加了。當(dāng)兩群中每個(gè)都包含5000個(gè)終端時(shí)，群數(shù)就再次被加倍，從而使總數(shù)為四群，四群中的每一群包括2500個(gè)機(jī)頂終端。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于目前的RF-IPPV返回系統(tǒng)，最佳嘗試率定為每小時(shí)50，000個(gè)嘗試。為了保持這個(gè)嘗試率的恒定，群時(shí)間必須在系統(tǒng)的機(jī)頂終端被增加到系統(tǒng)中時(shí)進(jìn)行改變。為了保持嘗試率恒定，在現(xiàn)行實(shí)行中，群時(shí)間長(zhǎng)度或在該群中各機(jī)頂終端必須嘗試發(fā)送它的數(shù)據(jù)期間的長(zhǎng)度，必須從3分鐘增加到6分鐘。
上述原理可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的算法來(lái)表示。當(dāng)群利用機(jī)頂終端數(shù)字地址的比特被自動(dòng)設(shè)置時(shí)，就可以使用這個(gè)算法。假設(shè)一開(kāi)始G群的數(shù)等于1，而總的機(jī)頂終端等于N，那么1)當(dāng)(G＜2)或(P/G＞5000)G＝2＊G2)S＝P/G3)T＝K＊S其中S等于每群轉(zhuǎn)換程序的數(shù)量，T等于群時(shí)間，K是為保持一個(gè)恒定的嘗試率而選擇的常數(shù)，它等于每2500個(gè)轉(zhuǎn)換程序3分鐘。
一個(gè)給定的轉(zhuǎn)換程序是群的一部分，而群是利用轉(zhuǎn)換程序地址特定的比特?cái)?shù)來(lái)確定的。例如，如果群號(hào)等于8，就使用轉(zhuǎn)換程序地址的最后三個(gè)比特。如果群號(hào)為16，就使用機(jī)頂?shù)刂返淖詈笏膫€(gè)比特。
在一個(gè)群時(shí)間的開(kāi)始，系統(tǒng)管理器下裝一個(gè)事項(xiàng)給RF IPPV處理器，以指示開(kāi)始一個(gè)新的群時(shí)間。然后系統(tǒng)管理器送出一個(gè)全局命令給機(jī)頂，指示開(kāi)始一個(gè)新的群時(shí)間，以及投票的群號(hào)。機(jī)頂終端包括一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，該偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器器可以包括，例如一個(gè)運(yùn)行定時(shí)器或各機(jī)頂終端相關(guān)的計(jì)數(shù)器。偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生多個(gè)相應(yīng)于嘗試數(shù)和返回頻率數(shù)的起動(dòng)次數(shù)。例如，如果指示機(jī)頂終端有三個(gè)嘗試而且返回通路利用了四個(gè)頻率，則偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器就產(chǎn)生十二個(gè)隨機(jī)數(shù)。這些隨機(jī)數(shù)被標(biāo)定在群周期中。
從STT來(lái)的消息與始端不重迭。然而，在目前的實(shí)行中，與其在一個(gè)給定的群不重疊周期內(nèi)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，不如讓模塊等到第二傳送開(kāi)始之前完成一個(gè)給定的傳送。嚴(yán)格地說(shuō)，即便在第一個(gè)消息結(jié)束之前第二個(gè)傳送已經(jīng)開(kāi)始也要如此。很明顯，這是一些普通技術(shù)，一組不重疊的隨機(jī)數(shù)可以產(chǎn)生并用于確定傳輸時(shí)間，而本發(fā)明不應(yīng)僅限于此。
群具有RF-STT返回?cái)?shù)據(jù)的方法之一是在一個(gè)預(yù)定的回叫周期期間的某時(shí)刻，發(fā)送這個(gè)數(shù)據(jù)的全部整體。然而，如果所嘗試的全部整體同時(shí)發(fā)送，該技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)反向放大器的過(guò)載，以及產(chǎn)生在正向通路上的不希望的效果。因此，最好是把總數(shù)分成多個(gè)群，不過(guò)一群應(yīng)等于可以利用的全部RF-STT總數(shù)。
使用兩種方法之一即可把RF-STT分成組。在各個(gè)RF-STT屬于一個(gè)特定群(例如，需要使用橋形開(kāi)關(guān)時(shí))是重要的情況時(shí)，每個(gè)RF-STT可以分配給利用編址群分配事項(xiàng)的一個(gè)特定群，電纜操作員可以根據(jù)購(gòu)買(mǎi)率或其它與一個(gè)特定群或全部整體的子集有關(guān)的因素，把給定的機(jī)頂終端分配給特定的群。對(duì)于電纜操作員來(lái)說(shuō)，把給定的機(jī)頂終端分配給特定的群還有一些其它原因，本發(fā)明應(yīng)不限于這個(gè)方面。在這種情況中，群的數(shù)在2至255的范圍內(nèi)是任意的。群的規(guī)模也可以不相等，群的周期可根據(jù)許可的不同規(guī)模的群分別進(jìn)行調(diào)整。由于取消橋形開(kāi)關(guān)是本發(fā)明的目的之一，因此，如果群的分配不由橋形開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)預(yù)定，就更加需要了。
在多數(shù)情況下各群分配是不需要的。所有RF-STT由分局事項(xiàng)直接利用STT唯一數(shù)字識(shí)別器(地址)的最少有效比特作為群編碼。在這種情況下，群數(shù)總是2的方冪(2，4，6，8，16等)。因?yàn)榈碗A的RF-STT地址比特圖形在大的單元整體中是均勻分布的，各群中STTs的數(shù)實(shí)際上是相同的，而且等于RF-STTs的總數(shù)除以群數(shù)。兩個(gè)因數(shù)決定了實(shí)際的群數(shù)。
第一因數(shù)是最佳速率R，以此速率STTs嘗試發(fā)送消息給RF-IPPV處理器而不管重試的次數(shù)。第二因數(shù)是方便的最小群回叫周期Pmin，那么，所有的RF-IPPV STT全體可以用選出的n的最大值分成2n個(gè)易管理的確定規(guī)模群的最大數(shù)，(STTS的數(shù)＃)/(2n) ＞R×Pmin由這個(gè)公式確定的2的冪，n是各個(gè)RF-STT必須用于確定將其作為一部分的群的低階比特?cái)?shù)。例如，如果定n為4，則總共有16個(gè)群，而且各RF-STT將使用其地址中的最少4個(gè)有效比特作為群號(hào)。
嘗試率在前面公式中使用的最佳RF-STT嘗試率R簡(jiǎn)單地表示為單位時(shí)間RF-STTs的一個(gè)平均數(shù)。然而，各個(gè)RF-STT有一個(gè)可配置的重試計(jì)算，以便使實(shí)際的消息嘗試率等于一組中的RF-STTs數(shù)乘以各單元進(jìn)行的傳輸(重試)數(shù)，并由群周期長(zhǎng)度相除。在數(shù)據(jù)返回周期期間，平均速率和消息傳送產(chǎn)生的長(zhǎng)度決定了消息的密度，以及因此對(duì)于任何給定的傳送產(chǎn)生的沖突概率。假定傳輸?shù)钠骄L(zhǎng)度相對(duì)地固定，那么，從RF-STTs嘗試發(fā)送返回?cái)?shù)據(jù)的速率主要影響沖突的概率，以及相反的消息流量。
對(duì)于任何給定的消息，低的消息嘗試率導(dǎo)致較低的沖突概率，而高的消息嘗試率會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的高的沖突概率。然而，低嘗試率的高成功率(或高嘗試率的低成功率)仍會(huì)導(dǎo)致低的總流量。所以，實(shí)際成功率的測(cè)量是對(duì)于任何消息的成功概率乘以RF-STT嘗試率。例如，如果1000個(gè)RF-STTs在一個(gè)一分鐘周期內(nèi)嘗試返回?cái)?shù)據(jù)，而在一個(gè)沖突中包含的任何消息的概率是20%，則實(shí)際成功率為100RF-STTs×(100-20)%/MIN＝800RF-STTs/MIN數(shù)字上的高RF-STT成功率不是在一個(gè)RF-IPPV系統(tǒng)中流量的最終測(cè)量，除非其結(jié)果接近100%的成功率。由于返回的數(shù)據(jù)向電纜操作員表示收入項(xiàng)目，所以，所有的RF-STTs必須返回存貯于此處的數(shù)據(jù)。要達(dá)到接近100%的成功率，可以在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)返回途中采用兩個(gè)或多個(gè)周期。接著的例子是，假設(shè)在第一數(shù)據(jù)返回周期中，一個(gè)組具有上述的成功率。每分鐘800個(gè)RF-STTs可能是一個(gè)非常理想的流量率，但是在沒(méi)有報(bào)告的狀態(tài)下的該群丟下20%是不能接受的。在下一個(gè)數(shù)據(jù)返回周期，800個(gè)RF-STTs應(yīng)該已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)證實(shí)。如上所述，接收到相應(yīng)于保密存貯器中存貯的精確數(shù)據(jù)的一個(gè)證實(shí)的RF-STTs，直到一個(gè)新的信息段開(kāi)始時(shí)才再次響應(yīng)。因此，只有在第一循環(huán)中未成功的200個(gè)RF-STTs應(yīng)該嘗試返回?cái)?shù)據(jù)。這就導(dǎo)致在第二循環(huán)中非常低的沖突概率。為了便于說(shuō)明，假設(shè)含在一個(gè)沖突中的任何消息概率是1%，在這個(gè)一分鐘周期中，200×(100-1)%＝198RF-STTs是成功的。組合這兩個(gè)循環(huán)，有效成功率為800+198RF-STTs/2MIN或499RF-STTs/MIN這個(gè)比率達(dá)到了接近RF-STTs報(bào)告的100%，因此是一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)流量的很好的測(cè)量值，因此“最佳”的嘗試率就被定義為這樣的嘗試率，即在最少的時(shí)間內(nèi)，對(duì)于RF-STTs的給定數(shù)實(shí)際上產(chǎn)生100%的有效成功。
本發(fā)明利用了基于RF-IPPV數(shù)據(jù)返回系統(tǒng)模式的模擬技術(shù)，以確定最佳嘗試率。然而，要注意的是，選擇一個(gè)最佳的嘗試率影響系統(tǒng)性能的時(shí)候，對(duì)發(fā)明的操作不要臨界。
上面詳細(xì)的說(shuō)明和計(jì)算假定了對(duì)于從IPPV模塊返回的IPPV事件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)返回被完成。然而，本發(fā)明的RF返回系統(tǒng)可廣泛地用于具有多個(gè)遙控單元或終端嘗試向中央單元傳送所存貯的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。對(duì)于盜竊報(bào)警，能量管理，室內(nèi)購(gòu)物及其它服務(wù)請(qǐng)求一般地也被加在IPPV服務(wù)請(qǐng)求中。但是，一些未表述的功能也可以通過(guò)那些確定的附加服務(wù)數(shù)據(jù)返回與IPPV服務(wù)的事項(xiàng)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，盡管不同的可尋址或全局命令以及響應(yīng)可以適合于不同的事項(xiàng)，特別是實(shí)時(shí)請(qǐng)求，例如開(kāi)放的雙向話音(電話)通信。
RF-IPPV模塊發(fā)送器電平的調(diào)整由于多種原因，包括信噪比和相鄰頻道干擾要求，把RF-IPPV發(fā)送器(圖6)數(shù)據(jù)載波輸出電平設(shè)置到服務(wù)信道的最佳值是必要的。進(jìn)而，為了低的安裝成本，維修方便，重復(fù)性和可靠性，則非常需要盡可能自動(dòng)地調(diào)整輸出電平。
為了所討論的目的，“最佳”發(fā)送器輸出電平是這樣定義的，出現(xiàn)在第一返回干線放大器的電平是kdBmV，其中K是常數(shù)(典型值為+12dBmV))，它主要取決于這個(gè)電纜系統(tǒng)及反向干線放大器的性能。
幸運(yùn)的是，在發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收器之間的可變衰耗主信源出現(xiàn)在模塊至電纜分支器之間的分支加上到第一反向放大器的電纜部分。被傳送的信號(hào)遇到的其余反向通路，從第一反向放大器至接收器，被典型地設(shè)計(jì)為具有整體增益。這就使得對(duì)測(cè)量接收機(jī)信號(hào)電平以及對(duì)圖1中來(lái)自用戶單元的第一反向放大器的基本電平進(jìn)行假設(shè)成為可能。
下面的段落描述在圖3的RF-IPPV系統(tǒng)中用于完成自動(dòng)發(fā)送器校準(zhǔn)(ATC)的方法和所需設(shè)備的功能。
RF-IPPV校準(zhǔn)通過(guò)一個(gè)機(jī)頂終端可以送出三種自動(dòng)發(fā)送器校準(zhǔn)(ACT)應(yīng)答。它們中的第一個(gè)指示一個(gè)校準(zhǔn)請(qǐng)求。這個(gè)應(yīng)答被立即傳向系統(tǒng)管理器。第二應(yīng)答是8步ATC應(yīng)答。8步ATC應(yīng)答包括8個(gè)已發(fā)的連續(xù)增加功率電平的預(yù)定長(zhǎng)度ATC應(yīng)答消息。它為RF處理器提供裝置以確定合適的終端發(fā)送器輸出電平。理想電平輸入給RF處理器，它將盡可能地接近于標(biāo)準(zhǔn)輸出電平(典型值為12dBmV)。各個(gè)8步ATC應(yīng)答通過(guò)一個(gè)均勻狀態(tài)的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行跟蹤，該校準(zhǔn)信號(hào)由RF處理器進(jìn)行測(cè)量。第三種ATC應(yīng)答是一步ATC應(yīng)答，它包括一個(gè)由均勻狀態(tài)的校準(zhǔn)信號(hào)跟蹤的一個(gè)單一ATC應(yīng)答，而且它一般被用于核實(shí)終端發(fā)送器電平的適當(dāng)設(shè)置。
當(dāng)RF處理器收到來(lái)自機(jī)頂終端的有效ATC應(yīng)答時(shí)，ATC序列開(kāi)始工作。ATC應(yīng)答顯示出機(jī)頂終端正在通過(guò)它的地址進(jìn)行發(fā)送，而且它正在以發(fā)送器輸出電平(0-14)進(jìn)行發(fā)送。緊隨著ATC的應(yīng)答，機(jī)頂終端將發(fā)送一個(gè)連續(xù)的方波以顯示發(fā)送器的輸出電平。該方波將持續(xù)到可編程周期期間。
在可編程延遲周期(0-102ms)之后，RF處理器開(kāi)始對(duì)可編程測(cè)量周期(1-400ms)的方波進(jìn)行模擬測(cè)量。在測(cè)量周期中，RF處理器將監(jiān)視方波的損失或移位變換。如果錯(cuò)誤的變換超出一個(gè)可編程額定值，測(cè)量將送出一個(gè)“Don′t KNOW”等級(jí)。它提供了一種保證，即預(yù)防不希望的噪聲或信號(hào)源增加足夠的能量到線路上，去干擾精確的測(cè)量。它還提供校準(zhǔn)信號(hào)(方波)對(duì)于精確測(cè)量電平太低的顯示。
在產(chǎn)生和周期維持間隔中，各RF處理器通過(guò)對(duì)接收信號(hào)的測(cè)定，以三個(gè)參考電平進(jìn)行校準(zhǔn)，它們稱為HIGH，NOMINAL或LOW電平。它們可編程為校準(zhǔn)程序。一般說(shuō)來(lái)，HIGH電平指高于NOMINAL電平+3dB，LOW電平指低于NOMINAL電平-3dB;而NOMINAL電平指一個(gè)理想的輸入電平(典型值為12dBmV)。
ATC序列被設(shè)計(jì)成各終端能以盡可能接近NOMINAL電平的電平進(jìn)行發(fā)送。各ATC校準(zhǔn)信號(hào)被測(cè)定，并給出一個(gè)意為該信號(hào)高于HIGH電平的HIGH等級(jí)，一個(gè)意為該信號(hào)低于LOW電平的LOW等級(jí)，一個(gè)意味著其信號(hào)在HIGH和LOW之間的“OK”等級(jí)，或者是意味著校準(zhǔn)信號(hào)無(wú)效的“DON′t KNOW”等級(jí)。
在8步ATC序列期間，機(jī)頂終端將發(fā)送8個(gè)不同的ATC應(yīng)答。第一步以電平0發(fā)送，第二步以電平2發(fā)送，等等，直到電平14被發(fā)送出去。這8個(gè)電平在預(yù)定頻率上迅速連續(xù)地自動(dòng)發(fā)送。這種測(cè)定算法簡(jiǎn)述如下1)如果表示這種測(cè)量的壞的變換數(shù)超過(guò)可接受的限度，則給出一個(gè)ATC“DON′t KNOW”的等級(jí)，并跳過(guò)步驟2，3和4。
2)如果ATC信號(hào)的測(cè)量電平比目前最好的ATC電平更接近于OK，則保留這個(gè)電平作為ATC最佳電平。
3)如果這不是接收的第一步，也不是省略的最后一步，那么a)測(cè)量在這步與最后一步之間的時(shí)間，并保留之用于超時(shí)計(jì)算。
b)如果上述奇數(shù)ATC電平的內(nèi)插電平比目前的最佳ATC電平更接近于OK，那么就留下這個(gè)內(nèi)插電平作為最佳ATC電平。
c)如果下一個(gè)奇數(shù)ATC電平的外插電平比目前的最佳ATC電平更接近于OK，那么就留下這個(gè)外插電平作為ATC最佳電平。
4)測(cè)定目前的最佳ATC電平作為HIGH，OK或LOW。
5)如果這是個(gè)一步ATC，或八步ATC的最后一步或已經(jīng)發(fā)生超時(shí)，那么這個(gè)ATC測(cè)定正向送到系統(tǒng)管理器;否則，根據(jù)這些步驟和目前ATC電平之間的時(shí)間啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器。
除了自動(dòng)發(fā)送器校準(zhǔn)序列以外，所有包括IPPV事件數(shù)據(jù)和其它消息的其它終端應(yīng)答也將進(jìn)行信號(hào)電平測(cè)定。這被稱為接收的信號(hào)強(qiáng)度顯示器(RSSI)。這種測(cè)量沒(méi)有普通的ATC測(cè)量精確，但是可以提供這個(gè)信號(hào)電平的適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，測(cè)試程序在延遲周期確定的有效終端應(yīng)答接收之后，就立即開(kāi)始，它將持續(xù)到或是測(cè)量周期期滿，或是應(yīng)答結(jié)束。測(cè)量的結(jié)果將用于信號(hào)電平等級(jí)。當(dāng)應(yīng)答正向傳送到系統(tǒng)管理器時(shí)，RSSI的等級(jí)也被傳向前去。
各RF處理器接收機(jī)(4個(gè)這樣接收機(jī))用終端應(yīng)答可以測(cè)定的兩個(gè)電平進(jìn)行設(shè)定。這兩個(gè)電平(HIGH和LOW)典型地被設(shè)定為與標(biāo)準(zhǔn)電平相比-4dB和+4dB。然而，HIGH和LOW電平可以分別設(shè)定并適合于電纜系統(tǒng)。測(cè)定各個(gè)應(yīng)答，并給出一個(gè)意指其信號(hào)高于HIGH電平的HIGH等級(jí);一個(gè)意指信號(hào)低于LOW電平的LOW等級(jí)，一個(gè)意指在HIGH和LOW之間的OK等級(jí)，或一個(gè)意指測(cè)量周期超過(guò)應(yīng)答期間的“DONT KNOW等級(jí)。
除了RSSI測(cè)定給各個(gè)終端應(yīng)答之外，在一個(gè)群周期期間收到的所有應(yīng)答的平均RSSI以每個(gè)接收器基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)定。這就提供了一個(gè)更普遍的進(jìn)入四個(gè)接收器之一內(nèi)的應(yīng)答測(cè)定。
這種平均RSSI測(cè)定也可以正向送到系統(tǒng)管理器，它對(duì)于適當(dāng)選定的頻率或反向電纜系統(tǒng)操作的技術(shù)測(cè)定提供了一個(gè)重要的反饋工具。
自動(dòng)發(fā)送器校準(zhǔn)程序1.在啟動(dòng)自動(dòng)發(fā)送器校準(zhǔn)(ATC)程序之前，系統(tǒng)管理器發(fā)出一個(gè)建立命令給RF-IPPV處理器，給定提供適當(dāng)?shù)念l率和校準(zhǔn)參數(shù)。另外，系統(tǒng)管理器還送出類別1的RF-IPPV頻率與電平消息，以及類別2的頻率與電平消息給所有的機(jī)頂終端或模塊;
2.系統(tǒng)管理器選擇一個(gè)被校準(zhǔn)的(如果有的話)機(jī)頂終端或模塊，或者該系統(tǒng)管理器確定一個(gè)被重新校準(zhǔn)的機(jī)頂終端或一個(gè)對(duì)該系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是新的并已請(qǐng)求校準(zhǔn)的終端;
3.系統(tǒng)管理器產(chǎn)生一個(gè)校準(zhǔn)請(qǐng)求，并把該請(qǐng)求排在所選的機(jī)頂終端的請(qǐng)求排隊(duì)中;
4.當(dāng)系統(tǒng)管理器確定ATC啟動(dòng)時(shí)，它就從請(qǐng)求排隊(duì)中去除該校準(zhǔn)請(qǐng)求，并發(fā)出一個(gè)尋址的RF-IPPV校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息，指示機(jī)頂終端或模塊在其本身與RF-IPPV處理器之間執(zhí)行八步校準(zhǔn)順序;
5.系統(tǒng)管理器輪詢RF-IPPV處理器，以便獲得RF-IPPV處理器通過(guò)八步校準(zhǔn)順序確定的所需發(fā)送電平(盡管在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)管理器可以通過(guò)RF-IPPV處理器確定正在發(fā)送的數(shù)據(jù));
6.系統(tǒng)管理器發(fā)送一個(gè)尋址RF-IPPV校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息，指示機(jī)頂終端或模塊以程序5中收到的所需發(fā)送電平進(jìn)行發(fā)送。這樣做以證實(shí)所需發(fā)送電平的正確性;
7.系統(tǒng)管理器輪詢RF-IPPV處理器執(zhí)行程序6中的驗(yàn)證結(jié)果;
8.系統(tǒng)管理器發(fā)送尋址的RF-IPPV校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息，指示機(jī)頂終端或模塊在其N(xiāo)VM中存儲(chǔ)所需電平;
9.系統(tǒng)管理器輪詢RF-IPPV處理器的最終RF-IPPV校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息的結(jié)果，然后更新機(jī)頂終端或模塊的校準(zhǔn)狀態(tài);
10.如果對(duì)RF-IPPV處理器輪詢的結(jié)果不滿意，則系統(tǒng)管理器可以重復(fù)ATC校準(zhǔn)程序。否則執(zhí)行程序2。
從射頻處理器透視的校準(zhǔn)狀態(tài)首先，校準(zhǔn)每個(gè)接收終端地址的終端校準(zhǔn)狀態(tài)。對(duì)于每個(gè)數(shù)字機(jī)頂終端地址，RF處理器發(fā)送一個(gè)“電平等級(jí)”(Level rating)。這個(gè)電平等級(jí)是一個(gè)校準(zhǔn)完整性的粗略指示。電平等級(jí)的可能值是“高”、“低”、“良好”和“不能識(shí)別”(Don′t know)。系統(tǒng)管理器保持由特定數(shù)字地址接收的不正常的(即不是良好)電平等級(jí)數(shù)值的軌跡。當(dāng)計(jì)數(shù)器增加超過(guò)一個(gè)閾值時(shí)，校準(zhǔn)狀態(tài)就變?yōu)椤靶枰?zhǔn)”。這個(gè)閾值是“RSSI電平等級(jí)計(jì)數(shù)器”。這個(gè)閾值的違約定值最好是12，并可以從1到12進(jìn)行編程。在必要時(shí)RSSI電平等級(jí)計(jì)數(shù)器可以利用IPPV公用程序來(lái)改變。系統(tǒng)管理器也可以構(gòu)成僅在高電平等級(jí)，僅在低電平等級(jí)，或者在高或低等級(jí)時(shí)增加。違約設(shè)定是要在或者高或者低電平等級(jí)時(shí)增加。不能識(shí)別電平等級(jí)被RF處理器忽略了。配置遞增指令的標(biāo)志也可以用IPPV公用程序來(lái)改變。另外，當(dāng)收到良好電平等級(jí)時(shí)，系統(tǒng)管理器可配置成遞減計(jì)數(shù)器。在系統(tǒng)管理器違約設(shè)定中，這個(gè)特性被關(guān)閉，但在使用IPPV公用程序時(shí)它還可被打開(kāi)。當(dāng)這個(gè)特征啟動(dòng)時(shí)，如果狀態(tài)是“需要校準(zhǔn)”，而且計(jì)數(shù)器達(dá)到零，校準(zhǔn)狀態(tài)就復(fù)位為“校準(zhǔn)”。
RF-IPPV處理器與系統(tǒng)管理器的通信RF-IPPV處理器通過(guò)RS-232全雙工串行通信鏈路以半雙工傳輸方式(每次一個(gè)方向)與系統(tǒng)管理器進(jìn)行通信。任何適宜的通信方式都可以采用，但是最好同步在9600波特。如果這些單元相互遠(yuǎn)離，這條鏈路通過(guò)一個(gè)合適的調(diào)制解調(diào)器選擇地進(jìn)行連接。所有發(fā)送的數(shù)據(jù)最好用檢驗(yàn)和進(jìn)行加密。
所有系統(tǒng)管理器到RF-IPPV接收機(jī)的命令都包括前一個(gè)接收器向系統(tǒng)管理器傳輸?shù)淖C實(shí)(ACK或NAK)。如果接收器收到ACK，則它刷新它的應(yīng)答緩沖器并讀出新的命令，把新的應(yīng)答裝入它的應(yīng)答緩沖器中。如果它收到NAK，則根據(jù)是否已收到一個(gè)有效命令而采取兩個(gè)操作中的一個(gè)操作。如果有效命令已收到，則以前裝入的應(yīng)答僅僅被重新發(fā)送，而不管新的命令是什么。然而，如果沒(méi)有收到有效命令(因此在應(yīng)答緩沖器中沒(méi)有應(yīng)答)，則新的命令被讀出，而且應(yīng)答緩沖器被加載。在實(shí)際情況下，當(dāng)系統(tǒng)管理器檢測(cè)到錯(cuò)的檢驗(yàn)和或超時(shí)時(shí)，它就應(yīng)該發(fā)出有NAK的相同命令。在系統(tǒng)管理器和接收器之間的所有傳輸最好以一個(gè)傳輸指示結(jié)束而終止。
傳送多字節(jié)數(shù)據(jù)項(xiàng)，先MSB后LSB，但下面的除外，來(lái)自STT事件和存儲(chǔ)器應(yīng)答的數(shù)據(jù)無(wú)改變地傳送出去。這包括終端(或模塊)的兩字節(jié)檢驗(yàn)和。另外，代表重要的接收器參數(shù)和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器圖表的狀態(tài)應(yīng)答也無(wú)改變地傳送。在這種情況下，多字節(jié)參數(shù)先送LSB，后送MSB(這是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)格式)。
系統(tǒng)管理器/接收器的檢驗(yàn)和(例如16比特的檢驗(yàn)和)通過(guò)把各發(fā)射和接收字符加在檢驗(yàn)和的LSB中產(chǎn)生的。檢驗(yàn)和的MSB沒(méi)有進(jìn)位。結(jié)果向左移動(dòng)一比特。檢驗(yàn)和最初設(shè)定為0。在消息中的每個(gè)字符直到該檢驗(yàn)和，但不包括該檢驗(yàn)和，都包括在檢驗(yàn)和中。得到的檢驗(yàn)和被變換和編碼，并與其它數(shù)據(jù)一起發(fā)送。
系統(tǒng)管理器至接收器的事務(wù)處理信息包括1)“建立命令”，這個(gè)命令確定4個(gè)頻率，這些頻率用于兩類別中的一個(gè)類別。頻率值-1不能用于相應(yīng)的接收器模塊?！靶?zhǔn)”參數(shù)也由這命令設(shè)定。作為對(duì)這個(gè)命令的響應(yīng)，將發(fā)送自動(dòng)發(fā)送校準(zhǔn)應(yīng)答，存儲(chǔ)器請(qǐng)求應(yīng)答或事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答信息包。
2)“初始化新的群”。當(dāng)RF-IPPV總回叫發(fā)送給終端時(shí)，這個(gè)命令發(fā)送給接收器。它通知接收器調(diào)諧到那個(gè)頻率，它還清除復(fù)份的檢驗(yàn)表，為響應(yīng)這個(gè)命令，發(fā)送出“群統(tǒng)計(jì)應(yīng)答”。
3)詢問(wèn)命令。詢問(wèn)命令要求接收器發(fā)送要發(fā)送的排隊(duì)?wèi)?yīng)答。這些應(yīng)答是“自動(dòng)發(fā)送校準(zhǔn)應(yīng)答”、“存儲(chǔ)器請(qǐng)求應(yīng)答”，或“事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答信息包。如果沒(méi)有要發(fā)送的數(shù)據(jù)排隊(duì)，則發(fā)送一個(gè)空的事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答信息包。
4)“狀態(tài)請(qǐng)求命令”。狀態(tài)請(qǐng)求命令要求該接收器發(fā)送一個(gè)清除當(dāng)關(guān)狀態(tài)和參數(shù)設(shè)定。它使用是作為診斷和排除故障的工具。
接收器至系統(tǒng)管理器的事務(wù)處理信息包括1)“自動(dòng)發(fā)送器校準(zhǔn)應(yīng)答”。當(dāng)從終端或模塊收到完整的校準(zhǔn)信息時(shí)，該ATC應(yīng)答就發(fā)送給系統(tǒng)管理器。它提供一個(gè)接收信號(hào)電平的質(zhì)量等級(jí)，以及該終端或模塊使用的相應(yīng)的衰減電平。
2)“群統(tǒng)計(jì)應(yīng)答”。它是響應(yīng)初始化新的群命令而發(fā)送的。由于最后一次發(fā)送了一個(gè)初始化新的群命令，所以它提供了累計(jì)的群統(tǒng)計(jì)值。
3)“事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答信息包”。在群周期期間(從一個(gè)新的群命令到下一個(gè)群命令的時(shí)間)，接收器對(duì)終端或模塊的事件/收視統(tǒng)計(jì)進(jìn)行排隊(duì)。應(yīng)答信息包用于在單個(gè)傳輸格式中傳送多個(gè)事件/收視統(tǒng)計(jì)值。如果沒(méi)有要發(fā)送的數(shù)據(jù)，則發(fā)送一個(gè)空應(yīng)答信息包。
4)“存儲(chǔ)器請(qǐng)求應(yīng)答”。這是終端模塊存儲(chǔ)器清除機(jī)頂終端存儲(chǔ)器。
5)“狀態(tài)請(qǐng)求應(yīng)答”。它響應(yīng)狀態(tài)請(qǐng)求命令而發(fā)送的。
這些命令進(jìn)一步描述如下。在新的群命令發(fā)送之前，建立命令必須由系統(tǒng)管理器發(fā)送到接收器。這個(gè)命令通知該接收器把其接收器模塊調(diào)諧到這些頻率上?？梢栽O(shè)定兩類頻率，每類具有四個(gè)唯一的頻率。這兩類頻率的典型使用是在白天使用一個(gè)四頻率組，在晚間使用另一個(gè)四頻率組。在啟動(dòng)和周期地重新評(píng)價(jià)期間，可以進(jìn)行頻率選擇。
當(dāng)接收器狀態(tài)的建立請(qǐng)求發(fā)送時(shí)，建立命令應(yīng)該發(fā)送出去。當(dāng)有效的建立命令已經(jīng)收到時(shí)，建立請(qǐng)求狀態(tài)比特被清除。如果模塊D(和頻道D)有一個(gè)有效頻率，則它被用于SSA(信號(hào)強(qiáng)度分析器)頻率。如果模塊D的頻率設(shè)定為O，則建立命令參數(shù)“SSA頻率”將被使用。
該初始化新的群命令用于標(biāo)志群回叫周期的開(kāi)始。從以前的群周期得到的統(tǒng)計(jì)被傳送到系統(tǒng)管理器(見(jiàn)群統(tǒng)計(jì)應(yīng)答)。與以前的群周期有關(guān)的統(tǒng)計(jì)將被擦除。
當(dāng)接收器從系統(tǒng)管理器接收初始化新的群命令時(shí)，RF接收器將開(kāi)始收集該終端/或模塊的事件/收視統(tǒng)計(jì)值。在整個(gè)群回叫期間，可以收到從單個(gè)終端或模塊來(lái)的多達(dá)16個(gè)復(fù)份消息。但是，這些復(fù)份消息中僅僅一個(gè)消息被發(fā)送到系統(tǒng)管理器。所有其它的消息都被刪去。
查詢命令要求接收器向系統(tǒng)管理器發(fā)送已準(zhǔn)備發(fā)送的任何數(shù)據(jù)。這個(gè)應(yīng)答是自動(dòng)發(fā)送器校準(zhǔn)應(yīng)答、存儲(chǔ)請(qǐng)求應(yīng)答或事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答信息包。
狀態(tài)請(qǐng)求命令要求接收器發(fā)送其當(dāng)前狀態(tài)的瞬態(tài)信息。這些信號(hào)包括全部參數(shù)的設(shè)定、軟件修正號(hào)、接收排隊(duì)狀態(tài)和其他有關(guān)狀態(tài)的變化。
終端或模塊的事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答可以在任何時(shí)間由接收器接收。一般地說(shuō)，當(dāng)RF接收器已發(fā)送新的群命令和各終端或模塊已發(fā)送總的群回叫時(shí)，開(kāi)始收集這一數(shù)據(jù)。在群回叫期間，終端或模塊將在四個(gè)不同的數(shù)據(jù)返回頻率上發(fā)送其事件/收視統(tǒng)計(jì)達(dá)15次之多。這16次或少些次的相同傳輸被接收器濾掉，只有一次傳輸被傳送到系統(tǒng)管理器。
接收器將自動(dòng)地去除任何不具有有效檢驗(yàn)和或那些字節(jié)長(zhǎng)度與所接收的字節(jié)的計(jì)數(shù)不相符的消息。響應(yīng)它在該群周期期間的接收值，該接收器將保持所有唯一性的事件/收視統(tǒng)計(jì)值。這稱之為接收表。接收表包括接收的每個(gè)唯一性的終端/模塊的地址。當(dāng)從終端收到一個(gè)應(yīng)答時(shí)，該應(yīng)答對(duì)照這個(gè)接收表進(jìn)行檢驗(yàn)。如果發(fā)現(xiàn)是一個(gè)相符合的終端地址，則復(fù)份被取沙。如果未發(fā)現(xiàn)該終端的地址，則把該終端地址增加到該表中。用這種方法，在傳送到系統(tǒng)管理器之前就濾除或消去冗余消息。當(dāng)收到下一個(gè)初始化新的群命令時(shí)，該接收表被消除。這個(gè)表足夠大，足以容納在群周期期間應(yīng)答的最大數(shù)目的終端。
如果一個(gè)事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答通過(guò)了有效性測(cè)試而且不是復(fù)份的消息，則它被置于將要發(fā)送到系統(tǒng)管理器的消息排隊(duì)中(稱為消息排隊(duì))。該消息排隊(duì)足夠大，足以容納一群中的終端的最大數(shù)目，如果每個(gè)終端都發(fā)送一個(gè)事件的話。有效的消息構(gòu)成信息包以便傳輸?shù)较到y(tǒng)管理器。被稱為數(shù)據(jù)緩沖器的輔助緩沖器的容量設(shè)定為能夠容納發(fā)送到系統(tǒng)管理器的最大數(shù)目的字節(jié)(大約2000字節(jié))。如果有存儲(chǔ)空間的話，消息將從消息排隊(duì)傳送到信息包緩沖器。
在該傳輸以系統(tǒng)管理器來(lái)的ACK被證實(shí)以后，消息將從接收器存儲(chǔ)器中移出。在消息開(kāi)始輸入以后，接收器將短時(shí)地向系統(tǒng)管理器發(fā)送事件/收視統(tǒng)計(jì)信息包，并且持續(xù)地這樣發(fā)送直到消息全部發(fā)送完為止。在消息排隊(duì)中剩余的消息將連續(xù)地發(fā)送到系統(tǒng)管理器，直到排隊(duì)空為止。
在群周期期間，接收器保持線路有效的統(tǒng)計(jì)值。這是群統(tǒng)計(jì)應(yīng)答的目的。這是為操作員提供選擇群參數(shù)適當(dāng)性和選擇頻率適當(dāng)性的反饋。由于終端或模塊在每個(gè)可用頻率上發(fā)送相同的信息，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)選擇頻率被改變?yōu)榱硪粋€(gè)頻率時(shí)，將顯示出線路有效的統(tǒng)計(jì)。接收器對(duì)每個(gè)頻率接收的有效應(yīng)答進(jìn)行計(jì)數(shù)。這樣基本上提供了與消息計(jì)數(shù)相同的信息，而且考慮了消息的變化長(zhǎng)度。在群周期的末尾，字節(jié)計(jì)數(shù)除以消息計(jì)數(shù)得到每個(gè)消息的平均字節(jié)數(shù)。因此，一般地講，群統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)在每個(gè)信道和每個(gè)發(fā)送器上通過(guò)的成功的數(shù)據(jù)提供了精確的讀出。響應(yīng)這指示，系統(tǒng)管理器可以在周期的基礎(chǔ)上對(duì)通過(guò)數(shù)據(jù)差的請(qǐng)求自動(dòng)地改變頻道的頻率。在另一實(shí)施例中，表明通過(guò)數(shù)據(jù)差的比特誤碼率或其他參數(shù)可累加在信號(hào)上，改變?yōu)橐粋€(gè)新的頻率。這些參數(shù)可以在四線的、每線顯示20個(gè)字符的RF-IPPV處理器(接收器)中看到。簡(jiǎn)要地看一下圖14，其中表示一個(gè)用于顯示監(jiān)視、建立和校準(zhǔn)功能的菜單驅(qū)動(dòng)的樹(shù)形結(jié)構(gòu)的屏幕。
當(dāng)發(fā)出一個(gè)初始化新的群命令時(shí)，就將該群統(tǒng)計(jì)發(fā)送到系統(tǒng)管理器。這時(shí)所有的統(tǒng)計(jì)從存儲(chǔ)器中清除。發(fā)送到系統(tǒng)管理器的統(tǒng)計(jì)包括1)在最后的群周期期間，在一個(gè)類別的四個(gè)頻率中的每個(gè)頻率上接收有效應(yīng)答的總數(shù)。
2)在最后的群周期期間，在一個(gè)類別的四個(gè)頻率中的每個(gè)頻率上的應(yīng)答字節(jié)的平均長(zhǎng)度。
3)在最后的群周期期間，唯一應(yīng)答的總數(shù)(這是與接收表中的數(shù)目相同的)。
如果系統(tǒng)管理器開(kāi)始一個(gè)狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)只有尋址回叫命令發(fā)送到各終端/模塊，那么它應(yīng)當(dāng)通過(guò)初始化新的群命令來(lái)開(kāi)始這狀態(tài)。雖然這不是嚴(yán)格的，它將從以前的群回叫中清除該統(tǒng)計(jì)。
在終端安裝期間和在其它的維護(hù)期間，每個(gè)終端/模塊的發(fā)送器輸出電平必須進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便使接收器的接收電平在可以接受的范圍內(nèi)。這就是ATC評(píng)價(jià)應(yīng)答的目的。當(dāng)系統(tǒng)管理器要求終端/模塊在預(yù)定的衰減電平上發(fā)送一系列校準(zhǔn)應(yīng)答消息時(shí)就開(kāi)始校準(zhǔn)過(guò)程。該終端將發(fā)送校準(zhǔn)、應(yīng)答消息，每個(gè)消息包括該終端的地址和試驗(yàn)性發(fā)送電平，緊接著是校準(zhǔn)信號(hào)。接收器通過(guò)與一個(gè)期望電平比較的方法測(cè)量該信號(hào)并存入下一個(gè)信號(hào)電平的評(píng)價(jià)。然后該終端進(jìn)入下一個(gè)電平并重新發(fā)送一個(gè)校準(zhǔn)應(yīng)答/校準(zhǔn)信號(hào)。這個(gè)操作將持續(xù)下去，直到發(fā)送完整個(gè)校準(zhǔn)應(yīng)答消息序列(最多8步)。當(dāng)接收到最后一個(gè)校準(zhǔn)應(yīng)答消息或發(fā)生超時(shí)時(shí)，將認(rèn)為該序列完成了并向系統(tǒng)管理器發(fā)送ATC評(píng)價(jià)應(yīng)答。
校準(zhǔn)測(cè)量是利用信號(hào)強(qiáng)度分析器(SSA)和選擇的RF接收器模塊，例如D，組合起來(lái)進(jìn)行的。接收器模塊D必須設(shè)定在校準(zhǔn)頻率上。模塊D的頻率確定如下1)如果當(dāng)前群頻率設(shè)定為有效頻率號(hào)，則模塊D設(shè)定為當(dāng)前群頻率;
2)如果模塊D的當(dāng)前群頻率為0，則設(shè)定為SSA校準(zhǔn)頻率;
3)如果模塊D的當(dāng)前群頻率是-1或大于最大頻率號(hào)則被禁止。
當(dāng)接收器從終端收到一個(gè)有效的校準(zhǔn)應(yīng)答時(shí)就開(kāi)始校準(zhǔn)測(cè)量序列。一旦檢測(cè)到消息的終點(diǎn)(米勒編碼停止或中斷)就開(kāi)始閉鎖(Holdoff)周期。當(dāng)閉鎖周期期滿時(shí)，測(cè)量過(guò)程將開(kāi)始并在測(cè)量周期期間繼續(xù)著。閉鎖周期和測(cè)量周期或者由建立命令或者由RF接收器的前面板規(guī)定。最終的信號(hào)電平讀數(shù)代表所有樣值的平均值。
STT/RF-IPPV模塊的操作這一部分描述STT和RF-IPPV模塊之間的操作。這里描述的具體操作順序是描述一臺(tái)科學(xué)亞特蘭大8580型(Scientific Atlenta Model 8580)機(jī)頂終端。當(dāng)電源接通時(shí)，該機(jī)頂終端和RF-IPPV模塊都執(zhí)行確定具體配置和STT授權(quán)級(jí)別的操作順序。例如，當(dāng)接通電源后和當(dāng)RF-IPPV模塊連接到機(jī)頂終端時(shí)，自動(dòng)地更新終端頻道授權(quán)數(shù)據(jù)，包括(或授權(quán))所有的每次付費(fèi)收視頻道。換句話說(shuō)，模塊與機(jī)頂終端的簡(jiǎn)單連接對(duì)IPPV服務(wù)授權(quán)來(lái)說(shuō)可能是足夠的。另外，在存儲(chǔ)器中設(shè)定一比特指示正在執(zhí)行RF返回(而不是電話返回或其它返回)。如果該模塊還沒(méi)有被校準(zhǔn)以便把發(fā)送器數(shù)據(jù)載波輸出電平設(shè)定在接近反向信道的最佳值，則該模塊執(zhí)行一種開(kāi)機(jī)初始化校準(zhǔn)自動(dòng)應(yīng)答傳輸(下面稱為PICART)。
在開(kāi)機(jī)復(fù)位順序以后，RF-IPPV模塊開(kāi)始正常的背景處理。一般背景處理包括對(duì)照存儲(chǔ)的收視頻道記錄時(shí)間檢驗(yàn)當(dāng)前的時(shí)間，并根據(jù)STT鍵盤(pán)的請(qǐng)求檢驗(yàn)人工初始化校準(zhǔn)自動(dòng)應(yīng)答傳輸(下文稱為MICART)。模塊中的背景處理是由STT到模塊具有的一個(gè)預(yù)定頻率的預(yù)定第一操作碼驅(qū)動(dòng)的。
開(kāi)機(jī)以后，STT從STT的非易性存儲(chǔ)器中讀出頻道授權(quán)、服務(wù)級(jí)別、調(diào)諧算法常數(shù)及類似數(shù)據(jù)，并復(fù)制在RAM中。RF-IPPV模塊從RF-IPPV的非易失性存儲(chǔ)器中讀出群號(hào)碼、發(fā)送電平、有效事件頻道、已購(gòu)買(mǎi)事件計(jì)數(shù)及類似數(shù)據(jù)，并復(fù)制在RAM中。然后，一旦從STT接收下一個(gè)操作碼時(shí)，該模塊建立以便確定STT的類型。
當(dāng)收到該操作碼后，RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器單元中請(qǐng)求一字節(jié)數(shù)據(jù)，以確定STT的類型。例如，RF-IPPV模塊接收表明科學(xué)亞特蘭大8580階段6型的機(jī)頂終端的數(shù)據(jù)。這一特點(diǎn)允許RF-IPPV模塊與多個(gè)STT兼容。然后RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立以便讀出STT的地址。
當(dāng)收到讀操作碼時(shí)，RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器中請(qǐng)求四字節(jié)的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)作為STT地址的返回?cái)?shù)據(jù)。然后RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立以便讀出STT授權(quán)頻道圖表(即STT被授權(quán)接收的那些頻道)。
當(dāng)收到讀操作碼時(shí)，RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器中請(qǐng)求16字節(jié)的數(shù)據(jù)，并計(jì)算STT檢驗(yàn)和的第一部分。然后，在收到下一個(gè)操作碼時(shí)，RF-IPPV模塊建立以便讀出STT特征標(biāo)志。
當(dāng)收到該操作碼時(shí)，RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器中請(qǐng)求一字節(jié)的數(shù)據(jù)，并完成讀STT檢驗(yàn)和的計(jì)算。然后在收到下一個(gè)操作碼時(shí)，RF-IPPV建立以便確定數(shù)據(jù)載波是否存在。
在開(kāi)機(jī)以后，直到數(shù)據(jù)載波存在或直到一段預(yù)定的時(shí)間期間，STT向RF-IPPV模塊發(fā)送操作碼。然后RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器中請(qǐng)求一字節(jié)數(shù)據(jù)，并確定是否設(shè)定數(shù)據(jù)載波存在的標(biāo)志。如果數(shù)據(jù)載波存在，則RF-IPPV模塊讀非易失性存儲(chǔ)器并確定該模塊是否已校準(zhǔn)。如果該模塊已校準(zhǔn)，則RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)，僅僅建立去讀出時(shí)間。如果該模塊未校準(zhǔn)，則RF-IPPV模塊建立去執(zhí)行PICART。在任一情況下，RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立去讀出時(shí)間。
如果數(shù)據(jù)載波不存在，則RF-IPPV模塊繼續(xù)檢驗(yàn)預(yù)定數(shù)目以后的操作碼(相當(dāng)于預(yù)定時(shí)間期間)，直到數(shù)據(jù)載波存在為止。如果在嘗試預(yù)定數(shù)目后沒(méi)有數(shù)據(jù)載波存在，則RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立去讀時(shí)間，并開(kāi)始正常的背景處理，即PICART發(fā)生故障。
在檢測(cè)到數(shù)據(jù)載波之后開(kāi)始正常的背景處理。STT發(fā)送一個(gè)操作碼給RF-IPPV模塊。RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器中請(qǐng)求四字節(jié)的數(shù)據(jù)并檢驗(yàn)當(dāng)前時(shí)間與存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的任何收視統(tǒng)計(jì)記錄時(shí)間是否相符。收視統(tǒng)計(jì)的特性在下面將予以更詳細(xì)的解釋。然后RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立以便讀出STT的方式。如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前時(shí)間與記錄時(shí)間之間是相符的，則讀出STT方式去確定STT是通或斷，這樣可以記錄正確的收視頻道號(hào)。如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前時(shí)間與記錄時(shí)間不相符，則讀出STT的方式去確定STT是否處于診斷方式以及是否已請(qǐng)求MICART。這一段落描述的步驟稱為步驟G1。
如果發(fā)現(xiàn)時(shí)間相符，則STT向RF-IPPV模塊發(fā)送一個(gè)操作碼。RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器中請(qǐng)求一字節(jié)的數(shù)據(jù)，并檢驗(yàn)STT是關(guān)機(jī)或是開(kāi)機(jī)。如果STT是關(guān)機(jī)，則RF-IPPV模塊存儲(chǔ)預(yù)定的字符或非易失性存儲(chǔ)器中的字符作為當(dāng)前收視頻道。然后，RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立去讀該時(shí)間并重復(fù)上面的步驟G1。如果STT是開(kāi)機(jī)，則RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立去讀當(dāng)前調(diào)諧的頻道。
如果發(fā)現(xiàn)時(shí)間相符而且STT是開(kāi)機(jī)，則STT向RF-IPPV模塊發(fā)送操作碼。RF-IPPV模塊從STT的存儲(chǔ)器中請(qǐng)求一字節(jié)的數(shù)據(jù)，并作為當(dāng)前收視頻道將該值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立去讀出時(shí)間，并重復(fù)步驟G1。
如果時(shí)間不符，則STT向RF-IPPV模塊發(fā)送操作碼。RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器中請(qǐng)求一字節(jié)的數(shù)據(jù)，并確定STT是否處于診斷方式。如果STT不是處于診斷方式，則RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立去讀出時(shí)間，并重復(fù)上述步驟G1。如果STT是處于診斷方式，則RF-IPPV模塊在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立去讀出最后按下的一個(gè)鍵。
如果STT是處于診斷方式，則STT向RF-IPPV模塊發(fā)送操作碼。RF-IPPV模塊從STT存儲(chǔ)器請(qǐng)求一字節(jié)的數(shù)據(jù)，并檢驗(yàn)最后按下的鍵是否是適當(dāng)?shù)陌存I順序。如果是這樣，則該模塊開(kāi)始MICART。如果不是，則該模塊什么都不做。在任一情況下，RF-IPPV模塊都在收到下一個(gè)操作碼時(shí)建立去讀出當(dāng)前時(shí)間，并重復(fù)步驟G1科學(xué)亞特蘭大8580型的機(jī)頂終端的這種順序已經(jīng)作了詳細(xì)的描述，而其他的機(jī)頂終端包括那些帶內(nèi)系統(tǒng)的順序是相似的，這里不詳細(xì)描述了。
下一部分是關(guān)于IPPV事件授權(quán)、購(gòu)買(mǎi)和解除授權(quán)。與背景處理不一樣，背景處理是根據(jù)接收的具有預(yù)定頻率的操作碼，而IPPV事件操作可能發(fā)生在RF-IPPV模塊的正常操作期間的任何時(shí)間。STT可以接收(和傳送到RF-IPPV模塊)事務(wù)處理信息，在任何時(shí)間它授權(quán)或解除授權(quán)一個(gè)事件。同樣地，用戶可以決定在任何時(shí)間購(gòu)買(mǎi)一個(gè)事件。在這個(gè)意義上講，IPPV的操作基本上是對(duì)RF-IPPV模塊的正常背景處理的中斷。
在帶外和帶內(nèi)兩種系統(tǒng)中，前端的事務(wù)處理信息控制事件的授權(quán)和解除授權(quán)。為了解除授權(quán)一個(gè)事件，STT必須接收兩次IPPV事件數(shù)據(jù)事務(wù)處理信息。這是因?yàn)镽F-IPPV模塊(不是STT)實(shí)際上決定何時(shí)事務(wù)處理的事件已經(jīng)結(jié)束，并且在STT來(lái)的內(nèi)部事務(wù)處理信息連續(xù)傳送時(shí)，僅僅有機(jī)會(huì)通知STT(經(jīng)過(guò)頻道圖更新請(qǐng)求)。
帶外和帶內(nèi)操作之間的基本區(qū)別是帶外STT可以在任何時(shí)間接收數(shù)據(jù)事務(wù)處理信息，而帶內(nèi)STT僅僅在頻道上接收有數(shù)據(jù)的事務(wù)處理信息。因此，如上所述，下面將更詳細(xì)地描述帶內(nèi)科學(xué)亞特蘭大8580型機(jī)頂終端的下列順序。
為了正確處理IPPV的操作，前端必須以不大于預(yù)定的頻率，如每秒一次，發(fā)送下面稱為IPPV事件數(shù)據(jù)事務(wù)處理信息的IPPV事件數(shù)據(jù)帶外事務(wù)處理信息。
首先，當(dāng)用戶接入一個(gè)IPPV頻道時(shí)購(gòu)買(mǎi)一個(gè)事件，這種接入可以用直接的數(shù)字接入或用將要描述的設(shè)在機(jī)頂終端上的遞增/遞減開(kāi)關(guān)或用紅外遙控器。STT調(diào)諧IPPV頻道并等待帶外事務(wù)處理信息。
當(dāng)STT收到帶外事務(wù)處理信息時(shí)，使用第二操作碼STT向RF-IPPV模塊發(fā)送整個(gè)的事務(wù)處理信息并確定RF-IPPV模塊是否請(qǐng)求頻道圖更新。如果沒(méi)有空閑時(shí)間可以利用，則STT調(diào)諧到“剝皮器”(Barker)頻道，或者，如果有空閑時(shí)間，則調(diào)諧到IPPV頻道。如果購(gòu)買(mǎi)窗口打開(kāi)，而且如果該頻道在STT RAM中當(dāng)前沒(méi)有授權(quán)，即還沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)，則STT進(jìn)行“購(gòu)買(mǎi)”警報(bào)。
當(dāng)RF-IPPV模塊通過(guò)操作碼接收帶外事務(wù)處理信息時(shí)，RF-IPPV模塊在收到第二操作碼時(shí)不請(qǐng)求頻道圖更新。RF-IPPV模塊此時(shí)執(zhí)行授權(quán)檢驗(yàn)，這種授權(quán)檢驗(yàn)需要檢驗(yàn)特定頻道是否有效，如果有效，則檢驗(yàn)該事件是否已經(jīng)結(jié)束(事件的ID碼不同)。如果事件已經(jīng)結(jié)束，則該模塊對(duì)下一個(gè)操作碼的頻道圖更新請(qǐng)求進(jìn)行排隊(duì)，清除非易失性存儲(chǔ)器中的特定頻道的有效事件比特，并為將來(lái)的事務(wù)處理信息預(yù)先安排NVM數(shù)據(jù)的格式。在這段中描述的程序?qū)⒎Q為步驟C。
如果用戶購(gòu)買(mǎi)了該事件，在首次按下“購(gòu)買(mǎi)”鍵以后，STT發(fā)送一個(gè)命令以確定RF-IPPV非易失性存儲(chǔ)器是否已滿。如果非易失性存儲(chǔ)器已滿，RF-IPPV模塊以存儲(chǔ)事件的總數(shù)或者預(yù)定值進(jìn)行響應(yīng)。如NVM(非易失性存儲(chǔ)器)已滿，則STT在機(jī)頂終端顯示器上顯示“FUL”(滿)。如果RF-IPPV的NVM沒(méi)滿，則在第二個(gè)“購(gòu)買(mǎi)”鍵按下后，STT對(duì)下一個(gè)操作碼的帶外購(gòu)買(mǎi)命令進(jìn)行排隊(duì)。
當(dāng)STT收到帶外事務(wù)處理信息時(shí)，STT利用第二操作碼向RF-IPPV模塊發(fā)送全部事務(wù)處理信息，并檢驗(yàn)RF-IPPV模塊是否請(qǐng)求頻道圖更新。然后RF-IPPV模塊執(zhí)行如步驟C中描述的另一個(gè)授權(quán)檢驗(yàn)。而后STT向RF-IPPV模塊發(fā)送一個(gè)事件購(gòu)買(mǎi)命令并從該模塊接收ACK/NAK(證實(shí)/未證實(shí))。除了頻道號(hào)外，它包括事件購(gòu)買(mǎi)時(shí)間。如果是NAK，則STT調(diào)諧到“剝皮器”頻道，如果是ACK，則調(diào)諧到IPPV頻道。
當(dāng)RF-IPPV模塊從STT收到事件購(gòu)買(mǎi)操作碼時(shí)，RF-IPPV模塊檢驗(yàn)NVM是否已滿或是否已檢測(cè)到NVM/PLL已滿。如果是，則該模塊回送NAK，否則該模塊可以購(gòu)買(mǎi)該事件并回送ACK給STT。
當(dāng)購(gòu)買(mǎi)該事件時(shí)，RF-IPPV模塊在NVM中存儲(chǔ)頻道號(hào)、事件ID(來(lái)自帶外事務(wù)處理信息)和購(gòu)買(mǎi)時(shí)間，以及為該事件設(shè)定該事件的有效標(biāo)志。
如果STT收到具有不同事件ID的帶外事務(wù)處理信息，則STT用操作碼向RF-IPPV模塊發(fā)送全部事務(wù)處理信息，并檢驗(yàn)RF-IPPV模塊是否請(qǐng)求頻道圖更新。RF-IPPV模塊在這個(gè)事務(wù)處理信息中不請(qǐng)求頻道更新。該模塊執(zhí)行識(shí)別和解除授權(quán)事件，以及對(duì)RF-IPPV NVM中將來(lái)傳輸?shù)氖录?shù)據(jù)預(yù)安排格式。該模塊對(duì)下一個(gè)操作碼的頻道圖更新請(qǐng)求進(jìn)行排隊(duì)。
上述機(jī)頂終端還支持VCR IPPV事件的購(gòu)買(mǎi)。這十分類似于正常的IPPV事件的購(gòu)買(mǎi)，在這里將不做詳細(xì)描述。主要的區(qū)別是用戶預(yù)先購(gòu)買(mǎi)該事件，使RF-IPPV模塊為該事件在NVM中預(yù)留空間。直到該事件開(kāi)始，這個(gè)空間不被利用，但是對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)以確定在隨后要購(gòu)買(mǎi)時(shí)NVM是否已滿。
本發(fā)明的RF-IPPV模塊包括三種不同類型的應(yīng)答數(shù)據(jù)事件/收視統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)器信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)和校準(zhǔn)。前兩種應(yīng)答具有某些公共的特點(diǎn)，即保密數(shù)據(jù)返回到前端。所有三種應(yīng)答都包括STT數(shù)字地址。
事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答包括如下有關(guān)信息消息中的字節(jié)數(shù)、消息類型(即事件/收視統(tǒng)計(jì))、STT的數(shù)字地址、記錄時(shí)間和STT在這些記錄時(shí)間調(diào)諧的頻道，以及諸如事件ID和購(gòu)買(mǎi)時(shí)間之類的IPPV購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)。
存儲(chǔ)器信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)應(yīng)答包括如下有關(guān)信息消息中的字節(jié)數(shù)、回叫類型(即存儲(chǔ)器請(qǐng)求)、STT數(shù)字地址和來(lái)自所期望的存儲(chǔ)器單元的信息。
校準(zhǔn)應(yīng)答包括如下有關(guān)信息消息中的字節(jié)數(shù)，回叫類型(即校準(zhǔn)應(yīng)答)、STT數(shù)字地址和在信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量的校準(zhǔn)波形后邊的發(fā)送電平。
米勒數(shù)據(jù)編碼RF-IPPV模塊利用米勒(miller)數(shù)據(jù)編碼發(fā)送數(shù)據(jù)。
米勒編碼，也稱為時(shí)延調(diào)制，把“1”與比特間隔中部的信號(hào)瞬變一起發(fā)送?！?”沒(méi)有信號(hào)瞬變，除非其后面跟著另一個(gè)“0”，在這種情況下信號(hào)瞬變是發(fā)生在比特間隔的末尾。圖15表示米勒數(shù)據(jù)編碼。
數(shù)據(jù)傳輸順序?qū)τ诿總€(gè)數(shù)據(jù)傳輸，RF-IPPV執(zhí)行下列順序A.以10KHz的速率開(kāi)始觸發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)線。這是給數(shù)據(jù)濾波器充電。
B.將增益設(shè)定到最小。
C.RF電路的+5V開(kāi)關(guān)接通。
D.延遲約1ms使接通的5V電源穩(wěn)定。
E.設(shè)定正確的PLL頻率(從NVM中讀)。
F.延遲約20ms使PLL鎖定。
G.按下抗干擾電路鍵。
H.延遲約1ms使最后的輸出級(jí)穩(wěn)定。
I.向上調(diào)節(jié)到正確的增益(從NVM中讀)。
J.發(fā)送該數(shù)據(jù)。
當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成時(shí)，RF-IPPV模塊執(zhí)行以下順序A.給傳輸終端(接收器)的傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)生米勒差錯(cuò)。
B.向下調(diào)節(jié)增益到最小。
C.抬起抗干擾電路鍵。
D.延遲約1ms避免嘯叫。
E.關(guān)掉+5V開(kāi)關(guān)。
這些順序利用以下定義在圖16中詳細(xì)描述5V接到PLL數(shù)據(jù)入 tonPLL鎖定延遲 tLK數(shù)據(jù)濾波器充電時(shí)間 tCHG抗干擾鍵下至PGC上調(diào) tABPGC向上調(diào)整 tRUPGC向下調(diào)整 TRDPGC向下調(diào)整至5V開(kāi)關(guān)斷開(kāi) tOFF本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例允許系統(tǒng)管理器檢索與頻道有關(guān)的收視者的統(tǒng)計(jì)，這些頻道是一個(gè)特定用戶在一個(gè)時(shí)間期間中的預(yù)定時(shí)間調(diào)諧的。在本實(shí)施例中，系統(tǒng)管理器產(chǎn)生一個(gè)總的事務(wù)處理信息，該信息確定四個(gè)時(shí)間，在這些時(shí)間RF-IPPV模塊將其機(jī)頂終端已調(diào)諧的頻道記錄在NVM503中(圖5)。這些時(shí)間可以在諸如一天、一周、雙周等的任何方便的時(shí)間期間內(nèi)。為了說(shuō)明起見(jiàn)假定系統(tǒng)管理器命令RF-IPPV模塊在一周的時(shí)間期間內(nèi)的星期天下午七點(diǎn)、星期二下午九點(diǎn)、星期四下午八點(diǎn)和星期四下午十點(diǎn)記錄調(diào)諧的機(jī)頂終端的頻道。當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與這四個(gè)時(shí)間中的一個(gè)時(shí)間相符時(shí)，該模塊將機(jī)頂終端調(diào)諧的頻道記錄在NVM中。如上所述，收視統(tǒng)計(jì)信息包括在事件/收視統(tǒng)計(jì)應(yīng)答中。這個(gè)應(yīng)答包括如下有關(guān)信息消息的字節(jié)數(shù)、消息類型、STT數(shù)字地址、記錄時(shí)間與在那些記錄時(shí)間由STT調(diào)諧的頻道，和任何IPPV購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)。
雖然目前尚未實(shí)施，該系統(tǒng)管理器可以將尋址收視者統(tǒng)計(jì)事務(wù)處理信息下裝到用戶，該用戶允許監(jiān)視他的收視習(xí)慣。而在另一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)管理器可以將尋址收視者統(tǒng)計(jì)事務(wù)處理信息下裝到特定的一組機(jī)頂終端。
RF-IPPV處理器的描述現(xiàn)在參見(jiàn)圖8，其中更詳細(xì)地表示了圖1和圖3的RF-IPPV的方框圖。機(jī)頂終端的RF返回信號(hào)在VHF的子信道T8發(fā)送。機(jī)頂終端發(fā)送載波可設(shè)定在分辨率為100KHz的11.8至17.7MHz頻率范圍內(nèi)，最多提供60個(gè)，最好是23個(gè)不同的帶寬100KHz的數(shù)據(jù)信道以供選擇。機(jī)頂終端或模塊的已調(diào)載波含有20kb/s的米勒編碼BPSK信息。該系統(tǒng)中的全部機(jī)頂終端的RF信號(hào)進(jìn)行組合并返回到位于前端的RF-IPPV處理器。RF-IPPV處理器的功能是接收RF返回輸入信號(hào)，解調(diào)該信息并向系統(tǒng)管理器提供解碼的消息。
仍然參見(jiàn)圖8，RF返回信號(hào)一般是在+12dBmV單載波電平上接收的。RF-IPPV處理器具有單載波電平范圍為+2至+22dBmV的功能。經(jīng)常是同時(shí)收到一個(gè)以上的載波，而且總的接收功率相應(yīng)地大于+12dBmV。如果在不同頻率上RF-IPPV處理器能夠同時(shí)接收解調(diào)和解碼四個(gè)已調(diào)的載波，則僅僅將非冗余的解碼消息從RF-IPPV處理器的控制板通過(guò)RS232串行接口發(fā)送到系統(tǒng)管理器。
將要描述的RF-IPPV處理器的第一個(gè)部件是稱為前端模塊800。該終端的RF返回信號(hào)從輸入電纜引導(dǎo)到前端模塊800的接頭，該接頭最簡(jiǎn)單的是由分立的另件組成的。前端模塊800為輸入信號(hào)提供額定的75Ω端接阻抗。這一部件包括一個(gè)帶通濾波器、一個(gè)預(yù)放大器和一個(gè)功率分配網(wǎng)絡(luò)，該分配網(wǎng)絡(luò)把輸入RF信號(hào)分配給四個(gè)RF接收器模塊A-D。帶通濾波器以可忽略不計(jì)的衰減和失真通過(guò)T8波段而阻止帶外的信號(hào)。預(yù)放大器補(bǔ)償濾波器的插入損耗和功率分配器的損耗。RF信號(hào)從前端模塊的RF接頭引導(dǎo)到四個(gè)RF接收器。前端模塊約有1dB的增益，使加到RF接收器810-813的信號(hào)約為+13dBmV。除輸入RF信號(hào)外，到RF-IPPV處理器內(nèi)部的所有同軸互連都是以額定的50Ω端接的。供給+24V直流電壓和地的電纜裝置從一個(gè)電源裝置(未示出)直接饋送到前端模塊。前端模塊800不直接與控制板模塊840接口。在RF-IPPV處理器中的所有其它接收器和合成器裝置都互連到控制板模塊840。
RF-IPPV處理器的第二個(gè)主要構(gòu)成部件是RF接收器。在RF-IPPV處理器中有四個(gè)RF接收器裝置A-D810-813。這些是功能上相同的單元，其中的三個(gè)單元在信號(hào)強(qiáng)度分析器(SSA)的輸出端口支持一個(gè)50Ω的終端，所以這些單元是可以互換的。而第四個(gè)單元(頻道D)與SSA裝置830用同軸電纜互連。RF接收器使用頻率合成器的輸出作為高端本機(jī)振蕩器對(duì)前端模塊發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行下變頻。該合成器的輸出頻率可以在22.5至28.4MHz之間，而對(duì)應(yīng)于輸入頻率范圍11.8至17.7MHz最好是26.2至28.4MHz，或者最好在15.5至17.7MHz。中頻IF信號(hào)是在中心頻率10.7MHz。中心在10.7MHz的陶瓷IF濾波器阻止相鄰頻道和其它混頻器的產(chǎn)物通過(guò)，而通過(guò)預(yù)期的信號(hào)。然后由一個(gè)電路對(duì)窄帶濾波的IF信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，該電路提供信號(hào)強(qiáng)度RSSI的粗略估算。RSSI輸出是它的幅度正比于接收的RF信號(hào)電平的直流電壓。RSSI電壓與其它信號(hào)一起通過(guò)RF接收器接口的帶狀電纜送到控制板模塊。RSSI信息指示RF-IPPV處理器接收的機(jī)頂終端的RF返回信號(hào)電平。這信息對(duì)系統(tǒng)管理器是可用的。
特定終端的RSSI數(shù)據(jù)是終端請(qǐng)求重新校準(zhǔn)的指示。為此，系統(tǒng)管理器保持終端RSSI“太高”或“太低”的數(shù)據(jù)表，以便對(duì)那些終端的唯一地址進(jìn)行排隊(duì)用于重新校準(zhǔn)。這種重新校準(zhǔn)是非周期性的，但是是在較優(yōu)先的的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，也就是說(shuō)，與新的終端首次請(qǐng)求校準(zhǔn)等效優(yōu)先。另外，列表的RSSI數(shù)據(jù)在一個(gè)時(shí)間期間可以用于確定所有23個(gè)信道的傾斜特性曲線，通過(guò)這些信道可以從特定的機(jī)頂終端發(fā)送消息。然后傾斜特性曲線下裝到該終端，這樣，機(jī)頂終端可以從校準(zhǔn)信道的最佳結(jié)果中確定所有的一類和二類信道的合適發(fā)送電平。
RF接收器的主要功能是對(duì)10.7MHz IF信號(hào)進(jìn)行BPSK解調(diào)。該信號(hào)是利用雙平衡混頻器解調(diào)的。解調(diào)后的數(shù)據(jù)流被濾波和同步。檢測(cè)到的20kb/s米勒編碼數(shù)據(jù)送到控制板模塊。RSSI和BPSK的解調(diào)功能是由四個(gè)RF接收器中的每個(gè)RF接收器完成的。在約+13dBmV電平的窄帶濾波的10.7MHz IF信號(hào)從RF接收器D送到信號(hào)強(qiáng)度分析器裝置。
與RF接收器的操作有關(guān)的是信號(hào)強(qiáng)度分析器830。信號(hào)強(qiáng)度分析器的功能是檢測(cè)從RF接收裝置發(fā)送的、選擇地用于校準(zhǔn)目的的10.7MHz IF信號(hào)電平。RF接收器的輸出不經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制(AGC);結(jié)果，RF-IPPV處理器的RF輸入電平的任何變化都導(dǎo)致送到SSA的10.7MHz IF電平的變化。當(dāng)通過(guò)檢測(cè)10.7MHz IF，RF返回系統(tǒng)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)時(shí)，SSA向控制板模塊840提供哪個(gè)終端/模塊發(fā)送的電平相應(yīng)于+12dBmV接收信號(hào)電平的指示?？刂瓢迥K840又通過(guò)RS232接口通知系統(tǒng)管理器。直到下一個(gè)校準(zhǔn)周期(下面將詳細(xì)描述)，系統(tǒng)管理器命令機(jī)頂終端利用控制板通知的發(fā)送信號(hào)電平。
SSA以50Ω端接+13dBmV10.7MHz的IF信號(hào)。兩個(gè)緩沖放大器約提供30dB的IF增益。放大的中頻信號(hào)由一個(gè)二極管偏置網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行峰值檢波。第二個(gè)二極管偏置網(wǎng)絡(luò)是類似的直流偏置。根據(jù)已知技術(shù)，兩個(gè)二極管網(wǎng)絡(luò)相加提供溫度補(bǔ)償。由于二極管的直流分量被消去，其輸出精確地反映IF電平。這個(gè)檢波后的信號(hào)被濾波和進(jìn)一步放大。最后的輸出直流信號(hào)正比于IF信號(hào)電平，被送到控制板。
在系統(tǒng)管理器的控制下，頻率合成器合成出用于解調(diào)輸入數(shù)據(jù)載波的頻率。頻率合成器是RF接收器中進(jìn)行單頻變換的本機(jī)振蕩器。單頻合成器裝置含有四個(gè)分離的單元820-823?？刂瓢?40通過(guò)串行數(shù)據(jù)命令饋送頻率調(diào)諧的信息。四個(gè)頻率合成器單元標(biāo)為頻率合成器A、B、C和D，與四個(gè)RF接收器810-813相對(duì)應(yīng)。在T8信道帶寬中通過(guò)控制板840可以設(shè)定共60個(gè)頻率;然而根據(jù)本發(fā)明，只利用23個(gè)頻率。輸出頻率范圍最好為25.1至28.4MHz，而且下變頻到T8頻段的上面部分，即14.4至17.7MHz。頻率分辨率是100KHz。輸出信號(hào)為+17dBm的典型電平。
每個(gè)頻率合成器單元包含振蕩器、分頻器、鎖相環(huán)(PLL)、集成電路(IC)和有源環(huán)路濾波器。這些部件一起構(gòu)成一個(gè)鎖相環(huán)。該振蕩器輸出頻率的相位與頻率和一個(gè)獨(dú)立工作的4MHz振蕩器相干。PLL保證合成器輸出是頻譜純凈的和頻率精確的。該振蕩器的輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè)推挽放大器。該推挽放大器用于提供所要求的+17dBmV的本振電平。
圖9表示前端模塊的方框圖。前端/功率分配器模塊包括帶通預(yù)選濾波器900、包括如MHW1134的預(yù)放大器910和供給四個(gè)RF接收器模塊的分配網(wǎng)絡(luò)930。通過(guò)模塊包括變壓器920的增益都表示在每個(gè)部件的下面。
現(xiàn)參見(jiàn)圖10，RF-IPPV處理器的頻率合成器裝置將更詳細(xì)地進(jìn)行描述。根據(jù)圖10的頻率合成器裝置包含四個(gè)PCB子裝置。由RF-IPPV處理器的控制板為每個(gè)子裝置設(shè)定頻率。頻率合成器的頻率范圍最好是從26.2MHz到28.4MHz，但可以寬到從22.5MHz到28.4MHz。調(diào)諧分辨率為100KHz。四個(gè)頻率合成器的四個(gè)子裝置的每個(gè)子裝置可以設(shè)定在22.5MHz到28.4MHz范圍內(nèi)的60個(gè)信道中的任一個(gè)信道。頻率合成器子裝置的RF輸出是在RF-IPPV處理器中的四個(gè)RF接收器之一的本機(jī)振蕩器信號(hào)。該本機(jī)振蕩器是在高端一側(cè)，所以RF范圍15.5至17.7MHz被下變頻為接收器的IF10.7MHz。圖10是頻率合成器子裝置的方框圖。而且在頻率合成器中有四個(gè)這樣的子裝置。
4MHz基模晶體1000連接在高增益反饋放大器1001上。該放大器是PLL(鎖相環(huán))LSI(大規(guī)模集成)器件U1的一部分，該器件最好是Motorola Mc 145158。4MHz的輸出信號(hào)在U1內(nèi)送到40分頻計(jì)數(shù)器1002。計(jì)數(shù)器的輸出是100KHz基準(zhǔn)信號(hào)，它被送到在U1內(nèi)部的相位/頻率檢測(cè)器1003。
相位/頻率檢測(cè)器1003比較兩個(gè)輸入信號(hào)(100KHz基準(zhǔn)和100KHz可變)，當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)的頻率和相位不一致時(shí)產(chǎn)生差錯(cuò)信號(hào)脈沖。這些脈沖調(diào)諧振蕩器迫使100KHz可變頻率信號(hào)的相位和頻率與100KHz基準(zhǔn)信號(hào)一致。當(dāng)出現(xiàn)這情況時(shí)，該頻率合成器的輸出是在正確的頻率上。相位/頻率檢測(cè)器1003的差分差錯(cuò)信號(hào)從U1送到環(huán)路濾波器U3 1004和相關(guān)部件。U3濾波該差錯(cuò)信號(hào)并將它變換為單端的調(diào)諧電壓去控制振蕩器1005。振蕩器1005包括Q1和相關(guān)的部件。振蕩器1005是這樣設(shè)計(jì)的在輸入端的調(diào)諧電壓產(chǎn)生含有所要求的22.5至28.4MHz輸出范圍的輸出頻率，或更好是26.2至28.4MHz。振蕩器的輸出被送到緩沖放大器Q2 1006。緩沖放大器1006提供了相對(duì)高的阻抗，并使該振蕩器與雙模分頻器U2 1008及功率放大器Q3、Q4 1009隔離。緩沖的振蕩器輸出信號(hào)被送到雙模除法器U2，在U2中該頻率除以10或11?？删幊痰某ㄆ鱑2與除法器A和N 1007一起構(gòu)成總的除數(shù)Nt＝10X N+A。計(jì)數(shù)器N和A通過(guò)串行數(shù)據(jù)命令由RF-IPPV處理器的控制板840編程，使得Fout＝NtX0.1MHz。例如，控制板對(duì)25.0MHz的輸出頻率，將Nt設(shè)定為250?？刂瓢蹇梢詫t設(shè)定在225至284之間的六十個(gè)值中的任一個(gè)值，但最好設(shè)定在251至284之間。雙?？刂凭€的功能是當(dāng)U2除以10和當(dāng)U2除以11的時(shí)候建立。
緩沖放大器Q2還驅(qū)動(dòng)功率放大器Q3、Q4 1009。用一個(gè)電位器調(diào)節(jié)(未示出)，使得輸出信號(hào)電平約為17dBm。功率放大器后面接一個(gè)低通濾波器1010，主要衰減合成器輸出信號(hào)中的二、三次諧波。+17dBm的頻率合成器輸出被送到一個(gè)相關(guān)的RF-IPPV處理器的RF接收器裝置中。
RF接收器模塊以方框圖表示在圖11A-C中。有四個(gè)單獨(dú)的RF接收器(RFRX)模塊。首先參見(jiàn)圖11A，每個(gè)RF接收器包括混頻器1101，它將輸入信號(hào)變換為10.7MHz的中頻頻率。使用了高端信號(hào)注入。中頻信號(hào)通過(guò)陶瓷濾波器1104、1105抑制了鄰近頻道信號(hào)和失真的產(chǎn)物。
然后IF通過(guò)放大器1106和電平檢測(cè)器1115。該檢測(cè)器電路提供信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)的粗略估計(jì)。檢測(cè)器電路1115例如是用已知的方法由NE604AN構(gòu)成的。RSSI輸出是一個(gè)模擬電壓，該電壓發(fā)送到控制器/處理器模塊840進(jìn)行數(shù)字化并傳輸?shù)较到y(tǒng)管理器。
而后IF通過(guò)一個(gè)方向耦合器1108。其分支輸出送到一個(gè)外部端口，由信號(hào)強(qiáng)度分析器(SSA)模塊使用。然后IF信號(hào)進(jìn)一步放大并送到解調(diào)器。1110為混合放大器，1102和1112為L(zhǎng)C DIPLEX裝置。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖11B，解調(diào)器最好是由倍頻器1125和用于載波恢復(fù)的注入式鎖定振蕩器1130組成。根據(jù)圖C，數(shù)據(jù)恢復(fù)是通過(guò)調(diào)制解調(diào)濾波器、時(shí)鐘恢復(fù)電路和取樣器實(shí)現(xiàn)的。解調(diào)器的輸出是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖12，它表示的是信號(hào)強(qiáng)度分析器，該分析器從RF接收器接收信號(hào)強(qiáng)度指示器的信號(hào)。信號(hào)強(qiáng)度分析器(SSA)模塊用于獲得高精度傳輸功率數(shù)據(jù)的測(cè)量。被測(cè)的RF信號(hào)從RF接收器模塊之一，如頻道D的IF發(fā)送。信號(hào)強(qiáng)度分析器模塊包括一個(gè)30dB前置放大器1200，電平檢測(cè)器1201和一個(gè)緩沖器1202。其輸出是模擬電壓，送到控制器/處理器進(jìn)行數(shù)字化并傳送到系統(tǒng)管理器。在輸入到差分放大器1203之前，使用兩個(gè)單獨(dú)的二極管作為溫度補(bǔ)償，即二極管1204補(bǔ)償二極管1201。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖13，表示的是控制器模塊，它管理RF-IPPV處理器的操作。該模塊配置合成器、監(jiān)視信號(hào)強(qiáng)度、對(duì)RF接收器接收的信息譯碼、檢測(cè)信息的有效性和傳送信息到系統(tǒng)管理器?？刂破髂K包括一個(gè)用戶接口(包括鍵盤(pán)和顯示器)，用于診斷、差錯(cuò)報(bào)告和無(wú)開(kāi)關(guān)配置。再參見(jiàn)圖14，圖中示出主菜單，操作員可以從主菜單選擇監(jiān)視器，建立和校準(zhǔn)功能。根據(jù)監(jiān)視器菜單，操作員可以從六個(gè)初始屏幕中選擇，信號(hào)強(qiáng)度分析的SSA屏幕把操作員引導(dǎo)到RSSI。建立和校準(zhǔn)菜單的操作相似。
按照?qǐng)D13，控制器由六個(gè)功能塊組成;一個(gè)80188微機(jī)處理器1300，一存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，接收機(jī)接口包括8097處理器和用于每一個(gè)接收器的雙端口RAMS，一系列管理器接口，以及面板接口。
用在控制器模塊上的控制微處理器1300為Intel 80188，它是一個(gè)16位的處理器，包括2個(gè)DMA通道、4個(gè)中斷、3個(gè)定時(shí)器、13個(gè)解碼地址域、以及一個(gè)8位外部接口。
存儲(chǔ)器子系統(tǒng)包括256K動(dòng)態(tài)RAM1380，用于消息和變量?jī)?chǔ)存，2K非易失性RAM1370用于參數(shù)儲(chǔ)存，以及用于128K EPROM 1360的插座，用它儲(chǔ)存程序。
二個(gè)256K DRAMS用作DRAM陣列。例如，它們用來(lái)存儲(chǔ)群統(tǒng)計(jì)，接收到的有效消息，校準(zhǔn)結(jié)果以及用于系統(tǒng)的機(jī)頂終端的那些數(shù)據(jù)，這些存儲(chǔ)器必須具有適當(dāng)?shù)囊?guī)模，以便用來(lái)儲(chǔ)存這些分組數(shù)據(jù)。當(dāng)消息數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)管理器時(shí)，用來(lái)存儲(chǔ)終端消息數(shù)據(jù)的表將被清除。每次對(duì)EPROM的一個(gè)讀周期產(chǎn)生一個(gè)“CAS在RAS之前”時(shí)，刷新周期通向DRAM陣列。對(duì)EPROM的正常編碼取數(shù)應(yīng)當(dāng)充分保持DRAM是刷新的。如果在EPROM取數(shù)之間大于15us，DMA控制器將讀EPROM。在80188上的LCS用來(lái)存取DRAM陣列。復(fù)位之后，LCS須為一個(gè)有效的存貯區(qū)進(jìn)行LCS編程。在DMA控制器的初始設(shè)置之后，刷新將產(chǎn)生而沒(méi)有軟件插入。
兩個(gè)EPROM插座提供高達(dá)128K的程序存儲(chǔ)器，這些插座能使用任何在2764和27512之間的EPROM，其中一個(gè)插座由UCS選取，而一個(gè)由MCS3選取，在一復(fù)位條件之后，UCS在十六進(jìn)制FFBFO-FFFFF的存儲(chǔ)范圍內(nèi)將有效。對(duì)一個(gè)有效范圍，MCS3必須編程。
一個(gè)2K EEPROM 1370提供配置信息的非易失性存貯器。程序員必須小心，在字節(jié)已寫(xiě)入芯片以后，在10ms內(nèi)不要存取該EPROM。在讀周期之后沒(méi)有恢復(fù)時(shí)延。該芯片由MCSO存取。MCSO必須在一個(gè)現(xiàn)用范圍內(nèi)進(jìn)行編程。
每一個(gè)RF接收器通道具有一個(gè)專用Intel 8097 1310-1340作為接口單元，該8097處理器將來(lái)自RF接收器(RFRX)模塊的Miller編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并且使它成幀;監(jiān)測(cè)來(lái)自每一個(gè)RFRX模塊的信號(hào)強(qiáng)度電平，也監(jiān)測(cè)來(lái)自信號(hào)強(qiáng)度分析器(SSA)模塊的信號(hào)強(qiáng)度電平，并且控制RF合成器(SYN)模塊的頻率。
每一個(gè)8097具有與它自身關(guān)聯(lián)的1K字節(jié)雙端口RAM1311-1341。這些雙端口存儲(chǔ)器用來(lái)傳送在8097和80188之間的數(shù)據(jù)和指令。該存儲(chǔ)器包括用于雙向中斷的一個(gè)機(jī)構(gòu)。該軟件能確定任何普通的用于使用該存儲(chǔ)器和中斷的規(guī)程。EPROMS 1312-1342提供8097的程序存儲(chǔ)。同樣，LED 1313-1343用于接收器狀態(tài)指示，并將在本文中加以說(shuō)明。
一般的UART 8250串行芯片被用作為系統(tǒng)管理器的串行接口1350。80188中斷中之一個(gè)連到該8250，因此串行通道能被中斷。該8250能夠工作在高達(dá)38.4K波特頻率上。
調(diào)制解調(diào)器信號(hào)交換是可以得到的(RTS、DTR等)。系統(tǒng)管理器的多路復(fù)用器可以使用或者忽略這些所需的信號(hào)。該接收器將構(gòu)成為一個(gè)DTE，類似于已知的電話處理器板。
前面板由一個(gè)鍵盤(pán)860和一個(gè)LCD顯示器850組成。該鍵盤(pán)860是一個(gè)最一般的16鍵的鍵盤(pán)，包括十進(jìn)位數(shù)0-9和若干功能鍵，如幫助，下一頁(yè)，下一行，打入，清除，以及菜單。該鍵盤(pán)/顯示器提供無(wú)開(kāi)關(guān)配置，有意義的錯(cuò)誤顯示，以及內(nèi)部測(cè)試和診斷程序的本地存取。
經(jīng)過(guò)兩個(gè)寄存器端口可對(duì)四行二十個(gè)字符的LCD顯示器進(jìn)行存取。顯示數(shù)據(jù)裝入一個(gè)端口，而選通命令裝入第二端口。對(duì)顯示器的選通是相當(dāng)慢(1μs)的。
當(dāng)按下一個(gè)鍵時(shí)，產(chǎn)生對(duì)188的一個(gè)中斷。編碼鍵數(shù)據(jù)能用讀出一個(gè)4位寄存器方法來(lái)加以識(shí)別。當(dāng)該寄存器被存取時(shí)，該中斷就被清除。鍵盤(pán)包括一個(gè)出口電路，它阻止另一個(gè)中斷產(chǎn)生，直到該出口延時(shí)結(jié)束為止。
控制器模塊對(duì)RF-IPPV處理而言還起功率分配的作用。只要要求，該控制器模塊把功率配給部件。把控制臺(tái)連接到RF接收器或合成器的每一根電纜包括4根+12V線，3根-12V線，3根+5V線以及6根地線，如果有此要求的話。
系統(tǒng)管理器校準(zhǔn)控制器系統(tǒng)管理器RF-IPPV校準(zhǔn)控制器程序和RF-IPPV處理器一起負(fù)責(zé)校準(zhǔn)同機(jī)頂終端相連接的RF-IPPV模塊發(fā)送器。該校準(zhǔn)處理保證由機(jī)頂終端傳送到RF處理器的數(shù)據(jù)獲得適當(dāng)?shù)碾娖健＿M(jìn)而，由于自動(dòng)地和周期性地校準(zhǔn)系統(tǒng)中的所有終端，在RF-IPPV處理器的內(nèi)部，對(duì)自動(dòng)增益的任何要求都可以免除。在校準(zhǔn)指令序列期間，校準(zhǔn)控制器控制至RF-IPPV模塊的命令流程，根據(jù)從該模塊接收到的響應(yīng)確定其校準(zhǔn)狀態(tài)。下面將討論校準(zhǔn)狀態(tài)。
RF-IPPV模塊的校準(zhǔn)狀態(tài)具有五個(gè)可能數(shù)值。把它們列表如下NEVER CALIBRATED-當(dāng)終端放入系統(tǒng)時(shí)的初始狀態(tài);
NEEDS CALIBRATED-來(lái)自終端的回答指示它需要校準(zhǔn);
CALIBRATION FAILED-試圖校準(zhǔn)而且終端已響應(yīng)，但是未確定適當(dāng)?shù)膫魉碗娖?
NO RESPONSE-試圖校準(zhǔn)，但未收到終端的響應(yīng);以及CALIBRATED-試圖校準(zhǔn)并成功地完成。
當(dāng)一終端/模塊開(kāi)始置入系統(tǒng)時(shí)，其校準(zhǔn)狀態(tài)是“NEVER CALIBRATED”。在請(qǐng)求校準(zhǔn)機(jī)頂終端完成之后，在系統(tǒng)的管理存儲(chǔ)器中，依賴于終端模塊的響應(yīng)，狀態(tài)變到“CALIBRATED”，“NO RESPONSE”，或“CALIBRATION FAILED”。如果在數(shù)據(jù)收集期間(即RF自動(dòng)應(yīng)答)，肯定終端的傳送電平不在可接收的范圍內(nèi)，則該校準(zhǔn)狀態(tài)，置于“NEEDS CALIBRATION”。
RF-IPPV系統(tǒng)-模塊電平校準(zhǔn)說(shuō)明校準(zhǔn)請(qǐng)求從兩個(gè)源送到校準(zhǔn)控制器。第一個(gè)源是機(jī)頂終端自己。當(dāng)一個(gè)未校準(zhǔn)的機(jī)頂終端開(kāi)始加電時(shí)(PICART啟動(dòng))，它通過(guò)該RF處理器把一校準(zhǔn)請(qǐng)求送到系統(tǒng)管理器的校準(zhǔn)控制器。校準(zhǔn)控制器取出該請(qǐng)求并起動(dòng)該校準(zhǔn)指令序列。
當(dāng)完成前面板一特殊指令序列鍵時(shí)，一未校準(zhǔn)的機(jī)頂終端也可以送一校準(zhǔn)請(qǐng)求。在按下該適當(dāng)?shù)闹噶钚蛄墟I之后(MICART啟動(dòng))，機(jī)頂終端通過(guò)RF處理器把校準(zhǔn)清求送到校準(zhǔn)控制器。校準(zhǔn)控制器啟動(dòng)該校準(zhǔn)指令序列。
校準(zhǔn)請(qǐng)求的第二個(gè)源是系統(tǒng)管理器和主計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)用戶。當(dāng)一機(jī)頂終端通過(guò)該主計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)加到該系統(tǒng)時(shí)，一校準(zhǔn)請(qǐng)求送到校準(zhǔn)控制器。校準(zhǔn)控制器取該請(qǐng)求并將它依次排隊(duì)，在那里保持到處理它的時(shí)候。
最后，一校準(zhǔn)請(qǐng)求可根據(jù)系統(tǒng)管理器IPPV顯示屏幕依靠按下功能輸入鍵送出去。校準(zhǔn)控制器取該請(qǐng)求并將它依次排隊(duì)。
從機(jī)頂終端接收的校準(zhǔn)請(qǐng)求被認(rèn)為具有高的優(yōu)先權(quán)，并且在來(lái)自系統(tǒng)管理器和主計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)用戶的請(qǐng)求之間進(jìn)行處理。
下列步驟描述在成功地進(jìn)行校準(zhǔn)過(guò)程期間所產(chǎn)生的事件序列。注意該序列是從校準(zhǔn)控制器的角度來(lái)觀察的，并且不意味著詳細(xì)敘述RF-IPPV模塊或者在別處描述的RF處理器硬件的功能。
a.校準(zhǔn)控制器或者從機(jī)頂終端接收優(yōu)先權(quán)校準(zhǔn)請(qǐng)求，或者根據(jù)排隊(duì)取用戶校準(zhǔn)請(qǐng)求。
b.校準(zhǔn)控制器驗(yàn)證該請(qǐng)求的校準(zhǔn)能夠被完成。然后發(fā)出一指令，以命令該機(jī)頂終端去啟動(dòng)其有步驟的校準(zhǔn)序列。
c.RF處理器根據(jù)有步驟的校準(zhǔn)序列確定最佳傳送電平。
d.校準(zhǔn)控制器從RF處理器接收最佳電平，并在該電平上指示機(jī)頂終端傳送一單向校準(zhǔn)消息。
e.RF處理器衡量接收到的校準(zhǔn)消息，以便確定傳送電平在(“OK”)限度內(nèi)。
f.校準(zhǔn)控制器從RF處理器接收“OK”指示，并指示機(jī)頂終端在最佳電平上傳送一單向校準(zhǔn)消息以儲(chǔ)存那個(gè)電平以便將來(lái)傳送。
g.機(jī)頂終端儲(chǔ)存指定的最佳傳送電平，并在該電平上傳送一單向校準(zhǔn)消息。
h.FR處理器再次衡量該校準(zhǔn)消息，并且送“OK”指示到校準(zhǔn)控制器。
I.校準(zhǔn)控制器接收“OK”指示并修正校準(zhǔn)狀態(tài)至“CALIBRATED”。
J.校準(zhǔn)控制器處理下一個(gè)校準(zhǔn)請(qǐng)求。
以下是本發(fā)明下面章節(jié)討論的問(wèn)題1)模塊校準(zhǔn)過(guò)程-總系統(tǒng);
2)STT啟動(dòng)的校準(zhǔn)過(guò)程，以及3)RF-IPPV校準(zhǔn)顯示。
在討論校準(zhǔn)之前，將再討論圖3所示的RF-IPPV系統(tǒng)的方塊圖。終端/模塊具有它自己的處理器，以便處理系統(tǒng)業(yè)務(wù)，允許IPPV購(gòu)買(mǎi)和事件存儲(chǔ)，記錄觀察統(tǒng)計(jì)，以及操縱傳送器把數(shù)據(jù)返回到前端。在前端的FR處理器對(duì)RF-IPPV的傳送進(jìn)行解碼，并將信息送到系統(tǒng)管理器。RF處理器在功能上非常類似于現(xiàn)有的電話處理器。但是，RF處理器還需測(cè)量接收到的用于校準(zhǔn)模塊的信號(hào)電平。最佳的接收信號(hào)電平是+12dBmV。
不同于電話線路，數(shù)據(jù)返回的，用于處理RF-IPPV系統(tǒng)的帶內(nèi)帶外業(yè)務(wù)包括自動(dòng)應(yīng)答參數(shù)、校準(zhǔn)參數(shù)、頻率和電平參數(shù)、RF-IPPV群數(shù)、RF-IPPV觀察統(tǒng)計(jì)、RF-IPPV確認(rèn)應(yīng)答，以及業(yè)已大致討論的存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)儲(chǔ)業(yè)務(wù)。
該系統(tǒng)具有兩類(或兩套)傳送頻率，每類中有4個(gè)頻率，它們可以被電纜操作人員以任何方式使用，比如他可選一套用于白天的傳送，而另一套用于夜間的傳送。選擇兩個(gè)頻率類別是因?yàn)殡娎|系統(tǒng)的噪聲隨溫度和時(shí)間變化，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)成容易隨系統(tǒng)和環(huán)境的變化而變化。每種類別選擇四個(gè)頻率是為了用降低傳送碰撞的方法去增加數(shù)據(jù)返回率。再者，利用選擇四個(gè)不同的頻率，在用四個(gè)頻率傳送的情況將降低噪聲相互影響的可能性。這8個(gè)頻率開(kāi)始可通過(guò)頻率分析處理來(lái)確定，其結(jié)果由圖2所示。所示RF處理器僅有四個(gè)接收器，使用四個(gè)頻率，但是可實(shí)施更大的或更少數(shù)量的頻道選擇頻率，而不違反本發(fā)明的原則。在模塊執(zhí)行校準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)允許四個(gè)RF處理器中之一個(gè)在數(shù)小時(shí)的持續(xù)過(guò)程中用于校準(zhǔn)。在模塊未執(zhí)行校準(zhǔn)時(shí)，接收機(jī)能用于數(shù)據(jù)返回。校準(zhǔn)頻率可以是任意指定的頻率，因?yàn)樵擃l率可以從具有四個(gè)數(shù)據(jù)載波頻率的兩個(gè)類別中獨(dú)立地選擇。
系統(tǒng)操作人員起動(dòng)的校準(zhǔn)為了討論，假定從系統(tǒng)管理器起動(dòng)校準(zhǔn)，而不是從終端/模塊起動(dòng)校準(zhǔn)，因?yàn)楹笳邔⒃谙旅嬗懻?。系統(tǒng)管理器將儲(chǔ)存一些有關(guān)RF-IPPV模塊的信息。系統(tǒng)管理器保持同RF-IPPV模塊關(guān)聯(lián)的那些終端的記錄。還儲(chǔ)存了兩個(gè)校準(zhǔn)狀態(tài)位，它們代表那個(gè)模塊a)需標(biāo)準(zhǔn)的;b)響應(yīng)校準(zhǔn)但尚未校準(zhǔn);c)不響應(yīng)校準(zhǔn)請(qǐng)求;或d)適當(dāng)校準(zhǔn)的模塊。以下是一步接一步的校準(zhǔn)操作程序1)系統(tǒng)操作人員檢驗(yàn)一具體終端的校準(zhǔn)狀態(tài)，或請(qǐng)求打印出所有需要它們的RF-IPPV校準(zhǔn)模塊發(fā)送器進(jìn)行校準(zhǔn)的終端(具有指示條件a、b或c的校準(zhǔn)位的模塊)。然后系統(tǒng)管理器根據(jù)FIFO或另外的算法可以確定自動(dòng)校準(zhǔn)哪個(gè)模塊。
2)系統(tǒng)操作人員開(kāi)始校準(zhǔn)一具體的終端/模塊發(fā)送器。系統(tǒng)操作器可自動(dòng)選擇校準(zhǔn)頻率。校準(zhǔn)傳輸長(zhǎng)度是固定的，例如，在系統(tǒng)管理器中為50ms。該傳輸長(zhǎng)度只能通過(guò)系統(tǒng)管理器后門(mén)”加以改變，一旦選定校準(zhǔn)頻率，該頻率可不需要改變;但是系統(tǒng)具有適當(dāng)周期地和自動(dòng)地改變?cè)撔?zhǔn)頻率的靈活性。系統(tǒng)管理器只允許在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)一個(gè)終端/模塊進(jìn)行校準(zhǔn)，以便防止沖突。
3)系統(tǒng)管理器把初始校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息業(yè)務(wù)送到ATX和前端控制器。
4)ATX通過(guò)電纜系統(tǒng)送出僅僅是尋址的校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息。
5)如果包含該事務(wù)處理信息的地址同終端/模塊地址相符，終端處理器將該事務(wù)處理信息傳送到RF-IPPV模塊終端。
6)RF-IPPV開(kāi)始校準(zhǔn)應(yīng)答。模塊用指定傳輸長(zhǎng)度開(kāi)始在需傳送電平上傳送。之后，對(duì)總共8次傳送，該模塊將通過(guò)每一個(gè)其他步驟變到最大電平14。在計(jì)約220ms的每一次傳送時(shí)間之內(nèi)，發(fā)送器將斷開(kāi)。
7)RF處理器接收該模塊校準(zhǔn)傳送并測(cè)量功率電平。在存儲(chǔ)器中處理器已儲(chǔ)存了最佳電平的范圍，這些范圍是在處理器校準(zhǔn)期間確定的。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)在+12dBmV的電平。該處理器確定哪一個(gè)傳輸電平是最佳的。如果傳輸電平過(guò)低，該低電平將被廢除，直到接收到OK電平為止。如果不必要的話，處理器能在兩個(gè)電平之間內(nèi)插。例如假定模塊電平10是最佳的。由于校準(zhǔn)傳送的時(shí)間是固定的，例如一予先確定值為50ms，RF處理器也可用檢查接收到的消息的時(shí)間來(lái)確定是否有步驟丟失。
8)處理器使系統(tǒng)管理器知道響應(yīng)的模塊和電平10是可接受的。
9)系統(tǒng)管理器把校準(zhǔn)參數(shù)送到ATX或/和前端控制器，同時(shí)指定電平10作為這樣一個(gè)電平，在該電平上送一校準(zhǔn)消息。
10)ATX和/或前端控制器通過(guò)電纜系統(tǒng)送尋址的校準(zhǔn)參數(shù)業(yè)務(wù)。
11)如果地址相符的話，該業(yè)務(wù)被送到模塊。這時(shí)，對(duì)于指定傳輸長(zhǎng)度，模塊將只在電平10上傳送(不是8個(gè)可能電平序列的所有電平)。該消息包括一顯示，以便指出這是一單向校準(zhǔn)消息。
12)RF處理器將再次測(cè)量接收到的傳輸電平，并確定它是否仍然可以接受。
13)假定那個(gè)電平是可接受的，RF處理器使系統(tǒng)管理器知道該接收到的電平是可接收的。
14)現(xiàn)在系統(tǒng)管理將校準(zhǔn)參數(shù)送到ATX和/或前端控制器，用電平10作為校準(zhǔn)電平，同時(shí)請(qǐng)求模塊將此電平存到它的NVM中。然后在該電平上系統(tǒng)管理器最后一次請(qǐng)求一校準(zhǔn)消息。
15)ATX和前端控制器通過(guò)電纜系統(tǒng)送一校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息。
16)該事務(wù)處理信息傳送到該模塊。該模塊將所有用于8個(gè)(4個(gè)頻率的2個(gè)類別)傳送頻率的電平10儲(chǔ)存起來(lái)。另外來(lái)自校準(zhǔn)頻道的七個(gè)頻道可以根據(jù)下行斜率/特性通道特性最一般地加以確定，為了從具體編址的機(jī)頂終端進(jìn)行傳送，該特性早已予先確定。模塊必將在被校準(zhǔn)的NVM中，之后，該模塊將送最終的單向校準(zhǔn)消息。如果RF-IPPV處理器使消息有效，系統(tǒng)管理器將改變終端的狀態(tài)為已校準(zhǔn)。
如上所述，這是正常的校準(zhǔn)過(guò)程。如果對(duì)核準(zhǔn)電平事務(wù)處理信息的“高、低和OK”響應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)的，例如當(dāng)在步驟7處檢測(cè)到一個(gè)定時(shí)誤差時(shí)，第四個(gè)可能是“不知道”。這里有一些與正常處理不一致，它能夠在校準(zhǔn)進(jìn)行期間產(chǎn)生。
1)假定該模塊不響應(yīng)系統(tǒng)管理器請(qǐng)求來(lái)啟動(dòng)該校準(zhǔn)過(guò)程。該系統(tǒng)管理器將在一調(diào)整周期進(jìn)行重復(fù)，如果未從該模塊收到響應(yīng)的話。系統(tǒng)管理器將總共三次送該起動(dòng)校準(zhǔn)程序。如果仍然無(wú)響應(yīng)，該系統(tǒng)管理器將該模塊未響應(yīng)校準(zhǔn)的情況儲(chǔ)存起來(lái)。
2)假定該模塊響應(yīng)了該起動(dòng)校準(zhǔn)業(yè)務(wù)，但接收到的電平是不能接受的，RF處理器將使該系統(tǒng)管理器知道，雖然模塊有了響應(yīng)，但電平是不能接受的。該系統(tǒng)管理器將總共三次送該起動(dòng)校準(zhǔn)程序。如果所有接收的電平是不能接收的，則該系統(tǒng)管理器將模塊雖響應(yīng)校準(zhǔn)，但該校準(zhǔn)失敗的情況儲(chǔ)存起來(lái)。
3)假定RF處理器從該模塊收到一可接收的電平。則系統(tǒng)管理器請(qǐng)求該模塊只在可接收的電平上傳送。這時(shí)，該處理器對(duì)于可接收的電平不接收從該模塊來(lái)的校準(zhǔn)信號(hào);或者RF處理器從該模塊收到了該校準(zhǔn)信號(hào)，但是電平是不能接收的。在這種情況下，該系統(tǒng)管理器共三次請(qǐng)求模塊在可接收的電平上傳送。如果處理器從未收到另外的可接受的電平，系統(tǒng)管理器將該模塊響應(yīng)校準(zhǔn)，但仍然需要校準(zhǔn)，而且因此試圖將另外8個(gè)步驟校準(zhǔn)的情況儲(chǔ)存起來(lái)。
現(xiàn)在將說(shuō)明終端/模塊起動(dòng)的校準(zhǔn)程序。該校準(zhǔn)程序除起動(dòng)程序的方式外與以上所述的相同。終端/模塊送一請(qǐng)求校準(zhǔn)消息至RF處理器，以替代該系統(tǒng)操作人員選擇終端/模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。RF處理器能夠根據(jù)包括在消息中的一個(gè)指示確定該終端已起動(dòng)校準(zhǔn)程序。當(dāng)該處理器接收到該消息時(shí)，如上所述，它被送到起動(dòng)該校準(zhǔn)程序的系統(tǒng)管理器。
這里至少有兩種從一個(gè)終端提供起動(dòng)校準(zhǔn)的方法打開(kāi)電源時(shí)，該終端將起動(dòng)校準(zhǔn)，或者當(dāng)用鍵打入一校正鍵序列時(shí)，例如由維護(hù)人員打入該鍵時(shí)，該終端將起動(dòng)校準(zhǔn)。在NVM中有校準(zhǔn)狀態(tài)位，當(dāng)一個(gè)終端未被校準(zhǔn)時(shí)，使用這些狀態(tài)位，該終端可在電源起動(dòng)和人工起動(dòng)校準(zhǔn)之間選擇，該校準(zhǔn)用于提供終端狀態(tài)。
如果該模塊校準(zhǔn)位表示該模塊需要校準(zhǔn)，并且打開(kāi)電源啟動(dòng)的校準(zhǔn)位有效，則當(dāng)終端打開(kāi)電源時(shí)，該終端將開(kāi)始送數(shù)據(jù)到RF處理器，以請(qǐng)求校準(zhǔn)。該模塊將在一個(gè)儲(chǔ)存在NVM中的予定的錯(cuò)誤電平上傳送(最好是在一個(gè)相當(dāng)高的電平上)。對(duì)于第一個(gè)3分鐘，該模塊還將在所有類別1的4個(gè)頻率上隨機(jī)地傳送。如果該終端未從前端收到一校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息，則對(duì)于下一個(gè)3分鐘，該模塊將在所有類別2的4個(gè)頻率上隨機(jī)地傳送。如果該終端仍然未從前端收到一校準(zhǔn)參數(shù)事務(wù)處理信息，則該模塊將停止試圖請(qǐng)求校準(zhǔn)，直到終端/模塊電源取消和再加上為止。對(duì)于每一次打開(kāi)電源，該模塊將請(qǐng)求校準(zhǔn)，直到該模塊被校準(zhǔn)，或者該終端收到廢除打開(kāi)電源起動(dòng)的校準(zhǔn)的事務(wù)處理信息為止。廢除打開(kāi)電源起動(dòng)的校準(zhǔn)的事務(wù)處理信息只有通過(guò)系統(tǒng)管理器后門(mén)才能達(dá)到。
另一方面，如果鍵序列起動(dòng)的校準(zhǔn)有效，則當(dāng)適當(dāng)?shù)逆I序列由該終端鍵鍵入時(shí)，該終端/模塊將開(kāi)始送數(shù)據(jù)到該RF處理器，以便請(qǐng)求標(biāo)準(zhǔn)。一旦該方法有效，則即使該模塊被校準(zhǔn)，仍然能從該終端請(qǐng)求校準(zhǔn)。為起動(dòng)校準(zhǔn)，一安裝人員將需要打入一予定的鍵序列，而且還打入其他鍵。如果完成該特殊鍵序列，則該模塊將送數(shù)據(jù)到要求校準(zhǔn)的處理器，這與所述打開(kāi)電源起動(dòng)的校準(zhǔn)的方式相同。只要鍵入該特殊鍵序列，該模塊將起動(dòng)校準(zhǔn)，直到該鍵序列起動(dòng)的校準(zhǔn)位從前端廢除。該鍵序列起動(dòng)的校準(zhǔn)可由系統(tǒng)操作員來(lái)廢除。一旦該模塊發(fā)送器被校準(zhǔn)，對(duì)于該終端就可以廢除該鍵序列起動(dòng)的校準(zhǔn)。這將防止用戶偶然校準(zhǔn)該模塊。當(dāng)該終端和系統(tǒng)脫離，以便將它移動(dòng)到其他房間時(shí)，則該鍵序列起動(dòng)的校準(zhǔn)應(yīng)再次起動(dòng)。
對(duì)于不同的裝置提供了兩種起動(dòng)校準(zhǔn)的方法，如果用戶從電纜局得到該終端，則該終端將使用打開(kāi)電源起動(dòng)的校準(zhǔn)，因?yàn)橐诡櫩土私膺@些鍵序列似乎不適合。如果電纜安裝人員把終端模塊安裝在用戶家里，則他將使用鍵序列起動(dòng)的校準(zhǔn)。他不能使用打開(kāi)電源起動(dòng)的校準(zhǔn)的主要原因是由于步驟問(wèn)題。當(dāng)一終端已經(jīng)脫離時(shí)，系統(tǒng)管理器將送一事務(wù)處理信息去清除該模塊的校準(zhǔn)狀態(tài)。當(dāng)該終端履行下一個(gè)打開(kāi)電源序列時(shí)，這將允許該終端開(kāi)始打開(kāi)電源起動(dòng)的校準(zhǔn)。如果在該終端能夠從一個(gè)房間移到相鄰房間而不返回到系統(tǒng)前端以前，該序列產(chǎn)生，則模塊可以校準(zhǔn)，而且校準(zhǔn)狀態(tài)將指示出它已被校準(zhǔn);因此，該終端將不依靠打開(kāi)電源來(lái)起動(dòng)校準(zhǔn)。
在一終端顯示器上可提供RF-IPPV模塊校準(zhǔn)顯示;這主要對(duì)安裝人員有好處。這樣顯示的目的是防止以后的故障呼叫。對(duì)于這樣一種顯示的一種實(shí)施方法是在該將顯示的模塊內(nèi)提供一個(gè)額外的LED，只要該模塊已被校準(zhǔn)，它就指示。另外的建議是采用終端的診斷模式去讀出一個(gè)專用碼。
如已經(jīng)說(shuō)明的那樣，校準(zhǔn)消息一般包括正在作出響應(yīng)的機(jī)頂終端的地址，傳送電平以及在那個(gè)電平上的10，000HZ的信號(hào)。如果不是這樣，該終端可請(qǐng)求傳送一個(gè)已知的偽隨機(jī)信息，按照該消息，比特誤碼率的計(jì)算可以在RF-IPPV處理器上加以確定。按照這種方式，對(duì)于該數(shù)據(jù)信道，用自動(dòng)測(cè)試方法，比特誤碼率(BER)可以進(jìn)行計(jì)算，而不要求任何特殊測(cè)試設(shè)備，或者安裝人員訪問(wèn)用戶家。比特誤碼率測(cè)試可以由系統(tǒng)管理器起動(dòng)，并且把列表的結(jié)果在圖14所示的另一路RF-IPPV處理器顯示器中顯示。因此，比特誤差碼率結(jié)果可由系統(tǒng)管理器用于選擇數(shù)據(jù)信道頻率。
業(yè)已描述的是本發(fā)明的最佳實(shí)施例。其他的實(shí)施例對(duì)本專業(yè)普通人員將是明顯的。本發(fā)明并不局限這里描述的實(shí)施例，而僅僅由附加的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.在一個(gè)雙向電纜電視系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括用于通過(guò)電纜電視信號(hào)分配系統(tǒng)來(lái)控制多個(gè)遠(yuǎn)地的電視終端的系統(tǒng)管理器，自動(dòng)校準(zhǔn)特定的最佳發(fā)送電平的裝置，用于從各遠(yuǎn)地的終端向系統(tǒng)管理器發(fā)送數(shù)據(jù)，自動(dòng)電平校準(zhǔn)裝置包括位于每個(gè)遠(yuǎn)地終端的可編程的發(fā)送裝置，該裝置響應(yīng)系統(tǒng)管理器產(chǎn)生的可尋址的命令，在特定的頻率發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度電平變化的信號(hào)序列，連接在系統(tǒng)管理器的可編程的接收裝置，該裝置用于接收特定校準(zhǔn)頻率的信號(hào)序列，并確定接收信號(hào)序列的每個(gè)接收信號(hào)電平的接收信號(hào)強(qiáng)度指示，與系統(tǒng)管理器相連的控制器，該控制器根據(jù)可編程接收裝置接收的信號(hào)序列，在校準(zhǔn)頻率上確定可編程發(fā)送裝置工作的最佳發(fā)送電平。
2.按照權(quán)利要求1的自動(dòng)電平校準(zhǔn)裝置，該可編程發(fā)送裝置還用于在多個(gè)可選擇的頻率中的任一頻率上發(fā)送信號(hào)序列，該可編程發(fā)送裝置響應(yīng)該控制器，確定工作在多個(gè)可選擇頻率中的每個(gè)頻率的最佳傳輸電平。
3.按照權(quán)利要求1的自動(dòng)電平校準(zhǔn)裝置，該傳輸電平序列包括八個(gè)電平，而且最佳是與約12dBmV的最佳接收電平有關(guān)。
4.按照權(quán)利要求1的自動(dòng)電平校準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)頻率最好是從T8頻段高頻部分的頻率中選擇。
5.按照權(quán)利要求1的自動(dòng)電平校準(zhǔn)裝置，該信號(hào)序列包括八個(gè)傳輸電平，而且最佳電平是與第一個(gè)反向放大器從電視終端接收信號(hào)強(qiáng)度的要求電平有關(guān)。
6.按照權(quán)利要求1的自動(dòng)電平校準(zhǔn)裝置，該可編程接收裝置包括用于接收可編程發(fā)送裝置的數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)據(jù)信道接收器，與多個(gè)數(shù)據(jù)信道接收器的每個(gè)接收器相連的接收信號(hào)指示器，它包括用于指示每個(gè)數(shù)據(jù)信道接收器的信號(hào)強(qiáng)度的校準(zhǔn)信道頻率接收器，和與校準(zhǔn)信道頻率接收器相連的信號(hào)強(qiáng)度分析器，用于分析與校準(zhǔn)信道頻率接收器相連的接收信號(hào)強(qiáng)度指示器在校準(zhǔn)信道頻率接收的信號(hào)強(qiáng)度。
7.在一個(gè)雙向電纜電視系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括用于通過(guò)電纜電視信號(hào)分配系統(tǒng)控制多個(gè)遠(yuǎn)地電視終端的系統(tǒng)管理器，從遠(yuǎn)地終端向系統(tǒng)管理器發(fā)送數(shù)據(jù)用于自動(dòng)校準(zhǔn)特定的最佳發(fā)送電平的方法，自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法包括以下步驟從系統(tǒng)管理器向特定的遠(yuǎn)地終端傳送一個(gè)尋址命令，以便在一個(gè)特定的校準(zhǔn)頻率發(fā)送傳輸電平變化的信號(hào)序列，如果與該命令一起傳送的地址與該終端相關(guān)的地址相符，就從遠(yuǎn)地終端以變化的傳輸電平發(fā)送信號(hào)序列，系統(tǒng)管理器在該特定的校準(zhǔn)頻率上接收該信號(hào)序列，為每個(gè)接收的傳輸電平序列的接收信號(hào)確定接收信號(hào)電平強(qiáng)度的指示，和為尋址的遠(yuǎn)地終端的傳輸確一個(gè)最佳的發(fā)送電平。
8.按照權(quán)利要求7的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法還包括初始步驟從該特定的遠(yuǎn)地終端向系統(tǒng)管理器發(fā)出一個(gè)校準(zhǔn)請(qǐng)求。
9.按照權(quán)利要求8的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，該校準(zhǔn)請(qǐng)求初始步驟是響應(yīng)該特定遠(yuǎn)地終端的初始啟動(dòng)的。
10.按照權(quán)利要求8的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，該校準(zhǔn)請(qǐng)求初始步驟是在預(yù)定的時(shí)間期間內(nèi)響應(yīng)特定終端的預(yù)定按鍵順序的動(dòng)作的。
11.按照權(quán)利要求7的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，其中信號(hào)序列的傳輸步驟包括發(fā)送一個(gè)校準(zhǔn)消息，該消息包括特定的遠(yuǎn)地終端的地址，在每個(gè)信號(hào)傳輸電平上的信號(hào)和每個(gè)信號(hào)傳輸電平的指示。
12.按照權(quán)利要求11的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，其中每個(gè)校準(zhǔn)消息是相等預(yù)定長(zhǎng)度的消息。
13.按照權(quán)利要求7的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，還包括在系統(tǒng)管理器始發(fā)一個(gè)校準(zhǔn)請(qǐng)求的初始步驟。
14.按照權(quán)利要求13的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，系統(tǒng)管理器響應(yīng)接收信號(hào)強(qiáng)度指示確定步驟，對(duì)一個(gè)特定的遠(yuǎn)地終端始發(fā)校準(zhǔn)請(qǐng)求。
15.按照權(quán)利要求7的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，接收信號(hào)強(qiáng)度指示確定步驟包括接收信號(hào)強(qiáng)度與最佳佳信號(hào)強(qiáng)度電平進(jìn)行比較的步驟，該信號(hào)強(qiáng)度指示對(duì)應(yīng)于該比較的結(jié)果。
16.按照權(quán)利要求7的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，最佳發(fā)送電平確定步驟包括當(dāng)兩個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度指示落入一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，在兩個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度指示之間的插值步驟。
17.按照權(quán)利要求7的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，還包括以下步驟從系統(tǒng)管理器向特定遠(yuǎn)地終端發(fā)送第二尋址命令，使該遠(yuǎn)地終端以最佳傳輸電平發(fā)送單個(gè)信號(hào)，和驗(yàn)證接收的單個(gè)信號(hào)是否是最佳傳輸電平。
18.按照權(quán)利要求17的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，還包括步驟在該特定遠(yuǎn)地終端存儲(chǔ)最佳傳輸電平。
19.按照權(quán)利要求7的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，還包括步驟在系統(tǒng)管理器中保持從該特定遠(yuǎn)地終端接收的每個(gè)信息的接收信號(hào)強(qiáng)度指示，和為數(shù)據(jù)信道頻率確定該數(shù)據(jù)信道頻率相對(duì)于信號(hào)強(qiáng)度指示的斜率特性曲線。
20.按照權(quán)利要求20的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，還包括步驟響應(yīng)該斜率特性曲線，為每個(gè)數(shù)據(jù)信道確定一個(gè)最佳的發(fā)送電平。
21.按照權(quán)利要求7的自動(dòng)電平校準(zhǔn)方法，最佳發(fā)送電平確定步驟包括為每個(gè)數(shù)據(jù)信道確定一個(gè)最佳發(fā)送電平的步驟。
全文摘要
自動(dòng)電平校準(zhǔn)裝置，用于從電纜電視終端向電纜電視系統(tǒng)的前端傳送數(shù)據(jù)，該裝置包括該終端的可編程發(fā)送裝置，在前端的可編程接收裝置和校準(zhǔn)控制器。響應(yīng)前端的尋址命令，可編程發(fā)送裝置以特定的校準(zhǔn)頻率返回一個(gè)電平序列。該可編程接收裝置確定該電平序列的每個(gè)電平的接收信號(hào)強(qiáng)度指示。該控制器確定從該終端的最佳傳輸電平。
文檔編號(hào)H04N7/173GK1056787SQ9110247
公開(kāi)日1991年12月4日 申請(qǐng)日期1991年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月20日
發(fā)明者R·J·拜爾斯, C·R·布蘭姆霍爾, G·S·德登, R·J·愛(ài)德華斯, 小·R·T·哈曼, D·J·霍德, D·R·亨特利, A·J·肯尼迪, 小·E·L·麥金蒂, 小·J·C·麥克馬倫, D·J·納達(dá), R·J·肖布斯, J·M·斯蒂爾, A·J·瓦謝萊夫斯基, L·E·威斯特, D·S·懷特 申請(qǐng)人:亞特蘭大科研公司