СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ ВЫВОДА ДАННЫХ ИЗ СВЕРТОЧНОГО КОДЕРА ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТИ ВВОДА ДАННЫХ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПЕРВОГО УСТРОЙСТВА СВЯЗИ С ПОМОЩЬЮ ВТОРОГО УСТРОЙСТВА СВЯЗИ

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ ВЫВОДА ДАННЫХ ИЗ СВЕРТОЧНОГО КОДЕРА ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТИ ВВОДА ДАННЫХ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПЕРВОГО УСТРОЙСТВА СВЯЗИ С ПОМОЩЬЮ ВТОРОГО УСТРОЙСТВА СВЯЗИ 


RU (11) 2128397 (13) C1

(51) 6 H04B7/005 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1999.03.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 95120216/06 
(22) Дата подачи заявки: 1994.11.22 
(31) Номер конвенционной заявки: 156.125 
(32) Дата подачи конвенционной заявки: 1993.11.22 
(33) Страна приоритета: US 
(45) Опубликовано: 1999.03.27 
(56) Аналоги изобретения: US 5103459 А, 07.04.92. US 5056109 А, 08.10.91. US 4885798 А, 05.12.89. WO 95/19664 А1, 20.07.95. EP 548939 А, 30.06.93. SU 1524188 А, 23.11.89. 
(71) Имя заявителя: Кволкомм Инкорпорейтед (US) 
(72) Имя изобретателя: Уитли Чарльз Э. III (US); Пейдовани Роберто (US); Зехави Эфраим (IL) 
(73) Имя патентообладателя: Кволкомм Инкорпорейтед (US) 
(85) Дата соответствия ст.22/39 PCT: 22.08.95 
(86) Номер и дата международной или региональной заявки: US 94/13595 (22.11.94) 
(87) Номер и дата международной или региональной публикации: WO 95/15038 (01.06.95) 
(98) Адрес для переписки: 193036 Санкт-Петербург а/я 24, НЕВИНПАТ Патентный поверенный Поликарпов А.В. 

(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ ВЫВОДА ДАННЫХ ИЗ СВЕРТОЧНОГО КОДЕРА ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТИ ВВОДА ДАННЫХ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПЕРВОГО УСТРОЙСТВА СВЯЗИ С ПОМОЩЬЮ ВТОРОГО УСТРОЙСТВА СВЯЗИ 

Способ позволяет каналу связи иметь входной сигнал с более высокой скоростью передачи данных при поддержании постоянной скорости данных выходного сигнала, что является техническим результатом. Входной сигнал данных сначала сверточно кодируется для получения множества сверточно кодированных сигналов. Каждый из сверточнo кодированных сигналов содержит множество символов данных. Каждый символ этих данных повторяется заданное число раз, чтобы получить последовательность данных повторяющегося кода с заданной и постоянной скоростью передачи. Затем последовательность данных выкалывается так, что символы в заданных местах удаляются, и формируется последовательность данных с заданной и постоянной скоростью передачи, более низкой, чем у исходной последовательности данных. Для получения последовательности данных кодированные сигналы с повторяющимися символами данных мультиплексируются. 3 c. и 5 з.п.ф-лы., 5 ил., 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к системам связи и, в частности к управлению мощностью в системе связи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов.

Федеральная комиссия связи США регламентирует использование спектра радиочастот, решая, какая из отраслей получит разрешение на использование определенных частот. Поскольку спектр радиочастот ограничен, то лишь небольшая его часть может быть выделена каждой отрасли. Поэтому выделенный спектр должен использоваться эффективно, с тем чтобы позволить как можно большему числу пользователей иметь к нему доступ.

Методы модуляции с многостанционным доступом являются одними из наиболее эффективных методов использования спектра радиочастот. Примерами таких методов модуляции являются многостанционный доступ с временным разделением каналов, многостанционный доступ с частотным разделением каналов и многостанционный доступ с кодовым разделением каналов.

Модуляция на основе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов использует для передачи информации метод расширенного спектра. Система с расширенным спектром использует метод модуляции, который расширяет спектр передаваемого сигнала до широкой полосы частот. Эта полоса частот обычно значительно шире минимальной полосы, требуемой для передачи сигнала. Метод расширенного спектра реализуется с помощью модуляции каждого информационного сигнала в основной полосе частот уникальным широкополосным расширяющим кодом. Благодаря использованию этого метода, сигнал, занимающий полосу всего лишь в несколько килогерц, может быть расширен до полосы более мегагерца. Типичные примеры методов расширения спектра можно найти в книге Spread Spectrum Communications, Volume i, M.K. Simon, Chap.5, pp. 262-358.

Расширение спектра передаваемого сигнала обеспечивает своего рода частотное разнесение. Так как обычно лишь 200-300 кГц полосы сигнала подвергается воздействию частотно-селективного замирания, остальная часть спектра сигнала им не поражается. Поэтому приемник, который принимает сигнал с расширенным спектром, будет менее чувствителен к замираниям.

В системе радиотелефонной связи на основе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов несколько сигналов одновременно передаются на одной и той же частоте. Конкретный приемник определяет, какой сигнал предназначен именно для него, с помощью уникального расширяющего спектр кода, который содержится в сигнале. Сигналы на этой же частоте без такого уникального расширяющего кода, предназначенного для этого конкретного приемника, рассматриваются им как шум и игнорируются.

Типичный известный передатчик системы на основе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов, предназначенный для использования в обратном канале системы радиотелефонной связи, показан на фиг.1. Обратным каналом является линия от подвижного терминала к базовой станции. Цифровой сигнал в основной полосе частот первоначально формируется вокодером (речевым кодером/декодером). Вокодер 100 преобразует в цифровую форму аналоговый сигнал речи или данных, используя известные методы кодирования, например, метод кодирования с линейным предсказанием и кодовым возбуждением.

Цифровой сигнал в основной полосе частот подается на вход сверточного кодера 101 с определенной скоростью, например, 9600 бит/с. Кодер 101 осуществляет сверточное кодирование, преобразуя биты входных данных в символы выходных данных с фиксированной скоростью кодирования. Например, кодер 101 может кодировать биты данных с фиксированной скоростью кодирования, преобразуя один бит данных в три символа данных, так что этот кодер будет подавать на выход символы данных со скоростью 28800 символов/с при скорости на входе 9600 бит/с.

Символы данных с выхода кодера подаются на вход устройства 102 перемежения. Устройство 102 перемежения скремблирует символы для того, чтобы не терялись смежные символы. Поэтому, если в канале связи будет потеряно более одного символа, то код, исправляющий ошибки, будет способен восстановить информацию. Символы данных вводятся в устройство 102 перемежения в виде матрицы, столбец за столбцом, а выводятся строка за строкой. Перемежение происходит с той же самой скоростью следования символов данных, 28800 символов/с, с которой символы данных вводились.

Перемеженные символы данных подаются на вход модулятора 104. Модулятор 104 формирует из перемеженных символов данных последовательность функций Уолша фиксированной длины. При передаче сигналов с помощью 64 ортогональных функций перемеженные символы данных группируются в комбинации по шесть, чтобы выбрать одну из 64 ортогональных функций для представления комбинаций из шести символов данных. Эти 64 ортогональные функции соответствуют функциям Уолша из матрицы Адамара размером 64х64 элемента, в которой функция Уолша является отдельной строкой или столбцом. Модулятор формирует на выходе последовательность функций Уолша, соответствующую входным данным с фиксированной скоростью следования символов, эта последовательность подается на один из входов сумматора 107, выполненного на логическом элементе "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ".

Генератор 103 псевдослучайной последовательности использует длинную псевдослучайную последовательность для генерации последовательности символов, зависящей от конкретного абонента. В подвижном радиотелефоне, имеющем электронный порядковый номер, этот номер может подаваться на схему "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" вместе с длинной псевдослучайной последовательностью с целью формирования последовательности, характерной именно для этого абонента системы радиотелефонной связи. Генератор 103 длинной псевдослучайной последовательности получает на свой вход и выводит данные с расширяющим коэффициентом системы. Выходной сигнал генератора 103 псевдослучайной последовательности подается на сумматор "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ".

Далее символы, расширенные функцией Уолша по спектру, расширяются при помощи обработки в синфазном и квадратурном каналах. Символы подаются на входы сумматоров 108 и 109, которые формируют пару коротких псевдослучайных последовательностей. Первый сумматор 108 суммирует посредством операции "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" символы, расширенные функцией Уолша, и синфазную (I) последовательность 105, в то время как второй сумматор 109 складывает символы, расширенные функцией Уолша, с квадратурной (Q) последовательностью 106.

Полученные в результате кодовые последовательности с расширенным спектром синфазного I и квадратурного Q каналов используются для осуществления двухпозиционной фазовой манипуляции квадратурной пары синусоид путем управления уровнем их мощности. Затем синусоидальные выходные сигналы суммируются, фильтруются полосовым фильтром, преобразуются в диапазон радиочастот, усиливаются, фильтруются и излучаются антенной.

Типичный известный передатчик, используемый в прямом канале (линии от базовой станции к подвижному терминалу) в радиотелефонной системе на основе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов, сходен с передатчиком обратного канала и показан на фиг.4. Различие между передатчиками прямого и обратного каналов заключается в добавлении в передатчик прямого канала генератора 401 функций Уолша и мультиплексора 420 бита управления мощностью, включенного между сумматором 107 сигнала генератора псевдослучайной последовательности и сумматорами 108 и 109, расширяющими спектры сигналов синфазного и квадратурного каналов.

Мультиплексор 420 вставляет бит управления мощностью на место другого бита в кадре. Подвижный терминал знает положение этого бита и ищет его в данном месте. Например, бит "0" дает команду подвижному терминалу увеличить свой средний уровень выходной мощности на заданную величину, а бит "1" дает команду подвижному терминалу уменьшить свой средний выходной уровень на заданную величину.

Генератор 401 для выбора канала с кодовым разделением подключен к сумматору 402 и подает на него определенную функцию Уолша. Генератор 401 подает одну из 64 ортогональных функций, соответствующих 64 функциям Уолша из матрицы Адамара размером 64х64 элемента, в которой функция Уолша является отдельной строкой или столбцом матрицы. Сумматор 402 использует определенную функцию Уолша, подаваемую на его вход генератором 401 кодового разделения каналов, для преобразования символов входных скремблированных данных в символы данных со спектром, расширенным функцией Уолша. Символы данных со спектром, расширенным функцией Уолша, выводятся из сумматора 402, выполненного на схеме "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ", и подаются на сумматоры, используемые для расширения спектра в синфазном и квадратурном каналах, с фиксированной частотой следования элементов 1.2288106 элементов/с.

Подвижный терминал может помогать базовой станции управлять мощностью в прямом канале посредством передачи сообщения об управлении мощностью на базовую станцию по обратной линии. Подвижный терминал собирает статистические данные о своих характеристиках ошибок и информирует о них базовую станцию с помощью сообщения об управлении мощностью. Затем базовая станция может соответственно подстроить свою мощность для конкретного абонента.

При описанном выше способе управления мощностью возникает проблема, заключающаяся в том, что сообщение об управлении мощностью в прямой линии заменяет биты речи или данных и тем самым понижает качество речи или пропускную способность при передаче данных. Это существенно ограничивает частоту, с которой подвижные станции могут посылать сообщения об управлении мощностью на базовую станцию, и, в свою очередь, частоту, с которой базовая станция может подстраивать выходную мощность для определенного подвижного терминала. Высокая частота коррекции мощности передачи позволила бы базовой станции настраивать мощность передачи для каждой отдельной подвижной станции на минимальный уровень, необходимый для обеспечения заданного качества канала. При минимизации каждой отдельной мощности передачи минимизируются также и суммарные создаваемые помехи, что позволяет увеличить емкость системы. Следовательно, имеется потребность в коррекции выходной мощности передатчика с более высокой частотой без существенного ухудшения качества данных при передаче.

Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет передатчику корректировать на покадровой основе выходную мощность для каждой подвижной станции, с которой он поддерживает связь. Способ реализуется посредством обратной связи от подвижной станции к базовой станции. Посредством обратной связи подвижная станция информирует базовую станцию, правильно или неправильно принимаются кадры, такая информация включается в каждый кадр данных, передаваемых на базовую станцию.

Согласно способу сначала определяется, должна ли быть увеличена или уменьшена выходная мощность передатчика, с которым устанавливается связь. Затем, согласно способу, этому передатчику передают информацию для соответствующего изменения его мощности, с помощью включения битов управления мощностью в каждый кадр передаваемых данных.

Другой вариант способа в соответствии с настоящим изобретением позволяет линии связи получать входной сигнал с более высокой скоростью передачи данных при сохранении выходного сигнала с постоянной скоростью передачи данных. Согласно этому способу входной сигнал данных сверточно кодируется для образования множества сверточно кодированных сигналов. Каждый из сверточно кодированных сигналов состоит из множества символов данных. Каждый символ данных повторяется заданное число раз, чтобы образовать последовательность данных с повторяющимся кодом и заданной фиксированной скоростью передачи. Затем последовательность данных выкалывается таким образом, что символы в заданных местах последовательности данных удаляются, и в результате формируется последовательность данных с заданной и фиксированной скоростью, более низкой, чем у исходной последовательности данных. Кодированные сигналы с повторяющимися символами данных мультиплексируются для формирования последовательности данных.

На фиг.1 показан типичный известный передатчик обратного канала для применения в системе радиотелефонной связи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов.

На фиг. 2 показана обработка сигнала согласно настоящему изобретению в прямом канале связи для радиотелефонной системы с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов.

На фиг. 3 показана обработка сигнала согласно настоящему изобретению в подвижной радиостанции системы радиотелефонной связи на основе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов.

На фиг. 4 показан типичный известный передатчик прямого канала, предназначенный для использования в радиотелефонной системе с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов.

На фиг. 5 показана блок-схема процесса управления мощностью в прямом канале в соответствии с настоящим изобретением.

Способ создания линии связи с переменной скоростью передачи данных согласно настоящему изобретению позволяет изменять скорость следования данных, подаваемых на вход сверточного кодера, без изменения скорости передачи данных кодированного сигнала. Это позволяет без увеличения фиксированной скорости 19.2 кбит/с на выходе получать канал речи с повышенным качеством или канал с более высокой скоростью передачи факсимильной информации или данных. Переменная скорость передачи данных достигается выкалыванием сверточного кода со скоростью 1/2, в результате чего получается сверточный код со скоростью 3/4. Например, постоянная скорость входных данных 9600 бит/с, кодируемых сверточным кодом со скоростью 1/2, дает постоянную скорость передачи выходных данных 96002=19.2 кбит/с. Аналогично, фиксированная скорость передачи входных данных 14400 бит/с, кодируемых сверточным кодом со скоростью 3/4, дает фиксированную скорость передачи выходных данных 144004/3=19.2 кбит/с.

Обработка сигнала в прямой линии связи в соответствии со способом согласно изобретению поясняется с помощью фиг.2. Обработка начинается с сигнала данных I(D), подаваемого на вход сверточного кодера 201. Способ позволяет изменять скорость следования данных этого сигнала и повышать ее до 14.4 кбит/с. В соответствии с предпочтительной формой осуществления изобретения сверточный кодер 201 осуществляет кодирование со скоростью кода 1/2.

Сверточный код имеет порождающие полиномы G1=753 и G2=561. Порождающие полиномы могут быть представлены в следующем виде:

G1(D)=1 + D + D2 + D3 + D5 + D7 + D8,

G2(D)= 1 + D2 + D3 + D4 + D8.

Так как кодер 201 является сверточным кодером со скоростью 1/2, то для каждого одного входного бита образуются два выходных символа. Если, например, входной сигнал содержит биты b0, b1 и b2, то соответствующие выходные последовательности имеют вид: С11, C12, C13, C14, C15, C16... для G1 и С21, С22, С23, С24, С25, С26... для G2. Следовательно без использования способа обработки сигнала согласно данному изобретению скорость ввода данных должна составлять 9.6 кбит/с, чтобы обеспечить стандартную скорость следования данных 19.2 кбит/с на выходе кодера со скоростью 1/2.

Следующей операцией обработки является повторение (202 и 203) каждого из выходных символов в последовательности символов. Скорость передачи данных устанавливается кодером речи или контроллером службы передачи данных, поэтому он знает, сколько повторений символа необходимо вставить, чтобы получить надлежащую скорость передачи данных. В соответствии с предпочтительной формой осуществления способа согласно изобретению символы повторяются один раз, так что выходные последовательности символов имеют вид:

С11, C11, C12, C12, C13, C13, С14, C14, C15, C15, C16, C16... для G1 и

С21, С21, С22, С22, С23, С23, С24, С24, С25, С25, С26, С26... для G2.

Параллельно-последовательное преобразование этих последовательностей символов осуществляется мультиплексором 204. Две последовательности символов вводятся в мультиплексор 204 со скоростью 14.4 кбит/с, а выводятся из него в виде одной последовательности со скоростью следования данных 28.8 кбит/с. Операция мультиплексирования формирует последовательность символов

С11, C21, C11, C21, C12, C22, С12, C22, C13, C23, C13, C23,

С14, С24, С14, С24, С15, С25, С15, С25, С16, С26, С16, С26...

Затем последовательность выкалывается (205) с использованием комбинации 110101 в качестве выкалывающей комбинации, в которой каждый нуль обозначает выкалываемый бит. Эта комбинация реализуется удалением из последовательности символов всех битов, расположенных на позициях 6n+3 и 6n+5, где n - целое число в интервале от 0 до . В соответствии с другими формами осуществления способа согласно изобретению последовательность символов может выкалываться в других позициях и с другим коэффициентом. Результатом этой операции является следующая последовательность символов:

С11, C21, C21, C22, C12, C22, С23, C23, C14, C24, C24, C25, С15, С25, С26, С26...

Далее символы подаются на вход устройства 207 перемежения блоков. Очевидно, что и другие виды перемежения могут иметь место в других вариантах осуществления способа согласно изобретению в пределах его сущности и объема. Перемеженные символы данных выводятся устройством 207 перемежения с той же скоростью, с которой они вводились, т.е. 19.2 кбит/с. Последовательность перемежающихся символов подается на один из входов сумматора 226 "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ".

Перемежение необходимо для уменьшения вероятности того, что замирание или помеха приведут к большому перерыву в последовательности данных. В случае, когда символы также и повторяются, потеря символа не обязательно вызывает полную потерю данных, благодаря чему достигается улучшение рабочих характеристик.

Генератор 220 длинной псевдослучайной последовательности подключен ко второму входу сумматора 226 "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ", чтобы подавать на него расширяющую последовательность. Генератор 220 длинной псевдослучайной последовательности использует длинную псевдослучайную последовательность для формирования определенной для каждого абонента последовательности символов, уникального кода абонента, с фиксированной скоростью передачи, равной 19.2 кбит/с в соответствии с предпочтительной формой осуществления изобретения. Вдобавок к обеспечению идентификации абонента, передающего биты данных трафика по каналу связи, уникальный код абонента улучшает секретность канала связи благодаря скремблированию битов данных канала трафика. Сумматор 226 "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" использует уникальный код абонента, подаваемый на его вход генератором 220 длинной псевдослучайной последовательности, для того, чтобы расширить спектр входных символов данных, кодированных функцией Уолша, с получением символов данных со спектром, расширенным кодом абонента. Это расширение спектра сумматором 226 обеспечивает увеличение, с определенным коэффициентом, общего расширения спектра битов данных канала трафика с получением спектра символов данных. Символы со спектром, расширенным при помощи кода абонента, выводятся из сумматора 226 с фиксированной скоростью следования элементов, составляющей 1.228106 элементов/с в предпочтительном варианте осуществления изобретения.

Символы со спектром, расширенным при помощи кода, подаются на вход сумматора 260, который подключен также к генератору 250 выбора канала с кодовым разделением, подающему на сумматор 260 функцию Уолша определенной длины. Генератор 250 подает одну из 64 ортогональных функций, соответствующих 64 функциям Уолша из матрицы Адамара размером 64х64, в которой функция Уолша является отдельной строкой или столбцом. Сумматор 260 использует определенную функцию Уолша, подаваемую на его вход генератором 250 выбора канала с кодовым разделением, чтобы расширить спектр входных скремблированных символов данных с получением символов данных, закодированных с помощью функции Уолша. Символы данных, закодированные с помощью функции Уолша, выводятся из сумматора 260 "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" и подаются на квадратурные кодирующие сумматоры 227 и 229 с постоянной скоростью следования элементов 1.2288106 элементов/с.

Пара коротких псевдослучайных последовательностей (коротких по сравнению с длинной псевдослучайной последовательностью, используемой генератором 220 длинной псевдослучайной последовательности) генерируется генератором 225 псевдослучайной последовательности синфазного канала I и генератором 228 псевдослучайной последовательности квадратурного канала Q. Эти генераторы 225 и 228 могут генерировать одинаковые или разные короткие псевдослучайные последовательности. Сумматоры 227 и 229 "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" дополнительно расширяют спектр входных данных, расширенных с помощью функции Уолша. Для этого они используют короткие псевдослучайные последовательности, генерируемые генератором 225 синфазного канала I и генератором 228 квадратурного канала Q соответственно. Результирующие кодовые последовательности с расширенным спектром синфазного канала I и квадратурного канала Q используются для двухпозиционной фазовой манипуляции квадратурной пары синусоид, осуществляемой путем управления уровнями мощности этой пары синусоид. Затем синусоиды складываются, полученный сигнал фильтруется полосовым фильтром, переносится на радиочастоту, усиливается, фильтруется и излучается антенной для передачи последовательности символов по прямому каналу связи.

В подвижной станции сотовой системы радиотелефонной связи на основе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов для дешифрования последовательности символов, переданной по прямому каналу связи, необходимо выполнить соответствующую обработку сигнала. Способ такой обработки, осуществляемой в подвижной радиостанции согласно изобретению, поясняется с помощью фиг.3.

Согласно предложенному способу, в подвижной станции принятая последовательность символов сначала демодулируется (301). Затем демодулированный сигнал подается на устройство 302 устранения перемежения, чтобы устранить перемежение, введенное при обработке в прямом канале. Результатом этой операции является исходная последовательность символов, включающая повторяющиеся символы, в том же виде, в котором она была подана в устройство перемежения при обработке в передатчике прямого канала.

Выходная последовательность символов далее обрабатывается (303) так, чтобы заполнить места символов, которые были удалены в процессе выкалывания при обработке в передатчике прямого канала. Поскольку принимающий подвижный терминал имеет ту же выкалывающую комбинацию, что и базовая станция, то он знает, какие символы были удалены, и, следовательно, может заменить эти удаленные символы пустыми местами, называемыми также стираниями. Результат этой операции имеет следующий вид:

С11, C21, Е, C21, Е, C22, C12, C22, Е, С23, Е, C23,

C14, C24, Е, C24, Е, C25, С15 С25, Е, С26, Е, С26...,

где E - стирание.

Затем эта последовательность вводится в буфер 304 для временного хранения. Буфер позволяет декодеру Витерби обработать последовательность символов несколько раз, чтобы определить скорость передачи данных.

Декодер 305 Витерби также назначает, хорошо известным способом, нулевую метрику битам стираний. Выходным сигналом декодера Витерби являются цифровые данные, которые преобразуются в аналоговый сигнал с помощью цифроаналогового преобразователя 306. Затем аналоговый сигнал может быть подан на громкоговоритель 307 подвижной радиостанции.

Символы, передаваемые по прямому и обратному каналам, форматируются в виде кадров, каждый кадр имеет длительность 20 мс. В заявке на патент США N 07/822164, которая принадлежит тому же заявителю, что и данная заявка, приведено более подробное описание этих кадров. Объем данных, передаваемых в каждом кадре, зависит от скорости передачи данных. Состав кадра для каждой скорости передачи данных для прямого и обратного каналов приведен в следующей таблице 1.

Приведенная в таблице 1 скорость передачи представляет собой скорость передачи информационных битов. В соответствии с предпочтительной формой осуществления способа согласно изобретению резервные биты для прямого и обратного каналов предназначены для сигнализации, управления мощностью и для других перспективных целей.

Мощностью излучения передатчиков прямого канала можно управлять по обратному каналу с помощью способа управления мощностью согласно изобретению, представленному на фиг.5. Способ управления мощностью будет описан ниже применительно к использованию в сотовой системе радиотелефонной связи на основе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов, однако этот способ может быть использован и в других системах связи.

Коммутатор наземной сети определяет (501) скорость, с которой кадр передается подвижному терминалу, и передает кадр на все базовые станции, устанавливающие связь с этим подвижным терминалом. Коммутатор является частью базовой станции и отвечает за обработку вызовов базовой станции.

Во время "мягкой" передачи вызова более чем одна базовая станция поддерживает связь с подвижным терминалом. Базовые станции передают (505) кадр на подвижный терминал. После объединения данных от, возможно, нескольких базовых станций, подвижный терминал определяет (510), был ли последний кадр правильно принят и декодирован. Если подвижный терминал декодировал последний кадр правильно, то он включает (520) бит управления мощностью в следующий кадр, который передается на базовые станции.

Поскольку коммутатор знает скорость, с которой он передал последний кадр на подвижный терминал, и имеет сигнал обратной связи от подвижного терминала, сообщающий о том, был ли этот кадр декодирован правильно, то коммутатор составляет (525) таблицу статистических характеристик для коэффициентов ошибок, которые имеют место в подвижном терминале на каждой скорости (таблица 2).

Коммутатор также хранит таблицу заданных значений коэффициентов ошибок Т1, Т2, Т3 и Т4, по одному для каждой скорости передачи. Если настоящее изобретение применяется в сотовой системе радиотелефонной связи, то эти коэффициенты устанавливаются компанией, эксплуатирующей систему сотовой связи, так, чтобы обеспечить заданное качество обслуживания.

Затем коммутатор вычисляет следующие разности:

Е1 = I2/I - Т1,

Е2 = J2/J - Т2,

Е3 = К2/К - Т3,

Е4 = L2/L - Т4.

Коммутатор определяет уровень мощности, с которым должен передаваться следующий кадр, путем сравнения с нулем только что вычисленной соответствующей разности. Например, если кадр должен быть передан с полной скоростью и Е1>0 (530), то уровень мощности будет равен Рном+Р (535), где Р - функция от Е1, а Рном - номинальный уровень мощности, установленный компанией, эксплуатирующей систему в данном географическом районе. Если Е1=0 (540), уровень мощности будет равен Рном (545). Если Е1<0, уровень мощности составляет Рном-Р (550). Другие скорости передачи данных подчиняются той же самой процедуре. Коммутатор направляет следующий кадр, который должен быть передан на подвижный терминал, базовым станциям, поддерживающим связь с подвижным терминалом. Указание уровня мощности, с которой должен быть передан кадр, включается в этот кадр.

В соответствии с другими вариантами осуществления способа согласно изобретению в последовательность символов, в зависимости от скорости передачи данных на входе кодера, вставляется два или более повторений каждого символа. Например, если на вход кодера подаются данные со скоростью 2.4 кбит/с, символы должны повторяться еще три раза для получения в сумме четырех одинаковых символов, чтобы обеспечить скорость передачи выходных данных 19.2 кбит/с. Благодаря добавлению большего или меньшего числа повторений, скорость данных на входе может варьироваться, в то время как скорость на выходе поддерживается равной 19.2 кбит/с, в соответствии с требованиями временного стандарта IS-95 на сотовую систему с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов, разработанного Ассоциацией электронной промышленности/Ассоциацией телефонной промышленности.

В альтернативном варианте осуществления способа согласно изобретению сначала может выполняться выкалывание, а повторение символов может осуществляться после операции выкалывания. Однако в предпочтительном варианте символ не может быть разрушен, что может случиться, если символы выкалываются до операции повторения. Если сначала выполняются повторения, то копия символа продолжает существовать и после выкалывания и, следовательно, эта информация может быть передана.

Для других вариантов осуществления способа согласно изобретению могут требоваться скорости передачи выходных данных, отличные от скорости 19.2 кбит/с, установленной стандартом на систему с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов для канала от базовой станции до подвижной станции. Примером является канал от подвижной станции к базовой станции, в котором стандарт требует скорости передачи 28800 бит/с. В этом случае скорость передачи информации 14400 бит/с совместно со сверточным кодом со скоростью 1/2 обеспечивает требуемую скорость 144002=28800 бит/с.

При выкалывании кода со скоростью 1/2 для получения кода со скоростью 3/4 процесс обработки в соответствии со способом согласно изобретению позволяет кодеру поддерживать более высокую скорость передачи данных, хотя скорость данных выходного сигнала остается постоянной. Процесс выкалывания и процесс повторения символов позволяют кодеру поддерживать также изменяемые скорости передачи данных, такие как 14.4, 7.2, 3.6, и 1.8 кбит/с при сохранении стабильной скорости данных выходного сигнала 19.2 кбит/с за счет увеличения числа повторений символов. При использовании процесса выкалывания в радиотелефоне, способном работать в радиотелефонной системе с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов, достигается более высокое качество речи и более высокие скорости передачи данных и факсимильной информации.

Способ быстрого управления мощностью в прямом канале согласно настоящему изобретению позволяет подвижному терминалу подавать команды базовой станции для изменения ее мощности с более высокой частотой. Этот способ дает возможность подвижному терминалу передавать команду изменения мощности в каждом кадре данных без ухудшения качества передаваемой речи или данных.

Ухудшение рабочих характеристик, связанное с процессом выкалывания кода со скоростью 1/2 в канале от базовой станции к подвижной станции, более чем компенсируется способом быстрого прямого управления мощностью согласно настоящему изобретению. Способ быстрого прямого управления согласно настоящему изобретению позволяет подвижному терминалу давать команды базовым станциям для подстройки их выходной мощности с частотой 50 Гц (каждый кадр) по сравнению с частотами около 0.2 Гц, которые могут быть достигнуты посредством других способов сигнализации, заменяющих целые кадры информацией для управления мощностью. Данный способ позволяет подвижному терминалу передавать требование на изменение мощности в каждом кадре данных с помощью единственного бита информации на кадр и, следовательно, без ухудшения качества речи или существенного уменьшения пропускной способности при передаче данных. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ создания линии связи с переменной скоростью передачи данных, включающий сверточное кодирование входного сигнала данных с получением первого множества сверточно кодированных сигналов, каждый из которых содержит множество символов данных, и повторение каждого символа данных заранее заданное число раз с получением второго множества сверточно кодированных сигналов, содержащих множество повторяющихся символов данных, отличающийся тем, что мультиплексируют второе множество сверточно кодированных сигналов с получением последовательности данных, удаляют каждый 6n+3 и 6n+5 символы данных в последовательности данных и перемежают последовательность данных с получением перемеженной последовательности данных.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно назначают нулевую метрику каждому удаленному символу.

3. Способ поддержания постоянной скорости вывода данных из сверточного кодера при переменной скорости ввода данных в сверточный кодер, входящий в радиотелефон, который имеет возможность поддерживать связь с базовой станцией по прямому и обратному каналам связи в системе связи с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов, отличающийся тем, что осуществляют сверточное кодирование входного сигнала данных так, что формируют два кодированных выходных сигнала, содержащих множество символов данных, повторяют каждый символ данных в каждом кодированном выходном сигнале, мультиплексируют повторяющиеся символы данных каждого кодированного выходного сигнала для формирования первой последовательности данных, удаляют каждый 6n+3 и 6n+5 символы данных из последовательности данных, где n - целое число в интервале от 0 до , перемежают последовательность данных, из которой удалены символы с получением перемеженной последовательности данных, модулируют перемеженную последовательность данных, передают перемеженную последовательность данных по прямому каналу связи, принимают базовой станцией перемеженную последовательность данных, демодулируют принятую последовательность данных с получением демодулированной последовательности данных, устраняют перемежение в демодулированной последовательности данных с получением неперемеженной последовательности данных, вставляют нулевую метрику в неперемеженную последовательность данных для каждого 6n+3 и 6n+5 символа данных с получением второй последовательности данных, декодируют вторую последовательность данных и выполняют цифроаналоговое преобразование декодированной второй последовательности данных.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что входной сигнал данных имеет скорость передачи данных 14,4 кбит/с, а выходной сигнал имеет скорость передачи данных 19,2 кбит/с.

5. Способ управления мощностью первого устройства связи с помощью второго устройства связи, причем первое устройство связи осуществляет передачу по прямому каналу связи на одной или нескольких скоростях передачи данных, а второе устройство связи осуществляет передачу по обратному каналу связи, отличающийся тем, что передают посредством первого устройства связи множество кадров по прямому каналу связи, причем каждый из кадров передают с заранее заданной скоростью из указанных скоростей передачи данных, декодируют множество кадров посредством второго устройства связи, передают посредством второго устройства связи в первое устройство связи сигнал о декодировании в ответ на то, был ли правильно декодирован каждый кадр, определяют коэффициент ошибок по кадрам для каждой заранее заданной скорости передачи данных в ответ на сигнал о декодировании, для каждой заранее заданной скорости передачи формируют разность между коэффициентом ошибок по кадрам и заранее заданным целевым коэффициентом ошибок, устанавливают мощность первого устройства связи равной первому заранее заданному уровню, если разность превышает заранее заданный порог, устанавливают мощность первого устройства связи равной второму заранее заданному уровню, если разность равна заранее заданному порогу, устанавливают мощность первого устройства связи равной третьему заранее заданному уровню, если разность меньше, чем заранее заданный порог.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что заранее заданный порог равен нулю.

7. Способ по п.5 и 6, отличающийся тем, что заранее заданный целевой коэффициент ошибок различен для каждой скорости передачи данных.

8. Способ по одному из пп.5 - 7, отличающийся тем, что первое устройство связи представляет собой базовую станцию, а второе устройство связи представляет собой подвижную станцию.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru