Настоящее изобретение относится передатчику данных и приемнику данных для процесса передачи с разделением телеграмм, в частности, к передатчику данных и приемнику данных с низким значением задержки для процесса передачи с разделением телеграмм. Некоторые варианты осуществления относятся к режиму передачи с низким значением задержки для разделения телеграмм.
Системы для передачи данных от множества сенсорных узлов на одну или несколько базовых станций или для передачи данных от одной или нескольких базовых станций на множество сенсорных узлов известны. Например, они используются в IoT (IoT=Internet of Things, Интернет вещей). Например, показания датчика (например, от уличных фонарей или датчиков парковки) передаются на базовую станцию, которая затем обрабатывает эти данные и предоставляет пользователю дополнительную ценную информацию (например, прокладку маршрута к свободному месту для парковки).
Обычно такие сенсорные сети включают большое число сенсорных узлов, которые оснащены очень маленькими батареями. Однако для достижения длительного срока службы доступ к каналу обычно не координируется, то есть каждый сенсорный узел обращается к каналу в случайные моменты времени. Эта концепция называется также способом доступа ALOHA или, в подчиненной форме, способом доступа Slotted-ALOHA.
Из-за большого числа участников и некоординированного доступа к каналу при передаче возникает перекрытие (помехи) между излучениями разных сенсорных узлов. Кроме того, передача часто происходит в так называемых ISM-диапазонах (промышленный, научный и медицинский диапазон, от Industrial, Scientific and Medical) или SRD-диапазонах (SRD=Short-Range Devices, рус. устройства ближнего радиуса действия), которые используются также другими системами (например, беспроводные локальные сети WLAN, Bluetooth, радиокоды). Эти системы вызывают дополнительные помехи при передаче.
Известен способ передачи с разделением телеграмм, который значительно повышает надежность передачи в вышеуказанных условиях при передаче телеграмм по этим каналам. Более конкретно, в способе передачи с разделением телеграмм, который описан в патенте EP 2751526B1, используются определенные шаблоны периодических скачкообразных изменений частоты для передачи данных по радиоканалу. Чтобы можно было успешно декодировать пакет, шаблон скачкообразных изменений (перестройки), использовавшийся для передачи, должен быть известен получателю. Чтобы обеспечить это, для сетей с разделением телеграмм определяются шаблоны периодических скачкообразных изменений частоты, которые известны всем участникам.
Кроме того, способ передачи с разделением телеграмм описан в заявках WO 2015/128385 A1, WO 2017/017257 A1 и WO 2017/167366 A1 и в публикациях G.Kilian, H.Petkov, R.Psiuk, H.Lieske, F.Beer, J.Robert, A.Heuberger "Improved coverage for low-power telemetry systems using telegram splitting" (Proceedings of 2013 European Conference on Smart Objects, Systems and Technologies (SmartSysTech), 2013), и G.Kilian, M.Breiling, H.H.Petkov, H.Lieske, F.Beer, J.Robert, A.Heuberger, "Increasing Transmission Reliability for Telemetry Systems Using Telegram Splitting" (IEEE Transactions on Communications, vol. 63, no. 3, pp. 949-961, Mar. 2015).
Однако недостатком способа передачи с разделением телеграмм является высокое время задержки, которое возникает из-за пауз между отдельными частичными пакетами передачи.
Интернет вещей (IoT) имеет множество возможных применений; в некоторых приложениях время задержки системы имеет второстепенное значение (например, считывание приборов учета потребления воды), однако, имеются также системы, в которых задержка играет важную роль (например, прорывы трубопроводов или мониторинг безопасности боевых подразделений в зонах военного конфликта).
Для этого второго класса систем, в которых время задержки играет важную роль, подходящего решения для энергосберегающих сенсорных сетей еще не было найдено.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является уменьшение времени задержки в коммуникационных сетях на основе разделения телеграмм.
Эта задача решена посредством независимых пунктов формулы изобретения.
Дополнительные предпочтительные варианты осуществления изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно примерам осуществления изобретения, предлагается передатчик данных, выполненный с возможностью разделять данные первого класса на первое множество подпакетов данных и передавать первое множество подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения (перестройки), причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные второго класса на второе множество подпакетов данных и передавать второе множество подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно примерам осуществления изобретения, данные первого класса могут иметь более высокий приоритет и/или более высокие требования к максимальной продолжительности передачи, чем данные второго класса.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные третьего класса на третье множество подпакетов данных и передавать третье множество подпакетов данных с использованием третьего шаблона скачкообразного изменения, причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с третьим шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно примерам осуществления изобретения, данные второго класса имеют более высокий приоритет и/или более высокие требования к максимальной продолжительности передачи, чем данные третьего класса.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные первого класса или первый пакет данных, содержащий данные первого класса, на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы каждый из первого множества подпакетов данных содержал только часть данных первого класса или первого пакета данных, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные второго класса или второй пакет данных, содержащий данные второго класса, на второе множество подпакетов данных таким образом, чтобы каждый из второго множества подпакетов данных содержал только часть данных второго класса или второго пакета данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, первое множество подпакетов данных содержит меньше подпакетов, чем второе множество подпакетов данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью обеспечивать подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения и/или со вторым шаблоном скачкообразного изменения, синхронизирующими последовательностями сигналов, так чтобы временной интервал между синхронизирующими последовательностями подпакетов данных, передаваемых с первым шаблоном скачкообразного изменения, и синхронизирующими последовательностями подпакетов данных, передаваемых со вторым шаблоном скачкообразного изменения, были одинаковыми.
Согласно примерам осуществления изобретения, подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, длиннее, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно примерам осуществления изобретения, подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, распределены по более широкому частотному диапазону, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью отправлять данные первого класса с более высокой скоростью передачи данных или другим способом модуляции, чем данные второго класса.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью принимать первое сообщение синхронизировано по времени с передачей данных первого класса, используя первый шаблон скачкообразного изменения, и причем передатчик данных выполнен с возможностью принимать второе сообщение синхронизировано по времени с передачей данных второго класса, используя второй шаблон скачкообразного изменения, причем временной интервал используя первым шаблоном скачкообразного изменения и первым сообщением короче, чем временной интервал между вторым шаблоном скачкообразного изменения и вторым сообщением.
Согласно примерам осуществления изобретения, первое сообщение представляет собой первое сообщение, переданное по нисходящему каналу, разделенное на множество подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения нисходящей связи, а второе сообщение представляет собой сообщение, переданное по нисходящему каналу, разделенное на множество подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения нисходящей связи, причем паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством первого шаблона скачкообразного изменения нисходящей связи, короче, чем паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством второго шаблона скачкообразного изменения нисходящей связи.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью , после передачи данных первого класса, принимать от приемника данных подтверждение приема, сигнализирующее об успешном приеме данных первого класса.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью неоднократно повторять данные первого класса, используя первый шаблон скачкообразного изменения или другую шаблон скачкообразного изменения, до получения сигнала о подтверждении приема.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью получать от приемника данных подтверждение приема, перекрывающееся по времени с передачей:
- данных первого класса с использованием первого шаблона скачкообразного изменения
- или данных второго класса с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
так что по меньшей мере один подпакет данных, передаваемый в соответствующей схеме скачков, находится межу двумя подпакетами данных шаблона скачкообразного изменения, с которой выдавалось подтверждение приема приемником данных.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью передавать по меньшей мере два подпакета данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения на других частотах и с полным временным перекрыванием или по меньшей мере частичным временным перекрыванием.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью рассчитывать по меньшей мере часть первого шаблона скачкообразного изменения из данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса, так что по меньшей мере часть первого шаблона скачкообразного изменения сама кодирует по меньшей мере часть данных первого класса.
Согласно примерам осуществления изобретения, задается первая группа скачков первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью рассчитывать вторую группу скачков первого шаблона скачкообразного изменения из данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса, так что вторая группа скачков первого шаблона скачкообразного изменения сама кодирует по меньшей мере часть данных первого класса, причем передатчик данных выполнен с возможностью передавать первое множество подпакетов данных в соответствии с первой группой скачков и второй группой скачков.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью рассчитывать первый шаблон скачкообразного изменения из данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса, так что по меньшей мере часть первого шаблона скачкообразного изменения сама кодирует по меньшей мере часть данных первого класса, причем передатчик данных выполнен с возможностью передавать первый шаблон скачкообразного изменения синхронизировано по времени с сигналом синхронизации для синхронизации в приемнике данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные первого класса на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы при безошибочной передаче каждый подпакет данных мог сам декодироваться на стороне приемника, чтобы получить данные первого класса, и таким образом, чтобы при передаче с ошибками достигалась более высокая эффективность кодирования путем объединения по меньшей мере двух подпакетов данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью канальной кодировки данных первого класса и их передаче с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса по первому множеству подпакетов данных таким образом, чтобы при безошибочной передаче требовалась только первая группа подпакетов данных для успешного декодирования данных первого класса, а чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем первая группа подпакетов данных передается по времени раньше, чем вторая группа подпакетов данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, данные первого класса содержат основную информацию и расширенную информацию, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные первого класса на первое множество подпакетов данных так, чтобы первая группа подпакетов данных содержала основную информацию, а вторая группа подпакетов данных содержала расширенную информацию, причем первая группа подпакетов данных передается по времени раньше, чем вторая группа подпакетов данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью рассчитывать первый шаблон скачкообразного изменения с использованием адресной информации передатчика данных или информации, выведенной из нее, так что первый шаблон скачкообразного изменения сама идентифицирует передатчик данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью дополнительно рассчитывать первый шаблон скачкообразного изменения с использованием зависящей от времени или от события информации передатчика данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью заранее передавать кодированную или зашифрованную информацию о первом шаблоне скачкообразного изменения на приемник данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, первый шаблон скачкообразного изменения назначается приемнику данных базовой станцией.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью получать от базовой станции коммуникационной сети короткую адресную информацию, которая короче, чем адресная информация, однозначно идентифицирующая передатчик данных в коммуникационной сети, и использовать ее при передаче сигналов с первым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно примерам осуществления изобретения, передатчик данных выполнен с возможностью рассчитывать первый шаблон скачкообразного изменения из короткой адресной информации, чтобы первый шаблон скачкообразного изменения сам идентифицировал передатчик данных.
Согласно примерам осуществления изобретения, короткая адресная информация назначается группе передатчиков данных, причем эта группа передатчиков данных находится в пространственно связанной области.
Согласно примерам осуществления изобретения, данные первого класса представляют собой короткую информацию, выведенную из показания датчика и являющуюся более короткой, чем показание датчика.
Согласно примерам осуществления, передатчик данных выполнен с возможностью заранее передавать на приемник данных короткую информацию и показание датчика, относящееся к короткой информации, или группу показаний датчика, относящихся к короткой информации.
Согласно примерам осуществления, первый шаблон скачкообразного изменения назначается передатчику данных базовой станцией в соответствии с частотой использования и/или приоритетом.
Согласно примерам осуществления, подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, имеют одинаковый временной интервал и частотный интервал.
Согласно примерам осуществления, передатчик данных выполнен с возможностью рассчитывать по меньшей мере часть синхронизирующей последовательности для синхронизации первого множества подпакетов данных в приемнике данных из по меньшей мере части данных первого класса, первого класса, адресной информации передатчика данных или короткой адресной информации передатчика данных.
Согласно примерам осуществления, передатчик данных выполнен с возможностью канального кодирования данных первого класса и их передачи с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса на первое множество подпакетов данных так, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных первого класса требовалась только первая группа подпакетов данных, при этом передатчик данных выполнен с возможностью передавать первую группу подпакетов данных с другой скоростью передачи, чем вторую группу подпакетов данных.
Согласно примерам осуществления, передатчик данных выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса на первое множество подпакетов данных так, чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения первой и второй группы подпакетов данных.
Согласно примерам осуществления, передатчик данных выполнен с возможностью канального кодирования данных первого класса и их разделения на первое множество подпакетов данных, причем передатчик данных выполнен с возможностью постепенно увеличивать или уменьшать скорость передачи данных, с которой передаются подпакеты данных.
Согласно примерам осуществления, передатчик данных выполнен так, чтобы длина подпакетов данных первого множества подпакетов данных уменьшалась или увеличивалась с увеличением числа переданных подпакетов данных.
Согласно примерам осуществления, мощность передачи задается передатчику данных базовой станцией, или передатчик данных выполнен с возможностью выбирать мощность передачи в зависимости от приоритета или загрузки канала.
Следующие варианты осуществления изобретения относятся к передатчику данных, предназначенному для канального кодирования данных и их разделения на множество подпакетов данных и для передачи первого множества подпакетов данных в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью канально кодировать данные и разделять их на множество подпакетов таким образом, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных требовалась бы только первая группа подпакетов данных, причем паузы в передаче между подпакетами первой группы подпакетов данных меньше, чем паузы в передаче между подпакетами второй группы подпакетов данных, передаваемыми после первой группы подпакетов данных.
Согласно изобретению, паузы в передаче между подпакетами данных первой или второй группы или обеих групп подпакетов данных могут увеличиваться с увеличением числа отправленных подпакетов данных.
В других вариантах осуществления изобретение относится к передатчику данных, выполненному с возможностью разделять данные на множество подпакетов данных и передавать это множество подпакетов с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью повторно передавать множество подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения может охватывать две отдельные полосы частот.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью передавать данные с использованием первого шаблона скачкообразного изменения дважды в двух разных частотных диапазонах.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью передавать данные с использованием второго шаблона скачкообразного изменения в двух отдельных частотных диапазонах.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью передавать данные с использованием второго шаблона скачкообразного изменения дважды в двух отдельных частотных диапазонах.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью передавать данные с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и повторно с использованием второго шаблона скачкообразного изменения с чередованием, так чтобы по меньшей мере один подпакет данных, передаваемый в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, находился между двумя подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения.
В дальнейших вариантах осуществления изобретение относится к передатчику данных, выполненному с возможностью передавать данные первого класса с использованием пакета данных, причем передатчик данных выполнен с возможностью повторно посылать данные, используя множество подпакетов данных, причем указанное множество подпакетов данных передается в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью повторно посылать данные первого класса с использованием дополнительного пакета данных.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью отправлять поочередно по времени данные первого класса с использованием дополнительного пакета данных и с использованием множества подпакетов данных таким образом, чтобы дополнительный пакет данных размещался по времени между двумя множествами подпакетов данных.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью выбирать такой временной интервал между отправкой пакета данных и множества подпакетов данных, чтобы в этом временном интервале было возможным получение подтверждения приема от приемника данных.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью разделения данных второго класса на второе множество подпакетов данных и передачи второго множества подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения содержит множество подшаблонов, которые представляют собой сдвинутые по времени и/или по частоте версии друг друга, при этом передатчик данных выполнен с возможностью передавать первое множество подпакетов данных в соответствии с множеством подшаблонов скачкообразного изменения, причем множество подшаблонов скачкообразного изменения чередуются друг с другом так, чтобы подпакеты данных, относящиеся к разным подшаблонам скачкообразного изменения, передавались по очереди.
Согласно изобретению, передатчик данных выполнен с возможностью обеспечить первое множество подпакетов данных и второе множество подпакетов данных одинаковыми синхронизирующими последовательностями сигналов для синхронизации первого множества подпакетов данных и второго множества подпакетов данных в приемнике.
В следующих вариантах осуществления изобретение относится к приемнику данных, выполненному с возможностью принимать, используя первый шаблон скачкообразного изменения, данные первого класса, передаваемые разделенными на первое множество подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать, с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, данные второго класса, передаваемые разделенными на второе множество подпакетов данных, причем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, данные первого класса могут иметь более высокий приоритет и/или более высокие требования в отношении максимальной продолжительности передачи, чем данные второго класса.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью приема, с использованием третьего шаблона скачкообразного изменения, данных третьего класса, передаваемых разделенными на третье множество подпакетов данных, причем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии с третьим шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, данные второго класса могут иметь более высокий приоритет и/или более высокие требования в отношении максимальной продолжительности передачи, чем данные третьего класса.
Согласно изобретению, данные первого класса или первый пакет данных, содержащий данные первого класса, можно разделить на первое множество подпакетов данных так, чтобы каждый из первого множества подпакетов данных содержал только часть данных первого класса или первого пакета данных, причем приемник данных выполнен с возможностью получать и объединять первое множество подпакетов данных, чтобы получить данные первого класса; и/или причем данные второго класса или второй пакет данных, содержащий данные второго класса, разделены на второе множество подпакетов данных так, чтобы каждый из второго множества подпакетов содержал лишь часть данных второго класса или второго пакета данных, причем приемник выполнен с возможностью получать и объединять второе множество подпакетов данных, чтобы получить данные второго класса.
Согласно изобретению, первое множество подпакетов данных может содержать меньше подпакетов, чем второе множество подпакетов данных.
Согласно изобретению, подпакеты данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения и вторым шаблоном скачкообразного изменения, могут быть обеспечены синхронизирующими последовательностями сигналов таким образом, чтобы временной интервал между синхронизирующей последовательностью подпакетов данных, передаваемых с первым шаблоном скачкообразного изменения, и синхронизирующей последовательностью сигналов подпакетов данных, передаваемых со вторым шаблоном скачкообразного изменения, были одинаковы, причем приемник данных выполнен с возможностью обнаруживать, используя одну и ту же опорную синхронизирующую последовательность, в потока принимаемых данных подпакеты данных, переданные в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, и подпакеты данных, переданные в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, могут быть длиннее, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, могут быть распределены по более широкому частотному диапазону, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, данные первого класса могут передаваться с более высокой скоростью передачи или другим способом модуляции, чем данные второго класса.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью отправлять, используя первый шаблон скачкообразного изменения, первое сообщение синхронизировано по времени с приемом данных первого класса, причем приемник данных выполнен с возможностью передавать, используя второй шаблон скачкообразного изменения, второе сообщение синхронизировано по времени с приемом данных второго класса, при этом временной интервал между первым шаблоном скачкообразного изменения и первым сообщением меньше, чем временной интервал между вторым шаблоном скачкообразного изменения и вторым сообщением.
Согласно изобретению, первое сообщение представляет собой первое сообщение, переданное по нисходящему каналу, разделенное на множество подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения нисходящей связи, а второе сообщение представляет собой второе сообщение, переданное по нисходящему каналу, разделенное на множество подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения нисходящей связи, при этом паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством первого шаблона скачкообразного изменения нисходящей связи, короче, чем паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством второго шаблона скачкообразного изменения нисходящей связи.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью отправки, в ответ на успешный прием данных первого класса, подтверждения приема, сигнализирующего об успешном приеме данных первого класса, причем приемник данных выполнен с возможностью отправлять подтверждение приема только для данных первого класса, но не для данных второго класса.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью отправлять, с использованием шаблона скачкообразного изменения, подтверждение приема, налагающееся по времени на прием:
- данных первого класса с использованием первого шаблона скачкообразного изменения
- или данных второго класса с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
таким образом, чтобы по меньшей мере один подпакет данных, переданный в соответствии с первой или вторым шаблоном скачкообразного изменения, размещался между двумя подпакетами данных шаблона скачкообразного изменения, с которого отправляется подтверждение приема.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью приема, согласно первом шаблоне скачкообразного изменения, по меньшей мере двух подпакетов данных на разных частотах и с полным или по меньшей мере частичным наложением по времени.
Согласно изобретению, для первого шаблона скачкообразного изменения задается шаблон первой группы скачков, при этом шаблон второй группы скачков первого шаблона скачкообразного изменения сама кодирует по меньшей мере часть данных первого класса или канально-кодированную версию данных первого класса, причем приемник данных выполнен с возможностью декодирования шаблона второй группы скачков первого шаблона скачкообразного изменения, чтобы получить по меньшей мере часть данных первого класса канально-кодированную версию данных первого класса.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения может сама кодировать по меньшей мере часть данных первого класса или канально-кодированную версию данных первого класса, при этом первый шаблон скачкообразного изменения передается синхронизировано по времени с сигналом синхронизации, причем приемник данных выполнен с возможностью детектировать, используя сигнал синхронизации, первый шаблон скачкообразного изменения в потоке принимаемых данных, и причем приемник данных выполнен с возможностью сам декодировать первый шаблон скачкообразного изменения, чтобы получить по меньшей мере часть данных первого класса или канально-кодированную версию данных первого класса.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения может сама кодировать по меньшей мере часть данных первого класса или канально-кодированную версию данных первого класса, причем приемник данных выполнен с возможностью обнаруживать, путем проверки гипотезы, первый шаблон скачкообразного изменения в потоке принимаемых данных, и причем приемник данных выполнен с возможностью сам декодировать первый шаблон скачкообразного изменения, чтобы получить по меньшей мере часть данных первого класса или канально-кодированную версию данных первого класса.
Согласно изобретению, данные первого класса могут быть разделены на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы при безошибочной передаче каждый подпакет данных мог сам раскодироваться на стороне приемника, чтобы получить данные первого класса, и таким образом, чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения по меньшей мере двух подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью декодировать первый подпакет из первого множества подпакетов данных, чтобы получить данные первого класса, а если декодирование данных первого класса с использованием первого подпакета данных не было успешным, объединять, для достижения более высокой эффективности кодирования, первый подпакет данных с по меньшей мере одним вторым подпакетом данных первого множества подпакетов данных и декодировать их, получая данные первого класса.
Согласно изобретению, данные первого класса могут быть канально-кодированными, причем канально-кодированные данные первого класса распределены по первому множеству подпакетов данных таким образом, чтобы при их безошибочной передаче для успешного декодирования данных первого класса требовалась только первая группа подпакетов данных, и чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем первая группа подпакетов данных передается по времени раньше, чем вторая группа подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью декодировать первую часть канально-кодированных данных, полученных с первой группой подпакетов данных, чтобы получить данные первого класса, а если декодирование данных первого класса не было успешным, объединять, для достижения более высокой эффективности кодирования, по меньшей мере вторую часть канально-кодированных данных, принятых с по меньшей мере второй группой подпакетов данных, и первую часть канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные первого класса.
Согласно изобретению, данные первого класса могут содержать основную информацию и расширенную информацию, причем данные первого класса разделены на первое множество подпакетов данных так, чтобы первая группа подпакетов данных содержала основную информацию, а вторая группа подпакетов данных содержала расширенную информацию, при этом первая группа подпакетов данных передается раньше по времени, чем вторая группа подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью сначала принимать первую группу подпакетов данных, а затем принимать вторую группу подпакетов данных, чтобы получить основную информацию перед расширенной информацией.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения может быть рассчитана с использованием адресной информации передатчика данных или информации, выведенной из нее, чтобы первый шаблон скачкообразного изменения сам идентифицировал передатчик данных, причем приемник данных выполнен с возможностью идентифицировать передатчик данных на основе первого шаблона скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения можно также рассчитать, используя зависящую от времени или события информацию передатчика данных, при этом зависящая от времени или события информация известна приемнику данных или передается зашифрованной в по меньшей мере одном из множества подпакетов данных или в другом пакете данных.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью заблаговременного приема кодированной или зашифрованной информации о первом шаблоне скачкообразного изменения от передатчика данных.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью назначать первый шаблон скачкообразного изменения передатчику данных.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью назначать передатчику данных короткую адресную информацию, которая короче, чем адресная информация, однозначно идентифицирующая передатчик данных в коммуникационной сети, причем приемник данных выполнен с возможностью идентифицировать передатчик данных на основе этой короткой информации.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения может быть рассчитана из короткой адресной информации, чтобы первый шаблон скачкообразного изменения сам идентифицировал передатчик данных, причем приемник данных выполнен с возможностью идентифицировать передатчик данных на основе первого шаблона скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью назначать короткую адресную информацию группе передатчиков данных, при этом группа передатчиков данных размещена в пространственно связанной области.
Согласно изобретению, данные первого класса могут представлять собой короткую информацию, выведенную из показания датчика и являющуюся более короткой, чем показание датчика, причем приемник данных выполнен с возможностью связывать после приема данных первого класса, содержащих короткую информацию, короткую информацию с известным показанием датчика.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью заранее принимать от передатчика данных короткую информацию и показание датчика, ассоциированное с короткой информацией, или группу показаний датчика, ассоциированных с короткой информацией.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью назначать первый шаблон скачкообразного изменения передатчику данных в соответствии с частотой использования и/или приоритетом.
Согласно изобретению, подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, могут иметь одинаковые временной интервал и частотный интервал.
Согласно изобретению, по меньшей мере часть синхронизирующей последовательности сигналов для синхронизации первого множества подпакетов данных в приемнике данных может быть рассчитана из по меньшей мере части данных первого класса, из первого класса, из адресной информации приемника данных или из короткой адресной информации передатчика данных.
Согласно изобретению, данные первого класса могут быть канально-кодированными и распределены по первому множеству подпакетов данных таким образом, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных первого класса требовалась только первая группа подпакетов данных, причем первая группа подпакетов данных передается с другой скоростью передачи данных, чем вторая группа подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью декодировать первую часть канально-кодированных данных, принятых с первой группой подпакетов данных, чтобы получить данные первого класса, а если декодирование данных первого класса не было успешным, выполнен с возможностью объединять, для достижения более высокой эффективности кодирования, по меньшей мере вторую часть канально-кодированных данных, принятых с по меньшей мере одной второй группой подпакетов данных, с первой частью канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные первого класса.
Согласно изобретению, данные первого класса могут быть канально-кодированными и распределены по первому множеству подпакетов данных таким образом, чтобы при их безошибочной передаче для успешного декодирования данных первого класса требовалась только первая группа подпакетов данных, и чтобы при передаче с ошибками достигалась более высокая эффективность кодирования путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью определения, на основе оценки переданной информации, является ли первая группа подпакетов данных достаточной для успешного декодирования данных первого класса, или для успешного декодирования данных первого класса требуется объединение первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью декодировать первую группу подпакетов данных, чтобы получить данные первого класса, если оценка переданной информации указывает, что первой группы подпакетов данных достаточно для успешного декодирования данных первого класса, причем приемник данных выполнен с возможностью объединять первую группу подпакетов данных и вторую группу подпакетов данных и декодировать их, если оценка переданной информации указывает, что для успешного декодирования данных первого класса требуется комбинация первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных.
Согласно изобретению, данные первого класса могут быть канально-кодированными и разделены по первому множеству подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью последовательно увеличивать или уменьшать скорость передачи данных, с которой принимаются подпакеты.
Согласно изобретению, длина подпакетов данных первого множества подпакетов данных может уменьшаться или увеличиваться с увеличением числа переданных подпакетов данных.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью задавать мощность передачи передатчику данных.
В других вариантах осуществления изобретение относится к приемнику данных для приема канально-кодированных данных, причем канально-кодированные данные разделены на множество подпакетов данных и передаются распределенными в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, причем данные являются канально-кодированными и разделены на множество подпакетов данных таким образом, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных требовалась только первая группа подпакетов данных, причем паузы в передаче между подпакетами данных первой группы подпакетов меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных второй группы подпакетов, переданных после первой группы подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать по меньшей мере первую группу подпакетов данных и декодировать часть канально-кодированных данных, полученных с первой группой подпакетов данных, чтобы получить данные.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен так, чтобы в случае, если декодирование данных не было успешным, объединять, для достижения более высокой эффективности кодирования, по меньшей мере вторую часть канально-кодированных данных, полученных с по меньшей мере второй группой подпакетов данных, с первой частью канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные.
Согласно изобретению, с увеличением числа переданных подпакетов данных увеличиваются только паузы в передаче между подпакетами данных второй группы подпакетов данных.
В следующих вариантах осуществления изобретение относится к приемнику данных, выполненному с возможностью принимать данные, разделенные на множество подпакетов данных, и передавать их с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и повторно передавать с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения может распространяться на две разные полосы частот.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью принимать данные с использованием первого шаблона скачкообразного изменения дважды в двух отдельных полосах частот.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью принимать данные с использованием второго шаблона скачкообразного изменения в двух отдельных полосах частот.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью приема данные с использованием второго шаблона скачкообразного изменения дважды в двух отдельных полосах частот.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью принимать данные с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и повторно с использованием второго шаблона скачкообразного изменения с чередованием, так чтобы по меньшей мере один скачок второго шаблона скачкообразного изменения находился между двумя скачками первого шаблона скачкообразного изменения.
В следующих вариантах осуществления изобретение относится к приемнику данных, способному принимать данные первого класса, переданные с использованием пакета данных, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать, в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, данные, повторно передаваемые с использованием множества подпакетов данных.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью, кроме того, повторно принимать данные первого класса, используя дополнительный пакет данных.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью принимать данные первого класса с чередованием по времени, используя дополнительный пакет данных и используя множество подпакетов данных, чтобы дополнительный пакет данных находился по времени между двумя подпакетами из множества подпакетов данных.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью передавать подтверждение приема во временном интервале между приемом пакета данных и множества подпакетов данных.
Согласно изобретению, приемник данных выполнен с возможностью принимать, используя второй шаблон скачкообразного изменения, данные второго класса, передаваемые разделенными на второе множество подпакетов данных, причем паузы в передаче между двумя подпакетами данных, переданных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, переданных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения может содержать множество подшаблонов скачкообразного изменения, которые представляют собой сдвинутые по времени и/или частоте версии друг друга, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать первое множество подпакетов данных в соответствии с множеством подшаблонов скачкообразного изменения, причем множество подшаблонов скачкообразного изменения чередуются друг с другом так, чтобы подпакеты данных, назначенные разным подшаблонам скачкообразного изменения, передавались поочередно.
Согласно изобретению, первое множество подпакетов данных и второе множество подпакетов данных могут быть обеспечены одинаковыми синхронизирующими последовательностями сигналов для синхронизации первого множество подпакетов данных и второго множества подпакетов данных в приемнике данных, причем приемник данных выполнен с возможностью обнаруживать в потоке принимаемых данных, используя одинаковые опорные синхронизирующие последовательности, подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, и подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
В следующих вариантах осуществления изобретение относится к способу передачи данных от передатчика данных к приемнику данных. Способ включает этап передачи данных первого класса от передатчика данных на приемник данных, причем данные первого класса передаются с использованием первого шаблона скачкообразного изменения разделенными на первое множество подпакетов данных. Кроме того, способ включает этап передачи данных второго класса от передатчика данных или другого передатчика данных на приемник данных, причем данные второго класса передаются с использованием второго шаблона скачкообразного изменения разделенными на второе множество подпакетов данных, причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
В следующих вариантах осуществления изобретение относится к передатчику данных, выполненному с возможностью посылать данные, разделенные на множество подпакетов данных, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, распределенными по времени и/или частоте, причем шаблон скачкообразного изменения является шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов, шаблоном скачкообразного изменения частоты или комбинацией шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты, причем шаблон скачкообразного изменения временных интервалов представляет собой указанный в следующей таблице шаблон скачкообразного изменения временных интервалов с 24 скачками:
где строка в таблице описывает шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, каждый столбец описывает скачок в шаблоне скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, при этом каждая ячейка таблицы указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственно следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных;
причем шаблон скачкообразного изменения частоты является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения частоты с 24 скачками:
где строка в таблице является шаблоном скачкообразного изменения частоты, а каждый столбец таблицы является скачком в шаблоне скачкообразного изменения частоты, причем каждая ячейка таблицы указывает несущую частоту соответствующего скачка в шаблоне скачкообразного изменения частоты, выраженную в несущих с UCG_C0 до UCG_C23.
В следующих вариантах осуществления изобретение относится к приемнику данных, выполненному с возможностью принимать данные, передаваемые разделенными на множество подпакетов данных и распределенные по времени и/или частоте в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, причем шаблон скачкообразного изменения является шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов, шаблоном скачкообразного изменения частоты или комбинацией шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты, причем шаблон скачкообразного изменения временных интервалов представляет собой указанный в следующей таблице шаблон скачкообразного изменения временных интервалов с 24 скачками:
где строка таблицы описывает шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, а каждый столбец таблицы представляет собой скачок в шаблоне скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, причем каждая ячейка таблицы указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственного следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных;
причем шаблон скачкообразного изменения частоты является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения частоты с 24 скачками:
где строка таблицы описывает шаблон скачкообразного изменения частоты, каждый столбец таблицы описывает скачок в шаблоне скачкообразного изменения частоты, причем каждая ячейка таблицы указывает несущую частоту соответствующего скачка в шаблоне скачкообразного изменения частоты, выраженную в несущих с UCG_C0 до UCG_C23.
В следующих вариантах осуществления изобретение относится к способу передачи данных с использованием шаблона скачкообразного изменения, причем шаблон скачкообразного изменения представляет собой шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, шаблон скачкообразного изменения частоты или комбинацию шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты, причем шаблон скачкообразного изменения временных интервалов является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов с 24 скачками:
где строка таблицы описывает шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, а каждый столбец таблицы означает скачок в шаблоне скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, причем каждая ячейка таблицы указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственно следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных;
причем шаблон скачкообразного изменения частоты является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения частоты с 24 скачками:
где строка таблицы описывает шаблон скачкообразного изменения частоты, а каждый столбец таблицы означает скачок в шаблоне скачкообразного изменения частоты, и каждая ячейка таблицы указывает несущую частоту соответствующего скачка в шаблоне скачкообразного изменения частоты, выраженную в несущих с UCG_C0 до UCG_C23.
В следующих вариантах осуществления изобретение относится к способу приема данных с использованием шаблона скачкообразного изменения, причем шаблон скачкообразного изменения представляет собой шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, шаблон скачкообразного изменения частоты или комбинацию шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты, причем шаблон скачкообразного изменения временных интервалов является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов с 24 скачками:
где строка таблицы описывает шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, а каждый столбец таблицы означает скачок в шаблоне скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, и каждая ячейка таблицы указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственно следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных,
причем шаблон скачкообразного изменения частоты является указанными в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения частоты с 24 скачками:
где строка таблицы описывает шаблон скачкообразного изменения частоты, а каждый столбец таблицы означает скачок в шаблоне скачкообразного изменения частоты, и каждая ячейка таблицы указывает несущую частоту соответствующего скачка в шаблоне скачкообразного изменения частоты, выраженную в несущих с UCG_C0 до UCG_C23.
Варианты осуществления настоящего изобретения описываются более подробно с обращением к прилагаемым фигурам. На фигурах:
фиг. 1 показывает принципиальную блок-схему системы с передатчиком данных и приемником данных;
фиг. 2 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче множества подпакетов данных в соответствии с шаблоном скачкообразных изменений частоты и временных интервалов;
фиг. 3a показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 3b показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче второго множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 4a показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 4b показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче второго множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 5 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче канально-кодированных данных посредством множества подпакетов данных, причем паузы в передаче между подпакетами первой группы подпакетов данных меньше, чем паузы в передаче между подпакетами второй группы подпакетов данных;
фиг. 6 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче канально-кодированных данных посредством множества подпакетов данных, причем паузы в передаче между подпакетами первой группы подпакетов данных меньше, чем паузы в передаче между подпакетами второй группы подпакетов данных, и причем паузы в передаче между подпакетами второй группы подпакетов данных увеличиваются с увеличением числа переданных подпакетов;
фиг. 7 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче канально-кодированных данных посредством множества подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и повторной передачи с использованием второго шаблона скачкообразного изменения;
фиг. 8 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче множества подпакетов данных с использованием шаблона скачкообразного изменения, который распространяется на две отдельные полосы частот;
фиг. 9 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче множества подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения дважды в двух отдельных полосах частот и повторной передаче с использованием второго шаблона скачкообразного изменения дважды в двух отдельных полосах частот;
фиг. 10 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче множества подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и повторной передаче с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, находятся между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 11 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого сообщения нисходящей связи синхронизировано по времени с передачей первого множества подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, в сравнении с занятостью канала передачи при передаче второго сообщения нисходящей связи синхронизировано по времени с передачей второго множества подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 12 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче подтверждения приема, разделенного на множество подпакетов данных, с чередованием во времени с передачей первого множества подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, в сравнении с занятостью канала передачи при передаче подтверждения приема, разделенного на множество подпакетов данных, по времени после передачи первого множества подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 13 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, передачу второго множества подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения и передачу подтверждения приема, разделенного на множество подпакетов данных, чередующуюся по времени с передачей второго множества подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 14 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, распределенных по времени и частоте так, чтобы подпакеты данных на разных частотах полностью перекрывались во времени;
фиг. 15 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, распределенных по времени и частоте так, чтобы подпакеты 162 данных частично налагались на разных частотах;
фиг. 16 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче данных первого класса с использованием пакета данных и повторной передаче с использованием множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 17 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче данных первого класса с использованием пакета данных и повторной передаче с использованием дополнительного пакета данных, а также повторной передаче с использованием множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, причем дополнительный пакет данных и множество подпакетов данных чередуются таким образом, чтобы дополнительный пакет данных размещался по времени между двумя подпакетами из множествами подпакетов данных;
фиг. 18 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче данных первого класса с использованием пакета данных и повторной передаче с использованием множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, а также при передаче подтверждения приема во временном интервале между передачей пакета данных и множества подпакетов данных;
фиг. 19a показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, синхронизировано по времени с сигналом синхронизации;
фиг. 19b показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, содержащей первую группу скачков и вторую группу скачков, причем первая группа скачков задается, а вторая группа скачков рассчитывается из данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса;
фиг. 20 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, причем при безошибочной передаче каждый подпакет данных может быть декодирован индивидуально на стороне приемника;
фиг. 21 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, причем канально-кодированные данные первого класса распределены на множество подпакетов данных таким образом, чтобы при безошибочной передаче каждая группа подпакетов данных могла быть декодирована индивидуально, чтобы получить данные первого класса;
фиг. 22 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, причем канально-кодированные данные первого класса разделены на первое множество подпакетов данных так, чтобы первая группа подпакетов данных содержала канально-кодированные данные согласно первому кодирующему полиному (полином 0), и чтобы вторая группа подпакетов данных содержала канально-кодированные данные согласно нескольким кодирующим полиномам (полином 1 и полином 2);
фиг. 23 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, причем первая группа подпакетов данных содержит основную информацию, а вторая группа подпакетов данных содержит расширенную информацию, при этом первая группа подпакетов данных передается раньше по времени, чем вторая группа подпакетов данных;
фиг. 24 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, причем первая группа скачков в шаблоне скачкообразного изменения идентифицирует передатчик данных;
фиг. 25 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения так, чтобы подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, имели одинаковый временной интервал и частотный интервал по отношению друг к другу;
фиг. 26 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 27 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 28 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, причем длина подпакетов данных уменьшается с увеличением числа переданных подпакетов;
фиг. 29 показывает блок-схему способа генерации набора шаблонов скачкообразного изменения шаблонов скачкообразного изменения согласно одному варианту осуществления;
фиг. 30 показывает блок-схему способа генерации двух наборов шаблонов скачкообразного изменения шаблонов скачкообразного изменения согласно одному варианту осуществления;
фиг. 31a показывает на диаграмме структуру кадра с TSMA-шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 31b показывает на диаграмме занятость двух частотных каналов при повторной передаче данных посредством первого шаблона скачкообразного изменения и второго шаблона скачкообразного изменения;
фиг. 32 показывает на диаграмме схематический вид структуры TSMA- шаблона скачкообразного изменения;
фиг. 33a показывает на диаграмме главный и второстепенный максимумы автокорреляционной функции шаблона скачкообразного изменения, имеющего заданные автокорреляционные характеристики, в применении к частоте и времени;
фиг. 33b показывает на диаграмме главный и второстепенный максимумы автокорреляционной функции шаблона скачкообразного изменения, не имеющего заданных автокорреляционных характеристик, в применении к частоте и времени;
фиг. 34a показывает на диаграмме главный и второстепенный максимумы функции взаимной корреляции двух шаблонов скачкообразного изменения, имеющих заданные характеристики взаимной корреляции, в применении к частоте и времени;
фиг. 34b показывает на диаграмме главный и второстепенный максимумы функции взаимной корреляции двух шаблонов скачкообразного изменения, не имеющих заданных характеристик взаимной корреляции, в применении к частоте и времени;
фиг. 35 показывает блок-схему способа создания шаблона скачкообразного изменения согласно одному варианту осуществления;
фиг. 36 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных, распределенных по частоте и времени в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения;
фиг. 37 показывает таблицу с определением шаблона скачкообразного изменения от частоты с низкой задержкой, согласно одному варианту осуществления; и
фиг. 38 показывает таблицу с определением шаблона скачкообразного изменения временных интервалов с низкой задержкой, согласно одному варианту осуществления.
В дальнейшем описании вариантов осуществления настоящего изобретения одинаковые элементы или элементы, оказывающие одинаковый эффект, снабжены на фигурах одинаковыми числовыми позициями, так что их описание является взаимозаменяемым.
Прежде чем подробно описывать варианты осуществления настоящего изобретения, сначала на фигурах 1 и 2 опишем в качестве примера более подробно опишем систему связи, на которой базируется изобретение, причем указанная система связи должна быть распространена на вариант с данными более высокого приоритета и/или с более высокими требованиями в отношении максимальной продолжительности передачи. Однако следует отметить, что система связи, описанная в связи с фигурами 1 и 2, является иллюстративной и описана лишь в качестве одного примера и не должна рассматриваться как ограничивающая. Напротив, система связи проиллюстрирована в очень абстрактной форме, чтобы просто и доступно объяснить ее базовые принципы.
На фиг. 1 показана принципиальная блок-схема одного примера системы связи, содержащей передатчик данных 100 и приемник данных 110.
Передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью разделять данные 120 (или пакет с данными 120) на множество подпакетов данных 142 и передавать множество подпакетов данных 142 распределенными по времени и/или частоте в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения 140.
Приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью принимать множество подпакетов данных 142, чтобы получить данные, разделенные на множество подпакетов данных, и переданные распределенными по времени и/или частоте в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения 140.
Как показано в качестве примера на фиг. 1, передатчик 100 данных может содержать передающее устройство (или модуль передачи, или передатчик) 102, предназначенное для передачи данных 120. Передающее устройство 102 может быть подключено к антенне 104 передатчика данных 100. Кроме того, передатчик данных 100 может содержать приемное устройство (или приемный модуль, или приемник) 106, предназначенное для приема данных. Приемное устройство 106 может быть подключено к антенне 104 или дополнительной (отдельной) антенне передатчика 100 данных. Передатчик данных 100 может также содержать комбинированный блок приема/передачи (Transceiver - трансивер).
Приемник данных 110 может содержать приемное устройство (или приемный модуль, или приемник) 116, предназначенное для приема данных 120. Приемное устройство 116 может быть подсоединено к антенне 114 приемника данных 110. Кроме того, приемник данных 110 может содержать передающее устройство (или передающий модуль или передатчик) 112, способное передавать данные. Передающее устройство 112 может быть подсоединено к антенне 114 или к дополнительной (отдельной) антенне приемника данных 110. Приемник данных 110 может также содержать комбинированный блок приема/передачи (трансивер).
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может представлять собой сенсорный узел, а приемник данных 110 может быть базовой станцией. Как правило, система связи включает в себя по меньшей мере один приемник данных 110 (базовая станция) и множество передатчиков данных (сенсорные узлы, например, счетчики отопления). Очевидно, можно также, чтобы передатчик данных 100 представлял собой базовую станцию, а приемник данных 110 был сенсорным узлом. Кроме того, можно, чтобы и передатчик данных 100, и приемник данных 110 были сенсорными узлами. Кроме того, можно, чтобы передатчик данных 100 и приемник данных 110 были базовыми станциями.
Передатчик данных 100 и приемник данных 110 могут быть выполнены с возможностью передавать и принимать, соответственно, данные 120, используя способ разделения телеграмм (способ TS, от telegram splitting). При этом телеграмма, или пакет данных, 120 делится на множество подпакетов данных (или частичных пакетов данных, или частичных пакетов) 142, и подпакеты данных 142 передаются распределенными по времени и/или частоте в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения 140 от передатчика данных 100 на приемник данных 110, причем приемник данных 110 снова соединяет (или комбинирует) подпакеты, чтобы получить пакет данных 120. Каждый подпакет данных 142 может содержать только часть пакета данных 120, так что подпакеты данных 142 короче, чем пакет данных 120. Кроме того, пакет данных 120 может быть канально-кодированным, так что для безошибочного декодирования пакета данных 120 требуются не все подпакеты данных 142, а только часть подпакетов данных 142.
Как упоминалось выше, распределение по времени множества подпакетов данных 142 можно осуществить в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов и/или шаблоном скачкообразного изменения частоты.
Шаблон скачкообразного изменения временных интервалов может указывать последовательность моментов передачи или временных интервалов между передачами (скачки), с которыми передаются подпакеты данных. Например, первый подпакет данных может передаваться в первый момент передачи (или в первый временной интервал передачи), а второй подпакет данных может передаваться во второй момент передачи (или во второй временной интервал передачи), причем первое время передачи и второе время передачи разные. Шаблон скачкообразного изменения временных интервалов может определять (или задавать, или указывать) первое время передачи и второе время передачи. Альтернативно, шаблон скачкообразного изменения временных интервалов может указывать первое время передачи и временной интервал между первым временем передачи и вторым временем передачи. Очевидно, шаблон скачкообразного изменения временных интервалов может также указывать только интервал между первым временем и вторым временем передачи. Между подпакетами данных могут иметься паузы в передаче, во время которых передача не происходит. подпакеты данных могут также перекрываться по времени (совпадать) друг с другом.
Шаблон скачкообразного изменения частоты может указывать последовательность частот передачи или скачкообразных изменений частоты передачи, с которыми передаются подпакеты данных. Например, первый подпакет данных может передаваться на первой частоте передачи (или первом частотном канале), а второй подпакет данных может передаваться на второй частоте передачи (или втором частотном канале), причем первая частота передачи и вторая частота передачи отличаются друг от друга. Шаблон скачкообразного изменения частоты может определять (или задавать, или указывать) первую частоту передачи и вторую частоту передачи. Альтернативно, шаблон скачкообразного изменения частоты может указывать первую частоту передачи и интервал частот (скачок частоты передачи) между первой частотой передачи и второй частотой передачи. Конечно, шаблон скачкообразного изменения частоты может указывать только интервал частот (скачок частоты передачи) между первой частотой передачи и второй частотой передачи.
Естественно, множество подпакетов данных 142 может передаваться от передатчика данных 100 на приемник данных 110 распределенным как по времени, так и по частоте. Распределение множества подпакетов данных по времени и частоте можно провести в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов и частоты. Шаблоны скачкообразного изменения временных интервалов и частоты могут представлять собой комбинацию шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты, т.е., последовательность времен передачи или интервалов времени передачи, с которыми передаются подпакеты данных, причем с временами передачи (или интервалами времени передачи) соотносится частота передачи (или скачки частоты передачи).
Шаблон скачкообразного изменения временных интервалов и/или скачков частоты может содержать множество скачков, причем это множество скачков указывает время передачи или частоту передачи (или скачок времени передачи или скачок частоты передачи), в соответствии с которым может передаваться множество подпакетов данных 142.
Фиг. 2 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче множества подпакетов данных 142 в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения времени/частоты. Здесь ордината описывает частоту, а абсцисса время.
Как можно видеть на фиг. 2, пакет данных 120 можно разделить, например, на n=7 подпакетов данных 142 и передать от передатчика данных 100 на приемник данных 110 распределенным по времени и частоте в соответствии с шаблонами скачкообразного изменения времени/частоты.
Из фиг. 2 можно также видеть, что синхронизирующую последовательность 144 также можно разделить на множество подпакетов данных 142 так, чтобы помимо данных 146 (на фиг. 2 символы данных), множество подпакетов данных 142 содержало часть синхронизирующей последовательности 144 (на фиг. 2 символы синхронизации).
Далее более подробно описываются детализированные варианты осуществления передатчика данных 100 и приемника данных 110.
1. Различные классы шаблонов скачкообразного изменения
До сегодняшнего дня все шаблоны скачкообразного изменения системы разрабатывались так, что они имеют приблизительно одинаковое время задержки. Тем самым, для определенных приложений невозможно достичь более короткой задержки, поэтому система не может использоваться для этих приложений.
1.1. Уменьшение пауз между подпакетами
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью разделения данных первого класса на первое множество подпакетов данных 162 и передачи первого множества подпакетов данных 162 с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160, причем передатчик данных 100 выполнен с возможностью разделять данные второго класса на второе множество подпакетов данных 142 и передавать второе множество подпакетов данных 142 с использованием второго шаблона скачкообразного изменения 140, при этом паузы в передаче между подпакетами данных 162, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных 142, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140.
Соответственно, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью принимать, используя первый шаблон скачкообразного изменения 160, данные первого класса, предаваемые разделенными на первое множество подпакетов данных 162, причем приемник данных 110 выполнен с возможностью принимать, используя второй шаблон скачкообразного изменения 140, данные второго класса, передаваемые разделенными на второе множество подпакетов данных 142, причем паузы в передаче между подпакетами данных 162, которые принимаются в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных 142, принимаемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140.
Согласно изобретению, данные первого класса могут иметь более высокий приоритет и/или более высокие требования к максимальной продолжительности передачи, чем данные второго класса.
На фиг. 3a на диаграмме показан пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 142 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 140, а на фиг. 3b на диаграмме показан пример занятости канала передачи при передаче второго множества подпакетов данных 162 в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 160. Из сравнения фигур 3a и 3b следует, что паузы в передаче между подпакетами данных 162, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, короче, чем паузы в передаче между подпакетами данных 142, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140. Другими словами, фигуры 3a и 3b показывают сравнение между разными классами шаблонов скачкообразного изменения при уменьшении пауз.
Так, в некоторых вариантах осуществления для решения задачи раздела 1 можно определить различные классы шаблонов скачкообразного изменения, имеющие разную задержку. При этом шаблоны с более низким значением задержки (low-delay mode – режим малой задержки) в среднем имеют более короткие паузы между подпакетами, чем шаблоны с более высоким значением задержки. В зависимости от приложения или от срочности сообщения передатчик 100 выбирает шаблон из соответствующего класса.
Приемник может быть выполнен так, что он способен детектировать и принимать (все) разные классы шаблонов скачкообразного изменения. Для этого может потребоваться по меньшей мере частично параллельная обработка. Принимая в расчет, что пилотная последовательность в каждом подпакете является одинаковой для всех классов шаблонов скачкообразного изменения, вычислительные усилия при таком же общем числе шаблонов скачкообразного изменения при детектировании не выше, чем если бы использовался всего один класс шаблонов скачкообразного изменения.
В этом случае приемник 110 может сначала провести корреляцию подпакетов (или частичную корреляцию последовательности пилот-сигналов), общую для всех классов (и шаблонов скачкообразного изменения). Затем по результатам корреляции подпакетов отдельно проводится корреляция (или любой сопоставимый процесс) для каждого шаблона скачкообразного изменения 160 и 140, чтобы получить общий результат.
На фиг. 3a и 3b в качестве примера показано сравнение шаблонов скачкообразного изменения 160 и 140, относящихся к разным классам. Шаблон скачкообразного изменения 140 с фиг. 3a представляет традиционный класс, который был оптимизирован для высокой надежности передачи за счет задержки. Шаблон 160 с фиг. 3b имеет значительно более низкую задержку и, таким образом, может использоваться для срочных по времени приложений.
Если определяется более двух классов, передатчик может выбрать подходящий класс в соответствии с задержкой, необходимой в зависимости от приложения. Однако недостатком шаблонов скачкообразного изменения с пониженной задержкой является более низкая помехоустойчивость при передаче. Таким образом, пакетные ошибки при передаче возникают чаще для шаблонов с более низкой задержкой, чем для шаблонов с более высокой задержкой. Следующие идеи посвящены решению этой проблемы.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных можно использовать разные классы шаблонов скачкообразного изменения, которые могут выбираться в зависимости от приложения.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных может осуществляться детектирование, по меньшей мере частично параллельное, разных шаблонов скачкообразного изменения этих классов.
1.2. Уменьшение числа подпакетов
Пример осуществления, описанный в разделе 1.1, в определенных условиях имеет тот недостаток, что необходимо разрабатывать новые шаблоны скачкообразного изменения, которые должны дополнительно детектироваться приемником. Это является проблемой, в частности, когда приемнику доступна только ограниченная вычислительная мощность.
Таким образом, согласно изобретению, первое множество подпакетов данных 162 может содержать меньше подпакетов, чем второе множество подпакетов данных 142, причем подпакеты данных 162, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, факультативно могут быть длиннее, чем подпакеты данных 142, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140.
Согласно изобретению, подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160 и/или вторым шаблоном скачкообразного изменения 140, могут быть обеспечены синхронизирующей последовательностью сигналов таким образом, чтобы временной интервал между синхронизирующей последовательностью подпакетов данных 162, передаваемых с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, и синхронизирующей последовательностью сигналов подпакетов данных 142, передаваемых со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140, были одинаковы.
Вместо сокращения пауз между подпакетами 162 можно также использовать меньше подпакетов и можно увеличить их длину. Это выгодно тем, что одно и то же детектирование можно использовать для двух (или нескольких) классов шаблонов скачкообразного изменения (при условии, что интервалы между синхронизирующими последовательностями остаются неизменными). В случае класса шаблона скачкообразного изменения с низким значением задержки детектирование можно факультативно провести только по первым скачкам.
Фиг. 4a показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 142 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 140, а фиг. 4b показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче второго множества подпакетов данных 162 в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 160. Другими словами, фиг. 4a и фиг. 4b показывают сравнение шаблона скачкообразного изменения в нормальном режиме (с высокой задержкой) и шаблона скачкообразного изменения из класса с низкой задержкой. Чтобы передавать тот же объем данным с меньшим числом подпакетов, была увеличена длина подпакетов.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных длина подпакетов может зависеть от класса используемого шаблона скачкообразного изменения. В зависимости от приложения, для короткой задержки можно выбирать большую длину подпакета.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных детектирование разных шаблонов скачкообразного изменения для классов может проводиться совместно с помощью алгоритма.
1.3. Увеличение полосы пропускания в режиме с низкой задержкой
При определенных обстоятельствах два предыдущих варианта осуществления в разделах 1.1 и 1.2 имеют тот недостаток, что ухудшается помехоустойчивость из-за уменьшения пауз или числа подпакетов.
Чтобы противодействовать этой проблеме, полоса пропускания сигнала может быть увеличена. Это уменьшает вероятность того, что внешний источник помех может исказить более одного подпакета, поскольку помехи ограничены также по полосе пропускания, а увеличение полосы пропускания увеличивает вероятность того, что источник помех только частично находится в той же полосе, что и телеграмма.
В результате расширения полосы пропускания при передаче сначала увеличивается также полоса пропускания, в которую могут входить помехи. Таким образом, при равномерной загрузке помехами всей полосы пропускания этот сценарий не дает никакого преимущества. Однако передача обычно происходит в так называемых полосах ISM (диапазон, отведенный для промышленных, научных и медицинских целей), где максимальная занятость канала в полосах предписана. Однако для разных полос существуют разные максимально допустимые занятости канала. Выбор шаблона скачкообразного изменения такой ширины, чтобы для передачи использовалось несколько (по меньшей мере две) полос с разной занятостью каналов, приводит к преимуществу с точки зрения помехоустойчивости, поскольку занятие канала источником помех находится в полосах на разных уровнях.
С другой стороны, увеличение только полосы пропускания режима с низкой задержкой при определенных условиях имеет тот недостаток, что, как и в разделе 1.1, детектирование для разных режимов должно проводиться отдельно, однако повышается устойчивость к внешним и внутренним помехам. Если полоса пропускания в нормальном режиме также возрастает, все еще можно провести совместное детектирование в соответствии с разделом 1.2. В этом случае стойкость к внутренним помехам такая же, как если бы все передатчики передавали в нормальном режиме.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных ширина полосы пропускания разных классов шаблона скачкообразного изменения может варьироваться.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных детектирование разных шаблонов скачкообразного изменения для классов может быть реализовано с разной шириной пропускания.
1.4. Использование другой скорости передачи данных или другого способа модуляции
Аналогично варианту осуществления из раздела 1.3 или в комбинации с ним, при передаче в режиме с низкой задержкой можно использовать более высокую скорость передачи данных или другой способ модуляции. В идеале скорость передачи данных повышают, чтобы тем самым уменьшить длительность передачи, что приводит к более длительной паузе между подпакетами и, следовательно, к повышению надежности передачи от помех.
В случае, если меняется тип модуляции, продолжительность передачи следует по возможности сократить (например, QPSK вместо BPSK).
Решение о том, какую скорость передачи данных или тип модуляции использовать в приложении, может быть принято, исходя из приоритета и необходимой задержки сообщения.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных скорость передачи данных или тип модуляции разных классов шаблонов скачкообразного изменения может варьироваться.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных детектирование разных шаблонов скачкообразного изменения классов можно провести с разными скоростями передачи данных и/или с разными типами модуляции.
2. Комбинация нормального шаблона скачкообразного изменения и шаблона скачкообразного изменения с низкой задержкой
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью канального кодирования данных и разделения их на множество подпакетов данных, а также передачи этого множества подпакетов данных 162 в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения 160. При этом передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью канально кодировать данные и разделять их на множество подпакетов данных 162 таким образом, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных требовалась только первая группа 170 подпакетов данных 162, и чтобы при передаче с ошибками достигалась более высокая эффективность кодирования путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных.
Соответственно, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью приема по меньшей мере первой группы 170 подпакетов данных 162 и декодирования части канально-кодированных данных, полученных с первой группой 170 подпакетов данных 162, чтобы получить данные. Кроме того, если декодирование данных не было успешным, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью объединять, для достижения более высокой эффективности кодирования, по меньшей мере вторую часть канально-кодированных данных, полученных с по меньшей мере второй группой 172 подпакетов данных 162, с первой частью канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные.
Таким образом, вместо определения различных классов шаблонов скачкообразного изменения можно также передавать сообщение с избыточностью, чтобы позволить раннее декодирование.
2.1. Короткие паузы в начале телеграммы
В вариантом осуществления, описанном в разделе 2, можно уменьшить задержку передачи, однако в некоторых условиях задержка, необходимая для определенных приложений, еще не будет достигнута. Чтобы решить эту проблему, можно уменьшить паузы в первых подпакетах, аналогично варианту осуществления из раздела 1. Однако отличие состоит в том, что сокращаются не все паузы, а лишь столько, сколько необходимо для раннего декодирования.
Согласно изобретению, паузы в передаче между подпакетами данных 162 первой группы 170 подпакетов данных 162 в результате могут быть меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных 162 второй группы 172 подпакетов данных 162, переданных после первой группы 170 подпакетов данных 162, как показано на фиг. 5.
Более подробно, фиг. 5 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче канально-кодированных данных посредством множества подпакетов данных 142, причем паузы в передаче между подпакетами 162 первой группы 170 подпакетов данных 162 меньше, чем паузы в передаче между подпакетами 162 второй группы 172 подпакетов данных 162. Другими словами, фиг. 5 показывает комбинацию нормального шаблона скачкообразного изменения и шаблона скачкообразного изменения с низкой задержкой.
Преимущество этого метода заключается в том, что задержка для телеграмм может быть без дополнительных усилий или затрат сильно уменьшена при высоком SNR (отношении сигнала к шуму, от signal-to-noise ratio), поскольку первая часть сообщения может быть декодирована заранее с низкой задержкой. Если отношение SNR низкое, передача не должна повторяться, но достаточно принять оставшуюся информацию и затем выполнить нормальное декодирование.
Если приемник выполнен с возможностью выполнить оценку SNR или уровня приема телеграммы, можно напрямую принять решение (сигнализировать, что SNR выше порогового значения) относительно того, может ли телеграмма быть декодирована досрочно или нет. В этом случае нет необходимости в декодировании части данных для каждого принятого подпакета.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных первые подпакеты могут иметь меньшие паузы, чем более поздние подпакеты.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных (или на стороне декодера) попытка декодирования телеграммы может предприниматься еще до приема всего сообщения. Если это невозможно, можно также принять оставшуюся часть сообщения и позднее декодировать.
2.2. Увеличение пауз с увеличением числа переданных подпакетов
В некоторых условиях вариант осуществления согласно разделу 2.1 имеет тот недостаток, что после неудачного раннего декодирования необходимо довольно долго ждать, пока не будут получены следующие подпакеты и снова может быть предпринята попытка декодирования.
Поэтому согласно изобретению, паузы в передаче между подпакетами данных второй группы 172 подпакетов данных 162 могут увеличиваться с увеличением числа переданных подпакетов 162, как показано на фиг. 6.
Более подробно, фиг. 6 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче канально-кодированных данных посредством множества подпакетов данных 142, причем паузы в передаче между подпакетами 162 первой группы 170 подпакетов данных 162 меньше, чем паузы в передаче между подпакетами 162 второй группы 172 подпакетов данных 162, и причем паузы в передаче между подпакетами 162 второй группы 172 подпакетов данных 162 увеличиваются с увеличением числа переданных подпакетов 162. Другими словами, фиг. 6 показывает увеличение пауз между подпакетами для декодирования, зависящего от напряженности поля приема.
таким образом, упоминавшуюся в начале проблему можно обойти, последовательно увеличивая паузы между подпакетами с увеличением числа переданных подпакетов.
Важно отметить, что паузы не должны распределяться строго монотонно возрастая, однако, должна быть тенденция к увеличению пауз.
Если приемник не выполнен с возможностью выполнить оценку SNR или мощности приема, попытка декодирования предпринимается после каждого принятого блока новых подпакетов (см. фиг. 4, верхняя иллюстрация блоков подпакетов). Если приемник выполнен с возможностью оценивать SNR или уровень приема, он может рассчитать, после какого блока декодирование телеграммы станет возможным.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных паузы между подпакетами могут в среднем возрастать с увеличением числа подпакетов. Задержка передачи зависит от SNR или уровня помех на приемнике.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных декодирование телеграммы может предприниматься еще до приема полного сообщения. Если это невозможно, можно также принять оставшуюся часть сообщения и затем декодировать. Факультативно, приемник может оценить SNR или уровень приема телеграммы и определить из этого момент времени, в который имеет смысл начать попытку раннего декодирования.
3. Повторение телеграммы
В некоторых условиях варианты осуществления, представленные в разделах 1 и 2, имеют тот недостаток, что из-за уменьшения пауз между телеграммами возрастает восприимчивость к помехам, и это снижает вероятность успешности передачи. Решением для повышения надежности передачи является повторение телеграмм. Далее представлены оптимизированные концепции для достижения этой цели.
3.1. Шаблон скачкообразного изменения с низкой задержкой и стандартный шаблон скачкообразного изменения
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью разделения данных на множество подпакетов данных 162 и передачи множества подпакетов 162, используя первый шаблон скачкообразного изменения 160, причем передатчик данных выполнен с возможностью повторно передавать множество подпакетов данных 162 с использованием второго шаблона скачкообразного изменения 140, причем паузы в передаче между подпакетами данных 162, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 162, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных 162, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью приема данных, разделенных на множество подпакетов данных 162 и переданных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160 и повторно переданных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения 140, причем паузы в передаче между подпакетами данных 162, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных 162, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140.
Вместо отправки по отдельности шаблона скачкообразного изменения с низкой задержкой, для повышения надежности передачи эту же телеграмму можно позднее отправить повторно с другим шаблоном скачкообразного изменения, имеющим более высокое значение задержки. Этот принцип проиллюстрирован на фиг. 7.
Более подробно, фиг. 7 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче канально-кодированных данных посредством множества подпакетов данных 162 с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160 и повторной передаче с использованием второго шаблона скачкообразного изменения 140. Другими словами, фиг. 7 показывает комбинацию отправки с низкой задержкой и стандартной отправки в качестве повторения.
Если используется несколько повторений, то за исключением последнего повторения, шаблоны скачкообразного изменения могут иметь такую же или близкую задержку, что и начальный шаблон (например, телеграмма может передаваться дважды со шаблоном с низкой задержкой и позднее однократно со стандартным шаблоном).
Если телеграмма с низкой задержкой уже безошибочно декодирована в приемнике, приемник может пропустить декодирование сообщения стандартной телеграммы с большей задержкой.
Если сообщение было принято небезошибочно, приемник может принять стандартную телеграмму, а затем декодировать ее. Если это также не работает из-за шума или помех, он может выполнить комбинацию из по меньшей мере двух отправлений, например, объединение с максимальным коэффициентом совмещения (MRC, от maximum ratio combining).
В качестве альтернативы приему стандартной телеграммы можно было бы также получить только часть сообщения стандартной телеграммы и выполнить частичное объединение с телеграммой с низкой задержкой.
Если приемник должен быть выполнен с возможностью оценивать SNR или уровень приема, здесь также можно было бы заранее определить необходимое (предположительно) число подпакетов, а затем соответствующим образом начать декодирование после их приема.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных всегда можно сначала осуществить отправку (по меньшей мере одну) с шаблоном скачкообразного изменения с малой задержкой. Затем могут последовать повторения с шаблонами скачкообразного изменения, имеющими более высокую задержку, чем начальный шаблон.
Согласно изобретению, приемник может сначала попытаться получить исходную телеграмму. Если это не работает, можно предпринять декодирование повторения или комбинацию исходной отправки и повторения.
3.2. Разделение телеграммы на несколько диапазонов частот
Из-за укороченных пауз использование телеграмм с низкой задержкой имеет недостаток, заключающийся в более высокой чувствительности к помехам. Одним возможным решением этой проблемы является параллельная отправка телеграммы с низкой задержкой в двух разных полосах частот (двойной метод), аналогично увеличению полосы пропускания в разделе 1.3. В отличие от методов с несколькими несущими (см. раздел 5), в двойном методе передача никогда не происходит на двух частотах одновременно, но подпакеты классически отправляются один за другим, так же, как при использовании единственной полосы частот.
Как будет описано ниже, это можно сделать разными способами.
В некоторых вариантах осуществления (случай a)) первый шаблон скачкообразного изменения может простираться на две отдельные полосы частот, как показано на фиг. 8.
Фиг. 8 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче множества подпакетов данных 162 с использованием шаблона скачкообразного изменения 160, простирающейся на две отдельные полосы частот 180 и 182. Другими словами, фиг. 8 показывает "двойной метод", соответствующий случаю a), при этом подпакеты данных распределены по двум полосам частот, на которых отправляется по половине телеграммы с низкой задержкой, соответственно.
Как показано на фиг. 8, шаблон скачкообразного изменения может выбираться так, чтобы вся телеграмма с низкой задержкой распределялась по двум используемым частотным диапазонам. По сравнению с использованием единственной полосы частот, этот метод повышает помехоустойчивость по отношению к узкополосным помехам и сокращает задержку по сравнению со стандартными TS телеграммами.
В некоторых вариантах осуществления (случай b)) данные могут передаваться с использованием первого шаблона скачкообразного изменения дважды на двух отдельных полосах частот. Другими словами, полная телеграмма с низкой задержкой может оправляться на каждой из двух используемых полос частот. Таким образом, в отличие от случая a), можно отправить две полных телеграммы с низкой задержкой, а не одну. Это еще больше повышает стойкость к помехам за счет более высокой задержки.
В некоторых вариантах осуществления (случай c)) множество подпакетов данных 162 может передаваться с использованием первого шаблона скачкообразного изменения дважды на двух отдельных полосах частот и повторно с использованием второго шаблона скачкообразного изменения дважды на двух отдельных полосах частот, как показано на фиг. 9.
Более подробно, фиг. 9 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче множества подпакетов данных 162 с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160 дважды на двух отдельных полосах частот 180 и 182 и повторно с использованием второго шаблона скачкообразного изменения 140 дважды на двух отдельных полосах частот 180 и 182. Другими словами, фиг. 9 показывает шаблон скачкообразного изменения, разделенную на две частотные полосы; причем за отправкой телеграммы с низкой задержкой следует стандартная телеграмма.
Как можно видеть из фиг. 9, чтобы еще больше повысить надежность "двойного метода", его можно сочетать с описанной в разделе 2.1 комбинацией телеграммы с низкой задержкой и стандартной TS телеграммы. За отправкой каждой половины телеграммы с низкой задержкой на двух полосах частот следует стандартная TS телеграмма, подпакеты которой также отправляются на одной из двух полос. Таким образом, в общей сложности отправляется две телеграммы, а именно телеграмма с низкой задержкой и стандартная TS-телеграмма. Преимуществом является значительное повышение вероятности приема в случае помех, вызванных использованием стандартной TS-телеграммы.
В некоторых вариантах осуществления (случай d)) самой высокой помехоустойчивости можно достичь путем сочетания вариантов b) и c). Полная телеграмма с низкой задержкой передается на каждой из двух полос частот, после чего следует полная стандартная TS-телеграмма. Это повышает также помехоустойчивость к источнику широкополосных помех. Недостатком здесь является то, что задержка не улучшается до такой степени, как в случаях а) или с). При этом всего передается четыре полных телеграммы (2 телеграммы с низкой задержкой и 2 стандартные TS-телеграммы).
Согласно изобретению, комбинация телеграммы с низкой задержкой и стандартной TS-телеграммы позволяет передачу с низким значением задержки (например, быстрое предупреждение), причем отправка стандартной TS-телеграммы служит также в качестве резервной копии для повышения вероятности приема.
Согласно изобретению, на стороне передатчика шаблон скачкообразного изменения может быть разделен на несколько частотных полос, например, две, при этом между полосами частот имеется неиспользуемый промежуток.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных детектирование телеграммы может быть выполнено, например, только в одной из двух полос. Если телеграмма обнаружена в одной из этих двух полос, оставшиеся подпакеты в другом диапазоне могут быть определены автоматически благодаря фиксированному временному/частотному интервалу.
3.3. Перемежение телеграммы с низкой задержкой с шаблоном скачкообразного изменения стандартной TS-телеграммы
Согласно изобретению, данные могут передаваться с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160 и повторно с использованием второго шаблона скачкообразного изменения 140 перемежающимися таким образом, чтобы по меньшей мере один подпакет данных 142, передаваемый в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140, находился между двумя подпакетами данных 162, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, как показано на фиг. 10.
Более подробно, фиг. 10 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче множества подпакетов данных 162 с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160 и повторно с использованием второго шаблона скачкообразного изменения 140, причем подпакеты данных 162, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, размещаются между подпакетами данных 142, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140. Другими словами, фиг. 10 показывает телеграммы с низкой задержкой, вложенные в стандартную телеграмму.
Как можно видеть на фиг. 10, шаблона скачкообразного изменения может быть выбран так, чтобы одна или несколько телеграмм с низкой задержкой чередовались со стандартной TS-телеграммой. Преимуществом этого способа является, с одной стороны, короткая задержка при передаче сообщения с высоким приоритетом благодаря телеграмме с низкой задержкой, а с другой стороны, экономится время по сравнению с последовательной отправкой телеграммы с низкой задержкой и стандартной TS-телеграммой, т.е., более короткая задержка получается даже в случае, если телеграмма с низкой задержкой не принята (например, из-за помех), и пересылка сообщения возможна только после приема полной стандартной TS-телеграммы.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных шаблона скачкообразного изменения можно определить так, чтобы одна или несколько телеграмм с низкой задержкой и стандартная TS-телеграмма могли вкладываться друг в друга. То есть, паузы между подпакетами стандартной TS-телеграммы являются достаточно большими, чтобы туда можно было ввести по меньшей мере один подпакет телеграммы с низкой задержкой.
Согласно изобретению, приемник может сначала принять телеграмму с низкой задержкой и части стандартной TS-телеграммы и затем может предпринять попытку декодирования для телеграммы с низкой задержкой. Если это не удается, приемник может объединить телеграмму с низкой задержкой с уже принятыми подпакетами стандартной TS-телеграммы для дальнейшей попытки декодирования. Если это снова не удается, после получения полной стандартной TS-телеграммы ее можно декодировать (возможно, используя подпакеты телеграммы с низкой задержкой).
4. Подтверждение получения критических сообщений (в двунаправленных системах)
4.1. Сокращенный интервал времени до передачи по нисходящей связи после восходящей связи с низкой задержкой
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью принимать первый сигнал 190 синхронизировано по времени с передачей данных первого класса с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160, причем передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью принимать второй сигнал 192 синхронизировано по времени с передачей данных второго класса с использованием второго шаблона скачкообразного изменения 140, причем временной интервал между первым шаблоном скачкообразного изменения 160 и первым сообщением 190 меньше, чем временной интервал между вторым шаблоном скачкообразного изменения 140 и вторым сообщением.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью передавать первое сообщение синхронизировано по времени с приемом данных первого класса, используя первый шаблон скачкообразного изменения 160, и причем приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью передавать второе сообщение 192 синхронизировано по времени с приемом данных второго класса, используя второй шаблон скачкообразного изменения 140, причем временной интервал между первым шаблоном скачкообразного изменения 160 и первым сообщением 190 меньше, чем временной интервал между вторым шаблоном скачкообразного изменения 140 и вторым сообщением 192.
Например, первое сообщение может быть первым сообщением 190 по нисходящему каналу связи, передаваемым разделенным на множество подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения в нисходящей связи, а второе сообщение может быть вторым сообщением 192 по нисходящему каналу связи, передаваемым разделенным на множество подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения в нисходящей связи, причем паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством первого шаблона скачкообразного изменения в нисходящей связи, короче, чем паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством второго шаблона скачкообразного изменения в нисходящей связи, как показано на фиг. 11.
Более подробно, фиг. 11 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого сообщения 190 по нисходящей линии связи синхронизировано по времени с передачей первого множества подпакетов данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, в сравнении с занятостью канала передачи при передаче второго сообщения 192 по нисходящей линии связи синхронизировано по времени с передачей второго множества подпакетов данных 142 в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140. Другими словами, фиг. 11 показывает уменьшение интервала времени между нисходящей и восходящей связью с малой задержкой по сравнению со стандартным случаем.
Двунаправленная несинхронизированная система, оптимизированная с точки зрения энергоэффективности, обычно отличается тем, что начало слота нисходящей связи определяется фиксированным интервалом времени после окончания слота восходящей связи. Это означает, что сообщение по нисходящему каналу может быть передано только после сообщения по восходящему каналу. Интервал между сообщениями по восходящему каналу и нисходящему каналу задается или заранее сигнализируется или устанавливается.
Однако для критических приложений может потребоваться минимизировать задержку в обоих направлениях передачи (восходящий и нисходящий каналы передачи), чтобы иметь возможность передавать быстрое подтверждение сообщения (ACK).
Одно возможное решение этой проблемы состоит в том, чтобы в ответ на прием телеграммы с низкой задержкой уменьшить интервал времени до начала слота нисходящей связи по сравнению со стандартным случаем ("нисходящая связь с низкой задержкой"). В стандартных телеграммах пауза между восходящим и нисходящим каналами передачи обычно приблизительно соответствует продолжительности телеграммы, то есть примерно несколько секунд (причинами являются энергоэффективность, время, необходимое для зарядки аккумулятора энергии в передатчике, максимальная емкость базовой станции). Аналогично, в случае принятой телеграммы с низкой задержкой пауза между восходящей и нисходящей связью может быть сокращена приблизительно до продолжительности телеграммы с низкой задержкой.
Преимущество такого решения состоит в том, что оно не только позволяет низкую задержку при передаче сообщения, но также делает возможным быстрое подтверждение приема для передатчика сообщений.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных прием телеграммы с низкой задержкой может привести к сокращенному, по сравнению со стандартной TS-телеграммой, интервалу времени между восходящей связью с низкой задержкой и началом слота нисходящей связи.
Согласно изобретению, после отправки телеграммы с низкой задержкой приемник может ожидать приема нисходящей связи через меньший, по сравнению со стандартным случаем, интервал времени.
4.2. Запрос ACK восходящей связью с низкой задержкой
Приложения, требующие низкой задержки, то есть приложения, критичные по времени, часто являются также критичными по безопасности (например, сигналы тревоги). В этом случае проблема состоит в том, что передатчик не может с достоверностью знать, что сообщение было передано успешно.
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью принимать от приемника данных 110, после передачи данных первого класса, подтверждение приема, сигнализирующее об успешном приеме данных первого класса.
Например, в сочетании с вариантом осуществления из раздела 4.1 или в дополнение к нему, двунаправленная система может потребовать, чтобы прием телеграммы с низкой задержкой был подтвержден базовой станцией посредством сигнала подтверждения приема (ACK). Преимущество этого подхода состоит в том, что благодаря подтверждению передатчик достоверно знает, что сообщение было успешно принято.
В некоторых вариантах осуществления на стороне приемника данных ACK может обязательно передаваться после успешного приема телеграммы с низкой задержкой.
4.3. Передача по восходящей связи с низкой задержкой отправляется вплоть до получения ACK
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью повторно отправлять данные первого класса с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160 или другого шаблона скачкообразного изменения до тех пор, пока не будет получено подтверждение приема.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью передавать, в ответ на успешный прием данных первого класса, подтверждение приема, сигнализирующее об успешном приеме данных первого класса, причем приемник данных может быть выполнен с возможностью отправлять подтверждение приема только для данных первого класса, но не для данных второго класса.
Недостатком применения телеграмм с низкой задержкой является их пониженная помехоустойчивость. Чтобы увеличить вероятность успешного приема по меньшей мере одной телеграммы с низкой задержкой, передатчик может отправлять ее до тех пор, пока не получит подтверждение приема (ACK) от базовой станции. После получения ACK передатчик прекращает отправку. Этот способ имеет несколько преимуществ: он повышает для каждого отдельного передающего узла вероятность, что посланная им телеграмма с низкой задержкой будет успешно получена. Благодаря прекращению отправки после получения ACK занятая емкость каналов освобождается. Это дополнительно повышает вероятность приема для всей системы в сценарии, в котором несколько или много сенсорных узлов одновременно желают послать телеграмму с низкой задержкой.
В некоторых вариантах осуществления на стороне приемника данных ACK передается обязательно после успешного приема телеграммы с низкой задержкой.
В некоторых вариантах осуществления конечный узел может передавать телеграмму с низкой задержкой до тех пор, пока не будет получен ACK, после чего передача будет остановлена.
4.4. Перемежение нисходящей связи с восходящей
Чтобы повысить вероятность приема телеграммы, например, переданной в качестве сигнала тревоги, ее можно передавать непрерывно до тех пор, пока не будет получен ACK (см. вариант осуществления из раздела 4.3). Для этого обычно после нескольких отправок (например, двух) должна выдерживаться пауза в передаче, чтобы иметь возможность принять ACK.
Однако, согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью принимать от приемника данных 110 подтверждение приема, налагающееся по времени на (1) отправку данных первого класса с использованием первого шаблона скачкообразного изменения или (2) отправку данных второго класса с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, так что по меньшей мере один подпакет данных, передаваемый с соответствующейго шаблона скачкообразного изменения, находится между двумя подпакетами данных шаблона скачкообразного изменения, с которого отправляется подтверждение приема приемником данных.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью отправлять, используя шаблон скачкообразного изменения, подтверждение приема, налагающееся по времени на прием (1) данных первого класса с использованием первого шаблона скачкообразного изменения или (2) данных второго класса с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, чтобы по меньшей мере один подпакет данных, передаваемый в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения или вторым шаблоном скачкообразного изменения, размещался между двумя подпакетами данных шаблона скачкообразного изменения, с которой отправлялось подтверждение приема.
Фиг. 12 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче подтверждения приема 194, разделенного на множество подпакетов данных 195, чередующейся по времени с передачей первого множества подпакетов данных 142 в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140, в сравнении с занятостью канала передачи при передаче подтверждения приема 196, разделенного на множество подпакетов данных 197, передаваемых по времени после передачи первого множества подпакетов данных 142 в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140. Другими словами, фиг. 12 показывает в верхней части стандартный случай, а в нижней части перемежающееся сообщение по нисходящей связи, преимуществом чего является возможность отправки дополнительной телеграммы, при этом сообщение по нисходящей связи может быть принято раньше.
Другими словами, по истечении периода, соответствующего интервалу между слотом восходящей и нисходящей связи, альтернативно можно также вложить сообщение по нисходящей части в дополнительно отправляемую шаблон скачкообразного изменения восходящей связи. Преимущество этого решения заключается в том, что нет потери времени для передачи предупреждающего сигнала, в результате максимально возрастает вероятность приема, и в то же время минимизируется период до приема ACK, позволяя максимально быстрое подтвердить прием предупреждающего сигнала.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных после приема по меньшей мере одной стандартной TS-телеграмма и временного интервала до начала слота нисходящей связи шаблон скачкообразного изменения для стандартной TS-телеграммы в нисходящей связи можно выбрать так, чтобы ее можно было чередовать с дополнительно отправляемым сообщением по восходящему каналу.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных базовая станция может передавать сообщение по нисходящему каналу параллельно приему, причем на стороне приемника данных сенсорный узел получает сообщение по нисходящему каналу параллельно с отправкой сообщения по восходящему каналу. Другими словами, передатчик данных и приемник данных во время передачи телеграммы переключаются между каналом передачи и каналом приема.
4.5. Комбинация перемежающейся нисходящей связи с восходящей связью с низкой задержкой
Чтобы можно было достичь короткой задержки до успешного подтверждения, что важно для критических приложений, основываясь на варианте осуществления согласно предыдущему разделу 4.4, можно заменить первые отправки стандартной TS-телеграммы отправкой нескольких телеграмм с низкой задержкой, чтобы уменьшить задержку, За последовательностью из нескольких (например, двух) телеграмм с низкой задержкой следует отправка стандартной TS-телеграммы в восходящей связи, чтобы иметь возможность одновременно принимать по нисходящей связи вложенное подтверждение ACK. Преимуществами этого являются сниженная задержка до первого возможного приема телеграммы и повышенная надежность в случае неудачного приема телеграммы с низкой задержкой, так как, во-первых, благодаря отсутствию паузы для нисходящей связи происходит дополнительная отправка, а во-вторых, благодаря стандартной TS-телеграмме дополнительно возрастает также вероятность приема.
Фиг. 13 показывает занятость канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, передаче второго множества подпакетов данных 142 в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140 и передаче подтверждения приема 194, разделенного на множество подпакетов данных 195, чередующейся во времени с передачей второго множества подпакетов данных 142 в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения 140. Другими словами, фиг. 13 показывает сообщение по восходящей связи с низкой задержкой, за которой следует отправка стандартной телеграммы, в паузы которой вложено сообщение по нисходящей связи с низкой задержкой.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных может быть отправлена также стандартная TS-телеграмма после отправки одной или нескольких (например, двух) телеграмм с низкой задержкой, и одновременно по нисходящей связи может быть получен ACK. Паузы между подпакетами стандартной TS-телеграммы могут использоваться для дополнительных слотов нисходящей связи.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных паузы между подпакетами стандартной TS-телеграммы могут использоваться для получения сообщений нисходящей связи, т.е., сенсорный узел в пределах одной телеграммы переключается между каналом передачи и каналом приема.
5. Передача с использованием нескольких несущих
До настоящего времени шаблоны скачкообразного изменения для передачи определялись таким образом, чтобы в любой момент времени передачи телеграммы происходила отправка максимум одного подпакета. Это предпочтительно тем, что для отправки можно использовать практически любые интегральные радиосхемы, имеющиеся на рынке.
Однако недостатком являются большие задержки, возникающие из-за этого ограничения, и паузы при разделении телеграммы.
5.1. Полностью перекрывающийся режим с несколькими несущими
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью передавать по меньшей мере два подпакета данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160 на разных частотах и с полным перекрыванием во времени.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью принимать по меньшей мере два подпакета данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160 на разных частотах и с полным перекрыванием во времени.
Фиг. 14 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160 таким образом, что подпакеты данных 162 полностью перекрываются по времени на разных частотах. Другими словами, фиг. 14 показывает многоканальный режим с разделением телеграммы.
Как можно видеть на фиг. 14, имеется возможность реализовать так называемую отправку с несколькими несущими (многоканальную), если использовать особую интегральную радиосхему, программно-определяемый интерфейс или аналогичные передатчики, имеющие возможность передавать параллельно на нескольких частотах.
В сочетании с разделением телеграмм это означает, что в определенные моменты времени параллельно отправляются несколько подпакетов. Однако в пределах телеграммы имеются также периоды, когда отправки не происходит (пауза в передаче).
Приемники, используемые до настоящего времени, можно продолжать использовать и дальше без модификации алгоритмов (с адаптацией шаблона скачкообразного изменения), поскольку деление канала обычно уже реализовано в приемнике.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных шаблон скачкообразного изменения можно задать так, чтобы параллельная отправка имела место по меньшей мере в один момент времени.
5.2. Частично перекрывающийся режим с несколькими несущими
В некоторых условиях вариант осуществления в соответствии с предыдущим разделом 5.1 имеет недостаток, заключающийся в меньшей помехоустойчивости в отношении широкополосных помех, поскольку это может исказить более одного подпакета, в отличие от использовавшегося до сих пор разделения телеграммы. Это объясняется полосой пропускания помех, так как она обычно больше, чем типичные расстояния между скачками при разделении телеграммы.
Однако из-за высокой скорости передачи символов (скорость передачи символов связана с полосой пропускания), эти широкополосные помехи являются очень короткими по сравнению с длительностью передачи. Следовательно, можно повысить помехоустойчивость, если передавать подпакеты лишь с частичным наложением.
Таким образом, согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью передавать по меньшей мере два подпакета данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160 на разных частотах и с частичным наложением по времени.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью принимать по меньшей мере два подпакета данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160 на разных частотах и с частичным наложением по времени.
Фиг. 15 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, распределенных по времени и частоте так, что подпакеты данных 162 частично накладываются на разных частотах. Другими словами, фиг. 15 показывает многоканальный режим с частичными наложениями при разделении телеграммы.
Как можно видеть на фиг. 15, благодаря лишь частичному наложению подпакетов вероятность того, что источник широкополосных помех исказит более одного подпакета, может быть уменьшена до зоны, в которой имеет место перекрывающаяся отправка.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных шаблон скачкообразного изменения можно задавать так, чтобы параллельная отправка имела место по меньшей мере в один момент времени, причем наложение также может иметь место только в части подпакета.
6. Комбинация классической передачи и разделения телеграмм
При условии, что надежность передачи не существенна для сообщения с низкой задержкой, отправка сообщения сначала может происходить как классическая телеграмма. Затем сообщение может быть повторено путем разделения телеграммы.
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью отправлять данные первого класса, используя пакет данных 150, причем передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью отправлять данные повторно, используя множество подпакетов данных 162, причем множество подпакетов данных 162 посылается в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью принимать данные первого класса, передаваемые с использованием одного пакета данных 150, причем приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью принимать данные первого класса, передаваемые повторно с использованием множества подпакетов данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160.
Фиг. 16 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче данных первого класса с использованием пакета данных и повторной передачи с использованием множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения. Другими словами, фиг. 16 показывает комбинацию классической телеграммы и телеграммы с разделением.
Временной интервал, а также факультативный сдвиг частоты между классической телеграммой и телеграммой с разделением можно выбирать свободно. В этом случае возможно только отдельное декодирование сообщения, за исключением случаев, когда детектирование может обнаруживать обе телеграммы и выполнить успешную синхронизацию.
Факультативно, временной/частотный интервал между двумя отправками может также быть выбран фиксированным. В этом случае возможна комбинация двух передач, достаточно, чтобы была обнаружена только одна из двух телеграмм, и ее можно было использовать для синхронизации.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных отправку можно сначала провести классическим способом передачи (например, BPSK без пауз). Затем следуют повторения с разделением телеграммы.
Согласно изобретению, приемник может иметь два отдельных канала обработки. Один ответственен за детектирование и обработку классического процесса передачи, а другой за обработку разделения телеграммы. Факультативно, можно реализовать комбинацию обеих передач, если время и частота между двумя отправками известны, или выполняется проверка гипотезы.
6.1 Перемежающаяся отправка классической передачи и передачи с разделением телеграммы
В некоторых условиях вариант осуществления в соответствии с разделом 6 имеет тот недостаток, что при некорректной передаче классическим способом передачи задержка сильно возрастает. Возможность устранения этой проблемы состоит, например, в том, чтобы повторить отправку (например, дважды или трижды) с использованием классического способа передачи, прежде чем проводить передачу с разделением телеграммы.
Это повышает вероятность передачи, но все еще невыгодно тем, что для каналов, сильно подверженных помехам, в случае классической передачи имеется сравнительно высокая частота ошибок. Таким образом, более вероятно, что в этих каналах классические телеграммы не могут быть приняты корректно, даже если их повторять, в отличие от передачи с разделением телеграмм.
Таким образом, эти каналы все еще имеют проблему резко возрастающей задержки во время передачи.
Поэтому в некоторых вариантах осуществления передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью дополнительной повторной отправки данных первого класса с использованием дополнительного пакета 151 данных. В этом случае передатчик 100 данных может быть выполнен с возможностью передавать с чередованием по времени данные первого класса, используя дополнительный пакет данных 151 и используя множество подпакетов данных 162 таким образом, чтобы дополнительный пакет данных 151 размещался по времени между двумя подпакетами из множества подпакетов данных 162.
В некоторых вариантах осуществления приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью повторно принимать данные первого класса, используя дополнительный пакет данных 151. В этом случае приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью принимать с чередованием во времени данные первого класса, используя дополнительный пакет данных 151 и используя множество подпакетов данных 162 так, чтобы дополнительный пакет данных 151 размещался по времени между двумя подпакетами из множествами подпакетов данных 162.
Фиг. 17 показывает на диаграмме занятость канала передачи при передаче данных первого класса с использованием пакета данных 150 и повторной передаче с использованием дополнительного пакета данных 151, а также повторной передаче с использованием множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, причем дополнительный пакет данных 151 и множество подпакетов данных 162 чередуются так, что дополнительный пакет данных 151 находится по времени между двумя подпакетами из множества подпакетов данных 162. Другими словами, фиг. 17 показывает чередующуюся отправку телеграммы классическим способом передачи и способом с разделением телеграммы.
Как можно видеть на фиг. 17, вышеупомянутой проблемы можно избежать, передавая (несколько раз) телеграмму классическим способом передачи, чередующимся с передачей способом с разделением телеграммы.
Для этого шаблон скачкообразного изменения можно задать так, чтобы паузы между подпакетами были достаточно большими, чтобы телеграмма, передаваемая классическим способом передачи, попадала в этот промежуток, или выполнялось перемежение с телеграммой с разделением телеграммы.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных (повторная) отправка классическим способом передачи (например, BPSK без пауз) может выполняться поочередно с передачей телеграммы способом разделения телеграммы.
В некоторых вариантах осуществления приемник может иметь два отдельных канала обработки. Один ответственен за детектирование и обработку классического процесса передачи, а другой за обработку разделения телеграммы. Факультативно, можно реализовать комбинацию обеих передач, если время и частота между двумя отправками известны, или выполняется проверка гипотезы.
6.2. Подтверждение приема (ACK) в двунаправленных системах
Согласно изобретению, передатчик данных может быть выполнен с возможностью выбора временного интервала между отправкой пакета данных 150 и множества подпакетов данных 162 таким, чтобы в этом временном интервале было возможно получить подтверждение приема 154 от приемника данных 110.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью передавать подтверждение приема 154 за временной интервал между приемом пакета данных 150 и множества подпакетов данных 150.
Фиг. 18 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче данных первого класса с использованием пакета данных 150 и повторной передаче с использованием множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, а также передаче подтверждения приема 154 за временной интервал между пакетом данных 150 и множеством подпакетов данных 162. Другими словами, фиг. 18 показывает комбинацию классической телеграммы и телеграммы с разделением телеграммы с подтверждением приема для классического способа передачи.
Как можно видеть на фиг. 18, в дополнение к двум предыдущим вариантам осуществления согласно разделам 6 и 6.1, пауза между классической передачей и передачей телеграммы с разделением телеграммы в двунаправленной системе и/или, как в варианте согласно разделу 6.1, пауза до следующего подпакета может быть выбрана такой продолжительности, чтобы подтверждение приема могло быть отправлено получателем сообщения обратно между двумя передачами.
Если подтверждение приема получено корректно отправителем исходного сообщения, отправку телеграммы с разделением телеграммы можно не проводить, поскольку корректный прием сообщения получателем уже было подтвержден.
В противном случае, если подтверждение получения сообщения не было получено, можно осуществить отправку телеграммы с разделением телеграммы. Если для сообщения существует высокий приоритет, можно также выполнить дополнительную передачу классической телеграммы.
Подтверждение приема можно реализовать на той же полосе частот или на другой полосе частот, например, там, где меньше помех.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных, если отправка классическим способом передачи была принята корректно, получатель сообщения может отправить подтверждение приема обратно на передатчик, причем на стороне передатчика данных передатчик может решить, в зависимости от получения (или сбоя получения) подтверждения приема, должны ли быть проведены дополнительные отправки.
Согласно изобретению, приемник может иметь два отдельных канала обработки. Один ответственен за детектирование и обработку классического процесса передачи, а другой за обработку разделения телеграммы. Факультативно, можно реализовать комбинацию обеих передач, если время и частота между двумя отправками известны, или выполняется проверка гипотезы.
7. Декодирование информации в шаблоне скачкообразного изменения
Как было описано выше в разделе 1.2, число подпакетов, которые должны быть переданы, может быть уменьшено, чтобы уменьшить задержку передачи. С этой целью в разделе 1.2 увеличивали длину подпакетов, чтобы иметь возможность передать тот же объем данных с меньшим количеством подпакетов. Однако это имеет недостаток, заключающийся в снижении помехоустойчивости системы.
Чтобы устранить указанную выше проблему, кодирование (части) информации данных может быть включено в шаблон скачкообразного изменения. Это означает, что больше не используются заранее заданные шаблоны, но что символы данных задаются положением подпакетов относительно частоты и/или времени.
Таким образом, согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью рассчитывать по меньшей мере часть первого шаблона скачкообразного изменения из данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса, чтобы по меньшей мере часть первого шаблона скачкообразного изменения сама кодировала по меньшей мере часть данных первого класса.
Например, можно задать первую группу скачков первого шаблона скачкообразного изменения, при этом передатчик данных может рассчитывать вторую группу скачков первого шаблона скачкообразного изменения из данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса, чтобы вторая группа скачков первого шаблона скачкообразного изменения сама кодировала по меньшей мере часть данных первого класса. При этом передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью передавать первое множество подпакетов данных в соответствии с первой группой скачков и второй группой скачков.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью декодирования шаблона второй группы скачков первого шаблона скачкообразного изменения, чтобы получить по меньшей мере часть данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса.
Согласно изобретению, это может применяться исключительно для модуляции битов данных (то есть вся информация закодирована в шаблоне скачкообразного изменения), причем в таком случае символы в подпакетах состоят только из синхронизирующей последовательности сигналов, или подпакеты содержат, наряду с синхронизирующей последовательностью, дополнительные биты данных, отображенные на символы в соответствии с правилом модуляции. В этом случае передача данных состоит из информации в шаблоне скачкообразного изменения и информации в символах подпакетов.
В приемнике шаблон скачкообразного изменения может быть детектирован с помощью проверки гипотезы, и из рассчитанных частот и временных интервалов подпакетов могут быть извлечены биты данных.
Например, можно задать две несущие частоты fc1 и fc2. Если в качестве бита данных посылается "единица", в качестве несущей частоты используется частота fc1, тогда как для "нуля" в качестве бита данных используется частота fc2.
Назначение частот и времени может быть сделано произвольно, однако оно должно быть известно передатчику и приемнику.
Факультативно, перед назначением битов данных соответствующим частотам и/или временным интервалам, биты данных могут быть канально-кодированы, чтобы можно было исправить ошибки, возникшие при передаче (например, из-за шума или помех) или в приемнике во время оценки. Благодаря этому канальному кодированию этот способ можно также использовать в каналах с помехами и при низких отношениях SNR, когда положение по времени и/или частоте нельзя определить для всех подпакетов.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных положение подпакетов по времени и/или частоте может зависеть от (части) передаваемой информации.
В некоторых вариантах осуществления приемник может определять временные и/или частотные интервалы между подпакетами посредством проверки гипотезы (например, корреляция с синхронизирующей последовательностью в подпакете), чтобы в результате иметь возможность извлекать переданную информацию.
7.1. Упрощенное детектирование с помощью заданного эталона
В некоторых условиях вариант осуществления в соответствии с разделом 6 имеет недостаток в том, что в несинхронизированных системах приемник не имеет информации о том, где и когда начинается телеграмма. Из-за кодирования информации на шаблоне скачкообразного изменения теперь нельзя без проблем провести детектирование телеграммы, так как положения подпакетов меняются по времени и/или по частоте.
Таким образом, приемник должен постоянно искать телеграмму, при этом он должен использовать все возможности шаблона скачкообразного изменения. Если доступны лишь ограниченные вычислительные возможности, поиск по всем комбинациям передачи обычно невозможен.
Поэтому в некоторых вариантах осуществления передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью передавать первое множество подпакетов данных 162, распределенных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, синхронизировано по времени с сигналом синхронизации для синхронизации в приемнике данных.
В некоторых вариантах осуществления приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью обнаруживать в потоке принятых данных, используя сигнал синхронизации, первое множество подпакетов данных 162, переданных распределенными в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, причем приемник данных выполнен с возможностью сам декодировать первый шаблон скачкообразного изменения, чтобы получить по меньшей мере часть данных первого класса или канально-кодированную версию данных первого класса.
Фиг. 19 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, синхронизировано по времени с сигналом синхронизации 158. Например, сигнал синхронизации 158 может содержать два (или более) подпакета данных 159 с синхронизирующими последовательностями для синхронизации подпакетов данных 159 в приемнике данных 110, причем указанные два (или более) подпакета данных 159 передаются в соответствии с фиксированной (не меняющегося, или заданного) шаблона скачкообразного изменения. Другими словами, фиг. 19 показывает комбинацию фиксированной и переменной схемы скачков.
Согласно изобретению, перед собственно передачей можно послать один/несколько синхропакетов (в предельном случае всего один подпакет) с фиксированным шаблоном скачкообразного изменения (смотри фиг. 11, нижний рисунок). Приемник может использовать эту часть передачи для детектирования телеграммы.
Альтернативно, в некоторых вариантах осуществления передатчик данных 100 может также быть выполнен с возможностью передавать первое множество подпакетов данных 162 в соответствии с первой группой 163_1 скачков и второй группой 163_2 скачков первого шаблона скачкообразного изменения 160, причем первая группа 163_1 скачков задается, и при этом передатчик данных 100 выполнен с возможностью рассчитывать вторую группу 163_2 скачков из данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса, чтобы вторая группа 163_1 скачков первого шаблона скачкообразного изменения сама кодировала по меньшей мере часть данных первого класса.
Фиг. 19b показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162 в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, содержащей первую группу 163_1 скачков и вторую группу 163_2 скачков, причем первая группа 163_1 скачков задается, а вторая группа 163_2 скачков рассчитывается из данных первого класса или канально-кодированной версии данных первого класса. Другими словами, фиг. 19b показывает комбинацию фиксированной и переменным шаблоном скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, можно также передавать часть 163_1 фактических подпакетов (они содержат пилотную последовательность и данные) с фиксированным шаблоном скачкообразного изменения.
Момент времени передачи, следующей за информацией, переданной ранее с фиксированным шаблоном скачкообразного изменения, задается и известен приемнику. Можно было бы также отправить данные с переменным шаблоном скачкообразного изменения перед или между передачей с фиксированным шаблоном скачкообразного изменения. Таким образом, репер, используемый для детектирования, будет находиться в конце или в середине телеграммы.
Длина, скорость передачи данных, способ модуляции, полоса пропускания и другие параметры передачи с фиксированным шаблоном скачкообразного изменения могут отличаться от передачи информацией с переменным шаблоном скачкообразного изменения.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных перед отправкой подпакетов, в которых положение по времени и/или частоте зависит от (части) передаваемой информации, подпакеты могут передаваться с фиксированным шаблоном скачкообразного изменения.
В некоторых вариантах осуществления приемник может определить, посредством подпакетов с фиксированным шаблоном скачкообразного изменения, происходила ли передача, и если да, то когда. Если передача была обнаружена, приемник определяет на основе этого обнаружения временные и/или частотные интервалы между подпакетами, чтобы из них можно было извлечь переданную информацию.
8. Вся информация в каждом подпакете
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью разделять данные первого класса на первое множество подпакетов данных 162 таким образом, чтобы при безошибочной передаче каждый подпакет данных 162 мог быть самостоятельно декодирован на стороне приемника, чтобы получить данные первого класса, а чтобы при передаче с ошибками достигалась более высокая эффективность кодирования путем объединения по меньшей мере двух подпакетов данных 162.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью принимать по меньшей мере первый подпакет первого множества подпакетов данных 162 и декодировать первый подпакет данных, чтобы получить данные первого класса, и, если декодирование данных первого класса с использованием первого подпакета данных не было успешным, объединять для достижения более высокой эффективности кодирования первый подпакет данных с по меньшей мере одним вторым подпакетом данных множества подпакетов данных 162 и декодировать их, чтобы получить данные первого класса.
Фиг. 20 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162 в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 162, причем при безошибочной передаче каждый подпакет данных 162 может быть декодирован на стороне приемника. Другими словами, фиг. 20 показывает передачу с полной информацией в каждом подпакете.
таким образом, согласно изобретению, вместо разделения всей информации на несколько подпакетов можно также передавать всю информацию в каждом подпакете, чтобы уменьшить задержку. Таким образом, с каналом без помех и при достаточно высоком SNR (SNR=отношение сигнала к шуму) информацию можно декодировать уже после приема одного подпакета.
Отправки следующих подпакетов могут представлять собой повторения, или они могут быть закодированы вместе с подпакетами таким образом, чтобы каждый подпакет нес всю информацию. Это означает, что каждый подпакет имеет скорость кодового потока, равную по меньшей мере единице. Например, если отправляются три подпакета, используется скорость кода 1/3.
Факультативно, можно также дополнительно повысить скорость кодового потока, например, в случае трех подпакетов использовать скорость кода 1/4. В этом случае каждый подпакет имеет скорость кодового потока 3/4, что имеет преимущество в том, что в случае "низких" помех не требуется всегда ожидать следующий подпакет.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных каждый подпакет может содержать полную информацию телеграммы.
В некоторых вариантах осуществления приемник может пытаться декодировать сообщение уже после приема первого подпакета.
9. Особое перемежение для максимально раннего декодирования
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью канального кодирования данных первого класса и их передачи с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160, причем передатчик данных выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса на первое множество подпакетов данных 162 таким образом, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных первого класса требовалась только первая группа 163_1 подпакетов данных 162, а чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась за счет объединения первой группы 163_1 подпакетов данных 162 и второй группы 163_2 подпакетов данных 162 (а факультативно и третьей группы 163_3 подпакетов данных 162), причем первая группа 163_1 подпакетов 162 передается по времени раньше, чем вторая группа 163_2 подпакетов 162 (и чем третья группа 163_3 подпакетов 162).
Согласно изобретению, приемник данных может быть выполнен с возможностью декодировать первую часть канально-кодированных данные, полученных с первой группой 163_1 подпакетов данных 162, чтобы получить данные первого класса, и, если декодирование данных первого класса не было успешным, объединять, для достижения более высокой эффективности кодирования, по меньшей мере вторую часть канально-кодированных данных, принятых с по меньшей мере второй группой 162_2 подпакетов данных 162, с первой частью канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные первого класса.
На фиг. 21 на диаграмме показан пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, причем канально-кодированные данные первого класса распределены по первому множеству подпакетов данных 162 таким образом, чтобы при безошибочной передаче каждая группа 163_1-163_3 подпакетов данных 162 декодировалась самостоятельно, чтобы получить данные первого класса. Другими словами, фиг. 21 показывает особое разделение канально-кодированных данных на подпакеты при разделении телеграммы, чтобы позволить как можно более раннее декодирование.
Таким образом, вместо уменьшения пауз (или в сочетании с ним), согласно разделу 1, или повторения телеграммы, согласно разделу 3, можно также выбрать особую структуру перемежения, чтобы уменьшить время задержки при передаче. Цель состоит в том, чтобы выполнить разделение данных настолько разумно, насколько это возможно, чтобы первая попытка декодирования данных могла иметь место как можно раньше.
В результате информацию не нужно передавать несколько раз, и по сравнению с известной передачей с использованием разделения телеграмм, нет различий в эффективности системы (при рассмотрении передачи в целом).
Далее эта цель будет описана более подробно на примере сверточного кода со скоростью кодового потока 1/3, однако по аналогии она применима также к другим канальным кодам.
В сверточном коде со скоростью кодового потока 1/3 (без выкалывания) при кодировании используется три полинома. Выходные данные этих трех полиномов распределяются по подпакетам после кодирования следующим образом: биты первого полинома отображаются на первые подпакеты (первая группа 163_1 подпакетов данных), биты второго полинома отображается на центральные подпакеты (вторая группа 163_2 подпакетов данных), тогда как биты третьего полинома отображаются на последние подпакеты (третья группа 163_3 подпакетов данных).
В результате этого особого разделения приемник может начать попытку декодирования, например, уже после приема одной трети подпакетов. Если эта попытка не удалась, он может получить дополнительные данные и начать соответственно новые попытки декодирования.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных перемежитель импульсов может быть разработан так, чтобы минимально необходимая информация для попытки декодирования могла быть введена в пакет как можно раньше и передана.
В некоторых вариантах осуществления приемник может попытаться декодировать сообщение уже после приема всех данных полинома 0. Если это не работает, принимается дополнительная информация. Если приемник выполнен с возможностью оценивать параметры приема, он может альтернативно рассчитать момент времени, начиная с которого декодирование кажется разумным.
9.1. Комбинация полиномов
Если, например, в варианте осуществления согласно разделу 9, первый подпакет полинома 0 и первый подпакет полинома 1 имеют помехи, раннее декодирование телеграммы после приема полинома 1 обычно невозможно, и необходимо также принять полином 2. Чтобы уменьшить задержку, второй и третий полином в примере из раздела 9 могут перемежаться. Такую структуру можно видеть на фиг. 22.
Более подробно, фиг. 22 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, причем канально-кодированные данные первого класса распределены по первому множеству подпакетов данных 162 таким образом, что первая группа 163_1 подпакетов данных 162 содержит данные, канально-кодированные в соответствии с первым кодирующим полиномом (полином 0), а что вторая группа 163_2 подпакетов данных 162 содержит данные, канально-кодированные в соответствии с несколькими кодирующими полиномами (полином 1 и полином 2). Другими словами, фиг. 22 показывает особое разделение канально-кодированных данных на подпакеты при разделении телеграммы, чтобы позволить как можно более раннее декодирование, причем сначала используется первый полином, а два дополнительных следуют с чередованием.
Из-за того, что полином 0 все еще полностью введен в первые подпакеты, минимальная задержка все еще имеется, однако в случае помех, как в примере выше, может быть достаточным получить только половину (или даже меньше) подпакетов двух оставшихся полиномов.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных перемежитель сигналов может быть разработан так, чтобы минимально необходимая информация для попытки декодирования вводилась в пакет как можно раньше, а остальная вводилась с чередованием.
В некоторых вариантах осуществления приемник может пытаться декодировать сообщение уже после приема всех данных полинома 0. Если это не работает, принимается дополнительная информация.
9.2. Принятие решение о попытке декодирования с помощью взаимной информации
В двух предыдущих вариантах осуществления согласно разделам 9 и 9.1, попытка декодирования выполнялась независимо от характеристик канала. Это означает, что даже при плохих характеристиках канала попытка декодирования начинается после приема полинома 0, однако она обычно не удается.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью определять, на основе оценки взаимной информации, является ли первая группа 163_1 подпакетов данных 162 достаточной для успешного декодирования данных первого класса, или для успешного декодирования данных первого класса необходима комбинация первой группы 163_1 подпакетов данных и второй группы 163_2 подпакетов данных 162, причем приемник данных может быть выполнен с возможностью декодировать первую группу 163_1 подпакетов данных 162, чтобы получить данные первого класса, если оценка взаимной информации указывает, что первая группа 163_1 подпакетов данных 162 достаточна для успешного декодирования данных первого класса, причем приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью объединять первую группу 163_1 подпакетов данных 162 и вторую группу 163_2 подпакетов данных 162 и декодировать их, если оценка взаимной информации указывает, что для успешного декодирования данных первого класса требуется комбинация первой группы 163_1 подпакетов данных 162 и второй группы 163_2 подпакетов данных 162.
В некоторых вариантах осуществления приемник 110 данных, при условии, что он располагает способами оценки взаимной информации LLR (например, из отношения SNR), может рассчитать момент времени для возможного безошибочного декодирования.
Таким образом, слепая попытка выполнения декодирования до тех пор, пока данные не будут безошибочно декодированы, больше не требуется, и, следовательно, вычислительную мощность приемника можно уменьшить.
В некоторых вариантах осуществления приемник может рассчитать с помощью взаимной информации момент времени, когда декодирование телеграммы представляется разумным.
10. Короткое сообщение с низким значением задержки и дальнейшие детали
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью разделять данные первого класса на первое множество подпакетов данных 162 таким образом, чтобы первая группа 163_1 подпакетов данных 162 содержала основную информацию данных первого класса, а вторая группа 163_2 подпакетов данных 162 содержала расширенную информацию данных первого класса, причем первая группа 163_1 подпакетов данных 162 передается по времени раньше, чем вторая группа 163_2 подпакетов данных 162.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью сначала принимать первую группу 163_1 подпакетов данных 162, а затем принимать вторую группу 163_2 подпакетов данных 162, чтобы получить основную информацию до расширенной информации.
Фиг. 23 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, причем первая группа 163_1 подпакетов данных 162 содержит основную информацию, а вторая группа 163_2 подпакетов данных 162 содержит расширенную информацию, причем первая группа 163_1 подпакетов данных 162 передается раньше по времени, чем вторая группа 163_2 подпакетов данных 162. Другими словами, фиг. 23 показывает, что раннее предупреждение возможно, поскольку сначала требуется только часть информации.
Согласно изобретению, для многих приложений сначала требуется только информация о том, что событие имеет место, и информация о том, какое устройство передало о событии. Дополнительная информация о событии (например, превышение температуры на заводе или причина срабатывания аварийного сигнала) потребуется позже. Например, во многих случаях персонал может начать перемещаться к месту события, и не зная точной причины. Точная причина может быть предоставлена во время перемещения.
Это дает возможность послать заблаговременно только наиболее важную информацию о событии (событие+ID) с коротким запаздыванием. Из-за уменьшенного объема передаваемых данных требуется сравнительно небольшое число подпакетов, в результате чего паузы между подпакетами могут лежать в диапазоне обычных длительностей. Это обеспечивает для передачи с высоким приоритетом примерно такую же помехоустойчивость (при низкой задержке), что и для нормальной телеграммы при большем объеме информации. Благодаря этому дальнейшее повторение телеграммы для достижения желаемой помехоустойчивости, как правило, не требуется.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных телеграмма может быть структурирована таким образом, что в переднюю часть сообщения вводится только информация, необходимая для сообщения о событии. Дополнительная информация о событии приводится в задней части.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных событие может пересылаться уже после частичного декодирования события и его требуемой информации, поэтому задержка может быть уменьшена. Если была получена полная телеграмма, дополнительные данные также становятся доступными.
10.1. Присвоение шаблонов скачкообразного изменения
В некоторых вариантах осуществления передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью рассчитывать по меньшей мере первую группу скачков первого шаблона скачкообразного изменения 162, используя адресную информацию передатчика данных 100 или информацию, выведенную из нее, чтобы первый шаблон скачкообразного изменения 162 сам идентифицировал передатчик данных. Вторая группа 163_2 скачков в шаблоне скачкообразного изменения 162 может задаваться.
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может, кроме того, быть выполнен с возможностью заблаговременно передавать закодированную или зашифрованную информацию о первом шаблоне скачкообразного изменения на приемник данных 110.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью идентифицировать передатчик данных на основе первого шаблона скачкообразного изменения 160, например, через принятую ранее закодированную или зашифрованную информацию о первом шаблоне скачкообразного изменения.
Фиг. 24 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162 распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, причем первая группа 163_1 скачков в шаблоне скачкообразного изменения 162 идентифицирует передатчик данных.
В некоторых вариантах осуществления вместо полного кодирования информации в подпакеты, часть сообщения с высоким приоритетом может быть введена в шаблон скачкообразного изменения. Наиболее разумным подходом здесь является использование кода ID сенсорного узла, поскольку он является постоянным для нескольких передач, и, следовательно, базовая станция должна искать только этот шаблон.
Таким образом, для разных сенсорных узлов имеются разные шаблоны скачкообразного изменения, которые должны быть известны базовой станции при отправке сообщения с высоким приоритетом. Из-за этого при отправке сообщения с высоким приоритетом ID сенсорного узла кодируется в шаблоне скачкообразного изменения и не должен передаваться явно.
Чтобы избежать атак на систему, целесообразно, чтобы между узлом и базовой станцией шаблона скачкообразного изменения были секретными. Поскольку шаблоны скачкообразного изменения неизвестны, посторонние не могут спровоцировать ложную тревогу.
Чтобы шаблон скачкообразного изменения стал известен базовой станции, можно заранее передать так называемый идентификатор схемы скачков как нормальное сообщение (с шифрованием). Затем из этого идентификатора может быть рассчитан шаблон скачкообразного изменения.
Для поддержания безопасности дополнительно можно, кроме того, время от времени адаптировать шаблон скачкообразного изменения, чтобы избежать атак с повторным навязыванием сообщения.
Чтобы получить низкую задержку при передаче сообщения с высоким приоритетом, м для уведомления о сообщении с высоким приоритетом имеет меньше скачков, чем обычная телеграмма.
Согласно изобретению, сенсорный узел может передавать базовой станции шаблон скачкообразного изменения посредством идентификатора, который сенсорный узел использует только как сигнализацию о сообщениях с высоким приоритетом. Таким образом, явную передачу ID выполнять не нужно.
Согласно изобретению, в дополнение к нормальным шаблонам скачкообразного изменения, приемник может провести детектирование известных ему шаблонов скачкообразного изменения сенсорных узлов для сообщений с высоким приоритетом. Если такой шаблон обнаружен, фактический ID можно связать с шаблоном скачкообразного изменения.
10.2. Присвоение коротких ID
В некоторых вариантах осуществления передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью получать от базовой станции коммуникационной сети короткую адресную информацию, которая короче, чем адресная информация, однозначно идентифицируемая передатчиком данных 100 в коммуникационной сети, и использовать эту короткую информацию при отправке с первым шаблоном скачкообразного изменения. Например, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью рассчитывать по меньшей мере одну группу скачков первого шаблона скачкообразного изменения 162 из короткой адресной информации, чтобы первый шаблон скачкообразного изменения 162 сам идентифицировал передатчик данных.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью идентифицировать передатчик данных 100 на основе короткой адресной информации. Например, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью идентифицировать передатчик данных 100 на основе первого шаблона скачкообразного изменения, которая может быть рассчитана, по меньшей мере частично, из короткой адресной информации.
Согласно изобретению, приемник данных (например, базовая станция) может быть выполнен с возможностью назначать передатчику данных 100 короткую адресную информацию, которая короче, чем адресная информация, однозначно идентифицирующая передатчик данных в коммуникационной сети.
В сенсорной сети обычно имеется до нескольких миллионов сенсорных узлов, которые должны обслуживаться несколькими базовыми станциями. Из-за этого большого числа устройств требуется определенная длина для однозначного назначения устройств посредством ID (например, IP-v6).
Однако эти сравнительно длинные идентификаторы сложно сочетать с концепцией раздела 10.
Тем не менее, поскольку число узлов датчиков на одну базовую станцию меньше, и не все устройства должны передавать сообщения с высоким приоритетом, базовая станция может предоставить этим устройствам короткий ID.
Затем этот короткий ID используется при передаче сообщения с высоким приоритетом. На базовой станции фактический ID воспроизводится из коротких ID.
Короткие ID могут повторяться в сенсорной сети, однако, важно лишь, чтобы все сенсорные узлы в пределах базовой станции имели однозначный короткий ID.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных короткие ID могут использоваться для передачи сообщений с высоким приоритетом, причем, например, базовая станция назначает короткие ID подключенным устройствам.
Согласно изобретению, приемник может отображать короткие ID на исходные ID.
10.3. Присвоение коротких ID группам
Согласно изобретению, короткая адресная информация может быть назначена группе передатчиков данных 100, причем эта группа передатчиков данных находится в пространственно связанной области.
Например, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью назначать короткую адресную информацию группе передатчиков данных 110, причем указанная группа передатчиков данных находится в пространственно связанной области.
Часто бывает, что несколько генераторов событий устанавливаются близко друг к другу (например, в здании). В этом случае для планирования контрмер обычно нет необходимости знать точный генератор событий. Часто достаточно знать здание, чтобы отправить персонал в место чрезвычайной ситуации.
По этой причине можно также присвоить так называемые группы коротких ID. Это означает, что несколько передатчиков на базовой станции имеют один и тот же короткий идентификатор. Это изначально делает невозможным точное назначение короткого ID исходному идентификатору в базовой станции.
Например, полный ID может быть введен в заднюю часть сообщения или может передаваться как отдельное сообщение.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных короткие ID могут использоваться для передачи сообщений с высоким приоритетом, причем базовая станция может зарезервировать короткие ID за подключенными сенсорными узлами, при этом ID могут также назначаться несколько раз в соответствии с принадлежностью сенсорных узлов.
В некоторых вариантах осуществления после приема короткого ID приемник может сначала переслать только принадлежность короткого ID. После приема полного ID его можно также отправить.
10.4. Сокращения для сообщений с высоким приоритетом
Согласно изобретению, данные первого класса могут представлять собой короткую информацию, выведенную из показания датчика и являющуюся более короткой, чем показание датчика.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью при приеме данных первого класса, содержащих короткую информацию, связывать короткую информацию с известным показанием датчика.
В большинстве случаев информация в сообщении с высоким приоритетом может быть ограничена несколькими возможными событиями. Это означает, например, что в сигналах тревоги имеется очень небольшое число возможностей для сигнализации. Поэтому, например, нет необходимости передавать для сигнализации показание датчика детектора дыма целиком, достаточно передать предупреждающее уведомление, что детектор дыма был активирован.
Кроме того, не каждая базовая станция должна обрабатывать все типы различных сообщений с высоким приоритетом (события), поскольку не все типы сенсорных узлов будут связываться с отдельной базовой станцией.
При этом для базовой станции целесообразно знать, какие различные типы сообщений с высоким приоритетом она должна принимать.
Их этого набора типов сообщений базовая станция может приписать каждому событию сокращение (аналогично короткому ID), однако не для ID, а для содержания сообщения, и передавать его на соответствующие сенсорные узлы.
Комбинация коротких сообщений и соответствующих типов сообщений может варьироваться между базовыми станциями, т.е., на разных базовых станциях короткое сообщение может иметь разные значения.
Это позволяет очень существенно уменьшить количество данных, передаваемых при событиях с высоким приоритетом и, тем самым, уменьшить число передаваемых подпакетов, что приводит к более низкой задержке передачи.
Если, помимо типа сообщения, в более поздний момент времени требуется дополнительная информация, ее можно прикрепить в соответствии с разделом 10 или отправить в дополнительной телеграмме.
Согласно изобретению, класс разных типов сообщений с высоким приоритетом можно определить для каждой базовой станции. Короткие сообщения, которые передаются на соответствующие сенсорные узлы, могут быть назначены другим событиям в пределах этого класса.
Согласно изобретению, после получения короткого сообщения получатель может определить тип короткого сообщения с помощью определенного класса и переслать его.
10.5. Сокращение часто отправляемых частей сообщения
Согласно изобретению, данные первого класса могут представлять собой короткую информацию, выведенную из показания датчика и являющуюся более короткой, чем показание датчика, причем передатчик данных может быть выполнен с возможностью заранее передавать на приемник данных короткую информацию и показание датчика, связанное с короткой информацией или группу показаний датчиков, связанных с короткой информацией.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью заблаговременно принимать от передатчика данных короткую информацию и показание датчика, связанное с короткой информацией, или группу показаний датчиков, связанную с короткой информацией, причем приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью, после получения данных первого класса, содержащих короткую информацию, связать короткую информацию с известным показанием датчика или группой показаний датчиков.
Другими словами, аналогично разделу 9.3, сокращения для повторяющихся или часто передаваемых частей сообщения могут также использоваться в сообщениях без высокого приоритета или в последующем детализировании сообщения с высоким приоритетом.
Для этого базовая станция должна быть заранее обеспечена информацией о том, какие части сообщения с каким содержимым встречаются наиболее часто. Например, это могут быть показания, полученные от датчика, где только младший байт 4-байтового значения АЦП модулируется после оцифровки данных. Таким образом, в этом примере повторяющееся сообщение будет представлять собой 3 старших байта показания датчика (наиболее значимые байты), которые всегда будут равны нулю.
Если базовая станция не знает заранее о повторяющихся частях сообщения от подключенных к ней сенсорных узлов, можно также провести измерение и анализ принятых данных для обнаружения повторяющихся частей.
Если повторяющаяся часть сообщения была обнаружена, она может быть либо передана в более коротком сообщении с помощью табличного или арифметического кодирования или кодирования по алгоритму Хаффмана, либо можно использовать другой метод для уменьшения числа сообщений.
Согласно изобретению, для каждой базовой станции (или даже глобально) можно задать класс разных повторяющихся частей сообщения. Разным событиям в этом классе присваиваются короткие сообщения (с помощью таблицы или кодирования), которые передаются на соответствующие сенсорные узлы.
Согласно изобретению, после приема короткого сообщения приемник может преобразовать короткое сообщение в фактическое сообщение с помощью заданного класса и переслать его.
11. Особые шаблоны скачкообразного изменения или пилотные последовательности
11.1. Особые шаблоны скачкообразного изменения для приоритетных сообщений
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения может быть назначена передатчику данных приемником данных 110 (например, базовой станцией) в соответствии с частотой использования и/или приоритетом.
Из-за очень большого числа сенсорных узлов (несколько тысяч сенсорных узлов) в сенсорной сети, помехи в основном/часто приводят к взаимным помехам между сенсорными узлами.
При разделении телеграммы взаимные помехи представляют проблему, если два передатчика начинают передавать с одним и тем же шаблоном скачкообразного изменения в пределах продолжительности подпакета, поскольку это приводит к полному наложению подпакетов.
Если сообщение должно быть передано с низкой задержкой и высоким приоритетом, для этого лучше всего использовать другую шаблон скачкообразного изменения, чем для обычной передачи.
Однако, поскольку обычно приемник может обнаруживать только определенное число шаблонов, невозможно обеспечить каждый сенсорный узел своим собственным шаблоном скачкообразного изменения для аварийного сигнала. Таким образом, несколько узлов должны совместно использовать особые шаблоны скачкообразного изменения.
Обычно базовая станция знает, какие узлы сообщаются с ней, и как часто эти узлы передают сообщение с высоким приоритетом. Таким образом, целесообразно, чтобы базовая станция назначала доступные шаблоны скачкообразного изменения для сообщений с высоким приоритетом соответствующим сенсорным узлам в зависимости от приоритетов и частоты использования.
Согласно изобретению, базовая станция может назначать сенсорным узлам особые шаблоны скачкообразного изменения, которые можно использовать для сообщения с высоким приоритетом.
11.2. Ступенчатый шаблон скачкообразного изменения для приоритетных сообщений
Из-за определения дополнительных шаблонов скачкообразного изменения в разделе 11.1 приемник должен выполнять детектирование и для этих шаблонов. Если вычислительные мощности приемника рассчитаны так, что обычные шаблоны скачкообразного изменения требуют почти полной вычислительной мощности приемника, шаблоны скачкообразного изменения для сообщений с высоким приоритетом добавить нельзя, если только не все шаблоны скачкообразного изменения обычных режимов теперь будут поддерживаться. Однако это приведет к падению характеристик для обычных телеграмм.
Чтобы устранить эту проблему, для сообщений с высоким приоритетом можно использовать шаблоны скачкообразного изменения, которые должны детектироваться с очень низкими вычислительными усилиями.
Согласно изобретению, первый шаблон скачкообразного изменения 160 может быть образована так, чтобы подпакеты данных 162, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, имели одинаковый временной интервал и частотный интервал, как показано на фиг. 25.
Более подробно, фиг. 25 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160 таким образом, что подпакеты данных 162, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, имеют идентичные временные интервалы и частотные интервалы. Другими словами, фиг. 25 показывает отправку телеграммы со ступенчатым шаблоном скачкообразного изменения.
Как можно видеть из фиг. 25, предлагается так называемая ступенчатая схема скачков, которая может быть детектирована с очень малыми вычислительными усилиями. В ступенчатой схеме скачков частоты последовательных подпакетов выбираются так, чтобы разность между двумя подпакетами всегда была одинаковой. Паузы между подпакетами факультативно (чтобы еще больше снизить вычислительные усилия) могут быть эквидистантными (т.е., все паузы имеют одинаковую длину).
На приемник такая телеграмма (совсем как обычная телеграмма) прибывает со смещением частоты, вызванной допусками кварцевого кристалла. При обнаружении телеграммы с нормальным шаблоном скачкообразного изменения детектирование должно проводиться по всем возможным отклонениям частоты, поскольку частотные интервалы между подпакетами не одинаковы.
В случае ступенчатого шаблона скачкообразного изменения достаточно провести поиск по меньшему диапазону, так как вся телеграмма сместилась на частотный сдвиг, и относительные частотные интервалы между подпакетами остаются постоянными. Фиг. 26 показывает телеграмму на приемнике, при этом указанная телеграмма была получена без смещения частоты, она полностью находится в диапазоне обнаружения. Кроме того, фиг. 27 дополнительно показывает две телеграммы, которые поступают на приемник с положительным и отрицательным смещением частоты, соответственно. Теперь телеграммы только частично находятся в диапазоне обнаружения.
Теперь же корреляция (или один тип корреляции) для детектирования сначала проводится по отдельным подпакетам на всех возможных частотах в диапазоне обнаружения. Результаты этой частичной корреляции добавляются затем в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения в телеграмме.
Именно тут преимущество ступенчатого шаблона скачкообразного изменения становится наиболее явным, поскольку частотные интервалы между подпакетами эквидистантны. В случае смещения частоты детектирование телеграммы проводится на оставшихся подпакетах в диапазоне обнаружения.
Однако это приводит к тому, что приемник теперь не обязательно обнаруживает начало телеграммы, а обнаруживает любое местоположение в телеграмме, которое зависит от сдвига частоты.
Таким образом, при детектировании телеграммы позже должно дополнительно выполняться определение времени начала телеграммы.
Следующим преимуществом выбора шаблона скачкообразного изменения в виде ступенчатой функции является то, что каждая частота может быть занята только один раз и, следовательно, ширина пропускания сигнала максимальна. Это приводит к лучшей устойчивости к внешним помехам от других систем.
Однако этот подход также имеет недостаток, а именно, сниженную пропускную способность системы, так как снижается устойчивость к собственным помехам. Однако это не является проблемой, если обычные сообщения и сообщения высокого приоритета с низкой задержкой используют разные шаблоны скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных схема скачков 162 может быть выбрана так, чтобы все частотные интервалы между двумя подпакетами были эквидистантными и чтобы, факультативно, паузы также были одинаковой длины.
Согласно изобретению, на стороне приемника данных диапазон обнаружения для ступенчатого шаблона скачкообразного изменения может быть меньше, чем для обычных шаблонов скачкообразного изменения. Дальнейший анализ точного момента начала телеграммы осуществляется после детектирования ступенчатого шаблона скачкообразного изменения.
11.3. Особые пилотные последовательности для приоритетных сообщений
В разделе 10.2 были определены так называемые короткие идентификаторы (ID), с помощью которых можно передавать высокоприоритетные сообщение с низкой задержкой за счет уменьшения объема данных.
Следующий подход к уменьшению количества данных заключается в кодировании короткого ID или части полного ID или любой части сообщения в пилотной последовательности. Если сохраняется всего несколько возможностей (например, для разных типов сообщений с высоким приоритетом), приемник может выполнить поиск последовательностей и, таким образом, извлечь информацию, переданную в пилотной последовательности, путем проверки гипотезы.
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью рассчитывать по меньшей мере часть синхронизирующей последовательности для синхронизации первого множества подпакетов данных 162 в приемнике данных 110 из по меньшей мере части данных первого класса, из первого класса, из адресной информации передатчика данных 100 или из короткой адресной информации передатчика данных 100.
Например, короткий ID может иметь длину 2 бита, тем самым можно сигнализировать четыре разных типа приоритета. Чтобы модулировать эти четыре типа в пилотной последовательности, должно иметься четыре разных последовательностей. Можно разработать четыре последовательности, которые являются максимально ортогональными и которые могут быть обнаружены и распознаны приемником. Однако это влечет параллельное детектирование четырех пилотных последовательностей.
Если пилотная последовательность разделена на несколько частей (например, по меньшей мере на четыре), и сложение между частями пилотной последовательности выполняется некогерентно (смотри WO 2017/167366), для отправки сигналов информации в пилотной последовательности можно также использовать также фазы на символах, а не несколько максимально ортогональных последовательностей. В этом случае детектирование четырех последовательностей будет выполняться вместе, однако, анализ фазовой информации частей пилотной последовательности (или фазовой информации между частями пилотной последовательности) должен проводиться в декодере.
Аналогично разделу 7.1, можно было бы изменять не все синхронизирующие последовательности и использовать для синхронизации оставшуюся часть синхронизирующей последовательности (которая все еще неизменна).
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных пилотная последовательность может зависеть от типа сообщения или части данных высокоприоритетного сообщения.
Согласно изобретению, приемник может определять переданную пилотную последовательность с помощью проверки гипотезы и может использовать это для извлечения типа или части данных сообщения с высоким приоритетом.
12. Адаптация скорости передачи данных в телеграмме
12.1. Скачкообразная адаптация скорости передачи данных
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью канального кодирования данных первого класса и их передачи с использованием первого шаблона скачкообразного изменения 160, причем передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса на первое множество подпакетов данных 162 таким образом, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных первого класса требовалась только первая группа подпакетов данных, и чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью передавать первую группу подпакетов данных с другой скоростью передачи данных, чем вторую группу подпакетов данных.
Согласно изобретению, приемник данных 110 может быть выполнен с возможностью декодирования первой части канально-кодированных данных, принятых с первой группой подпакетов данных 162, чтобы получить данные первого класса и, если декодирование данных первого класса не было успешным, объединять для достижения более высокой эффективности кодирования по меньшей мере вторую часть канально-кодированных данных, принятых с по меньшей мере второй группой подпакетов данных 162, с первой частью канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные первого класса.
Согласно изобретению, вместо адаптации скорости передачи данных или способа модуляции всей телеграммы, как в разделе 1.4, можно также адаптировать скорость передачи данных во время телеграммы. Так, обычно более высокую скорость передачи данных выбирают в начале сообщения, чтобы можно было максимально быстро передать минимально необходимую информацию для раннего декодирования. После передачи этой минимально необходимой информации можно уменьшить скорость передачи данных, так что все дальнейшие подпакеты имеют более длинную продолжительность передачи и, следовательно, более высокую задержку.
Факультативно, до изменения скорости передачи данных можно присоединить пару дополнительных избыточных подпакетов, которые могут использоваться приемником в случае помех.
Как результат, попытка декодирования подпакетов также может быть успешной с более высокой скоростью передачи данных, если несколько подпакетов будут непригодными для использования из-за помех.
В отличие от раздела 1.4, преимуществом настоящего подхода является то, что энергетический потенциал канала передачи (по-английски link-budget) повышается с увеличением задержки благодаря сниженной скорости передачи данных. Так, сообщения, достигающие приемник с SNR в предельном диапазоне, не могут быть приняты при использовании подхода согласно разделу 1.4, однако могут быть приняты при адаптации скорости передачи данных (однако, придется смириться с высокой задержкой).
В некоторых случаях детектирование передачи с высокой скоростью передачи данных может быть невозможным или содержит ошибки, например, из-за помех или шума. В этом случае детектирование происходит только на подпакетах, отправленных с более низкой скоростью передачи данных. Поэтому полезно выбирать кодирование и перемежение таким образом, чтобы каждая из двух частей могла быть декодирована самостоятельно, однако комбинация этих двух частей также может использоваться для декодирования.
Факультативно, после изменения скорости передачи данных можно присоединить еще несколько дополнительных избыточных подпакетов, которые могут использоваться приемником в случае помех.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных скорость передачи данных может меняться в пределах телеграммы. В этом случае изменение выбирается так, чтобы ранее декодирование стало возможным, как только все или часть подпакетов была получена с повышенной скоростью передачи данных.
Согласно изобретению, приемник может попытаться декодировать телеграмму после приема всех или части подпакетов с более высокой скоростью передачи данных. Если это не удается, следующие подпакеты принимаются с более низкой скоростью передачи данных.
12.2. Постепенная адаптация скорости передачи данных
Согласно изобретению, передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью канального кодирования данных первого класса и их разделения на первое множество подпакетов данных 162, причем передатчик данных 100 может быть выполнен с возможностью постепенно увеличивать или уменьшать скорость передачи данных, с которой передаются подпакеты данных 162.
Согласно изобретению, вместо скачкообразной адаптации скорости передачи данных, ее можно адаптировать постепенно (например, линейно снижая) внутри телеграммы. То есть, скорость передачи данных уменьшается (или увеличивается) с увеличением числа переданных подпакетов.
Аналогично разделу 2.2, это имеет то преимущество, что приемник 110 может решать, основываясь на параметрах приема, когда декодирование кажется разумным. В принципе, это возможно и в предыдущем подходе, однако, задержка в этом сценарии не оптимизирована.
Например, так как в варианте осуществления согласно разделу 12.1 требуется на один подпакет больше, чем число подпакетов, отправленных с более высокой скоростью передачи данных, задержка повышается, поскольку подпакеты теперь следуют с более низкой скоростью передачи данных, имея более длинную продолжительность передачи.
Если теперь в настоящем примере скорость передачи данных увеличивать постепенно, задержка также увеличивается, но не настолько, как при скачкообразной адаптации скорости передачи данных.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных скорость передачи данных может меняться в пределах телеграммы, причем в телеграмме имеется несколько разных скоростей передачи. Например, скорость передачи данных может выбираться линейно уменьшающейся.
Согласно изобретению, приемник может решать, основываясь на параметрах приема (отношение SNR, помехи), сколько подпакетов требуется для раннего декодирования, и принимать соответствующее число подпакетов. В этом случае скорость передачи данных постепенно адаптируется в соответствии со способом, выбранным в передатчике.
13. Последовательная адаптация длин подпакетов
Согласно изобретению, длина подпакетов данных первого множества подпакетов данных 162 может уменьшаться или увеличиваться с увеличением числа переданных подпакетов данных.
Фиг. 28 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160, причем длина подпакетов данных уменьшается с увеличением числа переданных подпакетов данных.
Другими словами, аналогично последовательному изменению скорости передачи данных (смотри раздел 12.2), в некоторых вариантах осуществления длина подпакетов может также меняться через число переданных подпакетов. То есть, длина подпакетов уменьшается или увеличивается с изменением числа переданных подпакетов.
Большая часть (или вся информация) данных, подлежащих передаче, введена уже в первый подпакет (или в первые 2, 3, 4 и т.д.). Таким образом, избыточность наступает, начиная со второго или третьего подпакета.
Соответственно, приемник может начать попытку декодирования после принятия второго или третьего подпакета и может принять решение, основываясь на параметрах приема (SNR, уровень помех), когда первая попытка декодирования представляется разумной.
При таком подходе задержка, аналогично разделу 2, зависит от параметров приема. Таким образом, узлы с лучшими параметрами приема имеют более низкую задержку. чем узлы с плохими параметрами приема.
Согласно изобретению, на стороне передатчика данных длина подпакетов может меняться в пределах телеграммы, при этом длина зависит от числа уже переданных подпакетов.
Согласно изобретению, приемник может начать попытку декодирования, как только будет получена вся необходимая информация, а в противном случае принять решение, основываясь на параметрах приема (SNR, помехи), сколько подпакетов требуется для раннего декодирования, и соответственно принять это число подпакетов.
14. Адаптация мощности передачи
В некоторых условиях вышеописанные варианты осуществления имеют недостаток, состоящий в том, что снижение задержки обычно может быть достигнуто только при хороших параметрах приема (SBR, уровень помех) телеграммы.
Однако типичные телеграфные сети разработаны так, что всегда имеется несколько сенсорных узлов, находящихся на пределе приема (плохое отношение SNR и/или сильные помехи). Описанные выше подходы позволяют снизить задержку для этих узлов, однако не в том диапазоне, что для передатчиков с хорошими параметрами приема.
Чтобы решить эту проблему, базовая станция может назначить сенсорным узлам, основываясь на параметрах приема, разные мощности передачи, которые используются либо для всех отправлений, либо применяются только для телеграмм с высоким приоритетом. Таким образом, можно также, чтобы сенсорные узлы с плохими параметрами приема при необходимости передавали сообщение с низким значением задержки.
Согласно изобретению, мощность передачи отдельных узлов может задаваться базовой станцией и может определяться ею на основе параметров приема.
15. Создание шаблонов скачкообразного изменения
Далее будут более подробно описаны варианты осуществления способа создания шаблонов скачкообразного изменения. В частности, на фиг. 29 показан способ создания шаблонов скачкообразного изменения для единичной (т.е., однократной) передачи данных посредством шаблона скачкообразного изменения, а на фиг. 30 показан способ создания шаблонов скачкообразного изменения для повторной передачи данных посредством двух шаблонов скачкообразного изменения.
Фиг. 29 показывает блок-схему способа 200 создания набора шаблонов скачкообразного изменения в соответствии с одним вариантом осуществления. Способ 200 включает этап 202 случайной генерации множества шаблонов скачкообразного изменения, причем шаблоны скачкообразного изменения содержат по меньшей мере два скачка, распределенных по времени и частоте. Коме того, способ 200 включает этап 204 выбора из множества шаблонов скачкообразного изменения шаблоны, автокорреляционная функция которых содержит заданные характеристики автокорреляции, чтобы получить схемы скачков с заданными характеристиками автокорреляции.
Согласно изобретению, шаблоны скачкообразного изменения, у которых второстепенные максимумы автокорреляционной функции не превышают заданного минимального порогового значения амплитуды, удовлетворяют заданным характеристикам автокорреляции. Например, пороговое значение амплитуды может быть равно числу скачков в кластере из множества кластеров, на которые разделены шаблоны скачкообразного изменения. Например, кластер может быть числом скачков, имеющих одинаковый временной интервал и/или частотный интервал.
Согласно изобретению, шаблоны скачкообразного изменения, промежуточные суммы которых, рассчитанные по заданному числу максимальных значений амплитуды соответствующей автокорреляционной функции, меньше, чем заданное пороговое значение, удовлетворяют заданным автокорреляционным характеристикам. При этом пороговое значение может быть выбрано так, чтобы по меньшей мере два шаблона скачкообразного изменения (или заданное число шаблонов скачкообразного изменения) удовлетворяло заданным характеристикам автокорреляции.
Как можно видеть на фиг. 29, способ 200 может также включать этап 206 расчета функций взаимной корреляции между схемами скачков с заданными характеристиками автокорреляции. Кроме того, способ 200 может включать этап 208 выбора из шаблонов скачкообразного изменения, имеющих заданные характеристики автокорреляции, шаблонов скачкообразного изменения, у которых функция взаимной корреляции имеет заданные характеристики взаимной корреляции, чтобы получить шаблоны скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции и заданными характеристиками взаимной корреляции.
Согласно изобретению, шаблоны скачкообразного изменения, подсуммы которых, рассчитанные по заданному числу наибольших значений амплитуды соответствующей функции взаимной корреляции, являются наименьшими, удовлетворяют заданным характеристикам взаимной корреляции.
На фиг. 30 показана блок-схема способа 210 для создания первого набора шаблонов скачкообразного изменения и второго набора шаблонов скачкообразного изменения. Способ 210 включает в себя случайное генерирование 212 множества шаблонов скачкообразного изменения для первого набора шаблонов скачкообразного изменения и множества шаблонов скачкообразного изменения для второго набора шаблонов скачкообразного изменения, причем шаблоны скачкообразного изменения содержат по меньшей мере два скачка, распределенных по частоте и времени, причем шаблоны скачкообразного изменения для первого набора и шаблоны скачкообразного изменения для второго набора шаблонов скачкообразного изменения разные. Кроме того, способ 210 включает этап 214 выбора, исходя из множества шаблонов скачкообразного изменения для первого набора шаблонов скачкообразного изменения, шаблонов скачкообразного изменения, у которых автокорреляционная функция имеет такие характеристики автокорреляции, чтобы получить шаблон скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции для первого набора шаблонов скачкообразного изменения, и выбор, исходя из множества шаблонов скачкообразного изменения для второго набора шаблонов скачкообразного изменения, шаблонов скачкообразного изменения, у которых автокорреляционные функции имеют заданные характеристики автокорреляции, чтобы получить шаблоны скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции для второго набора шаблонов скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, временной интервал между скачками в шаблона скачкообразного изменения второго набора шаблонов скачкообразного изменения может быть больше или равен длительности одного из скачков шаблонов скачкообразного изменения в первом наборе шаблонов скачкообразного изменения.
Например, чтобы можно было вкладывать друг в друга как можно больше повторений, кратчайший временной интервал между двумя подпакетами данных (или подпакетами) можно максимально увеличить. Это соответствует (TFrame-N*TBurst)/(N-1), т.е., эквидистантное по времени распределение подпакетов (в пределах кластеров и между кластерами). Очевидно, что поскольку эта закономерность не будет оптимальной для процесса проектирования, можно ввести небольшое дрожание.
Согласно изобретению, заранее заданные характеристики автокорреляции могут удовлетворяться шаблонами скачкообразного изменения, у которых второстепенные максимумы автокорреляционной функции не превышают заданного порогового значения минимальной амплитуды. Например, пороговое значение амплитуды может быть равно числу скачков одного кластера из множества кластеров, на которые разделен шаблон скачкообразного изменения. Например, кластер может соответствовать числу шаблонов скачкообразного изменения, имеющих одинаковый временной и/или частотный интервал.
Согласно изобретению, заранее заданные характеристики автокорреляции могут удовлетворяться шаблонами скачкообразного изменения, у которых подсумма, рассчитанная по заданному числу наибольших значений амплитуды соответствующей автокорреляционной функции, меньше, чем заданное пороговое значение. При этом пороговое значение может выбираться так, чтобы по меньшей мере два шаблона скачкообразного изменения (или заданное число шаблонов скачкообразного изменения) удовлетворяли заданным характеристикам автокорреляции.
Как можно видеть на фиг. 30, способ 210 может дополнительно включать этап 216 расчета функций взаимной корреляции между шаблонами скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции для первого набора шаблонов скачкообразного изменения и функций взаимной корреляции между шаблонами скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции для второго набора шаблонов скачкообразного изменения. Кроме того, способ может включать этап 218 выбора, исходя из шаблонов скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции для первого набора шаблонов скачкообразного изменения, шаблонов скачкообразного изменения, у которых функции взаимной корреляции имеют заданные характеристики взаимной корреляции, чтобы получить шаблоны скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции и заданными характеристиками взаимной корреляции для первого набора шаблонов скачкообразного изменения, и выбор, исходя из шаблонов скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции для второго набора шаблонов скачкообразного изменения, шаблонов скачкообразного изменения, у которых функции взаимной корреляции имеют заданные характеристики взаимной корреляции, чтобы получить шаблоны скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции и заданными характеристиками взаимной корреляции для второго набора шаблонов скачкообразного изменения.
Согласно изобретению, заданные характеристики взаимной корреляции могут удовлетворяться шаблонами скачкообразного изменения, подсуммы которых, рассчитанные по заданному числу наибольших значений амплитуды соответствующей функции взаимной корреляции, являются наименьшими.
15.1 Генерация шаблонов скачкообразного изменения для способа TSMA
Шаблоны скачкообразного изменения, созданные со способом, показанным на фиг. 29 или фиг. 30, можно использовать, например, в системе для однонаправленной или двунаправленной передачи данных от многих сенсорных узлов на базовую станцию с использованием так называемого способа TSMA (Telegramm splitting multiple access=множественный доступ с разделением телеграммы).
В способе TSMA передача сообщении разделяется на множество коротких подпакетов (= скачки, или подпакеты данных) 142, между которыми имеются временные интервалы без передачи, имеющие разные длины. При этом подпакеты 142 могут быть распределены по времени, а также по доступным частотам в соответствии с реальным и псевдослучайным принципом.
Этот подход разделения телеграммы обеспечивает особенно высокую стойкость к помехам от других сенсорных узлов, независимо от того, исходят ли они от своих или внешних систем. В частности, устойчивость к помехам в собственных сенсорных узлах достигается путем распределения различных пользовательских подпакетов максимально однородно по временной области, а также по частотной области.
Это псевдослучайное распределение может возникать по разным причинам, например, (1) неизбежные допустимые отклонения по частоте кварцевого генератора опорного сигнала, (2) произвольная степень дробления во временной области из-за случайного асинхронного доступа к каналу, и (3) из-за разного расположения подпакетов от разных сенсорных узлов на разных шаблонах скачкообразного изменения.
Чтобы еще больше снизить вероятность отказа при передаче данных, можно использовать разнесение по частоте/времени при передаче полезной нагрузки. Подпакеты данных могут передаваться по меньшей мере дважды со смещением по времени, например, с максимально различающимися шаблонами скачкообразного изменения и, например, в как можно более разных диапазонах частот. Поскольку для передачи сигнала доступен всего один передатчик в сенсорном узле, для перемежающегося повторения возникают определенные ограничения в отношении размещения пакетов по времени в шаблоне скачкообразного изменения. Тип и способе перемежения первой и второй передач в случае повторений будет более подробно описан ниже.
Избыточно разнесенные сигналы могут объединяться на стороне приемника всевозможными способами, например, путем объединения максимального отношения (Maximum Ratio Combining, MRC), линейного суммирования сигналов равной мощности, сложения со сканированием/переключением или сложения разнесенных сигналов с автовыбором. Однако необходимо следить, чтобы при создании таких избыточно разнесенных шаблонов скачкообразного изменения сумматор (по-английски combiner) мог как можно более простым способом детектировать, что было отправлено повторение, а не первая передача.
Структура и оптимизация таких шаблонов скачкообразного изменения подробно описываются далее.
В способе TSMA-передачи отдельные подпакеты 120 (далее называются также кадром), показанные на фиг. 31a, распределены как по времени, так и по частоте.
Более подробно, фиг. 31a показывает на диаграмме структуру кадра 120, имеющего TSMA-шаблон скачкообразного изменения 140. При этом ордината описывает частоту или каналы (частотные каналы), а абсцисса описывает время.
Момент начала T0 кадра 120 с полной продолжительностью Tframe выбирается сенсорным узлом 100 случайным образом из-за асинхронной передачи. Длительность Tburst подпакета 142 может меняться, но дальше без ограничения общности она предполагается постоянной, напротив, временные интервалы tn,(n+1), обозначающие расстояние между центрами двух соседних подпакетов (здесь двух подпакетов, имеющих индексы n и n+1), являются случайными величинами, лежащими в пределах заданного диапазона TA_min ≤ tn,(n+1) ≤ TA_max, где n ϵ {1,2,…,N-1}. N есть число подпакетов 142 в кадре 120. Для используемых частот передачи предполагается, что они представляют собой дискретные частотные каналы, лежащие в пределах заданной сетки частотных каналов. Разнос по частоте fn,(n+1) между 2 подпакетами 142 кратен расстоянию BC между несущими, использующимися в TSMA, и поэтому не зависит от используемой скорости передачи символов SR (SR ≤ BC). Относительная исходная частота кадра обозначена f0.
Число доступных частотных каналов задается значением L, при этом справедливо N ≤ L. В этой связи, обычно имеется больше или ровно столько частотных каналов, сколько необходимо для N подпакетов 142 и, следовательно, каждый из N подпакетов 142 находится в разных частотных каналах в пределах кадра 120. Частоты, используемые N подпакетами, не должны быть связаны, но могут быть случайным образом распределены среди L имеющихся частот.
Ниже размещение N подпакетов 142 по времени и частоте называется TSMA-шаблоном (шаблоном скачкообразного изменения в способе TSMA). Если эта схема скачков приемнику известна, он может синхронизироваться по отношению к ней на основе пилотных последовательностей, расположенных в некоторых или в каждом подпакете 142, и позднее может декодировать принятые данные.
В отношении дизайна одной или нескольких шаблонов TSMA можно обсудить следующие системные допущения и ограничения.
(1) Можно учесть отклонение частоты генератора от его номинальной частоты. В зависимости от системных параметров и требований к аппаратным средствам, отклонение частоты может быть кратно расстоянию BC между несущими. Так как это смещение частоты может быть как положительным, так и отрицательным, на обоих краях частотного диапазона, предназначенного для использования можно предусмотреть соответственно по предохранительной полосе 156 из S частотных каналов, в которых нет подпакетов (смотри фиг. 32). При этом степень свободы для отдельных подпакетов шаблона скачкообразного изменения уменьшается до (L-2S) частот, причем все еще справедливо N≤ (L-2S).
(2) Из-за несинхронизированной по времени передачи приемник 110 не знает, когда передатчик 100 передает, а также не знает, какой передатчик с каким шаблоном скачкообразного изменения передает. Поэтому детектирование сигнала сопровождалось бы значительными дополнительными усилиями, если бы расположение шаблонов, т.е. группирование N подпакетов 142 в интервале времени Tframe и по (L-2S) частотам было бы полностью случайным. Поэтому, можно, например, C последовательных подпакетов 142, которые идентичны друг другу в отношении их временных и частотных интервалов, объединить в так называемый кластер 148. Так, шаблон скачкообразного изменения 140 состоит из N/C кластеров 148 с C подпакетами 142 каждый. При этом C лучше всего выбирать так, чтобы оно было целочисленным делителем числа N. Таким образом, применимо N/C | N 
k 
: k·N/C=N. Детали обсуждаются с обращением к фиг. 32. Однако уже здесь следует упомянуть, что структура шаблона скачкообразного изменения, состоящей из N/C кластеров 148, полностью идентичных по их внутренней структуре, имеет некоторые недостатки в отношении их корреляционных характеристик (образование сильно выраженных второстепенных максимумов с амплитудой N/C каждый в двумерной автокорреляционной функции). Все первые подпакеты 142 в N/C кластерах содержат схемы повторений, которые идентичны в отношении смещения частоты (и, возможно, сдвига по времени). Соответственно, случается, что N/C подпакетов 142 одновременно создают помехи друг другу. Однако с этим недостатком можно смириться ввиду упрощений, которых в результате можно достичь в приемнике. Размер кластера C=1 (следовательно, отсутствие кластеров) всегда является наиболее выгодным в отношении корреляционных характеристик.
(3) Из-за разделения телеграммы продолжительность Tburst подпакетов 142 является относительно короткой по сравнению со временем передачи TFrame всего кадра 120. Если после передачи первого подпакета 142 истекло некоторое минимальное время TA_min, это может иметь определенные преимущества с точки зрения расхода электроэнергии работающих от батареек сенсорных узлов (время регенерации батареи после сравнительно энергоемкого процесса передачи). В качестве правила проектирования, это минимальное расстояние TA_min должно соблюдаться также внутри кластера и между кластерами.
Вышеупомянутые пункты 1)-3) могут использоваться в качестве основы для разработки шаблонов скачкообразного изменения для данных (полезная нагрузка), передаваемых один раз (= однократно, то есть без повторений).
Чтобы еще больше снизить вероятность сбоя при передаче данных, факультативно можно использовать разнесение по времени/частоте в форме перемежающихся повторений при передаче полезной нагрузки. В этом случае подпакеты (= скачки или подпакеты данных) 142 двух повторяемых шаблонов скачкообразного изменения могут чередоваться во времени, например, кадр за кадром, как показано на фиг. 31b. Для того чтобы время передачи, требуемое для двух повторений, оставалось как можно более коротким, можно использовать перемежающуюся конфигурацию, где чередуются подпакеты первой и второй передач.
Далее описывается, какие дополнительные требования существуют для вновь создаваемых шаблонов скачкообразного изменения. Новые шаблоны скачкообразного изменения для повторно передаваемых данных факультативно могут соответствовать шаблонам скачкообразного изменения для данных, передаваемых один раз, т.е. иметь наименьшую возможную взаимную корреляцию.
(4) Выбор шаблона скачкообразного изменения частоты. TSMA- шаблоны скачкообразного изменения должны быть устойчивы a) к внешним помехам от других систем (при этом ни полоса пропускания, ни продолжительность помехи не известны) и b) к помехам от собственной системы. Факультативно, вариант c) может позволяет приемнику наиболее просто различать передачи с и без повторения, в частности, при использовании объединения с максимальным коэффициентом совмещения. Варианты a) и c) не зависят от способа проектирования и могут быть заданы заранее. Например, улучшенной или максимальной устойчивости к внешним помехам можно достичь, разместив два кадра, которые требуется повторить, в две разные полосы частот (с их соответствующими L частотными каналами). Чем больше расстояние между частотами (см. фиг. 31b), тем ниже вероятность того, что внешняя помеха может одновременно создавать помехи обоим кадрам. В частности, фиг. 31b показывает на диаграмме занятость двух частотных каналов 150_1 и 150_2 при повторной передаче данных посредством первого шаблона скачкообразного изменения 140_1 и второго шаблона скачкообразного изменения 140_2. При этом по ординате отложена частота, а по абсциссе время. Другими словами, фиг. 31b показывает перемежающуюся передачу кадра с повторением при использовании двух разных диапазонов частот.
Например, приемник (получатель данных) может различать передачи с и без повторения на основе шаблона скачкообразного изменения, если для этих двух типов передачи используются разные шаблоны скачкообразного изменения. Без ограничения общности, шаблоны скачкообразного изменения, показанные в разделе 3.2, могут использоваться для передачи без повторения, а шаблоны скачкообразного изменения, показанные в разделе 3.3, могут использоваться, например, для передач с повторением. В принципе, в первой передаче в режиме повторения можно использовать другой (новый) шаблон скачкообразного изменения, чем во второй передаче. Однако, было показано, что использования единственного шаблона скачкообразного изменения достаточно для всех передач в режиме повторения, если принять соответствующе меры, описываемые ниже. Кроме того, эти меры облегчают также одновременное детектирование приемником отдельных подпакетов при одном и том же шаблоне в режиме повторения.
Далее поясняется, как можно достичь улучшенной или даже максимальной устойчивости к помехам от собственной системы при использовании одинаковых шаблонов скачкообразного изменения в первой и второй передачах в случае повторений (пункт 4b)). Согласно одному варианту осуществления, поскольку для одиночной передачи используются другие шаблоны скачкообразного изменения (например, шаблоны скачкообразного изменения согласно разделу 3.2), чем для первой и второй передач при повторении (например, шаблоны скачкообразного изменения согласно разделу 3.2), полный отказ с шаблонами скачкообразного изменения в случае повторения (наложение всех N подпакетов кадра) невозможно. Более поздний пример, основанный на взаимной корреляции, показывает, что в худшем случае может встретиться максимум C подпакетов (одного кластера). Если м, используемые в случае повторения, имеют (чуть) разные временные интервалы между подпакетами в кластере, среднее число обращений может быть еще уменьшено. Далее рассматривается помехоустойчивость передатчиков, которые используют одну и ту же шаблон скачкообразного изменения в режиме передачи. Если два передатчика с одинаковыми шаблонами скачкообразного изменения начнут передачу в один и тот же момент времени T0 (см. фиг. 31b) в одном и том же частотном диапазоне, то в отсутствие каких-либо контрмер случится полное наложение друг на друга всех 2N подпакетов в обоих кадрах режима повторения. Такой ситуации можно почти полностью избежать путем изменения параметров. Например, разнесения можно достичь, вводя переменный многоступенчатый сдвиг по времени TW (см. фиг. 2), или путем случайного начала передачи первого подпакета в одной из двух частотных полос A или B. Кроме того, можно, например, применить к TSMA-шаблоне случайное положительное или отрицательное смещение частоты (например, кратное расстоянию BC между несущими). В соответствии со спецификациями в [ETSI TS 103 357 V0.0.5 (2017-03), "ERM-Short-Range Devices - Low Throughput Networks; Protocols for Interfaces A, B и C ", Chapter 7 "Telegram splitting ultra-narrow band (TS-UNB) family, March 2017], (ERM-устройства ближнего действия - сети с низкой пропускной способностью. Протоколы для интерфейсов A, B и C, глава 7 "Семейство сверхтонких полос (TS-UNB) при разделении телеграмм"), дополнительное назначение восьми разных шаблонов скачкообразного изменения повторений привело бы к остаточной вероятности 0,2%, что привело бы к полному взаимному уничтожению двух шаблонов скачкообразного изменения при случайном совпадении T0. Случайное совпадение отправки двумя передатчиками данных в момент T0 зависит от рабочего цикла и длительности подпакета, и обычно лежит в диапазоне нескольких промилле.
Далее описываются ограничения на поведение временных характеристик. В качестве ограничений по времени в пункте 2) было введено разделение кадра на N/C кластеров с C подпакетами, причем отдельные подпакеты кластеров всегда имеют те же временные интервалы, что и их соседние подпакеты. В пункте 3) в целях экономии электроэнергии было введено минимальное время TA_min между подпакетами, ниже которого опускаться нельзя. Как правило, можно констатировать, что чем меньше частотный диапазон, доступный для N подпакетов с его (L-2S) возможными частотами, которые будут заняты, тем важнее псевдослучайный принцип временных интервалов tn,(n+1) между кластерами. Необходимо прояснить, в какой степени этот случайный принцип может поддерживаться из-за переменного многоступенчатого смещения по времени TW (см. фиг. 31b), требуемого в пункте 4) для шаблонов скачкообразного изменения повторения. Во всяком случае, тот факт, что один и тот же шаблон скачкообразного изменения используется в случае повторения, может рассматриваться как положительный по отношению к псевдослучайному принципу.
Учитывая вышеупомянутые ограничения, возникает структура TSMA-шаблона140, показанная на фиг. 32.
Более подробно, фиг. 32 схематически показывает на диаграмме структуру шаблона скачкообразного изменения 140 в способе TSMA. При этом по ординате отложена частота в частотных каналах, а по абсциссе время. Другими словами, фиг. 32 показывает структуру TSMA-шаблона 140 с конфигурацией кластеров и занятостью частотного канала.
Для лучшего понимания параметры на рис. 32 по мере необходимости исключительно в качестве примера дополнены конкретными цифрами: L=44, S=4, N=24, C=3. Из-за отклонения частоты генератора от его номинальной частоты, каждая из S=4 полос частот заблокирована для занятости подпакета, оставляя 36 полос частот для 24 подпакетов, соответственно для 8 кластеров.
Это приводит к описываемым ниже степеням свободы в отношении занятости частотного канала. Поскольку каждый из 3 подпакетов в 8 кластерах может иметь один и тот же частотный интервал, может зарезервировать по меньшей мере 8 дополнительных полос частот, оставляя максимальный сдвиг в 28 полос частот для базового назначения из 3 подпакетов. Например, может быть выполнено любое относительное назначение с 3 разными полосами частот. Максимально возможное качание частоты в соседних подпакетах, например, в случае базовых назначений (1,28,14) или (1,24,12), оказалось выгодным с точки зрения позднейшей оптимизации. Закрепление отдельных кластеров относительно друг друга может также происходить случайным образом. Например, в базовых назначениях (1,28,14) порядок чисел {1,2,3,4,5,6,7,8} может произвольным образом переставляться относительно друг друга (команда программы Matlab: randperm(8)), и каждое из этих 8 разных значений может добавляться в базовое назначение, чтобы получить выделение частот для подпакетов в 8 кластерах. В базовых назначениях (1,24,12) возможна даже перестановка 12 исходных значений (команда Matlab: randperm(12)), и первые 8 значений могут быть добавлены к соответствующим базовым назначением (1,24,12). Если требуется создать две группы шаблонов скачкообразного изменения, например, две группы из 8 шаблонов скачкообразного изменения с и без повторения, рекомендуется использовать два базовых назначения с разным качанием частот. В этом случае полные кластеры не могут сталкиваться между группами.
Это приводит к описываемым ниже степеням свободы в отношении временных интервалов. Здесь необходимо определить 2 имеющихся временных интервала между 3 подпакетами кластеров, а также 7 временных интервалов между 8 кластерами. При этом нельзя опускаться ниже некоторого минимального времени TA_min. Верхний предел времени TA_max получается из спецификации на длительность кадра Tframe. Определение случайных временных интервалов можно осуществить методом бросания игральной кости (команда Matlab: ΔT=TA_min + (TA_max-TA_min)·rand(7,1)). При этом также рекомендуется использовать разные временные интервалы подпакетов в кластерах, если планируется создать две разные группы шаблонов скачкообразного изменения. Что касается временных интервалов между кластерами в шаблонах скачкообразного изменения повторений, можно проверить, почему сдвиг посредством многоступенчатого временного смещения TW не приводит к наложению подпакетов и до какой степени соблюдается TA_min между всеми перемежающимися подпакетами. Если это не так, можно еще раз выполнить масштабирование времени. Следует также отметить, что в указанной выше команде Matlab эквидистантные временные интервалы ΔT могут быть также достигнуты, если установить равенство TA_max=TA_min.
В способе "Telegramm Splitting Multiple Access (TSMA)" сообщение разделяется на много малых подпакетов 142 как по времени, так и по частоте в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения 140. Из-за асинхронной передачи и разных дрейфов частоты отдельных сенсорных узлов 100 подпакеты 142 "размазываются" как по времени, так и по доступному спектру частоты. Если все сенсорные узлы 100 имеют одну и ту же шаблон скачкообразного изменения, с увеличением числа участников подпакеты разных участников (в худшем случае все) все больше и все чаще накладываются по времени и создают помехи друг другу. Чем больше подпакеты 142 в кадре 120 искажаются подпакетами от других участников, тем выше вероятность, что коррекция ошибок на стороне приемника не удастся, и что возникнут ошибки передачи.
Изобретение обеспечивает набор шаблонов скачкообразного изменения, который идеально минимизирует степень пакетных ошибок (частота появления ошибочных кадров или пакетов, соответственно FER, PER) в системе радиопередачи. Это сделано в предположении, что все участники радиопередачи используют один и тот же набор шаблонов скачкообразного изменения. Что касается расположения радиочастот в шаблоне скачкообразного изменения, возможно только конечное (хотя обычно довольно большое) число перестановок путем введения дискретных радиоканалов, тогда как размещение подпакетов 142 по времени ведет к чрезмерно большому числу возможных перестановок, т.е., шаблонов скачкообразного изменения, из-за непрерывности временной оси. Таким образом, "полный поиск" по всем возможным шаблонам скачкообразного изменения практически невозможен. Поэтому способ, лежащий в основе настоящего изобретения, основан на методе Монте-Карло, в котором из очень большого числа шаблонов скачкообразного изменения, генерированных псевдослучайным образом, выбирается набор с наилучшими характеристиками ожидаемой минимальной частоты ошибок при использовании подходящих критериев проектирования. Количество шаблонов скачкообразного изменения в этом наборе равно PAuswahlAuswahl.
Чтобы создать подходящие шаблоны скачкообразного изменения 140, требуется метрика, которая в идеале строго монотонно связана с ожидаемой степенью пакетных ошибок, т.е., минимизация которой в идеале также минимизирует частоту пакетных ошибок. Согласно изобретению, в качестве критерия проектирования можно рассматривать двумерную (2D) автокорреляцию и/или взаимную корреляцию шаблона скачкообразного изменения.
Функция Θx, x 2D-автокорреляции (autocorrelation function, ACF) матрицы X шаблона скачкообразного изменения 140, которая натянута на область длительностью Tframe, дискретизированную с кратными TA и занятым частотным спектром с L полосами частот, может быть определена следующим образом:
где L есть число строк матрицы X, а M=Tframe/TA число столбцов матрицы X. Если подпакет находится в соответствующем положении x(l, m) матрицы X, вход происходит в этом месте в матрице X с x(l, m) = 1, в ином случае x(l, m) = 0. Индексированные элементы X вне занятого диапазона также равны нулю:
x(l, m) = 0, l < 0 или l
L или m < 0 или m
M
Поскольку частота ошибок генератора на одного участника может по определению составлять максимальное отклонение S частотных каналов, частотный показатель f в ACF простирается от -2S до +2S. С другой стороны, временной показатель t может меняться от -Tframe до Tframe на Tframe/TA шагах. Таким образом, размерность ACF Θx, x составляет (4S+1)x(2M+1).
При желании в матрице X временной и частотной информации можно также учесть влияние помех от соседнего канала. Это важно, если фильтры приема в приемнике 110 не имеют избирательности в отношении помех от соседних каналов. Для этого можно ввести матрицу-вектор mMet = {конкретный канал, 1-ый соседний канал, 2-ой соседний канал и т.д.), которая вставляет соответствующую информацию в матрицу X. Например, если задать матрицу с mMet = {1, 0.5, 0.1}, в X будет стоять 1 в точке x(l, m), где предполагается наличие подпакета, и 0.5 в двух соседних позициях по частоте, x(l-1,m) и x(l+1,m). Соответственно, удаляясь дальше, в точках x(l-2,m) и x(l+2,m) стоят значения 0.1 для второго соседнего канала. Это индексирование может быть сделано во всех позициях, где подпакет находится в матрице X.
Фигуры 33a и 33b показывают два примера ACF. На фиг. 33a, помимо неизбежного главного максимума при t=f=0 (поскольку несмещенная последовательность наиболее похожа сама на себя, 2D-ACF имеет наибольшее значение для последовательности, несмещенной в обоих измерениях (время и частота), в данном случае имеется N столкновений подпакетов), и имеет 2 или 4 возможных второстепенных максимумов с амплитудами N/C каждый из-за образования кластера, то есть только значения, меньше или равные пороговому значению Ntreshold. Чем ниже этот порог, тем меньше подпакетов искажено в кадре, и вероятность ошибки передачи уменьшается. С другой стороны, на фиг. 33b показан менее предпочтительный шаблон скачкообразного изменения, в котором, например, в некоторых местах пороговое значение значительно превышено. Это повышает вероятность ошибок передачи.
Далее подробно описывается структура отдельных шагов.
На первом этапе проектирования генерируется Poptimum кандидатов шаблонов скачкообразного изменения, у которых второстепенные максимумы ACF не превышают заданного минимального порогового значения амплитуды Nthreshold ≥ C (C есть размер кластера). Генерация кандидатов шаблонов скачкообразного изменения проводится по методу Монте-Карло, согласно которому создаются шаблоны скачкообразного изменения, имеющие случайные шаблоны времени и частоты (в рамках упомянутых краевых условий, смотри выше). Если для порогового значения выполняется неравенство Nthreshold > C, число значений, превышающих C, должно быть как можно меньше.
Для этого можно рассортировать (4S+1)x(2M+1) элементов двумерной автокорреляционной функции Θx, x в порядке возрастания в векторе Vsort. Поскольку общая сумма остается приблизительно постоянной для всех элементов ACF для всех шаблонов скачкообразного изменения, и большинство элементов ACF имеют значения 0, 1 или C (полное столкновение кластеров), интерес представляют только значения, превышающие C, если таковые имеются. Поэтому достаточно рассмотреть только vACF последних элементов Vsort, т.е. Vsort(end-vACF+1:end). Таким образом, в качестве критерия (заданная характеристика автокорреляции), может быть определено, что сумма SUMACF этих vACF элементов по возможности не должна превышать пороговое значение Ssum_ACF_threshold = (vACF-1)·C+N. Если для этого не найдено достаточного количества разных шаблонов скачкообразного изменения, значение Ssum_ACF_threshold можно шагами повышать на единицу, пока не станет доступно достаточное количество Poptimum шаблонов скачкообразного изменения. В частности, если помехи от соседних каналов включены в расчет 2D-ACF посредством матрицы-вектора mMet, пороговое значение суммы Ssum_ACF_threshold может значительно увеличиться.
Если нужно искать различные наборы шаблонов скачкообразного изменения 140, первый этап проектирования может повторяться с новым набором параметров. Например, может возникнуть желание сгенерировать несколько наборов скачков с разными отклонениями генератора и оптимизировать их вместе. Разные отклонения генератора могут привести к разным защитным полосам S, что приведет к изменению степени свободы возможного заполнения подпакета. В этой связи, изменяются также некоторые параметры при расчете ACF. Или должен быть создан новый набор шаблонов скачкообразного изменения, который позволит создавать многократные повторения с использованием многоступенчатого временного смещения TW. При этом требования меняются в зависимости от временных характеристик. Если предполагается пакетное чередование перемежающегося размещения шаблонов скачкообразного изменения, можно определить и указать кратчайшее расстояние между двумя исходными подпакетами шаблона скачкообразного изменения, которое затем устанавливает временной сдвиг TW. В этом случае временной сдвиг TW должен выбираться так, чтобы он был значительно больше минимального времени TA_min.
Первый этап проектирования, то есть поиск P1optimum кандидатов для набора шаблонов скачкообразного изменения, проводится полностью независимо от поиска P2optimum кандидатов другого набора шаблонов. При этом все спецификации параметров в шаблонах (кластер, частотный шаблон, временные интервалы и т.д.) и параметры проектирования (Nthreshold, Vsort, число строк и столбцов в 2D-ACF Θx, x и т.д.) могут меняться произвольно. Объединение всех проектных кандидатов выполняется только на втором этапе проектирования, т.е. при расчете взаимной корреляции.
Если ищется заданное число PAuswahl различных шаблонов скачкообразного изменения, каждая отдельная пара шаблонов скачкообразного изменения должна быть по возможности ортогональна другой, а отдельные двумерные матрицы взаимной корреляции (2D-CCF)
двух шаблонов скачкообразного изменения с матрицами X и Y должны иметь как можно более низкие максимальные значения, так как высокие максимальные значения потенциально соответствуют большому числу столкновений подпакетов в одном кадре при радиопередаче. Временной индекс функции Θx, y меняется с постоянным шагом Tframe/TA от -Tframe до Tframe. С другой стороны, частотный индекс f функции взаимной корреляции CCF обычно может меняться от -(Sx+Sy) до +(Sx+Sy), так как два рассматриваемые шаблона скачкообразного изменения могут иметь разные отклонения в их частотных ошибках (частоты отклонений генератора). Фигуры 34a и 34b снова показывают два примера 2D-CCF: благоприятный случай (фиг. 34a) и неблагоприятный случай (фиг. 34b).
На втором этапе проектирования, исходя из выбранных ранее Poptimum кандидатов в шаблоны скачкообразного изменения с их соответствующими 2D-автокорреляционными последовательностями Θx, x, причем возможны все (Poptimum-1)x(Poptimum) из них, обычно можно рассчитать разные последовательности взаимной корреляции Θx, y. В каждой 2D-CCF значения Θx, y могут быть затем снова рассортированы в порядке возрастания (аналогично способу с 2D-ACF), и можно рассчитать сумму vCCF последних элементов, т.е., SUMCCF=sum(Vsort(end- vCCF+1:end)) и сохранить ее в квадратной матрице OvCCF размером (Poptimum x Poptimum).
Если на первом этапе проектирования для разных наборов шаблонов скачкообразного изменения были вычислены 2D-автокорреляционные последовательности Θx, x, различные наборы кандидатов (P1optimum и P2optimuim) обрабатываются последовательно, и в результате образуется квадратная матрица OvCCF размером (P1optimum+P2optimum) x (P1optimum+P2optimum), содержащая все последовательности взаимной корреляции Θx, y всех возможных комбинаций.
На третьем этапе ищутся PAuswahl разных шаблонов скачкообразного изменения 140, которые имеют наиболее благоприятные характеристики 2D-CCF по отношению друг к другу, поскольку они коррелируют со сравнительно низким максимальным числом столкновений подпакетов в кадре. Для этого можно оценить характеристики ((PAuswahl-1) ·PAuswahl)/2 разных 2D-CCF, исходя из сохраненных сумм SUMCCF в матрице OvCCF. Те PAuswahl разных шаблонов скачкообразного изменения, у которых полная сумма по ((PAuswahl-1)PAuswahl)/2 разным промежуточным суммам SUMCCF из OvCCF дает минимальный результат, дает оптимальные PAuswahl шаблонов скачкообразного изменения. Поскольку в контексте расширенного моделирования Монте-Карло целью является PAuswahl <<Poptimum, в соответствии с биномиальным коэффициентом "Poptimum на PAuswahl", существуют разные возможности комбинирования, не все из которых требуется обрабатывать. Таким образом, PAuswahl шаблонов скачкообразного изменения всегда могут снова случайным образом выбираться из Poptimum имеющихся шаблонов скачкообразного изменения (команда Matlab: F=randperm(1:Poptimum) и PatternAuswahl=F(1:PAuswahl)), и полная сумма GS может всегда быть рассчитана из различных промежуточных сумм SUMCCF. При соответствующем большом размере выборки имеется локальный минимум полной суммы, который затем дает желаемый набор из PAuswahl шаблонов скачкообразного изменения.
После того как на первом этапе проектирования были рассчитаны последовательности 2D-автокорреляции Θx, x разных наборов шаблонов скачкообразного изменения, проводится случайный, всегда допускающий перестановку выбор P1Auswahl схем из P1Optimum имеющихся шаблонов скачкообразного изменения набора 1, а также случайный, всегда допускающий перестановку выбор P2Auswahl шаблонов из P2Optimum имеющихся шаблонов скачкообразного изменения набора 2. Для этого набора шаблонов скачкообразного изменения [P1Auswahl, P2Auswahl] рассчитывается полная сумма GS из разных промежуточных сумм SUMCCF, и затем выбирается набор с локальным минимумом.
Полный процесс проектирования и степени свободы при определении шаблонов скачкообразного изменения еще раз проиллюстрированы на фиг. 35. Рассматривается возможность оптимизации нескольких наборов шаблонов скачкообразного изменения одновременно, но только указывается.
В частности, фиг. 35 показывает блок-схему способа 260 генерации шаблонов скачкообразного изменения согласно одному варианту осуществления.
На первом этапе 262 процесс 260 запускается.
На втором этапе 264 n устанавливается равным 1, где n есть управляющая переменная.
На третьем этапе 266 случайным образом генерируется шаблон скачкообразного изменения. При этом могут учитываться вышеупомянутые степени свободы в отношении частоты занятости канала, например, назначение частотного канала подпакетам с базовым назначением подпакетов внутри кластера и упорядочение кластеров относительно друг друга. Кроме того, может учитываться вышеупомянутая степень свободы в отношении временных интервалов, например, определение временных интервалов внутри кластера и между кластерами.
На четвертом этапе 268 можно рассчитать автокорреляционную функцию случайно выбранного шаблона скачкообразного изменения. Например, можно провести расчет 2D-ACF Θx, x(f, t). Кроме того, значения 2D-ACF могут быть сохранены в вектор vsort. Кроме того, можно сформировать промежуточную сумму из заданного числа наибольших значений амплитуды автокорреляционной функции, SUMACF=sum(vsort(end-vACF+1:end)).
На пятом этапе 270 можно определить, имеет ли сгенерированный случайным образом шаблон скачкообразного изменения заданные характеристики автокорреляции. Например, может быть определено, не превышают ли второстепенные максимумы ACF шаблона скачкообразного изменения заданного минимального порогового значения амплитуды Nthreshold ≥ C (C есть размер кластера), в частности, может быть определено, не превышает ли сумма SUMACF этих vACF элементов (промежуточная сумма) пороговое значение суммы Ssum_ACF_threshold, например, (vACF-1)·C+N.
Если шаблон скачкообразного изменения не имеет заданных характеристик автокорреляции, повторяется третий шаг. Если шаблон скачкообразного изменения содержит заданные характеристики автокорреляции, процесс продолжается.
На шестом этапе 272 можно сохранить шаблон скачкообразного изменения (с заданными характеристиками автокорреляции) и матрицу X. Кроме того, индекс n можно увеличить на единицу, n=n+1.
На седьмом этапе 274 можно проверить, доступно ли оптимальное число Poptimum шаблонов скачкообразного изменения.
Если оптимального числа Poptimum шаблона скачкообразного изменения не имеется, повторяется третий этап 266. Если оптимальное число Poptimum схемы скачков доступно, процесс продолжается.
На восьмом этапе 276 определяется, следует ли генерировать новый набор шаблонов скачкообразного изменения. Если это так, повторяется второй этап 264. Если нет, процесс продолжается. Кроме того, может быть определено, должен ли генерироваться дополнительный необязательный набор шаблонов скачкообразного изменения для другого набора параметров, например, другого смещения генератора или другой структуры кластеров, имеющих измененные временные интервалы или частотные скачки.
На девятом этапе 278 рассчитываются функция взаимной корреляции между шаблонами скачкообразного изменения с заданными характеристиками автокорреляции. Например, можно выполнить расчет 2D-CCF Θx, y(f, t) для всех наборов шаблонов скачкообразного изменения, при этом значения 2D-CCF могут быть сохранены в векторе vsort, можно рассчитать промежуточные результаты SUMCCF=sum(vsort(end-vCCF+1:end)), и промежуточные результаты SUMCCF могут быть сохранены в матрицу OvCCF.
На десятом этапе 280 n может быть установлено равным 1, а TSthreshold можно установить равным большому порогу, например, 106.
На одиннадцатом этапе 282 шаблоны скачкообразного изменения P1Auswahl снова случайным образом выбираются из имеющихся первых шаблонов скачкообразного изменения P1optimum, а шаблоны скачкообразного изменения P2Auswahl снова случайным образом выбираются из имеющихся вторых шаблонов скачкообразного изменения P2optimum. Для этого P1optimum разных чисел случайным образом выбираются в случайной последовательности (F1=randperm(1: P1optimum)) методом бросания игральной кости, и P2optimum разных числе случайным образом выбираются в случайной последовательности (F2=randperm(1: P2Optimum)) методом бросания игральной кости. Для этого можно выбрать первый P1Auswahl, шаблон Pattern1Auswahl=F(1: P1Auswahl), и можно выбрать первые P2Auswahl, Pattern2Auswahl=F(1: P2Auswahl). Исходя из Pattern1Auswahl и Pattern2Auswahl, можно рассчитать полную сумму GS из отдельных промежуточных сумм SUMCCF, которые находятся в матрице OvCCF, путем присваивания PAuswahl = [P1Auswahl; P2Auswahl].
На двенадцатом этапе 282 может быть определено выполнение условия GS≤GSthreshold. Если GS≤GSthreshold не удовлетворяется, n увеличивается на единицу, n=n+1, и повторяется этап 282. Если GS≤GSthreshold, порогу GStreshold присваивается значение GS, и процесс продолжается.
На тринадцатом этапе 286 выбранный шаблон скачкообразного изменения может сохраняться.
На четырнадцатом этапе 288 можно определить, выполняется ли условие n ≥ прерывание. Если условие n ≥ прерывание не выполняется, n увеличивается на единицу, n=n+1, и повторяется одиннадцатый этап 282. Если n ≥ прерывание выполняется, процесс завершен.
15.2. Генерация шаблонов скачкообразного изменения для TSMA с низкой задержкой
В разделе 15.1 были разработаны различные группы шаблонов скачкообразного изменения для способа TSMA, которых имеют благоприятные характеристики 2D-автокорреляции или 2D-взаимной корреляции. Каждый шаблон состоит из N подпакетов длительностью TBurst каждый. Эти N подпакетов были размещены почти случайным образом по времени и/или по частоте. Чтобы упростить детектирование шаблонов для приемника, C последовательных подпакетов было объединено в так называемый кластер, причем указанные подпакеты были идентичны друг другу в том, что касается временных и частотных интервалов. Справедливо следующее: N/C|N k : k·N/C=N. Средняя продолжительность шаблона скачкообразного изменения составляла TFrame, что значительно превышало фактическую длительность N подпакетов, равную N·TBurst, поскольку между двумя соседними подпакетами была введена случайная пауза в передаче с временным интервалом ΔT (TA_min ≤ ΔT ≤ TA_max), чтобы батарея могла "отдохнуть". Значения по умолчанию для минимального интервала TA_min и максимального интервала TA_max оставались в силе для кластера и для временных интервалов между кластерами.
Поскольку временной интервал ΔT между двумя подпакетами был значительно больше, чем фактическая длительность подпакета TBurst, в разделе 15.1 допускались перемежающиеся повторения. При этом повторяющиеся подпакеты двух шаблонов вкладывались по времени друг в друга кадр за кадром. Чтобы время передачи TFrame+ TRep было как можно более низким для обоих повторений, было принято чередующееся перемежение, когда подпакеты первой и второй передач чередовались.
До настоящего времени общим для всех шаблонов является то, что для передачи N подпакетов требовалась длительность TFrame.
Однако, имеются IoT-приложения, в которых пакет данных должен передаваться за значительно более короткое время, чем прежняя продолжительность кадра TFrame, т.е. так называемый режим с низкой задержкой. Для этого необходимо создать один новый шаблон (первый шаблон скачкообразного изменения 160), так называемый шаблон с низкой задержкой. Кластерная структура с N/C кластерами должна сохраняться, и можно использовать один из базовых кластеров. Единственное требование, которое отменяется, состоит в том, что C последовательных подпакетов объединяются в так называемый кластер.
Эта проблема решается путем вкладывания как можно большего числа кластеров друг в друга. Если интервал ΔT ≥TA_min недостаточен для перемежения всех N/C кластеров в базовом кластере, присоединяется новый базовый кластер, в котором оставшиеся кластеры снова вкладываются друг в друга. В результате новый минимальный временной интервал TA_min_LOW_DELAY значительно короче, чем TFrame (TA_min_LOW_DELAY приблизительно равно TFrame/4).
Благодаря сохранению базовых кластеров и выбору одинаковой синхронизирующей последовательности в подпакетах и одинаковой скорости передачи данных, для обоих режимов можно осуществить частично общее детектирование. Приемник одновременно выполняет восстановление символа, корреляцию подпакетов и взаимную корреляцию кластеров. Только корреляция телеграммы должна выполняться отдельно из-за перемежения. Это приводит к значительной экономии вычислительной мощности для обнаружения в обоих режимов.
Фиг. 36 показывает на диаграмме пример занятости канала передачи при передаче первого множества подпакетов данных 162, распределенных по времени и частоте в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения 160. Другими словами, фиг. 36 показывает пример осуществления перемежения в таком шаблоне с низкой задержкой.
Как можно видеть на фиг. 36, первый шаблон скачкообразного изменения 162 может содержать множество подшаблонов скачкообразного изменения (кластеров) 1651-1654, которые представляют собой сдвинутые по времени и/или частоте версии друг друга, причем множество подшаблонов скачкообразного изменения (кластеров) 1651-1654 вкладываются друг друга так, что подпакеты данных 162, приписанные разным подшаблонам (кластерам) 1651-1654, передаются по очереди.
Например, подпакеты данных 1621, 1625 и 1629 могут передаваться распределенными по времени и частоте в соответствии с первым подшаблоном скачкообразного изменения (кластером) 1651, а подпакеты данных 1622, 1626 и 16210 могут передаваться распределенными по времени и частоте в соответствии со вторым подшаблоном скачкообразного изменения (кластером) 1652, тогда как подпакеты данных 1623, 1627 и 16211 могут передаваться распределенными по времени и частоте в соответствии с третьи подшаблоном скачкообразного изменения (кластером) 1653, и подпакеты данных 1624, 1628 и 16212 могут передаваться распределенными по времени и частоте в соответствии с четвертым подшаблоном скачкообразного изменения (кластером) 1654.
В некоторых вариантах осуществления на стороне передатчика данных базовые кластеры могут вкладываться друг в друга.
В некоторых вариантах осуществления на стороне приемника данных детектирование нормального режима и режима с низкой задержкой могут выполняться вместе вплоть до корреляции кластеров.
15.3. Шаблоны скачкообразного изменения для TSMA с низкой задержкой
Далее в качестве примера определяется конкретная второй шаблон скачкообразного изменения 160 (шаблон скачкообразного изменения с низкой задержкой), который может использоваться, например, для передачи данных первого класса (данные с более высоким приоритетом и/или более высокими требованиями к максимальной продолжительности передачи).
Согласно изобретению, для однократной передачи данных посредством шаблона скачкообразного изменения может использоваться шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, шаблон скачкообразного изменения частоты или комбинация шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты.
Схема скачков частоты может представлять собой шаблон скачкообразного изменения частоты, имеющую 24 скачка, как показано в таблице на фиг. 37, где строка таблицы описывает шаблон скачкообразного изменения частоты, а каждый столбец таблицы является скачком схемы скачков частоты, и каждая ячейка таблицы указывает частоту передачи соответствующего скачка в шаблоне скачкообразного изменения частоты, выраженную в несущих с UCG_C0 до UCG_C23.
Другими словами, фиг. 37 приводит в таблице определение шаблона скачкообразного изменения частоты с низкой задержкой (значения в несущих с USG_C0 до UCG_C23) для допусков на кристалл (допуск на генератор колебаний) ±20 ppm.
Шаблон скачкообразного изменения временных интервалов может быть шаблоном, содержащим 24 скачка, показанных в таблице на фиг. 38, причем в таблице с фиг. 38 строка показывает шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, каждый столбец таблицы показывает скачок в шаблоне скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, и каждая ячейка таблицы указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственно следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных.
Другими словами, фиг. 38 приводит в таблице определение шаблона скачкообразного изменения временных интервалов с низкой задержкой (значения кратные длительностям символов) для допуска на кристалл (допуск на генератор колебаний) ±20 ppm. Из-за того, что длина 24 подпакетов данных может колебаться, схема скачков временных интервалов задается между центрами 24 подпакетов данных.
В комбинированном шаблоне скачкообразного изменения, состоящим из шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты, соответствующий шаблон скачкообразного изменения временных интервалов и соответствующий шаблон скачкообразного изменения частоты могут иметь одинаковое число строк в соответствующей таблице.
Хотя некоторые аспекты изобретения были описаны в контексте устройства, следует понимать, что указанные аспекты относятся также к описанию соответствующего способа, так что блок или структурный компонент устройства следует понимать также как соответствующий этап способа или как отличительный признак этапа способа. По аналогии с этим, аспекты, которые были описаны в контексте способа или как этап способа, относятся также к описанию соответствующего блока или детали или признака соответствующего устройства. Некоторые или все этапы способа могут быть выполнены с использованием аппаратного устройства, такого, например, как микропроцессор, программируемый компьютер или электронная схема. В некоторых вариантах осуществления один или несколько наиболее важных этапов способа могут быть выполнены посредством такого устройства.
Сигнал, закодированный согласно изобретению, такой как аудиосигнал, или видеосигнал, или сигнал транспортного потока, может быть сохранен на цифровом носителе данных или может быть передан на среду передачи данных, такую как беспроводная или проводная линия передачи, например, интернет.
Аудиосигнал, закодированный согласно изобретению, может быть сохранен на цифровом носителе данных или может быть передан на среду передачи данных, такую как беспроводная или проводная линия передачи, например, интернет.
В зависимости от требований конкретного применения, варианты изобретения могут быть реализованы в виде аппаратного или программного обеспечения. Реализация может быть осуществлена с использованием цифрового носителя информации, например, дискеты, DVD, диска Blu-ray, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM или флэш-памяти, жесткого диска или любой другого магнитного или оптического запоминающего устройства, в котором хранятся электронно-считываемые управляющие сигналы, которые могут взаимодействовать или взаимодействуют с программируемой вычислительной системой таким образом, чтобы выполнялся соответствующий способ. Поэтому цифровой носитель информации может быть машиночитаемым.
Некоторые варианты осуществления изобретения включают в себя носитель данных, который содержит электронно-читаемые управляющие сигналы, способные взаимодействовать с программируемой вычислительной системой, чтобы можно было реализовать любой из способов, описанных в настоящем документе.
Как правило, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в виде компьютерного программного продукта, имеющего программный код, причем программный код эффективен для осуществления любого из способов, когда компьютерный программный продукт выполняется на компьютере.
Программный код также может храниться, например, на машиночитаемом носителе.
Другие варианты осуществления включают компьютерную программу для реализации любого из описанных здесь способов, причем указанная компьютерная программа хранится на машиночитаемом носителе.
Другими словами, вариант осуществления способа по изобретению является компьютерной программой, содержащей программный код для осуществления любого из описанных здесь способов, когда компьютерная программа выполняется на компьютере.
Таким образом, следующий вариант осуществления способа по изобретению представляет собой носитель данных (или среду для запоминания цифровых данных или машиночитаемый носитель), на котором записана компьютерная программа для реализации любого из описанных здесь способов. Носитель данных, среда для запоминания цифровых данных или машиночитаемый носитель обычно являются не разрушаемыми при отключении питания, то есть энергонезависимыми.
Таким образом, следующий вариант осуществления способа по изобретению представляет собой поток данных или последовательность сигналов, представляющих компьютерную программу для реализации любого из способов, описанных в данном документе. Поток данных или последовательность сигналов могут быть предназначены, например, для передачи по линии передачи данных, например, через интернет.
Следующий вариант осуществления включает в себя процессорный блок, например, компьютер или программируемое логическое устройство, сконфигурированный или адаптированный для выполнения любого из способов, описанных в данном документе.
Следующий вариант осуществления включает в себя компьютер, на котором установлена компьютерная программа для реализации любого из описанных здесь способов.
Следующий вариант осуществления изобретения включает устройство или систему, выполненные с возможностью передавать на приемник компьютерную программу для реализации по меньшей мере одного из описанных здесь способов. Передача может быть, например, электронной или оптической. Приемник может представлять собой, например, компьютер, мобильное устройство, запоминающее устройство или аналогичное устройство. Устройство или система могут включать файловый сервер, например, для передачи компьютерной программы приемнику.
В некоторых вариантах осуществления программируемое логическое устройство (например, программируемая пользователем вентильная матрица, FPGA) может использоваться для осуществления некоторых или всех функциональных возможностей описанных здесь способов. В некоторых вариантах осуществления программируемая пользователем вентильная матрица может взаимодействовать с микропроцессором для выполнения любого из способов, описанных в данном документе. Обычно способы в некоторых вариантах осуществления выполняются любым аппаратным устройством. Указанное аппаратное устройство может быть любым универсально применимым аппаратным обеспечением, таким как компьютерный процессор (CPU), или может быть аппаратным обеспечением, специфичным для способа, таким как специализированная интегральная схема (ASIC).
Например, описанные здесь устройства могут быть реализованы с использованием аппаратного устройства, или с использованием компьютера, или использованием комбинации аппаратного устройства и компьютера.
Описанные здесь устройства или любые компоненты описанных здесь устройств могут быть реализованы, по меньшей мере частично, в виде аппаратного оборудования и/или программного обеспечения (компьютерная программа).
Например, описанные в настоящем документе способы могут быть реализованы с использованием аппаратного устройства, или использования компьютера, или использования комбинации аппаратного устройства и компьютера.
Описанные здесь способы или любые компоненты описанных здесь способов могут быть реализованы, по меньшей мере частично, посредством аппаратного оборудования и/или программного обеспечения.
Вышеописанные варианты осуществления являются просто иллюстрацией принципов настоящего изобретения. Разумеется, другие специалисты в данной области способны оценить модификации и варианты описанных здесь конфигураций и особенностей. Поэтому предполагается, что изобретение ограничено только объемом следующей формулы, а не частными деталями, которые были представлены в настоящем документе посредством описания и обсуждения вариантов осуществления.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ПЕРЕМЕЖЕНИЕ ДЛЯ ПЕРЕНОСА ТЕЛЕГРАММ С ПЕРЕМЕННЫМ КОЛИЧЕСТВОМ ПОДПАКЕТОВ И ПОСЛЕДУЮЩЕЕ ДЕКОДИРОВАНИЕ | 2017 |
|
RU2748466C2 |
| СООБЩЕНИЕ АУТЕНТИФИЦИРОВАННОГО ПОДТВЕРЖДЕНИЯ И АКТИВАЦИИ | 2018 |
|
RU2749748C2 |
| ОПТИМИЗИРОВАННЫЕ ШАБЛОНЫ СКАЧКООБРАЗНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ДЛЯ РАЗНЫХ СЕНСОРНЫХ УЗЛОВ И ПЕРЕМЕННЫХ ДЛИН ДАННЫХ НА ОСНОВЕ СПОСОБА ПЕРЕДАЧИ С РАЗБИЕНИЕМ ТЕЛЕГРАММЫ | 2017 |
|
RU2749846C2 |
| СИСТЕМНАЯ КОМБИНАЦИЯ АСИНХРОННОЙ И СИНХРОННОЙ РАДИОСИСТЕМ | 2020 |
|
RU2797490C2 |
| ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОДНОКАНАЛЬНОГО ПРИЕМНИКА ДЛЯ ПРИЕМА МНОГОКАНАЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ | 2018 |
|
RU2761442C1 |
| ОПТИМИЗИРОВАННОЕ СОЧЕТАНИЕ ПРЕАМБУЛЫ И ПОЛЕЙ ДАННЫХ ДЛЯ СЕТЕЙ ДАТЧИКОВ, ИМЕЮЩИХ НИЗКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, НА ОСНОВЕ СПОСОБА РАЗДЕЛЕНИЯ ТЕЛЕГРАММ | 2017 |
|
RU2750043C2 |
| ПЕРЕМЕННЫЕ ДЛИНЫ СУБ-ПАКЕТОВ ДЛЯ РАЗБИЕНИЯ ТЕЛЕГРАММЫ В СЕТЯХ С НИЗКИМ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ | 2017 |
|
RU2717544C1 |
| ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ | 2007 |
|
RU2427961C2 |
| КОНКРЕТНЫЕ ШАБЛОНЫ ПЕРЕСКОКА ДЛЯ ПОВТОРЯЮЩЕЙСЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДАННЫХ И СПОСОБЫ ДЛЯ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ | 2018 |
|
RU2742208C1 |
| ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ КОД С НЕНУЛЕВЫМ КОМПЛЕКСНЫМ ВЗВЕШИВАНИЕМ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ МНОЖЕСТВОМ АНТЕНН | 2002 |
|
RU2276463C2 |
Изобретение относится к области беспроводной связи. Техническим результатом является уменьшение времени задержки в коммуникационных сетях на основе разделения телеграмм. Упомянутый технический результат достигается тем, что способ включает этап передачи данных первого класса от передатчика данных на приемник данных, причем данные первого класса передаются разделенными на первое множество подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и этап передачи данных второго класса от передатчика данных или другого передатчика данных на приемник данных, причем данные второго класса передаются разделенными на второе множество подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения. При этом паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения. 17 н. и 60 з.п. ф-лы, 44 ил.
1. Передатчик данных, выполненный с возможностью разделения данных первого класса на первое множество подпакетов данных и передачи первого множества подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные второго класса на второе множество подпакетов данных и передавать второе множество подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или
причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
2. Передатчик данных по п. 1, причем данные первого класса имеют более высокий приоритет и/или более высокие требования к максимальной продолжительности передачи, чем данные второго класса.
3. Передатчик данных по п. 1, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные третьего класса на третье множество подпакетов данных и передавать третье множество подпакетов данных, используя третий шаблон скачкообразного изменения;
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с третьим шаблоном скачкообразного изменения.
4. Передатчик данных по п. 3, причем данные второго класса имеют более высокий приоритет и/или более высокие требования к максимальной продолжительности передачи, чем данные третьего класса.
5. Передатчик данных по п. 1, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделения данных первого класса или первого пакета данных, содержащего данные первого класса, на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы каждый из первого множества подпакетов данных содержал только часть данных первого класса или первого пакета данных, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные второго класса или второго пакета данных, содержащего данные второго класса, на второе множество подпакетов данных таким образом, чтобы каждый из второго множества подпакетов данных содержал только часть данных второго класса или второго пакета данных.
6. Передатчик данных по п. 1, причем первое множество подпакетов данных содержит меньше подпакетов, чем второе множество подпакетов данных.
7. Передатчик данных по п. 1, причем передатчик данных выполнен с возможностью передавать данные первого класса с более высокой скоростью передачи данных или другим способом модуляции, чем данные второго класса.
8. Передатчик данных по п. 1, причем передатчик данных выполнен с возможностью принимать первое сообщение синхронизированно по времени с передачей данных первого класса, используя первый шаблон скачкообразного изменения, и причем передатчик данных выполнен с возможностью принимать второе сообщение синхронизированно по времени с передачей данных второго класса, используя второй шаблон скачкообразного изменения;
причем временной интервал между первым шаблоном скачкообразного изменения и первым сообщением меньше, чем временной интервал между вторым шаблоном скачкообразного изменения и вторым сообщением.
9. Передатчик данных по п. 8, причем первое сообщение является первым сообщением по нисходящему каналу передачи, которое передается разделенным на множество подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения в нисходящей связи, причем второе сообщение является вторым сообщением по нисходящему каналу передачи, которое передается разделенным на множество подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения в нисходящей связи, причем паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством первого шаблона скачкообразного изменения в нисходящей связи, короче, чем паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством второго шаблона скачкообразного изменения в нисходящей связи.
10. Передатчик данных по п. 1, причем передатчик данных выполнен с возможностью, после передачи данных первого класса, принимать от приемника данных подтверждение приема, сигнализирующее об успешном приеме данных первого класса.
11. Передатчик данных по п. 10, причем передатчик данных выполнен с возможностью принимать от приемника данных подтверждение приема, накладывающееся по времени с отправкой
данных первого класса с использованием первого шаблона скачкообразного изменения
или данных второго класса с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
так чтобы по меньшей мере один подпакет данных, передаваемый с использованием соответствующего шаблона скачкообразного изменения, находился между двумя подпакетами данных шаблона скачкообразного изменения, с которым было отправлено подтверждение приема приемником данных.
12. Передатчик данных по п. 1, причем передатчик данных выполнен с возможностью канального кодирования данных первого класса и их передачи с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных первого класса требовалась только первая группа подпакетов данных, и так, чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем первая группа подпакетов данных передается по времени раньше, чем вторая группа подпакетов данных.
13. Передатчик данных по п. 1, причем данные первого класса содержат основную информацию и расширенную информацию, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные первого класса на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы первая группа подпакетов данных содержала основную информацию, а вторая группа подпакетов данных содержала расширенную информацию, причем первая группа подпакетов данных передается по времени раньше, чем вторая группа подпакетов данных.
14. Передатчик данных по п. 1, причем передатчик данных выполнен с возможностью рассчитывать первый шаблон скачкообразного изменения, используя адресную информацию передатчика данных или информацию, выведенную из нее, так что первый шаблон скачкообразного изменения сам идентифицирует передатчик данных.
15. Передатчик данных по п. 14, причем передатчик данных выполнен с возможностью рассчитывать первый шаблон скачкообразного изменения, используя зависящую от времени или зависящую от события информацию передатчика данных.
16. Передатчик данных по п. 14, причем передатчик данных выполнен с возможностью заранее передавать кодированную или зашифрованную информацию о первом шаблоне скачкообразного изменения приемнику данных.
17. Передатчик данных по п. 1, причем первый шаблон скачкообразного изменения назначается приемнику данных базовой станцией.
18. Передатчик данных по п. 1, причем передатчик данных выполнен с возможностью получать от базовой станции коммуникационной сети короткую адресную информацию, которая короче, чем адресная информация, однозначно идентифицирующая передатчик данных в коммуникационной сети, и использовать ее при отправке с первым шаблоном скачкообразного изменения.
19. Передатчик данных по п. 1, причем первый шаблон скачкообразного изменения назначается передатчику данных базовой станцией в соответствии с частотой использования и/или приоритетом.
20. Передатчик данных по п. 19, причем передатчик данных выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы при передаче с ошибками достигалась более высокая эффективность кодирования путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных.
21. Передатчик данных, выполненный с возможностью канального кодирования данных и их разделения на множество подпакетов данных и передачи первого множества подпакетов данных в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения;
причем передатчик данных выполнен с возможностью канально кодировать данные и распределять их по множеству подпакетов данных таким образом, что при безошибочной передаче для успешного декодирования данных требуется только первая группа подпакетов данных,
причем паузы в передаче между подпакетами первой группы подпакетов данных меньше, чем паузы в передаче между подпакетами второй группы подпакетов данных, передаваемых после первой группы подпакетов данных,
причем передатчик данных выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы при передаче с ошибками достигалась более высокая эффективность кодирования путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных.
22. Передатчик данных, выполненный с возможностью разделять данные на множество подпакетов данных и передавать множество подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью повторно передавать множество подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения;
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
23. Передатчик данных по п. 22, причем первый шаблон скачкообразного изменения простирается на две отдельные частотные полосы.
24. Передатчик данных по п. 22, причем передатчик данных выполнен с возможностью дважды передавать данные с использованием первого шаблона скачкообразного изменения в двух отдельных полосах частот.
25. Передатчик данных по п. 22, причем передатчик данных выполнен с возможностью отправлять данные с использованием второго шаблона скачкообразного изменения в двух отдельных полосах частот.
26. Передатчик данных по п. 22, причем передатчик данных выполнен с возможностью дважды передавать данные с использованием второго шаблона скачкообразного изменения в двух отдельных полосах частот.
27. Передатчик данных по п. 22, причем передатчик данных выполнен с возможностью отправлять с чередованием данные с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и повторно с использованием второго шаблона скачкообразного изменения таким образом, чтобы по меньшей мере один подпакет данных, передаваемый в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, находился между двумя подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения.
28. Передатчик данных по п. 21 или 22, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные второго класса на второе множество подпакетов данных и передавать второе множество подпакетов с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
29. Передатчик данных, выполненный с возможностью отправлять данные первого класса, используя пакет данных, и причем передатчик данных выполнен с возможностью повторно отправлять данные, используя множество подпакетов данных, причем множество подпакетов данных отправляется в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения,
причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные второго класса на второе множество подпакетов данных и передавать второе множество подпакетов с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
30. Передатчик данных по п. 29, причем передатчик данных выполнен с возможностью также повторно отправлять данные первого класса, используя дополнительный пакет данных.
31. Передатчик данных по п. 30, причем передатчик данных выполнен с возможностью отправлять с чередованием по времени данные первого класса, используя дополнительный пакет данных и используя множество подпакетов данных таким образом, чтобы дополнительный пакет данных находился по времени между двумя подпакетами из множества подпакетов данных.
32. Передатчик данных по п. 29, причем передатчик данных выполнен с возможностью выбирать временной интервал между отправкой пакета данных и множества подпакетов данных таким по величине, чтобы в упомянутом временном интервале можно было принимать подтверждение приема от приемника данных.
33. Передатчик данных по п. 1, или 21, или 22, или 29, причем первый шаблон скачкообразного изменения содержит множество подшаблонов скачкообразного изменения, которые представляют собой сдвинутые по времени и/или частоте версии друг друга;
причем передатчик данных выполнен с возможностью передавать первое множество подпакетов данных в соответствии с множеством подшаблонов скачкообразного изменения;
причем множество подшаблонов скачкообразного изменения чередуются друг с другом таким образом, что подпакеты данных, соответствующие разным подшаблонам скачкообразного изменения, передаются поочередно.
34. Передатчик данных по п. 33, причем передатчик данных выполнен с возможностью обеспечить первое множество подпакетов данных и второе множество подпакетов данных с одинаковыми синхронизирующими последовательностями для синхронизации первого множества подпакетов данных и второго множества подпакетов данных в приемнике данных.
35. Приемник данных, выполненный с возможностью принимать, используя первый шаблон скачкообразного изменения, данные первого класса, переданные разделенными на первое множество подпакетов данных, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать, с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, данные второго класса, переданные разделенными на второе множество подпакетов данных;
причем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или
причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
36. Приемник данных по п. 35, причем данные первого класса имеют более высокий приоритет и/или более высокие требования к максимальной продолжительности передачи, чем данные третьего класса.
37. Приемник данных по п. 35, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать, используя третий шаблон скачкообразного изменения, данные третьего класса, которые передаются разделенными на третье множество подпакетов данных;
причем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии с третьим шаблоном скачкообразного изменения.
38. Приемник данных по п. 37, причем данные второго класса имеют более высокий приоритет и/или более высокие требования к максимальной продолжительности передачи, чем данные третьего класса.
39. Приемник данных по п. 35, причем данные первого класса или первый пакет данных, содержащий данные первого класса, разделены на первое множество подпакетов данных таким образом, что каждый из первого множества подпакетов данных содержит только часть данных первого класса или первого пакета данных, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать и объединять первое множество подпакетов данных, чтобы получить данные первого класса, и/или
причем данные второго класса или второй пакет данных, содержащий данные второго класса, разделен на второе множество подпакетов данных таким образом, что каждый из второго множества подпакетов данных содержит только часть данных второго класса или второго пакета данных, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать и объединять второе множество подпакетов данных, чтобы получить данные второго класса.
40. Приемник данных по п. 35, причем первое множество подпакетов данных содержит меньше подпакетов, чем второе множество подпакетов данных.
41. Приемник данных по п. 35, причем данные первого класса передаются с более высокой скоростью передачи данных или другим способом модуляции, чем данные второго класса.
42. Приемник данных по п. 35, причем приемник данных выполнен с возможностью передавать первое сообщение синхронизированно по времени с приемом данных первого класса, используя первый шаблон скачкообразного изменения, и причем приемник данных выполнен с возможностью передавать второе сообщение синхронизированно по времени с приемом данных второго класса с использованием второго шаблона скачкообразного изменения;
причем временной интервал между первым шаблоном скачкообразного изменения и первым сообщением меньше, чем временной интервал между вторым шаблоном скачкообразного изменения и вторым сообщением.
43. Приемник данных по п. 42, причем первое сообщение представляет собой первое сообщение по нисходящему каналу передачи, передаваемое разделенным на множество подпакетов данных в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения в нисходящей связи, причем второе сообщение представляет собой второе сообщение по нисходящему каналу передачи, передаваемое разделенным на множество подпакетов данных в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения в нисходящей связи, при этом паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством первого шаблона скачкообразного изменения в нисходящей связи, короче, чем паузы в передаче между множеством подпакетов данных, передаваемых посредством второго шаблона скачкообразного изменения в нисходящей связи.
44. Приемник данных по п. 35, причем приемник данных выполнен с возможностью отправлять, в ответ на успешный прием данных первого класса, подтверждение приема, сигнализирующее об успешном приеме данных первого класса;
причем приемник данных выполнен с возможностью отправлять подтверждение приема только для данных первого класса, но не для данных второго класса.
45. Приемник данных по п. 44, причем приемник данных выполнен с возможностью отправлять подтверждение приема, используя шаблон скачкообразного изменения, налагающийся по времени с приемом
данных первого класса с использованием первого шаблона скачкообразного изменения
или данных второго класса с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
таким образом, чтобы по меньшей мере один подпакет данных, передаваемый в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения или вторым шаблоном скачкообразного изменения, находился между двумя подпакетами данных шаблона скачкообразного изменения, с которым отправляется подтверждение приема.
46. Приемник данных по п. 35, причем данные первого класса являются канально-кодированными, причем канально-кодированные данные первого класса распределены по первому множеству подпакетов данных так, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных первого класса требовалась только первая группа подпакетов данных, и так, чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем первая группа подпакетов данных передается раньше по времени, чем вторая группа подпакета данных;
причем приемник данных выполнен с возможностью декодировать первую часть канально-кодированных данных, принятых с первой группой подпакетов данных, чтобы получить данные первого класса, и, если декодирование данных первого класса не было успешным, для достижения более высокой эффективности кодирования, по меньшей мере одну вторую часть канально-кодированных данных, принятых с по меньшей мере одной второй группой подпакетов данных, объединять с первой частью канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные первого класса.
47. Приемник данных по п. 35, причем данные первого класса содержат основную информацию и расширенную информацию, причем данные первого класса разделены на первое множество подпакетов данных таким образом, что первая группа подпакетов данных содержит основную информацию, а вторая группа подпакетов данных содержит расширенную информацию, причем первая группа подпакетов данных передается раньше по времени, чем вторая группа подпакетов данных;
причем приемник данных выполнен с возможностью сначала принимать первую группу подпакетов данных, а затем принимать вторую группу подпакетов данных, чтобы получить основную информацию раньше расширенной информации.
48. Приемник данных по п. 35, причем первый шаблон скачкообразного изменения рассчитывается с использованием адресной информации передатчика данных или информации, выделенной из нее, так что первый шаблон скачкообразного изменения сам идентифицирует передатчик данных;
причем приемник данных выполнен с возможностью идентифицировать передатчик данных на основе первого шаблона скачкообразного изменения.
49. Приемник данных по п. 48, причем первый шаблон скачкообразного изменения рассчитывается с дополнительным использованием зависящей от времени или зависящей от события информации передатчика данных;
причем зависящая от времени или зависящая от события информация известна приемнику данных или передается зашифрованной в по меньшей мере одном подпакете из множества подпакетов данных или в другом пакете данных.
50. Приемник данных по п. 48, причем приемник данных выполнен с возможностью предварительно принимать закодированную или зашифрованную информацию о первом шаблоне скачкообразного изменения от передатчика данных.
51. Приемник данных по п. 35, причем приемник данных выполнен с возможностью назначать первый шаблон скачкообразного изменения передатчику данных.
52. Приемник данных по п. 35, причем приемник данных выполнен с возможностью назначения передатчику данных короткой адресной информации, которая короче, чем адресная информация, однозначно идентифицирующая передатчик данных в коммуникационной сети;
причем приемник данных выполнен с возможностью идентифицировать передатчик данных на основе короткой адресной информации.
53. Приемник данных по п. 35, причем приемник данных выполнен с возможностью назначения первого шаблона скачкообразного изменения передатчику данных в соответствии с частотой использования и/или приоритетом.
54. Приемник данных для приема канально-кодированных данных, причем канально-кодированные данные разделены на множество подпакетов данных и передаются распределенными в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, причем данные являются канально-кодированными таким образом и разделены на множество подпакетов данных таким образом, чтобы при безошибочной передаче для успешного декодирования данных требовалась только первая группа подпакетов данных, и причем паузы в передаче между подпакетами данных первой группы подпакетов данных меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных второй группы подпакетов данных, передаваемых после первой группы подпакетов данных;
причем приемник данных выполнен с возможностью принимать по меньшей мере первую группу подпакетов данных и декодировать часть канально-кодированных данных, принятых с первой группой подпакетов данных, чтобы получить данные;
причем приемник данных выполнен с возможностью, если декодирование данных не было успешным, для достижения более высокой эффективности кодирования, по меньшей мере одну вторую часть канально-кодированных данных, принятых с по меньшей мере одной второй группой подпакетов данных, объединять с первой частью канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные.
55. Приемник данных, выполненный с возможностью принимать данные разделенными на множество подпакетов данных и переданные с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и повторно с использованием второго шаблона скачкообразного изменения;
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
56. Приемник данных по п. 55, причем первый шаблон скачкообразного изменения распространяется на две отдельные полосы частот.
57. Приемник данных по п. 55, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать данные с использованием первого шаблона скачкообразного изменения дважды в двух отдельных полосах частот.
58. Приемник данных по п. 55, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать данные с использованием второго шаблона скачкообразного изменения в двух отдельных полосах частот.
59. Приемник данных по п. 55, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать данные с использованием второго шаблона скачкообразного изменения дважды в двух отдельных полосах частот.
60. Приемник данных по п. 55, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать с чередованием данные, передаваемые с использованием первого шаблона скачкообразного изменения и повторно передаваемые с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, так чтобы по меньшей мере один скачок второго шаблона скачкообразного изменения находился между двумя скачками первого шаблона скачкообразного изменения.
61. Приемник данных, выполненный с возможностью принимать данные первого класса, передаваемые с использованием пакета данных, и причем приемник данных выполнен с возможностью принимать данные, которые разделены на множество подпакетов данных и повторно передаются с использованием множества подпакетов данных, в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения,
причем приемник данных выполнен с возможностью принимать, с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, данные второго класса, которые передаются разделенными на второе множество подпакетов данных;
причем паузы в передаче между двумя подпакетами данных, принимаемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
62. Приемник данных по п. 61, причем приемник данных выполнен с возможностью также повторно принимать данные первого класса, используя дополнительный пакет данных.
63. Приемник данных по п. 62, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать с чередованием по времени данные первого класса, используя дополнительный пакет данных и используя множество подпакетов данных таким образом, что дополнительный пакет данных находится по времени между двумя подпакетами из множества подпакетов данных.
64. Приемник данных по п. 61, причем приемник данных выполнен с возможностью передавать подтверждение приема за временной интервал между приемом пакета данных и множества подпакетов данных.
65. Приемник данных по п. 54, или 55, или 61, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать, с использованием второго шаблона скачкообразного изменения, данные второго класса, передаваемые разделенными на второе множество подпакетов данных;
причем паузы в передаче между двумя подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
66. Приемник данных по п. 35, или 54, или 55, или 61, причем первый шаблон скачкообразного изменения содержит множество подшаблонов скачкообразного изменения, которые представляют собой сдвинутые по времени и/или частоте версии друг друга;
причем приемник данных выполнен с возможностью принимать первое множество подпакетов данных в соответствии с множеством подшаблонов скачкообразного изменения,
причем множество подшаблонов скачкообразного изменения чередуются друг с другом так, чтобы подпакеты данных, соответствующие разным подшаблонам скачкообразного изменения, передавались поочередно.
67. Система передачи данных от передатчика данных на приемник данных, причем система содержит:
передатчик данных по п. 1, или 21, или 22, или 29,
приемник данных по п. 35, или 54, или 55, или 61.
68. Способ передачи данных, содержащий следующие этапы:
передача данных первого класса от передатчика данных на приемник данных, причем данные первого класса передают разделенными на первое множество подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения;
передача данных второго класса от упомянутого передатчика данных или другого передатчика данных на приемник данных, причем данные второго класса передают разделенными на второе множество подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения;
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
69. Машиночитаемый носитель данных, содержащий сохраненную на нем компьютерную программу для осуществления способа по п. 68.
70. Передатчик данных, выполненный с возможностью передавать данные, разделенные на множество подпакетов данных, распределенными по времени и/или частоте в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения,
причем шаблон скачкообразного изменения является шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов, шаблоном скачкообразного изменения частоты или комбинацией шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты,
причем шаблон скачкообразного изменения временных интервалов представляет собой указанный в следующей таблице шаблон скачкообразного изменения временных интервалов с 24 скачками:
причем строка в таблице означает шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, причем каждый столбец является скачком в шаблоне скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, при этом каждая ячейка в таблице указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственно следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных;
причем шаблон скачкообразного изменения частоты является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения частоты с 24 скачками:
причем строка в таблице является шаблоном скачкообразного изменения частоты, причем каждый столбец таблицы является скачком в шаблоне скачкообразного изменения частоты, причем каждая ячейка в таблице указывает несущую частоту соответствующего скачка в шаблоне скачкообразного изменения частоты, в несущих от UCG_C0 до UCG_C23.
71. Передатчик данных по п. 70, причем данные являются данными первого класса, причем множество подпакетов данных является первым множеством подпакетов данных, и причем шаблон скачкообразного изменения является первым шаблоном скачкообразного изменения;
причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные второго класса на второе множество подпакетов данных и передавать второе множество подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
72. Приемник данных, выполненный с возможностью приема данных, которые передаются разделенными на множество подпакетов данных в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения распределенными по времени и/или частоте,
причем шаблон скачкообразного изменения является шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов, шаблоном скачкообразного изменения частоты или комбинацией шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты,
причем шаблон скачкообразного изменения временных интервалов является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов с 24 скачками:
причем строка в таблице является шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов, причем каждый столбец в таблице представляет скачок шаблона скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, причем каждая ячейка в таблице указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственного следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных;
причем шаблон скачкообразного изменения частоты является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения частоты с 24 скачками:
причем строка в таблице является шаблоном скачкообразного изменения частоты, причем каждый столбец в таблице является скачком шаблона скачкообразного изменения частоты, причем каждая ячейка в таблице указывает несущую частоту соответствующего скачка шаблона скачкообразного изменения частоты, в несущих от UCG_C0 до UCG_C23.
73. Приемник данных по п. 72, причем данные являются данными первого класса, причем множество подпакетов данных является первым множеством подпакетов данных, и причем шаблон скачкообразного изменения является первым шаблоном скачкообразного изменения;
причем приемник данных выполнен с возможностью принимать данные второго класса, передаваемые разделенными на второе множество подпакетов данных, распределенными по времени или частоте в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения;
- причем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, принимаемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения.
74. Способ передачи данных, причем способ содержит этап, на котором:
передают данные с использованием шаблона скачкообразного изменения,
причем шаблон скачкообразного изменения является шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов, шаблоном скачкообразного изменения частоты или комбинацией шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты,
причем шаблон скачкообразного изменения временных интервалов является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов с 24 скачками:
причем строка таблицы является шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов, причем каждый столбец в таблице является скачком шаблона скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, причем каждая ячейка в таблице указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственно следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных;
причем шаблон скачкообразного изменения частоты является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения частоты с 24 скачками:
причем строка в таблице является шаблоном скачкообразного изменения частоты, причем каждый столбец в таблице представляет скачок шаблона скачкообразного изменения частоты, причем каждая ячейка в таблице указывает несущую частоту соответствующего скачка шаблона скачкообразного изменения частоты, в несущих от UCG_C0 до UCG_C23.
75. Способ приема данных, причем способ содержит этап, на котором
принимают данные с использованием шаблона скачкообразного изменения,
причем шаблон скачкообразного изменения является шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов, шаблоном скачкообразного изменения частоты или комбинацией шаблона скачкообразного изменения временных интервалов и шаблона скачкообразного изменения частоты,
причем шаблон скачкообразного изменения временных интервалов является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения временных интервалов с 24 скачками:
причем строка в таблице представляет шаблон скачкообразного изменения временных интервалов, причем каждый столбец в таблице представляет скачок шаблона скачкообразного изменения временных интервалов, начиная со второго скачка, так что каждый шаблон скачкообразного изменения временных интервалов содержит 24 скачка, причем каждая ячейка в таблице указывает временной интервал от точки отсчета соответствующего скачка до такой же точки отсчета непосредственно следующего скачка в продолжительностях символа, предпочтительно кратных;
причем шаблон скачкообразного изменения частоты является указанным в следующей таблице шаблоном скачкообразного изменения частоты с 24 скачками:
причем строка в таблице представляет шаблон скачкообразного изменения частоты, причем каждый столбец в таблице представляет скачок шаблона скачкообразного изменения частоты, причем каждая ячейка в таблице указывает несущую частоту соответствующего скачка шаблона скачкообразного изменения частоты, в несущих от UCG_C0 до UCG_C23.
76. Передатчик данных, выполненный с возможностью разделения данных первого класса на первое множество подпакетов данных и передачи первого множества подпакетов данных с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью разделять данные второго класса на второе множество подпакетов данных и передавать второе множество подпакетов данных с использованием второго шаблона скачкообразного изменения,
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения,
причем передатчик данных выполнен с возможностью канально кодировать данные первого класса и передавать с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем передатчик данных выполнен с возможностью распределять канально-кодированные данные первого класса на первое множество подпакетов таким образом, чтобы при безошибочной передаче требовалась только первая группа подпакетов данных для успешного декодирования данных первого класса, а чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем первая группа подпакетов данных передается по времени раньше, чем вторая группа подпакетов данных.
77. Приемник данных, выполненный с возможностью приема данных первого класса, которые передаются разделенными на первое множество подпакетов данных, с использованием первого шаблона скачкообразного изменения, причем приемник данных выполнен с возможностью принимать данные второго класса, которые передаются разделенными на второе множество подпакетов данных, с использованием второго шаблона скачкообразного изменения;
причем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, меньше, чем паузы в передаче между подпакетами данных, передаваемыми в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения, и/или причем подпакеты данных, передаваемые в соответствии с первым шаблоном скачкообразного изменения, короче, чем подпакеты данных, передаваемые в соответствии со вторым шаблоном скачкообразного изменения;
причем данные первого класса являются канально-кодированными и канально-кодированные данные первого класса разделены на первое множество подпакетов данных таким образом, чтобы при их безошибочной передаче требовалась только первая группа подпакетов данных для успешного декодирования данных первого класса, а чтобы при передаче с ошибками более высокая эффективность кодирования достигалась путем объединения первой группы подпакетов данных и второй группы подпакетов данных, причем первая группа подпакетов данных передается по времени раньше, чем вторая группа подпакетов данных;
причем приемник данных выполнен с возможностью декодировать первую часть канально-кодированных данных, принятых с первой группой подпакетов данных, чтобы получить данные первого класса, а если декодирование данных первого класса не было успешным, для достижения более высокой эффективности кодирования, по меньшей мере одну вторую часть канально-кодированных данных, принятых с по меньшей мере одной второй группой подпакетов данных, объединять с первой частью канально-кодированных данных и декодировать их, чтобы получить данные первого класса.
| US 7359343 B2, 15.04.2008 | |||
| KILIAN G et al., "Increasing Transmission Reliability for Telemetry Systems Using Telegram Splitting", IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, 03.2015, vol | |||
| Способ приготовления сернистого красителя защитного цвета | 1915 |
|
SU63A1 |
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| US 2016248550 A1, 25.08.2016 | |||
| US 8711801 B2, 29.04.2014 | |||
| ШАБЛОН И КОНФИГУРАЦИЯ СКАЧКООБРАЗНОЙ ПЕРЕСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ЗОНДИРУЮЩЕГО ОПОРНОГО СИГНАЛА | 2009 |
|
RU2485708C9 |
