Спосіб і пристрій для виявлення затриманих кадрів у каналі зв’язку

1 Спосіб виявлення затриманих кадрів даних у каналі зв'язку, яким передавач передає до приймача сукупність кадрів, який включає операції - порівняння з зумовленим пороговим значенням значення лічильника прийнятих послідовних кадрів, яке обчислюється через дані з заголовка прийнятого кадру, - розпізнавання прийнятого кадру як затриманого, якщо порядковий номер прийнятого кадру у лічильнику перевищує зумовлене порогове значення, де кадри надсилаються групами, які містять однакову КІЛЬКІСТЬ кадрів одночасно у кожній групі, а операція порівняння включає порівняння порядкового номера прийнятого кадру у лічильнику з зумовленим пороговим значенням, пропорційним добутку КІЛЬКОСТІ кадрів у групі і максимальної затримки між кадрами групи, репрезентованої у одиницях тривалості кадру 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що додатково включає операцію обробки виявленого затриманого кадру як переданого повторно 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що канал зв'язку є каналом, що працює згідно з протоколом радіоканалу RLP 4 Пристрій для виявлення затриманих кадрів даних у каналі зв'язку, яким передавач передає до приймача сукупність кадрів, який включає - засіб порівняння з зумовленим пороговим значенням значення лічильника прийнятих послідовних кадрів, яке обчислюється через дані з заголовку прийнятого кадру, - засіб розпізнавання прийнятого кадру як затриманого, якщо порядковий номер прийнятого кадру у лічильнику перевищує зумовлене порогове значення, де кадри надсилаються групами, які містять однакову КІЛЬКІСТЬ кадрів одночасно у кожній групі, а засіб порівняння включає засіб порівняння порядкового номера прийнятого кадру у лічильнику з зумовленим пороговим значенням, пропорційним добутку КІЛЬКОСТІ кадрів у групі і максимальної затримки між кадрами групи, репрезентованої у одиницях тривалості кадру 5 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що додатково включає засоби обробки виявленого затриманого кадру як переданого повторно 6 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що канал зв'язку є каналом, що працює згідно з протоколом радіоканалу RLP 7 Система передачі даних, яка включає - передавач, - приймач, що має зв'язок з передавачем і призначений для прийому кадрів даних від передавача, - вузол реалізації протоколу, розташований у приймачі і призначений для порівняння з зумовленим пороговим значенням значення лічильника прийнятих послідовних кадрів, яке обчислюється через дані з заголовка прийнятого кадру, яка відрізняється тим, що вузол реалізації протоколу ідентифікує прийнятий кадр як затриманий, якщо порядковий номер прийнятого кадру у лічильнику перевищує зумовлене порогове значення, де кадри надсилаються групами, які містять однакову КІЛЬКІСТЬ кадрів одночасно у кожній групі, а зумовлене порогове значення включає значення, пропорційне добутку КІЛЬКОСТІ кадрів у групі і максимальної затримки між кадрами групи, репрезентованої у одиницях тривалості кадру 8 Система передачі даних за п 7, яка відрізняється тим, що вузол реалізації протоколу обробляє затримані кадри як повторно передані Винахід стосується взагалі систем безпровідного зв'язку, зокрема виявлення затриманих кадрів даних у функції транспортування Безпровідний зв'язок має багато застосувань, наприклад, радіотелефони, пейджери, безпровідні локальні мережі і супутникові системи зв'язку О ю 57141 Особливо важливими є СТІЛЬНИКОВІ телефонні системи для мобільних абонентів (тут термін "СТІЛЬНИКОВІ системи" стосується стільникових частот і частот PCS) Для таких систем були розроблені різні штерфейсні процедури, включаючи, наприклад, паралельний доступ з розділенням частот або з розділенням часу або паралельний доступ з кодовим ущільненням каналів (ПДКУ) Для них були розроблені різні національні і міжнародні стандарти, наприклад, Advanced Mobile Phone Service (AMPS, Удосконалене Обслуговування Мобільних Телефонів), GSM і внутрішній стандарт IS-95 Зокрема, стандарт IS-65 і його ПОХІДНІ IS-95-A, IS-95B, ANSI J-STD-008, IS-99, IS-657, IS-707 тощо (\х разом часто позначають IS-95) були прийняті Асоціацією Зв'язку (ТІА) і іншими відомими установами СТІЛЬНИКОВІ телефонні системи, побудовані за стандартом IS-95, використовують обробку сигналів згідно з вимогами ПДКУ, забезпечуючи якісне і надійне стільникове обслуговування Приклад системи з ПДКУ стандарту IS-95 описано у патенті США 5103459, включеному сюди посиланням У цьому патенті розглянуто передавальний або прямий канал зв'язку у базовій станції ПДКУ Приклад приймального або зворотного каналу такої базової станції описано у заявці 08/987 172 на патент США від 9/12/1997, включеній сюди посиланням У системах ПДКУ дуже важливим є керування потужністю Типовий спосіб керування потужністю описано у патенті США 5056109, включеному сюди посиланням Головною перевагою ПДКУ є те, що усі зв'язки здійснюють у СПІЛЬНІЙ смузі частот Наприклад, мобільні абонентські пристрої (звичайно СТІЛЬНИКОВІ телефони) стільникової телефонної системи можуть мати зв'язок з одною базовою станцією (далі - БС), передаючи сигнал зворотного каналу зв'язку у СПІЛЬНІЙ смузі 1,25МГц радіочастотного (РЧ) спектру Кожна БС такої системи може підтримувати зв'язок з мобільними пристроями, передаючи сигнал прямого каналу у ІНШІЙ смузі 1,25МГц РЧ Передача сигналів однакового РЧ спектру дає ряд переваг, включаючи, наприклад, краще використання частот стільникової телефонної системи і можливість м'якої передачі зв'язку між двома або більше БС Краще використання частот дозволяє обслуговувати у даному спектрі більшу КІЛЬКІСТЬ сеансів зв'язку М'яка передача зв'язку є надійним способом підтримання зв'язку при переході мобільного пристрою між зонами обслуговування двох або більше БС, що вимагає одночасного зв'язку з двома БС (На відміну від цього жорстка передача зв'язку передбачає припинення зв'язку з першою БС до встановлення зв'язку з другою БС) Спосіб виконання м'якої передачі зв'язку описано у патенті США 5267261, включеному сюди посиланням Згідно З стандартами IS-99 та IS-707 (далі просто IS-707) система зв'язку стандарту IS-95 забезпечує передачу як голосу, так і даних Такі системи забезпечують обмін даними між приймачем і одним або більше передавачами на РЧ Приклади цифрових даних, що звичайно передаються згідно з стандартом IS-707, включають комп'ютерні файли і електронну пошту Згідно З стандартами IS-95 і IS-707 обмін да ними між терміналом безпровідного зв'язку і БС здійснюють кадрами Щоб підвищити імовірність успішної передачі кадрів, IS-707 передбачає використання протоколу радіоканалу (RLP) для стеження за успішно переданими кадрами і виконання повторної передачі у випадку, якщо кадр не був успішно переданий Згідно з IS-707, повторна передача здійснюється до 3 разів, задача ж запровадження додаткових засобів для успішної передачі кадрів лягає на протоколи вищого рівня Для стеження за успішно переданими кадрами IS-707 передбачає включення у заголовок кожного кадру, що передається, восьмибітового порядкового номера Цей номер шкрементується для кожного кадру у межах від 0 до 256, після чого знову встановлюється у 0 Неуспішно переданий кадр виявляє себе, коли відбувається прийом кадру з номером, що не є належним порядковим, або коли виявлено помилку за допомогою контрольної суми КЦН або за допомогою іншого способу Як тільки виявлено неуспішно переданий кадр, приймач передає негативне підтверджуюче повідомлення (НПП) до системи, що веде передачу, вказуючи у НПП порядковий номер неприйнятого кадру Після цього система, що веде передачу, повторно передає цей кадр з його первісним порядковим номером Якщо повторно переданий кадр не був успішно прийнятий, до системи, що веде передачу, передається друге НПП У типовому випадку система, що веде передачу, інформує про порушення зв'язку керуючий засіб або мережевий рівень керування Згідно З IS-95 і IS-707, кадри передають кожні 20мс Отже, восьмибітовий порядковий номер дозволяє простежити за 256 кадрами протягом 5с, що дає інтервал часу, достатній для виявлення неуспішно переданого кадру і повторної передачі, тобто восьмибітова ПОСЛІДОВНІСТЬ кадрів надає достатньо часу для повторної передачі кадру Таким чином, повторно передані кадри можна однозначно виявити, не зустрічаючи неоднозначності внаслідок "зациклювання" ПОСЛІДОВНОСТІ, яка призводить до повторення восьмибітових порядкових номерів Однак, з часу первісного запровадження стандартів IS-95 і IS-707 були запропоновані і втілені додаткові протоколи і стандарти, які дозволяють вести передачу даних з більшою бітовою швидкістю Звичайно ці нові протоколи і стандарти передбачають використання такої ж структури кадрів, як і IS-95 та IS-707, для забезпечення максимальної сумісності з існуючими системами і стандартами Хоча бажано мати сумісність з існуючими системами і стандартами, використання кадрів того ж типу у протоколах і стандартах вищих швидкостей передачі суттєво збільшує КІЛЬКІСТЬ кадрів, що передаються протягом певного періоду часу Наприклад, збільшення швидкості передачі учетверо зменшує до 1,25с час, потрібний для передачі 256 кадрів (проти 5с, як раніше) Інтервалу 1,25с звичайно недостатньо для виявлення неуспішно переданого кадру і виконання спроби повторної передачі до початку повторення восьмибітових порядкових номерів Отже, використання восьмибітового порядкового номера є недостатнім для однозначної ідентифікації кадрів протягом періоду, 57141 необхідного для бажаної процедури повторної передачі Добре відомий протокол радіозв'язку RLP використовує 8-бітовий лічильник порядкових номерів, включений у кадр, що передається у ефір Ці 8 біт є молодшими бітами 12-бітового лічильника, що працює у передавачі і приймач] Цей 12бітовий лічильник оновлюється 8-бітовими числами, що передаються Затримані біти утворюють ускладнення, оскільки у при прийомі з зсувом один відносно одного кадрів, переданих одночасно, оновлення 12-бітового лічильника відбувається неправильно, що призводить до порушення протоколу RLP Хоча КІЛЬКІСТЬ біт порядкового номера можна збільшити, таке збільшення суттєво змінить формат кадру і порушить сумісність з існуючими системами і стандартами Крім того, таке збільшення призведе до зайвих витрат частот смуги Таке рішення, пов'язане з збільшенням КІЛЬКОСТІ біт лічильника, вносить додаткову інформацію для передачі і цим знижує загальну пропускну здатність каналів зв'язку Отже, бажано знайти спосіб розширення меж порядкового номера без зміни КІЛЬКОСТІ біт, що використовуються для репрезентації цього номера Такий спосіб забезпечив би можливість інтерпретувати неприродно велику КІЛЬКІСТЬ втрачених кадрів даних, визначену через порядковий номер, як затриманий кадр, збільшуючи цим пропускну здатність каналу зв'язку Існує потреба у ефективному способі виявлення затриманих кадрів у каналі, з використанням мінімальної КІЛЬКОСТІ біт Задачею винаходу є створення ефективного способу виявлення затриманих кадрів у каналі зв'язку з використанням мінімальної КІЛЬКОСТІ біт Спосіб виявлення затриманих кадрів у каналі зв'язку, яким кадри від передавача надходять до приймача, включає операції порівняння значення лічильника послідовних прийнятих кадрів з зумовленим пороговим значенням, і ідентифікації прийнятого кадру як затриманого, якщо це значення лічильника послідовних прийнятих кадрів перевищує це порогове значення Згідно з одним з втілень винаходу, система передачі даних звичайно включає передавач, приймач, який підтримує зв'язок з передавачем для прийому від нього кадрів даних, і вузол реалізації протоколу, встановлений у приймачі і призначений для порівняння значення лічильника послідовних прийнятих кадрів з зумовленим пороговим значенням, причому значення лічильника послідовних прийнятих кадрів визначаються заголовками кадрів даних, а вузол реалізації протоколу визначає прийнятий кадру як затриманий, якщо значення лічильника послідовних прийнятих кадрів перевищує це порогове значення У супроводжуючих кресленнях фіг 1 - блок схема стільникової телефонної системи, фіг 2 - схеми передавача і приймача, фіг 3 - схеми буфера кадрів і буфера відновлення ПОСЛІДОВНОСТІ, фіг 4 - алгоритм роботи передавача і приймача під час сеансу зв'язку, фіг 5 - алгоритм роботи приймача при прийомі вперше переданого кадру, фіг 6 - алгоритм роботи приймача при прийомі повторно переданого кадру, фіг 7 - схема повідомлень, яка ілюструє роботу передавача і приймача під час типового сеансу зв'язку, фіг 8 - схема повідомлень, яка ілюструє роботу передавача і приймача під час типового сеансу зв'язку, фіг 9 - алгоритм роботи приймача при розпізнаванні і обробці затриманих кадрів, фіг 10 - функціональна схема зсувного регістра, що використовується у приймачі для відновлення значення біту, який визначає наступний кадр, що має бути прийнятий Описані нижче втілення є частиною персональної системи зв'язку з ПДКУ, яка працює за процедурами, визначеними стандартами IS-707 і IS95 Хоча винахід краще застосовувати саме у таких системах, зрозуміло, що його можна застосувати також у різних системах як провідного, так і безпровідного зв'язку інших типів, включаючи супутникові, у яких передбачено вести передачу кадрами або пакетами Згадані у описі різні ВІДОМІ системи для спрощення наведено у блочній формі У різних стільникових системах безпровідного зв'язку використовуються фіксовані базові станції (БС), які підтримують такий зв'язок з мобільними пристроями Такі системи включають, наприклад, AMPS (аналогову), IS-54 (північно-американська з розділенням часу), GSM (глобальна система мобільного зв'язку з розділенням часу) і IS-95 (ПДКУ) У бажаному втіленні розглядається система з ПДКУ Безпровідна телефонна система з ПДКУ (фіг 1) звичайно включає сукупність мобільних абонентських пристроїв 10, сукупність БС 12, контролер 14 базових станцій (КБС) і комутаторний центр 16 мобілів (КЦМ), який є інтерфейсом між КБС 14 і звичайною комунальною телефонною мережею (ККТМ) 18 КБС 14 має зв'язки з кожною з БС через окремі лінії зв'язку, включаючи, стандартні типів Е1Я1, ATM або IP Зрозуміло, що система може мати кілька КБС 14 Кожна БС звичайно має щонайменше один сектор (не показаний), який має антену, спрямовану у певному напрямку радіально від БС У іншому варіанті сектор може включати дві антени для диверсифікованого прийому Кожна БС може підтримувати кілька частот (кожній частоті відповідає смуга 1,25МГц) Сполучення сектора і призначеної частоти можна розглядати як канал ПДКУ БС 12 називають також трансіверними підсистемами (БТС) 12 базової станції Базовою станцією також називають КБС 14 разом з однією або більше БТС 12, причому БТС 12 часто називають "комірками" (У іншому варіанті комірками називають окремі сектори БТС 12) Мобільні абонентські пристрої 10 звичайно є стільниковими телефонами 10, а стільникова телефонна система - системою з ПДКУ стандарту IS95 У типовій СТІЛЬНИКОВІЙ телефонній системі під час роботи БС 12 приймає сигнали зворотного каналу зв'язку від багатьох мобільних пристроїв 10, які проводять сеанс телефонного або іншого 57141 8 зв'язку Кожний з сигналів зворотного каналу, придження кадрів до кодера 58 система 54 керування йнятий певною БС 12, обробляється цією БС 12 накопичує кадри у буфері 55 і оновлює значення Результат надсилається до КБС 14, який признаL_V(S) індексу Бажано буфер 55 кадрів і значення чає ресурси для обслуговування сеансу зв'язку і L_V(S) індексу зберігати у пам'яті У бажаному керує операціями, пов'язаними з мобільністю, втіленні значення L_V(S) індексує 12-бітовим повключаючи обслуговування м'яких передач зв'язку рядковим номером, який шкрементується після між БС 12 КБС 14 також надсилає прийняті дані передачі кожного кадру (див нижче) Молодші 8 до КЦМ 16, який, між іншим, забезпечує зв'язок з біт значення L_V(S) індексу заносяться у поле 72 ККТМ 18 Подібним чином ККТМ має зв'язок з КБС порядкового номера кадру 14, який, у свою чергу, керує БС 12 у процесі пеУ приймачі 52 приймач 80 РЧ з антеною 82 і редачі сигналів прямого каналу зв'язку до мобільантенним перемикачем 84 знижує частоту РЧ сигних пристроїв 10 налів, що несуть кадри 70, і оцифровує їх Цифровий демодулятор 86 домодулює сигнали зниженої У описаному нижче втіленні згідно з певним частоти (основної частоти), використовуючи необалгоритмом здійснюється перенесення 8-бітового хідні бінарні коди, і формує дані м'якого рішення, порядкового номера для відліку кадрів у 12які надходять до декодера 88 Декодер 88 виконує бітовий порядковий номер згідно з відомим протодекодування матриці максимальної вірогідності, колом RLP Цей алгоритм виконується мікропроабо декодування Вітербі, і формує дані 90 жорстцесором з програмним забезпеченням, що відпокого рішення, які надсилає до контролера 91 відає операціям RLP Згідно з одним з втілень, у кожній БС передбачено вузол RLP Згідно з іншим Контролер 91 реформує кадр 70, використовтіленням, вузол RLP може знаходитись у КБС 14 вуючи дані 90 жорсткого рішення, і визначає, викоФахівцям зрозуміло, що алгоритм RLP може бути ристовуючи SEQ номер, чи надійшов цей кадр реалізований не тільки у КБС 14 або БС 12, але й згідно з ПОСЛІДОВНІСТЮ тих кадрів, що вже були на іншому рівні обслуговування каналів зв'язку, де прийняті, використовуючи для цього номер SEQ, протягом певного періоду обробки відбувається ЗМІННІ індексні L_V(N) і L_V(R), а також буфер 92 прийом кількох кадрів даних відновлення порядку і список 94 НПП (див нижче) На фіг 2 зображено блок-схеми двох систем Якщо контролер 91 визначає, що кадр був зв'язку згідно з типовим втіленням винаходу Від прийнятий поза ПОСЛІДОВНІСТЮ ВІДНОСНО вже припередавача 50 до приймача 52 з підвищеною йнятих кадрів або кадр був прийнятий з помилкашвидкістю надходять дані У типовій структурі пеми, він формує НПП, яке надходить до кодера 95 редавач 50 знаходиться у БС 12, а приймач 52 Кодер 95 здійснює кодування з згорткою і формує терміналі 10 безпровідного зв'язку, однак їх розкодові символи, модульовані згідно з розширеним ташування може бути зворотним У передавачі 50 спектром прямої ПОСЛІДОВНОСТІ модулятором 97, система 54 керування приймає кадри даних від бажано, згідно з вимогами IS-95 для зворотного засобу 56 входу/ виходу (I/O) і надсилає дані до каналу, після чого елементарні символи піддаютькодера 58, який виконує кодування з згорткою і ся перетворенню з підвищенням частоти у перенадсилає кодові символи до цифрового модулятодавальній системі 98 і передаються антеною 82 як ра 60 Модулятор 60 виконує модуляцію прямої НПП 83, до якої надходять через антенний переПОСЛІДОВНОСТІ на кодових символах одним або микач 84 Номер L_SEQ кадру НПП заноситься у більше бінарними кодами каналу і одним або бісписок 94 НПП льше розширюючими кодами, генеруючи елеменПриймач 67 РЧ приймає РЧ сигнал антеною тарні символи, які надходять до передавача 62 64 через антенний перемикач 66, знижує його часРЧ Ці СИМВОЛИ у передавачі 62 піддаються перетоту і оцифровує його, після чого надсилає їх до творенню з підвищенням частоти до частоти носія цифрового демодулятора 68 для демодуляції Деі передаються антеною 64, до якої надходять чекодер 69 декодує дані м'якого рішення, одержані рез антенний перемикач 66 від демодулятора 68, і надсилає дані жорсткого Для цифрової модуляції і перетворення з підвищенням частоти можуть бути використані різні способи і пристрої, наприклад, описані у заявках 08/431 180 США від 28/04/1995 і 08/395 960 від 28/02/1995 і 08/784 281 від 15/01/1997 на патент США, включених сюди посиланням Деякі з цих заявок стосуються прямого каналу і можуть бути використані у передавачі 50, а ІНШІ стосуються зворотного каналу і можуть бути застосовані у приймачі 52 У типовому втіленні дані, які передає антена 64, форматуються згідно з кадрами 70, що включають 8-бітове поле (SEQ номер) 72, флаг 74 повторної трансляції і поле 76 даних Кадр 70 може мати і ІНШІ поля (не показані, оскільки не мають відношення до винаходу) У бажаному втіленні кадри форматовані, в основному, згідно з структурою кадрів, визначеною стандартом IS-707, з доданням флагу 74 Для забезпечення впорядкованого надхо рішення до системи 54 керування Таким чином, жорстке рішення дозволяє виявити у ньому НПП 83, прийняте приймачем 52 Система 54 керування одержує НПП 83 і витягає з передавального буфера 55 ВІДПОВІДНИЙ цьому НПП кадр Витягнуті кадри повторно передаються згідно з первісною передачею з включенням первісного порядкового номера, як це описано вище Фіг 3 ілюструє структуру буфера 55 кадрів і буфера 92 відновлення ПОСЛІДОВНОСТІ І індекси L_V(S), L_V(N) і L_V(R) згідно з одним з втілень винаходу У передавальному буфері 55 кадрів передані кадри маскуються, а ті, що підлягають передачі залишаються доступними У бажаному втіленні індекси L_V(S), L_V(N) і L_V(R) є 12бітовими числами Індекс L_V(S) встановлюється рівним номеру кадру, що має бути переданий Після фактичної передачі кадру його 8-бітовий порядковий номер заноситься у молодші 8 біт індексу 57141 L_V(S) У буфері 92 відновлення ПОСЛІДОВНОСТІ індекс L_V(R) встановлюється рівним очікуваній 12бітовій ПОСЛІДОВНОСТІ, що відповідає наступному кадру, а індекс L_V(N) - 12-бітовій ПОСЛІДОВНОСТІ, що відповідає кадру послідовної передачі або кадру, що ще підлягає обробці Після передачі зумовленої КІЛЬКОСТІ НПП 83 без прийому ВІДПОВІДНОГО кадру, спроби обробити кадр припиняються і дані з втраченим кадром передаються до протоколів вищого рівня, наприклад, транспортного Як можна бачити, кадри 96а-с, що відповідають НПП, можуть бути прийняті з порядковими номерами між L_V(N) і (L_V(R)-1) mod 4096 включно Схема (фіг 4) алгоритму ілюструє роботу передавача 50 і приймача 52 під час сеансу зв'язку згідно з одним з втілень Робота починається з передачі (операція 100), після чого відбувається прийом (опер 101) Операцією 102 виконується ініціалізація, згідно з якою L_V(S) у передавачі 50 і L_V(R) у приймачі 52 встановлюються у 0 Коли дані готові для передачі, (опер 108) передавач 50 передає кадр (штрихова ЛІНІЯ) З номером SEQ, встановленим рівним 8 молодшим бітам індексу L_V(S) і позначеним V(S) Крім того, флаг повторної передачі встановлюється у 0, що вказує на кадр, що передається вперше Операцією 112 індекс L_V(S) збільшується на 1 за mod 4096, а операцією 113 передавач виконує обробку прийнятого ним НПП, переданого приймачем 52 У одному з втілень за відсутності даних можуть передаватись "порожні" кадри з поточними порядковими номерами до появи даних (такі передачі не показані) Далі передавач 50 визначає (опер 130) наявність НПП 83 або чи воно очікується, і якщо так кадри, що відповідають НПП, витягуються з передавального буфера згідно з їх довгими номерами, одержаними з НПП, і передаються повторно (опер 132) з первісним номером SEQ і полем повторної передачі, встановленим у 1 Після повторної передачі кадру очікуване або прийняте НПП 83 очищується і здійснюється перехід до операції 113 Якщо НПП 93 не було прийняте і не очікується, передавач переходить знову до операції 108 і продовжує роботу У приймачі 52 обробка починається з операції 101, а операцією 106 здійснюється прийом L(V(S) від передавача 50 Далі приймач 52 приймає кадри (опер 110), передані передавачем операціями 108 (новий кадр) або 152 (повторна передача), і операцією 114 приймач 52 аналізує флаг повторної передачі, щоб визначити, був прийнятий кадр новим чи переданим повторно Якщо це повторно переданий кадр, операцією 116 виконується обробка цього кадру і приймач повертається до операції 110 Якщо кадр є новим, операцією 120 виконується його обробка як переданого вперше, після чого приймач повертається до операції 110 Фіг 5 містить схему алгоритму роботи приймача 52 при обробці вперше переданого кадру (що відповідає операції 129 фіг 4) згідно з одним з втілень винаходу Ця обробка починається операцією 150, а операцією 152 обчислюється значення L_SEQ L_SEQ = {L_V(R) + [256 + SEQ - V(R)] mod (1) 10 256} mod 4096 де V(R) - 8 молодших біт L_V(R), a SEQ - порядковий номер з поля SEQ кадру, що обробляється Операція 154 визначає, чи L_SEQ менше L_V(N) або чи цей кадр був збережений у буфері 92 відновлення порядку Як уже відзначалось, L_V(N) встановлюється для наступного кадру згідно з послідовною передачею даних Якщо L_SEQ не менше L_V(N) і кадр не був збережений у буфері 92 відновлення порядку, операція 158 перевіряє, чи L_SEQ більше або дорівнює L_V(N) і менше L_V(R) Якщо так, кадр відкидається (опер 156) і приймальна система повертається з обробки першої передачі операцією 157 У іншому випадку операція 160 визначає, чи L_SEQ дорівнює L_V(R), тобто чи потрібен наступний кадр для послідовної передачі L_V(R) Якщо L_SEQ не дорівнює L_V(R), кадр був прийнятий поза ПОСЛІДОВНІСТЮ І ЙОГО збережено у буфері 92 відновлення порядку (опер 162), а L_V(R) встановлено рівним L_SEQ (опер 164) Операцією 166 приймальна система передає одне або більше НПП, вимагаючи повторної передачі усіх неприйнятих кадрів від L_V(N) до (L_V(R) -1) mod 4096 включно Після цього приймальна система повертається з обробки першої передачі (опер 176) Якщо L_SEQ = L_V(R) (опер 160), кадр був прийнятий згідно з ПОСЛІДОВНІСТЮ, і тоді операція 170 визначає, чи L_V(N) = L_V(R), що означає відсутність кадрів, визначених НПП і призначених для обробки Якщо L_V(N) = L_V(R), операція 172 шкрементує L_N(N) і L_V(R) за mod 4096 Операцією 174 кадр даних надсилається до протоколу вищого рівня, а приймач 52 повертається з обробки першої передачі (опер 176) Якщо операцією 160 визначено, що L_V(N) не дорівнює L_V(R) і, отже, є необроблені кадри, визначені НПП, то операція 178 шкрементує L_V(R) за mod 4096, а операція 180 надсилає кадр у буфер 92 відновлення порядку Приймач 52 потім повертається з обробки першої передачі (опер 176) Фіг 6 містить схему алгоритму роботи приймача 52 при виконанні операції 116 прийому повторно переданого кадру згідно з одним з втілень винаходу Обробка повторно переданого кадру починається операцією 200 і операцією 202 поле SEQ прийнятого кадру використовується як ключ пошуку у списку 94 НПП (фіг 2) L_SEQ, пов'язаного з SEQ Операція 204 визначає, чи L_SEQ менше L_V(N) або чи був вже цей кадр занесений у буфер 92 відновлення порядку Якщо так, кадр відкидається (опер 206) і приймач 52 повертається з обробки повторної передачі (опер 208) Якщо L_SEQ не менше L_V(N) і кадр не був збережений у буфері 92 відновлення порядку, відбувається визначення (опер 210), чи L_SEQ більше або дорівнює L_V(N) і менше L_V(R) і кадр не був збережений у буфері 92 відновлення порядку Якщо так, операція 212 заносить кадр у буфер 92 відновлення порядку У іншому випадку виконується операція 214, яка визначає, чи L_SEQ = L_V(N) і якщо ні, кадр відкидається (опер 216), оскільки повторно переданий кадр має порядковий номер, що перевищує номер наступного очікувано 57141 12 11 го кадру, і, отже, сталася помилка Після відкиданється приймачем 52 Кадр 240в має SEQ = 0 х 01 і ня кадру приймач 52 повертається з обробки поприймається нормально Після прийому кадру вторної передачі (опер 208) 240d приймач виявляє, що номер SEQ перевищує 8 молодших біт L_V(R), тобто кадр був прийнятий Якщо L_SEQ = L_V(N), дані усіх безперервно не у належній ПОСЛІДОВНОСТІ Тому приймач 52 послідовних кадрів, утворених доданням повторно оновлює L_V(R) до 0 х 302, що відповідає наступпереданого кадру з номером вище L_V(N), спряному очікуваному кадру, заносить номер SEQ немовуються до протоколу вищого рівня (опер 218), прийнятого кадру у список 94 НПП Крім того, приі ці кадри вилучаються з буфера 92 відновлення ймач 52 передає НПП 241, яке містить повний порядку (опер 220) Операцією 222 L_V(N) встаномер L_SEQ = 0 х 302 кадру, який не був прийняновлюється рівним LAST+1, де LAST - довгий нотий, і ІНІЦІЮЄ таймер НПП, який стежить за часом з мер (L_SEQ) останнього кадру ПОСЛІДОВНОСТІ, пемоменту передачі НПП 241 Згідно з фіг 8, НПП реданого до протоколу вищого рівня операцією 241 не було прийняте передавачем 50 218 Операція 224 видаляє кадр з списку НПП і приймач 52 повертається з обробки повторної пеПередавач продовжує передавати кадри, редачі (опер 226) включаючи кадри 240е - 240j, які успішно приймаються приймачем 52 У процесі передачі цих кадФіг 7 містить схему повідомлень, що передарів значення L_V(N) змінюється з 0 х 302 до 0x400, ються протягом типового сеансу зв'язку згідно з спричинюючи зациклювання у 8 молодших бітах і, одним з втілень винаходу Передавач 50 зображеотже, номера SEQ у кадрах но зліва, приймач 52 - справа Передавач 50 підтримує індекс L_V(S) і кадри передаються з знаКадр 240к передається з SEQ = 0 х 01 і не ченням V(S) у полі SEQ, де М(І) - 8 молодших біт приймається приймачем 52 Кадр 240І передаєтьL_V(S) У приймачі показано список НПП після ся з SEQ = 0 х 02 і приймається успішно Після кожної передачі прийому кадру 240І приймач 52 виявляє передачу поза ПОСЛІДОВНІСТЮ і тому передає НПП 243, яке Перший кадр 230 передається з L_V(S) - O x містить значення 0 х 401 і додає 0 х 401 до списку 2FF і, отже, V(S) = 0 х FE Після передачі кадру 94 НПП У цей момент відпрацьовує таймер для 230 індекс L_V(S) збільшується на 1 до 0 х 2FF і НПП 241, завдяки чому друге НПП 245, що несе кадр 232 передається з номером SEQ = 0 х FF порядковий номер 0 х 300, передається до переКадри 230, 232 приймаються приймачем 52, і індавача 50 Отже, передається друге НПП для каддекс L_V(R) шкрементується ДВІЧІ З 0 Х FE ДО 0 Х ру 240с, і приймач 52 встановлює L_V(R) у зна300 чення 0 х 403, тобто наступний очікуваний Кадр 234 передається з SEQ = 0 х 00 і не припорядковий номер Зауважимо, що порядкові ноймається приймачем 52, a L_V(S) інкрементується мери, передані у НПП 243 і 245, можна було передо 0 х 300 Тепер кадр 236 передається з SEQ = 0 дати у одному НПП х 01 і приймається приймачем 52 Після прийому кадру 236 приймач 52 виявляє Одержавши НПП 243 і 245, передавач 50 попорушення ПОСЛІДОВНОСТІ, оскільки кадр 234 не був вторно передає кадр 242а, який несе дані кадру прийнятий, і тому формує НПП 240, яке містить 240к, і кадр 242Ь, який несе дані кадру 240с Після повний 12-бітовий індекс L_V(R), що відповідає прийому повторно переданого кадру 242а приймач неприйнятому кадру 0 х 300 Крім того, приймач 52 52 через значення флагу 74 повторної передачі оновлює список 94 НПП, вказуючи, що НПП 83 був (фіг 2) ідентифікує цей кадр як повторно передапереданий для кадру з SEQ = 0 х 00 і L_SEQ = 0 х ний, після чого проводить пошук за ВІДПОВІДНИМ 300 Приймач 52 також ІНІЦІЮЄ таймер НПП, який номером SEQ у списку 94 НПП і визначає, який стежить за часом з моменту передачі НПП 240 саме кадр був переданий повторно Повторно переданий кадр 240а потім заноситься у відповідне Під час передачі НПП 240 передавач 50 перемісце у буфері 92 відновлення порядку (фіг 2), а з дає інший кадр 238 з SEQ = 0 х 02, який приймач списку 94 НПП видаляється ВІДПОВІДНИЙ запис 52 успішно приймає Після прийому НПП 240 передавач 50 формує і повторно передає кадр 242 з Після прийому повторно переданого кадру SEQ = 0 х 00 і флагом 74 повторної передачі 242Ь приймач 52 ідентифікує тип кадру і прово(фіг 2), встановленим у 1 Після прийому повторно дить пошук у списку 94 НПП Після ідентифікуванпереданого кадру 242 приймач 52 виявляє біт поня кадру він заноситься у відповідне місце у буфевторної передачі і порівнює номер SEQ з значенрі 92 відновлення порядку (фіг 2), а з списку 94 ням SEQ у списку 94 НПП Якщо ці значення збіНПП видаляється ВІДПОВІДНИЙ запис Після цього гаються, повторно переданий кадр 242 передавач передає кадр 240т, який має порядкопереноситься у буфер 92 відновлення порядку вий номер 0 х 03 і успішно приймається прийма(фіг 2), а запис у списку 94 НПП видаляється Пісчем 52 Тепер список 94 НПП вже не має записів ля цього передаються кадри 244 і 246, які нормаЯк можна бачити з фіг 8, маркування кадрів як льно приймаються "нових" або "переданих повторно" дозволяє приймачу належним чином обробляти як нові, так і Схема повідомлень фіг 8 ілюструє роботу пеповторно передані кадри, які одержали однакові редавача у випадку, коли порядкові номери "зациSEQ внаслідок зациклювання порядкових номерів клюються", згідно з одним з втілень винаходу Кау процесі повторної передачі кадрів Це стає мождри 240а, 240Ь передаються з номерами SEQ 0 х ливим завдяки наявності флагу повторної передаFE і 0 х FF ВІДПОВІДНО, яким відповідають значення чі, що дозволяє розрізняти вперше переданий і 0 х FE, 0 х FF індексу L_V(S), і успішно приймаповторно переданий кадри, які мають однакові ються приймачем 52, у якому індекс L_V(R) зроспорядкові номери SEQ Отже, тепер 8-бітовий потає з 0 х FE до 0 х 300 рядковий номер дозволяє обробити більшу кільКадр 240с має SEQ = 0 х 00, але не прийма 13 57141 кість кадрів і, отже, застосувати суттєво вищі швидкості передачі, зберігаючи сумісність з існуючими стандартами Фіг 9 містить схему алгоритму роботи приймача 52 при розпізнаванні і обробці затриманих кадрів згідно з одним з втілень винаходу Затриманий кадр можна визначити як кадр RLP, переданий у ефір разом з групою, або серією інших таких кадрів, який зазнав суттєвої затримки (наприклад, пройшов більш довгим шляхом) на шляху до приймача 52 Згідно З вимогами стандартів IS-707-A і RLP до повторної передачі кадрів, кадри надсилаються з 20-мілісекундним інтервалом Якщо різниця між затримками перевищує 20мс, затриманий кадр буде прийнятий у одному з наступних інтервалів обробки, передбачених у IS-707-A Якщо затриманий кадр не ідентифікується як такий, це може порушити протокол RLP Рівняння (1) (див фіг 4 - 6) дає спосіб відображення восьмибітового номера SEQ у 12бітовий номер L_SEQ у приймачі 52 для стеження за ПОСЛІДОВНІСТЮ кадрів Наприклад, якщоприпустити, що кадри 1,2, 4 чотирикадрової серії були прийняті у одному й тому ж 20-мс інтервалі, а кадр 3 зазнав затримки і був прийнятий у наступному такому інтервалі, то рівняння (1) дасть L_SEQ = { L_V(R) + [256 + SEQ - V(R)] mod 256} mod 4096 = = {5 + [256 +3 - 5] mod 256} mod 4096 = 5 + 254, що вказує на втрату 254 кадрів Зрозуміло, що така інтерпретація є хибною, оскільки втратити 254 кадри протягом 20мс неможливо Згідно з фіг 9, алгоритм RLP класифікує такий кадр у приймачі 52 як затриманий Тут D визначає максимальну різницю між часами надходження кадрів RLP, переданих у ефір у одному 20-мс інтервалі Одиницями для D є 20-мс інтервали і D звичайно дорівнює 0, 1 або 2 V ( R ) T D Є значенням V(R) D х 20мс тому N m a x є максимальною КІЛЬКІСТЮ кадрів, які можуть бути передані у одному 20-мс інтервалі У даному втіленні можна вважати, що N m a x Z 8 У іншому втіленні N m a x може дорівнювати 4 Операцією 300 приймач 52 приймає кадр Операція 302 визначає, чи є цей кадр новим Якщо так, виконується операція 304, у протилежному випадку відбувається перехід до операції 306, якою кадр обробляється як переданий повторно з використанням таблиці, як це було описано вище Після ЦЬОГО відбувається повертання назад (опер 14 300) до прийому наступного кадру Операція 304 визначає, чи був номер L_V(R) оновлений протягом останніх D х 20мс L_V(R) є 12-бітовим значенням номера V(R), який вказує на наступний кадр, який згідно з протоколом RLP має надійти до приймального буфера Якщо L_V(R) не був оновлений протягом останніх D х 20мс, рівняння (1) не дасть неприродно великої КІЛЬКОСТІ втрачених кадрів і алгоритм перейде до операції 306 для обробки кадру як переданого повторно Я якщо L_V(R) зазнав оновлення протягом останніх D х 20мс, новий кадр, можливо, є затриманим і тому відбувається перехід до операції 308 Далі (опер 308) відбувається обробка нового кадру з обчисленням значення Н = (256 + SEQ V ( R ) T D ) mod 256 і подальший перехід до операції 310, якою визначається, чи Н перевищує N m a x x D якщо так, кадр розглядається як затриманий і обробляється (опер 306) як повторно переданий Зрозуміло, що оскільки L_SEQ = [L_V(R) + H] mod 4096 (див рівняння (1)), для перевірки співвідношення Н > Nmax х D достатньо порівняти L_SEQ з пороговим значенням Якщо L_SEQ перевищує це значення, кадр ідентифікується як затриманий і обробляється ВІДПОВІДНО Зрозуміло також, що у іншому втіленні, де кадри не є кадрами RLP, затриманий кадр не обов'язково обробляється як повторно переданий, а може оброблятись у інший спосіб Якщо Н не перевищує Nmax х D, виконується операція 312 і кадр обробляється як новий згідно з рівнянням (1) Після повертання до операції 300 відбувається прийом наступного кадру Для стеження за значенням V ( R ) T D можна використати зсувний регістр 400 (фіг 10) у приймачі 52 (фіг 2) Цей регістр має бути D+1-ступшевим (тобто мати КІЛЬКІСТЬ біт, що дорівнює D+1, помноженій на бітову довжину V(R)) Бітове значення V(R) заноситься у зсувний регістр 400, який зазнає зсуву кожні 20мс для оновлення V ( R ) T D Я К Щ О L_V(R) (тобто V(R)) не зазнав відновлення протягом останнього 20-мс інтервалу, у регістр 400 заноситься зумовлений "нульовий" символ, який сигналізує про відсутність змін Отже, був наведений опис і розгляд бажаних втілень винаходу Фахівцю зрозуміло, що ці втілення припускають внесення різних змін у межах об'єму винаходу Винахід не обмежується наведеними втіленнями і його об'єм визначено Формулою винаходу 15 57141 16 ФІГ. 1 відновлення ШКОДЕР 91 L_V(N) л КОНТРОЛЕР КОДЕР списокнпп ДЕМОДУЛЯТОР ЦИФРОВИЙ МОДУЛЯТОР РЧ ПРІ^ЙМАЧ, ПЕРВДАВАПЬНД ФІГ. 2 порядковий номер кадру для передачі L_V(NJ - наступний кадр, потрібний для послідовної передачі L_V(m ш о ц і к ч в а н т „ З С гупний кадр БУФЕР ВІДНОВЛЕННЯ ПОРЯДКУ (ПРИЙМАЧ) ЩЩ Передані кадри Кадри, прийняті послідовно | Кадри, прийняті поза послідовністю j Кадри, що чекають на передачу "Місце у буфері дпя нових або втрачених кадрів ФІГ. З 18 57141 17 . f SQ f ) E .S V г ка ІНКРЕМЕМТУВЛМНЯ mod 40SB 1 \ \ j f сиз ПРИЙОМ НПП ЯКЩО ПЕРЩ*Я5 >/ н і * Т ТАК > с що адповіДДіоть \ II м II н и и нпп Л . ПРИЙНЯТО! н п а з БУФЕРИ кадрів ^ І t ., • і НПЛ (ЯКЩО ПОРУШЕНО ПОРЯДОК АЄ Є ПОЧИЙЙД) ФІГ. 4 ПЕРЕДДЧД ОДНОГО А 6 0 бІЛЬШЕ KAflPIS З НПП З ВИМОГОЮ ПОВТОРНОЇ ПЕРЕДАЧІ УСІХ НЄПРИИ НЯТМХ К А І ^ Щ В Ш L_V(N] ПЕРЕДАЧА ЙДДРУ ДАНИХ ПО ПРОТОКОЛУ ВИЩОГО РІВНЯ ПОВЕРТАННЯ ФІГ. 5 ПОЧАТОК f ) 19 20 57141 f ПОЧАТОК ОВРОЁКМ ПРИЙНЯТОГО "І ПОВТОРНО ПЕРЕДАНОГО кадру J -ая ВИКОРИСТАННЯ ПОЛЯ SEO ПРИЙНЯТОГО КАДРУ ЯК КЛЮЧА ПОШУКУ У СПИСКУ ИПП L_SEQ ІДО ВІДПОВІДАЄ 5EQ ВИДАЛЕННЯ КАДРУ ДАНИ* З СПИСКУ НПП ВСТДНО5ЛЕННЯ t_VjN}» (LftST+l)MOD4O9e ДЕ LAST ДОВГИЙ ПОРЯДКОВИЙ НОМЕР ОСТАННЬОГО кадру ПЕРЕДАНОГО ДО ПРОТОКОЛУ ВИЩОГО РІВНЯ ВИДАЛЕННЯ ПЕРЕДАНИХ КАДРІВ З БУФЁРДВЩ ЗАНЕСЕННЯ КАДРУ ДАНИХ У БУФЕР ВІДНОВЛЕННЯ ПОРЯДКУ ПЕРЕДАЧА ДАНИХ 5ЕЗПЁ РЕРВИОІ ПОСЛІДОВНОСТІ КАДРІВ ПОЧИНАЮЧИ З U_V(MJ ДО ВИЩОГО РІВНЯ ВІДКИДАННЯ КАДРУ ПОВЕРТАННЯ ФІГ. 6 ФІГ. 7 21 22 57141 ФІГ. а I._V(B) оновлени П х го мс г --ЗОВ - V(R)T-O( K S 356 O> Н > НИМ X D? у ФІГ. 9 s ФЇГ. 10 Комп'ютерна верстка О Воробей Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна