在移动卫星通信的组3 传真中专有和增强 能力的设备 本发明涉及传真通信系统，尤其是涉及组3(Group3)传真移动通信系统传真。
在采用传真接口单元(FIU)的Inmarsat系统中目前提供了组3传真传输。提出FIU概念的目的是允许通过Inmarsat卫星网络经公共交换电话网(PSTN)将多个“现成的”传真终端互相连接，使组3传真点对点协议能转换为点对多点操作，使移动卫星系统中遇到的较长传输延迟得到补偿，以及使传真通话恢复过程能成功地与卫星通道的错误检测和恢复机制联系在一起。关于传真接口单元(FIU)的进一步讨论，请参阅为参考而纳入本文的以下文献；申请日为1991年6月25日的美国申请07/720,990，申请日为1991年9月4日的美国专利申请07/754,785和申请日为1992年8月27日的美国申请07/935,787。
本发明提供一种传真通信系统，它包括上面所述的传真接口单元概念的三种推广。按照本发明的第一个实施例，传真通信系统包括一项对于如传真压缩之类增强的FIU能力的可用性以可相互操作和向后兼容方式作出处理的技术，而不需Inmarsat的类型认可。按照本实施例，“一种特殊能力控制八位位组”附加在例如Inmarsat-M系统中使用的线路控制数据包上。
按照本发明的第二实施例，通过在Inmarsat-M，Inmarsat-B，Inmarsat-Aeronautical或其它采用传真信号解调原理的类似系统中使用“高速平定(pacifying)”序列来扩展组3传真终端的传输延迟容限。
本发明的第三实施例提供了一个用于在无线传送操作期间提高传真通话建立速率地系统。按照这个实施例，系统使固定地面站和呼叫的PSTN传真终端之间的通信与从多个移动地面站和多个移动传真终端之间进行的通信无关。本发明的这个实施例供给Inmarsat-M，Inmarsat-B，Inmarsat-Aeronautical系统使用。
图1是按照本发明的实施例用于传真传输的网络配置框图；
图2(a)和图2(b)是表示按照本发明的实施例的传真数据通道的结构示意图；
图3是线路控制数据包的带内结构的示意图；
图4是按照本发明修改的线路控制数据包的示意图；
图5是表示标志序列用法的示意图；
图6也是表示标志序列用法的示意图；
图7是表示单页面无线传送通话协议的实例示意图；
图8是表示修改单页面无线传送通话协议的实例示意图。
目前在使用多个传真接口单元(FIU)的Inmarsat系统中提供组3传真终端。如上所述，提出FIU概念是为了允许通过Inmarsat卫星网络经公共交换电话网(PSTN)将多个“现成的”传真终端互相连接，使组3传真点对点协议能转换为点对多点操作，使移动卫星系统中遇到的较长传输延迟得到补偿，以及使传真通话恢复过程能成功地与卫星通道的错误检测和恢复机制联系在一起。
为了完成这些功能，FIU包括两个协议即：核心协议，该协议允许将组3传真协议转换成满足移动设施的需要；和传真卫星通道转换协议，该协议用于允许传真用户数据和控制信号在Inmarsat的移动数据通道上传送。
在数字卫星移动网上传送组3传真需要将话音频带的传真信号转换为基带波形。对于基地固定的传真终端设备(FTE)用户(即陆地、海岸或地面)，FIU通常是固定的地面站(FES)设备的一部分，如例如图1的网络配置所示。如图1所示，FES包括一个设备分配处理器，一个数字话音编码和解码组合电路，一个FIU，一个多路转换器(MUX)和通道单元以及一站控制单元。对于移动(陆地移动，船载或空载用户，FIU通常是移动地面站(MES)的一部分。如图1所示，MES也包括一个MUX和通道单元，一个数字话音编码和解码组合电路，一个站控制单元和一个FIU。
根据惯例，当一个信号正在从PSTN传真终端单元(FTE)发送到移动的FTE时，固定地面站(FES)的FIU被称作解调FIU而移动地面站(MES)的FIU被称作再调制FIU。类似地，当一个信号正在以相反方向从移动的FTE发送到PSTE FTE时，FES FIU被称作再调制FIU而MES FIU被称作解调FIU。
这些FIU完成三个基本功能。首先，FIU对输入信号波形进行处理并且将这些输入信号波形从话音频带域转换为基带域以便通过在FTE至卫星方向上解调传真话音频带信号来在数字卫星通道上发送。接着，FIU将通过卫星通道接收的数字信号再调制，这样就将这些接收到的信号从基带域转换为话音频带域。然后，FIU在卫星至FTE方向上将话音频带信号传送到用户终端，最后，FIU完成协议转换从而使组3传真协议变成与三种基本Inmarsat设施配置的运送通道的系统规定参数兼容。
为了完成协议转换功能，FIU使用预定的一套转换程序。由本发明所述的FIU协议的特征是以下三方面的具体化：
对不同类型传真信号的识别，解调和判读以及这些信号与有关的线路状态信令一起在卫星通道上的传送。
为了补偿在一般移动系统中尤其是Inmarsat系统中遇到的访问和运送线路传输的较长延迟而采取的措施；以及
从CCITT推荐书T.30的点对点协议特性到点对多点即无线传送操作的转换。
传真接口功能的核心特征是对来自FTE的不同信号的类型的解调和识别，这些信号后续处理和在卫星通道上的传送，以及这些信号与Inmarsat-M系统中的线路状态信令数据包的联系。
FIU检测所有进入电话通道的信号并且当可能用基带表示时解调这些被检测的信号。这些信号包括按照V.21调制方案编码的所有FTE到FTE控制信号和按照V.29或V.27ter调制方案编码的用户图像数据。FIU在卫星通道上仅传送传真传送所独有的信号(即图像数据和控制信号的信息段)。包含大量冗余信息的解调信号(如V.21信号的段首标记)不被传送而是(通过再调制FIU)在卫星到FTE方向上被再生。
线路状态信令是FIU概念的关键特征，因为不能单独地根据用户数据而不提供与这些信号有关的电话线路状态的额外信息来正确地再调制不同基带类型的控制和图像信号。
这个线路状态信息以数据包化的格式在Inmarsat-M的FIU之间传送。在Inmarsat设施中共使用如下规定的七种不同的线路状态：
线路状态控制表示 电话线路状态
空闲 在电话电路上没有信号；
CED连接： 在电话电路上的2100Hz被呼叫站识别(CED)信号；
二值编码信号连接：在电话电路上的300比特/秒(非段首标记)的二进制
编码的过程性信号；
电话信令音调： 在电话电路上的电话信令音调，如振铃音调和盲音
音调；
同步信号连接： 在电话电路上的调制解调器同步(或训练training)信
号；
段首标记连接： 在电话电路上的300比特/二进制编码的段首标记信
号；以及
消息连接： 在电话电路上的传真消息或训练检查TCF信号。
在Inmarsat-M系统中，传真传输采用的通道包括2.4千比特/秒SCPC数据通道，该数据通道在前向纠错(FEC)和成帧之后被以8千比特/秒编码。Inmarsat-M数据通道的结构如图2(a)和2(b)所示。
从数字通道的子字段结构可以得出FIU以72比特为一组(图2(a)和2(b))向卫星发送或接收来自卫星的数字信号。FIU系统将每个72比特的子字段在内部划分为9个8比特的数据单元(图2(b))。
在Inmarsat-M设施中，所有2400比特/秒高速消息信号(即图像信息和训练检查-TCF信号)和300比特/秒二值编码过程性信令的所有非段首标记信号以解调的数字数据流的形式传送到远距离的FIU。
而且，存在的其它信号如CED2100Hz音调、V.21调制的段首标记信号和信号活动区间内存在的空闲周期，通过2400比特/秒数据通道频带内携带的线路状态控制代码被从解调FIU传送到再调制FIU。在这些情况下，有关的用户数据子字段用二进制全“零”数据填充。
在Inmarsat-M系统中，线路状态的表示(indications)作为“线路控制数据包”在2.4千比特/秒数据通道上传输。线路控制数据包在发生线路状态改变处产生，并且总是先于数字通道上传送的(有关线路新状态的)信息。然后线路控制数据包中的表示适用于随在其后的卫星通道上的所有有关的8位数据单元直到产生新的线路控制数据包。
由于这些数据包在2.4千比特/秒的数据通道通带内传送，所以数据包由解调FIU产生并且由再调制FIU除去，在Inmarsat-M系统中，线路控制数据包通过将18个数据单元分成两部分而构成，如图3所示。第一部分的9个数据单元全由“1”序列组成并且用作线路控制段首标记以说明随在其后的9个数据单元包含线路状态改变信息。第二部分的9个数据单元由18次重复的线路新状态的适当代码组成。
为了提供识别具有(如图像压缩之类的)增强或专有能力的FIU系统的能力，本发明提供一种系统使得两个正在通信的FIU能够以向后兼容的方式彼此识别。
根据本发明，这是通过附加在被选类型的线路控制数据包末尾的特殊能力控制八位位组(SCCO)来实现的。为了说明本发明的这个特征，需注意某些线路控制数据包(如空闲、段首标记、CED和同步连接)与解调制FIU端信号的再生有关。对于这些线路控制，在卫星通道上没有用户数据被传送，作为替代，卫星通道被二进制全“0”数据填充。
详细说，可以利用通道二进制全“0”结构按顺序从一个FIU向另一个FIU传递少量信息(SCCO)。因为SCCO只占据通道容量的一小部分，所以对于非增强的FIU，SCCO的存在会作为数字传输质量降低(比特差错)出现。然而，由于SCCO是被特殊定义的，对于增强的FIU，该SCCO将作为来自增强的FIU系统的识别码出现。这个特殊的线路控制数据包的结构如图4所示。
特殊能力控制八位数组的确切内容可以由除二进制“00000000”以外的任何独特的字来定义。
除了SCCO的结构之外，还需定义完成识别过程所采用的顺序。在Inmarsat-M系统中，通过将SCCO附加在(CED连接和与DIS信号有关的段首标记连接)这两个线路控制数据包的每个数据包上，与被呼叫FTE系统相关的FIU将它的增强(或专有)能力告知与呼叫的FTE系统相关的FIU。
在接收到两个特殊能力控制八位数组之后，通过将SCCO附加在与DCS信号有关的段首标记连接和与训练检查信号(TCF)有关的同步连接这两个线路控制数据包的每一个数据包上，与呼叫的FTE系统相关的FIU反过来将它自己的增强(或专用)能力状态告知与被呼叫FTE系统相关的FIU。
通信的专有模式在消息传送之前进入，所以可以应用图像压缩算法。
为了补偿Inmarsat系统中遇到的较长的终端到终端的延时，已经开发了特别用于扩展组3传真终端操作定时容差的信号单元。这些信号单元包括传送一系列重复的300比特/秒V.21调制的HDLC“标志”，这些标志从FIU-1(图5)送到近端FTE-1。这里有两个与使用标志序列有关的关键特性，即序列的产生和序列的结束。
每当FTE-1发出命令而在规定的超时区间之内没有收到来自FTE-2的预期响应时，FIU-1产生标志序列。每当经卫星通道收到预期的信号或者FIU-1产生的标志序列已持续一段规定的时间周期时，则标志序列结束。当经卫星通道接收到FTE-2产生的实际信号时，该信号与FIU-1标志串连在一起作为一个信号出现在接收端FTE-1。这个过程如图5所示。标志序列仅随与CCITT推荐书V.21调制的段首标记有关的信号而产生。结果，标志序列在具有(按CCITT推荐书V.27ter，V.29，V.17，V33等调制的)高速信号的情况下无效。
按照本发明的第二实施例，定义了一个增强的“标志”。这个增强的标志可以更确切的叫作“高速平定序列”它包括一后面跟随有传送CCITT推荐书T.4“填充”字符(二进制全“零”)的同步序列。
详细说，期望经卫星通道从FTE-2收到高速消息信号的FIU-1在收到实际信号之前开始(向FTE-1)传送其后接着传送多个“零”字符的调制解调器同步序列。一旦收到实际信号，该实际信号与已经传送到接收端(被呼叫的)FTE-1的所述多个零字符串联。应注意，在这种情况下，不顾经卫星通道接收的同步连接线路控制表示。
该过程如图6所示，并且这个过程可适用于全部三个相应的Inmarsat系统：Inmarsat-B，Inmarsat-M及Inmarsat-Aeronautical。这个过程也可适用于其它基于传真解调的系统包括AMSC和AUSSAT移动卫星系统、欧洲GSM数字移动无线系统和其它数字蜂窝系统。
本发明的第三实施例涉及无线传送系统。按照此第三实施例，定义了一种通用方法，使得对于Inmarsat-B，Inmarsat-M和Inmarsat-Aeronautical系统，点到点CCITTT.30诸协议能够在点到多点模式(无线传送)中运行。这些协议的两个关键特征如下：
由固定的FIU而不是移动的FTE对DIS：确认接收(CFR)和消息确认(MCF)的产生。因此在这个过程中假设训练和到被呼叫的移动的FTE的图像传输总是成功的。
对由固定FIU产生的信号作出响应的精确定时和该信号的长度。这使得最快和最慢作出响应的移动FTE都能与发送(PSTE)FTE同步。
在呼叫建立以后，可适用于点到多点通讯的协议信号交换的例子如图7所示。从该图中要注意到固定的FIU装有一整套CCITT T.30协议，因为它与PSTN(无线传送的)FTE的通信是直接的而不是透明的。
当DCS信号没有在移动终端的期望的“时间窗口”之内收到时，无线传送通信中有时显露的特有困难是不同的移动FTE设置到响应使用不同次数“振铃”的呼叫，这样就使得难于同步呼叫与被呼叫的终端。
按照这个实施例，提供一个可替换的协议，当与“高速平定序列”结合时，该协议允许消除“时间窗口”的限制。
图8表示这个协议。这个新的无线传送协议的关键特征是固定基地FIU产生的DIS和移动基地FIU产生的DCS的诸共有能力的配合使用。这表明，通常情况下，FIU产生的DIS信号和FIU产生的DCS信号二者都必须只传送基本能力。