СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ПАКЕТА ДАННЫХ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2003 года по МПК H04B7/26 

Настоящее изобретение относится к системе радиопередачи и радиоприема, а более конкретно к устройству и к способу пакетирования данных радиосвязи для передачи/приема мультимедийных данных, включающих в себя видеоданные, в системе радиопередачи и радиоприема.

Предшествующий уровень техники
В общем случае радиопередатчик и радиоприемник, использующие стандарт этапа 1 в системе множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) каналов (CDMA 2000), образованы основными уровнями, показанными на фиг.1. Относящиеся к кодеру-декодеру стандарты, такие как Н.324М, Н.323 и Т.120, соответствуют уровню прикладных программ. Физический уровень выполняет канальное кодирование, псевдошумовое расширение и модуляцию. Уровень управления доступом к среде передачи данных (УДС) включает в себя модуль сигнализации (не показан) и протокол линии радиосвязи (ПЛРС) (не показан), причем ПЛРС преобразует полезную информацию уровня прикладных программ, передаваемую по каналу радиосвязи, во входной формат на физическом уровне. Физический уровень среди этих трех уровней главным образом реализован аппаратными средствами, и его гибкость мала, поскольку его аппаратные средства определяются стандартом. Однако гибкость может быть придана уровню прикладных программ, учитывая его независимую от сети часть.

Как показано на фиг.2, один ПЛРС соответствует каждой из ряда N прикладных программ (прикладная программа 1, прикладная программа 2,... и прикладная программа N). ПЛРС связан с физическим уровнем 240 через подуровень 230 мультиплексирования (МП).

Подуровень 230 МП адаптивно мультиплексирует N принятых ПЛРС в модуль данных протокола (МДП). Модуль данных протокола мультиплексирования (МДПМП) доступен в случае, когда частота передачи ошибочных битов канала меньше, чем 10^-6.

В кадре ПЛРС типа 3 на фиг.3 ссылочная позиция 310 обозначает идентификацию указателя услуги (ИУУ), ссылочная позиция 320 обозначает произвольную пользовательскую область и ссылочная позиция 330 обозначает полезную информацию, которая принимается с уровня прикладных программ. Однако в обычной системе радиопередачи и радиоприема, использующей структуру кадра по фиг.3, когда даже часть полей 310 и 320 заголовка повреждена, получателю невозможно узнать точную длину поля ДАННЫЕ, и поэтому ПЛРС декодирование невозможно.

Сущность изобретения
Чтобы решить вышеупомянутые проблемы, первой задачей настоящего изобретения является создание способа пакетирования данных радиосвязи для увеличения устойчивости по отношению к ошибкам при сокращении непроизводительных затрат так, чтобы мультимедийные данные, включающие в себя видеоданные, могли быть использованы в среде радиосвязи.

Вторая задача настоящего изобретения состоит в создании устройства пакетирования данных радиосвязи, в котором осуществлен способ пакетирования для радиосвязи.

Третья задача настоящего изобретения состоит в создании способа декодирования пакета данных радиосвязи, в котором пакетированные данные кадра декодируются способом пакетирования данных радиосвязи.

Четвертая задача настоящего изобретения состоит в создании устройства приема пакета данных радиосвязи, в котором осуществлен способ декодирования пакета данных радиосвязи.

Соответственно, решение первой задачи обеспечивается в способе пакетирования данных в системе радиосвязи для передачи и/или приема мультимедийных данных в беспроводной сети. Способ содержит следующие этапы: деление информации заголовка мультимедийных данных на одну часть и множество частей соответственно; и добавление кодов контроля ошибок или защиты от ошибок к каждой из частей разделенной информации заголовка.

Согласно другому аспекту первой задачи, заявлен способ пакетирования данных в системе радиосвязи для передачи и/или приема мультимедийных данных в среде радиосвязи. Способ содержит этапы: добавление поля длины к информации заголовка для указания длины данных в области данных и поля индикатора длины для идентификации длины поля длины на уровне мультиплексирования (МП), где мультимедийные данные мультиплексируются в предварительно определенные блоки с информацией заголовка.

Согласно еще одному аспекту первой задачи, заявлен способ пакетирования данных в системе радиосвязи для передачи и/или приема мультимедийных данных в среде радиосвязи. Способ содержит этапы: добавление поля длины к информации заголовка для указания длины данных в области данных и поля индикатора длины для идентификации длины поля длины на уровне мультиплексирования (МП), причем мультимедийные данные мультиплексируются в предварительно определенные блоки с информацией заголовка, и формирование кадра предварительно определенного протокола путем добавления кодов контроля ошибок или защиты от ошибок к каждому из полей длины и индикатора длины.

Вторая задача решается в устройстве пакетирования данных в радиопередающем устройстве для передачи мультимедийных данных на подуровне мультиплексирования (МП) в среде радиосвязи. Устройство включает в себя модуль формирования информации заголовка для формирования первого поля, указывающего количество возможных битов длины данных, и второго поля, указывающего длину данных, и для добавления кодов защиты от ошибок к каждой из частей информации заголовка, разделенной на одну часть и множество частей соответственно, и модуль формирования кадра для формирования кадра, имеющего модуль данных протокола, путем мультиплексирования информации заголовка, сформированной в модуле формирования информация заголовка, и данных.

Третья задача решается в способе декодирования пакета данных радиосвязи путем приема пакета, в котором коды защиты от ошибок добавлены к одной части и множеству частей информации заголовка соответственно на подуровне мультиплексирования радиосвязи в системе передачи мультимедийных данных. Способ содержит следующие этапы: отбрасывание предыдущего кадра в случае, когда имеется ошибка, и проверка второго кода защиты от ошибок, добавленного к следующей информации заголовка в случае, если ошибки не обнаружено при проверке первого кода защиты от ошибок, добавленного к начальной информации заголовка; и передача данных на верхний уровень в случае, когда нет ошибки, и передача пустого блока данных на верхний уровень в случае, когда обнаружена ошибка при проверке второго кода защиты от ошибок на данном этапе.

Четвертая задача решается в устройстве приема пакета данных радиосвязи в устройстве для декодирования данных путем приема пакета, в котором коды защиты от ошибок добавлены к одной части и множеству частей информации заголовка соответственно на подуровне мультиплексирования радиосвязи в системе передачи мультимедийных данных. Устройство включает в себя средство для игнорирования предыдущего кадра в случае, когда имеется ошибка, и проверки второго кода защиты от ошибок, добавленного к следующей информации заголовка, в случае, когда не обнаружена ошибка при проверке первого кода защиты от ошибок, добавленного к начальной информации заголовка, и средство для передачи данных на верхний уровень в случае, когда нет ошибки, и передачи пустого блока данных на верхний уровень в случае, когда обнаружена ошибка при проверке второго кода защиты от ошибок на данном этапе.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - функциональная схема обычного радиопередатчика/приемника, использующего этап 1 в системе стандарта coma (МДКР) 2000.

Фиг.2 иллюстрирует связи между ПЛРС и подуровнем МП.

Фиг. 3 - схема формата кадра МДПМП типа 3 в версии cdma 2000 протокола МДКР.

Фиг.4 - концептуальная схема формирования кадра МДПМП согласно настоящему изобретению.

Фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая способ кодирования формирования кадра МДПМП согласно настоящему изобретению.

Фиг. 6 - диаграмма формата нового кадра МДПМП согласно настоящему изобретению.

Фиг. 7 - блок-схема, иллюстрирующая предпочтительный вариант осуществления для декодирования кодированного кадра МДПМП.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Как показано на фиг. 4, модуль 410 формирования информации заголовка обозначает поле ИУУ для указания идентификатора указателя услуги и формирует поле индикатора длины для идентификации поля длины, которое указывает длину данных, и поле длины для указания длины данных и делит информацию заголовка на одну часть и множество частей соответственно и добавляет коды защиты от ошибок к каждой из частей разделенной информации заголовка.

Модуль 420 формирования кадра МДПМП формирует кадр МДПМП, мультиплексируя информацию заголовка, сформированную в модуле 410 формирования информации заголовка, и полезную информацию.

Как показано на фиг.5, видео- и аудиоданные, которые формируются на уровне прикладных программ, передаются на подуровень МП через уровень ПЛРС (этап 510).

Затем на подуровне МП создается поле ИУУ для указания идентификатора указателя услуги и поле ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО для указания произвольной пользовательской области (этап 520).

Затем на подуровне МП формируется поле ДЛИНА для указания длины данных и поле ИНДИКАТОР ДЛИНЫ для идентификации длины поля ДЛИНА, и добавляется поле индикатора длины и поле длины к информации заголовка (этап 530).

Затем на подуровне МП создается первый циклический избыточный код (ЦИК1) и второй циклический избыточный код (ЦИК2), которые соответствуют кодам обнаружения ошибок, с помощью вычисления контрольной суммы битов каждого из полей ИНДИКАТОР ДЛИНЫ и ДЛИНА, и ЦИК1 и ЦИК2 добавляются к полю ИНДИКАТОР ДЛИНЫ и полю ДЛИНА (этап 540).

Затем на подуровне МП формируется кадр МДПМП из полезной информации и информации заголовка, включающей в себя поле ИУУ, поле ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО, поле ИНДИКАТОР ДЛИНЫ, первое поле ЦИК (ЦИК1), поле ДЛИНА и второе поле ЦИК (ЦИК2) (этап 550).

Кадр МДПМП, показанный на фиг.6, сформирован из части заголовка, содержащей поле 610 ИУУ, поле 620 ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО, поле 630 ИНДИКАТОР ДЛИНЫ, первое поле 640 ЦИК (ЦИК1), поле 650 ДЛИНА и второе поле 660 ЦИК (ЦИК2), и поля 670 ДАННЫЕ. Поле 630 ИНДИКАТОР ДЛИНЫ и поле 650 ДЛИНА добавлены к полю 610 ИУУ и полю 620 ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО, которые содержатся в обычном заголовке (см. фиг.3). Также, первое поле 640 ЦИК (ЦИК1) для защиты от ошибок поля 610 ИУУ, поля 620 ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО и поля 630 ИНДИКАТОР ДЛИНЫ добавляется к полю 630 ИНДИКАТОР ДЛИНЫ, и второе поле 660 ЦИК (ЦИК2) для защиты от ошибок поля 650 ДЛИНА добавляется к полю 650 ДЛИНА. Предпочтительно, чтобы поле 630 ИНДИКАТОР ДЛИНЫ содержало три возможных поля 650 ДЛИНА, то есть 2 бита для указания "0", "1~ 2¹⁶-1", и "2¹⁶~2³²-1". Предпочтительно, чтобы поле 650 ДЛИНА указывалось как одно из 0, 16, 32 битов. Первое поле 640 ЦИК рассчитывается вычислением контрольной суммы битов поля 610 ИУУ, поля 620 ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО и поля 630 ИНДИКАТОР ДЛИНЫ и предпочтительно состоит из 4 битов. Второе поле 650 ЦИК рассчитывается вычислением контрольной суммы битов поля 630 ИНДИКАТОР ДЛИНЫ и предпочтительно состоит из 0 или 8 битов.

Также, специалисты смогут должным образом выбрать полиномиальный оператор р(х) для ЦИК определенной длины. Например, в случае 4-разрядного ЦИК может использоваться полиномиальный оператор р(х)=х⁴+х²+х+1, а в случае 8-разрядного ЦИК может использоваться полиномиальный оператор р(х)=х⁸+х²+х+1.

Предпочтительный вариант осуществления при декодировании закодированного кадра МДПМП описан ниже со ссылкой на фиг.7.

Сначала приемник выполняет обнаружение ошибок, потому что коды защиты от ошибок добавлены соответственно к одной части и множеству частей информации заголовка в пакете, принятом по радиоканалу (этап 710). То есть приемник проверяет первый ЦИК 640 на подуровне демультиплексирования (этапы 720 и 730), и если имеется ошибка, то предыдущий кадр отбрасывается (этап 770), а если ошибки нет, то проверяется второй ЦИК 660 (этап 740). Приемник проверяет второй ЦИК 660 также на подуровне демультиплексирования (этапы 740), и, если нет никакой ошибки (этап 750), то данные передаются на верхний уровень (этап 760), а когда имеется ошибка (этап 750), то на верхний уровень передается пустой блок данных (этап 780). Так как поле 630 ИНДИКАТОР ДЛИНЫ и поле 650 ДЛИНА проверяются на наличие ошибки первым ЦИК 640 и вторым ЦИК 660, то даже в том случае, когда имеется ошибка в течение их передачи, достоверность длины данных увеличивается.

Вышеупомянутые способы кодирования и декодирования могут быть воплощены в компьютерной программе. Коды и сегменты кода, выполняющие программу, могут быть легко выведены квалифицированным компьютерным программистом. Также, программа может быть реализована на носителях, используемых в компьютере, и на обычном цифровом компьютере для выполнения программы. Программа может быть сохранена на компьютерно-считываемых носителях. Носители могут включать в себя магнитные носители, такие как гибкий диск или жесткий диск и оптические носители, такие как CD-ROM или цифровой видеодиск (DVD). Также, программа может передаваться каналами-носителями, такими как Интернет.

В то время, как настоящее изобретение подробно показано и описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, специалистам должно быть понятно, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны без изменения сущности и объема изобретения, как определено в формуле изобретения.

Промышленная применимость
Как описано выше, устойчивость по отношению к ошибкам может быть увеличена путем добавления кодов защиты от ошибок к одной части и множеству частей информации заголовка в МДПМП соответственно, когда мультимедийные данные, такие как видеоданные, требующие режима реального масштаба времени или низкой задержки, передаются и принимаются в среде радиосвязи, и частота пропуска пакетов может быть таким образом уменьшена. Также, достоверность длины области информации повышается за счет вставки в заголовок идентификатора длины и информации длины области информации.

Предлагаются способ и устройство пакетирования данных для передачи/приема мультимедийных данных, включающих в себя видеоданные, в системе радиопередачи и радиоприема. Согласно настоящему изобретению, устойчивость по отношению к ошибкам может быть повышена за счет добавления кодов защиты от ошибок к одной части и множеству частей информации заголовка мультимедийных данных соответственно, когда мультимедийные данные, такие, как видеоданные, требующие режима реального масштаба времени или малой задержки, передаются и принимаются в среде радиосвязи, и частота потери пакетов может быть таким образом уменьшена. Также информация может быть более точно восстановлена с помощью помещения в заголовок идентификатора длины и информации длины области информации. Техническим результатом является увеличение устойчивости по отношению к ошибкам или сокращению непроизводительных затрат. 6 с. и 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Способ пакетирования данных в системе радиосвязи для передачи и/или приема мультимедийных данных в среде радиосвязи, включающий этапы, на которых делят информацию заголовка мультимедийных данных на множество частей, добавляют коды контроля ошибок или защиты от ошибок к каждой из частей разделенной информации заголовка и формируют кадр, содержащий блок данных протокола, путем мультиплексирования информации заголовка и данных полезной нагрузки. 2. Способ пакетирования данных по п. 1, отличающийся тем, что кодами контроля ошибок или защиты от ошибок являются циклические избыточные коды (ЦИК). 3. Способ пакетирования данных в системе радиосвязи для передачи и/или приема мультимедийных данных в среде радиосвязи, включающий этапы добавления к информации заголовка поля длины для указания длины данных в области данных и поля индикатора длины для идентификации длины поля длины на уровне мультиплексирования, где мультимедийные данные мультиплексируются в предварительно определенные блоки с информацией заголовка. 4. Способ пакетирования данных в системе радиосвязи для передачи и/или приема мультимедийных данных в среде радиосвязи, включающий этапы, на которых добавляют к информации заголовка поле длины для указания длины данных в области данных и поле индикатора длины для идентификации длины поля длины на уровне мультиплексирования, где мультимедийные данные мультиплексируются в предварительно определенные блоки с информацией заголовка и формируют предварительно определенный кадр протокола посредством добавления кодов контроля ошибок или защиты от ошибок к каждому из полей длины и индикатора длины. 5. Способ пакетирования данных по п. 4, отличающийся тем, что коды защиты от ошибок содержат: первый код защиты от ошибок для защиты от ошибок поля индикатора длины в информации заголовка и второй код защиты от ошибок для защиты от ошибок поля длины. 6. Способ пакетирования данных по п. 5, отличающийся тем, что первый код защиты от ошибок и второй код защиты от ошибок состоят из 4 битов или 8 битов для контроля ошибок в области разделенного заголовка. 7. Способ декодирования пакета данных путем приема пакета, в котором коды защиты от ошибок добавлены к одной части и множеству частей информации заголовка соответственно, на подуровне мультиплексирования радиосвязи в системе передачи мультимедийных данных, включающий этапы, на которых отбрасывают предыдущий кадр в случае, когда имеется ошибка, и проверяют второй код защиты от ошибок, добавленный к следующей информации заголовка, в случае, когда нет ошибки при проверке первого кода защиты от ошибок, добавленного к начальной информации заголовка, и передают на верхний уровень данные в случае, когда нет ошибки, и передают на верхний уровень пустой блок данных в случае, когда имеется ошибка при проверке второго кода защиты от ошибок на данном этапе. 8. Устройство пакетирования данных в радиопередающем устройстве для передачи мультимедийных данных на подуровне мультиплексирования в среде радиосвязи, содержащее модуль формирования информации заголовка для формирования первого поля, указывающего количество возможных битов длины данных, и второго поля, указывающего длину данных, и для добавления кодов защиты от ошибок к каждой из частей информации заголовка, которая разделена на множество частей, и модуль формирования кадра для формирования кадра, имеющего блок данных протокола, путем мультиплексирования информации заголовка, которая сформирована в модуле формирования информации заголовка, и упомянутых данных. 9. Устройство приема пакета данных в устройстве декодирования данных путем приема пакета, в котором коды защиты от ошибок добавлены к одной части и множеству частей информации заголовка соответственно, на подуровне мультиплексирования радиосвязи в системе передачи мультимедийных данных, содержащее средство для отбрасывания предыдущего кадра в случае, когда имеется ошибка, и проверки второго кода защиты от ошибок, добавленного к следующей информации заголовка, в случае, когда нет ошибки при проверке первого кода защиты от ошибок, добавленного к начальной информации заголовка, и средство для передачи данных на верхний уровень в случае, когда нет ошибки, и передачи пустого блока данных на верхний уровень в случае, когда имеется ошибка при проверке второго кода защиты от ошибок на данном этапе.