Способ и устройство для мультиплексирования высокоскоростной передачи пакетных данных с передачей голоса/данных
Изобретение относится к способу и устройству мультиплексирования с временным разделением (МBР) высокоскоростной передачи пакетных данных с передачей голоса/данных в системе беспроводной связи. Технический результат заключается в экономном использовании имеющихся ресурсов. Для этого принимают и обрабатывают первый тип данных в соответствии с первой схемой обработки сигнала, чтобы генерировать первую полезную нагрузку, принимают и обрабатывают второй тип данных в соответствии со второй схемой обработки сигнала, чтобы генерировать вторую полезную нагрузку. Затем задают первый раздел в интервале передачи, предназначенный для передачи первого типа данных, и второй раздел в интервале передачи, предназначенный для передачи второго типа данных, мультиплексируют первую и вторую полезные нагрузки в первый и второй разделы соответственно, после этого передают мультиплексированные первую и вторую полезные нагрузки, при этом вторые разделы для соседних источников передачи задают так, чтобы вторые разделы перекрывались во времени. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 12 ил., 2 табл.
Изобретение относится к передаче данных. В частности, изобретение относится к новому и усовершенствованному способу мультиплексирования высокоскоростной передачи пакетных данных с традиционной передачей голоса/данных в системе беспроводной связи.
Современная система связи призвана поддерживать разнообразные приложения. Одной из таких систем связи является система множественного доступа с кодовым разделением (МДКР), которая поддерживает передачу голоса и данных между пользователями по наземной линии связи. Использование технологий МДКР в системе связи множественного доступа раскрыто в патенте США № 4,901,307, озаглавленном «СИСТЕМА СВЯЗИ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С РАСШИРЕНИЕМ ПО СПЕКТРУ, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ СПУТНИКОВЫЕ ИЛИ НАЗЕМНЫЕ РЕТРАНСЛЯТОРЫ», и в патенте США № 5,103,459, озаглавленном «СИСТЕМА И СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ФОРМ ВОЛНЫ В СОТОВОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СИСТЕМЕ МДКР». Конкретная система МДКР раскрыта в заявке на патент США за № 08/963,386, озаглавленной «СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ», поданной 3 ноября 1997 г. (система HDR). Эти патенты и патентная заявка принадлежат патентовладельцу настоящего изобретения и включены в данное описание посредством ссылки.
Системы МДКР обычно строят в соответствии с одним или несколькими стандартами. Такие стандарты включают в себя «TIA/EIA/IS-95-B Стандарт совместимости между мобильной станцией и базовой станцией для двухрежимной широкополосной системы сотовой связи с расширением по спектру» (стандарт IS-95), «TIA/EIA/IS-98 Рекомендованный минимальный стандарт для мобильной станции двухрежимной широкополосной системы сотовой связи с расширением по спектру» (стандарт IS-98), стандарт, предложенный консорциумом, именуемым «Проект сотрудничества по 3-му поколению» (3GPP), и воплощенный в ряде документов, включая документы №№ 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 и 3G TS 25.214 (стандарт W-CDMA), «TR-45.5 Стандарт физического уровня для систем с расширением по спектру в формате cdma2000» (стандарт cdma2000) и «TIA/EIA/IS-856 Технические условия на радиоинтерфейс высокоскоростной передачи пакетных данных в формате cdma2000 (стандарт HDR). Новые стандарты МДКР включены в данное описание посредством ссылки.
Некоторые системы МДКР способны поддерживать несколько типов услуг (например, передачу голоса, пакетных данных и т.п.) по прямой и обратной линиям связи. Каждый тип услуг обычно характеризуется особым набором требований, некоторые из которых описаны ниже.
Для голосовой услуги обычно требуются фиксированный и общий класс обслуживания (КО) для всех пользователей, а также (относительно) ограниченные и фиксированные задержки. Например, можно потребовать, чтобы суммарная задержка речевых кадров в одном направлении составляла менее 100 мс. Этим требованиям можно удовлетворять, обеспечивая фиксированную (и гарантированную) скорость передачи данных для каждого пользователя (например, по выделенному каналу, назначаемому пользователю в течение сеанса связи) и гарантируя максимальную (допустимую) частоту ошибок для речевых кадров независимо от ресурсов линии связи. Чтобы поддерживать требуемую частоту ошибок на любой данной скорости передачи данных, каждому пользователю в случае ухудшения его линии связи приходится выделять больше ресурсов.
Для услуги пакетных данных, напротив, допустимы разные GOS для разных пользователей, а также допустимы задержки разной величины. КО услуги данных обычно определяется суммарной задержкой, которую получает информационное сообщение, переданное без ошибок. Задержку передачи можно использовать в качестве параметра для оптимизации эффективности системы передачи данных.
Чтобы система МДКР могла поддерживать оба типа услуг, она должна сначала выделять передаваемую мощность пользователям голосовой услуги, которым необходимы определенный КО и меньшие задержки. Затем всю оставшуюся передаваемую мощность можно выделять пользователям услуги пакетных данных, для которых допустимы задержки большей величины.
В системе МДКР каждый источник передачи создает помеху для других источников передачи. В силу импульсного характера пакетных данных в процессе передачи пакетов данных передаваемая мощность источника передачи может флуктуировать в широких пределах. Быстрые и большие флуктуации передаваемой мощности могут создавать помехи для других передач от других источников и приводить к снижению качества этих передач.
Итак, требуются средства экономичного и эффективного мультиплексирования высокоскоростных передач пакетных данных с передачами голоса и других сигналов.
Настоящее изобретение предусматривает различные средства, позволяющие одновременно поддерживать услуги передачи голоса/данных и высокоскоростной передачи пакетных данных и минимизировать влияние услуги пакетных данных на услугу голоса/данных. Согласно одному аспекту изобретения, голос/данные и пакетные данные можно мультиплексировать в интервале передачи (например, канальном интервале), чтобы экономно использовать имеющиеся ресурсы. Согласно другому аспекту изобретения, передаваемую мощность базовой станции регулируют, поддерживая величину изменения суммарной передаваемой мощности в определенном диапазоне, чтобы уменьшить ухудшение передач от этого и других источников передачи (например, базовых станций).
Конкретный вариант осуществления изобретения предусматривает способ одновременной передачи нескольких типов данных в системе беспроводной связи (например, МДКР). Согласно этому способу, первый тип данных (например, голос, служебные данные, данные, передаваемые на низкой и средней скорости, данные, чувствительные к задержке, сигнализацию и т.д.) принимают и обрабатывают в соответствии с первой схемой обработки сигнала, генерируя первую полезную нагрузку. Второй тип данных (например, пакетные данные, передаваемые на высокой скорости) также принимают и обрабатывают в соответствии со второй схемой обработки сигнала, генерируя вторую полезную нагрузку. Первая схема обработки сигнала может отвечать, например, стандарту W-CDMA или cdma2000, а вторая схема обработки сигнала может реализовать, например, систему HDR.
Затем в интервале передачи задают первый и второй разделы, причем первый раздел используют для отправки первого типа данных, а второй раздел используют для отправки второго типа данных. Затем первую и вторую полезные нагрузки мультиплексируют на первый и второй раздел соответственно и передают мультиплексированные первую и вторую полезные нагрузки. Емкость интервала передачи можно выбирать большей, чем требуется для первой полезной нагрузки (т.е. использовать каналообразующий код меньшей длины).
Изобретение также предусматривает другие способы, передающие блоки (например, базовые станции), приемные блоки (например, удаленные терминалы) и другие элементы, реализующие различные аспекты, варианты осуществления и признаки изобретения, что более подробно описано ниже.
Признаки, характер и преимущества настоящего изобретения явствуют из нижеследующего подробного описания, приведенного в сочетании с чертежами, снабженными сквозной системой обозначений, на которых:
фиг.1А-1С - диаграммы, иллюстрирующие соответственно применение МЧР, МВР и МКР для обеспечения нескольких типов услуг для нескольких удаленных терминалов в системе беспроводной связи;
фиг.2А и 2В - графики передаваемой мощности базовой станции в системе МКР для нескольких пользователей услуги голоса/данных и нескольких пользователей услуги пакетных данных соответственно;
фиг.3 - схема формата кадра и формата канального интервала для выделенного физического канала, согласно стандарту W-CDMA;
фиг.4 - упрощенная блок-схема системы связи, в которой можно реализовать различные аспекты изобретения;
фиг.5 - график передаваемой мощности для нескольких передач голоса/данных и нескольких передач пакетных данных от отдельной базовой станции;
фиг.6А и 6В - блок-схемы, демонстрирующие обработку сигнала на передающем блоке для передачи голоса/данных в соответствии со стандартом W-CDMA и передачи пакетных данных в соответствии со схемой HDR на нисходящей линии связи;
фиг.7А и 7В - блок-схемы, демонстрирующие обработку сигнала на приемном блоке для передачи голоса/данных в соответствии со стандартом W-CDMA и передачи пакетных данных в соответствии со схемой HDR на нисходящей линии связи.
Фиг. 1А-1С представляют собой диаграммы, иллюстрирующие три разных метода обеспечения нескольких типов услуг для нескольких удаленных терминалов в системе беспроводной связи. Некоторые из этих разных типов услуг могут включать в себя, например, передачу голоса, пакетных данных, видеосигнала, вещательного сигнала, сообщений и т.д. Другие служебные передачи, обычно применяемые в системе беспроводной связи, могут включать в себя, например, персональный радиовызов, пилот-сигнал, канал управления и т.д. Для простоты пакетные данные, передаваемые на высокой скорости, будем называть просто «пакетными данными», а остальные типы данных (например, голос, служебные сигналы, некоторые типы данных, передаваемых на низкой и средней скорости, данные, чувствительные к задержке, и прочие) будем совместно именовать «голос/данные». Оптимизация передачи пакетных данных является важным аспектом экономичного использования спектра. Однако для поддержания нужного уровня качества и надежности обслуживания важно также минимизировать влияние передачи пакетных данных на передачу голоса/данных.
На фиг.1А показана система мультиплекса с частотным разделением (МЧР), которая поддерживает услуги голоса/данных и пакетных данных с использованием двух частотных диапазонов. Как было отмечено выше, ввиду различий в характеристиках и требованиях для услуг голоса/данных и пакетных данных эти услуги предпочтительно разделять. В системе МЧР услугу голоса/данных может поддерживать первая система (например, система IS-95) с помощью одного несущего сигнала первой частоты, а услугу пакетных данных может поддерживать вторая система (например, система HDR) с помощью второго несущего сигнала второй частоты.
На фиг.1В показана система мультиплекса с временным разделением (МВР), в которой передачи осуществляются в течение отдельных интервалов времени, которые в одних системах называются «канальными интервалами», а в других системах - «кадрами». В системе МВР несколько канальных интервалов выделяются для поддержки услуги голоса/данных, а остальные канальные интервалы используются для поддержки услуги пакетных данных. Если такая система МВР представляет собой Глобальную систему мобильной связи (GSM) + систему пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS), то GPRS обеспечивает услугу пакетных данных GSM.
На фиг.1С показана система мультиплекса с кодовым разделением (МКР), в которой услуги голоса/данных и пакетных данных совместно используют доступную передаваемую мощность. В системе МКР каждая передача голоса/данных и каждая передача пакетных данных обычно канализируется соответствующим каналообразующим кодом, в результате чего передачи (в идеале) являются ортогональными по отношению друг к другу. Передаваемую мощность для каждой передачи можно регулировать, поддерживая нужный уровень производительности. Количество передач, которые можно одновременно поддерживать, и скорость передачи данных для каждой передачи определяются нагрузками данных, имеющейся передаваемой мощностью и другими факторами.
Фиг.2А представляет собой график передаваемой мощности базовой станции в системе МКР, которая поддерживает одновременно несколько пользователей голоса/данных. В этой системе МКР передаваемая мощность для каждого отдельного пользователя может изменяться в широких пределах в силу изменений скорости передачи данных и условий трассы. Однако суммарная совокупная передаваемая мощность для всех пользователей голоса/данных варьируется в меньших пределах (в процентном отношении) по причине статистического усреднения. Поскольку такому пользователю голоса/данных требуется скорость передачи данных только от средней до низкой, можно одновременно поддерживать несколько пользователей голоса/данных. По мере увеличения количества пользователей голоса/данных статистическое усреднение улучшается, и следовательно, уменьшается величина изменения суммарной совокупной передаваемой мощности.
В системе беспроводной связи передаваемая мощность каждого источника передачи (например, базовой станции) является помехой для других источников передачи, использующих те же радиоресурсы. В системе МКР качество сигнала, принимаемого каждым пользователем, зависит от суммарного шумового и помехового сигнала, наложенного на сигнал, принимаемый пользователем. Таким образом, чтобы поддерживать нужное качество сигнала, желательно, чтобы помеха оставалась как можно более низкой и по возможности постоянной (система в общем случае может компенсировать постепенное изменение помехи, но не резкие изменения).
Фиг.2В представляет собой график передаваемой мощности базовой станции с системе МКР, которая поддерживает одновременно несколько пользователей голоса/данных и пакетных данных. В силу импульсного характера услуги пакетных данных и по причине высокой частоты следования пиков, которая может иметь место при передаче пакетных данных, суммарная совокупная передаваемая мощность для пользователей голоса/данных и пакетных данных может изменяться очень сильно в течение более короткого периода времени, чем при передаче для пользователей только голоса/данных. Это можно наблюдать, сравнивая график на фиг.2В с графиком на фиг.2А. Более сильное изменение суммарной передаваемой мощности базовой станции может вызывать более сильные флуктуации качества сигнала в передачах других базовых станций, что может приводить к снижению производительности этих передач. Кроме того, более сильное изменение суммарной передаваемой мощности может также приводить к более сильным флуктуациям качества сигнала в передачах данной передающей базовой станции по причине многолучевого распространения и других явлений.
Раскрытые способ и устройство обеспечивают различные средства, которые можно использовать для одновременной поддержки услуг голоса/данных и пакетных данных и минимизации влияния услуги пакетных данных на услугу голоса/данных. Согласно одному варианту осуществления, голос/данные и пакетные данные можно мультиплексировать в интервале передачи (например, канальном интервале), чтобы экономно использовать имеющиеся ресурсы. Согласно другому варианту осуществления, передаваемую мощность базовой станции регулируют, поддерживая величину изменения суммарной передаваемой мощности в определенном диапазоне, чтобы уменьшить ухудшение передач от данной и других базовых станций.
Во многих системах МКР данные передают в течение отдельных интервалов передачи. Длительность интервала передачи обычно задают из расчета обеспечения хорошей производительности услуг(и), поддерживаемых(ой) системой МКР. Например, в системе W-CDMA передача осуществляется в виде кадров радиосигнала длительностью 10 мс, причем каждый кадр радиосигнала делится на 15 канальных интервалов. Данные, подлежащие передаче, разделяют, обрабатывают и передают в заданном интервале передачи.
Согласно одному варианту осуществления, часть интервала передачи (т.е. раздел голоса/данных) можно выделять для передачи голоса/данных, а оставшуюся часть интервала передачи (т.е. раздел пакетных данных) можно использовать для высокоскоростной передачи пакетных данных. Разделы голоса/данных и пакетных данных можно динамически задавать на основании нагрузки голоса/данных и нагрузки пакетных данных, и разделение можно осуществлять с помощью соответствующей сигнализации, что более подробно описано ниже. Разделение интервала передачи на разделы голоса/данных и пакетных данных можно осуществлять для различных систем МКР, например системы W-CDMA, системы cdma2000 и других систем. Для лучшего понимания рассмотрим частный случай разделения интервала передачи для передачи по нисходящей линии связи в системе W-CDMA.
Фиг.3 представляет собой диаграмму формата кадра и формата канального интервала для выделенного физического канала в соответствии со стандартом W-CDMA. Согласно стандарту W-CDMA, для каждого типа физического канала, например выделенного канала нисходящей линии связи (DPCH), совместно используемого канала нисходящей линии связи (DSCH) и т.д., задан отдельный формат кадра. Данные, подлежащие передаче по каждому физическому каналу (т.е. данные трафика), разделяются на кадры радиосигнала, каждый из которых охватывает период времени в 10 мс и содержит 15 канальных интервалов, обозначаемых номерами от 0 до 14. Каждый канальный интервал содержит одно или несколько полей, используемых для переноса комбинации данных трафика, служебных данных и пилотных данных.
Согласно фиг.3, для выделенного канала канальный интервал 310 содержит первое поле 320а данных (Данные1), второе поле 320b данных (Данные2), поле 322 управления передаваемой мощностью (УПМ), поле 324 указателя комбинации транспортных форматов (УКТФ) и поле 326 пилот-сигнала. Поля 320а и 320b данных используются для переноса данных трафика (например, голоса, пакетных данных, сообщений или других) по выделенному физическому каналу. Поле 322 управления передаваемой мощностью используется для переноса информации управления мощностью, которая предписывает удаленному терминалу регулировать свою передаваемую мощность на восходящей линии связи в сторону увеличения или уменьшения для достижения нужного уровня производительности, чтобы минимизировать помехи для других удаленных терминалов. Поле 324 указателя комбинации транспортных форматов используется для переноса информации, указывающей формат (например, битовую скорость, каналообразующий код и т.п.) выделенного физического канала, а также совместно используемого физического канала, связанного с выделенным физическим каналом. Поле 326 пилот-сигнала используется для переноса пилотных данных по выделенному физическому каналу.
В таблице 1 приведены форматы канального интервала, отвечающие стандарту W-CDMA (версия V3.1.1) для выделенного физического канала. Каждый формат канального интервала в таблице 1 задает длину (в битах) каждого поля канального интервала. Согласно таблице 1, битовая скорость выделенного физического канала может варьироваться в широком диапазоне значений (например, от 15 кбит/с до 1920 кбит/с), и соответственно, варьируется число битов в каждом канальном интервале. Некоторые форматы канального интервала предусматривают отсутствие в канальном интервале одного или нескольких полей (т.е. длина=0).
| Таблица 1 | ||||||||
| Формат канального интервала | Битовая скорость канала (кбит/с) | Коэффициент расширения | Полная длина КИ (бит) | Распределение по полям | ||||
| Nданные1 | Nданные2 | NТРС | NTFCI | Тпилот | ||||
| 0 | 15 | 512 | 10 | 0 | 4 | 2 | 0 | 4 |
| 1 | 15 | 512 | 10 | 0 | 2 | 2 | 2 | 4 |
| 2 | 30 | 256 | 20 | 2 | 14 | 2 | 0 | 2 |
| 3 | 30 | 256 | 20 | 2 | 12 | 2 | 2 | 2 |
| 4 | 30 | 256 | 20 | 2 | 12 | 2 | 0 | 4 |
| 5 | 30 | 256 | 20 | 2 | 10 | 2 | 2 | 4 |
| 6 | 30 | 256 | 20 | 2 | 8 | 2 | 0 | 8 |
| 7 | 30 | 256 | 20 | 2 | 6 | 2 | 2 | 8 |
| 8 | 60 | 128 | 40 | 6 | 28 | 2 | 0 | 4 |
| 9 | 60 | 128 | 40 | 6 | 26 | 2 | 2 | 4 |
| 10 | 60 | 128 | 40 | 6 | 24 | 2 | 0 | 8 |
| 11 | 60 | 128 | 40 | 6 | 22 | 2 | 2 | 8 |
| 12 | 120 | 64 | 80 | 12 | 48 | 4 | 8 | 8 |
| 13 | 240 | 32 | 160 | 28 | 112 | 4 | 8 | 8 |
| 14 | 480 | 16 | 320 | 56 | 232 | 8 | 8 | 16 |
| 15 | 960 | 8 | 640 | 120 | 488 | 8 | 8 | 16 |
| 16 | 1920 | 4 | 1280 | 248 | 992 | 6 | 16 | 16 |
Согласно стандарту W-CDMA, для передачи данных конкретному удаленному терминалу можно использовать несколько физических каналов. Для задания каждого физического канала используется код ортогональной системы кодирования с переменным коэффициентом расширения (OVSF), имеющий определенный коэффициент расширения (в пределах от 4 до 512 для нисходящей линии связи). Код OVSF задает физический канал таким образом, что передача по этому физическому каналу является ортогональной по отношению к другим передачам по другим физическим каналам. Код OVSF сродни коду Уолша, используемому в системе IS-95 для выделения каналов под передачи прямой линии связи. Код OVSF для каждого физического канала обычно определяется (сетью) в начале сеанса связи и обычно не изменяется в течение сеанса связи.
Коэффициент расширения соответствует длине кода OVSF. Малый коэффициент расширения (например, 4) соответствует короткому коду и используется для передачи данных на более высокой скорости, а большой коэффициент расширения (например, 512) соответствует длинному коду и используется для передачи данных на более низкой скорости. Согласно таблице 1, полная длина канального интервала в битах (и, таким образом, полное количество битов, доступных для данных трафика) варьируется в широких пределах и зависит от коэффициента расширения, используемого в канальном интервале.
Согласно одному варианту осуществления, поля 320а и 320b данных, выделяемые под данные трафика в каждом канальном интервале, можно разделять на раздел голоса/данных и раздел пакетных данных. Раздел голоса/данных можно использовать для передачи голоса/данных в канальном интервале. Раздел пакетных данных можно использовать для передачи пакетных данных.
Для конкретной передачи голоса/данных по физическому каналу биты данных для передачи сегментируются и обрабатываются, как описано более подробно ниже. Согласно стандарту W-CDMA, полезная нагрузка голоса/данных для каждого канального интервала может включать в себя любое количество битов данных (т.е. не обязательно определенное число битов). Кроме того, размер полезной нагрузки голоса/данных может изменяться от одного канального интервала к другому. В зависимости от количества битов в полезной нагрузке можно соответственно выбирать коэффициент расширения кода OVSF.
Согласно таблице 1, коэффициент расширения кода OVSF варьируется от 4 до 512, будучи степенью двойки. Каждый коэффициент расширения и формат канального интервала связан с конкретным числом битов данных, которые можно передавать в канальном интервале. Таким образом, коэффициент расширения можно использовать, чтобы (грубо) выбирать емкость канального интервала. Обычно для данного размера полезной нагрузки выбирают максимально возможный коэффициент расширения, который приблизительно совпадает с размером полезной нагрузки.
Число кодированных битов в полезной нагрузке для канального интервала может не быть равным количеству имеющихся битов данных для выбранного коэффициента расширения. Таким образом, стандарт W-CDMA задает схему согласования по скорости, согласно которой некоторые кодированные биты полезной нагрузки можно перфорировать (т.е. удалять) или повторять, добиваясь, чтобы количество согласованных по скорости битов было равно количеству имеющихся битов в канальном интервале.
Используя механизм обработки, заданный стандартом W-CDMA (например, расширение по спектру), можно задавать емкость канального интервала. Часть емкости канального интервала можно использовать для голоса/данных, а остальную часть можно использовать для пакетных данных. Можно задать «параметр разделения канального интервала» и использовать его для идентификации конкретного выделения (например, в процентном отношении) имеющегося канального интервала под пакетные данные и голос/данные. Параметр разделения канального интервала может задать полное выделение канального интервала под голос/данные (например, параметр разделения канального интервала = 0%) или полное выделение канального интервала под пакетные данные (например, параметр разделения канального интервала = 100%), а также смешанное выделение в любом возможном процентном соотношении между этими крайними значениями.
В таблице 2 приведено разделение канального интервала под голос/данные и пакетные данные для трех разных наборов коэффициентов расширения. Для данной полезной нагрузки голос/данные коэффициент расширения можно выбрать так, чтобы емкость канального интервала приблизительно соответствовала полезной нагрузке. В зависимости от конкретного размера полезной нагрузки могут требоваться разные коэффициенты расширения, что отражено во втором столбце. При уменьшении коэффициента расширения в два раза емкость канального интервала приблизительно удваивается, что отражено в таблице 1. В этом случае половину емкости канального интервала можно выделить под полезную нагрузку голоса/данных, а другую половину емкости канального интервала можно использовать для пакетных данных, что отражено в третьем столбце. Таким образом, при уменьшении коэффициента расширения вдвое приблизительно 50% емкости канального интервала можно использовать под пакетные данные (т.е. параметр разделения канального интервала = 50%).
Аналогично, при уменьшении коэффициента расширения в четыре раза емкость канального интервала приблизительно учетверяется. Тогда четверть емкости канального интервала можно выделять под полезную нагрузку голоса/данных, а остальные три четверти емкости канального интервала можно использовать для пакетных данных, что отражено в четвертом столбце. Таким образом, при четырехкратном уменьшении коэффициента расширения приблизительно 75% емкости канального интервала можно использовать для пакетных данных (т.е. параметр разделения канального интервала = 75%). Коэффициент расширения можно уменьшить еще больше, чтобы еще больше увеличить емкость канального интервала и параметр разделения канального интервала.
| Таблица 2 | |||
| Коэффициент расширения - только голос/ данные |
Коэффициент расширения - 50% емкости для пакетных данных | Коэффициент расширения - 75% емкости для пакетных данных | |
| Пользователь 1 | 16 | 8 | 4 |
| Пользователь 2 | 32 | 16 | 8 |
| Пользователь 3 | 64 | 32 | 16 |
| Пользователь 4 | 128 | 64 | 32 |
Согласно таблице 1, коэффициент расширения принимает значения степеней двойки, и емкость канального интервала приблизительно удваивается при уменьшении коэффициента расширения в два раза. Это грубое приращение коэффициента расширения приводит к соответствующему грубому приращению параметра разделения канального интервала (например, 0%, 50%, 75% и т.д. до 100%). Для точной регулировки параметра разделения канального интервала можно использовать механизм согласования по скорости, предусмотренный в системе W-CDMA. Посредством согласования по скорости параметру разделения канального интервала можно придавать любое конкретное значение (например, 20%, 30% и т.д.). Это дает возможность подгонять полезную нагрузку голоса/данных под раздел голоса данных, выбирая надлежащие параметры согласования по скорости, что описано более подробно ниже. Таким образом, согласование по скорости можно использовать для точной регулировки параметра разделения канального интервала.
Для каждого канального интервала каждого физического канала раздел голоса/данных можно использовать для одного пользователя, а раздел пакетных данных можно использовать для того же или другого пользователя. Разделы можно смешивать и согласовывать между пользователями.
На фиг.3 показано разделение канального интервала, соответствующее двум уменьшенным коэффициентам расширения. В канальном интервале 300 коэффициент расширения уменьшен вдвое (от S до S/2), и емкость канального интервала примерно удвоена. Поля 320а и 320b данных разделены на раздел 332 голоса/данных и раздел 334 пакетных данных. Раздел 332 голоса/данных занимает приблизительно половину канального интервала (т.е. левую половину в примере, показанном на фиг.3) и используется для голоса/данных. Раздел 334 пакетных данных занимает оставшуюся половину канального интервала и используется для пакетных данных.
Аналогично, в канальном интервале 340 коэффициент расширения уменьшен вчетверо (от S до S/4), и емкость канального интервала увеличена примерно в четыре раза. Поля 320а и 320b данных разделены на раздел 342 голоса/данных и раздел 344 пакетных данных. Раздел 342 голоса/данных занимает приблизительно четверть канального интервала и используется для голоса/данных. Раздел 344 пакетных данных занимает остальные три четверти канального интервала и используется для пакетных данных. Другие коэффициенты расширения можно также использовать для обеспечения другой емкости канального интервала и обеспечения другого процентного соотношения между голосом/данными и пакетными данными (т.е. другого параметра разделения канального интервала).
Согласно таблице 1, при уменьшении коэффициента расширения в определенном отношении (например, вдвое) используется другой формат канального интервала. Поскольку новый формат канального интервала обычно связан с другим количеством служебных битов, емкость под полезную нагрузку в новом канальном интервале увеличивается приблизительно (и может быть не точно) в определенном отношении. Разделение канального интервала на раздел голоса/данных и раздел пакетных данных можно осуществлять разными путями.
Согласно первому варианту осуществления разделения, параметр разделения канального интервала выбирают исходя из нагрузки голоса/данных и нагрузки пакетных данных. Например, если нагрузка голоса/данных приблизительно равна нагрузке пакетных данных, то коэффициент расширения можно выбрать равным половине значения, которое было бы выбрано при наличии только нагрузки голоса/данных. Приблизительно половину емкости канального интервала выделяют под голос/данные, а другую половину - под пакетные данные. Голос/данные, равно как и пакетные данные, можно обрабатывать на основании выбранного параметра разделения канального интервала, что описано более подробно ниже.
Согласно второму варианту осуществления разделения, сначала обрабатывают полезную нагрузку голоса/данных и отображают ее в свободное пространство в канальном интервале. После этого всю остальную часть канального интервала, не занятую голосом/данными, можно использовать для мультиплексирования пакетных данных. Согласно этому варианту осуществления, параметр разделения канального интервала определяют после обработки полезной нагрузки голоса/данных и на основании оставшегося свободного места в канальном интервале. Чтобы гарантировать наличие некоторого свободного места для пакетных данных, можно выбрать меньший коэффициент расширения.
В системе W-CDMA обработку согласования по скорости можно производить так, чтобы генерировать определенное количество кодированных битов полезной нагрузки голоса/данных, совпадающее с количеством битовых позиций, имеющимся в разделе голоса/данных. Если полезная нагрузка больше, чем раздел голоса/данных, то некоторое количество кодированных битов нужно перфорировать (т.е. удалить). Альтернативно, если полезная нагрузка меньше раздела голоса/данных, то некоторое количество кодированных битов можно повторить.
Аналогичное согласование по скорости можно также осуществлять для пакетных данных, чтобы согласовывать полезную нагрузку со свободным пространством в разделе пакетных данных. Альтернативно, полезную нагрузку пакетных данных можно формировать так, чтобы она согласовывалась с разделом пакетных данных. В рамках объема изобретения можно рассматривать и другие методы отображения полезной нагрузки пакетных данных в раздел пакетных данных.
Согласно варианту осуществления, для конкретной базовой станции все каналы для голоса/данных можно задавать так, чтобы они имели одинаковую длину раздела (которая не обязательно соответствует одной и той же полезной нагрузке, поскольку обработка каналов может быть различной). Это позволяет использовать совершенно другую структуру передачи (например, наподобие системы HDR) в разделе пакетных данных.
Разделение канального интервала и передача в канальном интервале как голоса/данных, так и пакетных данных может обеспечивать ряд преимуществ. Во-первых, голос/данные и пакетные данные можно разъединять. Этого разъединения можно добиться, например, минимизировав перекрытие между разделами. Разъединение голоса/данных и пакетных данных может минимизировать влияние пакетных данных на голос/данные и может повысить производительность обоих типов обслуживания. Во-вторых, разделы канального интервала поддерживают передачу как голоса/данных, так и пакетных данных на одной и той же несущей. Это позволяет системе МКР предоставлять пользователям несколько типов услуг. В-третьих, разделы канального интервала могут поддерживать несколько (независимых) канальных структур для голоса/данных и пакетных данных, что описано более подробно ниже. Каждая канальная структура может быть специально предназначена для определенного типа услуги, поддерживаемого этим каналом (например, разные схемы кодирования и перемежения). Кроме того, некоторые системы МКР, например систему W-CDMA, можно приспособить (возможно, путем внесения небольшого количества изменений) для поддержки разделов канального интервала, согласно изобретению.
Фиг.4 представляет собой упрощенную блок-схему системы 400 связи, в которой можно реализовать различные аспекты изобретения. Согласно конкретному варианту осуществления, система 400 связи представляет собой систему (на основе) МДКР, которая отвечает стандарту W-CDMA, стандарту cdma2000 или некоторому другому стандарту или схеме (на основе) CDMA. На передающем блоке 410 (например, базовой станции) сигнал голоса/данных поступает, обычно в виде блоков, от источника 412а голоса/данных на процессор 414а передачи голоса/данных, который форматирует, кодирует и обрабатывает данные, генерируя кодированный сигнал голоса/данных. Аналогично, пакетные данные посылают, обычно в виде пакетов, от источника 412b пакетных данных на процессор 414b передачи пакетных данных, который форматирует, кодирует и обрабатывает данные, генерируя кодированные пакетные данные.
Кодированные голос/данные и пакетные данные поступают на мультиплексор 416 МВР, который мультиплексирует данные в один поток данных МВР. Мультиплексированные данные МВР могут иметь формат, показанный на фиг.3, и поступать на передатчик (ПЕРЕД.) 418, который подвергает данные (цифровой и аналоговой) фильтрации, (квадратурной) модуляции, усилению и преобразованию с повышением частоты, генерируя модулированный сигнал. Модулированный сигнал передают через одну или несколько антенн 420 (на фиг.4 показана только одна антенна) на один или несколько приемных блоков (например, удаленные терминалы).
Обработка, осуществляемая процессором 414а голоса/данных и процессором 414b пакетных данных, зависит от конкретной реализации стандарта МДКР. Ниже приведено подробное описание обработки для стандарта W-CDMA. Контроллер 422 передатчика может управлять работой процессора 414а голоса/данных и процессора 414b пакетных данных, чтобы обеспечивать нужные выходные данные. Контроллер 422 может также управлять работой мультиплексора 416 МВР, чтобы обеспечивать нужный поток данных МВР.
На приемном блоке 430 передаваемый сигнал принимают на одну или несколько антенн 432 (опять же, на фиг.4 показана только одна антенна), откуда принятый сигнал поступает на приемник 434 (ПРИЕМН.). Приемник 434 подвергает принятый(е) сигнал(ы) усилению, фильтрации, преобразованию с понижением частоты, (квадратурной) демодуляции и оцифровке, генерируя выборки. Обрабатывая выборки, например, посредством цифровой фильтрации, масштабирования и т.д., можно генерировать символы. Демультиплексор 436 МВР (ДЕМУ-ОР) принимает и демультиплексирует символы и выдает символы голоса/данных на процессор 438а приема голоса/данных, а символы пакетных данных - на процессор 438b приема пакетных данных. Обработка и декодирование, осуществляемые каждым процессором 438 данных над соответствующими принятыми символами, являются дополнительными к обработке и кодированию, осуществляемым на передающем блоке 410. Декодированные данные от процессоров 438а и 438b данных поступают на соответствующие накопители 440а и 440b данных.
Контроллер 442 приемника может управлять работой демультиплексора 436 МВР, чтобы обеспечить надлежащее демультиплексирование символов данных и их маршрутизацию на соответствующий процессор данных. Контроллер 442 может также управлять работой процессоров 438а и 348b приема данных, чтобы они правильно обрабатывали и декодировали символы данных.
Разделы канального интервала, параметр разделения канального интервала и параметры обработки сигнала (совместно, информацию обработки) источник передачи (например, базовой станции) может передавать на приемное устройство (например, удаленный терминал) посредством разных схем сигнализации. Согласно одному варианту осуществления, базовая станция может посылать информацию обработки на удаленный терминал (1) по каналу управления (например, общему физическому каналу управления (CCPCH) в системе W-CDMA), (2) в самой передаче (например, в поле управляющих данных канального интервала) или с использованием какого-либо другого механизма. Согласно другому варианту осуществления, некоторую информацию обработки можно направлять на удаленный терминал на этапе инициализации сеанса. Удаленный терминал сохраняет информацию для дальнейшего использования.
Вышеописанная обработка сигналов поддерживает передачи разных типов услуг. Система двусторонней связи поддерживает дуплексную передачу данных. Однако для простоты на фиг.4 обработка сигналов в обратном направлении не показана. Заметим, однако, что передача по обратной линии связи может быть общей для обоих разделов и может также быть разделенной.
Голос/данные и пакетные данные можно обрабатывать по-разному. Согласно одному варианту осуществления обработки, голос/данные и пакетные данные обрабатывают на двух (независимых) трактах обработки, на которых можно реализовать две разные схемы обработки. Можно использовать различные схемы обработки сигнала, например МДКР, МДВР и т.д. Каждый тракт обработки может учитывать текущий параметр разделения канального интервала и обрабатывать полезную нагрузку голоса/данных или пакетных данных так, чтобы их можно было отображать в выделенное пространство в канальном интервале. Согласно фиг.4, две схемы обработки сигнала для голоса/данных и пакетных данных могут поддерживаться двумя процессорами 414а и 414b данных на передающем блоке 410 и процессорами 438а и 438b данных на приемном блоке 430.
Схему обработки сигнала для каждого тракта обработки можно выбирать специально для типа данных, передаваемых по этому тракту. Для голоса/данных можно использовать обработку сигнала, заданную конкретным стандартом МДКР (например, стандартом W-CDMA, cdma2000 или IS-95) или какой-либо иной системой (на основе) МДКР. Для пакетных данных можно использовать обработку сигнала, заданную тем же или другим стандартом МДКР или какой-либо иной системой (например, HDR). Система HDR пригодна для пакетных данных и может обеспечивать повышенную производительность по сравнению с другими схемами обработки сигнала МДКР. Таким образом, голос/данные и пакетные данные можно сегментировать, кодировать, согласовывать по скорости и перемежать с применением соответствующих им схем обработки сигнала.
Хотя это и не показано явно на фиг.4, голос/данные и пакетные данные можно модулировать с использованием одной и той же или двух разных схем модуляции. Схемы модуляции, которые можно использовать, включают в себя, например, фазовую манипуляцию (ФМн), в том числе квадратурную ФМн (КФМн) или смещенную КФМн (СКФМн), квадратурную амплитудную модуляцию (КАМ), мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (МОЧР) и прочие.
Согласно альтернативному варианту осуществления обработки, голос/данные и пакетные данные обрабатывают по общей схеме обработки сигнала, которая может быть задана конкретным стандартом МДКР (например, стандартом W-CDMA или cdma2000) или какой-либо иной системой (на основе) МДКР. Однако для голоса/данных и пакетных данных можно использовать разные наборы параметров. Например, для пакетных данных можно увеличивать длину блока и интервал перемежения по сравнению с голосом/данными. Кроме того, для голоса/данных и пакетных данных можно использовать разные схемы кодирования. Например, голос/данные можно кодировать с использованием сверточного кодирования, а пакетные данные можно кодировать с использованием турбо-кодирования. Эти разные схемы обработки поддерживаются некоторыми стандартами МДКР нового поколения, например стандартами W-CDMA и cdma2000. Использование общей схемы обработки сигнала позволяет упростить конструкции передающего блока и приемного блока.
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.4, голос/данные и пакетные данные после обработки сигнала совместно мультиплексируются с временным разделением в канальный интервал. Временной порядок, в котором голос/данные и пакетные данные появляются на выходе мультиплексора 416 МВР, приблизительно совпадает с временным порядком, в котором осуществляется передача данных в эфире. Мультиплексирование МВР голоса/данных и пакетных данных после обработки сигнала позволяет разъединять эти два типа данных, что описано более подробно ниже.
Согласно альтернативному варианту осуществления, совместное мультиплексирование голоса/данных и пакетных данных в канальный интервал осуществляется до обработки сигнала. Затем МВР голос/данные и пакетные данные обрабатывают (например, на основании общей схемы обработки сигнала). Хотя в этом варианте осуществления голос/данные и пакетные данные могут смешиваться различные методы позволяют минимизировать влияние пакетных данных на голос/данные. Например, для конкретной базовой станции все каналы для голоса/данных можно задавать с одной и той же длиной раздела. Другие методы минимизации влияния пакетных данных на голос/данные более подробно описаны ниже.
Приблизительно выравнивая по времени разделы пакетных данных для соседних базовых станций (или сот), можно повысить производительность. Минимизируя величину перекрытия между передачами голоса/данных и передачами пакетных данных (насколько возможно), можно снизить величину помехи между двумя типами передачи, что позволяет повысить производительность обоих типов передач. Благодаря выравниванию разделов уменьшается влияние импульсности и высокой скорости передачи данных, характерных для передач пакетных данных, на передачи голоса/данных.
Для выравнивания по времени разделов пакетных данных в соседних сотах можно сначала синхронизировать хронирование сот с использованием, например, хронирования со спутников Глобальной системы позиционирования (ГСП). Параметр разделения канального интервала можно выбрать приблизительно одинаковым (например, 50%) для данной группировки сот. Затем канальный интервал можно разделить так, чтобы разделы пакетных данных для сот группировки перекрывались как можно больше. Кроме того, разброс параметра разделения канального интервала можно ограничить определенным диапазоном. Для выравнивания разделов пакетных данных можно использовать сигнализацию между (соседними) базовыми станциями.
Если нагрузки пакетных данных для соседних сот различны, то разделы канального интервала можно все же задавать так, чтобы разделы пакетных данных перекрывались как можно больше. Однако для сот с меньшими нагрузками пакетных данных в некоторых канальных интервалах можно исключить раздел пакетных данных (т.е. параметр разделения канального интервала = 0%). Если разделы голоса/данных и разделы пакетных данных перекрываются для конкретной базовой станции или группы соседних базовых станций, то передаваемую мощность для разделов голоса/данных или разделов пакетных данных или их обоих можно регулировать так, чтобы уменьшить влияние перекрытия. Например, передаваемую мощность разделов голоса/данных можно повысить, передаваемую мощность раздела пакетных данных можно снизить или ограничить некоторыми конкретными значениями (например, приблизительно таким же, как у разделов голоса/данных в том же канальном интервале, что описано ниже) или применить комбинацию этих мер.
Чтобы также уменьшить величину перекрытия между разделами голоса/данных и пакетных данных, можно предусмотреть «защитное время» между разделом голоса/данных и разделом пакетных данных. Защитное время может представлять собой интервал конкретной длительности, в течение которого отсутствует передача данных любого типа.
Согласно варианту осуществления, чтобы поддерживать разные схемы обработки сигнала и обеспечить преемственность с другими (например, предыдущего поколения) системами МДКР, передачи на некоторых (физических) каналах можно мультиплексировать с временным разделением, чтобы одновременно поддерживать голос/данные и пакетные данные, а передачи на некоторых других каналах можно осуществлять с поддержкой только голоса/данных (или, возможно, только пакетных данных). При наложении системы, отвечающей изобретению, на традиционные системы обычно невозможно выровнять все разделы всех каналов нисходящей линии связи, поскольку некоторые традиционные системы не поддерживают разделение канала. В таких случаях можно предусмотреть структуру канала пакетных данных, согласующуюся (например, ортогональную) со структурой традиционного канала, чтобы минимизировать помехи между каналами.
Согласно другому варианту осуществления, чтобы уменьшить влияние передач пакетных данных на передачи голоса/данных, особенно при перекрытии двух типов передачи, передаваемую мощность передач пакетных данных регулируют так, чтобы уменьшить величину флуктуаций суммарной совокупной передаваемой мощности базовой станции. Согласно фиг.2В, импульсность и высокая скорость передачи данных, характерные для передачи пакетных данных, могут приводить к большой флуктуации суммарной совокупной мощности базовой станции, которая в свою очередь может быть причиной больших флуктуаций величины помехи по отношению к другим передачам этой и других базовых станций. Флуктуации суммарной совокупной мощности можно уменьшать посредством различных схем.
Фиг.5 представляет собой график передаваемой мощности для нескольких передач голоса/данных и нескольких передач пакетных данных от конкретной базовой станции. Для каждого канального интервала передаваемую мощность для всех передач только голоса/данных можно суммировать, и суммарную совокупную передаваемую мощность голоса/данных можно отразить на графике, показанном на фиг.5. Для смешанных передач голоса/данных и пакетных данных передаваемую мощность для всех разделов голоса/данных можно суммировать, и передаваемую мощность для всех разделов пакетных данных также можно суммировать. Суммарную совокупную передаваемую мощность для разделов пакетных данных можно поддерживать приблизительно равной суммарной совокупной передаваемой мощности для разделов голоса/данных, что показано на фиг.5.
«Уравнивания» передаваемой мощности для голоса/данных и пакетных данных можно добиться на уровне отдельных передач или на уровне отдельных базовых станций. На уровне отдельных передач передаваемую мощность для раздела пакетных данных каждой смешанной передачи (например, на определенный удаленный терминал) поддерживают приблизительно равной передаваемой мощности для раздела голоса/данных. Это гарантирует, что суммарная совокупная передаваемая мощность двух разделов для нескольких передач на несколько удаленных терминалов будет примерно одинаковой. Уравнивание на уровне отдельных передач может быть проще для реализации, чем на уровне отдельных базовых станций.
На уровне отдельных базовых станций допустимо, чтобы передаваемая мощность раздела пакетных данных для каждой смешанной передачи отличалась от передаваемой мощности раздела голоса/данных. Однако суммарную совокупную передаваемую мощность базовой станции для двух разделов поддерживают примерно одинаковой. Контроллер, входящий в состав базовой станции, выделяет передаваемую мощность для раздела пакетных данных для каждой смешанной передачи таким образом, чтобы уравнять значения совокупной передаваемой мощности.
Фиг.6А и 6В представляют собой блок-схемы обработки сигнала на передающем блоке 410 для передачи голоса/данных на нисходящей линии связи в соответствии со стандартом W-CDMA и для передачи пакетных данных на нисходящей линии связи в соответствии с системой HDR. Под нисходящей линией связи понимают передачу с базовой станции на удаленный терминал (или пользовательское оборудование (ПО), термин, принятый в стандарте W-CDMA), а под восходящей линией связи понимают передачу с удаленного терминала на базовую станцию.
Обработку сигнала для голоса/данных осуществляет процессор 414а голоса/данных, показанный на фиг.4. Верхние уровни сигнализации системы W-CDMA поддерживают одновременную передачу нескольких транспортных каналов, каждый из которых способен переносить голос/данные (например, голос, видео, данные и т.д.) для конкретной передачи. Голос/данные для каждого транспортного канала поступают в виде блоков, которые также называют транспортными блоками, на соответствующую секцию 610 обработки транспортного канала.
Каждая секция 610 обработки транспортного канала использует каждый транспортный блок для вычисления битов циклического контроля избыточности (CRC) на блоке 612. Биты CRC присоединяются к транспортному блоку и используются на приемном блоке для обнаружения ошибок. Затем несколько блоков с кодом CRC последовательно сцепляются друг с другом на блоке 614. Если суммарное количество битов после сцепления превышает максимальный размер кодового блока, то биты сегментируются в несколько кодовых блоков (одинакового размера). Каждый кодовый блок кодируется по определенной схеме кодирования (например, сверточным кодом, турбо-кодом) или не кодируются вовсе на блоке 616.
Затем биты кода подвергаются согласованию по скорости на блоке 618. Согласование по скорости осуществляется на основании атрибута согласования по скорости, присвоенного более высокими уровнями сигнализации. Согласно одному варианту осуществления, согласование по скорости дополнительно осуществляется на основании параметра разделения канального интервала, который задает раздел голоса/данных для каждого канального интервала.
Для согласования по скорости на восходящей линии связи биты повторяют или перфорируют так, чтобы количество битов, передаваемых для каждой полезной нагрузки голоса/данных, совпадало с количеством битов, имеющихся в выделенном разделе голоса/данных. На нисходящей линии связи, согласно стандарту W-CDMA, неиспользуемые битовые позиции можно заполнять битами прерывистой передачи (DTX) на блоке 620. Биты DTX указывают, когда передачу следует отключать, и в действительности не подлежат передаче. Согласно одному варианту осуществления, неиспользуемые битовые позиции предпочтительно назначать разделу пакетных данных и использовать для передачи пакетных данных.
Согласованные по скорости биты перемежают в соответствии с конкретной схемой перемежения для обеспечения разнесения по времени на блоке 622. Согласно стандарту W-CDMA, временной интервал, в течение которого осуществляется перемежение, можно выбирать из набора возможных временных интервалов (т.е. 10 мс, 20 мс, 40 мс или 80 мс). Временной интервал перемежения называют также временным интервалом передачи (ВИП). ВИП это атрибут, связанный с каждым транспортным каналом и, согласно стандарту W-CDMA, обычно не изменяется на протяжении сеанса связи. В используемом здесь смысле «трафик» содержит биты одного ВИП для конкретного транспортного канала.
Когда выбранный ВИП длиннее 10 мс, трафик сегментируется и отображается на последовательные кадры радиосигнала транспортного канала на блоке 624. Каждый кадр радиосигнала на транспортном канале соответствует передаче в течение периода кадра радиосигнала (10 мс). Согласно стандарту W-CDMA, трафик можно перемежать по 1, 2, 4 или 8 периодам кадра радиосигнала.
Кадры радиосигнала от всех секций 610 обработки транспортного канала последовательно мультиплексируются на кодированный составной транспортный канал (CCTrCH) на блоке 630. Затем на блоке 632 в мультиплексированные кадры радиосигнала можно вставлять биты DTX, чтобы количество битов, подлежащих передаче, совпадало с количеством битов, имеющихся на физическом(их) канале(ах), используемом(ых) для передачи данных. Опять же, согласно одному варианту осуществления, позиции битов DTX предпочтительно использовать для передачи пакетных данных. В случае использования более одного физического канала биты сегментируются среди физических каналов на блоке 634. Каждый физический канал может переносить транспортные каналы, имеющие разные ВИП. Биты в каждом периоде кадра радиосигнала для каждого физического канала перемежаются для обеспечения дополнительного разнесения по времени на блоке 636. Перемеженные кадры радиосигнала физического канала отображаются на соответствующие им физические каналы на блоке 638.
На фиг.6А показана также обработка сигнала на передающем блоке 410 для передачи пакетных данных по нисходящей линии связи в соответствии с системой HDR. Процессор 414b данных использует каждый пакет данных для вычисления битов CRC на блоке 652. Биты CRC присоединяются к пакету данных и используются на приемном блоке для обнаружения ошибок. Биты CRC, биты данных и другие управляющие биты (если имеются) подвергаются форматированию на блоке 654. Затем форматированный пакет кодируется по конкретной схеме кодирования (например, сверточным кодом, турбо-кодом) на блоке 656. Затем на блоке 658 биты кода скремблируются с помощью скремблирующей последовательности, присвоенной удаленному терминалу, которому адресована передача пакетных данных.
Скремблированные биты модулируются в соответствии с конкретной схемой модуляции на блоке 660. Можно использовать различные схемы модуляции (например, ФМн, КФМн и КАМ), причем выбор схемы зависит, например, от скорости передачи данных, используемой в передаче. Модуляционные символы перемежаются на блоке 662. Затем символы можно перфорировать или повторять на блоке 664, чтобы получить нужное количество символов. Перфорацию/повтор символов можно также осуществлять на основании параметра разделения канального интервала и выделенного раздела пакетных данных. Затем символы можно демультиплексировать и отображать на несколько физических каналов на блоке 666.
Фиг.6В представляет собой блок-схему обработки сигнала для физических каналов. Согласно фиг.6В, голос/данные для каждого физического канала поступают на соответствующую секцию 640 обработки физического канала, входящую в состав процессора 414а. В каждой секции 640 обработки физического канала данные преобразуются к комплексному представлению (т.е. в виде синфазной и квадратурной составляющих) на блоке 642. Комплексные данные для каждого физического канала канализируются (т.е. покрываются) соответствующим каналообразующим кодом (например, кодом OVSF) на блоке 644, а потом расширяются по спектру псевдошумовыми (ПШ) кодами расширения на блоке 646. Расширенные по спектру данные можно масштабировать на блоке 648, чтобы регулировать передаваемую мощность передачи голоса/данных.
Обработка пакетных данных для каждого физического канала осуществляется соответствующей секцией 670 обработки физического канала, которая обычно также осуществляет покрытие, расширение по спектру и масштабирование. Обработанные данные от всех активных секций 640 и 670 обработки физического канала поступают на мультиплексор 416 МВР. Мультиплексор 416 МВР мультиплексирует с временным разделением принятые данные в надлежащие разделы канального интервала. Последующая обработка сигнала для генерации модулированного сигнала, пригодного для передачи на удаленный терминал, известна в технике и здесь не описана.
Фиг.7А и 7В представляют собой блок-схемы обработки сигнала на приемном блоке 430 для передачи голоса/данных на нисходящей линии связи в соответствии со стандартом W-CDMA и для передачи пакетных данных на нисходящей линии связи в соответствии с системой HDR. Обработка сигнала, показанная на фиг.7А и 7В, дополнительна к показанной на фиг.6А и 6В соответственно. Первоначально модулированный сигнал принимают, кондиционируют, цифруют и обрабатывают, чтобы обеспечить символы для каждого физического канала, используемого для передачи. Каждый символ имеет определенное разрешение (например, 4 бита) и соответствует передаваемому биту. Символы поступают на демультиплексор 436 МВР, который выдает символы голоса/данных на процессор 438а данных, и символы пакетных данных на процессор 438b данных.
На фиг.7А показана обработка сигнала для физических каналов. Голос/данные и пакетные данные, передаваемые по каждому физическому каналу, можно восстанавливать путем сжатия по спектру и снятия покрытия принятых символов с помощью надлежащих кодов сжатия по спектру и снятия покрытия. Согласно фиг.7А, символы голоса/данных поступают на несколько секций 710 обработки физического канала. Каждая секция 710 обработки физического канала подвергает символы сжатию по спектру теми же ПШ кодами расширения, которые использовались на передающем блоке, на блоке 712, снятию покрытия надлежащим каналообразующим кодом на блоке 714 и преобразует символы в действительные символы на блоке 716. Выходной сигнал каждой секции 710 обработки физического канала содержит кодированный голос/данные, передаваемый по этому физическому каналу. Обработка пакетных данных осуществляется аналогично тому, как это делается в секциях 750 обработки физического канала.
На фиг.7В показана обработка на приемном блоке 430 для передачи голоса/данных по физическим каналам в соответствии со стандартом W-CDMA. Процессор 438а данных снимает перемежение символов в каждом периоде кадра радиосигнала для каждого физического канала на блоке 722 и на блоке 724 сцепляет символы со снятым перемежением от всех физических каналов, используемых для передачи. Для передачи по нисходящей линии связи непередаваемые биты (если имеются) обнаруживают и удаляют на блоке 726. Затем символы демультиплексируют в различные транспортные каналы на блоке 728. Кадры радиосигнала для каждого транспортного канала поступают на соответствующую секцию 730 обработки транспортного канала.
В каждой секции 730 обработки транспортного канала кадры радиосигнала транспортного канала сцепляются в трафики на блоке 732. Каждый трафик содержит один или несколько кадров радиосигнала транспортного канала и соответствует конкретному ВИП, используемому для передачи. Символы в каждом трафике подвергаются снятию перемежения на блоке 734, и непередаваемые символы (если имеются) удаляются на блоке 736. Затем осуществляется обратное согласование по скорости, чтобы накопить повторенные символы и вставить указатель перфорированных символов, на блоке 738. Каждый кодированный блок трафика затем декодируют на блоке 740, и декодированные блоки сцепляются и сегментируются в соответствующие им транспортные блоки на блоке 742. Каждый транспортный блок затем проверяют на наличие ошибок с использованием битов CRC на блоке 744.
На фиг.7В также показана обработка сигнала на приемном блоке 430 для передачи пакетных данных по нисходящей линии связи в соответствии с системой HDR. В процессоре 438b данных символы от нескольких физических каналов можно мультиплексировать совместно на блоке 760. Вместо перфорированных символов вставляют символы стирания, и повторенные символы накапливают на блоке 762. Согласованные по скорости символы подвергаются снятию перемежения на блоке 764, демодуляции на блоке 766, дескремблированию на блоке 768 и декодированию на блоке 770. Снятие перемежения, демодуляция, дескремблирование и декодирование являются дополнительными к обработке, осуществляемой на передающем блоке. Декодированные данные можно форматировать на блоке 772, и декодированный пакет данных проверяют на наличие ошибок с использованием битов CRC на блоке 774.
Разделы голоса/данных и пакетных данных для конкретной передачи можно использовать для единичного пользователя или можно использовать для двух разных пользователей. Чтобы принять оба раздела передачи, можно использовать секции обработки, показанные на фиг.7А и 7В. Если удаленный терминал принимает только раздел голоса/данных передачи, необходимы только демультиплексор МВР и процессор голоса/данных. Аналогично, если удаленный терминал принимает только раздел пакетных данных передачи, то необходимы только демультиплексор МВР и процессор пакетных данных.
Для ясности, различные аспекты изобретения были описаны для двух типов данных, т.е. пакетных данных, передаваемых на высокой скорости, и голоса/данных. Изобретение можно адаптировать для применения к более чем двум типам данных. Для каждого типа данных можно поддерживать соответствующий раздел в канальном интервале.
Кроме того, для ясности, различные аспекты изобретения были описаны для системы МДКР, которая отвечает стандарту W-CDMA. Изобретение можно также адаптировать для применения к другим системам (на основе) МДКР, которые отвечают другим стандартам МДКР, например стандарту cdma2000, или каким-либо другим системам (на основе) МДКР.
Элементы передающего блока 410 и приемного блока 430 можно реализовать по-разному. Например, каждый процессор данных и контроллер, показанные на фиг.4, можно реализовать в виде одной или нескольких специализированных интегральных схем (СИС), цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), программируемых логических устройств (ПЛУ), контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, других электронных устройств, предназначенных для осуществления описанных здесь функций, или их комбинации. Кроме того, СИС или ЦСП могут реализовать несколько элементов (например, комбинацию процессоров 414а и 414b данных и контроллера 422) в передающем блоке 410 или несколько элементов (например, комбинацию процессоров 438а и 438b данных и контроллера 442) в приемном блоке 430.
Различные аспекты и варианты осуществления изобретения можно реализовать аппаратными средствами, программными средствами или их комбинацией. Например, обработку сигнала, описанную выше со ссылками на фиг.6А-7В, можно осуществлять посредством программного обеспечения, выполняемого на процессоре. В случае программной реализации исходный код может храниться в блоке памяти и выполняться процессором. Разделение интервала передачи на несколько разделов также можно реализовать с помощью специального оборудования, программных средств, выполняемых на процессоре, или их комбинацией.
Вышеизложенное описание предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретения дает возможность специалистам в данной области применять или использовать настоящее изобретение. Специалисты в данной области могут обеспечить различные модификации этих вариантов осуществления и применить изложенные здесь общие принципы к другим вариантам осуществления, не используя дар изобретательства. Таким образом, настоящее изобретение не следует рассматривать как ограниченное раскрытыми здесь вариантами осуществления, объем изобретения определен представленной ниже формулой изобретения.
1. Способ одновременной передачи множества типов данных в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых принимают и обрабатывают первый тип данных в соответствии с первой схемой обработки сигнала, чтобы генерировать первую полезную нагрузку,
принимают и обрабатывают второй тип данных в соответствии со второй схемой обработки сигнала, чтобы генерировать вторую полезную нагрузку, задают первый раздел в интервале передачи, предназначенный для передачи первого типа данных, и второй раздел в интервале передачи, предназначенный для передачи второго типа данных, мультиплексируют первую и вторую полезные нагрузки в первый и второй разделы соответственно и передают мультиплексированные первую и вторую полезные нагрузки, при этом вторые разделы для соседних источников передачи задают так, чтобы вторые разделы перекрывались во времени.
2. Способ по п.1, в котором первый тип данных содержит голосовые данные и второй тип данных содержит пакетные данные, передаваемые на высокой скорости.
3. Способ по п.2, в котором первый тип данных далее содержит данные, чувствительные к задержке.
4. Способ по п.1, в котором первую и вторую полезные нагрузки мультиплексируют с временным разделением в первый и второй разделы соответственно.
5. Способ по п.1, который далее содержит этап, на котором выбирают определенную емкость интервала передачи, превышающую необходимую для первой полезной нагрузки, посредством каналообразующего кода меньшей длины и при этом первый и второй разделы задают отчасти на основании выбранной емкости.
6. Способ по п.1, который далее содержит этап, на котором обеспечивают в интервале передачи защитное время отсутствия передачи между первым и вторым разделами.
7. Способ по п.1, в котором данные передают по множеству каналов, на каждом из которых задают соответствующий набор из первого и второго разделов, причем первые разделы для множества каналов приблизительно выровнены.
8. Способ по п.1, в котором на этапе обработки первого типа данных согласуют первую полезную нагрузку с первым разделом.
9. Способ по п.8, в котором на этапе согласования перфорируют один или несколько битов первой полезной нагрузки, если первая полезная нагрузка превышает емкость первого раздела, и повторяют один или несколько битов первой полезной нагрузки, если первая полезная нагрузка меньше емкости первого раздела.
10. Способ по п.1, в котором на этапах обработки первого и второго типов данных покрывают данные каналообразующим кодом.
11. Способ по п.10, в котором на этапах обработки первого и второго типов данных дополнительно расширяют по спектру данные с помощью расширяющей последовательности.
12. Способ по п.1, в котором первая и вторая схемы обработки сигнала отвечают определенному стандарту МДКР или системе на основе МДКР.
13. Способ по п.1, в котором первая схема обработки сигнала отвечает стандарту W-CDMA.
14. Способ по п.1, в котором первая схема обработки сигнала отвечает стандарту CDMA2000.
15. Способ по п.1, в котором первый и второй разделы определяются параметром разделения.
16. Способ по п.15, содержащий далее этап, на котором передают параметр разделения устройству, предназначенному принимать мультиплексированную первую или вторую полезную нагрузку или их обе.
17. Способ по п.1, в котором вторые разделы для соседних источников передачи задают приблизительно выровненными по времени.
18. Способ по п.1, в котором передаваемую мощность для второго раздела поддерживают примерно равной или меньшей передаваемой мощности для первого раздела.
19. Способ приема мультиплексированной с временным разделением (МВР) передачи, содержащий этапы, на которых
демультиплексируют первую полезную нагрузку, передаваемую в первом разделе интервала передачи для передачи МВР, причем передача МВР также содержит вторую полезную нагрузку, передаваемую во втором разделе интервала передачи, и обрабатывают первую полезную нагрузку в соответствии с первой схемой обработки сигнала, при этом емкость интервала передачи больше, чем та, которая требуется для первой полезной нагрузки в результате каналообразующего кода меньшей длины.
20. Способ по п.19, содержащий также этапы, на которых демультиплексируют вторую полезную нагрузку, передаваемую во втором разделе интервала передачи, и обрабатывают вторую полезную нагрузку в соответствии со второй схемой обработки сигнала.
21. Способ по п.19, содержащий также этап, на котором принимают сигнализацию, указывающую первый и второй разделы в интервале передачи.
22. Передающий блок в системе связи, выполненный с возможностью передачи множества типов данных, содержащий первый процессор данных, обеспечивающий прием и обработку первого типа данных в соответствии с первой схемой обработки сигнала, чтобы генерировать первую полезную нагрузку,
второй процессор данных, обеспечивающий прием и обработку второго типа данных в соответствии со второй схемой обработки сигнала, чтобы генерировать вторую полезную нагрузку, мультиплексор, подключенный к первому и второму процессорам данных, обеспечивающий мультиплексирование первой и второй полезных нагрузок в первый и второй разделы соответственно, причем первый раздел задан в интервале передачи и используется для передачи первого типа данных и второй раздел также задан в интервале передачи и используется для передачи второго типа данных, при этом емкость интервала передачи определяется отчасти на основании длины каналообразующего кода, используемого для первого типа данных, и передатчик, подключенный к мультиплексору, обеспечивающий обработку и передачу мультиплексированных первой и второй полезных нагрузок.
23. Передающий блок по п.22, содержащий также контроллер, способный задавать первый и второй разделы в интервале передачи.
24. Передающий блок по п.22, в котором первый тип данных содержит голосовые данные и второй тип данных содержит пакетные данные, передаваемые на высокой скорости.
25. Приемный блок в системе связи, выполненный с возможностью приема одного или нескольких типов данных в мультиплексированной с временным разделением (МВР) передаче, содержащий
приемник, обеспечивающий прием и обработку передачи МВР для обеспечения совокупности символов,
демультиплексор, обеспечивающий прием и демультиплексирование символов первой полезной нагрузки, передаваемых в первом разделе интервала передачи для передачи МВР, причем передача МВР содержит, по меньшей мере, одну другую полезную нагрузку, передаваемую в, по меньшей мере, одном другом разделе интервала передачи, и
первый процессор данных, обеспечивающий прием и обработку первой полезной нагрузки в соответствии с первой схемой обработки сигнала, чтобы генерировать первые декодированные данные, при этом емкость интервала передачи больше, чем та, которая требуется для первой полезной нагрузки в результате каналообразующего кода меньшей длины.
26. Приемный блок по п.25, содержащий также второй процессор данных, обеспечивающий прием и обработку второй полезной нагрузки в соответствии со второй схемой обработки сигнала, чтобы генерировать вторые декодированные данные.
