Патент на изобретение №2201033

(54) УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОБМЕНА СООБЩЕНИЯМИ КАДРА РАЗНОЙ ДЛИНЫ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

(57) Реферат:

В изобретении при генерировании сообщения кадра, имеющего меньшую длину, во время передачи сообщения кадра большей длины передачу сообщения более длинного кадра прерывают, после чего вместо сообщения кадра большей длины передают сообщение кадра меньшей длины. В одном из вариантов изобретения после передачи сообщения кадра меньшей длины передают только хвостовую часть сообщения кадра большей длины, т.е. замененную часть сообщения кадра большей длины не передают. В другом варианте за передачей сообщения кадра меньшей длины полностью передают остаток сообщения кадра большей длины от точки прерывания. В этом случае сообщение кадра большей длины задерживают на длину сообщения кадра меньшей длины. Технический результат – увеличение пропускной способности радиоканалов. 4 с. и 33 з.п. ф-лы, 30 ил., 7 табл.

Изобретение относится в общем к радиосвязи, а более конкретно к устройству и способу для обмена сообщениями кадра, имеющими кратные длины, в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA).

В настоящее время системы подвижной связи, использующие технологию CDMA (Множественный Доступ с Кодовым Разделением каналов), становятся все более широко распространенными. Обычная система подвижной связи CDMA, основанная на стандарте CDMA TIA/EIA IS-95, передает управляющие сигналы для обработки разговора, объединенные с данными, на канале трафика, несущем речевую информацию. Канал трафика имеет фиксированную длину кадра в 20 мс. Предлагается две технологии для передачи трафика сигнала связи с трафиком сигнала управления: технология пауза-и-пакет и технология размер-и-пакет. Первая передает весь кадр как управляющее сообщение, а последняя передает сигнал управления путем совместного использования кадра с основным трафиком пользователя.

Системы связи CDMA, которые обеспечивают службы мультимедиа, включая службу пакетных данных, а также речевую службу, становятся более совершенными. Эти новые системы могут разделять каналы для служб речи и данных, чтобы гибко распределять каналы по запросу пользователя. С этой целью система подвижной связи CDMA включает в себя канал речевого трафика (или основной канал) и канал пакетного трафика (или дополнительный канал).

Обычно для службы данных через основной канал и дополнительный канал система подвижной связи CDMA типично поддерживает использование основного канала для передачи управляющих сигналов, даже в состоянии, когда нет связи между базовой станцией и подвижной станцией. Это приводит к напрасной затрате ресурсов каналов, ограничивая этим пропускную способность радиоканалов. Кроме того, обычная система подвижной связи CDMA использует фиксированную длину отдельного кадра в 20 мс, независимо от размера сообщения, которое должно быть передано, что может привести к низкой производительности и задержкам трафика.

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание устройства передачи/приема и способа для обмена сообщениями кадра разной длины в системе связи CDMA.

Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства передачи и способа для смешивания сообщений кадра разной длины в системе связи CDMA.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для приема смешанных сообщений из сообщения кадра первой длины и сообщения кадра второй длины в системе связи CDMA.

В соответствии с иллюстративным воплощением этого изобретения в устройстве передачи и способе для системы связи CDMA, когда более короткое сообщение кадра генерируется во время передачи более длинного сообщения кадра, передача более длинного сообщения кадра прерывается, после чего более короткое сообщение кадра немедленно передается вместо части более длинного сообщения кадра. В одном воплощении, после того как более длинное сообщение кадра прервано и более короткое сообщение кадра передано, хвостовая часть более длинного сообщения кадра передается после него. То есть, замененная часть более длинного сообщения кадра не передается вслед за передачей более короткого сообщения кадра. В альтернативном воплощении вслед за передачей более короткого сообщения кадра полностью передается остальная часть более длинного сообщения кадра, от точки прерывания. В последнем случае более длинное сообщение кадра задерживается на длину более короткого сообщения кадра. В другом альтернативном воплощении после передачи более короткого сообщения кадра остаток более длинного сообщения кадра отбрасывается.

Вышеприведенные задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из последующего подробного описания, взятого совместно с сопровождающими чертежами, на которых одинаковые цифры ссылок показывают одинаковые части. На чертежах:
фиг.1А – блок-схема, иллюстрирующая процедуру установления разговора;
фиг.1В – блок-схема, иллюстрирующая процедуру разъединения разговора;
фиг. 2А – схема, иллюстрирующая структуру сообщения кадра первой длины для выделенного управляющего канала согласно настоящему изобретению;
фиг. 2В – схема, иллюстрирующая структуру сообщения кадра второй длины для выделенного управляющего канала согласно настоящему изобретению;
фиг. 2С – схема, иллюстрирующая другую структуру сообщения кадра второй длины для выделенного управляющего канала согласно настоящему изобретению;
фиг. 3А – временная диаграмма, иллюстрирующая время передачи, когда сообщение кадра второй длины используется для выделенного управляющего канала в системе подвижной связи согласно настоящему изобретению;
фиг. 3В – временная диаграмма, иллюстрирующая время передачи, когда сообщение кадра первой длины используется для выделенного управляющего канала в системе подвижной связи согласно настоящему изобретению;
фиг. 4 – блок-схема, иллюстрирующая процедуры распределения и освобождения для обратного выделенного управляющего канала и обратного выделенного канала трафика в системе подвижной связи согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 – схема, иллюстрирующая устройство передачи для прямого выделенного управляющего канала в системе подвижной связи согласно настоящему изобретению;
фиг. от 6А до 6С – схемы, иллюстрирующие модулятор ортогонального кода (533) и модулятор расширения (535) с фиг.5 согласно различным воплощениям этого изобретения;
фиг.7 – схема, иллюстрирующая устройство передачи для обратного выделенного управляющего канала в системе подвижной связи согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. 8А и 8В – схемы, иллюстрирующие, как сообщение кадра первой длины смешивается с сообщением кадра второй длины согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. от 9А до 9D показывают различные способы смешивания кадра в 20 мс с кадром в 5 мс согласно настоящему изобретению;
фиг. от 10А до 10D показывают формат передачи кадра согласно способам смешивания;
фиг. 11 – диаграмма, иллюстрирующая схему для смешивания кадров разной длины согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. 12 – схема, иллюстрирующая устройство временного разделения (713) в генераторе сообщения кадра второй длины с фиг.11;
фиг.13 – схема, иллюстрирующая селектор (714) с фиг.11;
фиг. 14А и 14В – графики, иллюстрирующие характеристики “проколотых” кадров, использующих матрицу 1 и матрицу 2, соответственно;
фиг.15 – схема, иллюстрирующая приемное устройство для выделенного канала в системе связи CDMA согласно другого воплощения настоящего изобретения; и
фиг. 16 – график, иллюстрирующий результаты моделирования для сообщения кадра 5 мс и сообщения кадра 20 мс согласно одному воплощению настоящего изобретения.

Система подвижной связи CDMA согласно настоящему изобретению включает основной канал для речевой службы, дополнительный канал для службы пакетных данных и выделенный управляющий канал (DCCH), посредством которого подвижная станция может исключительно обмениваться управляющим сигналом с базовой станцией. Основной канал и дополнительный канал рассматриваются как каналы трафика. DCCH выделен для связи сигнала управления с одной подвижной станцией за один раз, а не для одновременного совместного использования среди нескольких подвижных станций. В частности, выделенный канал используется в обмене сигналами для управления соединением канала трафика.

Основной канал, дополнительный канал и выделенный управляющий канал являются выделенными каналами. В соответствии с этим изобретением, при приемопередаче сообщения кадра с использованием выделенных каналов новая система подвижной связи CDMA использует кадры разной длины согласно размеру сообщения кадра. Для короткого управляющего сообщения система генерирует и передает сообщение кадра первой длины; для длинного сообщения система генерирует и передает сообщение кадра второй, большей длины. Способ для обмена сообщениями кадра различной длины согласно настоящему изобретению может быть применен как к каналу трафика, так и к выделенному управляющему каналу. Последующее подробное описание представляет пример способа для использования с выделенным управляющим каналом; однако, понятно, что этот способ применим также к каналам трафика.

Система подвижной связи CDMA описываемого воплощения управляет (ограничивает) выходным сигналом выделенного управляющего канала, когда не передается никакого сообщения кадра. Только когда сообщение кадра существует, выходной тракт формируется для выделенного управляющего канала.

Выделенный управляющий канал используется для обмена сообщениями, которые управляют соединением канала трафика между базовой станцией и подвижной станцией. До описания структуры выделенных управляющих каналов сначала будут обсуждены каналы, используемые в новой системе подвижной связи CDMA, и их использование. В прямой линии связи, которая является РЧ (радиочастотной) линией связи для передачи сигналов от базовой станции к подвижной станции, общие каналы включают пилотный канал, канал синхронизации и канал поискового вызова (или общий управляющий канал). Каналы пользователя включают выделенный управляющий канал, канал речевого трафика и канал пакетного трафика. В обратной линии связи, которая является РЧ линией связи для передачи сигналов от подвижной станции к базовой станции, общий канал включает канал доступа (или общий управляющий канал), а каналы пользователя включают пилотный канал, выделенный управляющий канал, канал речевого трафика и канал пакетного трафика.

Таким образом, приемопередающие устройства для базовой станции и подвижной станции в настоящем воплощении каждое включает схемы приемопередачи для передачи и/или приема следующей информации в соответствующих каналах: 1) информации пилотного канала, используемой для оценки усиления канала и фазы и выполнения захвата и настройки; 2) информации поискового вызова для выполнения начальной синхронизации и обеспечения информацией базовой станции и информацией соседнего сота; 3) информации канала доступа; 4) речевых данных в выделенном основном канале; 5) пакетных данных в выделенном дополнительном канале и 6) информации выделенного управляющего канала, включающей в себя сообщения кадра установления/разъединения и состояния связи для выделенного основного канала и выделенного дополнительного канала.

Табл.1 показывает использование соответствующих каналов для прямой линии связи и обратной линии связи согласно обеспечиваемым службам.

Система подвижной связи CDMA может иметь режим ожидания, речевой режим (или режим использования канала речевого трафика), режим фиксированного распределения пакетов (или режим использования канала пакетного трафика), режим конкуренции пакетов (или режим использования общего управляющего канала) и комбинированный режим вышеупомянутых режимов согласно режимам работы служб. Выделенный управляющий канал предпочтительно используется для разговора, обеспечивающего обслуживание для режима фиксированного распределения пакетов (т. е. службы, использующей канал пакетного трафика). По этому случаю, выделенный управляющий канал распределяется подвижным станциям, использующим службу пакетных данных. В качестве альтернативы, однако, выделенный управляющий канал может быть использован совместно с каналом речевого трафика для высококачественной речевой службы. В этом случае выделенный управляющий канал может быть использован совместно с несколькими подвижными станциями, вместо того, чтобы исключительно использоваться отдельной подвижной станцией.

Обработка разговора для службы пакетных данных предпочтительно сравнима со способом обработки разговора IS-95. Во время установления разговора для службы пакетных данных используются сообщение возбуждения IS-95 и сообщение назначения канала, которые модифицированы для поддержки службы пакетных данных; в разъединении разговора для службы пакетных данных используется сообщение указания на разъединение IS-95, модифицированное для поддержки пакетной службы. Типовые процедуры установления и разъединения разговора, выполняемые по запросу подвижной станции, показаны на фиг.1А и 1В, соответственно.

Ссылаясь к блок-схеме на фиг.1А, базовая станция (BS) передает сообщение синхронизации системы через канал синхронизации к подвижной станции (MS) в шаге 111. Базовая станция также посылает параметры системы, канала доступа и соседнего сота к подвижной станции через канал поискового вызова в шаге 113. Подвижная станция затем выдает сообщение начала через канал доступа в шаге 115. Базовая станция подтверждает сообщение начала через канал поискового вызова в шаге 116 и распределяет каналы трафика через канал поискового вызова в шаге 117. Когда каналы трафика назначены для связи между базовой станцией и подвижной станцией, система переходит в состояние установления соединения в шаге 121, в котором также распределяются выделенные управляющие каналы для прямого и обратного каналов связи.

Ссылаясь к фиг.1В, чтобы разъединить разговор в состоянии установления соединения, подвижная станция посылает сообщение кадра для запроса разъединения разговора через обратный выделенный управляющий канал в шаге 151, и затем базовая станция выдает сообщение кадра для разъединения разговора через прямой выделенный управляющий канал в шаге 153.

Как показано на фиг.1А и 1В, разница между сообщениями, используемыми в процедуре управления разговором для службы пакетных данных и сообщением стандарта IS-95, состоит в следующем: в сообщении начала (смотри шаг 115 с фиг. 1А) режим пакетных данных добавлен к функции службы; в сообщении назначения канала (смотри шаг 117 с фиг.1А) информация распределения канала управления данными добавлена к режиму распределения и используется как указатель распределения для выделенного управляющего канала, и относящаяся к выделенному управляющему каналу информация (идентификатор канала и параметр канала) включена в присоединенное поле. Кроме того, в сообщениях запроса и указания на разъединение (смотри шаги 151 и 153 с фиг.1В) относящаяся к выделенному управляющему каналу информация включена в присоединенное поле. Поскольку выделенный управляющий канал еще не установлен в процедуре установления соединения, сообщения, относящиеся к установлению разговора, передаются через каналы IS-95 (т.е. каналы синхронизации, поискового вызова и доступа). Когда выделенные управляющие каналы для прямой и обратной линий связи установлены посредством относящихся к установлению разговора сообщений, сообщения управления разговором (например, сообщение указания на разъединение разговора) передаются через выделенный управляющий канал.

Для целей объяснения предполагается, что выделенный управляющий канал настоящего изобретения имеет следующие характеристики: скорость передачи данных 9,6 Кбит/с, длительность кадра 5 мс или 20 мс, и кадр контроля с помощью циклического избыточного кода состоит из 16 бит (для кадра 5 мс) или 12 бит (для кадра 20 мс). Кроме того, в выделенном режиме, который не является общим режимом, применяется несколько выделенных управляющих каналов. Выделенные управляющие каналы работают только в режиме фиксированного распределения передачи, а не в режиме конкурентной передачи. В последующем описании длина кадра 5 мс называется первой длиной сообщения кадра, а длина кадра 20 мс названа второй длиной сообщения кадра.

Фиг. 2А, 2В и 2С иллюстрируют структуры кадров из сообщения кадра первой длины для выделенного управляющего канала, сообщения кадра второй длины для выделенного управляющего канала при передаче данных сигнализации и сообщения кадра второй длины для выделенного управляющего канала при передаче данных трафика, соответственно. Первая длина сообщения кадра с фиг.2А равна по длительности 5 мс. Ссылочный номер 211 обозначает фиксированную длину в 24 бита кадра тела (внутренней части информационного объекта) сообщения верхнего уровня, предшествуемую 1 битом флага типа сообщения. Ссылочный номер 212 обозначает кадр первой длины, передаваемый на физическом уровне (т.е. биты данных кадра 212 передаются по радио). Кадр 212 состоит из 24 бит поля полезной информации, 16 бит поля CRC и 8 бит поля хвостовых битов. Информация 24 бит сегмента тела сообщения кадра 211 на верхнем уровне помещается в 24 бита полезной информации сегмента кадра 212 физического уровня. Сообщение фиксированной длины может быть сообщением DMCH (Выделенного MAC (Управления Доступом к Среде) канала), сообщением DSCH (Выделенного Канала Сигнализации) или сообщением другого типа.

Фиг.2В иллюстрирует кадр со второй длиной (длительностью 20 мс), в котором ссылочный номер 221 обозначает управляющее сообщение переменной длины верхнего уровня, а ссылочный номер 222 обозначает последовательность кадров управляющего сообщения второй длины (20 мс), передаваемых по радио на физическом уровне. Сообщение переменной длины может быть сообщением DSCH. Данные внутри тела сообщения переменной длины сообщения DSCH распределены в сегментах полезной информации в кадрах по 20 мс. Сегменты полезной информации каждого из кадров по 20 мс в последовательности, кроме последнего кадра в 20 мс, содержит 168 бит. Сегмент полезной информации последнего кадра в 20 мс может иметь любую длину между 1 и 168 бит. Таким образом, количество 20 мс кадров в передаваемой последовательности зависит от количества бит в теле сообщения верхнего уровня.

Фиг.2С иллюстрирует кадр трафика второй длины периодом в 20 мс, в котором ссылочный номер 231 обозначает структуру трафика верхнего уровня, а ссылочный номер 232 обозначает кадр трафика второй длины, передаваемый на физическом уровне. Трафик может быть трафиком Выделенного Канала Трафика (DTCH). Данные трафика пользователя распределены среди частей полезной информации 20 мс кадров трафика подобным образом, как и данные управляющего сообщения с фиг.2В.

Выделенный управляющий канал имеет функции подачи пакетных данных управляющих сообщений, касающихся служб (например, сообщения распределения канала пакетного трафика, управляющего сообщения 3 уровня, и т.п.), подачи управляющего сообщения IS-95 путем вставления, подачи короткого пакета пользователя и передачи бита контроля питания (РСВ) через прямой канал.

Чтобы повысить производительность системы подвижной связи CDMA, длина кадра выделенного управляющего канала может быть изменена. В частности, чтобы повысить производительность, должна использоваться длина кадра, полученная делением эталонной длины кадра на целое число. Например, когда эталонная длина кадра равна 20 мс, предпочтительно создать систему, способную использовать кадры в 5 мс и 10 мс. В настоящем воплощении, только путем примера, предполагается, что используются кадры в 5 мс. Таким путем возможно повысить производительность и уменьшить задержку трафика, по сравнению со случаем, где используется кадр 20 мс, показанный на фиг.2В. Это также может быть применено к каналам трафика, чтобы эффективно обрабатывать короткие управляющие сообщения, если канал трафика был использован как данные трафика пользователя.

Фиг.3А иллюстрирует интервал времени передачи для сообщения кадра второй длины (т. е. сообщения кадра длиной 20 мс), а фиг.3В иллюстрирует интервал времени передачи для сообщения кадра первой длины (т.е. сообщения кадра длиной 5 мс). Время, требуемое для посылки сообщения запроса через выделенный управляющий канал и выполнения соответствующего действия после приема подтверждения, равно 80 мс, как показано на фиг.3А, когда используется кадр в 20 мс, и равно 20 мс, как показано на фиг.3В, когда используется кадр в 5 мс. Конечно, последний случай представляет такой случай, где соответствующие сообщения столь коротки, что могут быть загружены в 5 мс кадр, г.е. где максимальный выигрыш в производительности может быть получен с кадром в 5 мс. Здесь причина того, что производительность возрастает, заключается в том, что сигналы эффективно передаются, таким образом увеличивая время, в течение которого могут быть переданы действительные данные пользователя.

В отличие от способа, изложенного выше, возможно также уменьшить время передачи управляющего сигнала путем смешивания сообщения кадра первой длины с сообщением кадра второй длины. Фиг.8А и 8В иллюстрируют мощность передачи относительно времени, когда сообщение кадра первой длины смешивается с сообщением кадра второй длины. (Как это использовано здесь, термин “смешанный с” должен означать, что более короткое сообщение вставлено в более длинное сообщение кадра, чтобы либо задержать более длинное сообщение кадра, либо постоянно заменить соответствующую часть более длинного сообщения кадра. Когда происходит постоянное замечание, замеченная часть не передается, и хвостовая часть более длинного сообщения кадра передается не задержанной). В качестве примера, чтобы проиллюстрировать эту технологию, 20 мс кадр сообщения показан разделенным на 4 кадра сообщения с временными длительностями по 5 мс, #1, #2, #3 и #4.

Ссылаясь еще раз на фиг.8А и 8В, чтобы смешать 5 мс сообщение кадра с 20 мс сообщением кадра, 5 мс кадр может быть вставлен и передан при одной из четырех разделенных временных длительностях от #1 до #4 кадра 20 мс. Т.е. сообщение кадра 20 мс прерывается, и 5 мс кадр вставляется. В этом случае 5 мс сегмент данных от 20 мс сообщения кадра теряется (т.е. не передается) в интервале временной длительности, где передается более короткий кадр 5 мс, но потерянные данные могут быть восстановлены в приемнике путем декодирования кода с коррекцией ошибок. Для того чтобы повысить вероятность приема 20 мс кадра, передатчик может повысить мощность передачи в интервалах, следующих за временной длительностью, где был потерян 5 мс кадр данных. С такой технологией будет меньше ошибок битов в среде распространения. Например, как показано на фиг.8А, когда 5 мс кадр смешивается с 20 мс кадром в течение первой временной длительности #1, передатчик повысит мощность передачи на 33% в последующих временных длительностях #2, #3 и #4 20 мс кадра. Так же, как показано на фиг. 8В, когда 5 мс кадр смешивается с 20 мс кадром в течение второй временной длительности #2, передатчик повысит мощность передачи на 50% в последующих временных длительностях #3 и #4 20 мс кадра. Кроме того, чтобы минимизировать влияние потери данных в течение 5 мс длительности, устройство временного разделения для 20 мс кадра спроектировано так, что биты, соответствующие потерянным 5 мс данным кадра, могут быть распределены с помощью технологии перестановки строк. Таким образом, возможно немедленно передать 5 мс кадр даже во время передачи 20 мс кадра, таким образом уменьшая время передачи. Подробное описание будет дано со ссылкой к фиг. от 9А до 14В.

Хотя фиг. 8А и 8В показывают примеры продолжения передачи оставшихся данных кадра 20 мс сразу же после того, как сообщение кадра первой длины передано, возможно также удалить оставшиеся данные кадра сообщения кадра второй длины.

В настоящем воплощении выделенный управляющий канал и канал трафика использованы в состоянии удержания управления и активном состоянии вне состояний для выполнения процедур для службы пакетных данных. В табл. 2 показано соотношение между “логическими” каналами и “физическими” каналами для прямого и обратного каналов связи. Физические каналы – это каналы, которые передаются по радио. Данные, переносимые физическими каналами, извлекаются из соответствующих логических каналов.

В табл. 2 выделенный канал MAC (DMCH) является прямым или обратным каналом, необходимым для передачи сообщения Управления Доступом к Среде (MAC), и является каналом один-к-одному, распределенным в состоянии удержания управления и в активном состоянии для пакетной службы. Сообщение выделенного канала MAC в логическом канале по существу становится сообщением выделенного управляющего канала на физическом уровне. Выделенный канал сигнализации (DSCH) является прямым или обратным каналом, необходимым для передачи сообщения сигнализации уровня 3, и является каналом один-к-одному (т.е. канал, не используемый совместно), распределенным в состоянии удержания управления и в активном состоянии для пакетной службы. Выделенный канал трафика (DTCH) является прямым или обратным каналом, необходимым для передачи данных пользователя, и является каналом один-к-одному, распределенным в активном состоянии для пакетной службы.

Состояние удержания управления в табл. 2 означает состояние, где, хотя выделенный канал MAC DMCH и выделенный канал сигнализации DSCH назначены прямому и обратному каналам связи, кадр RLP (Протокола Радио Канала) с пакетом данных пользователя не может быть передан, потому что выделенный канал трафика DTCH не установлен. Кроме того, активное состояние означает состояние, где каналы DMCH, DSCH и DTCH распределены прямому и обратному каналам связи, так что кадр RLP с пакетом данных пользователя может быть передан и принят.

Таким образом, фиг. от 2А до 2С показывают кадры сообщения логического канала, или данные, распределенные в кадры физического канала. На этих фигурах ссылочные номера 211, 221 и 231 обозначают кадры сообщения логического канала, а ссылочные номера 212, 222 и 232 обозначают кадры сообщения физического канала.

Последующее обсуждение относится к структурам и действиям кадра первой длины и кадра второй длины для выделенного управляющего канала. Длина кадра выделенного управляющего канала изменяется динамически согласно типа сообщения. В приемнике длина кадра определяется каждые 5 мс.

В соединении пакетного канала управляющий режим для передачи сообщения фиксированной длины в 5 мс показан на фиг.2А, запрос/распределение для прямого и обратного каналов пакетного трафика выполняется с использованием 5 мс сообщения запрос/подтверждение. Назначение прямого канала пакетного трафика, которое начинается в базовой станции, независимо от назначения обратного канала пакетного трафика, которое начинается в подвижной станции. Сообщения управления соединением включают сообщение запроса канала пакетного трафика, сообщение назначения канала пакетного трафика и сообщение подтверждения приема канала пакетного трафика. Эти сообщения передаются через DMCH среди логических каналов. Табл. 3 показывает поля сообщения назначения канала для обратного канала пакетного трафика, для кадра сообщения первой длины в 5 мс.

В табл. 3 соответствующие поля означают следующее:
“Информация заголовка” – идентификатор, направление и тип (т.е. запрос и подтверждение) сообщения.

“Последовательность” – порядок сообщения.

“Время начала” – время начала использования канала.

“Назначенная Скорость” – скорость передачи назначенного канала.

“Назначенная Длительность” – длительность использования канала для назначенного канала.

Сообщение с фиксированной длиной 24 бита в форме согласно табл. 3 передается с кадром 5 мс, показанным на фиг.2А, выделенного управляющего канала.

Фиг.4 – это блок-схема, иллюстрирующая процедуру для назначения и разъединения канала пакетного трафика через выделенный управляющий канал, в то время как система переходит от состояния удержания управления к активному состоянию, а затем снова переходит от активного состояния к состоянию удержания управления. В шаге 411 предполагается, что базовая станция и подвижная станция поддерживают состояние удержания управления, в котором выделенный управляющий канал соединен. В этом состоянии подвижная станция генерирует управляющее сообщение для запроса распределения обратного канала пакетного трафика через выделенный канал MAC DMCH и посылает его через физический канал в шаге 413. Базовая станция затем генерирует управляющее сообщение для назначения обратного канала пакетного трафика через выделенный канал MAC DMCH и посылает сгенерированное управляющее сообщение через физический канал в шаге 415. Затем базовая станция и подвижная станция переходят к активному состоянию, где канал пакетного трафика назначен для передачи пакетных данных в шаге 417. В этом активном состоянии подвижная станция инициализирует таймер Тактив в шаге 419, чтобы контролировать время, по истечении которого передача пакетных данных прекращается. Здесь, если передача пакетных данных продолжается до того, как истечет значение таймера Тактив, активное состояние поддерживается, и тогда шаг 419 повторяется, чтобы инициализировать таймер Тактив.

Однако, если передача пакетных данных не продолжается до истечения значения таймера Тактив, подвижная станция воспринимает это в шаге 421 и генерирует управляющее сообщение для запроса разъединения обратного канала пакетного трафика через выделенный канал MAC DMCH и посылает это сгенерированное управляющее сообщение через физический канал в шаге 423. В ответ на это управляющее сообщение базовая станция генерирует ответное управляющее сообщение для разъединения обратного канала пакетного трафика через выделенный канал MAC DMCH и посылает это сгенерированное управляющее сообщение через физический канал в шаге 425. После этого базовая станция и подвижная станция разъединяют обратный канал пакетного трафика и переходят к состоянию удержания управления в шаге 427, приготовившись к следующему состоянию.

Как показано на фиг.4, во время процедуры запроса и назначения обратного канала пакетного трафика подвижная станция генерирует сообщение запроса обратного канала пакетного трафика, включая информацию запрашиваемой скорости передачи данных канала, и посылает его к базовой станции. Базовая станция затем анализирует принятое сообщение, чтобы определить, может ли быть удовлетворен запрашиваемый параметр или нет, и посылает, в ответ на сообщение запроса, управляющее сообщение назначения обратного пакетного канала согласно табл. 3 к подвижной станции в соответствии с этим определением. Когда требуется дополнительное согласование, вышеупомянутые процедуры запроса и ответа могут быть повторены. Кроме того, если не имеется пакетных данных для передачи в течение связи пакетных данных, выполняется процесс разъединения канала пакетного трафика после истечения времени, установленного в таймере Тактив.

В режиме передачи для кадров переменной длины сообщение переменной длины согласно стандарта IS-95 поблочно загружается в 20 мс кадры выделенного управляющего канала, как показано на Фиг.2В. В частности, режимы передачи могут включать режим для передачи кадра без детектирования и коррекции ошибок с помощью ACK/NACK (подтверждение/отрицательное подтверждение), режим, в котором ACK/NACK имеет место в случае, когда полное сообщение переменной длины принимается и повторная передача выполняется для полного сообщения переменной длины, и режим, в котором ACK/NACK выполняется для соответствующих кадров.

В режиме передачи данных пользователя кадры RLP с трафиком пользователя поблочно загружаются в 20 мс кадры выделенного управляющего канала, как показано на фиг. 2С. Режим передачи данных пользователя может быть использован в случае, когда невыгодно устанавливать канал пакетного трафика для передачи этих данных из-за малого количества данных для передачи.

Теперь будет описано воплощение физической схемы для передачи кадров выделенных каналов в системе подвижной связи CDMA, использующей выделенный управляющий канал.

Со ссылкой на фиг.5 показано устройство передачи кадров для прямого выделенного канала в системе связи CDMA с множеством несущих. Буфер 511 сообщения временно хранит сообщение кадра, передаваемое через выделенный канал. Буфер 511 сообщения должен иметь достаточный размер, чтобы хранить один или более кадров второй длины в 20 мс. Кроме того, буфер 511 сообщения обеспечивает интерфейс сообщения кадра между процессором более высокого уровня (не показан) и контроллером 513 модема, или между генератором данных пользователя (не показан) и контроллером 513 модема. Процессор более высокого уровня устанавливает флаг после записи сообщения кадра в буфер 511 сообщения, а контроллер 513 модема сбрасывает этот флаг поле считывания этого сообщения кадра, так чтобы предотвратить перезапись или повторное считывание.

После считывания сообщения кадра, записанного в буфере 511 сообщения, контроллер 513 модема анализирует заголовок сообщения кадра, чтобы выделить тип сообщения, выдает данные сообщения (или полезную информацию), которые должны быть переданы, через выделенный канал согласно выделенному типу сообщения, и выдает сигналы выбора кадров согласно выделенному типу сообщения. Здесь типы данных кадра включают данные кадра первой длины с фиг.2А и данные кадра второй длины с фиг.2В. Контроллер 513 модема выдает сообщения с кадрами разной длины согласно этому анализу. То есть для данных с кадром 5 мс контроллер 513 модема выдает данные первого кадра в 24 бита, имеющие структуру по табл. 3, на первый выходной терминал 541; для данных с кадром 20 мс контроллер 513 модема выдает данные второго кадра в 172 бита на второй выходной терминал 542. Кроме того, контроллер 513 модема определяет отсутствие/наличие данных кадра, чтобы контролировать выходной сигнал выделенного управляющего канала. То есть контроллер 513 модема генерирует сигнал выбора первого кадра при детектировании сообщения кадра первой длины в 5 мс и генерирует сигнал выбора второго кадра при детектировании сообщения кадра второй длины в 20 мс. Кроме того, контроллер 513 модема генерирует первый управляющий сигнал усиления в случае, когда должно передаваться сообщение кадра длиной 20 мс или 5 мс. Однако в случае, когда сообщение кадра 5 мс смешано с сообщением кадра 20 мс, контроллер 513 модема генерирует второй управляющий сигнал усиления для увеличения мощности передачи в течение остальной части сообщения кадра 20 мс, следующей за временной длительностью, где сообщения кадра были смешаны. Более того, когда нет сообщения кадра для передачи, контроллер модема генерирует третий управляющий сигнал усиления для ограничения сигнала передачи на выделенном управляющем канале.

Вкратце, контроллер 513 модема генерирует первый сигнал выбора кадра и первый управляющий сигнал усиления, чтобы выдать данные кадра первой длины на первый выходной терминал 541. Также контроллер 513 модема генерирует второй сигнал выбора кадра и второй управляющий сигнал усиления, чтобы выдать данные кадра второй длины на второй выходной терминал 542. Кроме того, когда сообщение кадра 5 мс смешивается с сообщением кадра 20 мс во время передачи сообщения кадра 20 мс, контроллер 513 модема выдает данные кадров первой и второй длины на первый и второй выходные терминалы, соответственно, и генерируют первый сигнал выбора кадра для выбора сообщения кадра длиной 5 мс в течение временной длительности, когда выдается сообщение кадра первой длины. Поле передачи сообщения кадра первой длины в 5 мс, контроллер 513 модема генерирует второй сигнал выбора кадра для выбора данных кадра второй длины для оставшейся части сообщения кадра в 20 мс и генерирует второй управляющий сигнал усиления для увеличения мощности передачи данных кадра второй длины, передаваемых в этот момент. Однако, когда не передается никакое сообщение кадра, контроллер 513 модема генерирует третье управляющее сообщение усиления, чтобы блокировать тракт передачи выделенного управляющего канала.

В примере данные кадра первой длины относятся к потоку битов первой длины в 5 мс (состоящему из 24 бит), а данные кадра второй длины относятся к потоку битов второй длины в 20 мс (состоящему из 172 бит).

Генератор CRC – генератор 515 контроля при помощи циклического избыточного кода (КЦИК) добавляет 16 бит CRC к данным кадра первой длины, выдаваемым из контроллера 513 модема, чтобы обеспечить возможность определения качества кадра (т. е. определить, содержит ли или нет этот кадр ошибку) в приемнике. В частности, после приема данных кадра 5 мс генератор CRC 515 генерирует 16 бит CRC, чтобы выдать данные кадра в 40 бит под управлением контроллера 513 модема.

Генератор 517 хвостовых битов генерирует хвостовые биты, необходимые для завершения кода с коррекцией ошибок. Этот генератор 517 хвостовых битов генерирует и добавляет хвостовые биты в конце сообщения кадра первой длины, так чтобы позволить шифратору 519 на следующей ступени закодировать сообщение с помощью блока кадра первой длины. В частности, генератор 517 хвостовых битов генерирует 8 хвостовых битов и добавляет их к выходному сигналу генератора CRC 515, чтобы таким образом выдать сообщение кадра в 48 бит, как это представлено ссылочным номером 212 с фиг.2А.

Шифратор 519 кодирует выходной сигнал генератора 517 хвостовых битов. В качестве примера шифратор 519 может быть сверточным шифратором или турбошифратором, использующим скорость кодирования 1/3 и длину ограничения 9, таким образом генерируя 144 закодированных бита (или символа).

Перемежитель 521 перемежает сообщение кадра 5 мс, выдаваемое из шифратора 519. То есть перемежитель 521 переразмещает символы в кадре согласно блоку кадра первой длины 5 мс, так чтобы увеличить допуск для ошибок пакета. В настоящем воплощении перемеженный выходной сигнал перемежителя 521 будет называться первым сообщением кадра.

Генератор CRC 515, генератор 517 хвостовых битов, шифратор 519 и перемежитель 521 составляют генератор 550 первого сообщения кадра для генерации первого сообщения кадра путем приема первых данных кадра.

Генератор CRC 516 добавляет 12 бит CRC к данным кадра второй длины в 172 бита, выдаваемым из контроллера модема 513, чтобы обеспечить возможность определения качества кадра (т.е. определить, содержит ли или нет этот кадр ошибку) в приемнике. В частности, после приема данных кадра 20 мс генератор CRC 516 генерирует 12 бит CRC, чтобы выдать данные кадра в 184 бита под управлением контроллера 513 модема.

Генератор 518 хвостовых битов генерирует хвостовые биты, необходимые для завершения кода с коррекцией ошибок. Этот генератор 518 хвостовых битов генерирует и добавляет хвостовые биты в конце сообщения кадра второй длины, так чтобы позволить шифратору 520 на следующей ступени закодировать сообщение с помощью блока кадра второй длины. В частности, генератор 518 хвостовых битов генерирует 8 хвостовых бит и добавляет их к выходному сигналу генератора CRC 516, чтобы таким образом выдать сообщение кадра в 192 бита, как это представлено ссылочным номером 222 фиг.2В.

Шифратор 520 кодирует выходной сигнал генератора 518 хвостовых битов. Шифратор 520, используемый в этом воплощении, является сверточным шифратором или турбошифратором, использующим скорость кодирования 1/3 и длину ограничения 9. Поэтому шифратор 520 генерирует 576 закодированных битов (или символов).

Перемежитель 522 перемежает по времени сообщение кадра 20 мс, выдаваемое из шифратора 520. То есть перемежитель 522 переразмещает символы в кадре согласно блоку кадра второй длины 5 мс так, чтобы увеличить допуск для ошибок пакета. В настоящем воплощении перемеженный выходной сигнал перемежителя 522 будет называться вторым сообщением кадра.

Генератор CRC 516, генератор 518 хвостовых битов, шифратор 520 и перемежитель 522 составляют генератор 560 второго сообщения кадра для генерации второго сообщения кадра путем приема вторых данных кадра.

Мультиплексор 523 выбирает выходные сигналы первого и второго перемежителей 521 и 522 согласно сигналу выбора кадра SCTL, выдаваемого из контроллера модема 513. То есть мультиплексор 523 выбирает выходной сигнал первого перемежителя 521 в ответ на первый сигнал выбора кадра, и выходной сигнал второго перемежителя 522 в ответ на второй сигнал выбора кадра. Для мультиплексора 523 может быть использован любой мультиплексор. Контроллер 513 модема и селектор 523 служит в качестве устройства для вставки для смешивания первого сообщения кадра со вторым сообщением кадра, когда сообщение кадра первой длины генерируется во время передачи сообщения кадра второй длины, или когда первое и второе сообщения кадра генерируются одновременно.

Блок 525 преобразования и мультиплексирования сигнала преобразует сообщение кадра, выдаваемое из мультиплексора 523, и мультиплексирует преобразованное сообщение кадра к первому и второму каналам. То есть блок 525 преобразования и мультиплексирования преобразует сообщение кадра путем конвертирования управляющего сигнала логического уровня “1” к “-1”, а управляющего сигнала логического уровня “0” в “+1”, и выдает нечетно нумерованные управляющие сигналы к первому каналу, а четно нумерованные управляющие сигналы ко второму каналу.

Устройство 531 вставления управляющего бита вставляет управляющий бит в выходной сигнал блока 525 преобразования и мультиплексирования сигнала. Этот вставленный управляющий бит может быть битом управления мощностью (РСВ) для управления мощностью обратного канала связи подвижной станции.

Контроллеры 527 и 528 усиления управляют усилением сигналов соответствующих каналов, выдаваемых из устройства 531 вставки управляющего бита, согласно сигналу управления усилением GCTL, выдаваемого из контроллера 513 модема. То есть контроллеры 527 и 528 усиления выдают входные сигналы, как они есть, в ответ на первый сигнал управления усилением, увеличивают усиление входных сигналов, чтобы повысить мощность передачи, в ответ на второй сигнал управления усилением, и уменьшают усиление входных сигналов до нуля, чтобы прекратить выходной сигнал выделенного управляющего канала в ответ на третий сигнал управления усилением. Соответственно, контроллеры 527 и 528 усиления формируют или блокируют тракты для сообщений кадра на выделенном управляющем канале согласно сигналам управления усилением, выдаваемым из контроллера 513 модема. То есть контроллеры 527 и 528 усиления выполняют режим работы DTX (Прерываемая Передача), в котором тракт выделенного управляющего канала формируется согласно сигналам управления усилением, когда имеется сообщение кадра для передачи, и тракт выделенного управляющего канала блокируется, когда нет сообщения кадра для передачи. Кроме того, контроллеры 527 и 528 усиления увеличивают мощность выходных сигналов, когда сообщение кадра 5 мс смешивается с сообщением кадра 20 мс под управлением контроллера 513 модема. Таким образом, контроллеры 527 и 528 усиления составляют устройство управления мощностью для управления мощностью передачи сигналов.

Преобразователь 529 последовательного в параллельный код (S/P) мультиплексирует входные сигналы, так чтобы распространять управляющие сигналы, выходящие из контроллеров 527 и 528 усиления, через сигнал с множеством несущих. Модулятор 533 ортогонального кода генерирует ортогональный код согласно количеству ортогональных кодов и длине выделенного канала и ортогонально модулирует сообщение кадра путем умножения сообщения кадра на сгенерированный ортогональный код. Для ортогонального кода может быть использован код Уолша, квази-ортогональный код или m-элементный резистентный код. Расширяющий модулятор 535 расширяет ортогонально модулированный сигнал, выходящий из модулятора 533 ортогонального кода путем объединения его с расширяющей последовательностью, такой как последовательность псевдослучайного шума (PN) – ПСШ.

Структуры модулятора 533 ортогонального кода и расширяющего модулятора 535 показаны на фиг. от 6А до 6С.

Со ссылкой на фиг.6А, генератор кода Уолша 615 генерирует код Уолша для выделенного управляющего канала. (Код Уолша является ортогональным кодом, который наиболее широко используется.) Умножители 611 и 613 генерируют сигналы ортогональной модуляции путем объединения соответствующих входных сигналов I- и Q-канала с кодом Уолша, выдаваемых из генератора кода Уолша 615. Расширяющий модулятор 535 расширяет соответствующие сигналы I- и Q-канала, выходящие из умножителей 611 и 613, PN-последовательностями PNi и PNq, подаваемыми из генератора расширяющей последовательности (не показан). Для расширяющего модулятора 535 может быть использован комплексный PN расширитель (расширитель псевдослучайного шума – ПСШ).

Однако, когда коды Уолша недостаточны по количеству для разделения каналов, могут быть использованы квазиортогональные коды, чтобы расширить количество ортогональных кодов. То есть, существует набор ортогональных кодов согласно предопределенной длине кода: например, когда длина кода равна 256, существует набор кода Уолша 256256, из которого систематически может быть произведено N 256256 наборов квази-ортогонального кода (где N есть натуральное число). Такие наборы квази-ортогонального кода имеют минимизированную интерференцию между каналами квази-ортогонального кода и каналами кода Уолша и имеют фиксированную величину корреляции между квази-ортогональными кодами.

Фиг.6В иллюстрирует генератор квази-ортогонального кода 533 и расширяющий модулятор 535. Ссылаясь к фиг.6В,
генератор кода Уолша 615 генерирует код Уолша согласно количеству кодов Уолша и длине назначенного канала, и маска квази-ортогонального кода 617 генерирует сигнал маски квази-ортогонального кода. Вентиль исключающее ИЛИ 619 выполняет операцию исключающего ИЛИ над кодом Уолша и сигналом маски квази-ортогонального кода бит за битом, чтобы сгенерировать квази-ортогональный код. Умножители 611 и 613 умножают соответствующие сигналы I- и Q-каналов на квази-ортогональный код, выходящий из вентиля XOR 619, чтобы расширить сообщение кадра прямой линии связи выделенного управляющего канала. Расширяющий модулятор 535 расширяет соответствующие сигналы I- и Q-каналов, выходящие из умножителей 611 и 613, вышеупомянутыми PN-последовательностями Pni и PNg.

На фиг.6В квази-ортогональный код генерируется путем умножения кода Уолша на сигнал маски квази-ортогонального кода (или выполнением операции XOR между кодом Уолша и сигналом маски квази-ортогонального кода, когда данные представлены “0” и “1”). Подходящий генератор квази-ортогонального кода подробно описан в патентной заявке Кореи 46402/1997, озаглавленной “Устройство и способ генерации квази-ортогонального кода для системы подвижной связи”, поданной заявителем настоящего изобретения и включенной сюда в виде ссылки. С использованием квази-ортогонального кода возможно увеличить количество зашифрованных каналов на коэффициент N, позволяя многим пользователям каналов трафика использовать уникальные выделенные управляющие каналы.

Фиг. 6С иллюстрирует схему для генерации псевдо-ортогонального кода согласно другого воплощения. Ссылаясь на фиг.6С, генератор кода Уолша 615 генерирует код Уолша для выделенного канала. Умножители 611 и 613 умножают соответствующие сигналы I- и Q-каналов на код Уолша, выходящий из генератора кода Уолша 615, чтобы сгенерировать сигналы ортогональной модуляции. Маска PN 653 генерирует сигнал PN маски, а генератор PNi 655 генерирует PN-последовательность PNi для канала I. Вентиль И 657 выполняет операцию И над сигналом маски PN и PN-последовательностью PNi бит за битом, чтобы сгенерировать сигнал расширения I-канала. Маска PN 654 генерирует сигнал PN маски, а генератор PNq 656 генерирует PN-последовательность PNq для канала Q. Вентиль И 658 выполняет операцию И над сигналом маски PN и PN-последовательностью PNq бит за битом, чтобы сгенерировать сигнал расширения Q-канала.

На фиг. 6С PN-последовательности, сгенерированные с помощью операции И над специфическими масками PN и соответствующими выходными сигналами генераторов PNi и PNq 655 и 656, используются в генерации псевдо-ортогональных кодов. Таким образом, один набор псевдо-ортогонального кода генерируется для каждой PN маски. Поэтому, когда используется N различных PN масок, возможно расширить количество кодируемых каналов, что подобно способу генерации N наборов псевдо-ортогональных кодов с использованием генератора псевдо-ортогональных кодов.

В другом воплощении, путем сдвига PN последовательности на установленные элементы таким же образом, как в способе, использующем маску PN, возможно получить результат расширения количества кодируемых каналов, что подобно случаю, где используется генератор псевдо-ортогонального кода.

Предпочтительно применить разнесение кадров к выделенным каналам для прямой и обратной линий связи. Термин “разнесение кадров”, который используется равнозначно со сдвигом кадра, означает операцию смещения кадров соответствующих каналов данных на предопределенное время на основании системного времени. В общем, смещение кадра применяется, чтобы получить распределение нагрузки по обработке кадра при обработке данных передачи и приема в подвижной станции или в базовой станции. То есть, разнесение кадров выполняется для эффективного использования общих ресурсов (т.е. магистральных линий связи) для обработки данных. Например, в обычной системе IS-95 кадры канала трафика сдвигаются на кратные значения длительности управления мощностью 1,25 мс, и максимальный сдвиг кадра равен 18,75 мс, что составляет 15 раз от длительности 1,25 мс. В системе IS-95 даже хотя сдвиг между базовыми станциями дан на 1,25 мс, биты управления мощностью могут не быть распределены равномерно. Передача неравномерно распределенных битов управления мощностью может привести к периодическому колебанию общей мощности. Поэтому, чтобы предотвратить колебания из-за вставки битов управления мощностью, выделенный канал выполняет кодированное разнесение кадра уровня бит в единицах по 1,25/12= 10,104, чтобы равномерно распределить биты управления мощностью по длительности 1,25 мс.

В свете предшествующего описания ниже будет описана работа устройства передачи выделенного управляющего канала. На фиг.5 длина кадра (5 мс или 20 мс) сообщения, которое должно быть передано, определяется в контроллере 513 модема. То есть контроллер 513 модема определяет длину кадра путем проверки информации заголовка, представляющей информацию о том, является ли сообщение кадра, записанное в буфере 511 сообщения, сообщением кадра фиксированной длины 24 бита или сообщением кадра переменной длины. Когда информация заголовка представляет сообщение кадра фиксированной длины 24 бита, определяется, что сообщение кадра имеет длину кадра 5 мс. Когда она представляет сообщение кадра переменной длины, определяется, что сообщение кадра имеет длину кадра 20 мс. Контроллер 513 модема выдает данные входного кадра к генератору 550 первого сообщения кадра или генератору 560 второго сообщения кадра, согласно определению длины кадра, генерирует сигнал выбора кадра SCTL для выбора генератора 550 первого сообщения кадра или генератора 560 второго сообщения кадра и генерирует сигнал управления усилением GCTL для выдачи или ограничения выходного сигнала сообщения кадра.

Табл. 4 показывает управляющие сигналы, генерируемые из контроллера 513 модема.

Цифры в элементах 515, 517, 519 и 521 генератора 550 первого сообщения кадра и цифры в элементах 516, 518, 520 и 522 генератора 560 второго сообщения кадра представляют количество битов согласно длине кадров 5 мс и 20 мс.

Кроме того, контроллер 513 модема управляет выделенным каналом в режиме DTX. То есть в предпочтительном воплощении сигнальное сообщение и сообщение, относящееся к MAC, для службы данных передаются/принимаются через выделенный управляющий канал, внося этим вклад в эффективное использование пропускной способности каналов. Система IS-95 структурирована так, чтобы мультиплексировать речевой трафик и сигнальный трафик, так что речевой и сигнальный каналы должны быть нормально открыты для службы данных. Однако, поскольку выделенный канал этого изобретения работает в режиме DTX, необходимо нормально открыть этот канал для управляющего сигнала. Когда нет сигнальной информации для передачи, возможно подавлять мощность передачи в контроллере усиления DTX, таким образом эффективно используя пропускную способность радиоканалов.

Что касается работы режима передачи DTX, когда выясняется, что в буфере 511 сообщения нет управляющего сообщения для передачи, контроллер 513 модема генерирует третий сигнал управления усилением, так чтобы контроллеры 527 и 528 усиления поддерживали выходной сигнал выделенного управляющего канала в “0”. То есть, контроллер 513 модема генерирует первый сигнал управления усилением (предопределенного усиления) или второй сигнал управления усилением (который определяется согласно положению, где выдается сообщение кадра 5 мс), когда имеется сообщение кадра для передачи, и генерирует третий сигнал управления усилением (GCTL=0), когда нет сообщения кадра для передачи. Контроллеры 527 и 528 усиления могут быть расположены вслед за ступенью расширения. Кроме того, хотя это изобретение было описано со ссылкой на воплощение, выполняющее режим DTX для выделенного управляющего канала с использованием контроллеров 527 и 528 усиления, возможно также блокировать тракт сигнала, используя мультиплексор 523, когда нет управляющего сигнала для передачи к выделенному управляющему каналу.

Кроме того, также возможно смешать сообщение кадра 5 мс с сообщением кадра 20 мс при передаче сообщений кадра, как показано на фиг.8А и 8В. Когда сообщение кадра 5 мс и сообщение кадра 20 мс вводятся одновременно при временной длительности #1, как показано на фиг.8А, контроллер 513 модема подает данные кадра 5 мс к генератору 550 первого сообщения кадра, а данные кадра 20 мс – к генератору 560 второго сообщения кадра. Для временной длительности #1 первый и второй перемежители 521 и 522 выдают сообщения кадра 5 мс и 20 мс, соответственно. Мультиплексор 523 затем выбирает выходной сигнал первого перемежителя 521 в ответ на первый сигнал выбора кадра, и контроллеры 527 и 528 усиления передают выходные сигналы такими, как они есть, в ответ на первый сигнал управления усилением. Соответственно, для временной длительности # 1 сообщение кадра 5 мс выдается с его первоначальным уровнем входного сигнала. После передачи сообщения кадра 5 мс в течение временной длительности #1, мультиплексор 523 выбирает выходной сигнал второго перемежителя 522 в ответ на второй сигнал выбора кадра, а контроллеры 527 и 528 усиления повышают мощность передачи сообщения кадра 20 мс, выдаваемого из мультиплексора 523 в ответ на второй сигнал управления усилением. Для оставшихся временных длительностей #2, #3 и #4 мощность передачи данных кадра 20 мс увеличивается на 33% по сравнению с входным уровнем мощности. После временной длительности #4 контроллеры 527 и 528 усиления блокируют выходной тракт сообщения кадра в ответ на третий сигнал управления усилением (GCTL=0).

На фиг. 8В сообщение кадра 5 мс принято на временной длительности #2 во время передачи сообщения кадра 20 мс, принятого на временной длительности # 1. В этом случае для временной длительности #1 контроллер 513 модема подает сообщение кадра 20 мс на генератор 560 второго сообщения кадра и генерирует второй сигнал выбора кадра и первый сигнал управления усилением. Для временной длительности #2 контроллер 513 модема подает сообщение кадра 5 мс к генератору 550 первого сообщения кадра и сообщение кадра 20 мс – к генератору 560 второго сообщения кадра и генерирует первый сигнал выбора кадра и первый сигнал управления усилением. В результате сообщение кадра 20 мс выдается с первоначальным уровнем сигнала для временной длительности #1, а сообщение кадра 5 мс выдается с первоначальным уровнем сигнала для временной длительности #2. После временной длительности #2 мультиплексор 523 выбирает выходной сигнал второго перемежителя 522 в ответ на второй сигнал выбора кадра, и контроллеры 527 и 528 усиления повышают усиление выходного сигнала сообщения кадра 20 мс от мультиплексора 523 в ответ на второй сигнал управления усилением. Для оставшихся временных длительностей #3 и #4 усиление повышается на 50% по сравнению с уровнем входного сигнала. После временной длительности # 4 контроллеры 527 и 528 усиления блокируют выходной тракт сообщения кадра в ответ на третий сигнал управления усилением (GCTL=0).

Дальнейшее описание будет дано относительно способов смешивания кадров, когда необходимо передать сообщение кадра 5 мс во время передачи сообщения кадра 20 мс, или когда сообщение кадра 5 мс и сообщение кадра 20 мс генерируются одновременно.

В первом способе смешивания, когда более короткое сообщение кадра генерируется во время передачи более длинного сообщения, более короткое сообщение передается полностью (например, в интервале 5 мс), задерживая передачу более длинного сообщения, а оставшаяся часть более длинного сообщения кадра передается после передачи более короткого сообщения кадра. В этом способе, поскольку короткое сообщение кадра и длинное сообщение кадра передаются полностью, ухудшение характеристики не может произойти во время дешифрации в приемнике. Однако, когда установлен лимит времени в передаче сообщений кадра, сумма двух сообщений кадра превзойдет этот лимит времени.

Во втором способе смешивания, когда более короткое сообщение кадра генерируется во время передачи более длинного сообщения кадра, более короткое сообщение кадра передается вместо части более длинного сообщения кадра, и часть, которая заменена, никогда не передается. Хвостовая часть более длинного сообщения кадра затем передается без задержки. В этом способе данные более длинного сообщения могут быть потеряны в замененной части, вызывая ухудшение характеристики декодирования. Однако эта проблема может быть минимизирована, в зависимости от того, как спроектировать распределитель символов для более длинного сообщения кадра.

Для сверточного кода выполнение декодирования зависит от положения замененных символов в длительности одного кадра. Путем поиска положения, имеющего наилучшую характеристику декодирования для замененного сообщения кадра, и замены сообщения кадра в этом положении проблема ухудшения выполнения декодирования может быть решена.

Для этой цели необходимо искать положение, имеющее наилучшую характеристику декодирования, когда более длинное сообщение кадра заменено настолько, какова длина более короткого сообщения. С этой целью необходимо определить положение замещения (т.е. положение вставки и измерить характеристику декодирования для этого положения. В измерении характеристики декодирования сверточного кода используются следующие параметры: свободное расстояние d_своб, представляющее собой минимальное расстояние Хемминга между кодируемыми символами, функция передачи, представляющая формулу верхнего предела частоты появления ошибок по битам, и распределение расстояния Хемминга между символами (смотри “Кодирование с коррекцией ошибок: принципы и применение” -Шу Лин/Даниэль Дж.Костелло, мл.).

Параметры измеряются для соответствующих положений замещения, чтобы найти предпочтительное положение замены. Если возможно перемещать искомые положения к положению для вставки в процессе смешивания, проблема, которая возникает в процессе смешивания, может быть решена. Что касается проблемы потери мощности сигнала, потеря мощности может быть компенсирована путем повышения мощности сигнала оставшейся части более длинного сообщения кадра на величину потери мощности.

Искомые положения замены измеряются экспериментально, чтобы проконтролировать характеристику. После этого проектируется распределитель символов для перемещения символов в искомых положениях к положениям для вставки в процессе смешивания. Для распределителя символов может быть использовано устройство разделения по времени.

В этом воплощении предполагается, что кадр 5 мс смешивается с кадром 20 мс, и кадр 20 мс из 192 бит шифруется в сверточный код со скоростью кодирования 1/3. Отсюда количество закодированных символов равно 576. В последующем описании кадр 5 мс относится к сообщению кадра первой длины, имеющему длину кадра в 5 мс, а кадр 20 мс относится к сообщению кадра второй длины, имеющему длину кадра в 20 мс.

Как показано на фиг. от 9А до 9D, поскольку кадр в 5 мс равен одной четвертой длины кадра в 20 мс, имеется четыре возможных положения смешивания. То есть, когда кадр 20 мс разделен на четыре временные длительности, кадр 5 мс может быть смешан с кадром 20 мс в любой из четырех разделенных временных длительностей. В этом примере данные кадра 20 мс теряются для интервала, в котором передаются данные кадра 5 мс. Как заявлялось выше, потерянные данные кадра 20 мс восстанавливаются через функцию декодирования кода с коррекцией ошибок в приемнике. Чтобы повысить вероятность приема кадра 20 мс, передатчик повышает мощность передачи остальных временных длительностей, следующих за потерянной временной длительностью в 5 мс. Например, когда кадр 5 мс смешивается на временной длительности #1 кадра 20 мс, как показано на фиг. 9А, мощность кадра 20 мс повышается примерно на 33% на последующих временных длительностях # 2, # 3 и #4. Когда кадр 5 мс смешивается на временной длительности #2 кадра 20 мс, как показано на фиг.9В, мощность кадра 20 мс повышается примерно на 50% в последующих временных длительностях #3 и #4. Когда кадр 5 мс смешивается на временной длительности #3 кадра 20 мс, как показано на фиг. 9С, мощность кадра 20 мс повышается примерно на 100% на последующей временной длительности #4. Однако, когда кадр 5 мс смешивается на временной длительности # 4 кадра 20 мс, как показано на фиг.9D, нет возможности компенсировать потерю мощности. В этом случае выполнение декодирования может быть ухудшено по сравнению с вышеупомянутыми тремя случаями.

Далее, чтобы минимизировать влияние потери данных, проектируется перемежитель для кадра 20 мс, так чтобы символы, соответствующие участку 5 мс, которые должны быть удалены путем выполнения перестановки строк, были бы распределены.

Далее, оптимальное устройство перемежителя может быть рассмотрено через матрицы удаления.

Поскольку одна четверть кадра 20 мс заменяется коротким сообщением, т.е. одна четверть кадра 20 мс подвергается вставке, должны быть вставлены 144 (= 576/4) бита. Затем, должно быть определено, как удалить эти 144 бита среди 576 бит без ухудшения характеристики декодирования. Может существовать очень большое количество случаев согласно положениям вставки. В этом воплощении соответствующие параметры будут измерены для некоторых обычных типов вставки. Далее приведены матрицы удаления согласно типам вставки:
Матрица Удаления #1

Матрица Удаления #2

Матрица Удаления #3

Матрица Удаления #4

В матрице удаления #1 “0” в первой строке и в первом столбце означает, что первый информационный бит, закодированный первым многочленом генератора, удаляется (“прокалывается”), “1” в первой строке и втором столбце означает, что второй информационный бит, закодированный первым многочленом генератора, не удаляется, и ” 1″ во второй строке и первом столбце означает, что первый информационный бит, закодированный первым многочленом генератора, не удаляется. Здесь, свободное расстояние равно 11 для матрицы удаления #1, 12 для матрицы удаления #2, 10 для матрицы удаления #3 и 10 для матрицы удаления # 4. Свободное расстояние представляет собой минимальное расстояние Хемминга между символами, а расстояние Хемминга представляет собой количество искаженных битов между закодированными символами. По мере того, как расстояние Хемминга становится больше, характеристика декодирования улучшается. Соответственно, матрицы удаления # 1 и #2 имеют лучшие свойства в смысле свободного расстояния по сравнению с матрицами удаления #3 и #4. Кроме того, хотя матрица удаления #2 имеет лучшее свойство, чем таковое матрицы удаления # 2 в смысле свободного расстояния, матрица удаления #2 имеет лучшее качество, чем таковое матрицы удаления #1 в смысле распределения расстояния Хемминга между закодированными символами.

В табл. 5 показан перемежитель, спроектированный, чтобы иметь форму “прокалывания” согласно матрицы удаления #1.

Фиг. от 10А до 10D иллюстрируют формы символов кадра 20 мс, передаваемого перемежителем, спроектированным согласно матрицы удаления #1 для соответствующих способов смешивания. В частности, фиг.10А иллюстрирует случай, когда кадр 5 мс смешивается с кадром 20 мс на временной длительности #1. Относительно информационных битов 1, 2, 3, 4 и 5 прокалывание выполняется в порядке данных первого символа S₁₀, данных второго символа S₂₁, данных третьего символа S₃₂, данных четвертого символа S₄₀ и данных пятого символа S₅₁, согласно матрицы удаления #1. Здесь символы имеют эквивалентную мощность, как показано на фигуре. Фиг.10В иллюстрирует случай, где кадр 5 мс смешивается с кадром 20 мс на временной длительности #2. Формат прокалывания подобен таковому на фиг.10А, но соответствующие символы имеют разную мощность, согласно интервалу (временной длительности), к которым они принадлежат. То есть, символы, принадлежащие к временной длительности #1, передаются с первоначальной мощностью, а символы, принадлежащие к временным длительностям #3 и #4, передаются с уровнем мощности, увеличенным на 50% по сравнению с первоначальной мощностью. Фиг.10С иллюстрирует случай, где кадр 5 мс смешивается с кадром 20 мс на временной длительности #3. Форма прокалывания подобна той, что описана выше, а соответствующие символы имеют разные мощности, согласно временным длительностям, к которым они принадлежат. Например, символы, принадлежащие к временным интервалам #2 и #3, имеют первоначальную мощность, а символы, принадлежащие к временной длительности #4, имеют почти удвоенную мощность по сравнению с первоначальной. Наконец, фиг.10D иллюстрирует случай, где кадр 5 мс смешивается с кадром 20 мс на временной длительности #4. Формат прокалывания такой же, как описанный выше, и символы имеют первоначальную мощность.

Фиг. 11 иллюстрирует схему для смешивания сообщений кадра разной длины согласно воплощению настоящего изобретения. На фигуре перемежитель 713 предназначен, чтобы иметь свойство табл. 5 согласно матрице удаления #1. Поэтому детали будут представлять схему, спроектированную согласно матрице удаления #1, в качестве примера.

Со ссылкой на фиг.11 шифратор 711 генерирует кодированное сообщение кадра первой длины в 5 мс, и выходной сигнал шифратора 711 перемежается посредством неизображенного перемежителя. шифратор 712 генерирует кодированное сообщение кадра второй длины в 20 мс, и перемежитель 713 перемежает кодированное сообщение кадра 20 мс, выходящее из шифратора 712, чтобы перераспределить символы в кадре таким образом, чтобы соответствующие символы были вставлены согласно матрице удаления #1. Селектор 714 выбирает выходной сигнал шифратора 711 или выходной сигнал перемежителя 713 согласно сигналу выбора кадра. То есть селектор 714 выбирает выходной сигнал шифратора 711 в ответ на первый сигнал выбора кадра и выбирает выходной сигнал перемежителя 713 в ответ на второй сигнал выбора кадра. Для селектора 714 может быть использован мультиплексор.

Контроллер 715 мощности управляет усилением сигнала, выходящего из селектора 714, согласно сигналу управления усилением. То есть контроллер 715 мощности выдает входной сигнал, как он есть, без управления усилением, в ответ на первый сигнал управления усилением, увеличивает усиление входного сигнала, чтобы увеличить выходную мощность, в ответ на второй сигнал управления усилением, и доводит усиление входного сигнала до нуля в ответ на третий сигнал управления усилением. Когда усиление равно нулю, выходной сигнал отсутствует, так что выходной сигнал канала отключен.

Теперь будет дано описание, касающееся операции смешивания сообщения кадра 5 мс с сообщением кадра 20 мс со ссылкой на фиг.11.

Шифратор 711 кодирует входной сигнал первых данных кадра и генерирует сообщение кадра первой длины к селектору 714. Шифратор 712 кодирует входной сигнал вторых данных и генерирует сообщение кадра второй длины к перемежителю 713. Перемежитель 713 затем перераспределяет символы внутри сообщения кадра второй длины так, что символы вставляются в соответствии с матрицей удаления #1 для соответствующих случаев на фиг. от 9А до 9D. Структура перемежителя 713 проиллюстрирована на фиг.12.

Ссылаясь на фиг. 12, перемежитель 713 состоит из 32 элементов 743-746 (линий) задержки. Когда сообщение кадра второй длины выдается из шифратора 712, переключатель 732 присоединяет узел 731 к узлу 733, чтобы выдать первый символ к элементу 743 задержки, и присоединяет узел 731 к узлу 734, чтобы выдать второй символ к элементу 744 задержки. Подобным образом после того как 32-й символ выдан к элементу 746 задержки, переключатель 731 снова подключает узел 731 к узлу 733, чтобы выдать 33-й символ к элементу 743 задержки. Путем повторения этого процесса 18 символов запоминаются в соответствующих элементах задержки. После этого, в соответствии с функцией перемежения из табл. 5, переключатель 741 присоединяет узел 742 к узлу 737, чтобы выдать символы, записанные в элементе задержки 743. Затем, переключатель 741 подключает узел 742 к выходному узлу пятого элемента задержки, чтобы выдать символы, записанные в пятом элементе задержки. То есть, символы, записанные в первом, пятом, девятом, тринадцатом, семнадцатом, двадцать первом, двадцать пятом и двадцать девятом элементах задержки, выдаются в последовательности для временной длительности #1 кадра 20 мс; символы, записанные во втором, шестом, десятом, четырнадцатом, восемнадцатом, двадцать втором, двадцать шестом и тридцатом элементах задержки в последовательности для участка #2 кадра 20 мс; символы, записанные в третьем, седьмом, одиннадцатом, пятнадцатом, девятнадцатом, двадцать третьем, двадцать седьмом и тридцать первом элементах задержки, выдаются в последовательности для временной длительности # 3 кадра 20 мс; и символы, записанные в четвертом, восьмом, двенадцатом, шестнадцатом, двадцатом, двадцать четвертом, двадцать восьмом и тридцать втором элементах задержки, выдаются в последовательности для временных длительностей # 4 кадра 20 мс. Значения, выдаваемые из перемежителя 713, вводятся в селектор 714 и смешиваются с кадром 5 мс, поданным на другой вход селектора 714.

Фиг. 13 иллюстрирует структуру селектора 714. Если кадр 5 мс вводится, пока переключатель 755 соединяет узел 754 с узлом 753, чтобы выдать кадр 5 мс для временной длительности #1, вход кадра 5 мс временно задерживается элементом задержки 751. После прохождения временной длительности #1 переключатель 755 подключает узел 754 к узлу 752, чтобы выдать задержанные символы кадра 5 мс для временной длительности #2. Таким образом, символы кадра 20 мс удаляются на временной длительности #2. После прохождения временной длительности #2 переключатель 755 снова присоединяет узел 54 к узлу 753, чтобы выдать оставшиеся символы кадра 20 мс. Такие смешанные кадры вводятся в контроллер мощности 715, который выдает символы кадра 5 мс такими, как они есть, и выдает символы остального кадра 20 мс с повышенной мощностью. В результате, закодированный кадр 20 мс, выдаваемый из шифратора 712, прокалывается, как показано в матрице удаления #2.

Более конкретно, селектор 714 принимает в последовательности символы, выдаваемые из первого, пятого, девятого, тринадцатого, семнадцатого, двадцать первого, двадцать пятого и двадцать девятого элементов задержки в перемежителе 713, и выдает принятые символы в контроллер мощности 715 в ответ на первый сигнал выбора. Далее, селектор 714 выдает символы кадра 5 мс, задержанные в элементе задержки 751, в контроллер мощности 715 в ответ на второй сигнал выбора. Затем селектор 714 принимает в последовательности символы, выдаваемые из третьего, седьмого, одиннадцатого, пятнадцатого, девятнадцатого, двадцать третьего, двадцать седьмого, тридцать первого, четвертого, восьмого, двенадцатого, шестнадцатого, двадцатого, двадцать четвертого, двадцать восьмого и тридцать второго элементов задержки в перемежителе 713, и выдает принятые символы к контроллеру мощности 715 в ответ на первый сигнал выборки. То есть, это означает, что символы второго, шестого, десятого, четырнадцатого, восемнадцатого, двадцать второго, двадцать шестого и тридцатого элементов задержки, соответствующие временной длительности #2 кадра 20 мс, удаляются.

Выполнение такой схемы смешивания кадров зависит от многочлена генератора шифратора и перемежителя. Когда прокалывание выполняется согласно нескольким типам матриц удаления относительно одного многочлена генератора, выбирается матрица удаления, имеющая хорошие результаты измерения характеристики для соответствующих случаев, а затем соответственно проектируется перемежитель.

Фиг.14А и 14В иллюстрируют характеристики проколотых кадров, использующих матрицу удаления #1 и матрицу удаления #2, соответственно. Более конкретно, фиг. 14А иллюстрирует характеристики перемежителя, спроектированного с использованием матрицы удаления #1 для соответствующих случаев смешивания #1 и #3. Фиг.14В иллюстрирует характеристики перемежителя, спроектированного с использованием матрицы удаления #2 для соответствующих случаев смешивания #1 и #3.

Фиг. 14А и 14В показывают, что случай смешивания #1 обеспечивает лучшую характеристику, а случай смешивания #3 обеспечивает худшую характеристику. Например, табл. 6 показывает отношение сигнал-шум (Eb/No) для соответствующих случаев смешивания, когда вероятность ошибки равна 0,01 (=1%).

Из табл. 6 можно заметить, что лучшая характеристика получается при использовании матрицы удаления #1, чем матрицы удаления #2. Далее, случай #1 выше по характеристике случая #2, а случай #2 выше случая #3. Здесь цифры в графе “Примечания” табл. 6 представляют разности отношения сигнал-шум между системами, имеющими самую лучшую характеристику и самую худшую характеристику, включая систему IS-95. Поскольку система, имеющая более высокую характеристику, имеет уменьшенную разность характеристик, более высокая характеристика может ожидаться при использовании матрицы удаления #1, чем матрицы удаления # 2. Соответственно, в предпочтительном воплощении распределитель символов спроектирован согласно матрице удаления #1 в схеме матрицы кадра.

Как описано выше, когда сообщение кадра 5 мс и сообщение кадра 20 мс выдаются одновременно, устройство передачи выделенного управляющего канала выдает сообщение кадра 5 мс в соответствующее время и после этого передает остаток сообщения кадра 20 мс с повышенной мощностью. Здесь, поскольку сообщение кадра было закодировано со скоростью кодирования 1/3 в процессе кодирования, приемник может выполнить коррекцию ошибок относительно потери данных. Чтобы улучшить возможность коррекции ошибок, должен быть спроектирован второй перемежитель 522, так чтобы равномерно распределить кодируемые данные. Хотя фиг.8А и 8В показывают примеры смешивания сообщения кадра 5 мс и сообщения кадра 20 мс, можно понять, что возможность передачи сообщения кадра является отличной даже в случае, когда сообщение кадра 5 мс и сообщение кадра 20 мс выдаются последовательно.

Фиг. 5 иллюстрирует структуру устройства передачи выделенного канала для прямой линии связи (от базовой станции к подвижной станции). Устройство передачи выделенного управляющего канала для прямой линии связи должно выполнять операцию вставки РСВ для управления мощностью передачи подвижной станции. Однако устройство передачи выделенного канала для обратной линии связи (от подвижной станции к базовой станции) не должно выполнять операцию вставки РСВ. Соответственно устройство передачи выделенного канала для обратной линии связи (подвижная станция) имеет подобную структуру, как структура устройства передачи выделенного управляющего канала для прямой линии связи, за исключением схемы вставки РСВ, преобразователя S/P (для многих несущих), структуры расширителя и скорости кодирования сверточного шифратора. В этом воплощении скорость кодирования шифратора прямой линии связи равна 1/3, а скорость кодирования шифратора обратной линии связи равна 1/4.

При передаче сообщения кадра с использованием обратного выделенного канала, устройство передачи выделенного канала для обратной линии связи также определяет длину кадра согласно размеру сообщения кадра и передает сообщение кадра согласно этому определению. Далее, устройство передачи выделенного канала для обратной линии связи проверяет наличие/отсутствие сообщения кадра для передачи через обратный выделенный канал, чтобы подавить выходной сигнал обратного выделенного канала, когда нет сообщения кадра для передачи, и чтобы сформировать выходной тракт для обратного выделенного канала, только когда имеется действительное сообщение кадра для передачи.

На фиг. 5 показано устройство передачи выделенного канала с множеством несущих для прямой линии связи, а на фиг.7 показано устройство передачи выделенного канала с одной несущей для обратной линии связи. Соответственно, возможно также сконструировать устройство передачи выделенного канала с одной несущей для прямой линии связи и устройство передачи выделенного канала с множеством несущих для обратной линии связи.

Устройство для приема управляющих сигналов, передаваемых через прямой или обратный выделенный канал, должно определять длину сообщения кадра, чтобы обработать управляющий сигнал. Устройство приема выделенного канала для прямого и обратного канала связи может быть сконструировано, как показано на фиг.15.

Ссылаясь на фиг.15, устройство сжатия 911 сжимает принятый сигнал, используя PN последовательность и ортогональный код, чтобы получить сигнал выделенного канала. Комбинатор 913 разнесения объединяет многоканальный выходной сигнал от устройства сжатия 911. Программный решающий генератор 915 квантует принятый сигнал в многоуровневую цифровую величину, чтобы дешифровать принятый сигнал. Первое устройство 917 обратного перемежения, предназначенное обрабатывать сообщение кадра 5 мс, обеспечивает обратное перемежение сообщения кадра 5 мс, перемеженного во время передачи, чтобы перерасположить биты в первоначальное положение. Второе устройство 918 обратного перемежения, предназначенное обрабатывать сообщение кадра 20 мс, обеспечивает обратное перемежение сообщения кадра 20 мс, перемеженного во время передачи, чтобы перерасположить биты в первоначальное положение.

Таймер 919 генерирует управляющий сигнал для дешифрации данных, принятых через выделенный канал в фиксированные периоды. Здесь таймер 919 является таймером 5 мс, способным дешифровать кадр 5 мс. Первый дешифратор 921 отпирается управляющим сигналом, выдаваемым из первого устройства обратного перемежения 917. Первый дешифратор 921 декодирует сообщение кадра первой длины 5 мс. Второй дешифратор 923 отпирается управляющим сигналом, выдаваемым из таймера 919, и декодирует сообщение кадра, выходящее из второго устройства обратного перемежения 918. Второй дешифратор 923 декодирует сообщение кадра второй длины в 20 мс. Первый детектор CRC 925 принимает выходной сигнал первого дешифратора 921 и проверяет CRC для кадра 5 мс. Второй детектор CRC 927 принимает выходной сигнал второго дешифратора 923 и проверяет CRC для кадра 20 мс. Здесь первый и второй детекторы CRC 925 и 927 выдают сигнал “истина” “1” или сигнал “ложь” “0” как результирующий сигнал. Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой к воплощению, которое определяет длину принятого сообщения кадра детектированием бита CRC, можно также определить длину кадра, а также, существует ли кадр или нет, путем вычисления энергии сигналов, принятых во время длительности первого и второго сообщений кадра.

Блок 929 выбора длины кадра анализирует результирующий сигнал, выходящий из первого и второго детекторов CRC 925 и 927, чтобы принять решение о длине сообщения кадра, принятого через выделенный канал. Блок 929 выбора длины кадра генерирует сигнал выбора sel1 (выбор 1) для выбора первого дешифратора 921, когда первый детектор CRC 925 выдает истинный сигнал, генерирует сигнал выбора sel2 (выбор 2) для выбора второго дешифратора 923, когда второй детектор CRC 927 выдает истинный сигнал, и генерирует сигнал БЛОКИРОВАТЬ для закрытия выходов первого и второго дешифраторов 921 и 923, когда первый и второй детекторы CRC 925 и 927 оба генерируют ложный сигнал.

Селектор 931 выбирает дешифрованные данные, выходящие из первого и второго дешифраторов 921 и 923 согласно выходным сигналам блока 929 выбора длины кадра. То есть селектор 931 выбирает выходной сигнал первого дешифратора 921, когда принятый кадр является кадром 5 мс, выбирает выходной сигнал второго дешифратора 923, когда принятый кадр является кадром 20 мс, и запирает выходы обоих – первого и второго дешифраторов 921 и 923 на период, в котором сообщение кадра не получено.

Контроллер 933 модема запоминает принятое сообщение кадра дешифрованных данных от селектора 931 в буфере 935 сообщения. Процессор верхнего уровня затем считывает и обрабатывает управляющее сообщение, записанное в буфере 935 сообщения. Кроме того, когда сообщение кадра первой длины смешивается с сообщением кадра второй длины, контроллер 933 модема выдает сообщение кадра первой длины в ответ на сигнал выбора sel1 и сообщение кадра второй длины в ответ на сигнал выбора sel2.

Теперь далее здесь будет описана работа приемного устройства выделенного канала со ссылкой на фиг.15. Устройство 911 сжатия принимает управляющий сигнал через выделенный канал и сжимает принятый управляющий сигнал с помощью PN последовательности. Управляющие сигналы, принятые через выделенный канал, восстанавливаются до первоначального сообщения кадра с помощью процесса, обратного передаче. Здесь первое и второе устройства 917 и 918 обратного перемежения созданы, чтобы обрабатывать сообщения кадра 5 мс и 20 мс, соответственно.

После этого в базовой станции и подвижной станции первый дешифратор 921 декодирует кадр 5 мс, а второй дешифратор 923 декодирует кадр 20 мс, чтобы обработать сообщение кадра. Затем первый и второй детекторы CRC 925 и 927 выполняют проверку CRC для декодированных данных, выдаваемых из первого и второго дешифраторов 921 и 923, соответственно, и выдают результирующие значения к блоку 929 выбора длины кадра. Блок 929 выбора длины кадра затем принимает решение о длине кадра принятого сообщения кадра согласно результатам проверки CRC.

Когда смешанные сообщение кадра первой длины и сообщение кадра второй длины принимаются, первый детектор CRC 925 и второй детектор CRC 927 поочередно генерируют сигнал “истина” для длительности 20 мс. В этом случае блок 929 выбора длины кадра генерирует сигналы выбора sel1 и sel2 согласно выходным сигналам первого и второго детекторов CRC 925 и 927. Селектор 931 затем выбирает выходные сигналы первого и второго дешифраторов 921 и 923 согласно сигналам выбора sel1 и sel2. Контроллер 933 модема также избирательно выдает сообщение кадра первой длины и сообщение кадра второй длины в буфер 935 сообщения согласно сигналам выбора sel1 и sel2 от блока 929 выбора длины кадра. То есть, когда принято смешанное сообщение кадра, приемное устройство выделенного канала определяет длину кадра и раздельно обрабатывает сообщение кадра первой длины и сообщение кадра второй длины согласно этому определению.

Если предположить, что CRC5 обозначает результат проверки CRC для кадра 5 мс, а CRC20 обозначает результат проверки CRC для кадра 20 мс, блок 929 выбора длины кадра будет генерировать сигналы выбора, как показано в табл. 7.

Как показано в табл. 5, когда CRC 5 и CRC 20 оба детектированы (т.е. истинны), блок выбора длины кадра не определяет соответствующее состояние. Однако, когда CRC 5 и CRC 20 оба истинны, возможно также определить принятый кадр как кадр 5 мс и определить оба принятых кадра.

Фиг. 16 иллюстрирует результат моделирования для обработки сообщений кадра переменной длины, принятых через выделенный канал согласно настоящему изобретению. Ссылаясь на фиг.16, на ней показан результат сравнения между производительностью, когда используется кадр 5 мс и когда используется кадр 20 мс, для выделенного канала. Здесь прямой канал пакетного трафика имеет скорость передачи данных 307,2 Кбит/с, фиксированный кадр 20 мс и 1% FER (Частота появления Ошибок в Кадре).

Как описано выше, система подвижной связи CDMA согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества:
1) можно повысить производительность и уменьшить задержку трафика выделенного канала путем генерации сообщений кадра разной длины согласно размеру сообщения, передаваемого на выделенном канале;
2) использование выделенного управляющего канала прерывисто управляется согласно присутствию/отсутствию сообщения кадра для передачи. Таким образом, пропускная способность радиоканалов может быть увеличена путем передачи в режиме DTX;
3) когда генерируется множество кадров сообщений разной длины, генерируемые сообщения кадра смешиваются друг с другом, чтобы таким образом уменьшить время передачи сообщений кадра.

Хотя это изобретение было показано и описано со ссылкой к его определенному предпочтительному воплощению, опытным специалистам должно быть понятно, что в нем могут быть произведены различные изменения в форме и деталях, без отклонения от сущности и объема этого изобретения, как определено в прилагаемых пунктах формулы изобретения. Например, хотя эти воплощения были описаны в соединении с системой связи CDMA, это изобретение предполагается для использования также с другими системами радиосвязи с расширенным спектром или с нерасширенным спектром.

Формула изобретения

1. Устройство передачи для системы связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), содержащее контроллер для формирования первого и второго сигналов выбора кадра, генератор первого сообщения для генерирования первого сообщения кадра, имеющего первую длину кадра, генератор второго сообщения для генерирования второго сообщения кадра, имеющего вторую длину кадра, большую, чем первая длина кадра, мультиплексор для выбора первого сообщения кадра в соответствующей части второго сообщения кадра, когда контроллером сформирован первый сигнал выбора кадра, и расширитель для расширения выходного сигнала мультиплексора.

2. Устройство передачи по п. 1, отличающееся тем, что первое сообщение кадра и второе сообщение кадра мультиплексированы, когда первое сообщение кадра генерируется во время передачи второго сообщения кадра.

3. Устройство передачи по п. 1, отличающееся тем, что мультиплексор смешанным образом выдает последовательно часть второго сообщения кадра, выбранное первое сообщение кадра и оставшуюся часть второго сообщения кадра.

4. Устройство передачи по п. 1, отличающееся тем, что мультиплексор смешанным образом выдает последовательно выбранное первое сообщение кадра и второе сообщение кадра, из которого удалена часть, соответствующая первому сообщению кадра.

5. Устройство передачи по п. 3 или 4, отличающееся тем, что дополнительно содержит контроллер мощности для увеличения мощности передачи оставшейся части второго сообщения кадра, следующей за выбранным первым сообщением кадра, чтобы она была больше, чем мощность первого сообщения кадра.

6. Устройство передачи по п. 1, отличающееся тем, что оставшаяся часть второго сообщения кадра, следующая за выбранным первым сообщением кадра, отброшена.

7. Устройство передачи по п. 1, отличающееся тем, что первое сообщение кадра имеет длину кадра 5 мс, а второе сообщение кадра имеет длину кадра 20 мс.

8. Устройство передачи по п. 1, отличающееся тем, что генератор второго сообщения кадра содержит генератор контроля при помощи циклического избыточного кода (КЦИК) для генерации битов КЦИК согласно вторым входным данным второй длины кадра, генератор хвостовых битов для генерации хвостовых битов и добавления генерируемых хвостовых битов к выходному сигналу генератора КЦИК, шифратор канала для кодирования данных второго кадра с добавленными хвостовыми битами с предопределенной скоростью кодирования и перемежитель для перемежения зашифрованного сообщения кадра согласно второй длине кадра.

9. Устройство передачи по п. 8, отличающееся тем, что перемежитель равномерно распределяет символы, генерируемые путем кодирования одного бита данных, по соответствующим участкам всего кадра.

10. Устройство передачи по п. 9, отличающееся тем, что перемежитель спроектирован согласно матрице удаления, заданной выражением

11. Устройство передачи по п. 1, отличающееся тем, что расширитель содержит модулятор ортогонального кода для расширения сообщения кадра, выдаваемого из мультиплексора, с помощью ортогонального кода для выделенного управляющего канала и расширяющий модулятор для расширения выходного сигнала модулятора ортогонального кода последовательностью псевдослучайного шума (ПСШ).

12. Устройство передачи по п. 1, отличающееся тем, что расширитель содержит модулятор ортогонального кода для расширения сообщения кадра, выдаваемого из мультиплексора, с помощью ортогонального кода для канала трафика и расширяющий модулятор для расширения выходного сигнала модулятора ортогонального кода ПСШ-последовательностью.

13. Устройство передачи по п. 12, отличающееся тем, что канал трафика является основным каналом.

14. Способ передачи данных в системе радиосвязи, заключающийся в том, что кодируют первые входные данные первого потока бит для генерирования первого сообщения кадра, имеющего первую длину кадра, кодируют вторые входные данные второго потока бит, более длинного, чем первый поток бит, для генерирования второго сообщения кадра, имеющего вторую длину кадра, большую, чем первая длина кадра, заменяют часть второго сообщения кадра первым сообщением кадра и передают первое сообщение кадра вместо замененной части второго сообщения кадра.

15. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что первое сообщение кадра и второе сообщение кадра мультиплексируют, когда первое сообщение кадра генерируют во время передачи второго сообщения кадра.

16. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что часть второго сообщения кадра, первое сообщение кадра и оставшуюся часть второго сообщения кадра смешанным образом выдают последовательно в упомянутом шаге замены.

17. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что первое сообщение кадра и второе сообщение кадра, из которого удалена часть, соответствующая первому сообщению кадра, смешанным образом выдают последовательно в упомянутом шаге замены.

18. Способ передачи данных по п. 16 или 17, отличающийся тем, что дополнительно увеличивают мощность передачи оставшейся части второго сообщения кадра, следующей за первым сообщением кадра, чтобы она была больше, чем мощность передачи первого сообщения кадра.

19. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что оставшуюся часть второго сообщения кадра, следующую за первым сообщением кадра, отбрасывают в упомянутом шаге замены.

20. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что первое сообщение кадра имеет длину кадра 5 мс, а второе сообщение кадра имеет длину кадра 20 мс.

21. Способ передачи данных по п. 20, отличающийся тем, что часть второго сообщения кадра удаляют, чтобы вставить первое сообщение кадра в удаленную часть в течение второй временной длительности, а оставшуюся часть второго сообщения кадра выдают в течение третьей и четвертой временных длительностей в упомянутом шаге замены.

22. Способ передачи данных по п. 21, отличающийся тем, что часть второго сообщения кадра удаляют, чтобы вставить первое сообщение кадра в удаленную часть в течение первой временной длительности, а оставшуюся часть второго сообщения кадра выдают в течение второй, третьей и четвертой временных длительностей в упомянутом шаге замены.

23. Способ передачи данных по п. 21 или 22, отличающийся тем, что дополнительно увеличивают мощность передачи оставшейся части второго сообщения кадра, следующей за вставленным первым сообщением кадра.

24. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что при генерации второго сообщения кадра генерируют биты контроля при помощи циклического избыточного кода (КЦИК) согласно вторым входным данным второй длины кадра, генерируют хвостовые биты и добавляют генерируемые хвостовые биты ко вторым данным с добавленными битами КЦИК, кодируют данные второго кадра с добавленными хвостовыми битами с предопределенной скоростью кодирования и перемежают символы кодированных данных второго кадра второй длиной кадра.

25. Способ передачи данных по п. 24, отличающийся тем, что символы, генерируемые путем кодирования одного бита данных, равномерно распределяют по соответствующим временным длительностям всего кадра, в упомянутом шаге перемежения.

26. Способ передачи данных по п. 25, отличающийся тем, что символы распределяют согласно матрице удаления, заданной выражением

27. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что при передаче расширяют сообщение кадра ортогональным кодом для выделенного управляющего канала и расширяют ортогонально расширенный сигнал с помощью ПСШ-последовательности.

28. Способ передачи данных по п. 15, отличающийся тем, что при передаче расширяют сообщение кадра ортогональным кодом для канала трафика и расширяют ортогонально расширенный сигнал ПСШ-последовательностью.

29. Способ передачи данных по п. 28, отличающийся тем, что канал трафика является основным каналом.

30. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что система радиосвязи является системой связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA).

31. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что второе сообщение кадра задерживают в результате упомянутой замены.

32. Способ передачи данных по п. 14, отличающийся тем, что замененную часть второго сообщения кадра не передают, так что хвостовую часть второго сообщения кадра передают незадержанным способом.

33. Система связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), содержащая устройство передачи, включающее в себя контроллер для формирования первого и второго сигналов выбора кадра, генератор второго сообщения для генерирования второго сообщения кадра, имеющего вторую длину кадра, генератор первого сообщения для генерирования первого сообщения кадра, имеющего первую длину кадра, меньшую, чем вторая длина кадра, мультиплексор для выбора первого сообщения кадра в соответствующей части второго сообщения кадра, когда контроллером сформирован первый сигнал выбора кадра, расширитель для расширения выходного сигнала мультиплексора, приемное устройство, включающее в себя устройство сжатия для сжатия принятого расширенного сигнала, приемник первого сообщения для генерирования первого сообщения кадра, имеющего первую длину кадра, из сжатого сигнала и приемник второго сообщения для генерирования второго сообщения кадра, имеющего вторую длину кадра, из сжатого сигнала.

34. Система связи по п. 33, отличающаяся тем, что мультиплексор мультиплексирует первое сообщение кадра и второе сообщение кадра, когда первое сообщение кадра генерируется во время передачи второго сообщения кадра.

35. Способ приемопередачи данных в системе связи с расширенным спектром, заключающийся в том, что генерируют второе сообщение кадра, имеющее вторую длину кадра, из входного потока бит, генерируют первое сообщение кадра, имеющее первую длину кадра, меньшую, чем вторая длина кадра, из входного потока бит, выбирают первое сообщение кадра в соответствующей части второго сообщения кадра, когда сформирован первый сигнал выбора кадра, расширяют сообщения кадра, сжимают принятые расширенные сообщения кадра, генерируют первое сообщение кадра, имеющее первую длину кадра, из сжатого сообщения кадра и генерируют второе сообщение кадра, имеющее вторую длину кадра, из сжатого сообщения кадра.

36. Способ по п. 35, отличающийся тем, что первое сообщение кадра и второе сообщение кадра мультиплексируют, когда первое сообщение кадра генерируют во время передачи второго сообщения кадра.

37. Способ по п. 35, отличающийся тем, что система связи с расширенным спектром является системой связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA).

Приоритет по пунктам:
14.03.1998 по пп. 1-8, 11-24, 27-37;
25.04.1998 по пп. 9, 10, 25 и 26.

РИСУНКИ