СИСТЕМА И СПОСОБ ВНУТРИПОЛОСНОГО МОДЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧ ДАННЫХ ПО ЦИФРОВЫМ БЕСПРОВОДНЫМ СЕТЯМ СВЯЗИ Российский патент 2013 года по МПК H04L1/16 

Притязание на приоритет

Притязание на приоритет делается в соответствии со следующими предварительными заявками на патент США: 61/059,179, озаглавленной "ROBUST SIGNAL FOR DATA TRANSMISSION OVER IN-BAND VOICE MODEM IN DIGITAL CELLULAR SYSTEMS" поданной 5 июня, 2008, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/087,923, озаглавленной "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданной 11 Августа, 2008, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/093657, озаглавленной "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданной 2 сентября, 2008, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/122997 озаглавленной "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS" поданной 16 декабря 2008, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/151457, озаглавленной "SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING GENERAL BIDIRECTIONAL IN-BAND MODEM FUNCTIONALITY" поданной 10 февраля 2009, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/166904, озаглавленной "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданной 6 апреля 2009, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки.

Родственные заявки

Находящиеся на одновременном рассмотрении родственные заявки на патент США включают в себя:

"SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U1, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки; "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U2, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки; "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U3, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки. "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U5, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки. "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U6, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки.

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие, в общем, относится к передаче данных по речевому каналу. Более конкретно, раскрытие относится к передаче не речевой информации через речевой кодек (внутриполосный) в сети связи.

Описание предшествующего уровня техники

Передача речи являлась основным продуктом в системах связи со времени появления телефонов фиксированных линий связи и беспроводного радио. Продвижения в исследованиях и конструировании систем связи привели промышленность к системам, основанным на цифровых технологиях. Одним преимуществом цифровой системы связи является возможность уменьшения требуемой полосы пропускания передачи посредством реализации сжатия данных, которые должны быть переданы. В результате, множество исследований и разработок были направлены на методики сжатия, в особенности в области кодирования речи. Обычное устройство сжатия речи является «вокодером», и также взаимозаменяемо называется «речевым кодеком», или «речевым кодером». Вокодер принимает оцифрованные выборки речи и производит наборы битов данных, известные как «речевые пакеты». Существует несколько стандартизованных алгоритмов вокодирования для поддержки различных систем цифровой связи, которые требуют речевую связь, и фактически сегодня поддержка речи является минимальным и существенным требованием в большинстве систем связи. Проект 2 сотрудничества третьего поколения (3GPP2) является примером организации стандартизации, которая специфицирует системы связи IS-95, CDMA2000 1xRTT (Технология радиопередачи на одной несущей (1x)), CDMA2000 EV-DO (развитие оптимизированной передачи данных). Проект сотрудничества третьего поколения является другим примером организации стандартизации, которая специфицирует GSM (глобальная система мобильной связи), UMTS (универсальная система мобильной связи), HSDPA (высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи), HSUPA (высокоскоростной пакетный доступ по восходящей линии связи), HSPA+ (развитие высокоскоростного пакетного доступа) и LTE (долгосрочное развитие). VoIP (передача голоса по Интернет-протоколу) является примерным протоколом, используемым в системах связи, определенных в 3GPP и 3GPP2, а также в других. Примеры вокодеров, используемых в таких системах и протоколах связи включают в себя ITU-T G.729 (Комитет по связи Международного Союза Электросвязи), AMR (адаптивный много-скоростной речевой кодек) и EVRC (Версия 3, 68, 70 службы усовершенствованного речевого кодека с переменной скоростью передачи).

Совместное использование информации является основной целью сегодняшних систем связи вдобавок к необходимости в мгновенной и повсеместной возможности в соединении. Пользователи сегодняшних систем связи передают речь, видео, текстовые сообщения и другие данные для того, чтобы оставаться подключенными. Новые разрабатываемые приложения имеют тенденцию к опережению развития сетей и могут требовать обновления в схемах и протоколах модуляции систем связи. В некоторых удаленных географических областях могут быть доступными только речевые услуги из-за отсутствия поддержки инфраструктуры для продвинутых речевых услуг в системе. Альтернативно, пользователи могут выбирать включение только речевых услуг на своих устройствах связи из-за экономических причин. В некоторых странах, сетям связи поручается поддержка услуг общего пользования, таких как Служба Спасения 911 (Е911) или вызов службы спасения из транспортного средства (eCall). В этих примерах приложений служб спасений, быстрая передача данных является приоритетной, но не всегда реалистичной, особенно в случае, когда продвинутые услуги данных являются не доступными в пользовательском терминале. Предыдущие методики предоставляли решения для передачи данных через речевой кодек, но эти решения могут лишь поддерживать передачи данных на малой скорости из-за неэффективности кодирования, вытекающей из попытки кодирования неречевых сигналов вокодером.

Алгоритмы сжатия речи, реализованные большинством вокодеров, используют методики "анализа синтезом", чтобы смоделировать человеческий голосовой тракт наборами параметров. Наборы параметров обычно включают в себя функции коэффициентов цифровых фильтров, коэффициентов усиления, и сохраненных сигналов, известных как кодовая книга, как небольшой пример. Поиск параметров, которые наиболее близко соответствуют характеристикам входного речевого сигнала, выполняется в кодере вокодера. Параметры используются затем в декодере вокодера, чтобы синтезировать оценку входной речи. Наборы параметров, доступные вокодеру, чтобы кодировать сигналы, настраивают на речь лучшей модели, характеризуемую голосовыми периодическими сегментами, а также неголосовыми сегментами, которые имеют шумоподобные характеристики. Сигналы, которые не вмещают в себя периодических или шумоподобных характеристик, не эффективно кодируются вокодером и могут привести в результате к серьезному искажению в декодируемом выходном сигнале в некоторых случаях. Примеры сигналов, которые не демонстрируют речевые характеристики, включают в себя быстро изменяющиеся "тональные" сигналы с одной частотой или двух-тональные сигналы "DTMF" с множеством частот. Большинство вокодеров неспособны эффективно и качественно кодировать такие сигналы.

Передача данных через речевой кодек для обычно упоминается как "внутриполосная" передача данных, в которой данные заключены в один или более речевых пакетов, выводящихся из речевого кодека. Несколько методик используют аудио тоны на предопределенных частотах в пределах речевой полосы частот, чтобы представить данные. Использование тонов предопределенных частот, чтобы передавать данные через речевые кодеки, особенно на высоких скоростях передачи данных, является ненадежным из-за вокодеров, используемых в системах. Вокодеры разрабатываются, чтобы моделировать речевые сигналы с использованием ограниченного количества параметров. Ограниченные параметры являются недостаточными, чтобы эффективно моделировать тональные сигналы. Возможность вокодеров моделировать тоны дополнительно ухудшается при попытке увеличить скорость передачи данных быстрым изменением тонов. Это влияет на точность обнаружения и приводит в результате к потребности в добавлении сложных схем для того, чтобы минимизировать ошибки данных, что в свою очередь дополнительно снижает полную скорость передачи данных системы связи. Поэтому, возникает потребность, чтобы эффективно и качественно передавать данные через речевой кодек в сети связи.

Соответственно было бы выгодно предоставить улучшенную систему для передачи и приема информации через речевой кодек в системе связи.

Сущность изобретения

Раскрытые здесь варианты осуществления удовлетворяют вышеупомянутые установленные потребности посредством использования внутриполосного модема для надежной передачи и приема неречевой информации через речевой кодек.

В одном варианте осуществления, способ отправки неречевой информации через речевой кодек содержит этапы, на которых обрабатывают множество входных символов данных для создания множества сигналов первого импульса, формируют множество сигналов первого импульса для создания множества сформированных сигналов первого импульса, и кодируют множество сформированных сигналов первого импульса с помощью речевого кодека.

В другом варианте осуществления, устройство содержит процессор, сконфигурированный для обработки множества входных символов данных для создания множества сигналов первого импульса, устройство формирования, сконфигурированное для формирования множества сигналов первого импульса для создания множества сформированных сигналов первого импульса, и речевой кодек, сконфигурированный для кодирования множества сформированных сигналов первого импульса для создания речевого пакета.

В другом варианте осуществления, устройство содержит средство обработки множества входных символов данных для создания множества сигналов первого импульса, средство формирования множества сигналов первого импульса для создания множества сформированных сигналов первого импульса, и средство кодирования множества сформированных сигналов первого импульса речевым кодеком.

В другом варианте осуществления способ синхронизации неречевых кадров через речевой кодек содержит этапы, на которых генерируют предопределенную последовательность, которая имеет шумоподобные характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и отправляют предопределенную последовательность через речевой кодек.

В другом варианте осуществления, устройство содержит генератор, сконфигурированный для генерирования предопределенной последовательности, которая имеет шумоподобные характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и речевой кодек, сконфигурированный для обработки предопределенной последовательности для создания речевого пакета.

В другом варианте осуществления, устройство содержит средство генерирования предопределенной последовательности, которая имеет шумоподобные характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и средство отправки предопределенной последовательности через речевой кодек.

В другом варианте осуществления, способ получения неречевых данных, вложенных в пакет вокодера, содержит этапы, на которых принимают и декодируют пакет вокодера, фильтруют декодированный пакет вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, вычисляют смещение хронирования на основе сигнала синхронизации, и извлекают неречевые данные, вложенные в декодированный пакет вокодера на основе смещения хронирования.

В другом варианте осуществления, устройство содержит приемник, сконфигурированный, чтобы принимать и декодировать пакет вокодера, фильтр, сконфигурированный, чтобы фильтровать декодированный пакет вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, вычислитель, сконфигурированный, чтобы вычислять смещение хронирования на основе сигнала синхронизации, и устройство извлечения, сконфигурированное, чтобы извлекать неречевые данные, вложенные в декодированный пакет вокодера, на основе смещения хронирования.

В другом варианте осуществления устройство содержит средство приема и декодирования пакета вокодера, средство фильтрования декодированного пакета вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, средство вычисления смещения хронирования на основе сигнала синхронизации, и средство извлечения неречевых данных, вложенных в декодированный пакет вокодера, на основе смещения хронирования.

В другом варианте осуществления способ управления передачами исходного терминала из терминала назначения во внутриполосной системе связи содержит этапы, на которых передают сигнал «Начать» из терминала назначения, прекращают передачу сигнала «Начать» по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал NACK из терминала назначения, прекращают передачу NACK сигнала по обнаружению успешно принятого сообщения данных исходного терминала, передают сигнал ACK из терминала назначения, и прекращают передачу АСК сигнала после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, и инструкции, сохраненные в памяти, инструкции являются способными к исполнению этапов, на которых: передают сигнал «Начать» из терминала назначения, прекращают передачу сигнала «Начать» по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал NACK из терминала назначения, прекращают передачу NACK сигнала по обнаружению успешно принятого сообщения данных исходного терминала, передают сигнал ACK из терминала назначения, и прекращают передачу АСК сигнала после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано.

В другом варианте осуществления устройство управления передачами исходного терминала из терминала назначения во внутриполосной системе связи, содержит средство передачи сигнала «Начать» из терминала назначения, средство прекращения передачи сигнала «Начать» по обнаружению первого принятого сигнала, средство передачи сигнала NACK из терминала назначения, средство прекращения передачи NACK сигнала по обнаружению успешно принятого сообщения данных исходного терминала, средство передачи сигнала ACK из терминала назначения, и средство прекращения передачи АСК сигнала после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано.

В другом варианте осуществления способ управления передачами исходного терминала из исходного терминала во внутриполосной системе связи содержит этапы, на которых обнаруживают сигнал запроса в исходном терминале, передают сигнал синхронизации из исходного терминала по обнаружению сигнала запроса, передают сегмент пользовательских данных из исходного терминала с использованием первой схемы модуляции и прекращают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, инструкции, сохраненные в памяти, инструкции являются способными к исполнению этапов, на которых обнаруживают сигнал запроса в исходном терминале, передают сигнал синхронизации из исходного терминала по обнаружению сигнала запроса, передают сегмент пользовательских данных из исходного терминала с использованием первой схемы модуляции и прекращают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство управления передачами исходного терминала из исходного терминала во внутриполосной системе связи содержит средство обнаружения сигнала запроса в исходном терминале, средство передачи сигнала синхронизации из исходного терминала по обнаружению сигнала запроса, средство передачи сегмента пользовательских данных из исходного терминала с использованием первой схемы модуляции и средство прекращения передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления способ управления двунаправленными передачами данных из терминала назначения во внутриполосной системе связи содержит этапы, на которых передают сигнал отправления из терминала назначения, прекращают передачу сигнала отправления по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал синхронизации из терминала назначения, передают сегмент данных пользовательских из терминала назначения с использованием первой схемы модуляции, и прекращают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, инструкции, сохраненные в памяти, инструкции являются способными к исполнению этапов, на которых передают сигнал отправления из терминала назначения, прекращают передачу сигнала отправления по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал синхронизации из терминала назначения, передают сегмент пользовательских данных из терминала назначения с использованием первой схемы модуляции, и прекращают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство управления двунаправленными передачами данных из терминала назначения во внутриполосной системе связи содержит средство передачи сигнала отправления из терминала назначения, средство прекращения передачи сигнала отправления по обнаружению первого принятого сигнала, средство передачи сигнала синхронизации из терминала, средство передачи сегмента пользовательских данных из терминала назначения с использованием первой схемы модуляции, и средство прекращения передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления, система передачи данных по внутриполосной системе связи из транспортного средства, вмещающего в себя систему, встроенную в транспортное средство (IVS), в точку ответа на вызовы общественной безопасности (PSAP), содержит один или более датчиков, расположенных в IVS для предоставления 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 команд PSAP, приемник IVS, расположенный в IVS для приема данных команд PSAP, причем передатчик IVS содержит форматировщик сообщения IVS для форматирования данных датчика IVS и создания сообщения IVS, процессор IVS для обработки сообщения IVS и создания множества сформированных импульсных сигналов IVS, речевой кодер IVS для кодирования сформированных импульсных сигналов IVS и создания кодированного сигнала IVS, генератор синхронизации IVS для генерирования сигнала синхронизации IVS, и контроллер передачи IVS для передачи последовательности сигналов синхронизации IVS и сообщений IVS, причем приемник PSAP содержит детектор PSAP для обнаружения сигнала синхронизации IVS и создания флага синхронизации PSAP, демодулятор PSAP для демодулирования сообщения IVS и создания принятого сообщения IVS, причем передатчик PSAP содержит форматировщик сообщения PSAP для форматирования данных команд PSAP и создания сообщения команд PSAP, процессор PSAP для обработки сообщения команд PSAP и создания множества сформированных импульсных сигналов PSAP, речевой кодер PSAP для кодирования сформированных импульсных сигналов PSAP и создания кодированного сигнала PSAP, генератор синхронизации PSAP для генерирования сигнала синхронизации PSAP, и контроллер передачи PSAP для передачи последовательности сигналов синхронизации PSAP и сообщений команды PSAP; причем приемник IVS содержит детектор IVS для обнаружения сигнала синхронизации PSAP и создания флага синхронизации IVS, и демодулятор IVS для демодулирования сообщений PSAP и создания принятого сообщения PSAP.

Краткое описание чертежей

Аспекты и сопутствующие преимущества вариантов осуществления, описанных здесь, станут более понятными при обращении к последующему подробному описанию вместе с приложенными чертежами, на которых:

Фиг.1 является схемой варианта осуществления исходного и терминала назначения, которые используют внутриполосный модем для передачи данных через речевой кодек в беспроводной сети связи.

Фиг.2 является схемой варианта осуществления модема передачи данных, используемого во внутриполосной системе связи.

Фиг.3А является схемой варианта осуществления генератора сигналов синхронизации.

Фиг.3В является схемой другого варианта осуществления генератора сигналов синхронизации.

Фиг.3С является схемой еще одного варианта осуществления генератора сигналов синхронизации.

Фиг.4 является схемой варианта осуществления генератора пакетов синхронизации.

Фиг.5 является схемой варианта осуществления последовательности пакетов синхронизации.

Фиг.6А является схемой варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации.

Фиг.6В является схемой варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации с неперекрывающимися опорными последовательностями.

Фиг.7А является графиком выходного сигнала корреляции преамбулы синхронизации, в котором преамбула содержит неперекрывающиеся опорные последовательности.

Фиг.7В является графиком выходного сигнала корреляции преамбулы синхронизации, в котором преамбула содержит перекрывающихся опорные последовательности.

Фиг.8А является схемой варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.8В является схемой другого варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.8С является схемой еще одного варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.9 является схемой вариантом осуществления формата сообщения данных передачи.

Фиг.10 является схемой варианта осуществления составной синхронизации и формата сообщения данных передачи.

Фиг.11А является графиком спектральной плотности мощности сигнала, основанного на внутриполосном импульсе, в зависимости от частоты.

Фиг.11В является графиком спектральной плотности мощности сигнала, основанного на внутриполосном тоне, в зависимости от частоты.

Фиг.12 является схемой варианта осуществления модулятора данных, использующего разреженные импульсы.

Фиг.13 является схемой варианта осуществления представления символа данных разреженного импульса.

Фиг.14А является схемой варианта осуществления расположения сформированного импульса в пределах кадра модуляции с использованием методики циклического возврата.

Фиг.14В является схемой варианта осуществления расположения сформированного импульса в пределах кадра модуляции для обычного примера из уровня техники.

Фиг.15А является схемой варианта осуществления детектора сигнала синхронизации и котроллера приемника.

Фиг.15В является схемой другого варианта осуществления детектора сигнала синхронизации и котроллера приемника.

Фиг.16 является схемой варианта осуществления детектора пакетов синхронизации.

Фиг.17А является схемой варианта осуществления детектора преамбулы синхронизации.

Фиг.17В является схемой другого варианта осуществления детектора преамбулы синхронизации.

Фиг.18А является схемой варианта осуществления контроллера детектора синхронизации.

Фиг.18В является схемой другого варианта осуществления контроллера детектора синхронизации.

Фиг.19 является схемой варианта осуществления регулятора хронирования приема.

Фиг.20 является схемой варианта осуществления модема данных приема, используемого во внутриполосной системе связи.

Фиг.21 является схемой варианта осуществления системы экстренного вызова, встроенной в транспортное средство.

Фиг.22 является схемой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи в терминале связи назначения, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи в исходном терминале связи, с помощью взаимодействия, инициированного терминалом назначения.

Фиг.23А является схемой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи в терминале связи назначения, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи в исходном терминале связи, с помощью взаимодействия, инициированного исходным терминалом.

Фиг.23А является схемой другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи в терминале связи назначения, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи в исходном терминале связи, с помощью взаимодействия, инициированного исходным терминалом.

Фиг.24А является схемой варианта осуществления взаимодействия последовательности двунаправленного запроса данных и последовательности ответа данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.

Фиг.24В является схемой другого варианта осуществления взаимодействия последовательности двунаправленного запроса данных и последовательности ответа данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.

Фиг.25 является схемой варианта осуществления формата пакета пользовательских данных, причем длина пользовательских данных является меньшей, чем размер пакета передачи.

Фиг.26 является схемой варианта осуществления формата пакета пользовательских данных, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

Фиг.27А является схемой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

Фиг.27В является схемой другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

Фиг.27С является схемой еще одного варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

Фиг.27D является схемой еще одного варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг.1 показывает вариант осуществления внутриполосной системы передачи данных, которая может быть реализована в пределах беспроводного исходного терминала 100. Исходный терминал 100 осуществляет связь с терминалом 600 назначения через каналы 501 и 502 связи, сеть 500 и канал 503 связи. Примеры подходящих систем радиосвязи включают в себя системы сотовой телефонии, работающие в соответствии со стандартами Глобальной Системы Мобильной связи (GSM), Универсальной Системы Мобильной связи Проекта сотрудничества третьего поколения (3GPP UMTS), множественного доступа с кодовым разделением каналов 2 Проекта сотрудничества третьего поколения (3GPP2 CDMA), синхронного множественного доступа с кодовым разделением каналов и временным разделением (TD-SCDMA), и глобальной совместимости сетей связи для микроволнового доступа (WiMAX). Специалисту в данной области техники будет понятно, что методики, описанные здесь, могут быть одинаково применены к внутриполосной системе передачи данных, которая не вовлекает беспроводный канал. Сеть 500 связь включает в себя любую комбинацию оборудования маршрутизации и/или переключения, линии связи и другой инфраструктуры, подходящей для того, чтобы установить линию связи между исходным терминалом 100 и терминалом 600 назначения. Например, канал 503 связи может быть небеспроводной связью. Исходный терминал 100 обычно функционирует как устройство голосовой связи.

ПЕРЕДАТЧИК

Передающий тракт 200 основной полосы частот обычно направляет пользовательскую речь через вокодер, но также способен к направлению неречевых данных через вокодер в ответ на запрос, происходящий из исходного терминала или сети связи. Направление неречевых данных через вокодер выгодно, так как оно избавляет исходный терминал от необходимости запрашивать и передавать данные по отдельному каналу связи. Неречевые данные отформатируются в сообщения. Данные сообщений, все еще в цифровой форме, преобразуются в шумоподобный сигнал, содержащий сформированный импульс. Информация о данных сообщений встраивается в позиции импульса шумоподобного сигнала. Шумоподобный сигнал кодируется вокодером. Вокодер не конфигурируется по-другому в зависимости от того, является ли входной сигнал пользовательскими речевыми или неречевыми данными, таким образом, выгодно преобразовывать данные сообщения в сигнал, который может эффективно кодироваться набором параметров передачи, назначенным вокодеру. Кодируемый шумоподобный сигнал передается внутриполосным образом по линии связи. Поскольку переданная информация встроена в позициях импульса шумоподобного сигнала, надежное обнаружение зависит от восстановления хронирования импульса, относительно границ кадра речевого кодека. Чтобы помочь приемнику в обнаружении внутриполосной передачи, генерируется предопределенный сигнал синхронизации и кодируется вокодером до передачи данных сообщения. Последовательность протокола синхронизации, управления, и сообщений передается, чтобы гарантировать надежное обнаружение и демодуляцию неречевых данных в приемнике.

Что касается передающего тракта 200 основной полосы частот, входной аудиосигнал S210, вводится в микрофон и процессор 215 входного аудиосигнала и передается через мультиплексор 220 в кодер 270 вокодера, в котором генерируются сжатые голосовые пакеты. Подходящий процессор входного аудиосигнала как правило включает в себя схему преобразования входного сигнала в цифровой сигнал и согласователь сигнала, чтобы сформировать цифровой сигнал, такой как фильтр нижних частот. Примеры подходящих вокодеров включают в себя описанные следующими справочными стандартами: 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 предоставляет голосовые пакеты в передатчик 295 и антенну 296 и голосовые пакеты передаются по каналу 501 связи.

Запрос о передаче данных может быть инициирован исходным терминалом или через систему связи. Запрос S215 передачи данных прекращает голосовой тракт через мультиплексор 220 и осуществляет тракт данных передачи. Входные данные S200 предварительно обрабатываются форматировщиком 210 сообщения данных и выводятся как Tx сообщение S220 в Модем 230 Tx Данных. Входные данные S200 могут включать в себя информацию о пользовательском интерфейсе (UI), информацию о положении/местоположении пользователя, отметки времени, информация о датчике оборудования, или другие подходящие данные. Пример подходящего форматировщика 210 сообщения данных включает в себя схему, чтобы вычислить и приложить биты циклического контроля по избыточности (CRC) к входным данным, предоставить память буфера повторной передачи, реализовать кодирование контроля ошибок, такое как гибридный автоматический повторный запрос (HARQ), и перемежать входные данные. Модем 230 Tx данных преобразует Тх сообщение S220 в Tx Данные S230 сигнала данных, который направлен через мультиплексор 220 в кодер 270 вокодера. Как только передача данных завершена, голосовой тракт может быть повторно осуществлен через мультиплексор 220.

Фиг.2 является подходящей примерной блок-схемой модема 230 Tx данных, показанного на Фиг.1. Три сигнала могут быть мультиплексированы по времени через мультиплексор 259 в выходной сигнал Tx данных S230; выходной сигнал S245 синхронизации, выходной сигнал S240 приглушения, и выходной сигнал S235 модулятора Tx. Нужно понимать, что различные порядки и комбинации выходного сигнала S245 синхронизации, выходного сигнала S240 приглушения, и выходного сигнала S235 модулятора Tx могут быть выведены в Tx данные S230. Например, выходной сигнал S245 синхронизации может быть отправлен перед каждым сегментом данных выходного сигнала S235 модулятора Tx. Или, выходной сигнал S245 синхронизации может быть отправлен один раз перед смешением выходного сигнала S235 модулятора Tx и выходного сигнала S240 приглушения, отправленного между каждым сегментом данных выходного сигнала S235 модулятора Tx.

Выходной сигнал S245 синхронизации является сигналом синхронизации, используемым, чтобы установить хронирование в принимающем терминале. Сигналы синхронизации требуются, чтобы устанавливать хронирование для переданных внутриполосных данных, так как информация о данных встроена в позициях импульса шумоподобного сигнала. Фиг.3A показывает подходящую блок-схему в качестве примера СинхроГенератора 240, показанного на Фиг.2. Три сигнала могут быть мультиплексированы по времени через мультиплексор 247 в выходной сигнал S245 синхронизации; пакет S241 синхронизации, выходной сигнал S236 пробуждения, и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации. Нужно понимать, что различные порядки и комбинации пакета S241 синхронизации, выходного сигнала S236 пробуждения, и выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации могут быть выведены в выходной сигнал S245 синхронизации. Например, Фиг.3B показывает СинхроГенератор 240, содержащий выходной сигнал S236 пробуждения и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, в котором выходной сигнал S236 пробуждения может быть отправлен перед каждым выходным сигналом S242 преамбулы синхронизации. Альтернативно, Фиг.3C показывает СинхроГенератор 240, содержащий пакет S241 синхронизации и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, в котором пакет S241 синхронизации может быть отправлен перед каждым выходным сигналом S242 преамбулы синхронизации.

Возвращаясь к Фиг.3A, пакет S241 синхронизации используется, чтобы установить грубое хронирование в приемнике и содержит, по меньшей мере, один сигнал синусоидальной частоты, имеющий предопределенную частоту выборки, последовательность, и продолжительность, и генерируется пакет 250 синхронизации, показанный 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 постоянной частоты в голосовой полосе, такой как 395 Гц, 540 Гц, и 512 Гц для одного синусоидального сигнала и 558 Гц, 1035 Гц, и 724 Гц для другого синусоидального сигнала. Последовательность 253 пакеты синхронизации определяет, какой сигнал частоты является мультиплексированным через мультиплексор 254. Информационная последовательность, модулированная в пакет синхронизации, должна быть последовательностью с хорошими свойствами автокорреляции. Примером подходящей Последовательности 253 пакета синхронизации является код Баркера длины 7, показанный на Фиг. 5. Для каждого '+' символа, Синусоида Частоты 1 выводится на пакет S241 синхронизации, и для каждого '-' символа, выводится Синусоида Частоты 2.

Возвратимся к Фиг.3A, выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации используется, чтобы установить конечное (основанное на выборке) хронирование в приемнике и содержит предопределенный шаблон данных, известный в приемнике. Подходящим примером Последовательности S242 выходного сигнала преамбулы синхронизации является Последовательность 241 Преамбулы Синхронизации, показанная на Фиг.6A. Составная последовательность 245 преамбулы генерируется связыванием нескольких периодов последовательности 242 псевдослучайного шума (PN) с перекрывающимся и добавленным результатом последовательности PN 242 и инвертированная версия последовательности 244 PN. Символы '+' в составной последовательности 245 преамбулы представляют двоичные данные +1, и символы '-' представляют двоичные данные -1. Другой подходящий пример вставляет выборки, оцененные как ноль, между частями данных последовательности PN. Это предоставляет временную длительность между битами данных, чтобы учитывать эффект "смазывания", вызванный характеристиками полосового фильтра канала, который имеет тенденцию к распространению энергии бита данных по нескольким интервалам времени бита.

Ранее описанное составление преамбулы синхронизации с использованием связанных периодов последовательности PN с перекрывающимися сегментами перевернутых версий последовательности PN предоставляет преимущества в снижении времени передачи, улучшенных свойствах корреляции, и улучшенных характеристиках обнаружения. Преимущества приводят в результате к преамбуле, которая является устойчивой к ошибкам передачи речевого кадра.

Перекрывая сегменты PN, результирующая составная преамбула синхронизации содержит меньшее число битов в последовательности по сравнению с неперекрытой версией, таким образом уменьшая полное время, требуемое для передачи составной последовательности 245 преамбулы.

Чтобы проиллюстрировать улучшения свойств корреляции перекрытой преамбулы синхронизации, Фиг.7A и Фиг.7B показывают сравнение между корреляцией последовательности 242 PN с неперекрытой составной последовательностью 245b преамбулы, показанной на Фиг.6B и корреляцией последовательности 242 PN с перекрытой составной последовательностью 245 преамбулы синхронизации, показанной на Фиг.6A. Фиг.7A показывает главные пики корреляции, и положительные и отрицательные, так же как незначительные пики корреляции, расположенные между главными пиками для неперекрытой составной последовательности 245b преамбулы синхронизации. Отрицательный пик 1010 является следствием корреляции последовательности 242 PN с первым инвертированным сегментом неперекрытой составной последовательности 245b преамбулы. Положительные пики 1011, 1012, 1013 корреляции следуют из корреляции последовательности 242 PN с тремя связанными сегментами последовательности 242 PN, которые составляют среднюю секцию неперекрытой составной последовательности 245b преамбулы. Отрицательные пики 1014 следуют из корреляции последовательности 242 PN со вторым инвертированным сегментом неперекрытой составной последовательности 245b преамбулы. На Фиг.7A незначительный пик 1015 корреляции, соответствующий смещению 3 выборок от первого положительного пика 1011 корреляции, показывает величину приблизительно 5 (1/3 величины главных пиков). Фиг.7B показывает несколько главных пиков корреляции, и положительных и отрицательных, так же как незначительные пики корреляции между главными пиками для перекрытой составной последовательности 245 преамбулы синхронизации. На Фиг.7B незначительный пик 1016 корреляции, соответствующий смещению 3 выборок PN от первого положительного пика 1011 корреляции, показывает величину приблизительно 3 (1/5 величины главных пиков). Меньшая величина незначительного пика 1016 корреляции для перекрытой преамбулы, показанной на Фиг. 7B приводит в результате к меньшему количеству ложных обнаружений главных пиков корреляции преамбулы по сравнению с неперекрытыми незначительными пиками 1015, пример показанный на Фиг.7A.

Как показано на Фиг.7B, пять главных пиков сгенерированы, при корреляции последовательности 242 PN с составной последовательностью 245 преамбулы синхронизации. Показанный шаблон (1 отрицательный пик, 3 положительных пика, и 1 отрицательный пик) позволяет определить хронирование кадра, на основании любых 3 обнаруженных пиков и соответствующих временных длительностей между пиками. Комбинация 3 обнаруженных пиков с соответствующей временной длительностью всегда уникальна. Схожее описание шаблона пика корреляции показывают в Таблице 1, где пики корреляции обозначены '-' для отрицательного пика и '+' для положительного пика. Методика использования уникального шаблона пика корреляции выгодна для внутриполосных систем, так как уникальный образец компенсирует возможные потери речевого кадра, например, из-за плохих условий канала. Потеря речевого кадра может привести также к потере пика корреляции. При наличии уникального шаблона пиков корреляции, отделенных предопределенными временными длительностями, приемник может надежно обнаруживать преамбулу синхронизации даже с потерянными речевыми кадрами, которые приводят в результате к потерянным пикам корреляции. Несколько примеров показаны в Таблице 2 для комбинаций 3 обнаруженных пиков в шаблоне (2 пика потеряны в каждом примере). Каждый ввод в Таблице 2, представляет уникальный шаблон пиков и временных длительностей между пиками. Пример 1 в Таблице 2 показывает обнаруженные пики 3, 4, и 5 (пики 1 и 2 были потеряны), приводя в результате к шаблону '+ + -' с одной предопределенной длительностью между каждым пиком. Примеры 2 и 3 в Таблице 2 также показывают шаблон '+ + -', однако длительности отличаются. У примера 2 есть две предопределенных длительности между обнаруженными пиками 2 и 4, в то время как у Примера 3 есть две предопределенных длительности между обнаруженными пиками 3 и 5. Таким образом, Примеры 1, 2 и 3 каждый представляет уникальный шаблон, из которого может быть получено хронирование кадра. Нужно понимать, что обнаруженные пики могут выходить за границы кадра, но при этом уникальные шаблоны и предопределенные длительности все еще применимы.

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 - + +    

Специалисту в данной области техники будет понятно, что может использоваться различная последовательность преамбулы, приводящая в результате к различным шаблонам пиков корреляции, как показано на Фиг. 7B и Таблице 1. Специалисту в данной области техники также будет понятно, что может использоваться множество шаблонов пиков корреляции, чтобы идентифицировать различные режимы работы или передавать информационные биты. Пример дополнительного шаблона пиков корреляции показан в Таблице 3. Шаблон пиков корреляции, показанный в Таблице 3, поддерживает уникальный шаблон, из которого может быть получено хронирование кадра, как описано ранее. Наличие множества шаблонов пиков корреляции выгодно для того, чтобы идентифицировать различные конфигурации передатчика в приемнике, такие как форматы сообщения или схемы модуляции.

Таблица 3   Номер пика корреляции 1 2 3 4 5 Полярность пика корреляции + - - - +

Обратимся снова к Фиг.3A, выходной сигнал S236 пробуждения используется, чтобы инициировать пробуждение кодера 270 вокодера чтобы из состояния сна, состояния низкой скорости передачи, или состояния прерывистой передачи. Выходной сигнал S236 пробуждения может также использоваться, чтобы запретить кодеру 270 вокодера входить в состояние сна, низкой скорости передачи, или прерывистой передачи. Выходной сигнал S236 пробуждения генерируется Генератором 256 Пробуждения. Сигналы пробуждения выгодны при передаче внутриполосных данных через вокодеры, которые реализуют сон, функции прерывистой передачи (DTX), или работают при более низкой скорости передачи во время бездействия голосовых сегментов, чтобы минимизировать задержку запуска, которая может произойти при переходе от состояния бездействия голоса к состоянию активного голоса. Сигналы пробуждения могут также использоваться, чтобы идентифицировать характеристику режима передачи; например, тип используемой схемы модуляции. Первым примером подходящего выходного сигнала S236 пробуждения является одиночный синусоидальный сигнал постоянной частоты в речевой полосе частот, такой как 395 Гц. В этом первом примере сигнал Пробуждения запрещает кодеру вокодера 270 вход в сон, DTX, или состояние низкой скорости передачи. В этом первом примере приемник игнорирует переданный выходной сигнал S236 пробуждения. Вторым примером подходящего выходного сигнала S236 пробуждения является сигнал, содержащий множество синусоидальных сигналов с каждым сигналом, идентифицирующим определенную схему модуляции данных, например, 500 Гц для схемы 1 модуляции и 800 Гц схемы 2 модуляции. В этом втором примере выходной сигнал пробуждения запрещает кодеру 270 вокодера входить в сон, DTX, или состояние низкой скорости передачи. В этом втором примере приемник использует переданный выходной сигнал S236 пробуждения, чтобы идентифицировать схему модуляции данных.

Примером составного выходного сигнала S245 синхронизации является такой, который содержит мультиплексированный пакет S241 синхронизации и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, как показано на Фиг.8A. Tsb 701 и Tsp 702 представляют продолжительности по времени, когда каждый сигнал передается. Пример подходящего диапазона для Tsb - 120-140 миллисекунд, и Tsp - 40-200 миллисекунд. Другим примером составного выходного сигнала S245 синхронизации является такой, который содержит мультиплексированный выходной сигнал S236 пробуждения и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, как показано на Фиг.8B. Twu 711 и Tsp 702 представляют продолжительности по времени, когда каждый сигнал передается. Пример подходящего диапазона для Twu - 10-60 миллисекунд, и Tsp - 40-200 миллисекунд. Другим примером составного выходного сигнала S245 синхронизации является такой, который содержит мультиплексированный выходной сигнал S236 пробуждения, пакет S241 синхронизации, и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, как показано на Фиг.8C. Twu 711, Tsp1 721, Tsb 701, Tsp2 722 представляют продолжительности по времени, когда каждый сигнал передается. Пример подходящего диапазона для Twu 20-80 миллисекунд, Tspl - 40-200 миллисекунд, Tsb - 120-140 миллисекунд, и Tsp2 40-200 миллисекунд.

Вернемся к Фиг.2, подходящим примером выходного сигнала S235 модулятора Tx является сигнал, сгенерированный Модулятором 235 с использованием позиционно-импульсной модуляции (PPM) со специальными формами импульса модуляции. Эта методика модуляции приводит в результате к низкому искажению, при кодировании и декодировании различными типами вокодеров. Дополнительно, эта методика приводит в результате к хорошим свойствам автокорреляции и может быть легко обнаружена приемником, согласованным с формой волны. Кроме того, сформированный импульс не имеет тональной структуры; вместо этого сигналы кажутся шумоподобными в области частотного спектра, а также сохраняют слышимую шумоподобную характеристику. Пример спектральной плотности мощности сигнала, основанного на сформированных импульсах, показан на Фиг.11А. Как может быть замечено на Фиг.11А, спектральная плотность мощности показывает шумоподобную характеристику по внутриполосному частотному диапазону (постоянная энергия по частотному диапазону). Наоборот, пример спектральной плотности мощности сигнала с тональной структурой показан на Фиг.11В, на котором данные представлены тонами в частотах приблизительно 400 Гц, 600 Гц, и 1000 Гц. Как может быть замечено на Фиг.11В, спектральная плотность мощности изображает "всплески" существенной энергии по внутриполосному частотному диапазону в частотах тона и его гармониках.

Фиг.12 является примерной блок-схемой Модулятора 235, показанного на Фиг.2. Генератор 238 разреженных импульсов производит импульс, соответствующий входному Тх сообщению S220, с использованием позиционно-импульсной модуляции и затем Формирователь 239 Импульсов формирует импульс, чтобы создать сигнал для лучшего качества кодирования в кодере вокодера. Подходящий пример разреженного Импульса показан на Фиг.13. Ось времени разделена на кадры модуляции продолжительностью T _MF. В пределах каждого такого кадра модуляции, число моментов времени t ₀ , t ₁ ,..., t _m-1 определяется относительно границы кадра модуляции, которая идентифицирует потенциальные позиции основного импульса p(t). Например, Импульс 237 в позиции t₃ обозначается как p(t-t ₃ ). Биты информации Тх сообщения S220, вводимые в Модулятор 235, отображаются в символы с соответствующим переводом на позиции импульса согласно таблице отображения. Импульс может также быть сформирован с полярностью преобразования, ±p (t). Символы могут поэтому быть представлены одним из отличных сигналов на 2m в пределах кадра модуляции, где m представляет число моментов времени, определенных для кадра модуляции, и коэффициент умножения, 2, представляет положительную и отрицательную полярность.

Пример подходящего отображения позиции импульса показан в Таблице 4. В этом примере модулятор отображает 4-битовый символ для каждого кадра модуляции. Каждый символ представлен с точки зрения позиции k формы импульса p(n-k) и знака импульса. В этом примере T _MF равен 4 миллисекундам, что приводит в результате к 32 возможным положениям для частоты выборки 8 КГц. Импульсы отделяются 4 моментами времени, что приводит в результате к назначению 16 различных позиций импульса и комбинаций полярности. В этом примере эффективная скорость передачи данных составляет 4 бита за символ в периоде 4 миллисекунды или 1000 битов/сек.

Таблица 4 Символ Импульс десятичный двоичный 0 0000 p(n-0) 1 0001 p(n-4) 2 0010 p(n-8) 3 0011 p(n-12) 4 0100 p(n-16) 5 0101 p(n-20) 6 0110 p(n-24) 7 0111 p(n-28) 8 1000 -p(n-28) 9 1001 -p(n-24) 10 1010 -p(n-20) 11 1011 -p(n-16) 12 1100 -p(n-12) 13 1101 -p(n-8) 14 1110 -p(n-4) 15 1111 -p(n-0)

Другой пример подходящего отображения позиции импульса показан в Таблице 5. В этом примере модулятор отображает 3-битовый символ для каждого кадра модуляции. Каждый символ представлен с точки зрения позиции k формы импульса p(n-k) и знака импульса. В этом примере T _MF равен 2 миллисекундам, что приводит в результате к 16 возможным позициям для частоты выборки 8 КГц. Импульсы отделяются 4 моментами времени, что приводит в результате к назначению 8 различных позиций импульса и комбинаций полярности. В этом примере эффективная скорость передачи данных составляет 3 бита за символ в периоде 2 миллисекунды или 1500 битов/сек.

Таблица 5 Символ Импульс десятичный двоичный 0 000 p(n) 1 001 p(n-4) 2 010 p(n-8) 3 011 p(n-12) 4 100 -p(n-12) 5 101 -p(n-8) 6 110 -p(n-4) 7 111 -p(n)

Чтобы увеличить надежность в плохих условиях канала, Модулятор 235 может увеличить продолжительность кадра модуляции T _MF, при этом поддерживая постоянное число моментов времени t ₀ , t ₁ , …, t _m-1. Эта методика служит для того, чтобы поместить большую временную длительность между импульсов, что приводит в результате к более надежному обнаружению. Пример подходящего отображения позиции импульса включает в себя T _MF 4 миллисекунды, что приводит в результате к 32 возможным позициям для частоты выборки 8 КГц. Как в предыдущем примере, если импульсы отделены 4 моментами времени, отображение приводит в результате к назначению 16 различных позиций импульса и комбинаций полярности. Однако, в этом примере, разделение между моментами времени увеличено коэффициентом 2 от предыдущего примера, приводящего в результате 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 на условия канала или успех передачи. Например, Модулятор 235 может начать передачу, с использованием T _MF в 2 миллисекунды, затем переключиться на T _MF в 4 миллисекунды, если условия канала определены как плохие.

Чтобы увеличить надежность с определенными вокодерами, Модулятор 235 может изменить первоначальное смещение времени в отображении позиции импульса. Пример подходящего отображения позиции импульса показан в Таблице 6. В этом примере модулятор отображает 3-битовый символ за кадр модуляции. Каждый символ представлен с точки зрения позиции k формы импульса p(n-k) и знака импульса. В этом примере T _MF равен 2 миллисекундам, что приводит в результате к 16 возможным позициям для частоты выборки 8 КГц. Первоначальное смещение установлено в 1 момент времени, и импульсы отделены 4 моментами времени, что в результате приводит к назначению 8 различных позиций импульса и комбинаций полярности, как показано в таблице.

Таблица 6 Символ Импульс десятичный двоичный 0 000 p(n-1) 1 001 p(n-5) 2 010 p(n-9) 3 011 p(n-13) 4 100 -p(n-13) 5 101 -p(n-9) 6 110 -p(n-5) 7 111 -p(n-1)

Должно быть понятно, что уменьшение количества моментов времени разделения привело бы к увеличенному числу битов за символ и таким образом более высоким скоростям передачи данных. Например, если T _MF равен 4 миллисекундам, получающееся число возможных позиций для частоты выборки в 8 КГц является 32 с положительной или отрицательной полярностью для каждого, что приводит к 64 различным сигналам, если никакое разделение не включено. Для отображения с 64 позициями число поддерживаемых битов за символ равно 6, и результирующая эффективная скорость передачи данных равна 1500 бит в секунду. Также нужно понимать, что различные комбинации T _MF и частоты выборки могут использоваться, чтобы достигнуть желаемого эффективного битрейта.

Примером подходящего Формирователя 239 Импульсов является преобразование с характеристикой «корень из приподнятого косинуса»:

где β является коэффициентом сглаживания, 1/T_s является максимальной скоростью передачи символов, и t является моментом времени выборки.

Для предыдущего примера с 32 возможными позициями импульса (моменты времени) следующее преобразование генерирует форму импульса с характеристикой «корень из приподнятого косинуса», где число нолей до первого ненулевого элемента импульса определяет точную позицию импульса в пределах кадра.

Нужно понимать, что преобразование может быть укорочено или удлинено для различных вариантов размеров кадра модуляции.

Фиг.14A является пример размещения импульса в пределах кадра модуляции, чтобы сгенерировать конкретный ввод в алфавите модуляции. На Фиг.14A импульс представлен 13 выборками, показанными как Р0-P12, где каждая выборка представляет ненулевые элементы r(n), показанные в предыдущем примере. Фиг.14B является примером типичного варианта осуществления в известном уровне техники. На Фиг.14B позиция импульса смещена на 7 в пределах кадра модуляции TMF(n) 1003, и "хвостовая" часть импульса простирается в следующий кадр модуляции TMF(n+1) 1004 4 выборками (P9-P12). Выборки из кадра модуляции TMF(n) 1003, распространяющиеся в следующий кадр модуляции TMF (n+1) 1004, как показано на Фиг. 14B привел бы в результате к межсимвольным помехам, если выборки импульса для кадра TMF(n+1) позиционированы в какой-либо из первых 4 выборок кадра TMF (n+1), так как произошло бы перекрывание выборок. Альтернативно, в методике «циклического возврата», показанной на Фиг.14A, хвостовые выборки, которые простирались бы в следующий кадр модуляции, T_MF(n+1) 1004, помещены в начале текущего кадра модуляции, T_MF(n) 1003. Выборки (P9-P12) циклически возвращаются к началу T_MF(n) в выборках 0-3. Использование методики циклического возврата для генерирования алфавита модуляции устраняет случаи, в которых выборки сформированного импульса простираются в следующий кадр модуляции. Методика циклического возврата выгодна, так как она приводит в результате к сниженной межсимвольной помехе, которая произошла бы, если выборки сформированного импульса в существующем кадре простирались в следующий кадр и перекрывались с выборками сформированного импульса в следующем кадре. Специалисту в данной области техники будет понятно, что методика циклического возврата могла бы использоваться для любой позиции импульса в кадре модуляции, что приведет в результате к выборкам, простирающимся в следующий кадр модуляции. Например, импульс, позиция которого смещена на 8 в пределах кадра модуляции TMF(n) 1003, был бы циклически возвращающейся выборкой (P8-P12).

Другим примером подходящего Формирователя 239 Импульсов является сигнал преобразования амплитуды, формы:

r(n)·p(n-t)

Пример сигнала преобразования амплитуды из 32 выборок имеет форму:

Другим примером подходящего Формирователя 239 Импульсов является синтезирующий фильтр с линейным предсказанием. Отклик примерного рекурсивного синтезирующего фильтра с LPC определяется его импульсным откликом

$$h(n)=\delta (n)+{\displaystyle \sum _{i=1}^{10}{a}_{i}h(n-i)}$$

И коэффициентами: a(i)={-6312, 5677, -2377, 1234, -2418, 3519, -2839, 1927, -629, 96}/4096, i=1..., 10. Фильтры с линейным предсказанием хорошо известны из уровня техники. Остаточный сигнал r(n) сначала создается входными символами согласно вышеуказанным таблицам отображения импульса. Фактическая форма импульса модуляции затем следует из фильтрования модулированного сигнала r(n) с h(n).

Специалисту в данной области технике будет понятно, что методики, описанные здесь, могут быть одинаково применены к различным формам импульса и преобразованиям. Длина форм волны и схемы модуляции, применимые к этим формам волны, могут также различаться. Кроме того формы импульса могут использовать абсолютно некоррелированные (или ортогональные) формы волны, чтобы представить различные символы. В дополнение к полярности сформированного импульса, амплитуда формированного импульса может также использоваться, чтобы нести информацию.

Обратимся вновь к Фиг.2, выходной сигнал S240 приглушения является сигналом, используемым для отделения передач Tx сообщений и генерируется Генератором 255 приглушения. Пример подходящего составного сигнала Tx Данных S230, содержащего мультиплексированный выходной сигнал S235 модулятора Tx и выходной сигнал S240 приглушения, показан на Фиг.9. Tmu1 731, Td1 732, Tmu2 733, Td2 734, Tmu3 735, Td3 736, и Tmu4 737 представляют продолжительности по времени, когда каждый сигнал передается. Пример подходящего диапазона для Tmu1, Tmu2, Tmu3, и Tmu4 является 10-60 миллисекунд и Td1, Td2, и Td3 является 300-320 миллисекунд для нормальной работы и 600-640 миллисекунд для надежной работы. Примеры подходящей последовательности генератора приглушения могут быть сигналы с полностью нулевой последовательностью или сигналом синусоидальной частоты. Другой подходящий пример сигнала, используемого для отделения передач сообщения Tx, показан на Фиг. 10. В этом примере выходной сигнал S236 пробуждения и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации предшествуют каждой передаче выходного сигнала S235 модулятора Tx. Специалисту в данной области технике будет понятно, что различные комбинации выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации, выходного сигнала S240 приглушения, и выходного сигнала S235 модулятора Tx могут быть одинаково применены. Например, выходной сигнал S235 модулятора Tx на Фиг.10 может предшествовать и следовать за выходным сигналом S240 приглушения.

Приемник

Что касается Фиг. 1, приемный тракт 400 основной полосы частот обычно направляет декодированные голосовые пакеты из вокодера на аудиопроцессор, но также способен к направлению декодированных пакетов через демодулятор данных. Поскольку неречевые данные были преобразованы в шумоподобный сигнал и закодированы вокодером в передатчике, вокодер приемника в состоянии эффективно расшифровать данные с минимальным искажением. Декодированные пакеты непрерывно отслеживаются на наличие внутриполосного сигнала синхронизации. Если сигнал синхронизации найден, восстанавливается хронирование кадра, и декодированные данные о пакете направляются в демодулятор данных. Декодированные данные о пакете демодулируются в сообщения. Сообщения деформатируются и выводятся. Последовательность протокола, включающая в себя синхронизацию, управление, и сообщения, гарантирует надежное обнаружение и демодуляцию неречевых данных.

Голосовые пакеты принимают по каналу 502 связи в приемнике 495 и вводятся в декодер 390 вокодера, где расшифрованный голос генерируется, затем направляется через демультиплексор 320 в аудио процессор и громкоговоритель 315, генерирующий выходной аудиосигнал S310.

Как только сигнал синхронизации обнаруживается в Выходном сигнале S370 Декодера Вокодера Детектором 350 Синхронизации, сигнал S360 управления демультиплексора Rx переключается на тракт Rx данных демультиплексора 320 Rx. Пакеты вокодера декодируются декодером 390 вокодера и направляются Rx демультиплексором 320 в Rx хронирование 380, затем в Rx модем 330 данных. Данные Rx демодулируются модемом 330 данных Rx и пересылаются в деформатировщик 301 сообщения данных, где выходные данные S300 делаются доступными для пользователя или оборудования взаимодействия.

Пример подходящего деформатировщика 301 сообщения данных включает в себя схему для деперемежения данных Rx сообщения S320, реализации декодирования контроля ошибок, такого как гибридный автоматический повторный запрос (HARQ), и вычисления и проверки битов циклического контроля по избыточности (CRC). Подходящие выходные данные S300 могут включать в себя информацию о пользовательском интерфейсе (UI), пользовательскую информацию о позиции/местоположении, отметки времени, информацию о датчике оборудования, или другие подходящие данные.

Фиг.15A является подходящей примерной блок-схемой Контроллера 350 Приемника и Детектора Синхронизации, показанной на Фиг.1. Выходной сигнал S370 Декодера Вокодера вводится в Детектор 360 пакетов синхронизации и Датчик 351 преамбулы Синхронизации. Детектор 360 пакетов синхронизации обнаруживает переданный сигнал пакета синхронизации в Выходном сигнале S370 Декодера Вокодера и генерирует индекс S351 синхронизации пакета. Детектор 351 Преамбулы синхронизации обнаруживает переданный выходной сигнал преамбулы синхронизации в Выходном сигнале S370 Декодера Вокодера, и генерирует индекс S353 синхронизации Преамбулы. Сигналы Индекс S351 синхронизации пакетов и индекс S353 синхронизации Преамбулы вводятся в Контроллер 370 Детектора синхронизации. Контроллер 370 Детектора синхронизации генерирует выходные сигналы управления S360 демультиплексора Rx, который направляет выходной сигнал S370 Декодера Вокодера в тракт S326 данных или аудио тракт S325, Управления S365 приглушением Аудио, который включает или выключает выходной аудиосигнал S310, и смещения S350 хронирования, который предоставляет информацию о хронировании битов в Rx хронирование 380, чтобы выровнять Rx Данные S326 для демодуляции.

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 хранить последние выборки Выходного сигнала S370 Декодера Вокодера, которые включают в себя принятый выходной сигнал пробуждения. Подходящим примером памяти 352 является память типа «Первый вошел - первый обслужен» (FIFO) или Оперативное Запоминающее Устройство (RAM). Детектор 351 Преамбулы Синхронизации обнаруживает переданный выходной сигнал преамбулы синхронизации в Выходном сигнале S370 Декодера Вокодера, и выводит сигнал флага S305 синхронизации. Тип S306 Модуляции сигналов и флаг S305 синхронизации вводятся в Контроллер 370 Детектора Синхронизации. Контроллер 370 Детектора Синхронизации генерирует сигнал Поиска S307 Модуляции, который используется, чтобы получить доступ к памяти 352, найти принятый выходной сигнал пробуждения, основанный на смещении S350 хронирования, и оценить выходной Сигнал пробуждения для определения типа модуляции, используемой в 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, которые направляют Выходной сигнал S370 Декодера Вокодера в тракт данных или аудио тракт, Управления S365 приглушением Аудио, который включает или выключает выходной аудиосигнал S310, и Смещения S350 Синхронизации, который предоставляет информацию о хронировании битов в Rx хронирование 380, чтобы выровнять Rx Данные S326 для демодуляции.

Пример подходящего Детектора 360 синхронизации пакетов показан на Фиг.16. Выходной сигнал S370 Декодера Вокодера вводится в вычислитель 361 мощности. Примеры подходящего вычислителя 361 мощности включают в себя функцию возведения входного сигнала в квадрат или функцию абсолютного значения, вычисленную на входном сигнале. Выходной сигнал S370 Декодера Вокодера также вводится в функции 362 смесителя, где он умножается на синфазные и квадратурные компоненты опорной Синусоиды 1 363 Частоты и Синусоиды 2364 Частоты, чтобы генерировать компоненты сигнала, преобразованные с понижением частоты в частоте 0 Гц. Выходные сигналы смесителя 362 фильтруются по низким частотам посредством LPF 365, чтобы устранить высокочастотные кратные гармоники в смешанном выходном сигнале. Примерная передаточная функция подходящего LPF 365 имеет форму:

где c=0,0554, a ₁=2, a ₂=1, b ₁=-1,9742, b ₂=0,9744. Величина синфазных и квадратурных выходных сигналов LPF 365 вычисляется Величиной 366 и суммируется в Сумматоре 367. Выходной сигнал Сумматора 367 вводится в согласованный Фильтр 368, который является согласованным с переданной Последовательностью пакетов Синхронизации. Согласованные Фильтры являются хорошо известными из уровня техники. В Выходном сигнале согласованного Фильтра 368 проводится поиск максимального пика в Поиске 369 Максимума. Как только максимум найден в Поиске 369 Максимума, индекс, соответствующий смещению времени максимума, выводится в сигнале индекса S351 синхронизации пакетов.

Пример подходящего Детектора 351 Преамбулы Синхронизации показан на Фиг.17A. Выходной Сигнал S370 Декодера Вокодера обрабатывается согласованным Фильтром 368, который является согласованным с Последовательностью Преамбулы Синхронизации. Выходной сигнал согласованного Фильтра 368 затем вводится в Поиск 369 Максимума, который ищет максимальный пик. Как только максимум находится в Поиске 369 Максимума, индекс, соответствующий смещению времени максимума, выводится в индексе S353 синхронизации Преамбулы.

Другой пример подходящего Детектора 351 Преамбулы Синхронизации показан на Фиг.17B. Выходной Сигнал S370 Декодера Вокодера обрабатывается фильтром на этапе 452. Подходящий пример фильтра на этапе 452 является разреженным фильтром с коэффициентами, основанными на фильтруемом по основной полосе частот импульсном отклике Последовательности Преамбулы Синхронизации. Разреженный фильтр имеет структуру с конечной импульсной характеристикой с некоторыми из коэффициентов, установленных в ноль, и приводит в результате к снижению вычислительной сложности, основанной на меньшем количестве требуемых множителей из-за нулевых коэффициентов. Разреженные фильтры хорошо известны из уровня техники. На этапе 453 проводится поиск в выходном сигнале фильтра на максимальные положительные и отрицательные пики корреляции, которые соответствуют ожидаемому шаблону, основанному на отрицательной и положительной длительности пика корреляции. Например, на этапе 453 должны быть найдены 5 пиков, на основании Последовательности 245 Преамбулы Синхронизации, 3 положительных пика, соответствующие корреляции с псевдослучайной шумовой (PN) последовательностью 243 и 2 отрицательных пика, соответствующие корреляции с инвертированной версией PN последовательности 244. В подходящем примере детектор синхронизации должен найти по крайней мере 2 пика, чтобы объявить, что преамбула синхронизации обнаружена. На этапе 461 считается число обнаруженных пиков и если большинство пиков обнаруживается, то флаг индикатора синхронизации устанавливается в значение «Истина» на этапе 460, указывая, что преамбула синхронизация была обнаружена. Подходящим примером, когда большинство пиков обнаружено, является 4 из 5 пиков, которые соответствуют ожидаемому шаблону. Если большинство пиков не обнаруживается, то управление переходит на этап 454, в котором временная длительность между положительными пиками, найденными на этапе 453, сравнивается с ожидаемой длительностью, PeakDistT1. PeakDistT1 устанавливается как функция периода PN последовательности 242 так как фильтрация принятой преамбулы против PN последовательности 242, должна привести к временной длительности между пиками корреляции, которая равна некоторому кратному числу периодов. Если временная длительность между положительными пиками находится в пределах диапазона PeakDistT1, тогда положительные амплитуды пиков проверяются по порогу PeakAmpT1 на этапе 455. Подходящий диапазон для PeakDistT1 - плюс или минус 2 выборки. PeakAmpT1 является функцией амплитуд предыдущих найденных пиков. В подходящем примере PeakAmpT1 устанавливается так, что, пики, найденные на этапе 453, не отличаются по амплитуде больше чем на коэффициент, равный 3, и средняя пиковая амплитуда не превышает половину максимальной пиковой амплитуды, наблюдаемой до этой точки. Если или проверка временной длительности положительного пика на этапе 454 или проверка амплитуды на этапе 455 не удались, тогда временная длительность отрицательного пика проверяется на этапе 456. Если временная длительность отрицательного пика находится в пределах диапазона PeakDistT2, тогда амплитуды отрицательных пиков проверяются по порогу PeakAmpT2 на этапе 457. Подходящий диапазон для PeakDistT2 - плюс или минус 2 выборки. PeakDistT2 устанавливается как функция периода PN последовательности 242, и PeakAmpT2 устанавливается как функция амплитуд предыдущих найденных пиков. Если или проверка временной длительности положительных пиков на этапе 454 и проверка амплитуды положительных пиков на этапе 455, или проверка временной длительности отрицательных пиков на этапе 456 и проверка амплитуды отрицательных пиков на этапе 457 проходит, тогда флаг индикатора синхронизации устанавливается в значение «Истина» на этапе 460, указывая, что преамбула синхронизация была обнаружена. Если или проверка временной длительности отрицательных пиков на этапе 456, или проверка амплитуды отрицательных пиков на этапе 457 не удались, тогда флаг индикатора синхронизации устанавливается в значение «Ложь» на этапе 458, указывая, что преамбула синхронизации не была обнаружена. Должно быть понятно, что различные порядок и комбинации этапов будут достигать того же самого результата. Например, обнаружение большинства пиков на этапе 461 может быть сделано после проверки положительных пиков на этапах 454 и 455.

Пример подходящего Контроллера 370 Детектора Синхронизации показан на Фиг.18a. Этап 407 - точка входа в контроллере, которая инициализирует буферы памяти и конфигурирует первоначальное состояние приемника. На этапе 406 проверяется тип поиска синхронизации, указывающий, ищется ли сигнал синхронизации в данных Rx или аудио тракте Rx. Этап 372 вводится, если в аудио тракте Rx проводится поиск синхронизации. С использованием индекса S351 синхронизации пакетов, максимальный пакет синхронизации и индекс ищутся по определенному числу N1 кадров обработки на этапе 372. Этап 373 определяет, проходят ли максимальный пакет синхронизации и индекс, по которому проводили поиск на этапе 372, по критерию успешного поиска. Пример подходящего критерия решения о поиске на этапе 373 имеет форму:

(s _{max max} ≥h _SB ) и (i _smax ≤ _sync -N _guard )

где s _{max max} является максимальным из пакетов синхронизации, найденных по N1 кадрам обработки, Th_SB является порогом обнаружения пакетов синхронизации, i _smax является индексом максимального пакета синхронизации, N _sync является числом кадров обработки, по которым проводился поиск, и N _guard является периодом ожидания в кадрах обработки. Если пакет синхронизации не находится, управление переходит назад к этапу 406, и поиск перезапускается. Если пакет синхронизации находится, управление переходит на этап 374, где генерируется сигнал Управления S365 приглушением аудио, чтобы препятствовать тому, чтобы аудио тракт была выведен на громкоговоритель. На этапе 375, с использованием индекса S353 синхронизации Преамбулы, максимальная преамбула синхронизации и индекс ищутся по определенному числу N2 кадров обработки. Этап 376 определяет, проходит ли максимальная преамбула синхронизации и индекс, по которому производился поиск на этапе 375, по критерию успешного поиска. Пример подходящего критерия решения о поиске на этапе 376 имеет форму:

(с₁·(s _{max max/} P(i _smax )) ²)+c_2·z² _{max max})≥h _PD

где s _{max max} является максимальным из пакетов синхронизации, найденных по N1 кадрам обработки, c₁ и c₂, являются масштабными коэффициентами, z_{max max} является максимумом из выходных сигналов согласованного фильтра 368 в Детекторе 351 Преамбулы Синхронизации, P(i _smax ) является максимальной входной мощностью, для Поиска 369 Максимума в Детекторе 360 пакетов синхронизации по максимальному индексу пакета синхронизации, i _smax.

Если преамбула синхронизации не найдена на этапе 376, управление переходит назад к этапу 406, и поиск перезапускается. Если преамбула синхронизации находится, сигнал Управления S360 Демультиплексором Rx генерируется на этапе 378 для переключения на тракт данных Rx в Демультиплексоре 320. Управление затем переходит к этапу 377, в котором вычисляется сигнал Смещения S350 хронирования. Пример подходящего вычисления Смещения хронирования (Timing Offset) имеет форму:

Timing Offset=((i _zmax -N _sync -1)•N _samp )+(k _max •i _zmax )

где i _zmax является индексом в максимуме из выходного сигнала согласованного фильтра 368 в Детекторе 351 Преамбулы Синхронизации по одному кадру, N _sync является числом кадров обработки, по которым осуществлялся поиск, N _samp является числом выборок в одном кадре, и k_max является фазой максимума выходного сигнала согласованного фильтра 368 в Детекторе 351 Преамбулы Синхронизации по одному кадру. Управление затем переходит на этап 418, в котором Модем Rx 330 включается с помощью сигнала Включения S354 Модема Rx, затем наконец переходят обратно к этапу 406 и поиск перезапускается. Этап 372a вводится, если по тракту данных Rx проводится поиск синхронизации. Этапы 372a, 373a, 375a, и 376a действуют так же как этапы 372, 373, 375, и 376 соответственно; основное различие заключается в том, что аудио тракт не приглушается и Демультиплексор не переключается от Аудио Rx на данные Rx, поскольку Типом Поиска Синхронизации, проверенным на этапе 406, являются Данные Rx.

Другой пример подходящего Контроллера 370 Детектора синхронизации показан на Фиг.18B. Этап 407 является точкой входа в контроллере, который инициализирует буферы памяти и конфигурирует первоначальное состояние приемника. На этапе 406 тип поиска синхронизации проверяется с указанием, ищется ли синхронизирующий сигнал в данных Rx или аудио тракте Rx. Управление затем переходит на этап 411, в котором включается Детектор 351 Преамбулы. Этап 412 проверяет сигнал флага S305 синхронизации, указывающий, что Преамбула синхронизации была найдена, затем подтверждает это, неоднократно проверяя флаг S305 синхронизации в общей сложности N раз. Подходящее значение для N равно 1 (что значит, что только 1 преамбула обнаружена без подтверждения) для Терминала 600 назначения и равно 3 для Исходного Терминала 100. Если преамбула синхронизации находится, генерируется сигнал управления S365 приглушением аудио, чтобы препятствовать тому, чтобы аудио тракт был выведен на громкоговоритель. Сигнал Управления S360 Демультиплексором Rx затем генерируется на этапе 378, чтобы переключиться от аудио тракта Rx на тракт данных Rx в Демультиплексоре 320. Управление затем переходит на этап 377, в котором вычисляется сигнал Смещения S350 хронирования. Пример подходящего вычисления Смещения хронирования (Timing Offset) имеет форму:

Timing Offset=PulsePosition+PeakDistance

PulsePosition является временной длительностью от положительного пика корреляции до первого опорного момента времени, и может быть положительной или отрицательной величиной. PeakDistance является временной длительностью между положительным пиком корреляции и отрицательным пиком корреляции. Пример подходящего первого опорного момента времени может быть определенной позицией выборки относительно текущего принятого речевого кадра. Другой пример подходящего вычисления Смещения хронирования (Timing Offset) имеет форму:

Timing Offset=PulsePosition

PulsePosition является временной длительностью от отрицательного пика корреляции до второго опорного момента времени, и может быть положительной или отрицательной величиной. Пример подходящего второго опорного момента времени может быть определенной позицией выборки относительно текущего принятого речевого кадра. Управление затем переходит на этап 414, в котором Тип Модуляции определяется с помощью сигнала Поиска S307 Модуляции посредством поиска в памяти 352 в предопределенной позиции, в которой принятый выходной сигнал пробуждения должен быть сохранен. Управление затем переходит на этап 418, в котором Модем 330 Rx включается с помощью сигнала Включения S354 Модема Rx. Схема демодуляции, используемая во Включении S354 Модема Rx, определяется на этапе 418 входным сигналом Типа S306 Модуляции. Управление наконец переходит назад на этап 406, и поиск перезапускается. Этап 411a вводится, если по тракту данных Rx проводится поиск синхронизации. Этапы 411a, и 412a действуют так же как и этапы 411, и 412 соответственно; основное различие заключается в том, что аудио тракт не приглушается и Демультиплексор не переключается от Аудио Rx на данные Rx, поскольку Типом Поиска Синхронизации, проверенным на этапе 406, являются Данные Rx. Нужно понимать, что различный порядок и комбинации этапов будут достигать того же самого результата. Например, этапы Тракта 374 приглушения Аудио и Этап 378 переключения тракта могут быть отменены при отсутствии эффекта полного обнаружение синхронизации.

Фиг.19 является подходящей примерной блок-схемой хронирования 380 Rx, показанной на Фиг.1. Хронирование 380 Rx используется, чтобы выровнять границу кадра модуляции в выходных данных из декодера 390 вокодера так, чтобы могла произойти демодуляция в модеме 330 данных Rx. Данные S326 Rx Сигнала вводятся в Буфер 381, где сохраняются несколько выборок. Подходящие примеры Буферов 381 включают в себя память типа «Первый Вошел - Первый Обслужен» (FIFO) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Выборки из Буфера 381 вводятся в Переменную Задержку 382, причем задержка применяется, чтобы выровнять границу кадра модуляции, соответствующую управляющему сигналу смещения S350 хронирования. Подходящая задержка, примененная в Переменной Задержке 382, может быть любым числом выборок от нуля до размера кадра - 1. Задержанный сигнал выводится как отрегулированные Данные S330 Rx.

Фиг. 20 является подходящей примерной блок-схемой модема данных Rx 330, показанного на Фиг.1. Два сигнала демультиплексируются по времени из входного сигнала S330 отрегулированных Данных Rx через Демультиплексор 331 Модема данных Rx; демультиплексор S332 приглушения, и демультиплексор S333 данных Rx. Демультиплексор S332 приглушения является периодом отделения или приглушения, который может существовать между успешно принятыми сообщениями, и отделяется от сигнала отрегулированных Данных S330 Rx, если отделение или приглушение сигнала было применено в передатчике. Данные S333 Демультиплексора Rx являются принятым модулированным входным сигналом сообщения в Демодуляторе 335. Демодулятор 335 демодулирует принятые биты информации сообщения из отрегулированных Данных S330 Rx. Модем 330 данных Rx использует границу кадра демодуляции, определенную хронированием 380 Rx, 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 доступными циклическими сдвигами формы импульса модуляции, примененной модулятором данных передачи. Другим примером подходящего демодулятора является коррелятор согласованного фильтра, согласованный с отфильтрованной по основной полосе частот версии импульса, примененного модулятором данных передачи, причем полосовой фильтр представляет характеристики передачи канала.

СИСТЕМА

Фиг. 21 является примерным вариантом использования системы и способов, раскрытых здесь. Схема представляет типичный пример системы экстренного вызова в транспортном средстве (eCall). Транспортное происшествие 950 показано как авария между двумя транспортными средствами. Другие подходящие примеры транспортного происшествия 950 включают в себя аварию множества транспортных средств, аварию одного транспортного средства, спущенную шину у одного транспортного средства, неисправность двигателя у одного транспортного средства или другие ситуации, где неисправно транспортное средство или пользователь нуждается в помощи. Система 951 в транспортном средстве (IVS) располагается в одном или более транспортных средств, вовлеченных в транспортное происшествие 950, или может быть расположена непосредственно на пользователе. Система 951 в транспортном средстве может содержать исходный терминал 100, описанный здесь. Система 951 в транспортном средстве связывается по беспроводному каналу, который может содержать канал 501 восходящей линии связи и канала 502 нисходящей линии связи. Запрос на передачу данных может быть принят Системой в транспортном средстве через канал связи или может быть автоматически или вручную сгенерирован в Системе в транспортном средстве. Беспроводная вышка 955 принимает передачу из Системы 951 в транспортном средстве и взаимодействует с проводной сетью, содержащей проводной канал 962 восходящей линии связи и проводной канал 961 нисходящей линии связи. Подходящим примером беспроводной вышки 955 является вышка сотовой телефонной связи, содержащая антенны, приемопередатчики, и оборудование транзитной линии связи, хорошо известные из уровня техники, для того, чтобы взаимодействовать с беспроводной восходящей линией 501 связи и нисходящей линией 502 связи. Проводная сеть взаимодействует с точкой ответа на вызовы общественной безопасности (PSAP) 960, в которой аварийная информация, переданная Системой 951 в транспортном средстве, может быть принята и ей могут управлять и передавать данные. Точка 960 ответа на вызовы общественной безопасности может содержать терминал 600 назначения, описанный здесь. Передача между Системой в транспортном средстве 951 и точкой 960 ответа на вызовы общественной безопасности выполняется с использованием схемы взаимодействия, описанной в следующих разделах.

Фиг.22 является примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между Исходным Терминалом 100 и Терминалом 600 назначения. В этом примере последовательность 810 Передачи по восходящей линии связи инициируется Терминалом 600 назначения. Последовательность 800 Передачи по нисходящей линии связи является передачей синхронизации и сообщений данных от Терминала 600 назначения к Исходному Терминалу 100, и последовательность 810 Передачи по восходящей линии связи является передачей синхронизации и сообщений данных от Исходного Терминала 100 к Терминалу 600 назначения. Последовательность 800 Передачи по нисходящей линии связи инициируется во время t0 850 Терминалом 600 назначения с последовательностью 801 синхронизации. Подходящие примеры последовательности 801 синхронизации описаны на Фиг.8A, Фиг.8B, и Фиг.8C. После последовательности 801 синхронизации Терминал 600 назначения передает сообщение 802 "Начать", чтобы выдать команду Исходному Терминалу 100 на начало передачи его последовательности 810 передачи по восходящей линии связи. Терминал 600 назначения продолжает передавать попеременно синхронизацию 801 и сообщение 802 "Начать" и ожидает ответа от Исходного Терминала 100. Во время t1 851 Исходный Терминал 100, принявший сообщение 802 "Начать" из Терминала 600 назначения, начинает передавать свою последовательность 811 синхронизации. Подходящие примеры последовательности 811 синхронизации описаны на Фиг.8A, Фиг.8B, и Фиг.8C. После последовательности 811 синхронизации Исходный Терминал 100 передает сообщение 812 минимального набора данных (или "MSD") в Терминал 600 назначения. Подходящий пример данных, содержащих сообщение 812 MSD, включает в себя датчик или пользовательские данные, отформатированные форматировщиком 210 сообщений данных. Во время t2 852 Терминал 600 назначения, получивший сообщение 811 синхронизации от Исходного Терминала 100, начинает передавать сообщение 803 отрицательного подтверждения (или "NACK") Исходному Терминалу 100. Терминал 600 назначения продолжает передавать попеременно синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK", пока он успешно не принимает сообщение 812 MSD от Исходного Терминала 100. Подходящий пример успешного приема сообщения 812 MSD включает в себя проверку контроля циклическим избыточным кодом, выполняемую на сообщении 812 MSD. Во время t3 853, Терминал 600 назначения, успешно получивший сообщение MSD, начинает передавать попеременно синхронизацию 801, и сообщение 804 подтверждения (или "ACK"). Исходный Терминал 100 может попытаться отправить сообщение 812 MSD многократно (813, 814), пока он не примет сообщение 804 "ACK". В подходящем примере, если Исходный Терминал 100 пытается отправить MSD сообщение более 8 раз, причем каждая попытка является версией с различной избыточностью, он переключается на более устойчивую схему модуляции, идентифицированную сигналом S236 Пробуждения. Подходящий пример более устойчивой схемы модуляции включает в себя увеличение продолжительности кадра модуляции T _MF, при поддержании постоянного числа моментов времени, как описано ранее. Во время t4 854 Исходный Терминал 100, получивший сообщение 804 "ACK" от Терминала 600 назначения, прекращает передачу сообщения 814 MSD. В подходящем примере повторная передача запрашивается Терминалом 600 назначения с помощью передачи сообщений 802 «начать» снова после того, как предопределенное число сообщений 804 "ACK", были отправлены Терминалом 600 назначения.

Фиг.23A является другой примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между Исходным Терминалом 100 и Терминалом 600 назначения. В этом случае, последовательность 810 Передачи по восходящей линии связи инициируется Исходным Терминалом 100. Последовательность 810 Передачи по восходящей линии связи инициируется во время t0 850a Исходным Терминалом 100 с голосовыми данными 815 посредством конфигурирования передающего тракта 200 основной полосы частот Исходного Терминала 100 на аудио тракт Tx S225. Во время tl 851a, Исходный Терминал 100 конфигурирует передающий тракт 200 основной полосы частот на тракт S230 данных Tx и начинает передавать его последовательность 811 синхронизации, с последующим сообщением 812 MSD. Во время t2 852a Терминал 600 назначения, получивший сообщение 811 синхронизации из Исходного Терминала 100, начинает передавать попеременно синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK" в Исходный Терминал 100. Терминал 600 назначения продолжает передавать попеременно синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK", пока он успешно не принимает сообщение MSD из Исходного Терминала 100. Во время t3 853, Терминал 600 назначения, успешно принявший сообщение 813 MSD, начинает передавать попеременно синхронизацию 801, и подтверждение или сообщение 804 "ACK". Исходный Терминал 100 может попытаться отправить сообщение 812 MSD многократно, пока он не примет сообщение 804 "ACK", причем каждая попытка является версией с различной избыточностью. Во время t4 854 Исходный Терминал 100, принявший сообщение 804 "ACK" из Терминала 600 назначения, прекращает передачу сообщения 814 MSD.

Фиг.23B является другой примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между Исходным Терминалом 100 и Терминалом 600 назначения. В этом случае, последовательность 810 Передачи по восходящей линии связи инициируется Исходным Терминалом 100. Вместо того, чтобы передавать голосовые данные по восходящей линии связи, чтобы инициировать передачу, Исходный Терминал 100 передает попеременно синхронизацию 811 и сообщение 805 "ОТПРАВИТЬ" во время t0 850b. Во время t1 851b Терминал 600 назначения, принявший сообщение 805 "ОТПРАВИТЬ" из Исходного Терминала 100, передает попеременно синхронизацию 801, и сообщение 802 «Начать». Во время t2 852b Исходный Терминал 100, принявший сообщение 802 "Начать" из Терминала 600 назначения, передает последовательность 811 синхронизации с последующим сообщением 812 MSD, в Терминал 600 назначения. Во время t3 853b Терминал 600 назначения, принявший сообщение 811 синхронизации из Исходного Терминала 100, передает попеременно синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK" в Исходный Терминал 100. Во время t4 854b, Терминал 600 назначения, успешно принявший сообщение MSD, передает попеременно синхронизацию 801 и сообщение 804 "ACK". После приема сообщения 804 "ACK" из Терминала 600 назначения, Исходный Терминал 100 прекращает передачу сообщения MSD.

Фиг.24A является примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между Исходным Терминалом 100 и Терминалом 600 назначения. В этом случае, данные запрашиваются и передаются и Исходным Терминалом 100, и Терминалом 600 назначения по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи соответственно для поддержки двунаправленной передачи данных. Последовательность 800 Передачи по восходящей линии связи инициируется во время t0 850 Терминалом 600 назначения с помощью попеременной последовательности 801 синхронизации и сообщения 802 "Начать". Во время t1 851 Исходный Терминал 100, принявший сообщение 802 "Начать" из Терминала 600 назначения, начинает передавать свою последовательность 811 синхронизации, с последующими данными 812. Во время t2 852, Терминал 600 назначения передает попеременно синхронизацию 801 и сообщение 803 "NACK", пока он успешно не примет данные 812 из Исходного Терминала 100, на который затем Терминал 600 назначения отправляет попеременно последовательность 801 синхронизации и сообщение 804 "ACK". Во время t4 854 Исходный Терминал 100, принявший сообщение 804 "ACK" из Терминала 600 назначения, прекращает свою передачу данных. Во время t5 855, Терминал 600 назначения передает попеременно последовательность 801 синхронизации и сообщение 805 "ОТПРАВИТЬ", указывающее запрос на передачу данных по нисходящей линии связи. Во время t6 856, Исходный Терминал 100 после обнаружения сообщения 805 "ОТПРАВИТЬ", отвечает попеременно последовательностью 811 синхронизации, и сообщением 816 "Начать". Во время t7 857, Терминал 600 назначения, после обнаружения сообщения 816 "Начать", отвечает последовательностью 801 синхронизации, с последующими данными 806. Во время t8 858, Исходный Терминал 100 передает попеременно последовательность 811 синхронизации и сообщение 817 "NACK", пока он успешно не примет данные 806 из Терминала 600 назначения, на который во время t9 859 Исходный Терминал 100 отправляет попеременно последовательность 811 синхронизации и сообщение 818 "ACK". Во время t10 860 Терминал 600 назначения, принявший сообщение 818 "ACK" из Исходного Терминала 100, прекращает передачу своих данных 806. Специалисту в данной области техники будет понятно, что взаимодействия, описанные здесь, симметричны и могут инициироваться Исходным Терминалом 100. Специалисту в данной области техники также будет понятно, что каждое из последовательности синхронизации, сообщения «начать», сообщения NACK, и сообщения ACK могут быть теми же самыми или различными последовательностями между переданными по нисходящей линии связи и по восходящей линии связи.

Фиг.24B является другой примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между Исходным Терминалом 100 и Терминалом 600 назначения, в которой данные запрашиваются и передаются и Исходным Терминалом 100, и Терминалом 600 назначения по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи. Различие между взаимодействиями Фиг.24B и Фиг.24A заключается в t3 853. В этом примере, попеременная синхронизация 801 и сообщение 805 "ОТПРАВИТЬ" передается Терминалом 600 назначения вместо попеременной синхронизации и сообщения "ACK". В этом примере сообщение 805 "ОТПРАВИТЬ" служит, чтобы указать, что Терминал 600 назначения успешно принял данные 812 Исходного Терминала 100, и что приводит к прекращению передачи данных в t4 854 Исходным Терминалом 100. Сообщение "ОТПРАВИТЬ" также указывает на запрос из Терминала 600 назначения, чтобы отправить данные по нисходящей линии связи.

Фиг. 25 является примерной схемой состава пакета данных передачи, при помощи которого длина пользовательских данных является меньшей, чем длина пакета данных передачи. Сегмент 900 пользовательских данных собирается в пакет 806 или 812 данных передачи наряду с предшествующим индикатором 910 длины и последующей последовательностью битов 911 заполнения, которая служит, чтобы заполнить данные до конца пакета данных передачи. Подходящим примером для индикатора 910 длины является 1-3 байтовое значение, указывающее на длину сегмента 900 пользовательских данных. Подходящим примером длины 806 или 812 пакета данных передачи может быть 100-200 байтов. Подходящий пример битов 911 заполнения включает в себя двоичное "0" значение. Специалисту в данной области техники будет понятно, что биты 911 заполнения могут содержать двоичное значение "1" или могут содержать шаблон двоичных значений "1" и "0".

Фиг.26 является примерной схемой состава пакета данных передачи, посредством которой длина пользовательских данных является большей, чем длина пакета данных передачи. Пользовательские данные 900 разделяются на многочисленные сегменты таким образом, что, первый сегмент плюс индикатор длины равен длине пакета данных передачи, и последующие сегменты равны длине пакета данных передачи. Если пользовательские данные являются не целочисленным кратным числом длины пакета данных передачи, то последний сегмент вмещает в себя заполнение. В примере Фиг.26 пользовательские данные разделяются на два сегмента. Первый сегмент 901 пользовательских данных собирается в пакет 806 или 812 данных передачи наряду с предшествующим индикатором 910 длины. Второй сегмент 902 пользовательских данных собирается в пакет 806 или 812 данных передачи, и потому что сегмент меньше, чем длина пакета данных передачи, используется заполнение 911, чтобы заполнить данные до конца пакета данных передачи.

Фиг.27A является примерной схемой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, в которой длина пользовательских данных больше размера пакета передачи. Инициируемый сообщениями «Начать» запрашивающего терминала или по нисходящей линии 800 связи, или по восходящей 810 линии связи, во время t20 870, первый пакет 806 или 812 данных передачи, содержащий индикатор 910 длины и первый сегмента 901 пользовательских данных, передается отвечающим терминалом. Во время t21 871, так как отвечающий терминал еще не принял сообщение ACK, он начинает передавать пользовательские данные снова во второй попытке 903. Во время t22 872, отвечающий терминал, принявший сообщение ACK, прекращает передачу первого пакета 806 или 812 данных. Во время t23 873, запрашивающий терминал, после оценки индикатора 910 длины, чтобы определить, сколько сегментов ожидается, запрашивает следующий пакет 806 или 812 данных передачи передачей сообщения «начать» к отвечающему терминалу. Во время t24 874, отвечающий терминал, принявший сообщение «начать» от запрашивающего терминала, начинает передавать следующий пакет 806 или 812 данных передачи, содержащий следующий сегмента 902 пользовательских данных и заполнение 911 (в этом примере, следующий пакет данных передачи является последним пакетом данных). Во время t25 875, отвечающий терминал, принявший сообщение ACK, прекращает свою передачу данных. Специалисту в данной области техники будет понятно, что взаимодействия, описанные здесь, симметричны, посредством чего запрашивающие и отвечающие терминалы могут быть или Исходным Терминалом 100, или Терминалом 600 назначения. Специалисту в данной области техники будет также понятно, что пользовательские данные могут охватывать больше чем два пакета 806 или 812 данных передачи.

Фиг.27B является другой примерной схемой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, в которой длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи. В этом примере, после того, как первый пакет 806 или 812 данных передачи запрошен через сообщения «Начать», переданные запрашивающим терминалом, последующие пакеты данных передачи 806 или 812 автоматически передаются отвечающим терминалом, на основании приема сообщения ACK от запрашивающего терминала. В этом примере запрашивающий терминал не передает сообщения «Начать», чтобы инициировать передачу последующего пакета 806 или 812 данных передачи от отвечающего терминала. Во время t31 881, отвечающий терминал, принявший сообщение ACK, прекращает передачу первого пакета данных, затем сразу начинает передавать следующий пакет 806 или 812 данных передачи, разделенный только последовательностью синхронизации. Во время t32 882, запрашивающий терминал, принявший последовательность синхронизации, начинает передавать сообщения NACK, пока он успешно не примет пакет 806 или 812 данных 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, принявший сообщение ACK, прекращает передачу пакета данных передачи 806 или 812.

Фиг. 27C является еще одной примерной схемой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, в которой длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи. В этом примере, после того, как первый пакет данных передачи 806 или 812 запрошен через сообщения «Начать», переданные запрашивающим терминалом, последующие пакеты 806 или 812 данных передачи автоматически передаются отвечающим терминалом, на основе приема сообщения ACK от запрашивающего терминала. В этом примере запрашивающий терминал не передает сообщения «Начать», 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, принявший сообщение ACK, прекращает передачу первого пакета данных, затем сразу начинает передавать следующий пакет 806 или 812 данных передачи, разделенный только последовательностью синхронизации. Во время t42 892, успешно приняв пакет 806 или 812 данных передачи, запрашивающий терминал начинает передавать сообщения ACK. Как только отвечающий терминал принимает сообщения ACK, он прекращает передачу пакета 806 или 812 данных передачи.

Фиг.27D является еще одной примерной схемой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, в которой длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи. Фиг. 27D является альтернативой к примерной схеме взаимодействия, показанной на Фиг.27B. В примере Фиг.27D устраняется промежуток времени в t32 882 между сообщением ACK запрашивающего терминала для первого сегмента 903 пользовательских данных и NACK для следующего сегмента 902 пользовательских данных. Это помогает поддержать хронирование в отвечающем терминале так, что, он не должен повторно синхронизироваться с последовательностью синхронизации запрашивающего терминала.

Специалисту в данной области техники будет понятно, что отвечающие терминалы могут автоматически передавать пакеты данных, последующие за первым пакетом данных, не передавая разделитель последовательности синхронизации. В этом случае последовательность синхронизации отправляется один раз до первого пакета 806 или 812 данных передачи, затем по приему сообщений ACK отвечающий терминал автоматически передает последующий пакет данных, не отправляя синхронизацию. Специалисту в данной области техники также будет понятно, что индикатор 910 длины мог также быть передан с другими сегментами данных в дополнение к первому.

В схемах взаимодействия, раскрытых здесь, могут существовать состояния ошибки, на которые нужно ответить и которые должны быть обработаны предопределенным образом. Следующие разделы предоставляют примеры по обработке состояний ошибок, соответствующей схемам взаимодействия, раскрытым здесь. В каждом примере состояние ошибки излагается наряду с соответствующим описанием ответа. Специалисту в данной области техники будет понятно, что обработка ошибок, описанная здесь, может быть одинаково применена к исходному или терминалу назначения и в однонаправленных, и в двунаправленных вариантах осуществления.

Примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал не обнаруживает переданную преамбулу синхронизации. В примерном ответе Исходный Терминал задерживает передачу сообщения MSD, пока предопределенное число преамбул синхронизации не будет обнаружено.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал неправильно обнаруживает преамбулу синхронизации. В примерном ответе Исходный Терминал задерживает передачу сообщения MSD, пока предопределенное число обнаруженных преамбул синхронизации не приводит к тому же самому смещению выборки.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал ложно обнаруживает преамбулу синхронизации, хотя в действительности не было ни одной переданной. В примерном ответе Исходный Терминал игнорирует ложно обнаруженные преамбулы синхронизации. Исходный Терминал мог бы инициировать передачу MSD, только если предопределенное число обнаруженных преамбул синхронизации привело к той же самой оценке смещения выборки.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Терминал назначения не обнаруживает переданную преамбулу синхронизации. В ответе в качестве примера Терминал назначения не начинает декодировать сообщение MSD, но продолжает передавать сообщения «Начать», чтобы инициировать Исходный Терминал, чтобы повторно инициировать передачу MSD после того, как принято предопределенное число сообщений «Начать» (включая последовательность преамбулы синхронизации).

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Терминал назначения неправильно обнаруживает преамбулу синхронизации. В ответе в качестве примера Терминал назначения декодирует принятые данные MSD неправильно по всем версиям избыточности. На основе неправильно декодируемых данных, Терминал назначения может повторно инициировать передачу MSD отправкой сообщения «Начать» в Исходный Терминал.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Терминал назначения ложно обнаруживает преамбулу синхронизации, хотя в действительности не было ни одной переданной. Не существует никакого ответа, так как вероятность этого случая очень низка. Терминал назначения не начинает отслеживать свой принятый сигнал, пока он ожидает преамбулу синхронизации от Исходного Терминала.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал неправильно понимает сообщение «Начать» как сообщение NACK. В примерном ответе, если передача MSD не началась, Исходный Терминал задерживает передачу MSD, пока он не принимает сообщение «Начать». В другом ответе в качестве примера, если передача MSD происходит в текущий момент, Исходный Терминал задерживает повторную инициализацию передачи.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал неправильно понимает сообщение «Начать» 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 были интерпретированы как сообщение «Начать». В еще одном примерном ответе, если предыдущие сообщения были сообщениями NACK, Исходный Терминал приостанавливает себя и завершает передачу MSD, если следующее сообщение также интерпретируется как ACK. В еще одном другом примерном ответе, если предыдущее сообщение было интерпретировано как ACK, Исходный Терминал завершает передачу MSD ошибочно. Вероятность этого события низка, однако, если это действительно происходит, Терминал назначения может повторно инициировать передачу снова, отправляя запрос с сообщениями «Начать».

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал неправильно понимает сообщение NACK как сообщение «Начать». В примерном ответе, одно NACK, которое интерпретируется как «Начать», не имеет никакого эффекта на передачу MSD. В другом примерном ответе, ряд сообщений NACK, которые все интерпретируются как сообщения «Начать», может заставить передатчик Исходного Терминала повторно инициировать MSD. Терминал назначения не ожидает этого и не примет входящих данных, понимая их как неправильно декодируемые данные. На основе неправильно декодируемых данных, Терминал назначения может запросить, чтобы Исходный Терминал повторно инициировал передачу отправкой сообщения «Начать».

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал неправильно понимает сообщение NACK как сообщение ACK. В примерном ответе, если предыдущее сообщение было интерпретировано как сообщение «Начать», Исходный Терминал игнорирует любое сообщение ACK. В другом примерном ответе, если предыдущее сообщение было интерпретировано как сообщение NACK, Исходный Терминал ожидает другого ACK. Если следующее сообщение не другое ACK, текущее 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 не принял MSD правильно. Вероятность этого события низка, однако, если это действительно происходит, Терминал назначения может повторно инициировать передачу снова, отправляя запрос с сообщениями «Начать».

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал неправильно понимает сообщение ACK как сообщение «Начать». В ответе в качестве примера Исходный Терминал не прервал бы передачу дополнительных версий избыточности MSD, так как обычное условие аварийного прекращения работы - прием предопределенного числа сообщений ACK. Если больше последующих сообщений интерпретируется как сообщения «Начать», Исходный Терминал может повторно инициировать передачу MSD. В конечном счете, Терминал назначения прекратил бы передавать сообщения. Исходный Терминал в конечном счете решил бы, что Терминал назначения больше не передает кадры синхронизации и произвел бы собственный сброс, таким образом останавливая дальнейшие передачи.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал неправильно понимает сообщение ACK как сообщение NACK. В ответе в качестве примера Исходный Терминал продолжал бы передавать версии избыточности до тех пор, пока сообщения ACK не обнаружились правильно. В конечном счете, Терминал назначения прекратил бы передавать сообщения. Исходный Терминал в конечном счете решил бы, что Терминал назначения больше не передает кадры синхронизации и произвел бы собственный сброс, таким образом останавливая дальнейшие передачи.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Исходный Терминал определяет, что принятое сообщение ненадежно. В примерном ответе, если принятые сообщения являются сообщениями «Начать», Исходный Терминал продолжает отсчитывать ненадежные сообщения, но с более низким коэффициентом взвешивания, чем если бы сообщения были приняты с надежным определением. Последующий триггер события, основанный на количестве принятых сообщений, потребует большего предопределенного числа ненадежных сообщений, принятых против того, как если бы сообщения были приняты с надежным определением. В другом примерном ответе, если ненадежные принятые сообщения - сообщения NACK или сообщения ACK, Исходный Терминал может проигнорировать сообщения.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Терминал назначения неспособен обнаружить переданное MSD из-за шума или других искажений канала. В примерном ответе, после попытки декодировать предопределенное число версий избыточности, Терминал назначения может запросить Исходный Терминала повторно инициировать передачу отправкой сообщения «Начать». В повторно инициируемой передаче Исходный Терминал может использовать устойчивый модулятор, который является менее склонным к шуму и другим искажениям канала.

Другое примерное состояние ошибки происходит, когда Терминал назначения не может оценить сигнал пробуждения правильно. В примерном ответе, если Терминал назначения считает обнаружение сигнала пробуждения ненадежным, он выбирает быстрый (или нормальный) режим модуляции для первой пробы над демодуляцией данных MSD. Для любого другого набора предопределенного числа принятых версий избыточности данных MSD Терминал назначения может использовать устойчивый режим модуляции, чтобы демодулировать данные.

Таким образом, раскрытыми здесь являются устройство и способ достоверной и эффективной внутриполосной передачи данных, через речевой кодек в системе беспроводной связи. Специалистам в данной области техники будет понятно, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любого множества различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, и символы, которые могут быть упомянуты по всему вышеупомянутому описанию, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любой их комбинацией. Кроме того, хотя варианты осуществления описываются прежде всего с точки зрения системы беспроводной связи, описанные методики могут быть применены к другим внутриполосным системам передачи данных, которые фиксированы (непереносимы) или не включают в себя беспроводной канал.

Специалистам в данной области техники далее будет понятно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы, и этапы алгоритма, описанные применительно к вариантам осуществления, раскрытым здесь, могут быть реализованы как электронное аппаратное обеспечение, программное обеспечение, или комбинации обоих. Чтобы ясно иллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы, и этапы были описаны выше обычно с точки зрения их функциональности. Реализуется ли такая функциональность как аппаратное обеспечение или программное обеспечение, зависит от конкретного приложения и конструктивных ограничений, наложенных на всю систему. Специалисты в данной области техники могут реализовать описанную функциональность переменными способами к каждому конкретному приложению, но такие решения реализации не должны быть интерпретированы как отклонения от объема данного изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули, и схемы, описанные применительно к вариантам осуществления, раскрытым здесь, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретного логического элемента или транзисторной логики, дискретного аппаратного компонента, или любой их комбинации, разработанной, чтобы выполнить функции, описанные здесь. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но в альтернативе, процессор может быть любым стандартным процессором, контроллером, микроконтроллером, или конечным автоматом. Процессор может также быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например, комбинация DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в соединении с ядром DSP, или любой другой такой конфигурации.

Этапы способа или алгоритма, описанного применительно к вариантам осуществления, раскрытым здесь, могут быть воплощены непосредственно в аппаратном обеспечении, в программном модуле, исполняемом процессором, или в комбинации обоих. Программный модуль может находиться в RAM памяти, флэш-памяти, ROM памяти, EPROM памяти, EEPROM памяти, регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM, или любой другой форме носителя, известного из уровня техники. Носитель подключен к процессору таким образом, чтобы процессор мог считать информацию из, и записать информацию в, носитель. В альтернативе носитель может являться неотъемлемой частью процессора. Процессор и носитель могут находиться в ASIC. В альтернативе процессор и носитель могут находиться как дискретные компоненты в пользовательском терминале.

Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществлений предоставлено, чтобы позволить любому специалисту в данной области техники осуществить или использовать данное изобретение. Различные модификации к этим вариантам осуществлений будут очевидны для специалистов в данной области техники, и универсальные принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим вариантам осуществлений, не отступая от сущности или объема изобретения. Таким образом, данное изобретение не предназначается, чтобы быть ограниченным вариантами осуществления, показанными здесь, но должно получить самый широкий объем, не противоречащий принципам и новым признакам, раскрытым здесь.

Изобретение относится к передаче данных по речевому каналу, а более конкретно к передаче неречевой информации через речевой кодек (внутриполосный) в сети связи. Предоставлена система для передачи информации через речевой кодек (внутриполосной), такой как найденный в беспроводной сети связи. Модулятор преобразует данные в спектрально шумоподобном сигнале на основе преобразования сформированного импульса к предопределенным положениям в кадре модуляции, и сигнал эффективно кодируют речевым кодеком. Последовательность синхронизации предоставляет хронирование кадра модуляции в приемнике и обнаруживается на основании анализа корреляционной пиковой схемы. Протокол запроса/ответа предоставляет надежный перенос данных с использованием избыточности сообщения, повторной передачи и/или режимов устойчивой модуляции, зависимых от условий каналов связи. Технический результат - обеспечение эффективной и качественной передачи данных через речевой кодек в сети связи. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 41 ил., 6 табл.

1. Способ управления передачами неречевой информации исходного терминала через речевой кодек из терминала назначения во внутриполосной системе связи, причем способ содержит этапы, на которых:
повторяющимся образом передают сигнал «Начать» из терминала назначения, причем сигнал «Начать» содержит сигнал синхронизации, за которым следует сообщение «Начать», и выдает команду исходному терминалу передать сигнал синхронизации и сообщение данных;
по обнаружении сигнала синхронизации от исходного терминала прекращают передачу сигнала «Начать» и передают сигнал NACK из терминала назначения, причем сигнал NACK содержит сигнал синхронизации, за которым следует NACK сообщение, указывает неуспешный прием сообщения данных исходного терминала посредством терминала назначения и выдает команду исходному терминалу повторяющимся образом передавать сообщение данных;
по обнаружении успешно принятого сообщения данных исходного терминала, прекращают передачу NACK сигнала и передают сигнал АСК из терминала назначения, причем АСК сигнал содержит сигнал синхронизации, за которым следует АСК сообщение, и выдает команду исходному терминалу прекратить передачу сообщений данных исходного терминала; и
после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано, прекращают передачу АСК сигнала.

2. Способ по п.1, в котором успешно принятое сообщение данных исходного терминала является сообщением данных, проверенным циклическим избыточностным контролем.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором повторяют этапы, основанные на передаче NACK сигналов, предопределенное число раз при необнаружении успешно принятого сообщения данных исходного терминала.

4. Устройство управления передачами неречевой информации исходного терминала через речевой кодек из терминала назначения во внутриполосной системе связи, содержащее:
процессор;
память в электронной связи с процессором; и
инструкции, сохраненные в памяти, причем инструкции выполнены для исполнения этапов, на которых:
повторяющимся образом передают сигнал «Начать» из терминала назначения, причем сигнал «Начать» содержит сигнал синхронизации, за которым следует сообщение «Начать», и выдает команду исходному терминалу передать сигнал синхронизации и сообщение данных;
по обнаружении сигнала синхронизации от исходного терминала, прекращают передачу сигнала «Начать» и передают сигнал NACK из терминала назначения, причем сигнал NACK содержит сигнал синхронизации, за которым следует NACK сообщение, указывает неуспешный прием сообщения данных исходного терминала посредством терминала назначения и выдает команду исходному терминалу повторяющимся образом передавать сообщение данных;
по обнаружении успешно принятого сообщения данных исходного терминала, прекращают передачу NACK сигнала и передают сигнал АСК из терминала назначения, причем АСК сигнал содержит сигнал синхронизации, за которым следует АСК сообщение, и выдает команду исходному терминалу прекратить передачу сообщений данных исходного терминала; и
после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано, прекращают передачу АСК сигнала.

5. Устройство по п.4, в котором успешно принятое сообщение данных исходного терминала является сообщением данных, проверенным циклическим избыточностным контролем.

6. Устройство по п.4, в котором память дополнительно содержит инструкции, которые являются исполняемыми для повторения этапов, основанных на передаче NACK сигналов, предопределенное число раз при необнаружении успешно принятого сообщения данных исходного терминала.

7. Устройство управления передачами неречевой информации исходного терминала через речевой кодек из терминала назначения во внутриполосной системе связи, причем устройство содержит:
средство для того, чтобы повторяющимся образом передавать сигнал «Начать» из терминала назначения, причем сигнал «Начать» содержит сигнал синхронизации, за которым следует сообщение «Начать», и выдает команду исходному терминалу передать сигнал синхронизации и сообщение данных;
средство для того, чтобы по обнаружении сигнала синхронизации прекращать передачу сигнала «Начать» и передавать сигнал NACK из терминала назначения, причем сигнал NACK содержит сигнал синхронизации, за которым следует NACK сообщение, указывает неуспешный прием сообщения данных исходного терминала посредством терминала назначения и выдает команду исходному терминалу повторяющимся образом передавать сообщение данных;
средство для того, чтобы, по обнаружении успешно принятого сообщения данных исходного терминала, прекращать передачу NACK сигнала и передавать сигнал АСК из терминала назначения, причем АСК сигнал содержит сигнал синхронизации, за которым следует АСК сообщение, и выдает команду исходному терминалу прекратить передачу сообщений данных исходного терминала; и
средство для того, чтобы после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано, прекращать передачу АСК сигнала.

8. Устройство по п.7, дополнительно содержащее средство для того, чтобы повторять этапы, основанные на передаче NACK сигналов, предопределенное число раз при необнаружении успешно принятого сообщения данных исходного терминала.