Система и способ внутриполосного модема для передачи данных в цифровых сетях беспроводной связи
Изобретение относится к передаче данных по каналу речевой связи, более конкретно к передаче неречевой информации посредством речевого кодека в сети связи. Технический результат - повышение помехоустойчивости. Для этого система для передачи информации обеспечивается через речевой кодек (внутриполосный), такой как находят в сети беспроводной связи. Модулятор преобразовывает данные в спектрально подобный шуму сигнал на основании отображения сформированного импульса в заранее определенные позиции в кадре модуляции, и сигнал эффективно кодируется речевым кодеком. Последовательность синхронизации обеспечивает тактирование кадра модуляции в приемнике, и она обнаруживается на основании анализа шаблона пиков корреляции. Протокол запроса/ответа обеспечивает надежную передачу данных, используя избыточность сообщения, повторную передачу и/или режимы устойчивой модуляции в зависимости от канальных условий передачи данных. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 27 ил.
ИСПРАШИВАНИЕ ПРИОРИТЕТА
[0001] Испрашивается приоритет следующих предварительных заявок США: №61/059179 "ROBUST SIGNAL FOR DATA TRANSMISSION OVER IN-BAND VOICE MODEM IN DIGITAL CELLULAR SYSTEMS", поданная 5 июня 2008 г., и переданная своему правопреемнику, и тем самым явно включенная в настоящее описание по ссылке; и №61/087923 "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданная 11 августа 2008 г., и переданная своему правопреемнику, и тем самым явно включенная в настоящее описание по ссылке; и №61/093657 "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданная 2 сентября 2008 г., и переданная своему правопреемнику, и тем самым явно включенная в настоящее описание по ссылке; и №61/122997 "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданная 16 декабря 2008 г., и переданная своему правопреемнику, и тем самым явно включенная в настоящее описание по ссылке; №61/151457 "SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING GENERAL BIDIRECTIONAL IN-BAND MODEM FUNCTIONALITY", поданная 10 февраля 2009 г., и переданная своему правопреемнику, и тем самым явно включенная в настоящее описание по ссылке; и №61/166904 "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданная 6 апреля 2009 г., переданная своему правопреемнику и тем самым явно включенная в настоящее описание по ссылке.
СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ
[0002] Связанными одновременно рассматриваемыми заявками на патент США являются:
"SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер в реестре поверенного 081226U1, одновременно поданная с настоящей заявкой, переданная своему правопреемнику и явно включенная в настоящее описание по ссылке; "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер в реестре поверенного 081226U2, одновременно поданная с настоящей заявкой, переданная своему правопреемнику и явно включенная в настоящее описание по ссылке; "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер в реестре поверенного 081226U3, одновременно поданная с настоящей заявкой, переданная своему правопреемнику и явно включенная в настоящее описание по ссылке; "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер в реестре поверенного 081226U4, одновременно поданная с настоящей заявкой, переданная своему правопреемнику и явно включенная в настоящее описание по ссылке; "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер в реестре поверенного 081226U5, одновременно поданная с настоящей заявкой, переданная своему правопреемнику и явно включенная в настоящее описание по ссылке.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0003] Настоящее описание в целом относится к передаче данных по каналу речевой связи. Более конкретно, раскрытие относится к передаче неречевой информации посредством речевого кодека (внутриполосного) в сети связи.
ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0004] Передача речи была основной в системах передачи данных, начиная с появления стационарной телефонной линии и беспроводного радио. Достижения в исследовании и конструировании систем передачи данных направили промышленность по направлению к цифровым системам. Одно преимущество цифровой системы передачи данных заключается в способности уменьшать требуемую полосу пропускания передачи посредством реализации сжатия в отношении данных, которые должны быть переданы. В результате, многие исследования и разработки вошли в способы сжатия, особенно в области кодирования речевого сигнала. Стандартным устройством сжатия речи является "вокодер", и он также взаимозаменяемо называется "речевым кодеком" или "речевым кодером". Вокодер принимает переведенные в цифровую форму речевые выборки и формирует коллекции битов данных, известных как "речевые пакеты". Несколько стандартизированных алгоритмов кодирования речевых сигналов существуют в поддержку различных цифровых систем передачи данных, которые требуют передачи речи, и фактически поддержка речи является минимальным и существенным требованием в большинстве современных систем передачи данных. Проект партнерства третьего поколения 2 (3GPP2) является примерной организацией стандартизации, которая определяет системы передачи данных IS-95, 1xRTT (1x Технологию Радио Передачи) CDMA2000, EV-DO (эволюционированная оптимизированная передача данных) CDMA2000 и EV-DV (эволюционированная оптимизированная передача данных/голоса) CDMA2000. Проект партнерства третьего поколения является другой примерной организацией стандартизации, которая определяет GSM (Глобальную Систему Мобильной Связи), UMTS (Универсальную Систему Мобильной Связи), HSDPA (Технологию Высокоскоростной Пакетной Передачи в Нисходящем канале), HSUPA (Технологию Высокоскоростной Пакетной Передачи в Восходящем Канале), HSPA+ (Развитие Высокоскоростной Пакетной Передачи) и проект LTE (долгосрочного развития). VoIP (Голос по Интернет-протоколу) является примерным протоколом, используемым в системах передачи данных, определенных в 3GPP и 3GPP2, а также в других. Примеры вокодеров, используемых в таких системах передачи данных и протоколах, включают в себя G.729 ITU-T (Международный Союз Телекоммуникаций), AMR (Адаптивный Многоскоростной Речевой кодек) и EVRC (Опции 3, 68, 70 Усовершенствованной службы речевого кодека с переменной скоростью передачи данных).
[0005] Совместно используемая информация является основной целью современных систем передачи данных в поддержку спроса на мгновенную и повсеместную возможность соединения. Пользователи современных систем передачи данных передают речь, видео, текстовые сообщения и другие данные, чтобы оставаться на связи. Новые разрабатываемые приложения имеют тенденцию опережать развитие сетей и могут потребовать модернизировать схемы модуляции системы и протоколы передачи данных. В некоторых удаленных географических областях только речевые услуги могут быть доступными из-за нехватки поддержки инфраструктуры для передовых услуг данных в системе. Альтернативно, пользователи могут выбрать разрешить только речевые услуги на своем устройстве передачи данных в силу экономических причин. В некоторых странах поддержка общедоступных услуг передается по мандатам в сети связи, такой как режим чрезвычайной ситуации 911 (E911) или чрезвычайный запрос в транспортном средстве (eCall). В этих примерах аварийной работы быстрая передача данных является приоритетом, но она не всегда реалистична, особенно, когда усовершенствованные услуги передачи данных не доступны в терминале пользователя. Предыдущие способы обеспечивали решения для передачи данных через речевой кодек, но эти решения в состоянии поддерживать только передачи с низкой скоростью передачи данных из-за неэффективности кодирования, имеющей место при попытке закодировать неречевой сигнал посредством вокодера.
[0006] Алгоритмы сжатия речи, реализованные большинством вокодеров, используют способы "анализа посредством синтеза", чтобы смоделировать человеческий голосовой тракт с наборами параметров. Наборы параметров обычно включают в себя функции коэффициентов цифрового фильтра, коэффициенты усиления и сохраненные сигналы, известные как шифровальные книги, и другое. Поиск параметров, которые наиболее близко соответствуют характеристикам входного речевого сигнала, выполняется в кодере вокодера. Затем параметры используются в декодере вокодера, чтобы синтезировать оценку входной речи. Наборы параметров, доступные для вокодера, чтобы кодировать сигналы, настраиваются на лучшую примерную речь, характеризуемую голосовыми периодическими сегментами, а также неголосовыми сегментами, которые имеют подобные шуму характеристики. Сообщения, которые не содержат периодические или подобные шуму характеристики, по существу не кодируются вокодером и в некоторых случаях могут привести к серьезному искажению в декодированном выходном сигнале. Примеры сигналов, которые не показывают речевые характеристики, включают в себя быстро изменяющиеся сигналы одночастотного "тона" или двухтональные многочастотные "DTMF" сигналы. Большинство вокодеров не способно эффективно кодировать такие сигналы.
[0007] Передача данных посредством речевого кодека обычно называется передачей "внутриполосных" данных, где данные включены в один или более речевых пакетов, выводимых из речевого кодека. Несколько способов используют аудио тоны в заранее определенных частотах в речевом диапазоне частот, чтобы представлять данные. Использование заранее определенных частотных тонов для передачи данных через речевые кодеки, особенно с более высокой скоростью передачи данных, является ненадежным из-за вокодеров, используемых в этих системах. Вокодеры конструируются для примерных речевых сигналов, используя ограниченное число параметров. Ограниченные параметры являются недостаточными, чтобы эффективно моделировать сигналы тона. Способность вокодеров моделировать эти тоны дополнительно ухудшается при попытке увеличить скорость передачи данных посредством быстрого изменения тонов. Это влияет на точность обнаружения и приводит к потребности добавлять сложные схемы, чтобы минимизировать ошибки данных, что, в свою очередь, дополнительно уменьшает общую скорость передачи данных системы передачи данных. Поэтому возникает потребность эффективно и действенно передавать данные через речевой кодек в сети связи.
[0008] Соответственно, было бы выгодно обеспечить улучшенную систему для передачи и приема информации через речевой кодек в сети связи.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Раскрытые в настоящем описании варианты осуществления решают вышеупомянутые потребности посредством использования внутриполосного модема, чтобы надежно передавать и принимать неречевую информацию через речевой кодек.
[0010] В одном варианте осуществления способ посылки неречевой информации через речевой кодек содержит обработку множества символов входных данных, чтобы произвести множество первых импульсных сигналов, формирование множества первых импульсных сигналов, чтобы произвести множество сформированных первых импульсных сигналов, и кодирование множества сформированных первых импульсных сигналов посредством речевого кодека.
[0011] В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, сконфигурированный для обработки множества символов входных данных, чтобы произвести множество первых импульсных сигналов, формирователь, сконфигурированный для формирования множества первых импульсных сигналов, чтобы произвести множество сформированных импульсных сигналов, и речевой кодек, сконфигурированный для кодирования множества сформированных первых импульсных сигналов, чтобы произвести речевой пакет.
[0012] В другом варианте осуществления устройство содержит средство для обработки множества символов входных данных, чтобы произвести множество первых импульсных сигналов, средство для формирования множества первых импульсных сигналов, чтобы произвести множество сформированных первых импульсных сигналов, и средство для кодирования сформированных первых импульсных сигналов посредством речевого кодека.
[0013] В другом варианте осуществления способ синхронизации неречевых кадров посредством речевого кодека содержит генерирование заранее определенной последовательности, которая имеет подобные шуму характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и посылку этой заранее определенной последовательности через речевой кодек.
[0014] В другом варианте осуществления устройство содержит генератор, сконфигурированный для генерирования заранее определенной последовательности, которая имеет подобные шуму характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и речевой кодек, сконфигурированный для обработки этой заранее определенной последовательности, чтобы произвести речевой пакет.
[0015] В другом варианте осуществления устройство содержит средство для генерирования заранее определенной последовательности, которая имеет подобные шуму характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и средство для посылки этой заранее определенной последовательности через речевой кодек.
[0016] В другом варианте осуществления способ получения неречевых данных, внедренных в пакет вокодера, содержит этапы приема и декодирования пакета вокодера, фильтрование декодированного пакета вокодера до тех пор, пока сигнал синхронизации не будет обнаружен, вычисление смещения тактирования на основании сигнала синхронизации, и извлечение неречевых данных, внедренных в декодированный пакет вокодера, на основании смещения тактирования.
[0017] В другом варианте осуществления устройство содержит приемник, сконфигурированный для приема и декодирования пакета вокодера, фильтр, сконфигурированный для фильтрования декодированного пакета вокодера до тех пор, пока сигнал синхронизации не будет обнаружен, блок вычисления, сконфигурированный для вычисления смещения тактирования на основании сигнала синхронизации, и блок извлечения, сконфигурированный для извлечения неречевых данных, внедренных в декодированный пакет вокодера, на основании смещения тактирования.
[0018] В другом варианте осуществления устройство содержит средство для приема и декодирования пакета вокодера, средство для фильтрования декодированного пакета вокодера до тех пор, пока сигнал синхронизации не будет обнаружен, средство для вычисления смещения тактирования на основании сигнала синхронизации, и средство для извлечения неречевых данных, внедренных в декодированный пакет вокодера, на основании смещения тактирования.
[0019] В другом варианте осуществления способ управления передачами исходного терминала от терминала назначения в системе внутриполосной передачи данных содержит передачу начального сигнала от терминала назначения, прерывание передачи начального сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, передачу сигнала NACK от терминала назначения, прерывание передачи сигнала NACK после обнаружения успешно принятого сообщения данных исходного терминала, передачу сигнала ACK от терминала назначения, и прерывание передачи сигнала ACK после того, как заранее определенное количество сигналов ACK было передано.
[0020] В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память, находящуюся в электронной связи с процессором, команды, сохраненные в памяти, при этом эти команды способны выполнять этапы передачи начального сигнала от терминала назначения, прерывание передачи начального сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, передачи сигнала NACK от терминала назначения, прерывание передачи сигнала NACK после обнаружения успешно принятого сообщения данных исходного терминала, передачи сигнала ACK от терминала назначения и прерывание передачи сигнала ACK после того, как заранее определенное количество сигналов ACK было передано.
[0021] В другом варианте осуществления устройство для управления передачами исходного терминала от терминала назначения в системе внутриполосной передачи данных содержит средство для передачи начального сигнала от терминала назначения, средство для прерывания передачи начального сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, средство для передачи сигнала NACK от терминала назначения, средство для прерывания передачи сигнала NACK после обнаружения успешно принятого сообщения данных исходного терминала, средство для передачи сигнала ACK от терминала назначения и средство для прерывания передачи сигнала ACK после того, как заранее определенное количество сигналов ACK
было передано.
[0022] В другом варианте осуществления способ управления передачами исходного терминала от исходного терминала в системе внутриполосной передачи данных содержит обнаружение сигнала запроса в исходном терминале, передачу сигнала синхронизации от исходного терминала после обнаружения сигнала запроса, передачу сегмента данных пользователя от исходного терминала, используя первую схему модуляции, и прерывание передачи сегмента данных пользователя после обнаружения первого принятого сигнала.
[0023] В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память, находящуюся в электронной связи с процессором, команды, сохраненные в памяти, причем эти команды способны выполнять этапы обнаружения сигнала запроса в исходном терминале, передачу сигнала синхронизации от исходного терминала после обнаружения сигнала запроса, передачу сегмента данных пользователя от исходного терминала, используя первую схему модуляции, и прерывание передачи сегмента данных пользователя после обнаружения первого принятого сигнала.
[0024] В другом варианте осуществления устройство для управления передачами исходного терминала от исходного терминала в системе внутриполосной передачи данных содержит средство для обнаружения сигнала запроса в исходном терминале, средство для передачи сигнала синхронизации от исходного терминала после обнаружения сигнала запроса, средство для передачи сегмента данных пользователя от исходного терминала, используя первую схему модуляции, и средство для прерывания передачи сегмента данных пользователя после обнаружения первого принятого сигнала.
[0025] В другом варианте осуществления способ управления двунаправленными передачами данных от терминала назначения в системе внутриполосной передачи данных содержит передачу посылаемого сигнала от терминала назначения, прерывание передачи посылаемого сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, передачу сигнала синхронизации от терминала назначения, передачу сегмента данных пользователя от терминала назначения, используя первую схему модуляции, и прерывание передачи сегмента данных пользователя после обнаружения второго принятого сигнала.
[0026] В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память, находящуюся в электронной связи с процессором, команды, сохраненные в памяти, причем эти команды способны выполнять этапы передачи посылаемого сигнала от терминала назначения, прерывание передачи посылаемого сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, передачи сигнала синхронизации от терминала назначения, передачу сегмента данных пользователя от терминала назначения, используя первую схему модуляции, и прекращение передачи сегмента данных пользователя после обнаружения второго принятого сигнала.
[0027] В другом варианте осуществления устройство для управления двунаправленными передачами данных от терминала назначения в системе внутриполосной передачи данных содержит средство для передачи посылаемого сигнала от терминала назначения, средство для прерывания передачи посылаемого сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, средство для передачи сигнала синхронизации от терминала назначения, средство для передачи сегмента данных пользователя от терминала назначения, используя первую схему модуляции, и средство для прерывания передачи сегмента данных пользователя после обнаружения второго принятого сигнала.
[0028] В другом варианте осуществления система для передачи данных в системе внутриполосной передачи данных от транспортного средства, содержащего систему, встроенную в транспортное средство (IVS, ВТС), для точки, отвечающей за общественную безопасность (PSAP), содержит один или более датчиков, расположенных в IVS, для обеспечения данных датчика IVS, передатчик IVS, расположенный в IVS, для передачи данных датчика IVS, приемник PSAP, расположенный в PSAP, для приема данных датчика IVS, передатчик PSAP, расположенный в PSAP, для передачи данных команды PSAP, приемник IVS, расположенный в IVS, для приема данных команды PSAP; при этом передатчик IVS содержит блок форматирования сообщения IVS для форматирования данных датчика IVS и получения сообщения IVS, процессор IVS для обработки сообщения IVS и получения множества сформированных импульсных сигналов IVS, речевой кодер IVS для кодирования сформированных импульсных сигналов IVS и получения закодированного сигнала IVS, генератор синхронизации IVS для генерирования сигнала синхронизации IVS и контроллер передачи IVS для передачи последовательности сигналов синхронизации IVS и сообщений IVS; при этом приемник PSAP содержит детектор PSAP для обнаружения сигнала синхронизации IVS и получения флага синхронизации PSAP, демодулятор PSAP для демодулирования сообщения IVS и получения принятого сообщения IVS; при этом передатчик PSAP содержит блок форматирования сообщения PSAP для форматирования данных команды PSAP и получения сообщения команды PSAP, процессор PSAP для обработки сообщения команды PSAP и получения множества сформированных импульсных сигналов PSAP, речевой кодер PSAP для кодирования сформированных импульсных сигналов PSAP и получения закодированного сигнала PSAP, генератор синхронизации PSAP для генерирования сигнала синхронизации PSAP, и контроллер передачи PSAP для передачи последовательности сигналов синхронизации PSAP и сообщений команды PSAP; при этом приемник IVS содержит детектор IVS для обнаружения сигнала синхронизации PSAP и получения флага синхронизации IVS и демодулятор IVS для демодулирования сообщения PSAP и получения принятого сообщения PSAP.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0029] Аспекты и сопутствующие преимущества вариантов осуществления, описанных в настоящем описании, станут более очевидными посредством ссылки на последующее подробное описание при рассмотрении совместно с сопровождающими чертежами, на которых:
[0030] Фиг.1 является диаграммой варианта осуществления исходного терминала и терминала назначения, которые используют внутриполосный модем для передачи данных через речевой кодек в сети беспроводной связи.
[0031] Фиг.2 является диаграммой варианта осуществления модема данных передачи, используемого в системе внутриполосной передачи данных.
[0032] Фиг.3A является диаграммой варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.
[0033] Фиг.3B является диаграммой другого варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.
[0034] Фиг.3C является диаграммой еще одного варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.
[0035] Фиг.4 является диаграммой варианта осуществления генератора пачек импульсов синхронизации.
[0036] Фиг.5 является диаграммой варианта осуществления последовательности пачек импульсов синхронизации.
[0037] Фиг.6A является диаграммой варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации.
[0038] Фиг.6B является диаграммой варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации с неперекрывающимися опорными последовательностями.
[0039] Фиг.7A является графиком выходного сигнала корреляции преамбулы синхронизации, при этом преамбула содержит неперекрывающиеся опорные последовательности.
[0040] Фиг.7B является графиком выходного сигнала корреляции преамбулы синхронизации, при этом преамбула содержит неперекрывающиеся опорные последовательности.
[0041] Фиг.8A является диаграммой варианта осуществления формата сообщения синхронизации.
[0042] Фиг.8B является диаграммой другого варианта осуществления формата сообщения синхронизации.
[0043] Фиг.8C является диаграммой еще одного варианта осуществления формата сообщения синхронизации.
[0044] Фиг.9 является диаграммой варианта осуществления формата сообщения данных передачи.
[0045] Фиг.10 является диаграммой варианта осуществления формата составного сообщения синхронизации и передачи данных.
[0046] Фиг.11A является графиком спектральной плотности мощности сигнала, основанного на внутриполосном импульсе, в зависимости от частоты.
[0047] Фиг.11B является графиком спектральной плотности мощности сигнала, основанного на внутриполосном тоне, в зависимости от частоты.
[0048] Фиг.12 является диаграммой варианта осуществления модулятора данных, использующего разреженные импульсы.
[0049] Фиг.13 является диаграммой варианта осуществления представления символа данных разреженного импульса.
[0050] Фиг.14A является диаграммой варианта осуществления размещения сформированного импульса в кадре модуляции, используя способ циклического перехода.
[0051] Фиг.14B является диаграммой варианта осуществления размещения сформированного импульса в кадре модуляции для типичного примера в данной области техники.
[0052] Фиг.15A является диаграммой варианта осуществления детектора сигнала синхронизации и контроллера приемника.
[0053] Фиг.15B является диаграммой другого варианта осуществления детектора сигнала синхронизации и контроллера приемника.
[0054] Фиг.16 является диаграммой варианта осуществления детектора пачек импульсов синхронизации.
[0055] Фиг.17A является диаграммой варианта осуществления детектора преамбулы синхронизации.
[0056] Фиг.17B является диаграммой другого варианта осуществления детектора преамбулы синхронизации.
[0057] Фиг.18А является диаграммой варианта осуществления контроллера детектора синхронизации.
[0058] Фиг.18В является диаграммой другого варианта осуществления контроллера детектора синхронизации.
[0059] Фиг.19 является диаграммой варианта осуществления блока регулирования тактирования приема.
[0060] Фиг.20 является диаграммой варианта осуществления модема данных приема, используемого в системах внутриполосной передачи данных.
[0061] Фиг.21 является диаграммой варианта осуществления системы чрезвычайных вызовов, находящейся внутри транспортного средства.
[0062] Фиг.22 является диаграммой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи на терминал назначения передачи данных, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи на исходный терминал передачи данных, с взаимодействием, инициируемым приемным терминалом.
[0063] Фиг.23A является диаграммой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи на терминал назначения передачи данных, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи на исходный терминал передачи данных, с взаимодействием, инициируемым исходным терминалом.
[0064] Фиг.23B является диаграммой другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи на терминал назначения передачи данных, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи на исходный терминал передачи данных, с взаимодействием, инициированным исходным терминалом.
[0065] Фиг.24A является диаграммой варианта осуществления взаимодействия двунаправленной последовательности запроса данных ответа и последовательности ответа данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.
[0066] Фиг.24B является диаграммой другого варианта осуществления взаимодействия двунаправленной последовательности запроса данных и последовательности ответа данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.
[0067] Фиг.25 является диаграммой варианта осуществления формата пакета данных пользователя, при этом длина данных пользователя меньше, чем размер пакета передачи.
[0068] Фиг.26 является диаграммой варианта осуществления формата пакета данных пользователя, при этом длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи.
[0069] Фиг.27A является диаграммой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, при этом длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи.
[0070] Фиг.27B является диаграммой другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, при этом длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи.
[0071] Фиг.27C является диаграммой еще одного варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, при этом длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи.
[0072] Фиг.27D является диаграммой еще одного варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, при этом длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0073] Фиг.1 показывает вариант осуществления системы внутриполосной передачи данных, которая может быть реализована в беспроводном исходном терминале 100. Исходный терминал 100 связывается с приемным терминалом 600 через каналы 501 и 502 передачи данных, сеть 500 и канал 503 передачи данных. Примеры подходящих систем беспроводной связи включают в себя системы сотовых телефонов, работающие в соответствии со стандартами Глобальной Системой Мобильной Связи (GSM), универсальной системой мобильной связи проекта партнерства третьего поколения (UMTS 3GPP), множественного доступа с кодовым разделением каналов проекта партнерства третьего поколения 2 (CDMA 3GPP2), множественного доступа с синхронным временным и кодовым разделением каналов (TD-SCDMA) и глобальной совместимости для микроволнового доступа (WiMAX). Специалист в данной области техники признает, что способы, описанные в настоящем описании, могут в равной степени применяться к системе внутриполосной передачи данных, которая не включает беспроводной канал. Сеть 500 связи включает в себя любую комбинацию оборудования маршрутизации и/или коммутации, линии связи и другую инфраструктуру, подходящую для установления линии связи между исходным терминалом 100 и терминалом назначения 600. Например, канал 503 передачи данных может не быть беспроводной линией связи. Обычно исходный терминал 100 функционирует как устройство передачи голоса.
ПЕРЕДАТЧИК
[0074] Обычно тракт 200 основной полосы частот передачи маршрутизирует речь пользователя через вокодер, но он также способен маршрутизировать неречевые данные через вокодер в ответ на запрос, исходящий от исходного терминала или сети связи. Маршрутизация неречевых данных через вокодер является выгодной, так как она избавляет исходный терминал от необходимости запрашивать и передавать данные по выделенному каналу передачи данных. Неречевые данные форматируются в сообщения. Данные сообщения, которые все еще находятся в цифровой форме, преобразуются в подобный шуму сигнал, содержащий сформированные импульсы. Информация данных сообщения встраивается в позиции импульсов подобного шуму сигнала. Подобный шуму сигнал кодируется вокодером. Вокодер не конфигурируется по-другому в зависимости от того, является ли входной сигнал речью пользователя или неречевыми данными, таким образом, выгодно преобразовывать данные сообщения в сигнал, который может быть эффективно закодирован набором параметров передачи, назначенным вокодеру. Кодированный подобный шуму сигнал передается внутри полосы по линии связи. Поскольку переданная информация встроена в позиции импульсов подобного шуму сигнала, надежное обнаружение зависит от восстановления тактирования импульсов относительно границ кадра речевого кодека. Чтобы помочь приемнику обнаружить внутриполосную передачу, заранее определенный сигнал синхронизации генерируется и кодируется вокодером до передачи данных сообщения. Последовательность протокола синхронизации, управления и сообщений передается, чтобы гарантировать надежное обнаружение и демодуляцию неречевых данных в приемнике.
[0075] Ссылаясь на тракт 200 основной полосы частот передачи, входной аудио сигнал S210 вводится в микрофон и процессор 215 входного аудио сигнала, и передается через мультиплексор 220 на кодер 270 вокодера, при этом генерируются сжатые речевые пакеты. Подходящий процессор входного аудио сигнала обычно включает в себя схему, чтобы преобразовывать входной сигнал в цифровой сигнал, и блок приведения к требуемым условиям сигнала, чтобы сформировать цифровой сигнал, такой как фильтр низких частот. Примеры подходящих вокодеров включают в себя примеры, описанные посредством следующих стандартных образцов: GSM-FR, GSM-HR, GSM-EFR, EVRC, EVRC-B, SMV, QCELP13K, IS-54, AMR, G.723.1, G.728, G.729, G.729.1, G.729a, G.718, G.722.1, AMR-WB, EVRC-WB, VMR-WB. Кодер 270 вокодера поставляет голосовые пакеты на передатчик 295 и антенну 296, и голосовые пакеты передаются по каналу 501 передачи данных.
[0076] Запрос передачи данных может быть инициирован исходным терминалом или через сеть связи. Запрос S215 передачи данных запрещает голосовой путь через мультиплексор 220 и разрешает путь данных передачи. Входные данные S200 предварительно обрабатываются блоком форматирования 210 сообщения данных и выводятся как сообщение S220 передачи на модем 230 Tx передачи данных. Входные данные S200 могут включать в себя информацию интерфейса пользователя (UI), информацию о позиции/местоположении пользователя, отметки времени, информацию датчика оборудования или другие подходящие данные. Пример подходящего блока форматирования 210 сообщения данных включает в себя схему для вычисления и суммирования битов контроля при помощи циклического избыточного кода (CRC) к входным данным, обеспечения памяти буфера повторной передачи, реализовывать кодирование с контролем ошибок, такое как гибридный автоматический запрос на повторную передачу данных (HARQ), и чередовать входные данные. Модем 230 Tx передачи данных преобразует сообщение S220 Tx передачи в данные S230 Tx передачи сигнала, которые маршрутизируются через мультиплексор 220 на кодер 270 вокодера. Как только передача данных завершена, голосовой путь может быть повторно разрешен через мультиплексор 220.
[0077] Фиг.2 является подходящей примерной блок-схемой модема 230 Tx передачи данных, показанного на фиг.1. Три сигнала могут быть мультиплексированы во времени через мультиплексор 259 в выходной сигнал данных S230 Tx передачи; выходной сигнал S245 синхронизации, выходной сигнал S240 глушения (подавления сигнала) и выходной сигнал S235 модуляции Tx передачи. Должно быть понятно, что различные порядки и комбинации выходного сигнала S245 синхронизации, выходного сигнала S240 глушения и выходного сигнала S235 модуляции Tx передачи сигналов могут быть выведены как данные S230 Tx передачи. Например, выходной сигнал S245 синхронизации может быть послан до каждого сегмента данных выходного сигнала S235 модуляции Tx передачи. Или выходной сигнал S245 синхронизации может быть послан однократно до завершения выходного сигнала S235 модуляции Tx передачи с выходным сигналом S240 глушения, посланным между каждым сегментом данных выходного сигнала S235 модуляции Tx передачи.
[0078] Выходной сигнал S245 синхронизации является сигналом синхронизации, используемым для установления тактирования в терминале приема. Сигналы синхронизации требуются, чтобы устанавливать тактирование для переданных внутриполосных данных, так как информация данных встроена в позиции импульсов подобного шуму сигнала. Фиг.3A показывает подходящую примерную блок-схему генератора 240 синхронизации, показанного на фиг.2. Три сигнала могут быть мультиплексированы во времени через мультиплексор 247 в сигнал вывода S245 синхронизации; пачка импульсов S241 синхронизации, выходной сигнал S236 активизации и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации. Должно быть понятно, что различные порядки и комбинации пачки импульсов S241 синхронизации, выходного сигнала S236 активизации и выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации могут быть выведены как выходной сигнал S245 синхронизации. Например, фиг.3B показывает генератор 240 синхронизации, состоящий из (схемы) выходного сигнала S236 активизации и (схемы) выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации, при этом выходной сигнал S236 активизации может быть послан до каждого выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации. Альтернативно, фиг.3C показывает генератор 240 синхронизации, состоящий из (схемы) пачки импульсов S241 синхронизации и (схемы) выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации, при этом пачка импульсов S241 синхронизации может быть послана до каждого выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации.
[0079] Ссылаясь на фиг.3A, пачка импульсов S241 синхронизации используется для установления грубого тактирования в приемнике, и она содержит по меньшей мере один синусоидальный частотный сигнал, имеющий заранее определенные частоту выборки, последовательность и продолжительность, и генерируется схемой 250 пачки импульсов синхронизации, показанной на фиг.4. Синусоидальная Частота 1 251 представляет двоичные данные +1, и Частота 2 252 представляет двоичные данные -1. Примеры подходящих сигналов включают в себя синусоиды с постоянной частотой, находящиеся в речевой полосе, такие как 395 Гц, 540 Гц и 512 Гц для одного синусоидального сигнала и 558 Гц, 1035 Гц и 724 Гц для другого синусоидального сигнала. Схема 253 последовательности пачки импульсов синхронизации определяет, какой частотный сигнал мультиплексируется через мультиплексор 254. Последовательность информации, модулируемая в пачку импульсов синхронизации, должна быть последовательностью с хорошими свойствами автокорреляции. Примером подходящей последовательности 253 пачки импульсов синхронизации является код Баркера (Barker) с длиной 7, показанный на фиг.5. Для каждого символа "+" Синусоида Частоты 1 выводится как пачка импульсов S241 синхронизации, и для каждого символа "-" выводится Синусоида Частоты 2.
[0080] Ссылаясь на фиг.3A, выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации используется для установления точного (основанного на выборке) тактирования в приемнике, и он содержит заранее определенный шаблон данных, известный в приемнике. Подходящим примером заранее определенного шаблона данных выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации является последовательность 241 преамбулы синхронизации, показанная на фиг.6A. Составная последовательность 245 преамбулы генерируется посредством конкатенирования нескольких периодов последовательности 242 псевдослучайного шума (PN) с перекрывающимся и суммированным результатом последовательности 242 PN и инвертированной версии последовательности 244 PN. Символы "+" в составной последовательности 245 преамбулы представляют двоичные данные +1, и символы "-" представляют двоичные данные -1. Другой подходящий пример вставляет выборки с нулевым значением между битами данных последовательности PN. Это обеспечивает временное (во времени) расстояние между битами данных, чтобы учесть влияния эффектов "размывания", вызванных характеристиками полосового фильтра канала, который стремится распространить энергию битов данных более, чем на несколько битовых временных интервалов.
[0081] Ранее описанная конструкция преамбулы синхронизации, использующей связанные периоды последовательности PN с перекрывающимися сегментами инвертированных версий последовательности PN обеспечивает преимущества в уменьшенном времени передачи, улучшенных свойствах корреляции и улучшенных характеристиках обнаружения. Эти преимущества приводят к преамбуле, которая является устойчивой к ошибкам передачи речевого кадра.
[0082] Посредством перекрывания сегментов PN получающаяся в результате составная преамбула синхронизации содержит меньшее количество битов в последовательности по сравнению с неперекрывающейся версией, таким образом, уменьшая полное время, требуемое для передачи составной последовательности 245 преамбулы.
[0083] Чтобы иллюстрировать улучшения свойств корреляции перекрывающейся преамбулы синхронизации, фиг.7A и фиг.7B показывают сравнение между корреляцией последовательности 242 PN с неперекрывающейся составной последовательностью 245b преамбулы, показанной на фиг.6B, и корреляцией последовательности 242 PN с перекрывающейся составной последовательностью 245 преамбулы синхронизации, показанной на фиг.6A. Фиг.7A показывает главные пики корреляции, как положительные, так и отрицательные, а также второстепенные пики корреляции, расположенные между главными пиками для неперекрывающейся составной последовательности 245b преамбулы синхронизации. Отрицательные пики 1010 возникают в результате корреляции PN последовательности 242 с первым инвертированным сегментом неперекрывающейся составной последовательности 245b преамбулы. Положительные пики корреляции 1011, 1012, 1013 возникают в результате корреляции PN последовательности 242 с тремя конкатенированными сегментами PN последовательности 242, которые составляют среднюю секцию неперекрывающейся составной последовательности 245b преамбулы. Отрицательные пики 1014 возникают в результате корреляции PN последовательности 242 со вторым инвертированным сегментом неперекрывающейся составной последовательности 245b преамбулы. На фиг.7A второстепенный пик 1015 корреляции, соответствующий смещению из 3 выборок от первого положительного пика 1011 корреляции, показывает величину приблизительно 5 (1/3 величины главных пиков). Фиг.7B показывает несколько главных пиков корреляции, как положительных, так и отрицательных, а также второстепенные пики корреляции между главными пиками для перекрывающейся составной последовательности 245 преамбулы синхронизации. На фиг.7B второстепенный пик 1016 корреляции, соответствующий смещению из 3 PN выборок от первого положительного пика 1011 корреляции показывает величину приблизительно 3 (1/5 величины главных пиков). Меньшая величина второстепенного пика 1016 корреляции для перекрывающейся преамбулы, показанной на фиг.7B, приводит к менее ложным обнаружениям главных пиков корреляции преамбулы, чем по сравнению с примером неперекрывающегося второстепенного пика 1015, показанным на фиг.7A.
[0084] Как показано на фиг.7B, пять главных пиков генерируются при корреляции PN последовательности 242 с составной последовательностью преамбулы 245 синхронизации. Показанный шаблон (1 отрицательный пик, 3 положительных пика и 1 отрицательный пик) позволяет определить тактирование кадра на основании любых 3 обнаруженных пиков и соответствующих временных расстояний между пиками. Комбинация 3 обнаруженных пиков с соответствующим временным расстоянием всегда является уникальной. Аналогичное описание шаблона пиков корреляции показано в Таблице 1, где на пики корреляции ссылаются посредством "-" для отрицательного пика и "+" для положительного пика. Способ использования уникального шаблона пиков корреляции выгоден для внутриполосных систем, так как уникальный шаблон компенсирует возможные потери речевого кадра, например, из-за плохих канальных условий. Потеря речевого кадра может также привести к потере пика корреляции. Посредством наличия уникального шаблона пиков корреляции, отделенных заранее определенными временными расстояниями, приемник может надежно обнаружить преамбулу синхронизации даже с потерянными речевыми кадрами, которые приводят к потерянным пикам корреляции. Несколько примеров показаны в Таблице 2 для комбинаций 3 обнаруженных пиков в шаблоне (2 пика потеряны в каждом примере). Каждая запись в Таблице 2 представляет уникальный шаблон пиков и временных расстояний между пиками. Пример 1 в Таблице 2 показывает обнаруженные пики 3, 4 и 5 (пики 1 и 2 были потеряны), приводящие к шаблону "+ + -" с одним заранее определенным расстоянием между каждым пиком. Примеры 2 и 3 в Таблице 2 также показывают шаблон "+ + -", однако расстояния отличаются. Пример 2 имеет два заранее определенных расстояния между обнаруженными пиками 2 и 4, в то время как Пример 3 имеет два заранее определенных расстояния между обнаруженными пиками 3 и 5. Таким образом, Примеры 1, 2 и 3 представляют уникальный шаблон, из которого может быть получено тактирование кадра. Должно быть понятно, что обнаруженные пики могут перекрывать границы кадра, но что все еще применяются уникальные шаблоны и заранее определенные расстояния.
| Таблица 1 | |||||
| Номер пика корреляции | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Полярность пика корреляции | - | + | + | + | - |
| Таблица 2 | ||||||
| Номер пика корреляции | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Обнаруженные пики корреляции | Пример 1 | + | + | - | ||
| Пример 2 | + | + | - | |||
| Пример 3 | + | + | - | |||
| Пример 4 | + | + | + | |||
| Пример 5 | - | + | - | |||
| Пример 6 | - | + | - | |||
| Пример 7 | - | + | + | |||
| Пример 8 | - | + | - | |||
| Пример 9 | - | + | + | |||
| Пример 10 | - | + | + |
[0085] Специалисту в данной области техники понятно, что может быть использована другая последовательность преамбулы, приводящая к отличному шаблону пика корреляции, чем те, что показаны на фиг.7B и в Таблице 1. Специалисту в данной области техники также понятно, что множественные шаблоны пиков корреляции могут быть использованы для идентификации различных операционных режимов или для передачи битов информации. Пример дополнительного шаблона пиков корреляции показан в Таблице 3. Шаблон пиков корреляции, показанный в Таблице 3, поддерживает уникальный шаблон, из которого может быть получено тактирование кадра, как описано ранее. Наличие множественных шаблонов пиков корреляции выгодно для идентификации различных конфигураций передатчика в приемнике, таких как форматы сообщения или схемы модуляции.
| Таблица 3 | |||||
| Номер пика корреляции | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Полярность пика корреляции | + | - | - | - | + |
[0086] Снова ссылаясь на фиг.3A, выходной сигнал S236 активизации используется для инициации кодера 270 вокодера, чтобы выйти из режима сна, режима низкой скорости передачи данных передачи или режима прерывистой передачи. Выходной сигнал S236 активизации может также быть использован, чтобы запретить кодеру 270 вокодера входить в режим сна, режим низкой передачи или прерывистой передачи. Выходной сигнал S236 активизации генерируется генератором 256 активизации. Сигналы активизации являются выгодными при передаче внутриполосных данных через вокодеры, которые реализуют режим функции сна, прерывистой передачи (DTX) или работают с более низкой скоростью передачи данных передачи во время неактивных голосовых сегментов, чтобы минимизировать задержку запуска, которая может иметь место при переходе из неактивного состояния речи к активному состоянию речи. Сигналы активизации могут также быть использованы для идентификации характеристики режима передачи, например, используемого типа схемы модуляции. Первым примером подходящего сигнала выходного сигнала S236 активизации является единственный синусоидальный сигнал постоянной частоты в голосовой полосе, такой как 395 Гц. В этом первом примере сигнал активизации запрещает кодеру 270 вокодера входить в режим сна, DTX или режим низкой скорости передачи данных. В этом первом примере приемник игнорирует переданный сигнал выходного сигнала S236 активизации. Вторым примером подходящего выходного сигнала S236 активизации является сигнал, содержащий множественные синусоидальные сигналы с каждым сигналом, идентифицирующим конкретную схему модуляции данных, например 500 Гц для схемы 1 модуляции и 800 Гц для схемы 2 модуляции. В этом втором примере сигнал активизации запрещает кодеру вокодера 270 входить в режим сна, DTX или режим низкой скорости передачи данных. В этом втором примере приемник использует переданный сигнал выходного сигнала S236 активизации для идентификации схемы модуляции данных.
[0087] Пример выходного сигнала S245 составной синхронизации является сигнал, содержащий мультиплексированную пачку импульсов S241 синхронизации и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, как показано на фиг.8A. Tsb 701 и Tsp 702 представляют продолжительности во времени, в течение которых передается каждый сигнал. Пример подходящего диапазона для Tsb равен 120-140 миллисекунд, и для Tsp равен 40-200 миллисекунд. Другим примером выходного сигнала S245 составной синхронизации является сигнал, содержащий мультиплексированный выходной сигнал S236 активизации и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, как показано на фиг.8B. Twu 711 и Tsp 702 представляют продолжительности во времени, в течение которых передается каждый сигнал. Пример подходящего диапазона для Twu равен 10-60 миллисекунд, и для Tsp равен 40-200 миллисекунд. Другим примером выходного сигнала S245 составной синхронизации является сигнал, содержащий мультиплексированный выходной сигнал S236 активизации, пачку импульсов S241 синхронизации и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, как показано на фиг.8C. Twu 711, Tspl 721, Tsb 701, Tsp2 722 представляют продолжительности во времени, в течение которых передается каждый сигнал. Пример подходящего диапазона для Twu равен 20-80 миллисекунд, для Tsp1 равен 40-200 миллисекунд, Tsb - 120-140 миллисекунд и Tsp2 - 40-200 миллисекунд.
[0088] Ссылаясь на фиг.2, подходящим примером выходного сигнала S235 модуляции Tx передачи является сигнал, генерируемый модулятором 235, используя фазоимпульсную модуляцию (PPM) со специальными формами импульса модуляции. Этот способ модуляции приводит к низкому искажению при кодировании и декодировании различными типами вокодеров. Дополнительно, этот способ приводит к хорошим свойствам автокорреляции, и он может быть легко обнаружен приемником, согласованным с формой волны. Дополнительно, сформированные импульсы не имеют тональной структуры; вместо этого сигналы кажутся подобными шуму в области частотного спектра, а также сохраняют подобную шуму слышимую характеристику. Пример спектральной плотности мощности сигнала, основанного на сформированных импульсах, показан на фиг.11А. Как может быть замечено на фиг.11А, спектральная плотность мощности отображает подобную шуму характеристику во внутриполосном частотном диапазоне (постоянную энергию в частотном диапазоне). Наоборот, спектральная плотность мощности сигнала с тональной структурой показана на фиг.11В, где данные представлены тонами с частотами приблизительно 400 Гц, 600 Гц и 1000 Гц. Как может быть замечено на фиг.11В, спектральная плотность мощности отображает "импульсные помехи" значительной энергии во внутриполосном частотном диапазоне в частотах тона и в своей гармонике.
[0089] Фиг.12 является примерной блок-схемой модулятора 235, показанного на фиг.2. Генератор 238 разреженных импульсов производит импульсы, соответствующие входному сообщению S220 Tx передачи, используя фазоимпульсную модуляцию, и затем формирователь 239 импульсов формирует импульсы, чтобы создать сигнал для лучшего качества кодирования в кодере вокодера. Подходящий пример разреженного импульса показан на фиг.13. Ось времени разделена на кадры модуляции продолжительности TMF. В пределах каждого кадра модуляции ряд моментов времени t0, t1,...,tm-1 определяется относительно границы кадра модуляции, которые идентифицируют потенциальные позиции базового импульса p(t). Например, импульс 237 в позиции t3 обозначается как p(t - t3). Биты информации сообщения S220 Tx передачи, вводимые в модулятор 235, отображаются в символы с соответствующим преобразованием в позиции импульсов согласно таблице отображения. Импульс может также быть сформирован с преобразованием полярности ±p(t). Поэтому символы могут быть представлены одним из 2m отличных сигналов в кадре модуляции, где m представляет количество моментов времени, определенных для кадра модуляции, и коэффициент умножения, 2, представляет положительную и отрицательную полярность.
[0090] Пример подходящего отображения позиции импульсов показан в Таблице 4. В этом примере модулятор отображает 4-битовый символ для каждого кадра модуляции. Каждый символ представлен в терминах позиции k формы p(n-k) импульса и знака импульса. В этом примере TMF равен 4 миллисекундам, приводя к 32 возможным позициям для частоты выборок 8 кГц. Импульсы отделяются 4 моментами времени, приводя к назначению 16 различных позиций импульса и комбинаций полярности. В этом примере эффективная частота данных составляет 4 бита на каждый символ в период 4 миллисекунды или 1000 битов/с.
| Таблица 4 | ||
| Символ | Импульс | |
| десятичный | двоичный | |
| 0 | 0000 |
|
| 1 | 0001 |
|
| 2 | 0010 |
|
| 3 | 0011 |
|
| 4 | 0100 |
|
| 5 | 0101 |
|
| 6 | 0110 |
|
| 7 | 0111 |
|
| 8 | 1000 |
|
| 9 | 1001 |
|
| 10 | 1010 |
|
| 11 | 1011 |
|
| 12 | 1100 |
|
| 13 | 1101 |
|
| 14 | 1110 |
|
| 15 | 1111 |
|
[0091] Другой пример подходящего отображения позиции импульсов показан в Таблице 5. В этом примере модулятор отображает 3-битовый символ для каждого кадра модуляции. Каждый символ представлен в терминах позиции k формы импульса p(n-k) и знака импульса. В этом примере TMF равен 2 миллисекундам, приводя к 16 возможным позициям для частоты выборок 8 кГц. Импульсы отделяются 4 моментами времени, приводя к назначению 8 различных позиций импульсов и комбинаций полярности. В этом примере эффективная частота данных составляет 3 бита для каждого символа в период 2 миллисекунды или 1500 битов/с.
| Таблица 5 | ||
| Символ | Импульс | |
| десятичный | двоичный | |
| 0 | 000 |
|
| 1 | 001 |
|
| 2 | 010 |
|
| 3 | 011 |
|
| 4 | 100 |
|
| 5 | 101 |
|
| 6 | 110 |
|
| 7 | 111 |
|
[0092] Чтобы повысить устойчивость в плохих условиях канала, модулятор 235 может увеличить продолжительность кадра TMF модуляции, в то же время поддерживая постоянное количество моментов времени t0, t1,…,tm-1. Этот способ применяется, чтобы разместить больше временного расстояния между импульсами, приводя к более надежному обнаружению. Пример подходящего отображения позиции импульсов включает в себя TMF 4 миллисекунд, приводя к 32 возможным позициям для частоты выборки 8 кГц. В качестве предыдущего примера, если импульсы отделяются 4 моментами времени, отображение приводит к назначению 16 различных позиций импульса и комбинаций полярности. Однако в этом примере разделение между моментами времени увеличивается посредством коэффициента 2 из предыдущего примера, приводя к 8 различным позициям импульса и комбинациям полярности. В подходящем примере модулятор 235 может переключаться между различными отображениями позиции импульса или продолжительностями кадра модуляции в зависимости от сигнала обратной связи, указывающего условия канала или успех передачи. Например, модулятор 235 может начать передачу, используя TMF равный 2 миллисекундам, и затем переключать на TMF равный 4 миллисекундам, если условия канала определяются как плохие.
[0093] Чтобы повысить устойчивость с некоторыми вокодерами, модулятор 235 может изменить начальное смещение времени в отображении позиции импульсов. Пример подходящего отображения позиции импульсов показан в Таблице 6. В этом примере модулятор отображает 3-битовый символ для каждого кадра модуляции. Каждый символ представлен в терминах позиции k формы импульса p(n-k) и знака импульса. В этом примере TMF равен 2 миллисекундам, приводя к 16 возможным позициям для частоты выборок 8 кГц. Начальное смещение установлено 1 моменту времени, и импульсы отделяются 4 моментами, приводя к назначению 8 различных позиций импульса и комбинаций полярности, как показано в таблице.
| Таблица 6 | ||
| Символ | Импульс | |
| десятичный | двоичный | |
| 0 | 000 |
|
| 1 | 001 |
|
| 2 | 010 |
|
| 3 | 011 |
|
| 4 | 100 |
|
| 5 | 101 |
|
| 6 | 110 |
|
| 7 | 111 |
|
[0094] Должно быть понятно, что сокращение количества моментов времени отделения приведет к увеличенному числу битов для каждого символа и, таким образом, к более высоким скоростям передачи данных. Например, если TMF равен 4 миллисекундам, получающееся количество возможных позиций для частоты выборок 8 кГц равно 32 с полярностью плюс или минус для каждого, приводя к 64 различным сигналам, если никакое отделение не включено. Для отображения 64 позиции количество поддерживаемых битов для каждого символа равно 6, и получающаяся эффективная скорость передачи данных составляет 1500 битов в секунду. Должно быть также понятно, что различные комбинации TMF и частоты выборок могут быть использованы, чтобы достигнуть желаемой эффективной скорости передачи битов.
[0095] Примером подходящего формирователя 239 импульсов является корневое косинусоидальное преобразование формы:
где β является коэффициентом избирательности, 1/TS является максимальной скоростью передачи символа, и t является моментом времени осуществления выборки.
Для предыдущего примера с 32 возможными позициями импульса (моментами времени) следующее преобразование генерирует корневую косинусоидальную форму импульса, где количество нолей до первого элемента ненулевого импульса определяет точную позицию импульса в кадре.
Должно быть понятно, что преобразование может быть сокращено или удлинено для различных вариантов размеров кадра модуляции.
[0096] Фиг.14A является примером размещения импульса в кадре модуляции для генерирования конкретной записи в алфавите модуляции. На фиг.14A импульс представляется 13 выборками, показанными как Р0-P12, где каждая выборка представляет ненулевые элементы r(n), показанные в предыдущем примере. Фиг.14B является примером типичной реализации в данной области техники. На фиг.14B импульс помещается со смещением 7 в кадре TMF(n) 1003 модуляции, и "хвостовая" часть импульса продолжается в следующем кадре TMF(n+1) 1004 модуляции на 4 выборки (P9-P12). Выборки из кадра TMF(n) 1003 модуляции, распространяющегося на следующий кадр TMF(n+й) 1004 модуляции, как показано на фиг.14B, приведут к межсимвольным помехам, если выборки импульса для кадра TMF(n+1) помещаются в любую из первых 4 выборок кадра TMF(n+1), поскольку будет иметь место перекрывание выборок. Альтернативно, в способе "циклического перехода", показанного на фиг.14A, "хвостовые" выборки, которые распространяются на следующий кадр TMF(n+1) модуляции 1004, помещаются в начале текущего кадра TMF(n) 1003 модуляции. Выборки (P9-P12) циклически переходят к началу TMF(n) в выборках 0-3. Использование способа циклического перехода для генерирования алфавита модуляции устраняет случаи, где выборки сформированного импульса распространяются на следующий кадр модуляции. Способ циклического перехода является выгодным, так как он приводит к уменьшенным межсимвольным помехам, которые будут иметь место, если выборки сформированного импульса в существующем кадре распространяются на следующий кадр и перекрываются с выборками сформированного импульса в следующем кадре. Специалисту в данной области техники понятно, что способ циклического перехода может быть использован для любой позиции импульса в кадре модуляции, что приведет к выборкам, распространяющимся на следующий кадр модуляции. Например, импульс, помещенный со смещением 8 в кадре TMF(n) 1003 модуляции, будет выборками (P8-P12) с циклическим переходом.
[0097] Другим примером подходящего формирователя 239 импульсов является сигнал преобразования амплитуды формы:
Пример сигнала преобразования амплитуды выборки 32, имеет форму:
[0098] Другим примером подходящего формирователя 239 импульсов является синтезирующий фильтр с линейным предсказанием. Отклик примерного рекурсивного синтезирующего фильтра LPC определяется его импульсным откликом:
и коэффициентами: a(i)={-6312, 5677, -2377, 1234, -2418, 3519, -2839, 1927, -629, 96}/4096, i=1,..., 10. Фильтры с линейным предсказанием известны в данной области техники. Остаточный сигнал r(n) сначала создается входными символами согласно таблицам отображения импульса, рассмотренным выше. Затем фактическая форма импульса модуляции получается из фильтрования модулированного сигнала r(n) с h(n).
[0099] Специалисту в данной области техники понятно, что способы, описанные в настоящем описании, могут одинаково применяться к различным формам и преобразованиям импульса. Длина форм волны и схем модуляции, относящаяся к этим формам волны, может также изменяться. Кроме того, формы импульса могут использовать полностью некоррелированные (или ортогональные) формы волны, чтобы представить различные символы. В дополнение к полярности сформированного импульса, амплитуда сформированного импульса может быть также использована, чтобы переносить информацию.
[00100] Снова ссылаясь на фиг.2, выходной сигнал S240 глушения является сигналом, используемым для разделения передач сообщения Tx передачи, и он генерируется генератором 255 глушения. Пример подходящего составного сигнала данных S230 Tx передачи, состоящего из мультиплексированного выходного сигнала S235 модуляции Tx передачи и выходного сигнала S240 глушения, показаны на фиг.9. Tmu1 731, Td1 732, Tmu2 733, Td2 734, Tmu3 735, Td3 736 и Tmu4 737 представляют продолжительности во времени, в течение которых передается каждый сигнал. Пример подходящего диапазона для Tmu1, Tmu2, Tmu3 и Tmu4 равен 10-60 миллисекунд и для Td1, Td2 и Td3 равен 300-320 миллисекунд для нормальной работы и 600-640 миллисекунд для устойчивой работы. Примеры подходящей последовательности генератора глушения могут быть сигналом последовательности с одними нулями или синусоидальным частотным сигналом. Другой подходящий пример сигнала, используемого для разделения передач сообщения Tx передачи, показан на фиг.10. В этом примере выходной сигнал S236 активизации и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации предшествуют каждой передаче выходного сигнала S236 модуляции Tx. Специалисту в данной области техники понятно, что различные комбинации выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации, выходного сигнала S240 глушения, выходного сигнала S235 модуляции Tx передачи могут одинаково применяться. Например, выходной сигнал S240 глушения может предшествовать и следовать за выходным сигналом S235 модуляции Tx передачи на фиг.10.
ПРИЕМНИК
[00101] Ссылаясь на фиг.1, схема 400 основной полосы частот приема обычно маршрутизирует декодированные голосовые пакеты от вокодера на процессор аудио сигнала, но она также способна маршрутизировать декодированные пакеты через демодулятор данных. Поскольку неречевые данные были преобразованы в подобный шуму сигнал и закодированы вокодером в передатчике, вокодер приемника в состоянии эффективно декодировать данные с минимальным искажением. Декодированные пакеты непрерывно проверяются на внутриполосный сигнал синхронизации. Если сигнал синхронизации найден, тактирование кадра восстанавливается, и декодированные пакетные данные маршрутизируются на демодулятор данных. Декодированные пакетные данные демодулируются в сообщения. Сообщения деформатируются и выводятся. Последовательность протокола, содержащая синхронизацию, управление и сообщения, гарантирует надежное обнаружение и демодуляцию неречевых данных.
[00102] Голосовые пакеты принимаются по каналу 502 передачи данных в приемнике 495 и вводятся в декодер 390 вокодера, при этом декодированный голос генерируется и затем маршрутизируется через демультиплексор 320 на процессор аудио сигнала и громкоговоритель 315, генерирующий выходной аудио сигнал S310.
[00103] Как только сигнал синхронизации обнаружен на выходе S370 декодера вокодера посредством детектора 350 синхронизации, сигнал S360 блока управления демультиплексора Rx приема переключается на путь данных Rx приема в демультиплексоре 320 Rx приема. Пакеты вокодера декодируются декодером 390 вокодера и маршрутизируются демультиплексором 320 Rx приема на блок 380 тактирования Rx приема и затем на модем 330 данных Rx приема. Данные Rx приема демодулируются модемом 330 данных Rx приема и отправляются на блок деформатирования 301 сообщения данных, при этом выходные данные S300 становятся доступными пользователю или связанному с помощью интерфейса оборудованию.
[00104] Пример подходящего блока 301 деформатирования сообщения данных включает в себя схему для выполнения обратного перемежения данных сообщения S320 Rx приема, реализации декодирования управления ошибками, такого как гибридный автоматический повторный запрос на повторную передачу данных (HARQ), и для вычисления и проверки битов контроля при помощи цикличного избыточного кода (CRC). Подходящие выходные данные S300 могут включать в себя информацию интерфейса пользователя (UI), информацию позиции/местоположения пользователя, отметки времени, информацию датчика оборудования или другие подходящие данные.
[00105] Фиг.15A является подходящей примерной блок-схемой детектора синхронизации и контроллера 350 приемника, показанных на фиг.1. Выходной сигнал S370 декодера вокодера вводится в детектор 360 пачки импульсов синхронизации и детектор 351 преамбулы синхронизации. Детектор 360 пачки импульсов синхронизации обнаруживает переданный сигнал пачки импульсов синхронизации в выходном сигнале S370 декодера вокодера и генерирует индекс S351 синхронизации пачки импульсов. Детектор 351 преамбулы синхронизации обнаруживает переданный выходной сигнал преамбулы синхронизации в выводном сигнале S370 декодера вокодера и генерирует индекс S353 синхронизации преамбулы. Индекс S351 синхронизации пачки импульсов сигналов и индекс S353 синхронизации преамбулы вводятся в контроллер 370 детектора синхронизации. Контроллер 370 детектора синхронизации генерирует выходные сигналы управления S360 демультиплексором Rx приема, который маршрутизирует выходной сигнал S370 декодера вокодера на путь S326 данных или путь S325 аудио сигнала, S365 управления глушением аудио сигнала, который разрешает или запрещает выходной аудио сигнал S310 и S350 смещения тактирования, который выдает информацию тактирования битов на блок 380 тактирования Rx приема, чтобы выровнять данные S326 Rx приема для демодуляции.
[00106] Другой пример подходящего детектора 350 синхронизации показан на фиг.15B. Выходной сигнал S370 декодера вокодера вводится в память 352 и детектор 351 преамбулы синхронизации. Память 352 используется, чтобы сохранить самые последние выборки выходного сигнала S370 декодера вокодера, который включает в себя принятый выходной сигнал активизации. Подходящим примером памяти 352 является память "первым пришел-первым обслужен" (FIFO) или оперативная память (RAM). Детектор 351 преамбулы синхронизации обнаруживает переданный сигнал вывода преамбулы синхронизации в выходном сигнале S370 декодера вокодера и выводит сигнал SyncFlag (флаг синхронизации) S305. Сигнал S306 типа модуляции сигналов и флаг синхронизации SyncFlag S305 вводятся в контроллер 370 детектора синхронизации. Контроллер 370 детектора синхронизации генерирует сигнал S307 поиска модуляции, который используется для получения доступа к памяти 352, поиска принятого выходного сигнала активизации на основании сигнала S350 смещения тактирования и оценки выходного сигнала активизации, чтобы определить тип модуляции, используемой при передаче. Получающийся в результате обнаруженный тип модуляции выводится из памяти 352 как тип S306 модуляции. Контроллер 370 детектора синхронизации также генерирует выходные сигналы управления S360 демультиплексором Rx приема, который маршрутизирует выходной сигнал S370 декодера вокодера на путь данных или путь аудио сигнала, управления S365 глушением аудио сигнала, который разрешает или запрещает выходной аудио сигнал S310, и S350 смещения тактирования, которое выдает информацию тактирования битов на блок 380 тактирования Rx приема для выравнивания данных S326 Rx приема для демодуляции.
[00107] Пример подходящего детектора 360 пачки импульсов синхронизации показан на фиг.16. Выходной сигнал S370 декодера вокодера вводится в блок 361 вычисления мощности. Примеры подходящего блока 361 вычисления мощности включают в себя функциональный блок возведения в квадрат входного сигнала или функцию взятия абсолютного значения, вычисленную в отношении входного сигнала. Выходной сигнал S370 декодера вокодера также вводится в функциональный блок 362 микшера, где он умножается на синфазные и квадратурные компоненты опорной частотной синусоиды 1 363 и частотной синусоиды 2 364, чтобы генерировать компоненты преобразованного с понижением частоты сигнала на частоте 0 Гц. Выходные сигналы 362 микшера являются обработанными фильтром низких частот посредством LPF (ФНЧ) 365 для устранения высокочастотных произведений блока умножения в смешанном выходном сигнале. Примерная функция передачи подходящего LPF 365 имеет форму:
где c=0,0554, а1=2, a2=1, b1=-1,9742, b2=0,9744. Величина синфазного и квадратурного выходных сигналов LPF 365 вычисляются блоком 366 определения величины амплитуды и суммируются в сумматоре 367. Выходной сигнал сумматора 367 вводится на согласованный фильтр 368, который является согласованным для переданной последовательности пачки импульсов синхронизации. Согласованные фильтры известны в данной области техники. Выходной сигнал согласованного фильтра 368 ищется для максимального пика в блоке 369 поиска максимума. Как только максимум найден в блоке 369 поиска максимума, индекс, соответствующий смещению максимума во времени, выводится в сигнале индекса S351 синхронизации пачки импульсов.
[00108] Пример подходящего детектора 351 преамбулы синхронизации показан на фиг.17A. Выходной сигнал S370 декодера вокодера обрабатывается согласованным фильтром 368, который согласован с последовательностью преамбулы синхронизации. Затем выходной сигнал согласованного фильтра 368 вводится в блок 369 поиска максимума, который осуществляет поиск максимального пика. Как только максимум найден в блоке 369 поиска максимума, индекс, соответствующий смещению максимума во времени, выводится в индексе S353 синхронизации преамбулы.
[00109] Другой пример подходящего детектора 351 преамбулы синхронизации показан на фиг.17B. Выходной сигнал S370 декодера вокодера обрабатывается фильтром на этапе 452. Подходящим примером фильтра на этапе 452 является разреженный фильтр с коэффициентами, основанными на фильтрованном полосовым фильтром импульсном отклике последовательности преамбулы синхронизации. Разреженный фильтр имеет структуру с конечной импульсной характеристикой с некоторыми из коэффициентов, установленными в ноль, и приводит к уменьшению вычислительной сложности на основании меньшего количества требуемых множителей из-за нулевых коэффициентов. Разреженные фильтры известны в данной области техники. На этапе 453 выходной сигнал фильтра ищется для максимальных положительных и отрицательных пиков корреляции, которые соответствуют ожидаемому шаблону, на основании расстояния отрицательного и положительного пика корреляции. Например, 5 пиков должны быть найдены на этапе 453 на основании последовательности 245 преамбулы синхронизации, 3 положительных пиков, соответствующих корреляции с последовательностью 243 псевдослучайного шума (PN), и 2 отрицательных пиков, соответствующих корреляции с инвертированной версией последовательности 244 PN. В подходящем примере детектор синхронизации должен найти по меньшей мере 2 пика, чтобы объявить, что преамбула синхронизации обнаружена. На этапе 461 подсчитывают количество обнаруженных пиков, и если большинство пиков обнаружено, то флаг индикатора синхронизации устанавливается как Истина на этапе 460, указывая, что преамбула синхронизации была обнаружена. Подходящим примером большинства обнаруженных пиков являются 4 из 5 пиков, которые соответствуют ожидаемому шаблону. Если большинство пиков не обнаружено, затем управление переходит на этап 454, где временное расстояние между положительными пиками, найденными на этапе 453, сравнивается с ожидаемым расстоянием PeakDistT1. PeakDistT1 устанавливается как функция периода PN последовательности 242, поскольку фильтрование принятой преамбулы в зависимости от PN последовательности 242 должно обеспечивать временное расстояние между пиками корреляции, которое равно некоторому кратному периода. Если временное расстояние между положительными пиками находится как находящееся в диапазоне PeakDistT1, положительные амплитуды пиков затем проверяются в зависимости от порога PeakAmpT1 на этапе 455. Подходящим диапазоном для PeakDistT1 является плюс или минус 2 выборки. PeakAmpT1 является функцией амплитуд ранее найденных пиков. В подходящем примере PeakAmpT1 устанавливается таким образом, что пики, найденные на этапе 453, не отличаются по амплитуде больше, чем на коэффициент 3 и средняя пиковая амплитуда не превышает половину максимальной пиковой амплитуды, наблюдаемой до этой точки. Если или проверка временного расстояния положительного пика на этапе 454, или проверка амплитуды на этапе 455 дают неудачу, затем временное расстояние отрицательного пика проверяется на этапе 456. Если временное расстояние отрицательного пика находится в диапазоне PeakDistT2, затем отрицательные пиковые амплитуды проверяются в зависимости от порога PeakAmpT2 на этапе 457. Подходящим диапазоном для PeakDistT2 является плюс или минус 2 выборки. PeakDistT2 устанавливается как функция периода PN последовательности 242, и PeakAmpT2 устанавливается как функция амплитуд ранее найденных пиков. Если или проверка временного расстояния положительного пика на этапе 454 и проверка амплитуды положительного пика на этапе 455, или проверка временного расстояния отрицательного пика на этапе 456 и проверка амплитуды отрицательного пика на этапе 457 проходит, то флаг индикатора синхронизации устанавливается как Истина на этапе 460, указывая, что преамбула синхронизации была обнаружена. Если или проверка временного расстояния отрицательного пика на этапе 456, или проверка амплитуды отрицательного пика на этапе этапа 457 дают неудачу, затем флаг индикатора синхронизации устанавливается как Ложь на этапе 458, указывая, что преамбула синхронизации не была обнаружена. Должно быть понятно, что различные порядки и комбинации этапов достигнут одного и того же результата. Например, обнаружение большинства пиков на этапе 461 может быть сделано после проверки положительного пика этапов 454 и 455.
[00110] Пример подходящего контроллера 370 детектора синхронизации показан на фиг.18a. Этап 407 является точкой входа в контроллере, который инициализирует буферы памяти и конфигурирует начальное состояние приемника. На этапе 406 проверяется тип поиска синхронизации, указывая, ищется ли сигнал синхронизации в данных Rx приема или в пути аудио сигнала Rx приема. Этап 372 вводится, если поиск синхронизации осуществляется в пути аудио сигнала Rx приема. Используя индекс S351 синхронизации пачки импульсов, ищутся максимальные пачка импульсов и индекс синхронизации по ряду кадров обработки, N1 на этапе 372. Этап 373 определяет, проходят ли максимальные пачка импульсов и индекс синхронизации, которые ищутся на этапе 372, критерий успешного поиска. Пример подходящего критерия решения о поиске на этапе 373 имеет форму:
(Smaxmax ≥ThSB) и (iSmax ≤ Nsync - Nguard)
где Smaxmax является максимумом пачек импульсов синхронизации, найденных по N1 кадрам обработки, ThSB является порогом обнаружения пачки импульсов синхронизации, iSmax является максимальным индексом пачки импульсов синхронизации, Nsync является количеством кадров обработки, которые ищутся, и Nguard является периодом ожидания в кадрах обработки. Если пачка импульсов синхронизации не найдена, управление возвращается назад на этап 406, и поиск запускается повторно. Если пачка импульсов синхронизации найдена, управление переходит на этап 374, при этом сигнал S365 управления глушением аудио генерируется, чтобы предотвратить вывод пути аудио сигнала на громкоговоритель. На этапе 375, используя индекс S353 синхронизации преамбулы, ищутся максимальные преамбула и индекс синхронизации по количеству кадров обработки, N2. Этап 376 определяет, проходят ли максимальные преамбула и индекс синхронизации, которые ищутся на этапе 375, критерий успешного поиска. Пример подходящего критерия принятия решения поиска на этапе 376 имеет форму:
где Smaxmax является максимумом пачек импульсов синхронизации, найденных по N1 кадрам обработки, с1 и с2 являются коэффициентами масштабирования, zmaxmax является максимумом выходных сигналов согласованного фильтра 368 в детекторе 351 преамбулы синхронизации, P(iSmax) является максимальной мощностью, вводимой в блок 369 поиска максимума в детекторе 360 пачки импульсов синхронизации при индексе максимальной пачки импульсов синхронизации, iSmax. Если преамбула синхронизации не найдена на этапе 376, управление возвращается назад на этап 406, и поиск запускается повторно. Если преамбула синхронизации найдена, сигнал управления S360 демультиплексором Rx приема генерируется на этапе 378, чтобы переключиться на путь данных Rx приема в демультиплексоре 320. Затем управление переходит на 377, где вычисляется смещение S350 тактирования сигнала. Пример подходящего вычисления смещения тактирования имеет форму:
где izmax является индексом при максимуме выходного сигнала согласованного фильтра 368 в детекторе преамбулы 351 синхронизации по одному кадру, Nsync является количеством кадров обработки, которые ищутся, Nsamp является количеством выборок в одном кадре и kmax является фазой максимума выходного сигнала согласованного фильтра 368 в детекторе 351 преамбулы синхронизации по одному кадру. Затем управление переходит на этап 418, где модем 330 Rx приема разрешается с помощью сигнала разрешения S354 модема Rx приема, затем наконец возвращается назад на этап 406, и поиск запускается повторно. Этап 372a вводится, если в пути данных Rx приема осуществляется поиск синхронизации. Этапы 372a, 373a, 375a и 376a функционируют точно так же, как этапы 372, 373, 375 и 376 соответственно; главное отличие заключается в том, что путь аудио сигнала не подавляется и демультиплексор не переключается от Rx приема аудио на данные Rx приема, когда тип поиска синхронизации, проверяемый на этапе 406, является данными Rx приема.
[00111] Другой пример подходящего контроллера 370 детектора синхронизации показан на фиг.18b. Этап 407 является точкой входа в контроллере, который инициализирует буферы памяти и конфигурирует начальное состояние приемника. На этапе 406 проверяется тип поиска синхронизации, указывая, ищется ли сигнал синхронизации на пути данных Rx приема или пути аудио сигнала Rx приема. Затем управление переходит на этап 411, где разрешается детектор 351 преамбулы. Этап 412 проверяет SyncFlag S305 сигнала, указывающий, что преамбула синхронизации была найдена, затем подтверждает это посредством неоднократной проверки SyncFlag S305, в общей сложности N раз. Подходящим значением для N является 1 (т.е. только 1 преамбула обнаружена без подтверждения) для терминала 600 назначения и 3 для исходного терминала 100. Если преамбула синхронизации найдена, сигнал S365 управления глушением аудио сигнала генерируется, чтобы предотвратить вывод пути аудио на громкоговоритель. Затем сигнал S360 управления демультиплексором Rx приема генерируется на этапе 378, чтобы переключиться от пути аудио сигнала Rx приема на путь данных Rx приема в демультиплексоре 320. Затем управление возвращается назад на этап 377, где вычисляется смещение S350 тактирования сигнала. Пример подходящего вычисления смещения тактирования имеет форму:
PulsePosition является временным расстоянием от положительного пика корреляции для первого опорного момента времени, и может быть положительным или отрицательным значением. PeakDistance является расстоянием во времени между положительным пиком корреляции и отрицательным пиком корреляции. Примером подходящего первого опорного момента времени может быть некоторая позиция выборки относительно текущего принятого речевого кадра. Другой пример подходящего вычисления смещения тактирования имеет форму:
PulsePosition является временным расстоянием от отрицательного пика корреляции до второго опорного момента времени и может быть положительным или отрицательным значением. Примером подходящего второго опорного момента времени может быть некоторая позиция выборки относительно текущего принятого речевого кадра. Затем управление переходит на этап 414, где тип модуляции определяется с помощью сигнала поиска S307 модуляции посредством поиска в памяти 352 в заранее определенной позиции, при этом принятый выходной сигнал активизации должен быть сохранен. Затем управление переходит на этап 418, где модем 330 Rx приема разрешается с помощью сигнала S354 разрешения модема Rx приема. Схема демодуляции, используемая в блоке разрешения S354 модема Rx приема, определяется на этапе 418 посредством входного сигнала типа модуляции S306. Управление в конечном итоге возвращается назад на этап 406, и поиск запускается повторно. Этап 411a вводится, если синхронизация ищется в пути данных Rx приема. Этапы 411a и 412a функционируют точно так же, как этапы 411 и 412 соответственно; главное отличие заключается в том, что путь аудио сигнала не заглушается, и демультиплексор не переключается от аудио Rx приема к данным Rx приема, когда тип поиска синхронизации, проверяемый на этапе 406, является данными Rx приема. Должно быть понятно, что различные порядки и комбинации этапов будут достигать одного и того же результата. Например, этапы пути 374 аудио глушения и этап 378 переключения пути могут быть обменены без влияния на полное обнаружение синхронизации.
[00112] Фиг.19 является подходящей примерной блок-схемой тактирования 380 Rx приема, показанного на фиг.1. Тактирование 380 Rx приема используется, чтобы выровнять границу кадра модуляции в данных, выводимых от декодера 390 вокодера таким образом, чтобы могла иметь место демодуляция в модеме 330 данных Rx приема. Данные S326 Rx приема сигнала вводятся в буфер 381, где сохраняется несколько выборок. Подходящие примеры буфера 381 включают в себя память "первым пришел-первым обслужен" (FIFO) или оперативную память (RAM). Выборки из буфера 381 вводятся в блок 382 переменной задержки, где временная задержка применяется, чтобы выровнять границу кадра модуляции, соответствующую сигналу управления смещением S350 тактирования. Подходящая задержка, применяемая в блоке 382 переменной задержки, может быть любым количеством выборок от ноля до размера кадра-1. Задержанный сигнал выводится как настроенные данные S330 Rx приема.
[00113] Фиг.20 является подходящей примерной блок-схемой модема 330 данных Rx приема, показанного на фиг.1. Два сигнала демультиплексируются во времени от входного сигнала настроенных данных S330 Rx приема через демультиплексор модема данных 331 Rx приема; блок S332 глушения демультиплексора и данные S333 Rx приема демультиплексора. Глушение S332 демультиплексора является периодом отделения или глушения, который может существовать между последовательными принятыми сообщениями, и оно отделяется от настроенных данных S330 Rx приема сигнала, если сигнал отделения или глушения применялся в передатчике. Данные S333 Rx приема демультиплексора являются принятым модулированным сигналом сообщения, вводимым в демодулятор 335. Демодулятор 335 демодулирует биты информации принятого сообщения из настроенных данных S330 Rx приема. Модем 330 данных Rx приема использует границу кадра демодуляции, определенную посредством тактирования 380 Rx приема, и индикатор типа демодуляции, определенный контроллером 370 детектора синхронизации, чтобы определить позицию импульса сигнала данных и вычислить символ выходных данных на основании позиции импульса сигнала данных. Примером подходящего демодулятора является коррелятор согласованного фильтра, согласованный со всеми разрешенными циклическими смещениями формы импульса модуляции, применяемыми модулятором данных передачи. Другим примером подходящего демодулятора является коррелятор согласованного фильтра, согласованный с фильтрованной полосовым фильтром версией импульса, применяемого модулятором данных передачи, где полосовой фильтр представляет характеристики передачи канала.
СИСТЕМА
[00114] Фиг.21 является примерным случаем использования системы и способов, раскрытых в настоящем описании. Диаграмма представляет типичный пример системы чрезвычайного запроса, встроенной в транспортное средство (eCall). Дорожно-транспортное происшествие 950 показано как авария между двумя транспортными средствами. Другие подходящие примеры дорожно-транспортного происшествия 950 включают в себя множество дорожно-транспортных происшествий, единственное дорожно-транспортное происшествие, единственную спущенную шину транспортного средства, единственный сбой двигателя транспортного средства или другие происшествия, при этом сбои транспортного средства или пользователь нуждается в помощи. Система 951, встроенная в транспортное средство (IVS), расположена в одном или более транспортных средствах, вовлеченных в дорожно-транспортное происшествие 950, или может быть расположена непосредственно на пользователе. Система 951, встроенная в транспортное средство, может состоять из исходного терминала 100, описанного в настоящем описании. Система 951, встроенная в транспортное средство, связывается по беспроводному каналу, который может состоять из канала 501 восходящей линии связи и канала 502 нисходящей линии связи. Запрос передачи данных может быть принят системой, встроенной в транспортное средство, через канал передачи данных или может автоматически или вручную генерироваться в системе, встроенной в транспортное средство. Беспроводная вышка 955 принимает передачу от системы 951, встроенной в транспортное средство, и взаимодействует с проводной сетью, содержащей проводную восходящую линию связи 962 и проводную нисходящую линию связи 961. Подходящим примером беспроводной вышки 955 является вышка передачи данных сотового телефона, состоящая из антенны, приемопередатчиков и оборудования обратной передачи, известных в данной области техники, для взаимодействия с беспроводной восходящей линией связи 501 и нисходящей линией связи 502. Проводная сеть взаимодействует с точкой 960, отвечающей за общественную безопасность (PSAP), где информация о чрезвычайной ситуации, переданная системой 951, встроенной в транспортное средство, может быть принята, и управление и данные переданы. Точка 960, отвечающая за общественную безопасность, может содержать терминал 600 назначения, описанный в настоящем описании. Связь между системой 951, встроенной в транспортное средство, и точкой 960, отвечающей за общественную безопасность, достигается, используя диаграммы взаимодействия, описанные в следующих секциях.
[00115] Фиг.22 является примерной диаграммой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между исходным терминалом 100 и терминалом 600 назначения. В этом примере последовательность 810 передачи восходящей линии связи инициируется терминалом 600 назначения. Последовательность 800 передачи нисходящей линии связи является передачей сообщений синхронизации и данных от терминала 600 назначения на исходный терминал 100, и последовательность 810 передачи восходящей линии связи является передачей сообщений синхронизации и данных от исходного терминала 100 на терминал 600 назначения. Последовательность 800 передачи нисходящей линии связи инициируется во время t0 850 терминалом 600 назначения последовательностью 801 синхронизации. Подходящими примерами последовательности 801 синхронизации являются последовательности синхронизации, описанные на фиг.8A, фиг.8B и фиг.8C. Следом за последовательностью 801 синхронизации терминал 600 назначения передает сообщение 802 «Старт» (Start), чтобы дать команду исходному терминалу 100 начать передавать свою последовательность 810 передачи восходящей линии связи. Терминал 600 назначения продолжает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 802 «Старт», и он ждет ответа от исходного терминала 100. Во время t1 851 исходный терминал 100, приняв сообщение 802 «Старт» от терминала 600 назначения, начинает передавать свою собственную последовательность 811 синхронизации. Подходящими примерами последовательности 811 синхронизации являются последовательности синхронизации, описанные на фиг.8A, фиг.8B и фиг.8C. Следом за последовательностью 811 синхронизации исходный терминал 100 передает минимальный набор данных или сообщение 812 "MSD" на терминал 600 назначения. Подходящий пример данных, содержащий сообщение 812 MSD, включает в себя датчик или данные пользователя, отформатированные блоком форматирования 210 сообщения данных. Во время t2 852 терминал 600 назначения, приняв сообщение 811 синхронизации от исходного терминала 100, начинает передавать отрицательное подтверждение или сообщение 803 "NACK" на исходный терминал 100. Терминал 600 назначения продолжает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK" до тех пор, пока он не примет успешно сообщение 812 MSD от исходного терминала 100. Подходящий пример успешного приема сообщения 812 MSD включает в себя верификацию контроля при помощи циклического избыточного кода, выполняемого в отношении сообщения 812 MSD. Во время t3 853 терминал 600 назначения, успешно приняв сообщение MSD, начинает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 804 подтверждения или "ACK". Исходный терминал 100 может попытаться послать сообщение 812 MSD множество раз (813, 814) до тех пор, пока он не примет сообщение 804 "ACK". В подходящем примере, если исходный терминал 100 пытается послать сообщение MSD более 8 раз, где каждая попытка является различной версией избыточности, он переключается на более устойчивую схему модуляции, идентифицированную сигналом S236 активизации. Подходящий пример более устойчивой схемы модуляции включает в себя увеличение продолжительности кадра модуляции TMF, в то же время поддерживая постоянное количество моментов времени, как описано ранее. Во время t4 854 исходный терминал 100, приняв сообщение 804 "ACK" от терминала 600 назначения, прекращает передачу сообщения 814 MSD. В подходящем примере повторная передача запрашивается терминалом 600 назначения с помощью передачи начального сообщения 802 снова после того, как заранее определенное количество сообщений 804 "ACK" будет послано терминалом 600 назначения.
[00116] Фиг.23A является другой примерной диаграммой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между исходным терминалом 100 и терминалом 600 назначения. В этом случае последовательность 810 передачи восходящей линии связи инициируется исходным терминалом 100. Последовательность 810 передачи восходящей линии связи инициируется во время t0 850a исходным терминалом 100 голосовыми данными 815 посредством конфигурации основной полосы частот 200 передачи исходного терминала 100 на путь аудио S225 Tx передачи. Во время t1 851a исходный терминал 100 конфигурирует основную полосу частот 200 передачи на путь данных S230 Tx передачи и начинает передавать свою последовательность 811 синхронизации, за которой следует сообщение 812 MSD. Во время t2 852a терминал 600 назначения, приняв сообщение 811 синхронизации от исходного терминала 100, начинает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK" на исходный терминал 100. Терминал 600 назначения продолжает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK" до тех пор, пока он успешно не примет сообщение MSD от исходного терминала 100. Во время t3 853 терминал 600 назначения, успешно приняв сообщение 813 MSD, начинает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 804 подтверждения или "ACK". Исходный терминал 100 может попытаться послать сообщение 812 MSD множество раз до тех пор, пока он не примет сообщение 804 "ACK", где каждая попытка является различной версией избыточности. Во время t4 854 исходный терминал 100, приняв сообщение 804 "ACK" от терминала 600 назначения, прерывает передачу сообщения 814 MSD.
[00117] Фиг.23B является другой примерной диаграммой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между исходным терминалом 100 и терминалом 600 назначения. В этом случае последовательность передачи 810 восходящей линии связи инициируется исходным терминалом 100. Вместо того чтобы передавать голосовые данные по восходящей линии связи, чтобы инициировать передачу, исходный терминал 100 передает чередующиеся синхронизацию 811 и сообщение 805 "Послать" (SEND) во время t0 850b. Во время t1 851b терминал 600 назначения, приняв сообщение 805 "Послать" от исходного терминала 100, передает чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 802 «Старт». Во время t2 852b исходный терминал 100, приняв сообщение 802 «Старт» от терминала 600 назначения, передает последовательность 811 синхронизации, за которой следует сообщение 812 MSD, на терминал 600 назначения. Во время t3 853b терминал 600 назначения, приняв сообщение 811 синхронизации от исходного терминала 100, передает чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK" на исходный терминал 100. Во время t4 854b терминал 600 назначения, успешно приняв сообщение MSD, передает чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 804 "ACK". После приема сообщения 804 "ACK" от терминала 600 назначения, исходный терминал 100 прерывает передачу сообщения MSD.
[00118] Фиг.24A является примерной диаграммой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между исходным терминалом 100 и терминалом 600 назначения. В этом случае данные запрашиваются и передаются как исходным терминалом 100, так и терминалом 600 назначения по восходящей линии связи и нисходящей линии связи, соответственно, в поддержку двунаправленной передачи данных. Последовательность 800 передачи нисходящей линии связи инициируется во время t0 850 терминалом 600 назначения с чередующимися последовательностью 801 синхронизации и сообщением 802 «Старт». Во время t1 851 исходный терминал 100, приняв сообщение 802 «Старт» от терминала 600 назначения, начинает передавать свою последовательность 811 синхронизации, за которой следуют данные 812. Во время t2 852 терминал 600 назначения передает чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK" до тех пор, пока он успешно не примет данные 812 от исходного терминала 100, после чего терминал 600 назначения затем посылает чередующиеся последовательность 801 синхронизации и сообщение 804 "ACK". Во время t4 854 исходный терминал 100, приняв сообщение 804 "ACK" от терминала 600 назначения, прерывает свою передачу данных. Во время t5 855 терминал 600 назначения передает чередующиеся последовательность 801 синхронизации и сообщение 805 "Послать", указывающее запрос передачи данных по нисходящей линии связи. Во время t6 856 исходный терминал 100 после обнаружения сообщения 805 "Послать" отвечает чередующимися последовательностью 811 синхронизации и сообщением 816 «Старт». Во время t7 857 терминал 600 назначения, после обнаружения сообщения 816 «Старт», отвечает последовательностью 801 синхронизации, за которой следуют данные 806. Во время t8 858 исходный терминал 100 передает чередующиеся последовательность 811 синхронизации и сообщение 817 "NACK" до тех пор, пока он успешно не примет данные 806 от терминала 600 назначения, на который во время t9 859 исходный терминал 100 посылает чередующиеся последовательность 811 синхронизации и сообщение 818 "ACK". Во время t10 860 терминал 600 назначения, приняв сообщение 818 "ACK" от исходного терминала 100, прерывает передачу своих данных 806. Специалисту в данной области техники понятно, что взаимодействия, описанные в настоящем описании, являются симметрическими и могут быть инициированы исходным терминалом 100. Специалисту в данной области техники также понятно, что последовательность синхронизации, сообщение "Старт", сообщение NACK и сообщение ACK могут быть одними и теми же или различными последовательностями между сообщениями, переданными по нисходящей линии связи и по восходящей линии связи.
[00119] Фиг.24B является другой примерной диаграммой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между исходным терминалом 100 и терминалом 600 назначения, в котором данные запрашиваются и передаются как исходным терминалом 100, так и терминалом 600 назначения по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи, соответственно. Различие между взаимодействиями согласно фиг.24B и фиг.24A имеет место в t3 853. В этом примере чередующиеся синхронизация 801 и сообщение 805 "Послать" передаются терминалом 600 назначения вместо чередующихся синхронизации и сообщения "ACK". В этом примере сообщение 805 "Послать" служит для индикации того, что терминал 600 назначения успешно принял данные 812 исходного терминала 100, и это приводит к исходному терминалу 100, прерывающему свою передачу данных в t4 854. Сообщение "Послать" также указывает запрос от терминала 600 назначения, чтобы послать данные по нисходящей линии связи.
[00120] Фиг.25 является примерной диаграммой составления пакета данных передачи, в которой длина данных пользователя меньше, чем длина пакета данных передачи. Сегмент 900 данных пользователя объединяется в пакет 806 или 812 данных передачи наряду с предшествующим индикатором 910 длины и последующей последовательностью битов 911 заполнения, которая служит для заполнения данных до конца пакета данных передачи. Подходящим примером индикатора 910 длины является значение от 1до 3 байтов, указывающее длину сегмента 900 данных пользователя. Подходящий пример длины пакета 806 или 812 данных передачи может составлять 100-200 байтов. Подходящий пример битов 911 заполнения включает в себя двоичное значение "0". Специалисту в данной области техники понятно, что биты 911 заполнения могут содержать двоичное значение "1" или могут содержать шаблон из двоичных значений "1" и "0".
[00121] Фиг.26 является примерной диаграммой составления пакета данных передачи, в котором длина данных пользователя больше, чем длина пакета данных передачи. Данные 900 пользователя разбиваются на множественные сегменты таким образом, что первый сегмент плюс индикатор длины равен длине пакета данных передачи, и последующие сегменты равны длине пакета данных передачи. Если данные пользователя не являются целым кратным длины пакета данных передачи, то последний сегмент содержит заполнение. В примере на фиг.26 данные пользователя разбиваются на два сегмента. Первый сегмент 901 данных пользователя объединяется в пакет 806 или 812 данных передачи вместе с предшествующим индикатором 910 длины. Второй сегмент 902 данных пользователя объединяется в пакет 806 или 812 данных передачи, и поскольку сегмент меньше, чем длина пакета данных передачи, используется заполнение 911, чтобы заполнить данные до конца пакета данных передачи.
[00122] Фиг.27A является примерной диаграммой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, в которых длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи. Инициированный сообщениями «Старт» запрашивающего терминала или в передаче нисходящей линии связи 800 или в передаче восходящей линии связи 810 во время t20 870, первый пакет 806 или 812 данных передачи, состоящий из индикатора 910 длины и первого сегмента 901 данных пользователя, передается отвечающим терминалом. Во время t21 871, так как отвечающий терминал еще не принял сообщение ACK, он снова начинает передавать данные пользователя во второй попытке 903. Во время t22 872 отвечающий терминал, приняв сообщение ACK, прерывает передачу первого пакета 806 или 812 данных. Во время t23 873 запрашивающий терминал, после оценки индикатора 910 длины для определения, сколько ожидается сегментов, запрашивает следующий пакет 806 или 812 данных передачи посредством передачи начальных сообщений на отвечающий терминал. Во время t24 874 отвечающий терминал, приняв начальное сообщение от запрашивающего терминала, начинает передавать следующий пакет 806 или 812 передачи данных, содержащий следующий сегмент 902 данных пользователя и заполнение 911 (в этом примере следующий пакет данных передачи является последним пакетом данных). Во время t25 875 отвечающий терминал, приняв сообщение ACK, прерывает свою передачу данных. Специалисту в данной области техники понятно, что взаимодействия, описанные в настоящем описании, являются симметричными, посредством чего запрашивающий и отвечающий терминалы могут быть или исходным терминалом 100, или терминалом 600 назначения. Специалисту в данной области техники также понятно, что данные пользователя могут охватить больше, чем два пакеты 806 или 812 данных передачи.
[00123] Фиг.27B является другой примерной диаграммой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, в которых длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи. В этом примере, после того как первый пакет 806 или 812 данных передачи запрашивается с помощью сообщений «Старт», переданных запрашивающим терминалом, последующие пакеты 806 или 812 данных передачи автоматически передаются отвечающим терминалом на основании приема сообщения ACK от запрашивающего терминала. В этом примере запрашивающий терминал не передает сообщения «Старт», чтобы инициировать передачу последующего пакета 806 или 812 данных передачи от отвечающего терминала. Во время t31 881 отвечающий терминал, приняв сообщение ACK, прерывает передачу первого пакета данных и затем немедленно начинает передавать следующий пакет 806 или 812 данных передачи, отделенный только последовательностью синхронизации. Во время t32 882 запрашивающий терминал, приняв последовательность синхронизации, начинает передавать сообщения NACK до тех пор, пока он успешно не примет пакет данных 806 или 812 передачи. Во время t33 883, успешно приняв пакет 806 или 812 данных передачи, запрашивающий терминал начинает передавать сообщения ACK. Во время t34 884 отвечающий терминал, принимавший сообщение ACK, прерывает передачу пакета данных 806 или 812 передачи.
[00124] Фиг.27C является еще одной примерной диаграммой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, в которых длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи. В этом примере после того, как первый пакет 806 или 812 данных передачи запрашивается с помощью сообщений «Старт», переданных запрашивающим терминалом, последующие пакеты 806 или 812 данных передачи автоматически передаются отвечающим терминалом на основании приема сообщения ACK от запрашивающего терминала. В этом примере запрашивающий терминал не передает сообщения «Старт», чтобы инициировать передачу пакета 806 или 812 данных передачи от отвечающего терминала, и при этом запрашивающий терминал не передает сообщения NACK. Во время t41 891 отвечающий терминал, приняв сообщение ACK, прерывает передачу первого пакета данных и затем немедленно начинает передавать следующий пакет 806 или 812 данных передачи, отделенный только последовательностью синхронизации. Во время t42 892, успешно приняв пакет данных 806 или 812 передачи, запрашивающий терминал начинает передавать сообщения ACK. Как только отвечающий терминал принимает сообщения ACK, он прерывает передачу пакета 806 или 812 данных передачи.
[00125] Фиг.27D является другой примерной диаграммой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, в которых длина данных пользователя больше, чем размер пакета передачи. Фиг.27D является альтернативой для примерной диаграммы взаимодействия, показанной на фиг.27B. В примере на фиг.27D промежуток времени в t32 882 между сообщением ACK запрашивающего терминала для первого сегмента 903 данных пользователя, и сообщением NACK для следующего сегмента 902 данных пользователя, устраняется. Это помогает поддерживать тактирование в отвечающем терминале таким образом, что оно не должно нуждаться в повторной синхронизации для последовательности синхронизации запрашивающего терминала.
[00126] Специалисту в данной области техники понятно, что отвечающие терминалы могут автоматически передавать пакеты данных вслед за первым пакетом данных, не передавая разделитель последовательности синхронизации. В этом случае последовательность синхронизации посылается до первого пакета 806 или 812 данных передачи, затем, после приема сообщений ACK, отвечающий терминал автоматически передает последующий пакет данных, не посылая синхронизацию. Специалисту в данной области техники также понятно, что индикатор 910 длины может также быть передан с другими сегментами данных в дополнение к первому.
[00127] В диаграммах взаимодействия, раскрытых в настоящем описании, могут существовать условия возникновения ошибок, на которые нужно отвечать, и которые обрабатываются заранее определенным способом. Следующие секции обеспечивают примеры в отношении обработки условия возникновения ошибок, соответствующей диаграммам взаимодействия, раскрытым в настоящем описании. В каждом примере условие возникновения ошибок изложено наряду с соответствующим описанием ответа. Специалисту в данной области техники понятно, что обработка ошибки, описанная в настоящем описании, может одинаково применяться к исходному терминалу или терминалу назначения как в однонаправленных, так и в двунаправленных вариантах осуществления.
[00128] Примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал не обнаруживает переданную преамбулу синхронизации. В примерном ответе исходный терминал задерживает передачу сообщения MSD до тех пор, пока заранее определенное количество преамбул синхронизации не будет обнаружено.
[00129] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал некорректно обнаруживает преамбулу синхронизации. В примерном ответе исходный терминал задерживает передачу сообщения MSD до тех пор, пока заранее определенное количество обнаруженных преамбул синхронизации не приведет к одному и тому же смещению выборки.
[00130] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал ложно обнаруживает преамбулу синхронизации, хотя не было ни одной фактически переданной. В примерном ответе исходный терминал игнорирует ложно обнаруженные преамбулы синхронизации. Исходный терминал только инициирует передачу MSD, если заранее определенное количество обнаруженных преамбул синхронизации приведет к одной и той же оценке смещения выборки.
[00131] Другое примерное условия возникновения ошибок имеет место, когда терминал назначения не обнаруживает переданную преамбулу синхронизации. В примерном ответе терминал назначения не начинает декодировать сообщение MSD, но продолжает передавать сообщения «Старт», чтобы инициировать исходный терминал для повторного инициирования передачи MSD после того, как заранее определенное количество сообщений «Старт» будет принято (включая последовательность преамбулы синхронизации).
[00132] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда терминал назначения некорректно обнаруживает преамбулу синхронизации. В примерном ответе терминал назначения некорректно декодирует принятые данные MSD во всех версиях избыточности. На основании некорректно декодированных данных терминал назначения может повторно инициировать передачу MSD посредством посылки сообщений «Старт» на исходный терминал.
[00133] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда терминал назначения ложно обнаруживает преамбулу синхронизации, хотя не было ни одной фактически переданной. Ответа нет, так как вероятность этого случая очень низка. Терминал назначения не начинает контролировать свой принятый сигнал до тех пор, пока он не будет ожидать преамбулу синхронизации от исходного терминала.
[00134] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал неправильно интерпретирует сообщение «Старт» как сообщение NACK. В примерном ответе, если передача MSD не началась, исходный терминал задерживает передачу MSD до тех пор, пока он не примет сообщение «Старт». В другом примерном ответе, если передача MSD продолжается, исходный терминал задерживает повторную инициализацию этой передачи.
[00135] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал неправильно интерпретирует сообщение «Старт» как сообщение ACK. В примерном ответе, если передача MSD не началась, исходный терминал игнорирует любое сообщение ACK. В другом примерном ответе исходный терминал игнорирует ACK, если предыдущие сообщения интерпретировались как сообщение «Старт». В еще одном примерном ответе, если предыдущие сообщения были сообщениями NACK, исходный терминал переходит в режим ожидания и завершает передачу MSD, если следующее сообщение тоже интерпретируется как ACK. В еще одном примерном ответе, если предыдущее сообщение интерпретировалось как ACK, исходный терминал ошибочно завершает передачу MSD. Вероятность этого события низка, однако, если оно действительно имеет место, терминал назначения может повторно инициировать передачу, снова посредством посылки запроса с сообщениями «Старт».
[00136] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал неправильно интерпретирует сообщение NACK как сообщение «Старт». В примерном ответе единственное NACK, который интерпретируется как «Старт», не имеет влияния на передачу MSD. В другом примерном ответе последовательность сообщений NACK, которые интерпретируются как сообщения «Старт», может вынуждать передатчик исходного терминала повторно инициировать MSD. Терминал назначения не ожидает этого и откажет в приеме входящих данных, реализуя это посредством некорректно декодированных данных. На основании некорректно декодированных данных терминал назначения может запросить исходный терминал повторно инициировать передачу посредством посылки сообщения «Старт».
[00137] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал неправильно интерпретирует сообщение NACK как сообщение ACK. В примерном ответе, если предыдущее сообщение интерпретировалось как сообщение «Старт», исходный терминал игнорирует любое сообщение ACK. В другом примерном ответе, если предыдущее сообщение интерпретировалось как сообщение NACK, исходный терминал ждет другое сообщение ACK. Если следующее сообщение не является другим сообщением ACK, текущее сообщение ACK игнорируется. В еще одном примерном ответе, если предыдущее сообщение было также ошибочно обнаружено как сообщение ACK, исходный терминал может завершить передачу MSD, хотя терминал назначения еще корректно не принял MSD. Вероятность этого события низка, однако, если оно действительно имеет место, терминал назначения может повторно инициировать передачу, снова посредством посылки запроса с сообщениями «Старт».
[00138] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал неправильно интерпретирует сообщение ACK как сообщение «Старт». В примерном ответе исходный терминал не прервет передачу дополнительных версий избыточности MSD, так как обычным условием прерывания является прием заранее определенного количества сообщений ACK. Если больше последующих сообщений интерпретируется как сообщения Начать (START), исходный терминал может повторно инициировать передачу MSD. В конечном счете терминал назначения прекратит передавать сообщения. Исходный терминал в конечном счете определит, что терминал назначения больше не передает кадры синхронизации, и выполнит сброс самого себя, таким образом останавливая дополнительные передачи.
[00139] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал неправильно интерпретирует сообщение ACK как сообщение NACK. В примерном ответе исходный терминал продолжит передавать версии избыточности до тех пор, пока сообщения ACK не будут обнаружены корректно. В конечном счете терминал назначения прекратит передавать сообщения. Исходный терминал в конечном счете определит, что терминал назначения больше не передает кадры синхронизации, и выполнит сброс самого себя, таким образом останавливая дополнительные передачи.
[00140] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда исходный терминал определяет, что принятое сообщение является ненадежным. В примерном ответе, если принятые сообщения являются сообщениями «Старт», исходный терминал продолжает считать ненадежные сообщения, но с более низким коэффициентом взвешивания, чем если бы сообщения были приняты с надежным определением. Последующее инициирование события на основании подсчета принятых сообщений потребует большего заранее определенного количества принятых ненадежных сообщений против того, если бы сообщения были приняты с надежным определением. В другом примерном ответе, если ненадежные принятые сообщения являются сообщениями NACK или сообщениями ACK, исходный терминал может проигнорировать эти сообщения.
[00141] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда терминал назначения не способен обнаружить переданный MSD из-за шума или других искажений канала. В примерном ответе, после попытки декодировать заранее определенное количество версий избыточности, терминал назначения может запросить исходный терминал повторно инициировать передачу посредством посылки сообщения «Старт». В повторно инициированной передаче исходный терминал может использовать устойчивый модулятор, который менее подвержен шуму и другим искажениям канала.
[00142] Другое примерное условие возникновения ошибок имеет место, когда терминал назначения не может оценить сигнал активизации корректно. В примерном ответе, если терминал назначения считает обнаружение сигнала активизации ненадежным, он выбирает режим быстрой (или нормальной) модуляции для первой попытки демодуляции данных MSD. Для любого другого набора заранее определенного количества принятых версий избыточности данных MSD терминал назначения может использовать режим устойчивой модуляции для демодуляции данных.
[00143] Таким образом, в настоящем описании раскрываются устройство и способ надежной и эффективной передачи данных внутри полосы через речевой кодек в системе беспроводной связи. Специалисты в данной области техники поймут, что информация и сигналы могут быть представлены, используя любое множество различных технологий и способов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты и символы, на которые можно сослаться на протяжении всего вышеупомянутого описания, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любой их комбинацией. Кроме того, хотя варианты осуществления описаны, прежде всего, в отношении системы беспроводной связи, описанные способы могут применяться к другим внутриполосным системам передачи данных, которые являются стационарными (не портативными) или не включают беспроводной канал.
[00144] Специалисты в данной области техники дополнительно оценят, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные в соединении с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы как электронное аппаратное обеспечение, программное обеспечение или их комбинации. Чтобы ясно иллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного обеспечения и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были в целом описаны выше в отношении их функциональных возможностей. Реализованы ли такие функциональные возможности как аппаратное обеспечение или программное обеспечение, зависит от конкретного приложения и ограничений структуры, наложенных на целую систему. Специалисты в данной области техники могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного приложения, но такие решения реализации не должны интерпретироваться как служащие причиной отхода от объема охраны настоящего изобретения.
[00145] Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в соединении с аспектами, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы или выполнены процессором общего назначения, цифровым сигнальным процессором (DSP), специализированной интегральной схемой (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицей (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, логикой на дискретных элементах или транзисторах, дискретными компонентами аппаратного обеспечения или любой их комбинацией, сконструированной для выполнения функций, описанных в настоящем описании. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но в альтернативе процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может также быть реализован в качестве комбинации вычислительных устройств, например комбинации DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в связи с ядром DSP или любой другой подходящей конфигурации.
[00146] Этапы способа или алгоритма, описанного в соединении с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем описании, могут непосредственно осуществляться в аппаратном обеспечении, модуле программного обеспечения, выполняемом процессором, или в их комбинации. Модуль программного обеспечения может постоянно находиться в памяти RAM, флэш-памяти, памяти ROM, памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, жестком диске, сменном диске, CD-ROM или любой другой форме запоминающего носителя, известного в данной области техники. Запоминающий носитель подсоединяется к процессору таким образом, что процессор может считать информацию и записать информацию на запоминающий носитель. В альтернативе запоминающий носитель может быть неотъемлемой частью процессора. Процессор и запоминающий носитель могут постоянно находиться в ASIC. В альтернативе процессор и запоминающий носитель могут постоянно находиться как дискретные компоненты в терминале пользователя.
[00147] Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления обеспечивается, чтобы позволить любому специалисту в данной области техники создать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации для этих вариантов осуществления будут очевидны для специалистов в данной области техники, и характерные принципы, определенные в настоящем описании, могут применяться к другим вариантам осуществления, не отступая от сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не предназначается, чтобы быть ограниченным вариантами осуществления, показанными в настоящем описании, но оно должно получить самую широкую интерпретацию, совместимую с принципами и новыми признаками, раскрытыми в настоящем описании.
1. Способ управления двунаправленными передачами данных от терминала назначения в системе внутриполосной передачи данных, причем способ содержит:
передачу посланного сигнала от терминала назначения;
прерывание передачи посланного сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, причем первый принятый сигнал указывает успешный прием посланного сигнала от исходного терминала;
передачу сигнала синхронизации от терминала назначения;
передачу сегмента данных пользователя от терминала назначения, используя первую схему модуляции;
прерывание передачи сегмента данных пользователя после обнаружения второго принятого сигнала, причем второй принятый сигнал указывает успешный прием сегмента данных пользователя от исходного терминала, и
переключение на вторую схему модуляции, если терминал назначения принимает заранее определенное количество третьего принятого сигнала, причем третий принятый сигнал указывает неудачный прием сегмента данных пользователя от исходного терминала.
2. Способ по п.1, в котором передаче посланного сигнала предшествуют:
передача стартового сигнала от терминала назначения;
прерывание передачи стартового сигнала после обнаружения четвертого принятого сигнала, причем четвертый принятый сигнал указывает успешный прием стартового сигнала от исходного терминала;
передача сигнала NACK от терминала назначения, посредством которого исходный терминал вынуждают ответить первым заранее определенным способом;
прерывание передачи сигнала NACK после обнаружения успешно принятого исходного сообщения данных терминала;
передача сигнала ACK от терминала назначения, посредством которого исходный терминал вынуждают ответить вторым заранее определенным способом; и
прерывание передачи сигнала ACK после того, как заранее определенное количество сигналов ACK было передано.
3. Способ по п.1, в котором посланный сигнал содержит сигнал синхронизации, за которым следует посланное сообщение.
4. Способ по п.2, в котором стартовый сигнал содержит сигнал синхронизации, за которым следует стартовое сообщение.
5. Способ по п.2, в котором сигнал NACK содержит сигнал синхронизации, за которым следует сообщение NACK.
6. Способ по п.2, в котором сигнал ACK содержит сигнал синхронизации, за которым следует сообщение ACK.
7. Способ по п.2, в котором успешно принятое сообщение данных исходного терминала является сообщением данных, верифицированным посредством контроля при помощи циклического избыточного кода.
8. Устройство для управления двунаправленными передачами данных от терминала назначения в системе внутриполосной передачи данных, содержащее:
процессор;
память, находящуюся в электронной связи с процессором; и
команды, сохраненные в памяти, причем команды способны выполнять этапы:
передача посланного сигнала от терминала назначения;
прерывание передачи посланного сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, причем первый принятый сигнал указывает успешный прием посланного сигнала от исходного терминала;
передача сигнала синхронизации от терминала назначения;
передача сегмента данных пользователя от терминала назначения, используя первую схему модуляции;
прерывание передачи сегмента данных пользователя после обнаружения второго принятого сигнала, причем второй принятый сигнал указывает успешный прием сегмента данных пользователя от исходного терминала, и
переключение на вторую схему модуляции, если терминал назначения принимает заранее определенное количество третьего принятого сигнала, причем третий принятый сигнал указывает неудачный прием сегмента данных пользователя от исходного терминала.
9. Устройство по п.8, в котором память дополнительно содержит команды, причем команды способны выполнять следующие этапы, предшествующие этапу передачи посланного сигнала:
передача стартового сигнала от терминала назначения;
прерывание передачи стартового сигнала после обнаружения четвертого принятого сигнала, при этом четвертый принятый сигнал указывает успешный прием стартового сигнала от исходного терминала;
передача сигнала NACK от терминала назначения, посредством которого исходный терминал вынуждают ответить первым заранее определенным способом;
прерывание передачи сигнала NACK после обнаружения успешно принятого исходного сообщения данных терминала;
передача сигнала ACK от терминала назначения, посредством которого исходный терминал вынуждают ответить вторым заранее определенным способом; и
прерывание передачи сигнала ACK после того, как заранее определенное количество сигналов ACK было передано.
10. Устройство по п.8, в котором посланный сигнал состоит из сигнала синхронизации, за которым следует посланное сообщение.
11. Устройство по п.9, в котором стартовый сигнал состоит из сигнала синхронизации, за которым следует стартовое сообщение.
12. Устройство по п.9, в котором сигнал NACK состоит из сигнала синхронизации, за которым следует сообщение NACK.
13. Устройство по п.9, в котором сигнал ACK состоит из сигнала синхронизации, за которым следует сообщение ACK.
14. Устройство по п.9, в котором успешно принятое сообщение данных исходного терминала является сообщением данных, верифицированным посредством контроля при помощи циклического избыточного кода.
15. Устройство для управления двунаправленными передачами данных от терминала назначения в системе внутриполосной передачи данных, содержащее:
средство для передачи посланного сигнала от терминала назначения;
средство для прерывания передачи посланного сигнала после обнаружения первого принятого сигнала, причем первый принятый сигнал указывает успешный прием посланного сигнала от исходного терминала;
средство для передачи сигнала синхронизации от терминала назначения;
средство для передачи сегмента данных пользователя от терминала назначения, используя первую схему модуляции;
средство для прерывания передачи сегмента данных пользователя после обнаружения второго принятого сигнала, причем второй принятый сигнал указывает успешный прием сегмента данных пользователя от исходного терминала,
средство для переключения на вторую схему модуляции, если терминал назначения принимает заранее определенное количество третьего принятого сигнала, причем третий принятый сигнал указывает неудачный прием сегмента данных пользователя от исходного терминала.
16. Устройство по п.15, в котором средству для передачи посланного сигнала предшествуют:
средство для передачи стартового сигнала от терминала назначения;
средство для прерывания передачи стартового сигнала после обнаружения четвертого принятого сигнала, в котором четвертый принятый сигнал указывает успешный прием стартового сигнала от исходного терминала;
средство для передачи сигнала NACK от терминала назначения, посредством которого исходный терминал вынуждают ответить первым заранее определенным способом;
средство для прерывания передачи сигнала NACK после обнаружения успешно принятого исходного сообщения данных терминала;
средство для передачи сигнала ACK от терминала назначения, посредством которого исходный терминал вынуждают ответить вторым заранее определенным способом; и
средство для прерывания передачи сигнала ACK после того, как заранее определенное количество сигналов ACK было передано.
