СИСТЕМА И СПОСОБ ВНУТРИПОЛОСНОГО МОДЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧ ДАННЫХ ПО СЕТЯМ ЦИФРОВОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2015 года по МПК H04L1/16 

Притязание на приоритет

Притязание на приоритет делается по следующим предварительным заявкам на патент США: № 61/059179, озаглавленной «ROBUST SIGNAL FOR DATA TRANSMISSION OVER IN-BAND VOICE MODEM IN DIGITAL CELLULAR SYSTEMS», поданной 5 июня 2008 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь посредством ссылки; и № 61/087923, озаглавленной «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS», поданной 11 августа 2008 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и явно включенной здесь 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 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь 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 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь посредством ссылки; и № 61/151457, озаглавленной «SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING GENERAL BIDIRECTIONAL IN-BAND MODEM FUNCTIONALITY», поданной 10 февраля 2009 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь 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 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь посредством ссылки.

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Родственные совместно рассматриваемые 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 в реестре патентного поверенного № 081226U1, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки; «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS», имеющая номер в реестре патентного поверенного № 081226U2, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки; «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS», имеющая номер в реестре патентного поверенного № 081226U3, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки. «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS», имеющая номер в реестре патентного поверенного № 081226U4, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки. «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS», имеющая номер в реестре патентного поверенного № 081226U6, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

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

Предшествующий уровень техники

Передача речи являлась опорой в системах связи с появления телефонов наземной линии связи и радиосвязи. Развитие в исследованиях и проектированиях систем связи привело индустрию к системам, основанным на цифровых технологиях. Одним преимуществом системы цифровой связи является возможность уменьшения требуемой ширины полосы пропускания путем осуществления сжатия пересылаемых данных. В результате, значительное исследование и развитие было направлено на технологии сжатия, в особенности в области кодирования речи. Обычным устройством сжатия речи является «вокодер», также взаимозаменяемо упоминаемый как «речевой кодек» или «речевой кодер». Вокодер принимает оцифрованные отсчеты речевого сигнала и производит наборы битов данных, известных как «речевые пакеты». Существует несколько стандартизованных алгоритмов кодирования речевых сигналов в поддержку различных систем цифровой связи, которые требуют речевую связь, но на самом деле сегодня поддержка речи является минимальным и существенным требованием в большинстве систем связи. Проект 2 сотрудничества третьего поколения (3GPP2) является примером организации по стандартизации, которая определяет системы связи IS-95, CDMA2000 1xRTT (1x Radio Transmission Technology (технология радиопередачи)), CDMA2000 EV-DO (Evolution-Data Optimized) и CDMA2000 EV-DV (Evolution-Data/Voice). Проект сотрудничества третьего поколения (3GPP) является другим примером организации по стандартизации, которая определяет GSM (Global System for Mobile Communications (глобальная система связи с подвижными объектами)), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System (универсальная система мобильных телекоммуникаций)), HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access (высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи)), HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access (высокоскоростной пакетный доступ по восходящей линии связи)), HSPA+ (High-Speed Packet Access Evolution (развитие высокоскоростного пакетного доступа)) и LTE (Long Term Evolution (долгосрочное развитие)). VoIP (Voice over Internet Protocol (передача голоса по Интернет протоколу) является примерным протоколом, используемым в системах связи, определенных в 3GPP и 3GPP2, а также других. Примеры вокодеров, используемых в таких системах связи и протоколах, включают в себя ITU-T G.729 (International Telecommunications Union (международный союз телекоммуникаций)), AMR (Adaptive Multi-rate Speech Codec (адаптивный многоскоростной речевой кодек)) и EVRC (Enhanced Variable Rate Codec Speech Service Options 3, 68, 70 (версия 3, 68, 70 службы усовершенствованного речевого кодека с переменной скоростью)).

Совместное использование информации является основной целью существующих на сегодняшний день систем связи в подтверждение потребности в мгновенной и повсеместной возможности соединения. Пользователи сегодняшних систем связи передают речь, видео, текстовые сообщения и другие данные для того, чтобы оставаться подключенными. Новые развивающиеся приложения имеют тенденцию к опережению развития сетей и могут требовать обновления к протоколам и схемам модуляции систем связи. В некоторых удаленных географических областях лишь услуги передачи речи могут быть доступными вследствие отсутствия поддержки инфраструктуры для развитых услуг передачи данных в системе. В качестве альтернативы, пользователи могут выбирать только включение услуг передачи речи на своих устройствах связи в виду экономических причин. В некоторых странах поддержка служб связи общего пользования поручается сети связи, такой как Служба спасения 911 (Е911) или вызов службы спасения из транспортного средства (eCall). В этих примерах приложений служб спасения быстрая передача данных является приоритетной, но не всегда реалистичной, особенно в случае, когда развитые услуги данных являются не доступными на 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, имеющей место при попытке кодирования неречевого сигнала вокодером.

Алгоритмы сжатия речи, реализуемые большинством вокодеров, используют методики «анализа синтезом», чтобы смоделировать речевой тракт человека наборами параметров. Наборы параметров обычно включают в себя функции коэффициентов цифровых фильтров, коэффициентов усиления и запомненных сигналов, которые известны как шифровальные книги, с целью перечисления нескольких. Поиск параметров, которые наиболее близко соответствуют характеристикам входного речевого сигнала, выполняется в кодере вокодера. Параметры затем используются в декодере вокодера, чтобы синтезировать оценку входной речи. Наборы параметров, доступные вокодеру для кодирования сигналов, настраивают на речь лучшей модели, характеризуемую речевыми периодическими сегментами, а также неречевыми сегментами, которые имеют шумоподобные характеристики. Сигналы, которые не содержат периодических или шумоподобных характеристик, не кодируются эффективно вокодером и могут привести к серьезному искажению в декодируемом выводе в некоторых случаях. Примеры сигналов, которые не проявляют речевые характеристики, включают в себя быстро изменяющиеся «тональные» сигналы единственной частоты или двухтональные сигналы множества частот «DTMF». Большинство вокодеров неспособно эффективно и качественно кодировать такие сообщения.

Передача данных через речевой кодек обычно упоминается как «внутриполосная» передача данных, в которой данные включаются в один или более речевых пакетов, выводящихся из речевого кодека. Несколько методик используют звуковые тоны на предопределенных частотах в пределах полосы речевых частот, чтобы представить данные. Использование тонов предопределенных частот для передачи данных через речевые кодеки, особенно на высоких скоростях передачи данных, является ненадежным из-за применяемых в системах вокодеров. Вокодеры разрабатываются, чтобы моделировать речевые сигналы с использованием ограниченного числа параметров. Ограниченные параметры являются недостаточными для эффективного моделирования тональных сигналов. Возможность вокодеров моделировать тоны дополнительно ухудшается при попытке увеличить скорость передачи данных путем быстрого изменения 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 совокупную скорость передачи данных системы связи. Поэтому, возникает потребность в эффективной и качественной передаче данных через речевой кодек в сети связи.

Соответственно, было бы преимущественно обеспечить улучшенную систему для передачи и приема информации через речевой кодек в системе связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрытые в данной заявке варианты осуществления направлены на вышеизложенные потребности посредством использования внутриполосного модема для достоверной 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 символов входных данных для создания множества первых импульсных сигналов, задают форму этого множества первых импульсных сигналов для создания множества первых импульсных сигналов с заданной формой и кодируют это множество первых импульсных сигналов с заданной формой речевым кодеком.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, сконфигурированный для обработки множества символов входных данных для создания множества первых импульсных сигналов, средство задания формы, сконфигурированное для задания формы этого множества первых импульсных сигналов для создания множества первых импульсных сигналов с заданной формой, и речевой кодек, сконфигурированный для кодирования этого множества первых импульсных сигналов с заданной формой для создания речевого пакета.

В другом варианте осуществления устройство содержит средство для обработки множества символов входных данных для создания множества первых импульсных сигналов, средство для задания формы этого множества первых импульсных сигналов для создания множества первых импульсных сигналов с заданной формой и средство для кодирования этого множества первых импульсных сигналов с заданной формой 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 которая является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и отправляют эту предопределенную последовательность через речевой кодек.

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

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

В другом варианте осуществления способ получения неречевых данных, вставленных в пакет вокодера, содержит этапы, на которых принимают и декодируют пакет вокодера, осуществляют фильтрование декодированного пакета вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, вычисляют смещение временного выравнивания на основе сигнала синхронизации и извлекают неречевые данные, вставленные в декодированный пакет вокодера, на основании смещения временного выравнивания.

В другом варианте осуществления устройство содержит приемник, сконфигурированный для приема и декодирования пакета вокодера, фильтр, сконфигурированный для осуществления фильтрования декодированного пакета вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, вычислительное средство, сконфигурированное для вычисления смещения временного выравнивания на основе сигнала синхронизации, и средство извлечения, сконфигурированное для извлечения неречевых данных, вставленных в декодированный пакет вокодера, на основе смещения временного выравнивания.

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

В другом варианте осуществления способ управления передачами терминала-отправителя из терминала-получателя в системе внутриполосной связи содержит этапы, на которых передают сигнал начала от терминала-получателя, прерывают передачу сигнала начала по обнаружению первого принятого сигнала, передают NACK-сигнал от терминала-получателя, прерывают передачу NACK-сигнала по обнаружению удачно принятого сообщения данных терминала-отправителя, передают ACK-сигнал от терминала-получателя и прерывают передачу АСК-сигнала, после того как предопределенное число АСК-сигналов было передано.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронном соединении с процессором, инструкции, запомненные в памяти, при этом инструкции приспособлены для исполнения этапов, на которых: передают сигнал начала от терминала-получателя, прерывают передачу сигнала начала по обнаружению первого принятого сигнала, передают NACK-сигнал от терминала-получателя, прерывают передачу NACK-сигнала по обнаружению удачно принятого сообщения данных терминала-отправителя, передают ACK-сигнал от терминала-получателя и прерывают передачу АСК-сигнала, после того как предопределенное число АСК-сигналов было передано.

В другом варианте осуществления устройство для управления передачами терминала-отправителя из терминала-получателя в системе внутриполосной связи содержит средство для передачи сигнала начала от терминала-получателя, средство для прерывания передачи сигнала начала по обнаружению первого принятого сигнала, средство для передачи NACK-сигнала от терминала-получателя, средство для прерывания передачи NACK-сигнала по обнаружению успешно принятого сообщения данных терминала-отправителя, средство для передачи ACK-сигнала от терминала-получателя и средство для прерывания передачи АСК-сигнала, после того как предопределенное число АСК-сигналов было передано.

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

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, инструкции, запомненные в памяти, причем инструкции приспособлены для исполнения этапов, на которых: обнаруживают сигнал запроса на терминале-отправителе, передают сигнал синхронизации от терминала-отправителя по обнаружению сигнала запроса, передают сегмент пользовательских данных от терминала-отправителя с использованием первой схемы модуляции и прерывают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство для управления передачами терминала-отправителя из терминала-отправителя в системе внутриполосной связи содержит средство для обнаружения сигнала запроса на терминале-отправителе, средство для передачи сигнала синхронизации от терминала-отправителя по обнаружению сигнала запроса, средство для передачи сегмента пользовательских данных от терминала-отправителя с использованием первой схемы модуляции и средство для прерывания передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления способ управления двусторонними передачами данных из терминала-получателя в системе внутриполосной связи содержит этапы, на которых передают сигнал оправки от терминала-получателя, прерывают передачу сигнала отправки по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал синхронизации от терминала-получателя, передают сегмент пользовательских данных от терминала-получателя с использованием первой схемы модуляции и прерывают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, инструкции, запомненные в памяти, причем инструкции приспособлены для исполнения этапов, на которых: передают сигнал отправки от терминала-получателя, прерывают передачу сигнала отправки по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал синхронизации от терминала-получателя, передают сегмент пользовательских данных от терминала-получателя с использованием первой схемы модуляции и прерывают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство для управления двусторонними передачами данных из терминала-получателя в системе внутриполосной связи содержит средство для передачи сигнала оправки от терминала-получателя, средство для прерывания передачи сигнала отправки по обнаружению первого принятого сигнала, средство для передачи сигнала синхронизации от терминала-получателя, средство для передачи сегмента пользовательских данных от терминала-получателя с использованием первой схемы модуляции и средство для прерывания передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления система для передачи данных по системе внутриполосной связи от транспортного средства, содержащего установленную на транспортном средстве систему (IVS), к пункту реагирования общественной безопасности (PSAP) содержит один или более датчиков, расположенных в IVS для обеспечения данных IVS датчиков, IVS передатчик, расположенный в IVS, для передачи данных IVS датчиков, PSAP приемник, расположенный в PSAP, для приема данных IVS датчиков, PSAP передатчик, расположенный в PSAP, для передачи командной информации PSAP, IVS приемник, расположенный в IVS, для приема командной информации PSAP; причем IVS передатчик содержит средство форматирования (форматер) IVS сообщения для форматирования данных IVS датчиков и создания IVS сообщения, IVS процессор для обработки IVS сообщения и получения множества импульсных сигналов IVS с заданной формой, речевой кодер IVS для кодирования импульсных сигналов IVS с заданной формой и получения кодированного сигнала IVS, генератор синхронизации IVS для генерирования сигнала синхронизации IVS и контроллер передачи IVS для передачи последовательности сигналов синхронизации IVS и IVS сообщений; причем PSAP приемник содержит средство обнаружения PSAP для обнаружения сигнала синхронизации IVS и создания флага синхронизации PSAP, PSAP демодулятор для демодуляции IVS сообщения и создания принятого IVS сообщения; причем PSAP передатчик содержит форматер сообщения PSAP для форматирования командной информации PSAP и создания командного сообщения PSAP, PSAP процессор для обработки командного сообщения PSAP и создания множества импульсных сигналов PSAP с заданной формой, речевой кодер PSAP для кодирования импульсных сигналов PSAP с заданной формой и создания кодированного сигнала PSAP, генератор синхронизации PSAP для генерирования сигнала синхронизации PSAP и контроллер передачи PSAP для передачи последовательности сигналов синхронизации PSAP и командных сообщений PSAP; причем IVS приемник содержит IVS средство обнаружения для обнаружения сигнала синхронизации PSAP и создания флага синхронизации IVS и IVS демодулятор для демодулирования PSAP сообщений и создания принятого PSAP сообщения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Аспекты и сопутствующие преимущества вариантов осуществления, описанных здесь, станут более понятными, исходя из нижеследующего подробного описания при совместном рассмотрении с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой схему варианта осуществления терминалов отправителя и получателя, которые используют внутриполосный модем для передачи данных через речевой кодек в сети беспроводной связи.

Фиг.2 представляет собой схему варианта осуществления модема данных передачи, используемого в системе внутриполосной связи.

Фиг.3A представляет собой схему варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.

Фиг.3B является схемой другого варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.

Фиг.3C представляет собой схему еще одного варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.

Фиг.4 является схемой варианта осуществления генератора синхронизирующей пачки.

Фиг.5 является схемой варианта осуществления последовательности пачки синхронизации.

Фиг.6A представляет собой схему варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации.

Фиг.6B представляет собой схему варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации с ненакладывающимися опорными последовательностями.

Фиг.7A представляет собой график вывода корреляции преамбулы синхронизации, где преамбула состоит из неналоженных опорных последовательностей.

Фиг.7B представляет собой график вывода корреляции преамбулы синхронизации, где преамбула состоит из наложенных опорных последовательностей.

Фиг.8A представляет собой схему варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.8B представляет собой схему другого варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.8C представляет собой схему еще одного варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.9 представляет собой схему варианта осуществления формата сообщения данных передачи.

Фиг.10 представляет собой схему варианта осуществления формата составного сообщения данных передачи и синхронизации.

Фиг.11A представляет собой график спектральной плотности мощности сигнала на основе внутриполосного импульса от частоты.

Фиг.11B представляет собой график спектральной плотности мощности сигнала на основе внутриполосного тона от частоты.

Фиг.12 представляет собой схему варианта осуществления модулятора данных, использующего разреженные импульсы.

Фиг.13 представляет собой схему варианта осуществления представления символа данных разреженного импульса.

Фиг.14A представляет собой схему варианта осуществления размещения импульса заданной формы в пределах кадра модуляции с использованием методики циклического перехода.

Фиг.14B представляет собой схему варианта осуществления размещения импульса заданной формы в пределах кадра модуляции для типичного примера в предшествующем уровне техники.

Фиг.15A представляет собой схему варианта осуществления средства обнаружения сигнала синхронизации и контроллера приемника.

Фиг.15B представляет собой схему другого варианта осуществления средства обнаружения сигнала синхронизации и контроллера приемника.

Фиг.16 представляет собой схему варианта осуществления средства обнаружения пачки синхронизации.

Фиг.17A представляет собой схему варианта осуществления средства обнаружения преамбулы синхронизации.

Фиг.17B представляет собой схему другого варианта осуществления средства обнаружения преамбулы синхронизации.

Фиг.18A представляет собой схему варианта осуществления контроллера средства обнаружения синхронизации.

Фиг.18B представляет собой схему другого варианта осуществления контроллера средства обнаружения синхронизации.

Фиг.19 представляет собой схему варианта осуществления средства регулировки временного выравнивания приема.

Фиг.20 представляет собой схему варианта осуществления модема данных приема, используемого в системе внутриполосной связи.

Фиг.21 представляет собой схему варианта осуществления системы экстренного вызова на транспортном средстве.

Фиг.22 представляет собой схему варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи, в терминале связи получателе и последовательности ответа на запрос данных, переданного по восходящей линии связи, в терминале связи отправителе, при этом взаимодействие инициируется терминалом-получателем.

Фиг.23A представляет собой схему варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи, в терминале связи получателе и последовательности ответа на запрос данных, переданного по восходящей линии связи, в терминале связи отправителе при взаимодействии, инициированном терминалом-отправителем.

Фиг.23B представляет собой схему другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи, в терминале связи получателе и последовательности ответа на запрос данных, переданного по восходящей линии связи, в терминале связи отправителе при взаимодействии, инициированном терминалом-отправителем.

Фиг.24A является схемой варианта осуществления взаимодействия двунаправленной последовательности запроса данных и последовательности ответа на запрос данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.

Фиг.24B является схемой другого варианта осуществления взаимодействия двунаправленной последовательности запроса данных и последовательности ответа на запрос данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.

Фиг.25 представляет собой схему варианта осуществления формата пакета пользовательских данных, где длина пользовательских данных меньше, чем размер пакета передачи.

Фиг.26 представляет собой схему варианта осуществления формата пакета пользовательских данных, где длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

Фиг.27A представляет собой схему варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, в котором длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

Фиг.27B представляет собой схему другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, в котором длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

Фиг.27C представляет собой схему еще одного другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, в котором длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

Фиг.27D представляет собой схему еще другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, в котором длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг.1 показывает вариант осуществления системы внутриполосной передачи данных, которая могла бы быть реализована в пределах беспроводного терминала 100 отправителя. Терминал 100 отправитель осуществляет связь с терминалом 600 получателем через каналы 501 и 502 связи, сеть 500 и канал 503 связи. Примеры подходящих систем беспроводной связи включают в себя системы сотовой телефонии, работающие в соответствии со стандартами глобальной системы для мобильной связи (GSM), универсальной мобильной телекоммуникационной системы проекта партнерства третьего поколения (3GPP UMTS), множественного доступа с кодовым разделением проекта 2 партнерства третьего поколения (3GPP2 CDMA), множественного доступа с кодовым разделением с ожиданием временного разделения (TD-SCDMA) и всемирной функциональной совместимости для микроволнового доступа (WiMAX). Специалист в данной области техники поймет, что методики, описанные здесь, могут быть равным образом применены к системе внутриполосной передачи данных, которая не задействует беспроводной канал. Сеть 500 связи включает в себя любую комбинацию оборудования маршрутизации и/или коммутации, линий связи и другой инфраструктуры, подходящей для установления линии связи между терминалом 100 отправителем и терминалом 600 получателем. Например, канал 503 связи может не быть линией радиосвязи. Терминал 100 отправитель, как правило, выполняет функции устройства речевой связи.

Передатчик

Модуль 200 основной полосы частот передачи обычно направляет речь пользователя через вокодер, но также приспособлен для направления неречевых данных через вокодер в ответ на запрос, возникающий от терминала-отправителя или сети связи. Направление неречевых данных через вокодер является преимущественным, так как это устраняет необходимость для терминала-отправителя запрашивать и передавать данные по отдельному каналу связи. Неречевые данные форматируются в сообщения. Данные сообщения, по-прежнему находящиеся в цифровой форме, преобразуются в шумоподобный сигнал, состоящий из импульсов с заданной формой. Информация о данных сообщения встраивается в позиции импульсов шумоподобного сигнала. Шумоподобный сигнал кодируется вокодером. Вокодер не конфигурируется по-разному в зависимости от того, является ли ввод речевыми или неречевыми данными пользователя, поэтому предпочтительно преобразовывать данные сообщения в сигнал, который может быть эффективно закодирован набором параметров передачи, выделенным вокодеру. Закодированный шумоподобный сигнал передается внутриполосно по линии связи. Поскольку передаваемая информация встроена в позиции импульсов шумоподобного сигнала, надежное обнаружение зависит от восстановления временного выравнивания импульсов относительно границ кадра речевого кодека. Чтобы помочь приемнику в обнаружении внутриполосной передачи, предопределенный синхросигнал генерируется и кодируется вокодером до передачи данных сообщения. Последовательность протоколов синхронизации, управления и сообщений передается, чтобы гарантированно обеспечить надежное обнаружение и демодуляцию неречевых данных в приемнике.

Ссылаясь на модуль 200 основной полосы частот передачи, входной звук S210 вводится в микрофон и процессор 215 звукового ввода и переносится через мультиплексор 220 в кодер 270 вокодера, где генерируются сжатые речевые пакеты. Подходящий процессор звукового ввода обычно включает в себя схемы для преобразования входного сигнала в цифровой сигнал и преобразователь сигналов для задания формы цифрового сигнала, такой как фильтр нижних частот. Примеры подходящих вокодеров включают в себя те, что описаны следующими опорными 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 подает речевые пакеты передатчику 295 и антенне 296, и речевые пакеты передаются по каналу 501 связи.

Запрос на передачу данных может быть инициирован терминалом-отправителем или через сеть связи. Запрос S215 передачи данных блокирует речевой тракт через мультиплексор 220 и деблокирует тракт данных передачи. Входные данные S200 предварительно обрабатываются форматером 210 сообщения данных и выводятся как Tx сообщение S220 к модему 230 передаваемых (Tx) данных. Входные данные S200 могут включать в себя информацию пользовательского интерфейса (UI), информацию о положении/определении местоположения пользователя, временные метки, информацию датчиков оборудования или другие подходящие данные. Пример подходящего форматера 210 сообщения данных включает в себя схемы для вычисления и добавления битов контроля циклическим избыточным кодом (CRC) к входным данным, обеспечения памяти буфера повторной передачи, реализации помехозащищенного кодирования, например гибридный запрос на автоматический повтор (HARQ), и перемежения входных данных. Модем 230 Tx данных преобразует Tx сообщение S220 в Tx данные S230 сигнала данных, которые направляются через мультиплексор 220 к кодеру 270 вокодера. Как только передача данных завершается, речевой тракт может быть повторно деблокирован 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: Sync Out (синхронизирующий выходной сигнал) S245, Mute Out (выходной сигнал подавления) S240 и Tx Mod Out (выходной сигнал модулирования Tx) S235. Следует понимать, что другие очередности и комбинации сигналов Sync Out S245, Mute Out S240 и Tx Mod Out S235 могут быть выведены в виде Tx данных S230. Например, Sync Out S245 может быть отправлен перед каждым сегментом данных Tx Mod Out S235. Или, Sync Out S245 может быть отправлен однократно перед полным Tx Mod Out S235 с Mute Out S240, отправленным между каждым сегментом данных Tx Mod Out S235.

Sync Out S245 является синхросигналом, используемым для установления временного выравнивания на принимающем терминале. Синхросигналы требуются, чтобы установить временное выравнивание для переданных внутриполосных данных, так как информация данных встраивается в позиции импульсов шумоподобного сигнала. Фиг.3A показывает подходящую примерную блок-схему генератора 240 синхроимпульсов, показанного на фиг.2. Три сигнала могут быть мультиплексированы по времени через мультиплексор 247 в сигнал Sync Out S245: Sync Burst (пачка синхроимпульс) S241, Wakeup Out (выходной сигнал пробуждения) S236 и Sync Preamble Out (выходной сигнал с синхронизирующей преамбулой) S242. Следует понимать, что другие очередности и комбинации Sync Burst S241, Wakeup Out S236 и Sync Preamble Out S242 могут быть выведены на Sync Out S245. Например, фиг.3B показывает генератор 240 синхроимпульсов, заключающий в себе Wakeup Out S236 и Sync Preamble Out S242, где Wakeup Out S236 может быть отправлен перед каждым Sync Preamble Out S242. В качестве альтернативы, фиг.3C показывает генератор 240 синхроимпульсов, заключающий в себе Sync Burst S241 и Sync Preamble Out S242, где Sync Burst S241 может быть отправлен перед каждым Sync Preamble Out S242.

Возвращаясь к фиг.3A, Sync Burst S241 используется, чтобы установить грубое временное выравнивание в приемнике, и состоит по меньшей мере из одного синусоидального частотного сигнала, имеющего предопределенную частоту дискретизации, последовательность и продолжительность, и генерируется посредством Sync Burst 250, показанного 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 постоянных частот в речевой полосе частот, такие как 395 Гц, 540 Гц и 512 Гц для одного синусоидального сигнала и 558 Гц, 1035 Гц и 724 Гц для другого синусоидального сигнала. Последовательность 253 пачки синхроимпульсов определяет, какой частотный сигнал мультиплексируется через мультиплексор 254. Информационная последовательность, модулируемая на пачку синхронизирующих импульсов, должна быть последовательностью с хорошими свойствами автокорреляции. Примером подходящей последовательности 253 пачки синхроимпульсов является код Баркера с длиной 7, как показано на фиг.5. Для каждого символа «+» синусоида частоты 1 выводится на Sync Burst S241, и для каждого символа «-» выводится синусоида частоты 2.

Возвращаясь к фиг.3A, Sync Preamble Out S242 используется, чтобы установить точное (основанное на отсчетах) временное выравнивание в приемнике, и состоит из предопределенной комбинации данных, известной в приемнике. Подходящим примером предопределенной комбинации данных Sync Preamble Out S242 является последовательность 241 синхронизирующей преамбулы, показанная на фиг.6A. Составная последовательность 245 преамбулы генерируется путем последовательного соединения нескольких периодов последовательности 242 псевдослучайного шума (PN) с результатом наложения и сложения PN последовательности 242 и инвертированной версии PN последовательности 244. Символы «+» в составной последовательности 245 преамбулы представляют двоичные данные +1, и символы «-» представляют двоичные данные -1. Согласно другому подходящему примеру, вставляют отсчеты нулевого значения между битами данных PN последовательности. Это обеспечивает временное расстояние между битами данных, чтобы учесть влияния «тянучки», вызванные характеристиками полосового фильтра канала, который стремится разбросать энергию бита данных по нескольким интервалам времени прохождения бита.

Ранее описанная структура синхронизирующей преамбулы, использующей последовательно соединенные периоды PN последовательности с наложенными сегментами инвертированных версий PN последовательности, обеспечивает преимущества, заключающиеся в уменьшенном времени передачи, улучшенных свойствах корреляции и улучшенных характеристиках обнаружения. Преимущества приводят в результате к преамбуле, которая является устойчивой к ошибкам передачи речевого кадра.

Путем наложения PN сегментов получающаяся в результате составная синхронизирующая преамбула состоит из небольшого числа битов в последовательности по сравнению с неналоженной версией, тем самым уменьшая полное время, требуемое для передачи составной последовательности 245 преамбулы.

Чтобы проиллюстрировать улучшения свойств корреляции наложенной синхронизирующей преамбулы, фиг.7A и фиг.7B показывают сравнение между корреляцией PN последовательности 242 с неналоженной составной последовательностью 245b преамбулы, показанной на фиг.6B, и корреляцией PN последовательности 242 с наложенной составной последовательностью 245 синхронизирующей преамбулы, показанной на фиг.6A. Фиг.7A показывает основные пики корреляции, как положительные, так и отрицательные, а также малые пики корреляции, расположенные между основными пиками для неналоженной составной последовательности 245b синхронизирующей преамбулы. Отрицательный пик 1010 возникает в результате корреляции PN последовательности 242 с первым инвертированным сегментом неналоженной составной последовательности 245b преамбулы. Положительные пики 1011, 1012, 1013 корреляции возникают в результате корреляции PN последовательности 242 с тремя последовательно соединенными сегментами PN последовательности 242, которые составляют среднюю секцию неналоженной составной последовательности 245b преамбулы. Отрицательный пик 1014 возникает в результате корреляции PN последовательности 242 со вторым инвертированным сегментом неналоженной составной последовательности 245b преамбулы. На фиг.7A малый пик 1015 корреляции, соответствующий смещению 3-х отсчетов от первого положительного пика 1011 корреляции, показывает величину приблизительно 5 (1/3 величины основных пиков). Фиг.7B показывает несколько основных пиков корреляции, как положительных, так и отрицательных, а также малые пики корреляции между основными пиками для наложенной составной последовательности 245 синхронизирующей преамбулы. На фиг.7B малый пик 1016 корреляции, соответствующий смещению 3 PN отсчетов от первого положительного пика 1011 корреляции, показывает величину приблизительно 3 (1/5 величины основных пиков). Небольшая величина малого пика 1016 корреляции для наложенной преамбулы, показанной на фиг.7B, приводит в результате к менее ошибочным обнаружениям основных пиков корреляции преамбулы по сравнению с примером неналоженного малого пика 1015, показанного на фиг.7A.

Как показано на фиг.7B, пять основных пиков генерируются при корреляции PN последовательности 242 с составной последовательностью 245 синхронизирующей преамбулы. Показанный шаблон (1 отрицательный пик, 3 положительных пика и 1 отрицательный пик) обеспечивает возможность определения временного выравнивания кадра на основании любых 3 обнаруженных пиков и соответствующих временных расстояний между пиками. Комбинация из 3 обнаруженных пиков с соответствующим временным расстоянием всегда уникальна. Подобное описание шаблона пика корреляции показано в таблице 1, где на пики корреляции ссылаются посредством «-» для отрицательного пика и «+» для положительного пика. Методика использования уникального шаблона пиков корреляции является преимущественной для внутриполосных систем, так как уникальный шаблон компенсирует возможные потери речевого кадра, например, из-за плохих условий канала. Потеря речевого кадра может также привести к потере пика корреляции. При наличии уникального шаблона пиков корреляции, разделенных предопределенными временными расстояниями, приемник может достоверно обнаруживать синхронизирующую преамбулу даже с потерянными речевыми кадрами, которые приводят в результате к потерянным пикам корреляции. Несколько примеров показаны в таблице 2 для комбинаций из 3 обнаруженных пиков в шаблоне (2 пика теряются в каждом примере). Каждая запись в таблице 2 представляет уникальный шаблон пиков и временных расстояний между пиками. Пример 1 в таблице 2 показывает обнаруженные пики 3, 4 и 5 (пики 1 и 2 были потеряны), приводя в результате к шаблону «+ + -» с одним предопределенным расстоянием между каждым пиком. Примеры 2 и 3 в таблице 2 также показывают шаблон «+ + -», однако расстояния отличаются. Пример 2 имеет два предопределенных расстояния между обнаруженными пиками 2 и 4, тогда как пример 3 имеет два предопределенных расстояния между обнаруженными пиками 3 и 5. Следовательно, примеры 1, 2 и 3, каждый, представляют уникальный шаблон, из которого может быть выведено временное выравнивание кадра. Следует понимать, что обнаруженные пики могут простираться за границы кадра, но что уникальные шаблоны и предопределенные расстояния все еще применяются.

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 - + +    

Специалист в данной области техники поймет, что может использоваться другая последовательность преамбулы, приводящая в результате к шаблону пиков корреляции, отличающемуся от того, который показан на фиг.7B и таблице 1. Специалист в данной области техники также поймет, что множество шаблонов пиков корреляции может быть использовано, чтобы идентифицировать другие рабочие режимы или передавать биты информации. Пример альтернативного шаблона пиков корреляции показан в таблице 3. Шаблон пиков корреляции, показанный в таблице 3, поддерживает уникальный шаблон, из которого может быть выведено временное выравнивание кадра, как описано ранее. Наличие множества шаблонов пиков корреляции является преимущественным для идентифицирования различных конфигураций передатчика на приемнике, таких как форматы сообщения или схемы модуляции.

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

Обращаясь снова к фиг.3A, Wakeup Out S236 используется для инициирования кодера 270 вокодера на пробуждение из состояния сна, состояния низкой скорости передачи или состояния прерывистой передачи. Wakeup Out S236 может также использоваться, чтобы воспрепятствовать кодеру 270 вокодера входить в состояние сна, низкой передачи или прерывистой передачи. Wakeup Out S236 генерируется генератором 256 пробуждения. Сигналы пробуждения являются предпочтительными при передаче внутриполосных данных через вокодеры, которые реализуют функции сна, прерывистой передачи (DTX) или работают на более низкой скорости передачи в течение неактивных речевых сегментов, чтобы минимизировать задержку запуска, которая может возникать при переходе от речевого неактивного состояния в речевое активное состояние. Сигналы пробуждения могут также использоваться, чтобы идентифицировать характеристику режима передачи; например, тип используемой схемы модуляции. Первым примером подходящего сигнала Wakeup Out S236 является одиночный синусоидальный сигнал постоянной частоты в полосе частот речевого сигнала, такой как 395 Гц. В этом первом примере сигнал пробуждения препятствует кодеру 270 вокодера входить в состояние сна, DTX или низкой скорости. В этом первом примере приемник игнорирует переданный Wakeup Out сигнал S236. Вторым примером подходящего Wakeup Out S236 является сигнал, состоящий из множества синусоидальных сигналов, при этом каждый сигнал идентифицирует конкретную схему модуляции данных, например 500 Гц для схемы 1 модуляции и 800 Гц для схемы 2 модуляции. В этом втором примере сигнал пробуждения препятствует кодеру 270 вокодера входить в состояние сна, DTX или низкой скорости. В этом втором примере приемник использует переданный сигнал Wakeup Out S236, чтобы идентифицировать схему модуляции данных.

Примером составного сигнала Sync Out S245 является сигнал, состоящий из мультиплексированных Sync Burst S241 и Sync Preamble Out S242, как показано на фиг.8A. Tsb 701 и Tsp 702 представляют продолжительности по времени, с которыми каждый сигнал передается. Примером подходящего диапазона для Tsb является 120-140 миллисекунд и для Tsp является 40-200 миллисекунд. Другим примером составного сигнала Sync Out S245 является сигнал, состоящий из мультиплексированных Wakeup Out S236 и Sync Preamble Out S242, как показано на фиг.8B. Twu 711 и Tsp 702 представляют продолжительности по времени, с которыми каждый сигнал передается. Примером подходящего диапазона для Twu является 10-60 миллисекунд и для Tsp является 40-200 миллисекунд. Другим примером составного сигнала Sync Out S245 является сигнал, состоящий из мультиплексированных Wakeup Out S236, Sync Burst S241 и Sync Preamble Out S242, как показано на фиг.8C. Twu 711, Tsp1 721, Tsb 701, Tsp2 722 представляют продолжительности по времени, с которыми каждый сигнал передается. Примером подходящего диапазона для Twu является 20-80 миллисекунд, для Tsp1 является 40-200 миллисекунд, для Tsb является 120-140 миллисекунд и для Tsp2 является 40-200 миллисекунд.

Со ссылкой обратно на фиг.2, подходящим примером Tx Mod Out S235 является сигнал, генерируемый модулятором 235, использующим фазоимпульсную модуляцию (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 выявлена приемником сообразно форме сигнала. Кроме того, импульсы с заданной формой не имеют тональной структуры; вместо этого сигналы выступают шумоподобными в области частотного спектра, а также сохраняют шумоподобную звуковую характеристику. Пример спектральной плотности мощности сигнала на основании импульсов с заданной формой показан на фиг.11A. Как можно увидеть на фиг.11A, спектральная плотность мощности отображает шумоподобную характеристику по диапазону частот внутри полосы (постоянная энергия по диапазону частот). В противоположность этому, пример спектральной плотности мощности сигнала с тональной структурой показан на фиг.11B, где данные представляются тональными посылками на частотах приблизительно 400 Гц, 600 Гц и 1000 Гц. Как можно увидеть на фиг.11B, спектральная плотность мощности отображает «всплески» значительной энергии по диапазону частот внутри полосы на тональных частотах и их гармониках.

Фиг.12 представляет собой примерную блок-схему модулятора 235, показанного на фиг.2. Генератор 238 разреженных импульсов производит импульсы, соответствующие входному Tx сообщению S220, при помощи фазоимпульсной модуляции, и затем средство задания формы (формирователь) 239 импульсов формирует импульсы, чтобы создать сигнал для лучшего качества кодирования в кодере вокодера. Подходящий пример разреженного импульса показан на фиг.13. Ось времени делится на кадры модуляции продолжительностью T_MF. В пределах каждого такого кадра модуляции число временных моментов t₀, t₁,..., t_m-1 определяется относительно границы кадра модуляции, которые идентифицируют потенциальные позиции основного импульса p(t). Например, импульс 237 в позиции t₃ обозначается как p(t-t₃). Информационные биты Tx сообщения S220, вводимые в модулятор 235, отображаются на символы с соответствующим преобразованием в позиции импульсов согласно таблице отображения. Импульс может также быть сформирован с преобразованием полярности ±p(t). Символы могут, таким образом, быть представлены одним из 2m отличных друг от друга сигналов в пределах кадра модуляции, где m представляет число моментов времени, определенное для кадра модуляции, а коэффициент умножения 2 представляет положительную и отрицательную полярность.

Пример подходящего отображения позиции импульса показан в таблице 4. В этом примере модулятор отображает 4-битный символ для каждого кадра модуляции. Каждый символ представляется в значениях позиции k формы p(n-k) импульса и знака импульса. В этом примере T_MF представляет собой 4 миллисекунды, что приводит в результате к 32 возможным позициям для частоты дискретизации на 8 кГц. Импульсы разделяются 4 временными моментами, приводя в результате к присвоению 16 различных комбинаций позиций импульсов и полярности. В этом примере эффективная скорость передачи данных составляет 4 бита на символ в 4-х миллисекундный период или 1000 бит/с.

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 позиций импульсов показан в таблице 5. В этом примере модулятор отображает 3-битовый символ для каждого кадра модуляции. Каждый символ представляется в значениях позиции k формы p(n-k) импульса и знака импульса. В этом примере T_MF составляет 2 миллисекунды, приводя в результате к 16 возможным позициям для частоты дискретизации в 8 кГц. Импульсы разделяются 4 временными моментами, приводя в результате к присвоению 8 различных комбинаций позиций импульсов и полярности. В этом примере эффективная скорость передачи данных составляет 3 бита на символ в 2 миллисекундном периоде или 1500 битов/с.

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 устойчивость при плохих состояниях канала, модулятор 235 может увеличить продолжительность кадра T_MF модуляции, поддерживая при этом постоянное число временных моментов t₀, t₁,..., t_m-1. Эта методика способствует установлению большего временного расстояния между импульсами, приводя в результате к более надежному обнаружению. Пример подходящего отображения позиций импульсов включает в себя T_MF из 4 миллисекунд, приводя к 32 возможным позициям для частоты дискретизации в 8 кГц. Как в предыдущем примере, если импульсы разделяются 4 временными моментами, отображение приводит к назначению 16 различных комбинаций позиций импульсов и полярности. Однако, в этом примере, разделение между моментами времени увеличивается коэффициентом 2 от предыдущего примера, приводя в результате к 8 различным комбинациям позиций импульсов и полярности. В подходящем примере модулятор 235 может переключаться между различными отображениями позиций импульсов или продолжительностями кадра модуляции в зависимости от сигнала обратной связи, указывающего на состояния канала или успех передачи. Например, модулятор 235 может начать передачу с использованием T_MF из 2 миллисекунд, затем переключиться на T_MF из 4 миллисекунд, если определено, что состояние канала плохое.

Чтобы увеличить устойчивость с определенными вокодерами, модулятор 235 может изменить начальное смещение времени в отображении позиций импульсов. Пример подходящего отображения позиций импульсов показан в таблице 6. В этом примере модулятор отображает 3-битовый символ на кадр модуляции. Каждый символ представляется в значениях позиции k формы p(n-k) импульса и знака импульса. В этом примере T_MF составляет 2 миллисекунды, приводя в результате к 16 возможным позициям для частоты дискретизации в 8 кГц. Начальное смещение устанавливается на 1 временной момент, и импульсы разделяются 4 временными моментами, приводя в результате к присвоению 8 различных комбинаций позиций импульсов и 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)

Следует понимать, что сокращение числа моментов времени разделения приведет к увеличенному числу битов за символ и, таким образом, к более высоким скоростям передачи данных. Например, если T_MF составляет 4 миллисекунды, получающееся число возможных позиций для частоты дискретизации в 8 кГц составляет 32 с полярностью знака плюс или минус для каждой, приводя в результате к 64 различным сигналам, если никакое разделение не включено. Для отображения 64 позиций число поддерживаемых битов за символ составляет 6, и получающаяся эффективная скорость передачи данных составляет 1500 битов в секунду. Следует также понимать, что различные комбинации T_MF и частоты дискретизации могут быть использованы для достижения желаемой эффективной скорости передачи в битах.

Примером подходящего формирователя 239 импульсов является преобразование корня квадратного из приподнятого косинуса вида:

,

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

Для предыдущего примера с 32 возможными позициями импульса (временными моментами) следующее преобразование генерирует форму импульса корня квадратного из приподнятого косинуса (root raised cosine), где число нолей до первого ненулевого элемента импульса определяет точную позицию импульса в пределах кадра.

r(n)=[0 0 0 40

-200 560 -991 -1400

7636 15000 7636 -1400

-991 560 -200 40

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0]

Следует понимать, что преобразование может быть сокращено или удлинено для различных вариантов размеров кадра модуляции.

Фиг.14A представляет собой пример размещения импульса в пределах кадра модуляции, чтобы сгенерировать конкретную запись в алфавите модуляции. На фиг.14A импульс представляется 13 отсчетами, показанными как P0-P12, где каждый отсчет представляет ненулевые элементы r(n), показанные в предыдущем примере. Фиг.14B является примером типичной реализации предшествующего уровня техники. На фиг.14B импульс располагается при смещении 7 в пределах кадра T_MF(n) 1003 модуляции, и «хвостовая» часть импульса простирается на следующий кадр T_MF(n+1) 1004 модуляции на 4 отсчета (P9-P12). Отсчеты от кадра T_MF(n) 1003 модуляции, простирающиеся на следующий кадр T_MF(n+1) 1004 модуляции, как показано на фиг.14B, приведут в результате к межсимвольным помехам, если импульсные отсчеты для кадра T_MF(n+1) расположатся в любом из первых 4 отсчетов кадра T_MF(n+1), так как произойдет наложение отсчетов. В качестве альтернативы, в методике «циклического переноса», показанной на фиг.14A, хвостовые отсчеты, которые перешли бы на следующий кадр модуляции T_MF(n+1) 1004, помещаются в начале текущего кадра модуляции T_MF(n) 1003. Отсчеты (P9-P12) циклически переносятся к началу T_MF(n) на отсчеты 0-3. Использование методики циклического переноса для генерирования алфавита модуляции устраняет случаи, где импульсные отсчеты с заданной формой проходят на следующий кадр модуляции. Методика циклического переноса является преимущественной, поскольку она приводит в результате к уменьшенным межсимвольным помехам, которые возникли бы, если бы импульсные отсчеты с заданной формой в существующем кадре перешли на следующий кадр и перекрылись с импульсными отсчетами с заданной формой в следующем кадре. Специалист в данной области техники поймет, что методика циклического переноса могла бы быть использована для любой позиции импульса в кадре модуляции, которая привела бы в результате к отсчетам, проходящим на следующий кадр модуляции. Например, импульс, позиционированный при смещении 8 в пределах кадра T_MF(n) 1003 модуляции, циклически перенес бы отсчеты (P8-P12).

Другим примером подходящего формирователя 239 импульсов является сигнал амплитудного преобразования вида:

r(n)*p(n-t).

Пример сигнала амплитудного преобразования с 32 отсчетами имеет вид:

r(n)=[-2000 0 6000 -2000

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0].

Другим примером подходящего формирователя 239 импульсов является синтезирующий фильтр линейного предсказания. Амплитудно-частотная характеристика примерного рекурсивного LPC синтезирующего фильтра определяется его импульсной характеристикой

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

и коэффициентами: $$a(i)$$ ={-6312, 5677, -2377, 1234, -2418, 3519, -2839, 1927, -629, 96}/4096, $$i$$ =1,..., 10. Фильтры линейного предсказания хорошо известны в уровне техники. Остаточный сигнал r(n) сначала создается входными символами согласно вышеприведенным таблицам отображения импульсов. Фактическая форма импульса модуляции тогда является результатом фильтрации модулированного сигнала r(n) с помощью h(n).

Специалист в данной области техники поймет, что методики, описанные здесь, могут быть равным образом применены к другим преобразованиям и формам импульсов. Длина форм волны и схемы модуляции, применяемые к этим формам волны, могут также изменяться. Кроме того, формы импульса могут использовать абсолютно некоррелированные (или ортогональные) формы волны, чтобы представить другие символы. В дополнение к полярности сформированного импульса амплитуда сформированного импульса может также быть использована для переноса информации.

Ссылаясь вновь на фиг.2, Mute Out S240 является сигналом, используемым для отделения передач Tx сообщений, и генерируется генератором 255 подавления. Пример подходящего составного сигнала Tx данных S230, состоящего из мультиплексированного Tx Mod Out S235 и Mute Out S240, показан на фиг.9. Tmu1 731, Td1 732, Tmu2 733, Td2 734, Tmu3 735, Td3 736 и Tmu4 737 представляют продолжительности по времени, с которыми каждый сигнал передается. Примером подходящего диапазона для Tmu1, Tmu2, Tmu3 и Tmu4 является 10-60 миллисекунд и для Td1, Td2 и Td3 является 300-320 миллисекунд для нормальной работы и 600-640 миллисекунд для устойчивой работы. Примерами подходящей последовательности генератора подавления может быть сигнал полностью нулевой последовательности или синусоидальный частотный сигнал. Другой подходящий пример сигнала, используемого для отделения передач Tx сообщений, показан на фиг.10. В этом примере сигналы Wakeup Out S236 и Sync Preamble Out S242 предшествуют каждой передаче Tx Mod Out S235. Специалист в данной области техники поймет, что другие комбинации Sync Preamble Out S242, Mute Out S240 и Tx Mod Out S235 могут быть в равной степени применены. Например, Tx Mod Out S235 на фиг.10 может предшествовать и следовать за Mute Out S240.

Приемник

Со ссылкой на фиг.1, модуль 400 основной полосы частот приема обычно направляет декодированные речевые пакеты от вокодера к аудиопроцессору, но также приспособлен и к направлению декодированных пакетов через демодулятор данных. Поскольку неречевые данные были преобразованы в шумоподобный сигнал и закодированы вокодером на передатчике, вокодер приемника может эффективно декодировать данные с минимальным искажением. Декодируемые пакеты подвергаются непрерывному мониторингу на предмет внутриполосного синхросигнала. Если синхросигнал обнаруживается, временное выравнивание кадра восстанавливается, и данные декодируемого пакета направляются в демодулятор данных. Данные декодируемого пакета демодулируются в сообщения. Сообщения деформатируются и выводятся. Последовательность протоколов, содержащая синхронизацию, управление и сообщения, гарантирует надежное обнаружение и демодуляцию неречевых данных.

Речевые пакеты принимаются по каналу 502 связи в приемнике 495 и вводятся в декодер 390 вокодера, где декодируемая речь генерируется, а затем направляется через демультиплексор 320 к процессору вывода звука и громкоговорителю 315, генерирующему выходной звук S310.

Как только синхросигнал обнаруживается в Vocoder Decoder Output (выходной сигнал декодера вокодера) S370 средством 350 обнаружения синхроимпульсов, сигнал Rx De-Mux Control (управление демультиплексором передачи) S360 переключается на тракт данных передачи (Rx) в Rx демультиплексоре 320. Пакеты вокодера декодируются декодером 390 вокодера и направляются Rx демультиплексором 320 к средству 380 временного выравнивания Rx, затем - на модем 330 данных Rx. Данные Rx демодулируются модемом 330 данных Rx и пересылаются к деформатеру 301 сообщения данных, где выходные данные S300 делаются доступными для пользователя или сопряженного оборудования.

Пример подходящего деформатера 301 сообщения данных включает в себя схемы для обращенного перемежения данных Rx сообщения S320, реализации помехоустойчивого декодирования, такого как гибридный запрос на автоматический повтор передачи (HARQ), и вычисления и проверки битов контроля циклическим избыточным кодом (CRC). Подходящие выходные данные S300 могут включать в себя информацию пользовательского интерфейса (UI), информацию о позиции/местоположении пользователя, временные метки, информацию датчиков оборудования или другие подходящие данные.

Фиг.15A представляет собой подходящую примерную блок-схему средства обнаружения синхроимпульсов и контроллера 350 приемника, показанных на фиг.1. Сигнал Vocoder Decoder Output S370 подается на средство 360 обнаружения синхронизирующей пачки импульсов и средство 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы. Средство 360 обнаружения синхронизирующей пачки обнаруживает переданный сигнал синхронизирующей пачки в Vocoder Decoder Output S370 и генерирует Burst sync index (синхронизирующий индекс пачки импульсов) S351. Средство 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы обнаруживает переданный сигнал Sync Preamble Out в Vocoder Decoder Output S370 и генерирует Preamble sync index S353 (синхронизирующий индекс преамбулы). Сигналы Burst sync index S351 и Preamble sync index S353 вводятся в контроллер 370 средства обнаружения синхроимпульсов. Контроллер 370 средства обнаружения синхроимпульсов генерирует выходные сигналы Rx De-Mux Control S360, который направляет Vocoder Decoder Output S370 к тракту S326 передачи данных или тракту S325 передачи звука, Audio Mute Control (управление подавлением звука) S365, который разрешает или запрещает выходной звуковой сигнал S310, и Timing Offset (смещение временного выравнивания) S350, который предоставляет информацию о битовой синхронизации в средство 380 временного выравнивания Rx, чтобы выровнять Rx данные S326 для демодуляция.

Другой пример подходящего устройства 350 обнаружения синхросигналов показан на фиг.15B. Сигнал Vocoder Decoder Output S370 вводится в память 352 и средство 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы. Память 352 используется, чтобы запоминать последние отсчеты Vocoder Decoder Output S370, которые включают в себя принятый сигнал Wakeup Out. Подходящим примером памяти 352 является память алгоритма «первым пришел - первым обслужен» (FIFO) или оперативная память (RAM). Средство 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы обнаруживает переданный сигнал Sync Preamble Out в Vocoder Decoder Output S370 и выводит сигнал SyncFlag (флаг синхронизации) S305. Сигналы Modulation Type (тип модуляции) S306 и SyncFlag S305 вводятся в контроллер 370 средства обнаружения синхросигналов. Контроллер 370 средства обнаружения синхросигналов генерирует сигнал Modulation Search (поиск модуляции) S307, который используется для осуществления доступа к памяти 352, нахождения принятого сигнала Wakeup Out на основании Timing Offset (смещения временного выравнивания) S350 и оценки сигнала Wakeup Out, чтобы определить тип модуляции, используемой при передаче. Получающийся обнаруженный тип модуляции выводится из памяти 352 как Modulation Type S306. Контроллер 370 средства обнаружения синхросигналов также генерирует выходные сигналы Rx De-Mux Control S360, который направляет Vocoder Decoder Output S370 в тракт передачи данных или тракт передачи звука, Audio Mute Control S365, который разрешает или запрещает выходной звуковой сигнал S310, и Timing Offset S350, который предоставляет информацию о битовой синхронизации в средство 380 временного выравнивания Rx, чтобы выровнять Rx данные S326 для демодуляция.

Пример подходящего средства 360 обнаружения синхронизирующей пачки показан на фиг.16. Сигнал Vocoder Decoder Output S370 вводится в средство 361 вычисления мощности. Примеры подходящего средства 361 вычисления мощности включают в себя функцию возведения в квадрат входа или функцию абсолютного значения, вычисленных по сигналу на входе. Сигнал Vocoder Decoder Output S370 также вводится в функциональные блоки 362 микшера, где он умножается на синфазные составляющие и квадратурные составляющие синусоиды 1 363 опорной частоты и синусоиды частоты 2 364, чтобы сгенерировать составляющие преобразованного с понижением по частоте сигнала при частоте 0 Гц. Выводы микшера 362 подвергаются низкочастотной фильтрации посредством LPF 365 с тем, чтобы устранить высокочастотные продукты множителя в смешанном выводе. Примерная передаточная функция подходящего LPF 365 имеет форму:

где c=0,0554, α₁=2, α₂=1, b₁=-1,9742, b₂=0,9744. Величина синфазного и квадратурного вывода LPF 365 вычисляется средством 366 определения величины и суммируется в сумматоре 367. Вывод сумматора 367 вводится в согласованный фильтр 368, который является согласованным с переданной последовательностью синхронизирующей пачки. Согласованные фильтры являются хорошо известными в уровне техники. Вывод согласованного фильтра 368 подвергается исследованию на предмет максимального пика в средстве 369 поиска максимумов. Как только максимум находится в средстве 369 поиска максимумов, индекс, соответствующий смещению времени максимума, выводится в сигнале Burst sync index S351.

Пример подходящего средства 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы показан на фиг.17A. Сигнал Vocoder Decoder Output S370 обрабатывается согласованным фильтром 368, который является согласованным с последовательностью синхронизирующей преамбулы. Вывод согласованного фильтра 368 затем вводится в средство 369 поиска максимумов, которое выполняет поиск пика максимума. Как только максимум обнаруживается в средстве 369 поиска максимумов, индекс, соответствующий смещению времени максимума, выводится в сигнале Preamble sync index S353.

Другой пример подходящего средства 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы показан на фиг.17B. Сигнал Vocoder Decoder Output S370 обрабатывается фильтром на этапе 452. Подходящим примером фильтра на этапе 452 является разреженный фильтр с коэффициентами на основе отфильтрованной полосовым фильтром импульсной характеристики последовательности синхронизирующей преамбулы. Разреженный фильтр имеет структуру конечной импульсной характеристики с некоторыми коэффициентами, установленными на нуль, и приводит в результате к снижению сложности вычислений на основании меньшего количества требуемых множителей благодаря нулевым коэффициентам. Разреженные фильтры являются хорошо известными в уровне техники. На этапе 453 выход фильтра подвергается исследованию на предмет максимальных положительных и отрицательных пиков корреляции, которые совпадают с ожидаемым шаблоном на основании отрицательного и положительного расстояния пика корреляции. Например, 5 пиков должны быть обнаружены на этапе 453 на основании последовательности 245 синхронизирующей преамбулы, 3 положительных пика, соответствующие корреляции с последовательностью 243 псевдослучайных шумов (PN), и 2 отрицательных пика, соответствующие корреляции с инвертированной версией PN последовательности 244. В подходящем примере средство обнаружения синхроимпульсов должно найти, по меньшей мере, 2 пика для того, чтобы объявить, что синхронизирующая преамбула является обнаруженной. На этапе 461 подсчитывается число обнаруженных пиков, и если большинство пиков обнаруживается, то флаг индикатора синхронизации устанавливается истинным на этапе 460, указывая, что синхронизация преамбулы была обнаружена. Подходящим примером большинства обнаруженных пиков является 4 из 5 пиков, которые совпадают с ожидаемым шаблоном. Если большинство пиков не обнаруживается, тогда управление переходит к этапу 454, где временное расстояние между положительными пиками, найденными на этапе 453, сравнивается с ожидаемым расстоянием PeakDistT1. PeakDistT1 устанавливается зависимым от периода PN последовательности 242, так как фильтрация принятой преамбулы относительно PN последовательности 242 должна производить временное расстояние между пиками корреляции, которое равно некоторому целому кратному периода. Если временное расстояние между положительными пиками обнаруживается находящимся в пределах диапазона PeakDistT1, амплитуды положительных пиков тогда проверяются на соответствие пороговому PeakAmpT1 на этапе 455. Подходящий диапазон для PeakDistT1 составляет плюс или минус 2 отсчета. PeakAmpT1 зависит от амплитуд предыдущих найденных пиков. В подходящем примере PeakAmpT1 устанавливается так, чтобы пики, найденные на этапе 453, не отличались по амплитуде более чем на коэффициент 3, и средняя пиковая амплитуда не превышала половины максимальной пиковой амплитуды, наблюдаемой до этой точки. Если или проверка временного расстояния положительных пиков на этапе 454, или проверка амплитуды на этапе 455 терпит неудачу, тогда на этапе 456 проверяется временное расстояние отрицательных пиков. Если временное расстояние отрицательных пиков находится в пределах диапазона PeakDistT2, тогда амплитуды отрицательных пиков проверяются на соответствие пороговому PeakAmpT2 на этапе 457. Подходящий диапазон для PeakDistT2 составляет плюс или минус 2 отсчета. PeakDistT2 устанавливается зависимым от периода PN последовательности 242, и PeakAmpT2 устанавливается зависимым от амплитуд предыдущих найденных пиков. Если или проверка временного расстояния положительных пиков на этапе 454 и проверка амплитуды положительных пиков на этапе 455, или проверка временного расстояния отрицательных пиков на этапе 456 и проверка амплитуды отрицательных пиков на этапе 457 проходит, тогда флаг индикатора синхронизации устанавливается истинным на этапе 460, указывая, что синхронизация преамбулы была обнаружена. Если или проверка временного расстояния отрицательных пиков на этапе 456, или проверка амплитуды отрицательных пиков на этапе 457 терпит неудачу, тогда флаг индикатора синхронизации устанавливается ложным на этапе 458, указывая, что синхронизация преамбулы не была обнаружена. Следует понимать, что другой порядок и комбинации этапов достигнут того же самого результата. Например, обнаружение большинства пиков на этапе 461 может быть выполнено после этапов 454 и 455 по проверке положительных пиков.

Пример подходящего контроллера 370 устройства обнаружения синхроимпульсов показан на фиг.18A. Этап 407 является точкой входа в контроллере, который инициализирует буферы памяти и конфигурирует начальное состояние приемника. На этапе 406 проверяется тип поиска синхронизации, указывая, отыскивается ли в настоящий момент синхросигнал в тракте передачи данных Rx или звука Rx. Этап 372 вводится, если тракт передачи звука Rx подвергается поиску на синхронизацию. Используя Burst sync index S351, максимальная синхронизирующая пачка и индекс отыскиваются по числу N1 кадров обработки на этапе 372. На этапе 373 определяют, удовлетворяют ли максимальная синхронизирующая пачка и индекс, поиск которых выполнен на этапе 372, критерию успешного поиска. Пример подходящего критерия принятия решения при поиске на этапе 373 имеет вид:

(S_{max max}≥Th_SB) и (i_smax≤N_sync-N_guard),

где S_{max max} является максимумом синхронизирующих пачек, найденных по N1 кадрам обработки, Th_SB является порогом обнаружения синхронизирующей пачки, i_smax является максимальным индексом синхронизирующей пачки, N_sync является числом отысканных кадров обработки, и N_guard является периодом ожидания в кадрах обработки. Если синхронизирующая пачка не находится, управление переходит назад к этапу 406 и поиск перезапускается. Если синхронизирующая пачка находится, управление переходит к этапу 374, где сигнал Audio Mute Control S365 генерируется, чтобы препятствовать тому, чтобы тракт передачи звукового сигнала был выведен на громкоговоритель. На этапе 375, используя Preamble sync index S353, максимальная синхронизирующая преамбула и индекс отыскиваются по числу N2 кадров обработки. На этапе 376 определяют, удовлетворяют ли максимальная синхронизирующая преамбула и индекс, поиск которых выполнен на этапе 375, критерию успешного поиска. Пример подходящего критерия принятия решения при поиске на этапе 376 имеет вид:

(c₁*(S_{max max}/P(i_{s max}))²+с₂*z² _{max max})≥Th_PD,

где S_{max max} является максимумом синхронизирующих пачек, найденных по N1 кадрам обработки, c₁ и c₂ являются масштабными коэффициентами, z_{max max} является максимумом выводов согласованного фильтра 368 в средстве 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы, P(i_{s max}) является максимальной мощностью, вводимой в средство 369 поиска максимумов в средстве 360 обнаружения синхронизирующей пачки при максимальном индексе синхронизирующей пачки i_{s max}. Если синхронизирующая преамбула не находится на этапе 376, управление переходит назад к этапу 406 и поиск перезапускается. Если синхронизирующая преамбула находится, сигнал Rx De-Mux Control S360 генерируется на этапе 378, чтобы переключиться на тракт передачи данных Rx в демультиплексоре 320. Управление затем переходит к этапу 377, где сигнал Timing Offset S350 вычисляется. Пример подходящего вычисления Timing Offset имеет вид:

Timing Offset=((i_zmax-N_sync-1)*N_samp)+(k_max*i_zmax),

где i_zmax является индексом при максимуме вывода согласованного фильтра 368 в средстве 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы по одному кадру, N_sync является числом отысканных кадров обработки, N_samp является числом отсчетов в одном кадре, и k_max является фазой максимума вывода согласованного фильтра 368 в средстве 351 обнаружения синхронизирующей преамбулы по одному кадру. Управление затем переходит к этапу 418, где Rx модем 330 активируется посредством сигнала Rx Modem Enable (включение модема Rx) S354, затем, в конечном счете, переходит назад к этапу 406 и поиск перезапускается. На этап 372a переходят, если тракт передачи данных Rx в настоящий момент подвергается поиску на синхронизацию. Этапы 372a, 373a, 375a и 376a функционируют также как этапы 372, 373, 375 и 376, соответственно; основное различие заключается в том, что тракт передачи звуковых сигналов не приглушается, и демультиплексор не переключается со звука Rx на данные Rx, когда тип поиска синхронизации, проверенный на этапе 406, является данными Rx.

Другой пример подходящего контроллера 370 средства обнаружения синхросигналов показан на фиг.18В. Этап 407 является точкой входа в контроллере, который инициализирует буферы памяти и конфигурирует начальное состояние приемника. На этапе 406 проверяется тип поиска синхронизации, указывая, отыскивается ли в настоящий момент синхросигнал в тракте передачи данных Rx или звука Rx. Управление затем переходит к этапу 411, где средство 351 обнаружения преамбулы активируется. На этапе 412 проверяют сигнал SyncFlag S305, указывая, что синхронизирующая преамбула была найдена, затем подтверждают это путем неоднократной проверки SyncFlag S305 в общей сложности N раз. Подходящим значением для N является 1 (то есть только 1 преамбула, обнаруженная без подтверждения) для терминала 600 получателя и 3 для терминала 100 отправителя. Если синхронизирующая преамбула находится, сигнал Audio Mute Control S365 генерируется, чтобы препятствовать выводу тракта передачи звуковых сигналов на громкоговоритель. Сигнал Rx De-Mux Control S360 затем генерируется на этапе 378, чтобы выполнить переключение с тракта передачи звука Rx на тракт передачи данных Rx в демультиплексоре 320. Затем управление переходит к этапу 377, где сигнал Timing Offset S350 вычисляется. Пример подходящего вычисления Timing Offset имеет вид:

Timing Offset=PulsePosition+PeakDistance.

PulsePosition является отрезком времени от положительного пика корреляции до первого опорного временного момента и может быть положительной или отрицательной величиной. PeakDistance является отрезком времени между положительным пиком корреляции и отрицательным пиком корреляции. Примером подходящего первого опорного временного момента может быть определенная позиция отсчета относительно текущего принятого речевого кадра. Другой пример подходящего вычисления Timing Offset имеет вид:

Timing Offset=PulsePosition.

PulsePosition является отрезком времени от отрицательного пика корреляции до второго опорного временного момента и может быть положительной или отрицательной величиной. Примером подходящего второго опорного временного момента может быть определенная позиция отсчета относительно текущего принятого речевого кадра. Управление затем переходит к этапу 414, где Modulation Type (тип модуляции) определяется посредством сигнала Modulation Search S307 путем осуществления поиска в памяти 352 в предопределенной позиции, где принятый сигнал Wakeup Out должен быть сохранен. Затем управление переходит к этапу 418, где Rx модем 330 активируется посредством сигнала Rx Modem Enable S354. Схема демодуляции, используемая в Rx Modem Enable S354, определяется на этапе 418 входным сигналом Modulation Type S306. Управление в конечном счете переходит назад к этапу 406 и поиск перезапускается. На этап 411a переходят, если тракт передачи данных Rx в настоящий момент подвергается поиску на синхронизацию. Этапы 411a и 412a функционируют также как этапы 411 и 412, соответственно; основное различие заключается в том, что тракт передачи звука не подавляется, и демультиплексор не переключают с Rx звука на Rx данные, когда тип поиска синхронизации, проверенный на этапе 406, является Rx данными. Следует понимать, что другой порядок и комбинации этапов достигнут того же самого результата. Например, этапы подавления тракта передачи звука 374 и этап 378 переключения тракта могут быть заменены местами без какого-либо влияния на полное обнаружение синхронизации.

Фиг.19 является подходящей примерной блок-схемой средства 380 Rx временного выравнивания, показанного на фиг.1. Средство 380 Rx временного выравнивания используется, чтобы выровнять границы кадра модуляции в данных, выводимых из декодера 390 вокодера так, чтобы демодуляция в модеме 330 данных Rx могла произойти. Сигнал Rx данные S326 вводится в буфер 381, где запоминаются несколько отсчетов. Подходящие примеры буфера 381 включают в себя память с алгоритмом «первым пришел - первым обслужен» (FIFO) или оперативную память (RAM). Отсчеты из буфера 381 вводятся в средство 382 переменной задержки, где временная задержка применяется, чтобы выровнять границу кадра модуляции, соответствующую управляющему сигналу Timing offset S350. Подходящая задержка, применяемая в средстве 382 переменной задержки, может быть любым числом отсчетов от нуля до размера кадра - 1. Задержанный сигнал выводится как сигнал Adjusted Rx Data (отрегулированные Rx данные) S330.

Фиг.20 является подходящей примерной блок-схемой модема 330 данных Rx, показанного на фиг.1. Два сигнала демультиплексируются по времени из входного сигнала Adjusted Rx Data S330 через демультиплексор 331 модема данных Rx: De-Mux Mute S332 и De-Mux Rx Data S333. De-Mux mute S332 является периодом разделения или подавления, который может существовать между последовательными принятыми сообщениями и снимается с сигнала Adjusted Rx Data S330, если сигнал подавления или разделения был применен на передатчике. De-Mux Rx Data S333 является принятым модулированным сигналом сообщения, вводимым в демодулятор 335. Демодулятор 335 демодулирует принятые информационные биты сообщения из отрегулированных Rx данных S330. Модем 330 данных Rx использует границу кадра демодуляции, определенную средством 380 Rx временного выравнивания, и индикатор типа демодуляции, определенный контроллером 370 средства обнаружения синхроимпульсов, 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 дозволенными циклическими сдвигами формы импульса модуляции, примененной модулятором данных передачи. Другим примером подходящего демодулятора является коррелятор согласованного фильтра, согласованный с отфильтрованной полосовым фильтром версией импульса, примененной модулятором данных передачи, где полосовой фильтр представляет характеристики передачи канала.

Система

Фиг.21 является примерным случаем использования системы и способов, раскрытых здесь. Схема представляет типичный пример системы экстренного вызова (eCall) на транспортном средстве. Происшествие 950 с участием транспортных средств показано как авария между двумя транспортными средствами. Другие подходящие примеры для происшествия 950 с участием транспортных средств включают в себя аварию множества транспортных средств, аварию одного транспортного средства, спущенное колесо одного транспортного средства, неисправность двигателя одного транспортного средства или другие ситуации, где неисправности транспортного средства или пользователь нуждаются в содействии. Система 951 на транспортном средстве (IVS) располагается на одном или более транспортных средствах, вовлеченных в происшествие 950 с участием транспортных средств, или может быть расположена на самом пользователе. Система 951 на транспортном средстве может состоять из терминала 100 отправителя, описанного здесь. Система 951 на транспортном средстве осуществляет связь по радиоканалу, который может состоять из канала 501 связи восходящей линии и канала 502 связи нисходящей линии. Запрос на передачу данных может быть принят системой на транспортном средстве через канал связи или может быть автоматически или вручную сформирован в системе на транспортном средстве. Вышка 955 беспроводной связи принимает передачу от системы 951 на транспортном средстве и устанавливает связь с проводной сетью, состоящей из проводной восходящей линии 962 связи и проводной нисходящей линии 961 связи. Подходящим примером вышки 955 беспроводной связи является вышка сотовой телефонной связи, состоящая из антенн, приемопередатчиков и ретрансляционного оборудования, все из которых известны в уровне техники, для установления связи с беспроводными восходящей линией 501 связи и нисходящей линией 502 связи. Проводная сеть устанавливает связь с пунктом 960 реагирования общественной безопасности (PSAP), где информация об экстренной ситуации, переданная системой 951 на транспортном средстве, может быть принята и управление и данные переданы. Пункт 960 реагирования общественной безопасности может состоять из терминала 600 получателя, описанного здесь. Связь между системой 951 на транспортном средстве и пунктом 960 реагирования общественной безопасности осуществляется при помощи схем взаимодействия, описанных в следующих разделах.

Фиг.22 является примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между терминалом 100 отправителем и терминалом 600 получателем. В этом примере последовательность 810 передачи восходящей линии связи инициируется терминалом 600 получателем. Последовательность 800 передачи нисходящей линии связи представляет собой передачу синхронизации и сообщений данных от терминала 600 получателя к терминалу 100 отправителю, и последовательность 810 передачи восходящей линии связи представляет собой передачу синхронизации и сообщений данных от терминала 100 отправителя к терминалу 600 получателю. Последовательность 800 передачи нисходящей линии связи инициируется во время t0 850 терминалом 600 получателем с синхронизирующей последовательностью 801. Подходящими примерами синхронизирующей последовательности 801 являются последовательности, описанные на фиг.8A, фиг.8B и фиг.8C. Вслед за синхронизирующей последовательностью 801 терминал 600 получатель передает сообщение 802 «Start» (Начать), чтобы предписать терминалу 100 отправителю начать передачу своей последовательности 810 передачи восходящей линии связи. Терминал 600 получатель продолжает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 802 «Начало» и ожидает ответа от терминала 100 отправителя. В момент времени t1 851 терминал 100 отправитель, приняв сообщение 802 «Start» от терминала 600 получателя, начинает передавать свою собственную синхронизирующую последовательность 811. Подходящими примерами синхронизирующей последовательности 811 являются те, которые описаны на фиг.8A, фиг.8B и фиг.8C. После синхронизирующей последовательности 811 терминал 100 отправитель передает минимальный набор данных или «MSD» сообщение 812 к терминалу 600 получателю. Подходящий пример данных, содержащих MSD сообщение 812, включает в себя данные пользователя или датчика, отформатированные форматером 210 сообщения данных. Во время t2 852 терминал 600 получатель, приняв сообщение 811 синхронизации от терминала 100 отправителя, начинает передавать отрицательную квитанцию или сообщение 803 «NACK» к терминалу 100 отправителю. Терминал 600 получатель продолжает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 803 «NACK», пока он успешно не примет MSD сообщение 812 от терминала 100 отправителя. Подходящий пример успешного приема MSD сообщения 812 включает в себя проверку посредством контроля циклическим избыточным кодом, выполняемого по MSD сообщению 812. Во время t3 853 терминал 600 получатель, успешно приняв MSD сообщение, начинает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 804 положительной квитанции или «ACK». Терминал 100 отправитель может предпринимать попытку отправить MSD сообщение 812 множество раз (813, 814), пока он не примет сообщение 804 «ACK». В подходящем примере, если терминал 100 отправитель предпринимает попытку отправить MSD сообщение более чем 8 раз, причем каждая попытка является различной версией избыточности, он переключается на более устойчивую схему модуляции, идентифицированную сигналом S236 пробуждения. Подходящий пример более устойчивой схемы модуляции включает в себя увеличение продолжительности кадра T_MF модуляции, поддерживая при этом постоянное число временных моментов, как описано ранее. Во время t4 854 терминал 100 отправитель, приняв сообщение 804 «ACK» от терминала 600 получателя, прерывает передачу MSD сообщения 814. В подходящем примере повторная передача запрашивается терминалом 600 получателем через передачу сообщений 802 начала снова после того, как предопределенное число «ACK»-сообщений 804 было отправлено терминалом 600 получателем.

Фиг.23A является другой примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между терминалом 100 отправителем и терминалом 600 получателем. В этом случае последовательность 810 передачи восходящей линии связи инициируется терминалом 100 отправителем. Последовательность 810 передачи восходящей линии связи инициируется во время t0 850a терминалом 100 отправителем речевыми данными 815 путем конфигурирования основной полосы 200 частот передачи терминала 100 отправителя на тракт S225 передачи звука Tx. В момент времени t1 851a терминал 100 отправитель конфигурирует основную полосу 200 частот передачи на тракт S230 передачи данных Tx и начинает передачу своей синхронизирующей последовательности 811, за которой следует MSD сообщение 812. Во время t2 852a терминал 600 получатель, приняв сообщение 811 синхронизации от терминала 100 отправителя, начинает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и «NACK»-сообщение 803 к терминалу 100 отправителю. Терминал 600 получатель продолжает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и «NACK»-сообщение 803, пока он успешно не примет MSD сообщение от терминала 100 отправителя. Во время t3 853 терминал 600 получатель, успешно приняв MSD сообщение 813, начинает передавать чередующиеся синхронизацию 801 и положительную квитанцию или «ACK»-сообщение 804. Терминал 100 отправитель может выполнять попытку отправить MSD сообщение 812 множество раз, пока он не примет «ACK»-сообщение 804, при этом каждая попытка является различной версией избыточности. Во время t4 854 терминал 100 отправитель, приняв «ACK»-сообщение 804 от терминала 600 получателя, прерывает передачу MSD сообщения 814.

Фиг.23B является другой примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между терминалом 100 отправителем и терминалом 600 получателем. В этом случае последовательность 810 передачи восходящей линии связи инициируется терминалом 100 отправителем. Вместо передачи речевых данных по восходящей линии связи, чтобы инициировать передачу, терминал 100 отправитель передает чередующиеся синхронизацию 811 и сообщение 805 «SEND» (ОТПРАВИТЬ) во время t0 850b. В момент времени 851b терминал 600 получатель, приняв сообщение 805 SEND от терминала 100 отправителя, передает чередующиеся синхронизацию 801 и сообщение 802 «Start». Во время t2 852b терминал 100 отправитель, приняв сообщение 802 «Start» от терминала 600 получателя, передает синхронизирующую последовательность 811, за которой следует MSD сообщение 812, к терминалу 600 получателю. Во время t3 853b терминал 600 получатель, приняв сообщение 811 синхронизации от терминала 100 отправителя, передает чередующиеся синхронизацию 801 и «NACK»-сообщение 803 к терминалу 100 отправителю. Во время t4 854b терминал 600 получатель, успешно приняв MSD сообщение, передает чередующиеся синхронизацию 801 и «ACK»-сообщение 804. По приему «ACK»-сообщения 804 от терминала 600 получателя терминал 100 отправитель прерывает передачу MSD сообщения.

Фиг.24A является примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между терминалом 100 отправителем и терминалом 600 получателем. В этом случае данные запрашиваются и передаются как терминалом 100 отправителем, так и терминалом 600 получателем по восходящей линии связи и нисходящей линии связи, соответственно, в поддержку двунаправленной передачи данных. Последовательность 800 передачи нисходящей линии связи инициируется во время t0 850 терминалом 600 получателем чередующимися синхронизирующей последовательностью 801 и сообщением 802 «Start». В момент времени t1 851 терминал 100 отправитель, приняв сообщение 802 «Start» от терминала 600 получателя, начинает передавать свою синхронизирующую последовательность 811, за которой следуют данные 812. Во время t2 852 терминал 600 получатель передает чередующиеся синхронизацию 801 и «NACK»-сообщение 803, пока он успешно не примет данные 812 от терминала 100 отправителя, после чего терминал 600 получатель затем отправляет чередующиеся синхронизирующую последовательность 801 и «ACK»-сообщение 804. Во время t4 854 терминал 100 отправитель, приняв «ACK»-сообщение 804 от терминала 600 получателя, прерывает свою передачу данных. Во время t5 855 терминал 600 получатель передает чередующиеся синхронизирующую последовательность 801 и сообщение 805 «SEND», указывающее запрос на передачу данных по нисходящей линии связи. Во время t6 856 терминал 100 отправитель, по обнаружению сообщения 805 «SEND», отвечает чередующимися синхронизирующей последовательностью 811 и сообщением 816 «Start». Во время t7 857 терминал 600 получатель, по обнаружению сообщения 816 «Start», отвечает синхронизирующей последовательностью 801, за которой следуют данные 806. Во время t8 858 терминал 100 отправитель передает чередующиеся синхронизирующую последовательность 811 и «NACK»-сообщение 817, пока он успешно не примет данные 806 от терминала 600 получателя, после чего во время t9 859 терминал 100 отправитель отправляет чередующиеся синхронизирующую последовательность 811 и «ACK»-сообщение 818. Во время t10 860 терминал 600 получатель, приняв «ACK»-сообщение 818 от терминала 100 отправителя, прерывает передачу своих данных 806. Специалист в данной области техники поймет, что взаимодействия, описанные здесь, являются симметричными и могут инициироваться терминалом 100 отправителем. Специалист в данной области техники также поймет, что каждое из синхронизирующей последовательности, сообщения Start, сообщения NACK и сообщения ACK может быть одинаковыми или различными последовательностями между передаваемыми по нисходящей линии связи и восходящей линии связи.

Фиг.24B является другой примерной схемой взаимодействия последовательностей синхронизации и передачи данных между терминалом 100 отправителем и терминалом 600 получателем, при этом данные запрашиваются и передаются как терминалом 100 отправителем, так и терминалом 600 получателем по восходящей линии связи и нисходящей линии связи, соответственно. Различие между взаимодействиями фиг.24B и фиг.24A наступает в t3 853. В этом примере чередующиеся синхронизация 801 и сообщение 805 «SEND» передаются терминалом 600 получателем вместо чередующихся синхронизации и «ACK»-сообщения. В этом примере сообщение «SEND» 805 служит для того, чтобы указать, что терминал 600 получатель успешно принял данные 812 терминала 100 отправителя, и приводит в результате к тому, что терминал 100 отправитель прерывает передачу своих данных в t4 854. Сообщение «SEND» также указывает запрос от терминала 600 получателя на отправку данных по нисходящей линии связи.

Фиг.25 представляет собой примерную схему строения пакета данных передачи, при котором 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 холостых битов 911, которые служили для заполнения данных до конца пакета данных передачи. Подходящим примером для индикатора 910 длины является 1-3 байтовое значение, указывающее длину сегмента 900 пользовательских данных. Подходящим примером длины пакета 806 или 812 данных передачи может быть 100-200 байтов. Подходящий пример холостых битов 911 включает в себя двоичное значение «0». Специалист в данной области техники поймет, что холостые биты 911 могут состоять из двоичного значения «1» или могут состоять из комбинации двоичных значений «1» и «0».

Фиг.26 является примерной схемой строения пакета данных передачи, при котором длина пользовательских данных больше, чем длина пакета данных передачи. Пользовательские данные 900 расщепляются на множество сегментов таким образом, чтобы первый сегмент плюс индикатор длины равнялось длине пакета данных передачи, и последующие сегменты равнялись длине пакета данных передачи. Если пользовательские данные не являются целым кратным длины пакета данных передачи, то последний сегмент содержит нуль. В примере фиг.26 пользовательские данные расщепляются на два сегмента. Первый сегмент 901 пользовательских данных собирается в пакет 806 или 812 данных передачи вместе с предшествующим индикатором 910 длины. Второй сегмент 902 пользовательских данных собирается в пакет 806 или 812 данных передачи, и поскольку сегмент меньше, чем длина пакета данных передачи, набивка 911 используется, чтобы заполнить данные до конца пакета данных передачи.

Фиг.27A является примерной схемой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи. Инициируемый сообщениями начала запрашивающего терминала либо в передаче 800 нисходящей линии связи, либо в передаче 810 восходящей линии связи, во время t20 870, первый пакет 806 или 812 данных передачи, состоящий из индикатора 910 длины и первого сегмента 901 пользовательских данных, передается отвечающим терминалом. Во время t21 871, так как отвечающий терминал еще не принял ACK-сообщение, он начинает передавать пользовательские данные снова во второй попытке 903. Во время t22 872 отвечающий терминал, приняв ACK-сообщение, прерывает передачу первого пакета 806 или 812 данных. Во время t23 873 запрашивающий терминал, после оценки индикатора 910 длины для определения того, сколько сегментов ожидается, запрашивает следующий пакет 806 или 812 данных передачи путем передачи сообщения начала к отвечающему терминалу. Во время t24 874 отвечающий терминал, приняв сообщение начала от запрашивающего терминала, начинает передавать следующий пакет 806 или 812 данных передачи, состоящий из следующего сегмента 902 пользовательских данных и набивки 911 (в этом примере, следующий пакет данных передачи является последним пакетом данных). Во время t25 875 отвечающий терминал, приняв ACK-сообщение, прерывает передачу своих данных. Специалист в данной области техники поймет, что взаимодействия, описанные здесь, симметричны, посредством чего запрашивающим и отвечающим терминалами может быть или терминал 100 отправитель, или терминал 600 получатель. Специалист в данной области техники также поймет, 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 на запрос данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи. В этом примере, после того как первый пакет 806 или 812 данных передачи запрашивается через переданные запрашивающим терминалом сообщения Start, последующие пакеты 806 или 812 данных передачи автоматически передаются отвечающим терминалом на основании приема ACK-сообщения от запрашивающего терминала. В этом примере запрашивающий терминал не передает сообщения Start, чтобы инициировать передачу последующего пакета 806 или 812 данных передачи от отвечающего терминала. Во время t31 881 отвечающий терминал, приняв ACK-сообщение, прерывает передачу первого пакета данных, затем сразу же начинает передавать следующий пакет 806 или 812 данных передачи, отделенный лишь синхронизирующей последовательностью. Во время t32 882 запрашивающий терминал, приняв синхронизирующую последовательность, начинает передавать NACK-сообщения, 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 ACK-сообщения. Во время t34 884 отвечающий терминал, приняв ACK-сообщение, прерывает передачу пакета 806 или 812 данных передачи.

Фиг.27C является еще одной другой примерной схемой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, при этом длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи. В этом примере, после того как первый пакет 806 или 812 данных передачи запрашивается через переданные запрашивающим терминалом сообщения Start, последующие пакеты 806 или 812 данных передачи автоматически передаются отвечающим терминалом на основании приема ACK-сообщения от запрашивающего терминала. В этом примере запрашивающий терминал не передает сообщения Start, чтобы инициировать передачу пакета 806 или 812 данных передачи от отвечающего терминала, а также запрашивающий терминал не передает NACK-сообщения. Во время t41 891 отвечающий терминал, приняв ACK-сообщение, прерывает передачу первого пакета данных, затем сразу же начинает передавать следующий пакет 806 или 812 данных передачи, отделенный лишь синхронизирующей последовательностью. Во время t42 892, успешно приняв пакет 806 или 812 данных передачи, запрашивающий терминал начинает передавать ACK-сообщения. Как только отвечающий терминал принимает ACK-сообщения, он прерывает передачу пакета 806 или 812 данных передачи.

Фиг.27D является еще другой примерной схемой взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи. Фиг.27D является альтернативой к примерной схеме взаимодействия, показанной на фиг.27B. В примере фиг.27D временной интервал в t32 882 между ACK-сообщением запрашивающего терминала для первого сегмента 903 пользовательских данных и NACK для следующего сегмента 902 пользовательских данных исключается. Это помогает поддерживать временное выравнивание на отвечающем терминале таким образом, чтобы он не нуждался в восстановлении синхронизации с последовательностью синхронизации запрашивающего терминала.

Специалист в данной области техники поймет, что отвечающие терминалы могут автоматически передавать пакеты данных вслед за первым пакетом данных, не передавая отделитель синхронизирующей последовательности. В этом случае синхронизирующая последовательность отправляется однократно до первого пакета 806 или 812 данных передачи, затем, по приему ACK-сообщений, отвечающий терминал автоматически передает последующий пакет данных, не отправляя синхронизацию. Специалист в данной области техники также поймет, что индикатор 910 длины мог бы также быть передан с другими сегментами данных в дополнение к первому.

В схемах взаимодействия, раскрытых здесь, могут существовать состояния ошибки, на которые следует реагировать и обрабатывать предопределенным способом. Следующие разделы обеспечивают примеры по обработке состояний ошибки, соответствующей схемам взаимодействия, раскрытым здесь. В каждом примере состояние ошибки излагается наряду с соответствующим описанием ответа. Специалист в данной области техники поймет, что обработка ошибок, описанная здесь, может быть в равной степени применена к терминалу-отправителю или получателю как в однонаправленном, так и в двунаправленном вариантах осуществления.

Примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель не обнаруживает переданную синхронизирующую преамбулу. В примерном ответе терминал-отправитель задерживает передачу MSD сообщения, пока предопределенное число синхронизирующих преамбул не было обнаружено.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель неправильно обнаруживает синхронизирующую преамбулу. В примерном ответе терминал-отправитель задерживает передачу MSD сообщения, пока предопределенное число обнаруженных синхронизирующих преамбул не выдаст то же самое смещение отсчетов.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель ложно обнаруживает синхронизирующую преамбулу, хотя и не было ни одной фактически передано. В примерном ответе терминал-отправитель игнорирует ложно обнаруженные синхронизирующие преамбулы. Терминал-отправитель будет лишь запускать передачу MSD, если предопределенное число обнаруженных синхронизирующих преамбул выдаст оценку того же самого смещения отсчетов.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-получатель не обнаруживает переданную синхронизирующую преамбулу. В примерном ответе терминал-получатель не начинает декодирование MSD сообщения, но продолжает передачу сообщения START с тем, чтобы запустить терминал-отправитель на повторное инициирование передачи MSD после того, как предопределенное число сообщений START принимается (включая последовательность синхронизирующей преамбулы).

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-получатель неправильно обнаруживает синхронизирующую преамбулу. В примерном ответе терминал-получатель декодирует принятые данные MSD неправильно по всем версиям избыточности. На основании неправильно декодируемых данных терминал-получатель может повторно инициировать передачу MSD путем отправки сообщения START к терминалу-отправителю.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-получатель ложно обнаруживает синхронизирующую преамбулу, хотя не было ни одной фактически передано. Нет никакого ответа, так как вероятность этого события очень низка. Терминал-получатель не начинает осуществлять мониторинг своего принятого сигнала, пока он не дождется синхронизирующей преамбулы от терминала-отправителя.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель неверно интерпретирует сообщение START как NACK-сообщение. В примерном ответе, если передача MSD не началась, терминал-отправитель задерживает передачу MSD, пока он не примет сообщение START. В другом примерном ответе, если передача MSD является продолжающейся, терминал-отправитель задерживает повторную инициализацию передачи.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель неверно интерпретирует сообщение START как ACK-сообщение. В примерном ответе, если передача MSD не началась, терминал-отправитель игнорирует любое ACK-сообщение. В другом примерном ответе терминал-отправитель игнорирует ACK, если предыдущие сообщения были интерпретированы как сообщение START. В еще другом примерном ответе, если предыдущие сообщения были NACK-сообщениями, терминал-отправитель приостанавливает себя и завершает передачу MSD, если следующее сообщение также интерпретируется как ACK. В еще другом примерном ответе, если предыдущее сообщение было интерпретировано как ACK, терминал-отправитель завершает передачу MSD ошибочно. Вероятность этого события низка, однако, если это действительно происходит, терминал-получатель может повторно инициировать передачу снова путем отправки запроса с сообщениями START.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель неправильно интерпретирует NACK-сообщение как сообщение START. В примерном ответе единственное NACK, которое интерпретируется как START, не оказывает какого-либо влияния на передачу MSD. В другом примерном ответе ряд NACK-сообщений, которые все интерпретируются как сообщения START, может предписать передатчику терминала-отправителя повторно инициировать MSD. Терминал-получатель не будет ожидать этого и приведет к сбою приема входящих данных, понимая это неправильно декодируемыми данными. На основании неправильно декодируемых данных терминал-получатель может запросить терминал-отправитель повторно инициировать передачу путем отправки сообщения START.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель неправильно интерпретирует NACK-сообщение как ACK-сообщение. В примерном ответе, если предыдущее сообщение было интерпретировано как сообщение START, терминал-отправитель игнорирует любое ACK-сообщение. В другом примерном ответе, если предыдущее сообщение было интерпретировано как NACK-сообщение, терминал-отправитель ожидает другое ACK. Если следующее сообщение не является другим ACK, текущее ACK игнорируется. В еще одном другом примерном ответе, если предыдущее сообщение было также ошибочно обнаружено как ACK-сообщение, терминал-отправитель может завершить передачу MSD, несмотря на то, что терминал-получатель еще не принял MSD правильно. Вероятность этого события низка, однако, если это действительно происходит, терминал-получатель может повторно инициировать передачу снова путем отправки запроса с сообщениями START.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель неправильно интерпретирует ACK-сообщение как сообщение START. В примерном ответе терминал-отправитель не остановит передачу дополнительных версий избыточности ACK, так как обычное условие остановки является приемом предопределенного числа ACK-сообщений. Если больше последующих сообщений интерпретируется как сообщения START, терминал-отправитель может повторно инициировать передачу MSD. В конечном счете, терминал-получатель остановит передачу сообщений. Терминал-отправитель, в конечном счете, определит, что терминал-получатель больше не передает кадры синхронизации и возвращается в исходное состояние, таким образом останавливая дальнейшие передачи.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель неправильно интерпретирует ACK-сообщение как NACK-сообщение. В примерном ответе терминал-отправитель продолжал бы передачу версий избыточности, пока ACK-сообщения не обнаружились правильно. В конечном счете, терминал-получатель остановил бы передачу сообщений. Терминал-отправитель в итоге определит, что терминал-получатель больше не передает кадры синхронизации и возвращается в исходное состояние, таким образом останавливая дальнейшие передачи.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-отправитель определяет, что принятое сообщение ненадежно. В примерном ответе, если принятые сообщения являются сообщениями START, то терминал-отправитель продолжает подсчитывать ненадежные сообщения, но с более низким весовым коэффициентом, чем, если бы сообщения были приняты с надежным определением. Последующий запуск события на основании подсчета принятых сообщений потребует большего предопределенного числа принятых ненадежных сообщений, в противоположность тому, если бы сообщения были приняты с надежным определением. В другом примерном ответе, если ненадежные принятые сообщения являются NACK-сообщениями или ACK-сообщениями, то терминал-отправитель может проигнорировать сообщения.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-получатель не может обнаружить переданное MSD из-за шума или других искажений канала. В примерном ответе, после принятия попытки декодировать предопределенное число версий избыточности, терминал-получатель может запросить терминал-отправитель повторно инициировать передачу путем отправки сообщения START. В повторно инициированной передаче терминал-отправитель может использовать устойчивый модулятор, который является менее склонным к шуму и другим искажениям канала.

Другое примерное состояние ошибки возникает, когда терминал-получатель не может оценить сигнал пробуждения правильно. В примерном ответе, если терминал-получатель считает обнаружение сигнала пробуждения ненадежным, он выбирает быстрый (или нормальный) режим модуляции для первого испытания по демодулированию данных MSD. Для любого другого набора предопределенного числа принятых версий избыточности данных MSD терминал-получатель может использовать устойчивый режим модуляции, чтобы демодулировать данные.

Таким образом, раскрытыми здесь являются устройство и способ надежной и эффективной передачи данных внутриполосным образом через речевой кодек в системе беспроводной связи. Специалисты в данной области техники поймут, что информация и сигналы могут быть представлены при помощи любой из разнообразия различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты и символы, на которые может быть сделана ссылка по всему вышеупомянутому описанию, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, либо любой комбинацией перечисленного. Кроме того, хотя варианты осуществления описываются главным образом в контексте системы беспроводной связи, описанные методики могут быть применены к другим системам внутриполосной передачи данных, которые являются стационарными (неподвижными) или не содержат радиоканала.

Специалисты в данной области техники дополнительно примут во внимание, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, описанные применительно к вариантам осуществления, раскрытым здесь, могут быть реализованы как электронные аппаратные средства, программное обеспечение или комбинация обоих. Для четкости иллюстрации этой взаимозаменяемости аппаратного и программного обеспечения различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше, в общем, в контексте их функциональности. Реализуется ли такая функциональность как аппаратные средства или программное обеспечение, зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, наложенных на всю систему. Специалисты в данной области техники могут реализовать описанную функциональность различными способами для каждого конкретного применения, но такие решения по реализации не должны быть интерпретированы как вызывающие отход от объема настоящего изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные применительно к вариантам осуществления, раскрытым здесь, могут быть реализованы или выполнены процессором общего назначения, процессором цифровой обработки сигналов (DSP), специализированной интегральной микросхемой (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицей (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, дискретным логическим элементом или транзисторной логикой, дискретным аппаратным компонентом или любой их комбинацией, разработанной для выполнения функций, описанных 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 сочетании с ядром DSP, или любая другая такая конфигурация.

Этапы способа или алгоритма, описанные применительно к вариантам осуществления, раскрытым здесь, могут быть воплощены непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, исполняемом процессором, или в комбинации их двух. 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 данных соединяется с процессором, так что процессор может считывать информацию с и записывать информацию на носитель данных. В качестве альтернативы носитель данных может являться неотъемлемой частью процессора. Процессор и носитель данных могут находиться в ASIC. В альтернативе, процессор и носитель данных могут находиться как дискретные компоненты в пользовательском терминале.

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

Изобретение относится к средствам для передачи информации через речевой кодек (внутриполосный) в сети беспроводной связи. Технический результат заключается в уменьшении ошибок и повышении скорости передачи данных. Обнаруживают сигнал запроса на терминале-отправителе в системе внутриполосной связи. Передают сигнал синхронизации от терминала-отправителя по обнаружению сигнала запроса. Неоднократно принимают на терминале-отправителе сигнал отрицательной квитанции (NACK-сигнал), передаваемый терминалом-получателем, при этом передача NACK-сигнала началась по приему сигнала синхронизации на терминале-получателе. Неоднократно передают сегмент пользовательских данных от терминала-отправителя с использованием первой схемы модуляции, при этом при каждой передаче используют разную версию избыточности данных. Прерывают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала, причем первый принятый сигнал указывает успешный прием сегмента пользовательских данных от терминала-получателя. Переключаются на вторую схему модуляции, если терминал-отправитель принимает заранее определенное количество NACK-сигналов, при этом NACK-сигнал дополнительно указывает неудачный прием сегмента пользовательских данных от терминала-получателя, и упомянутое заранее определенное число больше одного. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 46 ил., 6 табл.

1. Способ управления передачами терминала-отправителя в системе внутриполосной связи, в которой данные, подлежащие передаче, включаются в один или более речевых пакетов, выдаваемых из речевого кодека, содержащий этапы, на которых:
обнаруживают сигнал запроса на терминале-отправителе в системе внутриполосной связи;
передают сигнал синхронизации от терминала-отправителя по обнаружению сигнала запроса;
неоднократно принимают на терминале-отправителе сигнал отрицательной квитанции (NACK-сигнал), передаваемый терминалом-получателем, при этом передача NACK-сигнала началась по приему сигнала синхронизации на терминале-получателе;
неоднократно передают сегмент пользовательских данных от терминала-отправителя с использованием первой схемы модуляции, при этом при каждой передаче используют разную версию избыточности;
прерывают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала, причем первый принятый сигнал указывает успешный прием сегмента пользовательских данных от терминала-получателя; и
переключаются на вторую схему модуляции, если терминал-отправитель принимает заранее определенное количество NACK-сигналов, при этом NACK-сигнал дополнительно указывает неудачный прием сегмента пользовательских данных от терминала-получателя, и упомянутое заранее определенное число больше одного.

2. Способ по п. 1, в котором сигнал запроса является сигналом начала, обнаруженным в нисходящей линии связи.

3. Способ по п. 1, в котором сигнал запроса является инициируемым пользователем действием на терминале-отправителе.

4. Способ по п. 1, в котором сигнал запроса является сигналом датчика, обнаруженным на терминале-отправителе.

5. Способ по п. 1, в котором этапу передачи сигнала синхронизации предшествует передача сигнала отправки и прерывание передачи сигнала отправки по обнаружению второго принятого сигнала, причем второй принятый сигнал указывает успешный прием сигнала отправки от терминала-получателя.

6. Способ по п. 5, в котором сигнал отправки состоит из сигнала синхронизации, за которым следует сообщение отправки.

7. Способ по п. 1, в котором сигнал запроса является сигналом начала, и терминалу-получателю предписано выполнять неоднократную передачу сигнала начала до тех пор, пока не сигнал синхронизации не будет принят терминалом-получателем.

8. Способ по п. 1, в котором терминалу-получателю предписано прерывать передачу NACK-сигнала по приему сегмента пользовательских данных.

9. Способ по п. 1, в котором первый принятый сигнал представляет собой сигнал положительной квитанции (АСК-сигнал).

10. Способ по п. 9, в котором терминалу-получателю предписано выполнять неоднократную передачу АСК-сигнала в терминал-отправитель до тех пор, пока не будет передано заранее определенное количество АСК-сигналов.

11. Способ по п. 1, в котором длительность кадра модуляции второй схемы модуляции больше, чем длительность кадра модуляции первой схемы модуляции.

12. Способ по п. 11, в котором первая схема модуляции и вторая схема модуляции имеют одинаковое количество моментов времени.

13. Устройство для управления передачами терминала-отправителя в системе внутриполосной связи, в которой данные, подлежащие передаче, включаются в один или более речевых пакетов, выдаваемых из речевого кодека, содержащее:
процессор;
память в электронной связи с процессором; и
инструкции, запомненные в памяти, причем инструкции приспособлены для исполнения этапов:
обнаружения сигнала запроса на терминале-отправителе в системе внутриполосной связи;
передачи сигнала синхронизации от терминала-отправителя по обнаружению сигнала запроса;
неоднократного приема на терминале-отправителе сигнала отрицательной квитанции (NACK-сигнал), передаваемого терминалом-получателем, при этом передача NACK-сигнала началась по приему сигнала синхронизации на терминале-получателе;
неоднократной передачи сегмента пользовательских данных от терминала-отправителя с использованием первой схемы модуляции, при этом при каждой передаче используется разная версия избыточности;
прерывания передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала, причем первый принятый сигнал указывает успешный прием сегмента пользовательских данных от терминала-получателя; и
переключения на вторую схему модуляции, если терминал-отправитель принимает заранее определенное количество NACK-сигналов, причем NACK-сигнал дополнительно указывает неудачный прием сегмента пользовательских данных от терминала-получателя, и упомянутое заранее определенное число больше одного.

14. Устройство по п. 13, при этом сигнал запроса является сигналом начала, обнаруженным в нисходящей линии связи.

15. Устройство по п. 13, при этом сигнал запроса является инициированным пользователем действием на терминале-отправителе.

16. Устройство по п. 13, при этом сигнал запроса является сигналом датчика, обнаруженным на терминале-отправителе.

17. Устройство по п. 13, в котором память дополнительно содержит инструкции, предшествующие инструкциям передачи сигнала синхронизации, причем эти инструкции исполняются, чтобы передать сигнал отправки и прервать передачу сигнала отправки по обнаружению второго принятого сигнала, причем второй принятый сигнал указывает успешный прием сигнала отправки от терминала-получателя.

18. Устройство по п. 17, при этом сигнал отправки состоит из сигнала синхронизации, за которым следует сообщение отправки.

19. Устройство для управления передачами терминала-отправителя в системе внутриполосной связи, в которой данные, подлежащие передаче, включаются в один или более речевых пакетов, выдаваемых из речевого кодека, содержащее:
средство для обнаружения сигнала запроса на терминале-отправителе в системе внутриполосной связи;
средство для передачи сигнала синхронизации от терминала-отправителя по обнаружению сигнала запроса;
средство для неоднократного приема на терминале-отправителе сигнала отрицательной квитанции (NACK-сигнал), передаваемого терминалом-получателем, при этом передача NACK-сигнала началась по приему сигнала синхронизации на терминале-получателе;
средство для неоднократной передачи сегмента пользовательских данных от терминала-отправителя с использованием первой схемы модуляции, при этом при каждой передаче используется разная версия избыточности;
средство для прерывания передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала, причем первый принятый сигнал указывает успешный прием сегмента пользовательских данных от терминала-получателя; и
средство для переключения на вторую схему модуляции, если терминал-отправитель принимает заранее определенное количество NACK-сигналов, причем NACK-сигнал дополнительно указывает неудачный прием сегмента пользовательских данных от терминала-получателя получателя и упомянутое заранее определенное число больше одного.

20. Устройство по п. 19, дополнительно содержащее средство для передачи сигнала отправки перед сигналом синхронизации и прерывания передачи сигнала отправки по обнаружению второго принятого сигнала, причем второй принятый сигнал указывает успешный прием сигнала отправки от терминала-получателя.