Спосіб зв’язку, система зв’язку (варіанти), пристрій передачі даних (варіанти) та пристрій прийому даних (варіанти)
Номер патенту: 79237
Опубліковано: 11.06.2007
Автори: Оденвалдер Джозеф П., Вей Йонбін, Тідеманн Едвард Г., молодший, Саркар Сандіп, Ландбі Стайн А., Пюїг Оузес Дейвід
Формула / Реферат
1. Спосіб зв'язку, що містить етапи, на яких: отримують інформацію для передачі,
визначають число інтервалів часу для передачі пакета даних, обчислюють величину контролю помилки з початкової величини, вибраної з набору початкових величин, і інформацію початкової величини і величини контролю помилки, які є функцією числа інтервалів часу,
передають обчислену величину контролю помилки згаданої інформації у пакеті даних протягом згаданого числа інтервалів часу,
приймають обчислену величину контролю помилки згаданої інформації, повторно обчислюють величину контролю помилки з прийнятої інформації і щонайменше однієї початкової величини, вибраної з набору початкових величин, визначають число інтервалів часу, використовуючи обчислену величину контролю помилки і повторно обчислену величину контролю помилки.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обчислена величина контролю помилки і повторно обчислена величина контролю помилки містять величини контролю циклічним надмірним кодом.
3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що розрахована величина контролю циклічним надмірним кодом містить першу початкову величину, якщо пакет даних передають протягом першого числа інтервалів часу, і другу початкову величину, якщо пакет даних передають протягом другого числа інтервалів часу.
4. Спосіб за п. З, який відрізняється тим, що пакет даних передають протягом першого числа інтервалів часу, а етап, на якому визначають число інтервалів часу передачі пакета даних, містить етап, на якому порівнюють обчислену і повторно обчислену величини контролю циклічним надмірним кодом.
5. Спосіб за п. З, який відрізняється тим, що пакет даних передають протягом другого числа інтервалів часу, а етап, на якому визначають число інтервалів часу передачі пакета даних, містить етапи, на яких виконують підсумовування по модулю 2 повторно обчисленої величини контролю циклічним надмірним кодом з попередньо визначеною величиною, і порівнюють результат з обчисленою величиною контролю циклічним надмірним кодом.
6. Спосіб за п. З, який відрізняється тим, що обчислену величину контролю циклічним надмірним кодом і згадану інформацію передають протягом першого числа інтервалів часу.
7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що перше число інтервалів часу містить чотири інтервали часу, а друге число інтервалів часу містить вісім інтервалів часу, причому кожний інтервал часу дорівнює 1,25 мілісекунди.
8. Система зв'язку, яка містить:
базову станцію, що має елемент каналу, сконфігурований таким чином, щоб генерувати пакет даних, який продовжується щонайменше протягом одного інтервалу часу, і обчислювати величину контролю помилки з початкової величини і інформації, причому початкова величина є функцією числа інтервалів часу пакета даних, і передавач, сконфігурований таким чином, щоб передавати пакет даних, що містить обчислену величину контролю помилки і згадану інформацію, і
абонентську станцію, яка має приймач, сконфігурований таким чином, щоб приймати пакет даних, що містить обчислену величину контролю помилки і згадану інформацію, від базової станції, і процесор, сконфігурований таким чином, щоб повторно обчислювати величину контролю помилки і прийняту інформацію і визначати число інтервалів часа пакета даних з обчисленої і повторно обчисленої величини контролю помилки.
9. Система зв'язку за п. 8, яка відрізняється тим, що обчислена величина контролю помилки і повторно обчислена величина контролю помилки містять величини контролю циклічним надмірним кодом.
10. Система зв'язку за п. 9, яка відрізняється тим, що елемент каналу також сконфігурований таким чином, щоб встановлювати обчислену величину контролю циклічним надмірним кодом у першу початкову величину, якщо пакет даних продовжується протягом першого числа інтервалів часу, і у другу початкову величину, якщо пакет даних продовжується протягом другого числа інтервалів часу.
11. Система зв'язку за п. 10, яка відрізняється тим, що пакет даних продовжується протягом першого числа інтервалів часу, і процесор також сконфігурований таким чином, щоб визначати число інтервалів часу пакета даних за допомогою порівняння обчисленої і повторно обчисленої величин контролю циклічним надмірним кодом.
12. Система зв'язку за п. 10, яка відрізняється тим, що пакет даних продовжується протягом другого числа інтервалів часу, і процесор також сконфігурований таким чином, щоб визначати число інтервалів часу пакета даних за допомогою підсумовування по модулю 2 повторно обчисленої величини контролю циклічним надмірним кодом з попередньо визначеною величиною і порівняння результату з обчисленою величиною контролю циклічним надмірним кодом.
13. Система зв'язку за п. 10, яка відрізняється тим, що обчислена величина контролю циклічним надмірним кодом і згадана інформація продовжується протягом першого числа інтервалів часу.
14. Система зв'язку за п. 13, яка відрізняється тим, що перше число інтервалів часу містить чотири інтервали часу, а друге число інтервалів часу містить вісім інтервалів часу, причому кожний інтервал часу дорівнює 1,25 мілісекунди.
15. Пристрій передачі даних, який містить:
елемент каналу, сконфігурований таким чином, щоб генерувати пакет даних, що продовжується щонайменше протягом одного інтервалу часу, і обчислювати величину контролю помилки з початкової величини і інформації, причому початкова величина є функцією числа інтервалів часу пакета даних, і встановлювати початкову величину для обчисленої величини контролю циклічним надмірним кодом у першу початкову величину, якщо пакет даних продовжується протягом першого числа інтервалів часу, і у другу початкову величину, якщо пакет даних продовжується протягом другого числа інтервалів часу,
передавач, сконфігурований таким чином, щоб передавати пакет даних, величину контролю помилки і згадану інформацію, при цьому обчислена величина контролю помилки містить величину контролю циклічним надмірним кодом, при цьому обчислена величина контролю циклічним надмірним кодом і згадана інформація продовжуються протягом першого числа інтервалів часу, і перше число інтервалів часу містить чотири інтервали часу, а друге число інтервалів часу містить вісім інтервалів часу, причому кожний інтервал часу дорівнює 1,25 мілісекунди.
16. Пристрій прийому даних, який містить:
приймач, сконфігурований таким чином, щоб приймати пакет даних, переданий щонайменше протягом одного інтервалу часу, і величину контролю помилки і інформацію, причому величина контролю помилки обчислена з початкової величини і інформації, при цьому початкова величина є функцією числа інтервалів часу передачі пакета даних,
процесор, сконфігурований таким чином, щоб повторно обчислювати величину контролю помилки з прийнятої інформації і визначати число інтервалів часу передачі пакета даних з обчисленої і повторно обчисленої величин контролю помилки.
17. Пристрій прийому за п. 16, який відрізняється тим, що обчислена і повторно обчислена величини контролю помилки містять величини контролю циклічним надмірним кодом.
18. Пристрій прийому за п. 17, який відрізняється тим, що процесор також сконфігурований таким чином, щоб визначати число інтервалів часу передачі пакета даних за допомогою порівняння обчисленої і повторно обчисленої величин контролю циклічним надмірним кодом.
19. Пристрій прийому за п. 18, який відрізняється тим, що процесор також сконфігурований таким чином, щоб визначати число інтервалів часу передачі пакета даних за допомогою підсумовування по модулю 2 повторно обчисленої величини контролю циклічним надмірним кодом з попередньо визначеною величиною і порівняння результату з обчисленою величиною контролю циклічним надмірним кодом.
20. Система зв'язку, яка містить:
базову станцію для генерування пакета даних, що продовжується щонайменше протягом одного інтервалу часу,
засіб, призначений для обчислення величини контролю помилки з початкової величини і інформації, причому початкова величина є функцією числа інтервалів часу пакета даних, і засіб, призначений для передачі пакета даних, обчисленої величини контролю помилки і інформації,
абонентську станцію для прийому обчисленої величини контролю помилки і інформації,
засіб, призначений для повторного обчислення величини контролю помилки з прийнятої інформації,
засіб для визначення числа інтервалів часу пакета даних з обчисленої і повторно обчисленої величин контролю помилки.
21. Система зв'язку за п. 20, яка відрізняється тим, що базова станція також містить засіб, який встановлює обчислену величину контролю циклічним надмірним кодом у першу початкову величину, якщо пакет даних продовжується протягом першого числа інтервалів часу, і у другу початкову величину, якщо пакет даних продовжується протягом другого числа інтервалів часу.
22. Система зв'язку за п. 21, яка відрізняється тим, що пакет даних продовжується протягом першого числа інтервалів часу, і в якій засіб визначення числа тимчасових інтервалів також містить засіб, призначений для порівняння обчисленої і повторно обчисленої величин контролю циклічним надмірним кодом.
23. Система зв'язку за п. 21, яка відрізняється тим, що пакет даних продовжується протягом другого числа інтервалів часу, і в якій засіб визначення числа тимчасових інтервалів також містить засіб, призначений для підсумовування по модулю 2 повторно обчисленої величини контролю циклічним надмірним кодом з попередньо визначеною величиною і порівняння результату з обчисленою величиною контролю циклічним надмірним кодом.
24. Система зв'язку за п. 21, яка відрізняється тим, що розрахована величина контролю циклічним надмірним кодом і інформація продовжуються протягом першого числа інтервалів часу.
25. Система зв'язку за п. 24, яка відрізняється тим, що перше число інтервалів часу містить чотири інтервали часу, а друге число інтервалів часу містить вісім інтервалів часу, причому кожний інтервал часу дорівнює 1,25 мілісекунди.
26. Пристрій передачі даних, який містить:
засіб, призначений для генерування пакета даних, що продовжується щонайменше протягом одного інтервалу часу,
засіб, призначений для обчислення величини контролю помилки з початкової величини і інформації, при цьому початкова величина є функцією числа інтервалів часу пакета даних,
засіб, призначений для форматування пакета даних, обчисленої величини контролю помилки і інформації для передачі через носій зв'язку,
при цьому обчислена величина контролю помилки містить обчислену величину контролю циклічним надмірним кодом, і
при цьому обчислена величина контролю циклічним надмірним кодом містить бітову послідовність,
засіб, який встановлює початкову величину для обчисленої величини контролю циклічним надмірним кодом на першу величину, якщо пакет даних продовжується протягом першого числа інтервалів часу, і на другу величину, якщо пакет даних продовжується протягом другого числа інтервалів часу,
при цьому обчислена величина контролю циклічним надмірним кодом і інформація продовжуються протягом першого числа інтервалів часу,
перше число інтервалів часу містить чотири інтервали часу, а друге число інтервалів часу містить вісім інтервалів часу, причому кожний інтервал часу дорівнює 1,25 мілісекунди.
27. Пристрій прийому даних, який містить:
засіб, призначений для прийому пакета даних, переданого щонайменше протягом одного інтервалу часу, і величини контролю помилки і інформації, причому величина контролю помилки обчислена з початкової величини і інформації, при цьому початкова величина є функцією числа інтервалів часу передачі пакета даних,
засіб, призначений для повторного обчислення величини контролю помилки з прийнятої інформації,
засіб для визначення числа інтервалів часу передачі пакета даних з обчисленої і повторно обчисленої величин контролю помилки.
28. Пристрій прийому за п. 27, який відрізняється тим, що обчислена величина контролю помилки і повторно обчислена величина контролю помилки містять величини контролю циклічним надмірним кодом.
29. Пристрій прийому за п. 28, який відрізняється тим, що засіб для визначення числа інтервалів часу також містить засіб, призначений для порівняння обчисленої і повторно обчисленої величин перевірки циклічним надмірним кодом.
30. Пристрій прийому за п. 28, який відрізняється тим, що засіб для визначення числа інтервалів часу також містить засіб, призначений для виконання підсумовування по модулю 2 повторно обчисленої величини контролю циклічним надмірним кодом з попередньо визначеною величиною і порівняння результату з обчисленою величиною перевірки циклічним надмірним кодом.
Текст
Винахід стосується взагалі систем зв'язку, зокрема, систем і способів генерування контрольної інформації для транспортування пакетних даних. Сучасні системи зв'язку забезпечують для багатьох користувачів доступ до спільного комунікаційного середовища. Є відомими численні системи паралельного доступу, наприклад, з розділенням за часом (TDMA), за частотами (FDMA), з просторовим розділенням, з кодовим розділенням (CDMA) та ін. Паралельний доступ забезпечує доступ до спільного комунікаційного середовища для багатьох користувачів. Способи призначення каналів залежать від типу паралельного доступу. Наприклад, у системах FDMA весь спектр частот розділяють на певну кількість менших підсмуг і кожний користувач одержує власну підсмугу для достуну до комунікаційного середовища. У системах TDMA кожний користувач одержує весь спектр протягом часової щілини, що періодично повторюється. У системах CDMA кожний користувач одержує весь спектр протягом усього часу, але відокремлює свої передачі за допомогою унікального коду. Модуляція і паралельний доступ у системах CDMA базується на розширенні спектра. У таких системах численні сигнали використовують спільний спектр частот. Цього досягають передачею кожного сигналу з окремим кодом, який модулює носій і, отже, розширює спектр обвідної сигналу. Передані сигнали розділяються у приймачі демодулятором, який використовує відповідний код для звуження спектра бажаного сигналу. Небажані сигнали, чиї коди є невідповідними, не зазнають звуження у смузі частот і сприймаються як шум. Використання CDMA для зв'язку з паралельним доступом взагалі збільшує користувацьку ємність порівняно з традиційними системами TDMA і FDMA. В результаті більше користувачів можуть одержати доступ до мережі, тобто, встановлювати зв'язок один з одним через одну або більше базових станцій. У системах CDMA призначення каналів базується на ортогональних послідовностях, відомих як коди Уолша. Залежно від конкретних застосувань може виникнути потреба у будь-якій кількості кодових каналів Уолша для підтримки різних каналів контролю, наприклад, пілот-каналу і інших каналів спільного користування. Ці канали потребують витрати ресурсів системи і, отже, знижують користувацьку ємність, зменшуючи наявні ресурси, необхідні для обробки трафіка. У зв'язку з дуже значним поширенням безпровідного зв'язку за останні роки виникає потреба у способах побудови більш ефективних і надійних каналів контролю, які зменшили б обчислювальну складність і максимізували користувацьку ємність, надаючи більше системних ресурсів для трафіка. Одним з об'єктів винаходу є спосіб зв'язку, який включає передану пакету даних протягом щонайменше однієї часової щілини від місця передачі, обчислення деякого значення з початкового значення і інформації, причому це початкове значення є функцією кількості часових щілин передачі пакету даних, передачу значення і інформації від місця передачі, прийом переданих значення і інформації у місці прийому, переобчислення значення з використанням прийнятої інформації і визначення кількості часових щілин передачі пакету даних з обчисленого і переобчисленого значень. Іншим об'єктом винаходу є система зв'язку, що включає базову станцію (БС), яка має канальний елемент з конфігурацією, яка дозволяє генерувати пакет даних, що простягається щонайменше на одну часову щілину, і обчислювати початкове значення і інформацію, причому це початкове значення є функцією кількості часових щілин пакету даних, передавач з конфігурацію, яка дозволяє передавати пакет даних, значення і інформацію, абонентську станцію, що має приймач, конфігурація якого дозволяє приймати значення і інформацію від БС, і процесор, конфігурація якого дозволяє переобчислювати значення з прийнятої інформації і визначати кількість часових щілин пакету даних з обчисленого і переобчисленого значень. Ще одним об'єктом винаходу є передавальний пристрій, який включає канальний елемент, конфігурація якого дозволяє генерувати пакет даних, що простягається щонайменше на одну часову щілину, і обчислювати значення і інформацію, причому початкове значення є функцією кількості часових щілин пакету даних, ι передавач, що має конфігурацію, яка дозволяє передавати пакет даних, значення і інформацію. Іншим об'єктом винаходу є приймальний пристрій, який включає приймач, конфігурація якого дозволяє приймати пакет даних, що простягається щонайменше на одну часову щілину, і значення і інформацію, причому початкове значення є функцією кількості часових щілин передачі пакету даних, і процесор, конфігурація якого дозволяє переобчислювати значення з прийнятої інформації і визначати кількість часових щілин пакету даних з обчисленого і переобчисленого значень. Об'єктом винаходу є також придатний для зчитування комп'ютером носій, який втілює програму або інструкції, що виконуються комп'ютерною програмою і реалізують спосіб зв'язку, який включає генерування пакету даних, що простягається щонайменше на одну часову щілину, обчислення деякого значення з початкового значення і інформації, причому це початкове значення є функцією кількості часових щілин передачі пакету даних, і форматування пакету даних, значення і інформації для передачі через комунікаційне середовище. Іншим об'єктом винаходу є система зв'язку, що включає БС, яка має засіб генерування пакету даних, що простягається щонайменше на одну часову щілину, засіб обчислення значення з початкового значення і інформації, причому це початкове значення є функцією кількості часових щілин передачі пакету даних, засіб передачі пакету даних, значення і інформації, і абонентську станцію, яка має засіб прийому значення і інформації від БС, засіб переоб-числення значення з прийнятої інформації і засіб визначення кількості часових щілин пакету даних з використанням обчисленого і переобчисленого значень. Ще одним об'єктом винаходу є передавальний пристрій, який включає засіб генерування пакету даних, який простягається щонайменше на одну часову щілину, засіб обчислення значення з початкового значення і інформації, причому це початкове значення є функцією кількості часових щілин передачі пакету даних, і засіб форматування пакету даних, значення і інформації для передачі через комунікаційне середовище. Об'єктом винаходу є також приймальний пристрій, який включає засіб прийому пакету даних, переданого протягом щонайменше однієї часової щілини, значення і інформації, причому це значення обчислюється з початкового значення і інформації, а початкове значення є функцією кількості часових щілин передачі пакету даних, засіб переобчислення значення з використанням прийнятої інформації і засіб визначення кількості часових щілин передачі пакету даних з обчисленого і переобчисленого значень. Інші аспекти винаходу розглянуто у подальшому детальному ілюстративному описі типових втілень винаходу. Зрозуміло, що винахід може мати і інші втілення і модифікації у межах об'єму винаходу. Далі винахід ілюструється прикладами з посиланнями на креслення, у яких: фіг.1 - функціональна блоксхема типової системи зв'язку з CDMA, фіг.2 - функціональна блок-схема основних підсистем типової системи зв'язку з CDMA фіг.1, фіг.3 - функціональна блок-схема типового канального елемента, конфігурація якого дозволяє генерувати інформаційні субпакети однощілинного формату, фіг.4 - функціональна блок-схема типового канального елемента, конфігурація якого дозволяє генерувати інформаційні субпакети двощілинного формату, і фіг.5 - функціональна блок-схема типового канального елемента, конфігурація якого дозволяє генерувати інформаційні субпакети чотирищілинного формату. Наведений далі опис ілюструє типові втілення винаходу, які є не єдиними можливим втіленнями винаходу. Термін "типовий" означає тут "що слугує прикладом, екземпляром або ілюстрацією" і не означає переваг над іншими втіленнями. Опис окремих деталей має сприяти кращому розумінню винаходу. Зрозуміло, однак, що винахід може бути реалізований без цих конкретних деталей. У деяких випадках добре відомі структури і пристрої показані як блок-схеми, щоб уникнути зайвого ускладнення опису. У типовому втіленні системи зв'язку пакети даних можуть передаватись протягом однієї або декількох часових щілин. Кожний пакет даних супроводжується інформаційним субпакетом, який включає інформацію, потрібну для декодування відповідного пакету даних, і значення, обчислене з початкового значення з використанням цієї інформації. Значення, введене у передачу, може бути використане для визначення кількості часових щілин, використаних для передачі відповідного пакету даних. Різні аспекти використання цих каналів контролю розглядаються для систем зв'язку з CDMA, які підтримують схемно-комутовані голосові передачі і швидкісну передачу даних. Зрозуміло, що ці способи використання каналів контролю можуть бути застосовані у інших комутаційних середовищах. Тому посилання на системи CDMA лише ілюструють винахід, який насправді має значно ширше застосування. Фіг.1 містить спрощену функціональну блок схему типової системи зв'язку з CDMA, яка підтримує схемнокомутовані голосові передачі і швидкісну передачу пакетних даних. Контролер 102 БС (КБС) може виконувати функції інтерфейсу між мережею 104 і всіма БС певного географічного регіону. Цей регіон ділять на субрегіони, які називають комірками або секторами. БС призначається для обслуговування всіх абонентських станцій субрегіону. Для спрощення показано лише одну БС 106. Абонентська станція 108 може мати доступ до мережі 104 або мати зв'язок з іншими абонентськими станціями (не показаними) через одну або більше БС під контролем КБС 102. Фіг.2 містить типову функціональну блок-схему, що ілюструє базові підсистеми системи зв'язку фіг.1. КБС 102 містить багато селекторних елементів (показано лише один такий елемент 202). Один селекторний елемент контролює передачі між однією або декількома БС і однією абонентською станцією 108. При ініціюванні зв'язку процесор 204 керування сеансом зв'язку встановлює з'єднання між селекторним елементом 202 і БС 106. Після цього БС 106 призначає ідентифікатор Контролеру Проміжного Доступу (МАС) для ідентифікування зв'язків абонентської станції 108 через це з'єднання. Призначений ідентифікатор МАС може бути переданий від БС 106 до абонентської станції 108 у процесі обміну сигнальними повідомленнями під час встановлення сеансу зв'язку. Селекторному елементу 102 може бути надана конфігурація, що забезпечує прийом схемно-комутованих голосу і даних від мережі 104. Селекторний елемент 202 надсилає ці голос і дані до кожної БС, що має зв'язок з даною абонентською станцією 108. БС 106 генерує передачу прямого каналу, яка включає пакетні дані прямого каналу для швидкісної передачі даних від БС 106 до однієї або більше абонентських станцій 108. Прямим називають канал передач від БС 106 до абонентської станції 108. Прямий канал пакетних даних може складатись з будь-якої кількості кодових субканалів Уолша залежно від вимог користувачів схемнокомутованих голосу і даних. Звичайно прямий канал пакетних даних у кожний момент обслуговує одну абонентську станцію з мультиплексуванням з розділенням часу. БС 108 може мати чергу 206 даних, яка буферуе дані від селекторного елемента 202 перед передачею до абонентської станції 108. Дані з черги 206 даних можуть надсилатись до канального елемента 208, який групує ці дані у сукупність пакетів даних. Залежно від кількості пакетів даних, потрібних для ефективного транспортування даних від селекторного елемента 202, може бути застосована будь-яка кількість кодових субканалів Уолша. Канальний елемент 208 кодує пакети даних, використовуючи ітеративний процес, наприклад, турбокодування, скремблює кодовані символи, використовуючи довгу псевдовипадкову шумову (ПШ) послідовність і переміжує скрембльовані символи. Деякі або всі з переміжених символів можуть бути вибрані для формування субпакетів даних для початкової або повторної передачі у прямому каналі. Далі символи субпакетів даних можуть бути модульовані модулятором 208 з використанням маніпуляції квадратурно-фазовим зсувом (QPSK), 8-PSK, 16-QAM (квадратурно-амплітудна модуляція) або іншої модуляції', відомої фахівцям, демультиплексовані у фазну (І) і квадратурну (Q) компоненти і покриті певним кодом Уолша. Субпакети даних для кожного коду Уолша можуть бути потім об'єднані канальним елементом 208 і квадратурно розширені з використанням короткого ПШ коду. Короткі ПШ коди утворюють другий рівень кодування, який використовується для ізолювання одного субрегіону від іншого. Таке рішення дозволяє повторно використовувати коди Уолша у кожному субрегіоні. Розширені субканали Уолша потім надсилаються до передавача 210 для фільтрування, підвищення частоти і підсилення перед передачею у прямому каналі від БС 106 до абонентської станції 108 антеною 212. Функції контролю і планування виконуються канальним планувальником 214, який одержує від черги 206 даних розмір черги, який вказує кількість даних, призначених для передачі до абонентської станції 108, і планує розмір субпакетів даних і швидкість передачі даних для прямого каналу, щоб максимізувати пропускну здатність і мінімізувати затримки передачі, базуючись на якості каналу зв'язку між БС 106 і абонентською станцією 108. Розмір пакету або субпакету даних визначається кількістю біт у них. Залежно від запланованого розміру пакету даних і швидкості передачі субпакети даних можуть передаватись у одній або декількох щілинах. У одному з типових втілень системи CDMA субпакети даних можуть передаватись у одній, двох, чотирьох або восьми 1,25-мілісекундних часових щілинах. Канальний планувальник 214 може також планувати формат модуляції субпакетів даних, базуючись на якості каналу зв'язку між БС 108 і абонентською станцією 108. Наприклад, у порівняно вільному від спотворень довкіллі з низьким або нульовим рівнем перешкод канальний планувальник 214 може планувати високу швидкість передачі даних для кожного субпакету у одній часовій щілині з форматом модуляції 16-QAM. У випадку поганих умов у каналі канальний планувальник 214 може планувати передачу кожного субпакету з низькою швидкістю у восьми часових щілинах з форматом модуляції QPSK. Фахівець може визначити оптимальне сполучення швидкості передачі і формату модуляції для максимізації пропускної здатності системи. Передачі прямого каналу, що генеруються у БС 106, можуть також включати один або більше прямих каналів контролю пакетів даних. Звичайні системи швидкісної передачі даних у багатьох часових щілинах іноді використовують два таких канали: первинний і вторинний прямі канали контролю пакетів даних. Вторинний прямий канал контролю пакетів даних несе інформаційні субпакети, які можуть бути використані абонентською станцією для прийому або декодування відповідних субпакетів даних у прямому каналі контролю пакетів даних. Подібним чином інформаційні субпакети, що транспортуються вторинним каналом контролю пакетних даних, можуть передаватись у одній або декількох часових щілинах для оптимізації зв'язку з різними абонентськими станціями, що мають різні умови у каналі. У одному з типових втілень системи CDMA інформаційні субпакети можуть передаватись через вторинний прямий канал контролю пакетних даних у одній, двох або чотирьох 1,25-мілісекундних часових щілинах залежно від кількості часових щілин, зайнятих відповідними субпакетами даних. Наприклад, інформаційні субпакети можуть передаватись у одній щілині для однощілинного субпакету даних, у двох щілинах для двощілинного субпакету даних і у 4 щілинах для чотирищілинного субпакету даних. Для розрізнення чотири- і восьмищілинного форматів субпакетів можуть бути використані різні способи. Одним з рішень може бути використанні різних переміжувачів для переупорядкування послідовності символів у БС залежно від чотири- або восьмищілинної передачі субпакету даних. Кількість часових щілин для інформаційного субпакету у вторинному прямому каналі контролю пакетних даних може бути визначена з інформації, яку несе первинний прямий канал контролю пакетних даних. У щонайменше одному втіленні системи зв'язку з CDMA, де використовуються багатощі-линні передачі, первинний і вторинний канали контролю пакетних даних можуть бути об'єднані у один канал контролю пакетних даних. У цьому втіленні кількість часових щілин для інформаційного субпакету, що переноситься у прямому каналі контролю пакетних даних може бути визначена з інформації цього субпакету різними способами. Наприклад, у інформаційний субпакет, що переноситься у прямому каналі контролю пакетних даних, може бути додане значення для перевірки коду циклічною надмірністю (КЦН), яке обчислюється за відомим алгоритмом з бітової послідовності, що утворює цей інформаційний субпакет. Алгоритм є, головним чином, процесом ділення, у якому вся послідовність біт інформаційного субпакету розглядається як одне бінарне число, яке ділиться на заздалегідь визначену константу. Результати ділення відкидаються, а залишки зберігаються як значення КЦН. Цей алгоритм може бути реалізований програмно або схемно. Для схемної реалізації використовується зсувний регістр у комбінації з одним або більше ключами. Зсувний регістр побітно приймає інформаційний субпакет. Вмістом зсувного регістра після завершення цього процесу є залишок ділення або значення КЦН. Цей спосіб є добре відомим. У абонентській станції перевірка КЦН виконується для інформаційних субпакетів, адресованих до абонентської станції за допомогою ідентифікатора МАС. Зокрема, значення КЦН може бути переобчислене для одного або декількох часових щілин, переобчислені значення порівнюються з переданими значеннями КЦН, доданими у передачу прямого каналу. Довжина інформаційного субпакету, тобто кількість часових щілин, які він займає, може бути потім визначена з переобчисленого значення КЦН, яке збігається з КЦН, переданим у прямому каналі. Наприклад, якщо значення КЦН, обчислене абонентською станцією для двох часових щілин, збігається з КЦН, переданим у прямому каналі, довжина інформаційного субпакету становитиме 2 часові щілини. Якщо жодне значення КЦН, обчислене абонентською станцією, не збігається з КЦН, переданим у прямому каналі, абонентська станція робить висновок, що відповідний інформаційний субпакет призначено для іншої абонентської станції. Після визначення кількості часових щілин, зайнятих інформаційним субпакетом, ця кількість може бути використана для декодування цього субпакету. Якщо абонентська станція може успішно декодувати пакет даних, що включає поточний субпакет даних і будь-які раніше прийняті субпакети цього пакету даних, вона надсилає до БС підтверджуючу відповідь (АСК) У іншому випадку абонентська станція надсилає негативне підтверджуюче повідомлення (NACK), яким вимагає додаткових субпакетів даних. Пакет даних вважається успішно декодованим, якщо значення КЦН збігаються. Субпакет, захищений КЦН, може забезпечити підвищення пропускної здатності системи, знижуючи імовірність хибних повідомлень про помилки у прямому каналі контролю пакетів даних, тобто імовірність того, що абонентська станція намагатиметься декодувати субпакети, призначені для іншої абонентської станції. Значення КЦН може бути використане також для розрізнення чотири- і восьмищілинних форматів субпакету. Цього можна досягти наданням початковим КЦН одного або двох різних значень залежно від формату субпакету даних. Початковим значенням КЦН є вміст зсувного регістра перед зсуванням через нього інформаційного субпакету. У звичайних системах CDMA, де використовується виявлення помилок через КЦН, значення КЦН обчислюється за процедурою, що надає бітам початкового КЦН лише одиничні значення. Таку процедуру зручно використовувати для ідентифікації субпакетів даних, що мають одно-, дво- або чотирищілинний формат, хоча для цього може бути використане будь-яке початкове значення КЦН. Для восьмищілинних пакетів даних значення КЦН може бути обчислене з встановленням лише нульових початкових значень бітам КЦН, або інших значень, які відрізнятимуть восьмищі-линні передачі від чотирищілинних. Таке рішення може бути більш привабливим, ніж застосування двох різних переміжувачів для розрізнення чотири- і восьмищілинних форматів субпакетів даних, оскільки дає спрощення обчислень як у БС, так і у абонентській станції. Канальний елемент 208 може бути використаний для генерування інформації для прямого каналу контролю пакетних даних. Зокрема, канальний елемент генерує корисне навантаження, пакуючи 6-бітові ідентифікатори МАС, що визначають абонентську станцію-адресата, 2-бітовий ідентифікатор пакету, який визначає субпакет даних, 2-бітовий ідентифікатор пакету ARQ, який ідентифікує пакет даних з якого одержано субпакет даних, і 3-бітове поле довжини, яке вказує розмір субпакету даних. Канальний елемент 208 може бути реалізований схемно або програмно, або комбіновано, і може бути реалізований процесором загального призначення, процесором цифрових сигналів (DSP), спеціалізованою прикладною інтегральною схемою (ASIC), програмованим набором польових ключів або іншими програмованим логічним пристроєм, дискретною ключовою або транзисторною логікою, дискретними схемними елементами або будь-якою їх комбінацією, призначеною виконувати одну або більше описаних тут функцій. У одному з втілень канального елемента 208 його функції можуть виконуватись процесором загального призначення, наприклад, мікропроцесором або спеціалізованим процесором, наприклад, програмованим DSP з вбудованим комунікаційним рівнем програмного забезпечення для реалізації функцій канального елемента. У цьому втіленні цей комунікаційний рівень може бути використаний для ініціювання різних кодерів, модуляторів і допоміжних функцій у процесі передач у багатьох часових щілинах. Фіг.3 містить функціональну блок-схему конфігурації канального елемента, яка дозволяє генерувати типовий прямий канал контролю пакетних даних для однощілинної передачі. У цій конфігурації до генератора 202 КЦН надходить 13-бітове корисне навантаження. Генератор КЦН може бути використаний для обчислення значення КЦН для всього навантаження або його частини. Обчисленням значення КЦН для частини корисного навантаження можна спростити обчислення. Значення КЦН може містити будь-яку кількість біт залежно від параметрів системи. У описаному типовому втіленні генератор 202 КЦН додає до корисного навантаження 8 біт. 21-бітове корисне навантаження, захищене КЦН, надходить до генератора хвоста кодера, який генерує послідовність біт, яка додається до кінця корисного навантаження. Послідовність біт, що утворює хвіст, забезпечує для декодера абонентської станції послідовність, що закінчується відомим станом, і забезпечує цим точне декодування. Хвостовий генератор може генерувати 8-бітовий хвіст, хоча, довжина хвоста може бути будь-якою. 29-бітове корисне навантаження, захищене КЦН, з кодерним хвостом надходить до згортаючого кодера 306, який забезпечує у абонентській станції здатність до попередньої корекції помилок і може забезпечити будь-які швидкість кодування і обмеження довжини залежно від параметрів і загальних обмежень системи. У типовому втіленні (фіг.3) згортаюче кодування здійснюється з швидкістю 1/2 з обмеженням довжини 9. В результаті 29-бітова послідовність, що надходить у згортаючий кодер, кодується у 58-бітову послідовність. Згортаюче кодування є добре відомим і фахівець може визначити належні швидкість і обмеження довжини для опти-мізації функціонування. Виколювальний елемент 308 використовується для виколювання 10 символів з 58-бітової послідовності, що надходить від згортаючого кодера 306. Остаточна 48-символьна послідовність дає швидкість передачі 38,4 кбіт/с для однощілинної передачі тривалістю 1,25 мс. Кількість символів, що виколюються з вихідної послідовності символів, може змінюватись згідно з різними параметрами системи для отримання оптимальної символьної швидкості, базованої на швидкості кодування згортаючого кодера і на тривалості часової щілини системи зв'язку. До 48-символьних послідовностей можуть бути застосовані різні способи мінімізації впливу серійних помилок на здатність декодера абонентської станції декодувати послідовність символів. Наприклад, 48символьна послідовність від елемента 308 може бути надіслана до блочного переміжувача 310, який переупорядковує послідовність символів. Послідовність символів від блочного переміжувача 310 може надсилатись до модулятора 314, здатного підтримувати різні схеми модуляції, наприклад, QPSK, 8-PSK, 16-QAM та ін. У описаному втіленні використовується модулятор 314 QPSK. Модульовані символи від модулятора 314 можуть бути потім розділені на компоненти І і Q і покриті певним кодом Уолша у перемножувачі 316 перед об'єднанням у прямий канал пакетних даних і інші субканали Уолша. Субканали Уолша можуть бути потім піддані квадратурному розширенню короткими ПШ кодами і надіслані до передавача 210 для фільтрування, підвищення частоти і підсилення перед передачею у прямому каналі від БС 106 до абонентської станції 108 (фіг.2). Фіг.4 містить функціональну блок-схему конфігурації канального елемента, яка дозволяє генерувати типовий прямий канал контролю пакетних даних для двощілинної передачі. Як і у випадку однощілинного формату, до 13-бітового корисного навантаження може бути додане 8-бітове значення КЦН, генероване генератором 402 КЦН, і 8-бітовий хвіст кодера, сформований генератором 304 хвоста кодера. Одержана 29бітова послідовність може бути надіслана до згортаючого кодера 406, який внаслідок двощілинного формату має швидкість 1/4 з обмеженням довжини 9 і породжує 116-символьну послідовність. Виколювальний елемент 404 використовується для виколювання 20 символів з 116-бітової послідовності, що надходить від згортаючого кодера 406. Остаточна 48-символьна послідовність дає швидкість передачі 38,4 кбіт/с для двощілинної передачі тривалістю 1,25 мс. Решта функцій канального елемента є подібними описаним для фіг.3. 96-символьна послідовність потім переміжується, розділяється на компоненти І і Q і покривається певним кодом Уолша перед об'єднанням у прямий канал пакетних даних і інші субканали Уолша. Субканали Уолша можуть бути потім піддані квадратурному розширенню короткими ПШ кодами і надіслані до передавача 210 для фільтрування, підвищення частоти і підсилення перед передачею у прямому каналі від БС 106 до абонентської станції 108 (фіг.2). Фіг.5 містить функціональну блок-схему конфігурації канального елемента, яка дозволяє генерувати типовий прямий канал контролю пакетних даних для чотирищілинної передачі. Як і у попередніх випадках, до 13-бітового корисного навантаження може бути додане 8-бітове значення КЦН, генероване генератором 302 КЦН, і 8-бітовий хвіст кодера, сформований генератором 304 хвоста кодера. Одержана 29-бітова послідовність може бути надіслана до згортаючого кодера 402, який внаслідок двощілинного формату має швидкість 1/4 з обмеженням довжини 9 і породжує 116-символьну послідовність. Виколювання 20 символів дає 96-символьну послідовність. Головною різницею між дво- і чотирищілинними форматами передачі є наявність повто-рювача 502 послідовності після виколювального елемента 404 для побудови чотирищілинного формату. Повторювач 502 може використовуватись для повторення двічі 96-символьної послідовності і одержання, таким чином, 192символьної послідовності для узгодження з чотирищілинним форматом передачі. У цьому втіленні повторювач 502 послідовності знаходиться на виході виколювального елемента 308; однак, повторювач 502 може бути встановлений перед або після виколювального елемента 404. Повторювач 502 послідовності може мати конфігурацію, яка забезпечує повторення послідовності символів стільки разів, скільки вимагають характеристики системи. Наприклад, згортаючий кодер може мати швидкість 1/2 і породжувати 58-символьну послідовність. З цієї послідовності виколювальним елементом виколюються 10 символів і одержана 48символьна послідовність повторюється повторювачем 502 4 рази згідно з чотирищілинним форматом передачі. Фахівець може легко вибрати кількість повторень і швидкість згортаючого кодера для оптимізації роботи системи у випадках одно-, дво-, чотири-щілинних форматів і форматів іншої кратності. Решта функцій канального елемента є подібними описаним для фіг.4. 192-символьна послідовність потім переміжується, розділяється на компоненти І і Q і покривається певним кодом Уолша перед об'єднанням у прямий канал пакетних даних і інші субканали Уолша. Суб-канали Уолша можуть бути потім піддані квадратурному розширенню короткими ПШ кодами і надіслані до передавача для фільтрування, підвищення частоти і підсилення перед передачею у прямому каналі від БС 106 до абонентської станції 108 (фіг.2). Передачі від БС 106 (фіг.2) приймаються антеною 214 абонентської станції 108. Прийнятий сигнал від антени 214 надходить до приймача 216, який фільтрує і підсилює сигнал, знижує його частоту до частоти модуляції і квадратурно демодулює його. Далі від сигналу беруться зразки і зберігаються у пам'яті 218, яка має мати об'єм, достатній для зберігання такої кількості зразків, яка покриває максимально припустиму кількість часових щілин для передачі субпакету у прямому каналі. У типовій системі CDMA зразки вивільняються з пам'яті 218 до процесора 220 у одно-, дво- або чотирищілинному форматі. Процесор 220 виконує декілька функцій, ілюстровані на фіг.2 демодулятором 222, кодером 224, генератором КЦН 226 і компаратором 228. Ці функції можуть бути реалізовані схемно або виконуватись програмно процесором або комбіновано. Процесор може бути реалізований як спеціалізований або як процесор загального призначення, як DSP, ASIC, FPGA або як інший програмований логічний пристрій, у вигляді дискретної ключової або транзисторної логіки, дискретних схемних компонентів або як їх комбінація, призначені виконувати одну або більше зазначених вище функцій. Зрозуміло, що для виконання кожної з цих функцій можна передбачити окремий процесор або кілька функцій можуть бути розподілені між будь-якою кількістю процесорів. У одному з типових втілень системи CDMA пам'ять 218 спочатку вивільняє одну часову щілину зразків для модулятора 222, який квадратурно демодулює їх короткими ПШ кодами і згортає у символи, використовуючи коди Уолша. Після цього послідовність символів для прямого каналу контролю пакету даних може бути демодульована з використанням QPSK, 8-PSK, 16-QAM або іншої схеми модуляції, що використовується у БС 106. Демодульована послідовність символів може бути надіслана до декодера 224, який виконує функції, зворотні виконаним у БС, зокрема, зворотне переміження і декодування. Якщо декодована послідовність біт містить ідентифікатор МАС для абонентської станції, ця послідовність може бути надіслана до генератора 226 КЦН, який обчислює значення КЦН згідно з процедурою, яка надає бітам початкового КЦН лише одиничні значення. Локально генероване значення КЦН у компараторі 228 порівнюється з декодованим значенням КЦН, включеним у передачу прямого каналу. Якщо ці значення збігаються, довжина інформаційного субпакету визначається як така, що дорівнює одній часовій щілині, і корисне навантаження може бути використане процесором 220 для декодування відповідного субпакету даних. Якщо локально генероване значення КЦН відрізняється від декодованого значення КЦН, включеного у передачу прямого каналу, це означає, що інформаційний субпакет зазнав спотворення або має довжину більше однієї часової щілини. У цьому випадку процесор 220 вивільняє дві часові щілини зразків з пам'яті 218 для демодуляції, декодування і перевірки КЦН. Далі процесор 220 обчислює нове значення КЦН з одиничними бітами початкового КЦН і порівнює локально генероване значення КЦН з декодованим значенням КЦН, включеним у передачу прямого каналу. Якщо порівняння є успішним, довжина інформаційного субпакету визначається як така, що дорівнює двом часовим щілинам. У цьому випадку корисне навантаження може бути використане для декодування відповідного субпакету даних. Якщо локально генероване значення КЦН відрізняється від декодованого значення КЦН, включеного у передачу прямого каналу, процесор 220 вивільняє чотири часові щілини зразків з пам'яті 218 для демодуляції, декодування і перевірки КЦН. Далі процесор 220 обчислює нове значення КЦН з одиничними бітами початкового КЦН і порівнює локально генероване значення КЦН з декодованим значенням КЦН, включеним у передачу прямого каналу. Якщо порівняння є успішним, довжина інформаційного субпакету визначається як така, що дорівнює чотирьом часовим щілинам. У цьому випадку корисне навантаження може бути використане для декодування відповідного субпакету даних. Якщо локально генероване значення КЦН не збігається з декодованим значенням КЦН, включеним у передачу прямого каналу, процесор 220 визначає, чи є декодоване значення КЦН придатним для значення КЦН, обчисленого у БС, з початковими нульовими значеннями всіх біт. Це можна здійснити, наприклад, переобчисленням локально генерованого значення КЦН з початковими нульовими значеннями всіх біт. Інший варіант передбачає виконання функції побітного складання за mod 2 між локально генерованим значенням КЦН (з початковими одиничними значеннями всіх біт) і заздалегідь визначеною послідовністю біт. Ця послідовність біт може бути обчислена через складання за mod 2 двох можливих локально генерованих початкових значень КЦН (у цьому випадку всіх нульових і всіх одиничних біт) і обчислення значення КЦН, яке може бути результатом введення послідовності нульових біт, кількість яких дорівнює кількості біт корисного навантаження, у подібний генератор КЦН з початковим значенням КЦН, встановленим рівним результату цього складання за mod 2. Одержане в результаті значення КЦН буде таким, яке було б одержано обчисленням значення КЦН з початковими і нульовими значеннями всіх біт КЦН. І Незалежно віл вибору рішення переобчислене значення КЦН може бути порівняне з декодованим значенням КЦН, включеним у передачу прямого каналу. Якщо ці значення збігаються, довжина інформаційного субпакету визначається як така, що дорівнює восьми часовим щілинам. У цьому випадку корисне навантаження може бути використане для декодування відповідного субпакету даних. Якщо ці значення відрізняється, абонентська станція вирішує, що відповідний субпакет даних призначено для іншої абонентської станції. Логічні блоки, модулі, схеми і алгоритми, які стосуються наведених тут втілень винаходу, можуть бути реалізовані схемно, програмно або комбіновано. Щоб ілюструвати взаємозамінність схемних і програмних рішень різні компоненти, блоки, модулі, схеми і алгоритми були описані через імпульсна характеристика функції. Програмна або схемна реалізація залежать від конкретного застосування, побудови і обмежень системи. Ці функції можуть бути реалізовані різними шляхами для різних застосувань, але такі реалізації не можуть розглядатись як такі, що виходять за межі об'єму винаходу. Процесор загального призначення може бути мік- І ропроцесором або звичайним процесором, контролером, мікроконтролером або скінченним автоматом. Процесор може бути також комбінацією обчислювальних пристроїв, наприклад, комбінацією DSP і мікропроцесора, сукупністю мікропроцесорів, одним або кількома мікропроцесорами у комбінації з ядром DSP або будь-якою подібною конфігурацією. Операції алгоритма способу, описані у втіленнях, можуть бути реалізовані схемно, програмно або комбіновано. Програмні модулі можуть зберігатись у RAM, флеш-пам'яті, ROM, ПЗП, НПЗП, регістрах, на жорсткому диску, на знімному диску, CD-ROM або у іншому відомому середовищі зберігання. У типовому втіленні процесор і пам'ять з'єднані між собою таким чином, що процесор може зчитувати інформацію з пам'яті і записувати її у пам'ять. У іншому варіанті процесор і пам'ять можуть бути інтегрованими і, як варіант, знаходитись у ASIC, яка може бути розташована у терміналі доступу . У іншому варіанті процесор і пам'ять можуть бути виконані як дискретні компоненти терміналу доступу. Наведений опис бажаних втілень дає змогу фахівцю застосувати винахід. Різні модифікації цих втілень і принципи винаходу дозволять побудувати інші втілення без додаткового винахідництва. Винахід не обмежується цим втіленнями і його об'єм визначається його принципами і новими ознаками.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюCommunication techniques, communication system (variants), data transmission device (variants), data receiving device (variants)
Автори англійськоюSarkar Sandip
Назва патенту російськоюСпособ связи, система связи (варианты), устройство передачи данных (варианты) и устройство приема данных (варианты)
Автори російськоюСаркар Сандип
МПК / Мітки
МПК: H04Q 7/22, H04L 12/56
Мітки: даних, варіанти, прийому, пристрій, система, зв'язку, передачі, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-79237-sposib-zvyazku-sistema-zvyazku-varianti-pristrijj-peredachi-danikh-varianti-ta-pristrijj-prijjomu-danikh-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб зв’язку, система зв’язку (варіанти), пристрій передачі даних (варіанти) та пристрій прийому даних (варіанти)</a>
Попередній патент: Вітродвигун підвищеної потужності конструкції гриценка
Наступний патент: Гепатозахисний лікувально-профілактичний засіб
Випадковий патент: Інгібітор впливу амілоїдних білків