DE69633384T2

DE69633384T2 - Unter einem einzigen betriebssystem arbeitendes zellulares kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69633384T2
Application number: DE69633384T
Authority: DE
Inventors: Gopalan N. Nair
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2016-02-01
Also published as: DE69633384D1; TW281844B; EP0809828A1; EP0809828A4; WO1996025711A1; AU4860796A; EP0809828B1; US5696699A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Verwandte Anmeldung(en)
Diese Anmeldung ist mit dem Patent US 5862491 „Use of Control Channel Information to Enhance Data Throughput of an Integrated Cellular Communication System" verwandt, die dem Zessionar der vorliegenden Erfindung übertragen und gleichzeitig mit dieser Anmeldung angemeldet ist.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme und insbesondere auf Daten- und Sprachkommunikationssysteme, die ein zellulares Netzwerk [Mobilfunknetzwerk] mit einem erweiterten Mobiltelefonsystem [Advance Mobile Phone System](AMPS) verwenden.
Beschreibung der verwandten Technik
Gemäß 1 umfaßt ein Datenkommunikationssystem zum Bereitstellen einer Kommunikation über ein Telefonnetzwerk einen Host-Computer 12 und ein Modem 14, das mit einer Wandsteckdose einer Telefonleitung verbunden ist, so dass Daten vom Modem 14 an ein Telefonnetzwerk 16 übertragen werden können. Ein zweites Modem 18 ist bereitgestellt, um die Daten von dem Modem 14 zu empfangen. Modem 18 empfängt die Daten von Telefonnetzwerk 16 und sendet sie an einen Host-Computer 20. Das in 1 gezeigte System ist ein übliches Datenkommunikationsnetzwerksystem für ein drahtgebundenes Telefonnetzwerk.
Ein herkömmliches drahtloses Kommunikationssystem ist in 2 gezeigt. Das drahtlose System umfasst einen Host-Computer 22, ein Modem 24, eine Modemschnittstelle 26, ein Mobiltelefon 28 und eine Basisstation 30. Das drahtlose System ist üblicherweise an das Telefonnetzwerk 16, Modem 18 und Host-Computer 20 gekoppelt. In diesem Fall ist Modem 18 ein Landleitungsmodem. In einem anderen Fall kann das Telefonnetzwerk 16 durch ein Mobiltelefon und eine Modemschnittstelle ersetzt werden, in der das Modem 18 ein mobiles Modem ist. Um Daten von dem Host-Computer 22 zu dem Host-Computer 20 zu übertragen, werden die Daten in dem Host-Computer 22 über das Modem 24 und Modemschnittstelle 26 zu Mobiltelefon 28 gesendet. Das Mobiltelefon 28 wiederum überträgt die Daten zu Basisstation 30. Basisstation 30 überträgt dann die Daten zu Telefonnetzwerk 16, das die Daten zu dem Host-Computer 20 über das Modem 18 sendet. Da Modem 24 von 2 gleich dem Modem 14 von 1 ist, ist die Modemschnittstelle 26 in dem in 2 gezeigten Netzwerksystem erforderlich. Wegen der Modemschnittstelle 26 weist Knoten 25 die gleichen Eigenschaften wie Knoten 15 von 1 auf. Die Modemschnittstelle 26 stellt einen Analogpfad mit geeigneten Protokollen bereit, um das Mobiltelefon 28 und die Basisstation 30 als ein Landleitungstelefonnetzwerk erscheinen zu lassen. Die Modemschnittstelle 26 wird verwendet, um das Signal am Knoten 25, das von dem Modem 24 ausgegeben wurde, in ein Signal umzuwandeln, das mit dem Mobiltelefon 28 kompatibel ist. Ebenfalls wandelt die Modemschnittstelle 26 das von Mobiltelefon 28 an Knoten 27 ausgegebene Signal in ein Signal um, das mit dem Modem 24 kompatibel ist. Wenn zum Beispiel der Host-Computer 22 versucht, eine Nummer zu wählen, erzeugt das Modem 24 ein Tonwahlsignal an Knoten 25. Das Mobiltelefon 28 kann jedoch das Tonwahlsignal nicht als eine Eingabe annehmen. Folglich wandelt die Modemschnittstelle 26 das Tonwahlsignal in eine andere Form um, die von Mobiltelefon 28 empfangen werden kann.
In 2 kann das Modem 24 intern oder extern zum Host-Computer 22 ausgeführt sein. Die Modemschnittstelle 26 kann eine externe Einrichtung oder eine in Modem 24 oder Mobiltelefon 28 eingebaute interne Einrichtung sein.
3a ist eine detaillierte Blockdarstellung von dem Modem 24, der Modemschnittstelle 26 und dem Mobiltelefon 28 von 2. Das Modem 24 umfasst eine Systemsteuerung A 43, eine Host-Schnittstelle 42, eine Datenpumpe 44, einen Digital-Analog(D/A)- und einen Analog-Digital(A/D)-Wandler 45 und eine Datenzugriffsanordnung (DAA) 46. Die Systemsteuerung A 43 steuert und betreibt die Host-Schnittstelle 42, die Datenpumpe 44, den D/A & A/D-Wandler 45 und die DAA 46. Die Datenpumpe 44 moduliert vom Host-Computer 22 aus 2 kommende Daten und demoduliert vom Mobiltelefon 28 kommende Daten. Der D/A wird dazu verwendet, Digitalsignale von der Datenpumpe 44 in Analogsignale umzuwandeln und der A/D wird dazu verwendet, vom Mobiltelefon 28 kommende Analogsignale in Digitalsignale für die Datenpumpe 44 umzuwandeln. DAA 46 wird als eine schützende Verbindungseinrichtung verwendet, die als Schnittstelle zwischen dem D/A & A/D-Wandler 45 und der Modemschnittstelle 26 dient.
Das Mobiltelefon 28 in 3a umfasst eine Systemsteuerung B 53 zum Steuern und Betreiben der Komponenten in dem Mobiltelefon 28 – eine analoge zellulare Sendeempfangseinrichtung 50 und eine Funk-Sendeempfangseinrichtung 52. Um Daten zu senden, empfängt die analoge zellulare Sendeempfangseinrichtung 50 Analogsignale von der Modemschnittstelle 26, verarbeitet die Signale im Analogbereich und erzeugt Signale, die in Funkwellen umgewandelt werden können. Um Daten zu empfangen, empfängt die Funk-Sendeempfangseinrichtung 52 Funkwellen und wandelt die Funkwellen in Analogsignale um, so dass sie die analoge zellulare Sendeempfangseinrichtung 50 im Analogbereich verarbeiten kann.
Das in 3a gezeigte drahtlose Kommunikationssystem weist verschiedene Nachteile auf. Als Erstes ist die Datenkommunikationsrate gering, da das drahtlose Kommunikationssystem eine analoge zellulare Sendeempfangseinrichtung verwendet, deren Eigenschaften für eine Sprachkommunikation, jedoch nicht für eine Datenkommunikation optimiert sind. Als Zweites neigen die Signale verschlechtert zu werden, da eine Signalumwandlung (d. h. Analog-Digital oder Digital-Analog) zwischen zwei Signalverarbeitungseinheiten (Datenpumpe 44 und analoge zellulare Sendeempfangseinrichtung 50) stattfindet, was die Leistungsfähigkeit herabsetzt. Idealerweise sollten alle Signale in einem Bereich (z. B. entweder digital oder analog) verarbeitet werden und entweder am Anfang oder am Ende der Signalverarbeitung in eine andere Form umgewandelt werden, um eine Signalverschlechterung zu vermeiden. Um in dem in 3a gezeigten System Daten zu senden, verarbeitet die Datenpumpe 44 Digitalsignale, der D/A & A/D-Wandler 45 wandelt die Digitalsignale in Analogsignale um und die analoge zellulare Sendeempfangseinrichtung 50 verarbeitet die verschlechterten Analogsignale. Wenn Signale von einer digitalen in eine analoge Form (oder von einer analogen in eine digitale Form) umgewandelt werden, werden die Signale verschlechtert, da der Umwandlungsprozess einige Informationen im Signal verliert und ein Rauschen in die Signale eingekoppelt wird. Wenn die verminderten Signale weiter verarbeitet werden, können sie die Leistungsfähigkeit weiter verringern. Zum Dritten kann sich Modem 24 nicht an dynamische Änderungen anpassen, die im Mobiltelefon 28 auftreten, und Mobiltelefon 28 kann sich nicht selbst an Änderungen anpassen, die in Modem 24 auftreten, da Modem 24 und Mobiltelefon 28 unter zwei getrennten Systemsteuerungen betrieben werden. Ein in 3a gezeigtes drahtloses Kommunikationssystem, das mit einem zellularen AMPS-Netzwerk verbunden ist, gestattet dem Modem nur Analogdaten und die emulierten PSTN- Typ -Informationen (wählen, besetzt etc.) zwischen dem Modem 24 und dem Mobiltelefon 28 zu übertragen. In der Tat sieht Modem 24 den Mobiltelefonkanal als einen Landleitungstelefonkanal an. Zusätzlich sind derzeit existierende zellulare Protokolle, wie zum Beispiel MNP10 und ETC, blind gegenüber den dynamischen Eigenschaften des Mobiltelefonkanals.
Ein in 3b gezeigtes drahtloses Kommunikationssystem des Standes der Technik ist dem in 3a gezeigten ähnlich, mit der Ausnahme, das es eine digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 72 anstatt einer analogen zellularen Sendeempfangseinrichtung verwendet. Da die zellulare Sendeempfangseinrichtung 72 digital ist, kann sie Signale genauer als die analoge zellulare Sendeempfangseinrichtung 50 verarbeiten. Da jedoch das drahtlose Kommunikationssystem eine digitale Ausführung verwendet, erfordert das System zwei zusätzliche A/D & D/A-Wandler. Folglich kann das System in 3b mehr Hardware erfordern, als das in 3a gezeigte System. Das System in 3b weist ähnliche Nachteile wie das in 3a gezeigte auf. Auf Grund der D/A & A/D-Wandler 65 und 70 empfängt und verarbeitet die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 72 verschlechterte Signale. Die Datenverschlechterung kann in diesem Fall größer sein, da das System zwei Umwandlungen erfordert, um Signale von der Datenpumpe 64 zur digital ausgeführten zellularen Sendeempfangseinrichtung 72 zu senden. Zusätzlich enthält das System in 3b gleich dem System in 3a zwei Systemsteuerungseinheiten: Systemsteuerung A 63 für Modem 24 und Systemsteuerung B 73 für Mobiltelefon 28. Da Modem 24 und Mobiltelefon 28 von zwei getrennten Systemsteuerungen gesteuert werden, wie vorstehend beschrieben, kann sich Modem 24 nicht an die dynamischen Änderungen anpassen, die im Mobiltelefon 28 auftreten und Mobiltelefon 28 kann sich nicht an die Änderungen anpassen, die im Modem 24 auftreten.
Die internationale Patentanmeldung WO 91 07044A mit dem Titel „Data and Voice Transmission over a Cellular Telephone System" des Erfinders Walker C. Morris wurde am 16. Mai 1991 veröffentlicht. Die Morris-Referenz beschreibt ein Verfahren zur Reduzierung von Fehlern, wenn Daten über ein Mobiltelefon übertragen werden. Die Morris-Referenz zeigt und beschreibt ein Modem, das einen mit einem Mobiltelefon mit einer Steuerungseinheit verbunden Mikrocontroller aufweist. Die Morris-Referenz beschreibt ein modifiziertes Datenübertragungsprotokoll (MNP), das in einem Softwareprogramm für das Modem eingesetzt wird, um Fehler zu beheben. Gemäß der Morris-Referenz schaltet ein Satz von AT-Befehlen das Modem zwischen einem normalen Modus und dem MNP-Modus um. Im normalen Modus behandelt das Modem die Datenübertragung wie ein herkömmliches Modem. Im MNP-Modus, der für die Verwendung des Mobiltelefons bei der Übertragung vom Modem zwingend erforderlich ist, wird eine Fehlerkorrektur und Kompression durchgeführt.
Es wird deshalb vorteilhaft sein, ein drahtloses Kommunikationssystem bereitzustellen, das (a) eine Systemsteuerungseinheit für alle Komponenten des Systems aufweist, so dass die verschiedenen Komponenten des Systems angepasst und eingestellt werden können, so wie die Parameter der anderen Kompo nenten oder die dynamischen Eigenschaften des zellularen Kanals variieren, und (b) die gesamte Signalverarbeitung in einem Bereich ausführt, um die Signalverschlechterung zu reduzieren. In der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein drahtloses Kommunikationssystem, das unter einer Systemsteuerungseinheit betrieben wird, verbesserte Protokolle auszuführen, die einen Nutzen aus den Steuerkanalinformationen und den Nachrichten ziehen, die zwischen einer Basisstation und einer zellularen Sendeempfangseinrichtung verbreitet werden.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein integriertes zellulares Daten-/Sprachkommunikationssystem bereit, in dem alle Komponenten unter einer einzelnen Systemsteuerungseinheit betrieben werden, so dass die verschiedenen Komponenten des Systems angepasst und eingestellt werden können, so wie sich die Parameter der anderen Komponenten oder die dynamischen Eigenschaften des zellularen Kanals ändern.
Das zellulare Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung umfasst: (a) eine Datenpumpe zum Ausführen der Modemsignalverarbeitung; (b) eine zellulare Sendeempfangseinrichtung, die mit der Datenpumpe zur Ausführung des zellularen Signalprotokolls und der Signalaufbereitung kommunikativ gekoppelt ist; (c) einen Digital-Analog (D/A)- und einen Analog-Digital(A/D)-Wandler, der mit der zellularen Sendeempfangseinrichtung kommunikativ gekoppelt ist; (d) eine mit dem D/A & A/D-Wandler kommunikativ gekoppelte Funk-Sendeempfangseinrichtung zum Senden und Empfangen von Steuerbefehlen und Funkwellen; (e) eine Host-Schnittstelle, um eine Schnittstelle der Datenpumpe mit einem Host-Computer zu bilden; und (f) eine einzelne Systemsteuerungseinheit zur Steuerung der Host-Schnittstelle, der Datenpumpe, der zellularen Sendeempfangseinrichtung, des D/A & A/D-Wandlers und der Funk-Sendeempfangseinrichtung, so dass die Host-Schnittstelle, die Datenpumpe, die zellulare Sendeempfangseinrichtung, der D/A & A/D-Wandler und die Funk-Sendeempfangseinrichtung unter einem einzelnen Betriebssystem oder einer Echtzeit-Ablaufsteuerung betrieben wird.
Sowohl die zellulare Sendeempfangseinrichtung als auch die Datenpumpe wirken in einem digitalen Bereich, ohne daß eine Digital-Analog- oder Analog-Digital-Wandlung zwischen diesen zwei Einheiten auftritt. Die Datenpumpe, die zellulare Sendeempfangseinrichtung und die Systemsteuerungseinheit können sich in einem einzelnen digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Chip, in einem einzelnen Mikroprozessorchip oder einer Mehrzahl von DSP- oder Mikroprozessorchips befinden.
Das zellulare Kommunikationssystem kann auch eine Audioeinheit umfassen, die (a) ein Mikrofon zum Umwandeln erster Schallwellen in ein erstes Signal, (b) einen Lautsprecher zur Umwandlung eines zweiten Signals in zweite Schallwellen und (c) eine kommunikativ mit dem Mikrofon, dem Lautsprecher und der zellularen Sendeempfangseinrichtung gekoppelte Kodier- und Dekodier(CODEC)-Einheit zur Umwandlung des ersten Signals in ein drittes Signal und zum Senden des dritten Signals zur zellularen Sendeempfangseinrichtung und zur Umwandlung eines vierten, von der zellularen Sendeempfangseinrichtung empfangenen Signals in das zweite Signal aufweist. Die CODEC-Einheit kann eine nichtlineare Umwandlungsfunktion oder eine lineare Umwandlungsfunktion ausführen.
Die zellulare Sendeempfangseinrichtung umfasst einen Signalaufbereitungsblock, der Filter, Vorverzerrungs-/Nachverzerrungs-Einheiten und Kompressions- und Expansionseinheiten aufweist, deren Eigenschaften in Abhängigkeit davon, ob sie Audiosignale oder Datensignale verarbeiten, einstellbar sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wobei gilt:
1 zeigt eine Blockdarstellung eines Datenkommunikationsnetzwerksystems des Standes der Technik für ein drahtgebundenes Telefonnetzwerk.
2 zeigt eine Blockdarstellung eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerksystems des Standes der Technik.
3a zeigt eine detaillierte Blockdarstellung eines Teils des in 2 gezeigten, drahtlosen Kommunikationsnetzwerksystems, das eine analoge zellulare Sendeempfangseinrichtung aufweist.
3b zeigt eine detaillierte Blockdarstellung eines Teils des in 2 gezeigten, drahtlosen Kommunikationsnetzwerksystems, das eine digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung aufweist.
4 zeigt ein digitales drahtloses Kommunikationsnetzwerksystems, das unter einer Systemsteuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird.
5 zeigt eine detaillierte Blockdarstellung der Datenpumpe von 4.
6 zeigt eine Blockdarstellung der digital ausgeführten zellularen Sendeempfangseinrichtung von 4.
7a zeigt einen Graphen dar, der die Beziehung zwischen einem Eingang und einem Ausgang einer für Audiosignale verwendeten Kompressionsfunktion.
7b zeigt eine graphische Beziehung zwischen einem Eingang und einem Ausgang einer gemäß der vorliegenden Erfindung für Datensignale verwendeten Kompressionsfunktion.
8a zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen einem Eingang und einem Ausgang einer für Audiosignale verwendeten Expansionsfunktion darstellt.
8b zeigt eine graphische Beziehung zwischen einem Eingang und einem Ausgang einer gemäß der vorliegenden Erfindung für Datensignale verwendeten Expansionsfunktion.
9a zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Verwendung von Steuerkanalinformationen zur Verbesserung des Datendurchsatzes eines drahtlosen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
9b zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres Verfahren zur Verwendung von Steuerkanalinformationen zur Verbesserung des Datendurchsatzes eines drahtlosen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 zeigt ein Computersystem, das ein drahtloses Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt Verfahren und eine Einrichtung zur Ausführung eines drahtlosen Kommunikationssystems zur Verfügung, das den Betrieb aller Komponenten des Systems unter einer Systemsteuerungseinheit gestattet, so dass sich die verschiedenen Komponenten auf Änderungen, die in anderen Komponenten auftreten, einstellen und anpassen können, und sich so die Effizienz der Kommunikation über das drahtlose Kommunikationsnetzwerk erhöht. In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, wie zum Beispiel detaillierte Blockdarstellungen und Signalablaufdiagramme, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Es wird jedoch von Fachleuten verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung ohne derartige spezifische Einzelheiten ausgeführt werden kann. In anderen Fällen wurden bekannte Steuerungsstrukturen und Gatterpegelschaltungen [gate level circuits] nicht detailliert gezeigt, um die vorliegende Erfindung nicht zu verschleiern. Sobald den Fachleuten die nachstehenden, verschiedenen Funktionen bereitgestellt werden, werden sie in der Lage sein, die erforderlichen Logikschaltungen ohne übermäßiges Experimentieren auszuführen.
Es wird jetzt auf 4 Bezug genommen, in der ein drahtloses Kommunikationssystem 91 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Das drahtlose Kommunikationssystem 91 umfasst eine Systemsteuerungseinheit 93 zur Steuerung verschiedener Komponenten des drahtlosen Kommunikationssystems 91 und eine Dateneinheit 97 zur Verarbeitung von Datensignalen, die von einem Host-Computer empfangen wurden, oder Datensignalen, die von einer digital ausgeführten zellularen Sendeempfangseinrichtung 96 empfangen wurden. Das drahtlose Kommunikationssystem 91 umfasst ferner eine Audioeinheit 108 zur Verarbeitung von Audiosignalen, die von einer digital ausgeführten zellula ren Sendeempfangseinrichtung 96 empfangen wurden oder die zu einer digital ausgeführten zellularen Sendeempfangseinrichtung 96 gesendet werden sollen. Die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 empfängt Datensignale von der Dateneinheit 97 oder Audiosignale von der Audioeinheit 108. Der D/A & A/D-Wandler 98 umfasst eine D/A-Schaltung und eine A/D-Schaltung. Die D/A-Schaltung wird zur Umwandlung von Signale in einem digitalen Bereich in analoge zellulare Signale verwendet. Die A/D-Schaltung wird zur Umwandlung von den von Funk-Sendeempfangseinrichtung 100 empfangenen analogen zellularen Signale in digitale Signale verwendet. Funk-Sendeempfangseinrichtung 100 wird unter Verwendung von zwei verschiedenen Arten von Kanälen – Steuerkanäle und Sprachkanäle – verwendet, entweder Funkwellen zu einer Basisstation zu senden oder Funkwellen von einer Basisstation zu empfangen.
Die Dateneinheit 97 umfasst eine Host-Schnittstelle 92, um eine Schnittstelle des drahtlosen Kommunikationssystems 91 zu einer Datenendeinrichtung (DTE) zu bilden, wie zum Beispiel einem Host-Computer, und eine Datenpumpe 94 zur Ausführung der Modemsignalverarbeitung. Es wird auf 5 Bezug genommen, in der eine Hochgeschwindigkeits-Modemdatenpumpe 94 üblicherweise einen Signalaufbereitungsblock 200, einen Modulator 202 und einen adaptiven Kompensationsblock 204 enthält. Der adaptive Kompensationsblock 204 führt adaptive Empfängeralgorithmen aus, die die Parameter der Datenpumpe 94 so einstellen, dass die Parameter optimal auf die Eigenschaften eines entfernten Modems und des Übertragungskanals abgestimmt werden können. Die in der Datenpumpe 94 verwendeten adaptiven Empfängeralgorithmen können Funktionsblöcke enthalten, wie zum Beispiel eine automatische Verstärkungssteuerung 206, einen Zeitsteuerungsinterpolator 208, einen Entzerrer 210, eine Trägerphasennachführung 212 etc. Eine Demodulatorfunktion für die Datenpumpe 94 kann in jedem der oben erwähnten Funktionsblöcke (z. B. automatische Verstärkungssteuerung 206, Zeitsteuerungsinterpolator 208, Entzerrer und Trägerphasennachführung 212) enthalten oder als ein separater Funktionsblock in 204 ausgeführt sein.
Die automatische Verstärkungssteuerung 206 gleicht die am Eingang der Datenpumpe ankommenden, unterschiedlichen Signalpegel aus und übergibt den anderen Funktionsblböcken in 204 angemessen stabile Eingangspegel. Sehr oft sind die Zeitsteuerungsfrequenzen der Datenpumpe eines entfernten Modems in einem Sendemodus und die der Datenpumpe des lokalen Modems in einem Empfangsmodus etwas verschieden. Der Zeitsteuerungs-interpolator kann erforderlich sein, die lokale Zeitsteuerung adaptiv einzustellen, so dass sie mit der entfernten Zeitsteuerung identisch ist. Der Entzerrer 210 gleicht adaptiv die Amplitude des Übertragungskanals und Laufzeitverzerrungen aus. Die Trägerphasennachführung 212 korrigiert adaptiv Fehler, die aufgrund der Unterschiede zwischen der Zeitsteuerung der Datenpumpe des lokalen Modems und der Zeitsteuerung der Trägerfrequenz der Datenpumpe des entfernten Modems auftreten.
Die Audioeinheit 108 umfasst ein Mikrofon 104, einen Lautsprecher 106 und eine Kodier/Dekodier(CODEC)-Einheit 102. Das Mikrofon 104 empfängt Schallwellen und wandelt sie in elektrische Audiosignale um. Der Lautsprecher 106 empfängt elektrische Audiosignale, wandelt sie in Schallwellen um und überträgt die Schallwellen in die Luft. Die CODEC-Einheit 102 wird unter Anwendung einer nichtlinearen Umwandlungsfunktion, zum Beispiel das m-Gesetz oder A-Gesetz oder eine lineare Umwandlungsfunktion, verwendet, Signale zu kodieren oder zu dekodieren.
Die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 verarbeitet entweder digitale Datensignale oder Audiosignale. Da die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 Signale im digitalen Bereich verarbeitet, ist kein D/A & A/D-Wandler zwischen der Dateneinheit 97 und der digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 erforderlich. Da es keine Digital-Analog-Umwandlung zwischen der Dateneinheit 97 und der digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 gibt, ergibt sich eine geringere Verminderung der Signalqualität.
Es wird jetzt auf 6 Bezug genommen, in der die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 einen ersten Block 111 umfasst, der zellulare Signalprotokolle zur Kommunikation mit der Basisstation ausführt, und einen zweiten Block 113, der eine Signalaufbereitung zur Kommunikation mit einer entfernten Einheit durch die Basisstation ausführt. Im ersten Block 111 verarbeitet die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 verschiedene zellulare Signalprotokolle, wie zum Beispiel Punktierungsmuster, Signalgebungston(ST)-Generierung, Signalgebungs-Mustererkennung und -generierung und Manchester-Kodierung/Dekodierung. Die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 behandelt auch andere zellulare Signalgebungsprotokolle, wie zum Beispiel die Steuerung verschiedener Phasen der Anrufherstellung, Übergaben und Beendigung. Es sei angemerkt, dass die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 andere zellulare Signalgebungsprotokolle verarbeiten kann, die vorstehend nicht aufgeführt sind. Alle zellularen Signalgebungsprotokolle werden auf dem gleichen digitalen Prozessor ausgeführt oder sie laufen als eine Gruppe von Prozessen unter dem gleichen Betriebssystem oder Steuerprogramm. Solange die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 die zellularen Protokolle steuert, erzeugt und verarbeitet, bestimmt die Systemsteuerungseinheit 93, wann die Signale zu senden sind und was mit den Signalen zu tun ist.
Im zweiten Block 113 umfasst die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 einen CODEC-Treiber 146, um eine Schnittstelle zwischen den Softwarefunktionen der digital ausgeführten zellularen Sendeempfangseinrichtung 96 und der CODEC-Einheit 102 zu bilden. Wenn die CODEC-Einheit 102 eine nichtlineare Umwandlungsfunktion verwendet, werden ein Kodierer 142 und ein Dekodierer 144 in der digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 ausgeführt. Der Dekodierer 144 wird zur Umwandlung der durch die CODEC-Einheit 102 kodierten nichtlinearen Signale in lineare Signale verwendet. Der Kodierer 142 wird zur Umwandlung der von einem Demultiplexer 128 kommenden linearen Signale in nichtlineare Signale verwendet. Wenn andererseits die CODEC-Einheit 102 eine lineare Umwandlungsfunktion verwendet, werden der Kodierer 142 und der Dekodierer 144 nicht benötigt. Der Vorteil über eine nichtlineare CODEC-Einheit 102 zu verfügen besteht darin, dass diese im Allgemeinen preiswert ist. In der vorliegenden Erfindung besteht der Nachteil über eine nichtlineare CODEC-Einheit 102 zu verfügen darin, dass sie zusätzliche Hardware erfordert: Kodierer 142 und Dekodierer 144. Zusätzlich werden die Signale verschlechtert, wenn der Kodierer 142 oder der Dekodierer 144 die Signale von einer Form in eine andere umwandelt.
Der zweite Block 113 umfasst weiter einen Multiplexer 140, eine Kompressionseinheit 134, eine Vorverzerrungseinheit 132, ein erstes Filter 130, ein zweites Filter 122, eine Nachverzerrungseinheit 124, eine Expansionseinheit 126 und einen Demultiplexer 128. Der Multiplexer 140 wählt entweder das Datensignal von Datenpumpe 94 oder das Audiosignal von Dekoder 144 (oder CODEC-Treiber 146, wenn die CODEC-Einheit 102 linear ist) aus. Die Kompressionseinheit 134 manipuliert ein Signal aufgrund seiner Amplitude und ist einstellbar (oder Softwareprogrammierbar), da ihre Eigenschaften in Abhängigkeit davon, ob sie Audiosignale oder Datensignale empfängt, eingestellt werden können.
7a zeigt eine beispielhafte graphische Beziehung zwischen einem Eingang und einem Ausgang der Kompressionseinheit 134. Wobei die Eingabe ein Audiosignal ist. Die Kompressionseinheit 134 verringert das Eingangssignal, wenn die Amplitude des Eingangssignals niedrig ist. Andererseits erhöht die Kompressionseinheit 134 das Eingangssignal, wenn die Amplitude des Eingangssignals groß ist.
7b zeigt eine beispielhafte Übertragungsfunktion, die von der Kompressionseinheit 134 eingesetzt wird, wobei die Eingabe ein Datensignal ist. In diesem Fall verwendet die Kompressionseinheit 134 eine lineare Übertragungsfunktion zwischen dem Eingang und dem Ausgang.
Es wird wieder auf 6 Bezug genommen, in der eine Vorverzerrungseinheit 132 zur Manipulation eines Signal anhand seiner Frequenz verwendet wird. Die Vorverzerrungseinheit 132 ist außerdem einstellbar (oder Software-programmierbar), da ihre Eigenschaften in Abhängigkeit davon, ob sie Audiosignale von der Audioeinheit oder Datensignale von der Dateneinheit empfängt, variiert werden können. Das erste Filter 130 wird zur Bandbegrenzung eines Signal verwendet, bevor es zu einem Sendepuffer 112 gesendet wird, der mit einer D/A-Schaltung im D/A & A/D-Wandler 98 gekoppelt ist. Das erste Filter 130 ist üblicherweise ein Bandpassfilter. Das zweite Filter 122 wird zum Empfang eines Signals von einem Empfangspuffer 110 verwendet, der mit der A/D-Schaltung des D/A & A/D-Wandlers 98 gekoppelt ist. Die Eigenschaften sowohl des ersten als auch des zweiten Filters (130 und 122) können in Abhängigkeit davon, ob ein Audio- oder ein Datensignal verarbeitet wird, eingestellt werden.
Die Nachverzerrungseinheit 124 manipuliert ein Signal aufgrund seiner Frequenz in einer Art und Weise, die entgegengesetzt zu der Vorverzerrungseinheit 132 ist. Die Nachverzerrungseinheit 124 ist ebenfalls wie die Vorverzerrungseinheit 132 einstellbar (oder Software-programmierbar). Die Expansionseinheit 126 manipuliert ein Signal aufgrund seiner Amplitude in einer Art und Weise, die entgegengesetzt der Kompressionseinheit 134 ist. In der Tat wird die Expansionseinheit 126 verwendet, das rückgängig zu machen, was eine Kompressionseinheit macht. Die Expansionseinheit 126 ist ebenfalls in Abhängigkeit von der Eingangssignalart einstellbar (oder Softwareprogrammierbar).
8a zeigt eine typische graphische Beziehung zwischen einem Eingang und einem Ausgang einer für Audiosignale verwendeten Expansionseinheit. Die Übertragungsfunktion von 8a ist im Wesentlichen eine inverse Funktion von der in 7a gezeigten. Die in 8a gezeigte Übertragungsfunktion erhöht die Amplitude ihres Eingangssignals, wenn dessen Amplitude niedrig ist und verringert die Amplitude ihres Signals, wenn dessen Amplitude groß ist.
8b zeigt eine typische Übertragungsfunktion, die von der Expansionseinheit 126 für Datensignale eingesetzt wird. Die Übertragungsfunktion von 8b ist im Wesentlichen eine inverse Funktion zu der in 7b gezeigten. In diesem Bei spiel wird eine lineare Funktion für die Expansionseinheit 126 eingesetzt.
Die Demultiplexereinheit 128 wird zum Leiten von an einem Signaleingang empfangenen Signale entweder zu Datenpumpe 98 oder zu Kodierer 142 (oder zu CODEC-Treiber 146, wenn die CODEC-Einheit 102 linear ist) verwendet.
Es sei angemerkt, dass der Grund, warum die Funktionseinheiten in Block 152 (d. h. 122, 124, 126, 130, 132 und 134) in Abhängigkeit davon, ob Block 152 Audio- oder Datensignale verarbeitet, eingestellt werden können (oder programmierbar sind), der ist, dass die Systemsteuerungseinheit 93 in 4 die Dateneinheit 97, die Audioeinheit 108 und die digital ausgeführte Sendeempfangseinrichtung 96 gemeinsam steuert. Die Systemsteuerungseinheit 93 erkennt, welcher Signaltyp durch verschiedene Komponenten gesendet und empfangen wird, und kann die Eigenschaften der Komponenten dementsprechend einstellen.
Gemäß 4 können die Komponenten, wie zum Beispiel die Dateneinheit 97, die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 und die Systemsteuerungseinheit 93 in einem digitalen Signalverarbeitungs(DSP)-Chip, in einem Mikroprozessorchip, in einer Mehrzahl von DSP-Chips oder in einer Mehrzahl von Mikroprozessorchips enthalten sein. Ob das drahtlose Kommunikationssystem 91 einen einzelnen Chip oder mehrere Chips verwendet, es wird nur eine Systemsteuerungseinheit geben, so dass alle Komponenten unter einem Betriebssystem betrieben werden können. Da die Komponenten, wie zum Beispiel die Dateneinheit 97, die Audioeinheit 108 und die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 integriert sind und unter einem Betriebssystem betrieben werden, können Informationen zwischen den verschiedenen Komponenten übergeben werden. Außerdem kann sich eine Komponente an die Änderungen selbst anpassen, die in einer anderen Komponente auftreten. Zum Beispiel kann sich die Datenpumpe 94 auf Beeinträchtigungen der zellularen Leitung einstellen. Gleich einer normalen Telefonleitung kann auch die zellulare Leitung Mängel oder Verzerrungen aufweisen. Wenn sich die Eigenschaften des Steuerkanals oder des Sprachkanals der zellularen Leitung ändern, kann die Datenpumpe 94 ihre Parameter verändern, um die Verzerrung, die in der zellularen Leitung auftritt, auszugleichen, da die Systemsteuerungseinheit 93 sowohl die Datenpumpe 94 als auch die digital ausgeführte Sendeempfangseinrichtung 96 steuert. Folglich kann das drahtlose Kommunikationssystem 91 eine höhere Übertragungsrate und/oder niedrigere Fehlerrate erreichen, da die verschiedenen Komponenten integriert sind und unter einem Betriebssystem betrieben werden. Außerdem kann das drahtlose Kommunikationssystem 91 in ein Gehäuse eingesetzt werden und das Gehäuse kann sehr viel kleiner sein, als irgendeines der herkömmlichen Gehäuse drahtloser Kommunikationssysteme, da die vorliegende Erfindung integriert ist.
9a zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren der Verwendung von Steuerkanalinformationen zur Verbesserung des Datendurchsatzes eines drahtlosen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Es wird jetzt auf 9a, 4 und 6 Bezug genommen, in denen bei Schritt 302 die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 ein Steuerkanalsignal erkennt, das anzeigt, dass eine Kanalunterbrechung auftritt. Das Steuerkanalsignal umfasst ein Punktierungsmuster und eine Steuerkanalnachricht. Bei Schritt 304 dekodiert der Manchester-Datendekodierer 114 das Steuerkanalsignal. Bei Schritt 306 wird das dekodierte Steuerkanalsignal zur Systemsteuerungseinheit 93 gesendet.
Bei Schritt 308 steuert die Systemsteuerungseinheit 93 die Parameter der adaptiven Komponenten der Datenpumpe 94, so dass die Parameter in einem konvergierten Zustand verbleiben. Die adaptiven Komponenten umfassen, sind aber nicht beschränkt auf einen Entzerrer, eine Trägerphasennachführungseinheit, einen Interpolator und eine automatische Verstärkungssteuerungseinheit. In der vorliegenden Erfindung werden die Parameter der adaptiven Komponenten kontinuierlich eingestellt, solange es keine Kanalunterbrechung gibt, um sich an die dynamischen Änderungen anzupassen, die im Kommunikationskanal auftreten. Herkömmlich gehen die Parameter der adaptiven Komponenten verloren, wenn es eine Kanalunterbrechung gibt (z. B. einen Leitungsverlust). Wenn der Kanal wieder verbunden ist, müssten die adaptiven Komponenten vollständig neu trainiert werden. Da es nur eine Systemsteuerungseinheit (Systemsteuerungseinheit 93) gibt, die alle Komponenten (97, 96, 98, 100 und 108) steuert, kann jedoch in der vorliegenden Erfindung die Systemsteuerungseinheit 93 bei einer Kanalunterbrechung den adaptiven Komponenten der Datenpumpe 94 befehlen, in ihrem konvergierten Zustand (d. h. dem letzten Zustand vor der Kanalunterbrechung) zu verbleiben, so dass bei einem Wiederverbinden des Kanals weniger Zeit erforderlich sein würde, die Komponenten neu zu trainieren, da sich die adaptiven Komponenten in ihrem letzten konvergierten Zustand befinden. Während der Schritte 302, 304 und 306 werden die Parameter der. adaptiven Komponenten kontinuierlich eingestellt. Während der Schritte 308, 310, 312 und 314 werden die Parameter im letzten konvergierten Zustand konstant gehalten.
Bei Schritt 310 kann die Systemsteuerungseinheit 93 einen Befehl zu einer Datenpumpe eines zweiten Modems senden, so dass das zweite Modem einen geeigneten Prozess zur Beibehaltung der Parameter der adaptiven Komponenten des zweiten Modems in einem konvergierten Zustand einleiten kann. Bei Schritt 312 sendet die Systemsteuerungseinheit 93 eine Bestätigung des Steuerkanalsignals zur Basisstation. Es sei angemerkt, dass die Schritte 310 und 312 optional sind und folglich nicht ausgeführt werden müssen, wenn es so gewünscht ist. Bei Schritt 314 ist der Kanal unterbrochen und die Datenübertragung endet. Nach Erkennung des Steuerkanalsignals in Schritt 302 hat die digital ausgeführte zellulare Sendeempfangseinrichtung 96 ungefähr 100 msec, um die Schritte 304–312 auszuführen, bevor der Kanal unterbrochen wird. Bei Schritt 316 ist der Kanal wiederhergestellt, so dass die Daten erneut übertragen werden können. Da die Parameter der adaptiven Komponenten der Datenpumpe sich in dem letzten konvergierten Zustand befanden, ist der zum Neutrainieren der adaptiven Komponenten erforderliche Zeitumfang reduziert.
9b zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres Verfahren der Anwendung von Steuerkanalinformationen zur Verbesserung des Datendurchsatzes eines drahtlosen Kommunikationssy stems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Es wird jetzt auf 9b Bezug genommen, in der die Schritte 402–406 und 510–516 die gleichen wie die Schritte 302–306 und 310–316 von 9a sind und folglich werden die Beschreibungen nicht wiederholt. Anstatt die Parameter der adaptiven Komponenten lediglich im letzten konvergierten Zustand verbleiben zu lassen, können bei Schritt 408 die Parameter während der gesamten Kanalunterbrechungsperiode kontinuierlich eingestellt werden, so dass die Datenpumpe 94 nicht neu trainiert werden muss, wenn der Kanal wiederhergestellt ist. Das drahtlose Kommunikationssystem 91 kann die Rate der Parametervariationen in den adaptiven Komponenten der Datenpumpe 94 verfolgen und/oder die adaptiven Variationen auf der verfolgten Rate (z. B. Anschlussaktualisierung, Frequenzversatz etc.) beibehalten. Die Parameter der adaptiven Komponenten werden während der Schritte 402–516 eingestellt.
10 zeigt ein Computersystem, das ein drahtloses Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden kann. Ein Host-Computer 1000 umfasst einen Speicher 1008 und einen zentralen Prozessor 1002. Der Speicher 1008 und der zentrale Prozessor 1002 sind diejenigen, die üblicherweise in den meisten Mehrzweckcomputern und beinahe allen Spezialcomputern vorgefunden werden. In der Tat sind diese im Host-Computer 1000 enthaltenen Einrichtungen als repräsentativ für eine breite Gruppe von Datenprozessoren und Speicher vorgesehen. Viele kommerziell erhältliche Computer mit unterschiedlichen Fähigkeiten können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Ein Systembus 1016 wird zur Kommunikation von Informationen bereitgestellt. Eine mit dem Computersystem der vorliegenden Erfindung verwendete Anzeigeeinrichtung 1010 kann eine Flüssigkristalleinrichtung, eine Kathodenstrahlröhre oder eine andere Anzeigeeinrichtung sein, die zum Erzeugen von für einen Benutzer erkennbaren graphischen Bildern und/oder alphanumerischer Zeichen geeignet ist. Der Computer kann außerdem eine alphanumerische und Funktionstasten umfassende alphanumerische Eingabeeinrichtung 1012 umfassen, die mit Bus 1016 zur Kommu nikation von Informationen und Befehlsauswahlen zum zentralen Prozessor 1002 gekoppelt ist, und eine mit Bus 1016 gekoppelte Cursorsteuereinrichtung 1018 zur Kommunikation von auf einer Handbewegung eines Nutzers basierenden Benutzereingabeinformationen und Befehlsauswahlen zum zentralen Prozessor 1002 umfassen. Die Cursorsteuereinrichtung 1018 gestattet dem Benutzer, die zweidimensionale Bewegung des visuellen Symbols (oder Cursors) auf einem Anzeigebild der Anzeigeeinrichtung 1010 dynamisch zu signalisieren. Viele Ausführungen der Cursorsteuereinrichtung 1018 sind auf dem Gebiet bekannt, einschließlich eines Trackballs, einer Maus, eines Stifts, eines Joysticks oder speziellen Tasten auf der alphanumerischen Eingabeeinrichtung 1012. Alle sind in der Lage sind, Bewegungen in einer gegebenen Richtung oder Art und Weise der Verschiebung zu signalisieren.
Das Computersystem von 10 umfasst auch ein drahtloses Kommunikationssystem 1019 der vorliegenden Erfindung, das mit Bus 1016 zur Kommunikation von Daten zu oder von dem Host-Computer 1000 gekoppelt ist. Das drahtlose Kommunikationssystem 1019 kann das in 4 gezeigte System ausführen. Ebenfalls ist eine Datenspeichereinrichtung 1017, wie zum Beispiel ein Magnetplatten- oder optisches Plattenlaufwerk, zum Bilden einer Schnittstelle mit dem Computersystem der vorliegenden Erfindung verfügbar, die mit Bus 1016 zum Speichern von Daten und Anweisungen kommunikativ gekoppelt sein kann. Das Computersystem von 10 kann außerdem einen Drucker zur Ausgabe von Daten umfassen.
Während die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug auf die verschiedenen Abbildungen und Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sollte klar sein, dass diese nur zur Veranschaulichung dienen und als Beschränkung des Schutzbereichs der Erfindung verstanden werden sollten.

Claims

Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) zum drahtlosen Kommunizieren mit einem fernen Modem, wobei das integrierte zellulare Kommunikationssystem (91; 1019) aufweist: einen digital implementierten zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) zum Durchführen eines zellularen Signalisierungsprotokolls und einer Signalaufbereitung, einen mit dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) gekoppelten Funksendeempfänger (100) zum Senden und Empfangen von Steuerkommandos und Funkwellen, eine Datenpumpe (94) zur Modemsignalverarbeitung, die in der digitalen Domäne arbeitet und eine adaptive Komponente (204) zum Einstellen von Parametern der Datenpumpe derart, daß die Parameter mit Charakteristika eines fernen Modems übereinstimmen, und einen Übertragungskanal zur Kommunikation mit einem fernen Modem in Kommunikation mit dem integrierten zellularen Kommunikationssystem (91; 1019) aufweist, wobei die Datenpumpe (94) direkt mit dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) gekoppelt ist; und eine Einzelsystemsteuereinheit (93), die mit der Datenpumpe (94), dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) und dem Funksendeempfänger (100) gekoppelt ist, wobei die Einzelsystemsteuereinheit (93) zum Steuern der Datenpumpe (94), des zellularen Sendeempfängers (96; 111, 113) und des Funksendeempfängers (100) derart dient, daß sie unter einem Einzelbetriebssystem betrieben werden.
Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Host-Schnittstelle (92), um eine Schnittstelle zwischen der Datenpumpe (94) und einem Computer-Host zu bilden, wobei die Host-Schnittstelle von der Systemsteuereinheit (93) gesteuert wird; und einen Digital-Analog-(D/A-) und Analog-Digital-(A/D-)Konverter (98), der kommunikativ zwischen dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) und dem Funksendeempfänger (100) eingekoppelt ist; wobei die Systemsteuereinheit (93) die Host-Schnittstelle und den D/A- und A/D-Konverter so steuert, daß die Host-Schnittstelle und der D/A- und A/D-Konverter unter dem Einzelbetriebssystem arbeiten.
Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) nach Anspruch 2, ferner aufweisend: ein Mikrophon (104) zum Konvertieren erster Schallwellen in ein erstes Signal; einen Lautsprecher (106) zum Konvertieren eines zweiten Signals in zweite Schallwellen; und eine Codierer- und Decodierer-Einheit (CODEC-Einheit) (102), die kommunikativ mit dem Mikrophon, dem Lautsprecher und dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) gekoppelt ist, wobei die CODEC-Einheit dem Konvertieren des ersten Signals in ein drittes Signal und dem Senden des dritten Signals an den zellularen Sendeempfänger und zum Konvertieren eines aus dem zellularen Sendeempfänger empfangenen vierten Signals in das zweite Signal dient.
Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) nach Anspruch 1, wobei keine Digital-zu-Analog- oder Analog-zu-Digital-Domänen-Konversion zwischen der Datenpumpe (94) und dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) auftritt.
Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) nach Anspruch 1, wobei die Datenpumpe (94), der zellulare Sendeempfänger (96; 111, 113) und die Systemsteuereinheit (93) in einem einzigen digitalen Signalverarbeitungschip (DSP-Chip) oder in einem Einzelmikroprozessorchip implementiert sind.
Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) nach Anspruch 1, wobei das Betriebssystem es der Datenpumpe (94) ermöglicht, sich selbst an Änderungen anzupassen, die in dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) auftreten, und es dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) ermöglicht, sich selbst an Änderungen anzupassen, die in der Datenpumpe (94) auftreten.
Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) nach Anspruch 3, wobei der zellulare Sendeempfänger (96; 111, 113) enthält: (a) einen Signalaufbereitungsblock, der aufweist: einen CODEC-Treiber (146) zur Schnittstellenbildung zwischen der CODEC-Einheit (102) und einem Multiplexer (140), wobei die CODEC-Treiber dem Konvertieren des dritten Signals in ein fünftes Signal dient, wobei der Multiplexer zum Auswählen entweder eines Datensignals aus der Datenpumpe oder des fünften Signals aus dem CODEC-Treiber als Eingabesignal und dem Ausgeben eines sechsten Signals dient; einstellbare Kompressionsmittel (134) zum Bearbeiten des sechsten Signals auf der Grundlage seiner Amplitude und zum Ausgeben eines siebenten Signals, wobei die einstellbaren Kompressionsmittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das sechste Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; einstellbare Pre-Emphasis-Mittel (132) zum Bearbeiten des siebenten Signals auf der Grundlage seiner Frequenz und zum Ausgeben eines achten Signals, wobei die einstellbaren Pre-Emphasis-Mittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das siebente Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; ein erstes einstellbares Filter (130) zur Bandbegrenzung des achten Signals und zum Ausgeben eines neunten Signals, wobei das erste einstellbare Filter seine Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellt, ob das achte Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit herrührte; einen mit dem ersten einstellbaren Filter und dem D/A- und A/D-Konverter (98) gekoppelten Sendepuffer (112); einen mit dem D/A- und A/D-Konverter (98) gekoppelten Empfangspuffer (110); ein zweites einstellbares Filter (122) zum Beseitigen unerwünschter Komponenten eines aus dem Empfangspuffer (110) empfangenen zehnten Signals und zum Erzeugen eines elften Signals, wobei das zweite einstellbare Filter seine Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellt, ob das zehnte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einstellbare De-Emphasis-Mittel (124) zum Bearbeiten des elften Signals auf der Grundlage seiner Frequenz und zum Ausgeben eines zwölften Signals, wobei die einstellbaren De-Emphasis-Mittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das elfte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einstellbare Expansionsmittel (126) zum Bearbeiten des zwölften Signals auf der Grundlage seiner Amplitude und zum Ausgeben eines dreizehnten Signals, wobei die einstellbaren Expansionsmittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das zwölfte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; und einen mit dem CODEC-Treiber (146) gekoppelten De-Multiplexer (128) zum Empfangen des dreizehnten Signals als Eingabe und zum Ausgeben entweder eines zweiten Datensignals für die Datenpumpe (94) oder eines vierzehnten Signals; und (b) einen Zellulares-Signalisierprotokoll-Block (111), der mit dem Empfangspuffer und dem Sendepuffer (112) gekoppelt ist.
Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) nach Anspruch 3, wobei der zellulare Sendeempfänger (96; 111, 113) enthält: (a) einen Signalaufbereitungsblock, aufweisend: einen CODEC-Treiber (146) zur Bildung einer Schnittstelle eines zweiten Decodierers (144) zu der CODEC- Einheit, wobei der CODEC-Treiber dem Konvertieren des dritten Signals in ein fünftes Signal dient, wobei der zweite Decodierer dem Konvertieren des fünften Signals, welches nicht-linear ist, in ein sechstes Signal, welches linear ist, dient; einen Multiplexer (140) zum Auswählen entweder eines Datensignals aus der Datenpumpe (94) oder des sechsten Signals aus dem zweiten Decodierer (144) als Eingabe und zum Ausgeben eines siebenten Signals; einstellbare Kompressionsmittel (134) zum Bearbeiten des siebenten Signals auf der Grundlage seiner Amplitude und zum Ausgeben eines achten Signals, wobei die einstellbaren Kompressionsmittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das siebente Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; einstellbare Pre-Emphasis-Mittel (132) zum Manipulieren des achten Signals auf der Grundlage seiner Frequenz und zum Ausgeben eines neunten Signals, wobei die einstellbaren Pre-Emphasis-Mittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das achte Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit herrührte; ein erstes einstellbares Filter (130) zur Bandbegrenzung des neunten Signals und zum Ausgeben eines zehnten Signals, wobei das erste einstellbare Filter seine Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellt, ob das neunte Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; einen mit dem ersten einstellbaren Filter (130) und dem D/A- und A/D-Konverter (98) gekoppelten Sendepuffer (112); einen mit dem D/A- und A/D-Konverter gekoppelten Empfangspuffer (110); ein zweites einstellbares Filter (122) zum Beseitigen unerwünschter Komponenten eines aus dem Empfangspuffer (110) empfangenen elften Signals und zum Erzeugen eines zwölften Signals, wobei das zweite einstellbare Filter seine Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellt, ob das elfte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einstellbare De-Emphasis-Mittel (124) zum Bearbeiten des zwölften Signals auf der Grundlage seiner Frequenz und zum Ausgeben eines dreizehnten Signals, wobei die einstellbaren De-Emphasis-Mittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das zwölfte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einstellbare Expansionsmittel (126) zum Bearbeiten des dreizehnten Signals auf der Grundlage seiner Amplitude und zum Ausgeben eines vierzehnten Signals, wobei die einstellbaren Expansionsmittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das dreizehnte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einen De-Multiplexer (128) zum Empfangen des vierzehnten Signals als Eingabe und zum Ausgeben entweder eines zweiten Datensignals für die Datenpumpe (94) oder eines fünfzehnten Signals; und eine mit dem CODEC-Treiber (146) gekoppelte Codiereinheit (142) zum Empfangen des fünfzehnten Signals und zum Konvertieren des fünfzehnten Signals in ein sechszehntes Signal, wobei die CODEC-Einheit (102) eine nichtlineare Übertragungsfunktion verwendet; und (b) einen Zellulares-Signalisierprotokoll-Block (111), der mit dem Empfangspuffer und dem Sendepuffer gekoppelt ist.
Ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019) nach Anspruch 1, wobei der zellulare Sendeempfänger (96; 111, 113) so programmiert ist, daß er in einem Modus ein Datensignal aus der Datenpumpe (94) empfängt und verarbeitet und in einem anderen Modus ein Audiosignal empfängt und verarbeitet.
Ein Verfahren zum Betreiben eines integrierten zellularen Kommunikationssystems unter Verwendung eines Einzelbetriebssystems, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Auswählen eines Signals zwischen einem digitalen Audiosignal und einem digitalen Datensignal unter dem Betriebssystem; Konvertieren des ausgewählten Signals in ein digitales zellulares Signal in einer digitalen Domäne unter dem Betriebssystem, ohne daß eine Digital-zu-Analog-Domänenkonversion vorhanden ist; Konvertieren des digitalen zellularen Signals in ein analoges zellulares Signal unter dem Betriebssystem; und Konvertieren des analogen zellularen Signals in Funkwellen in einer analogen Domäne unter dem Betriebssystem.
Ein Computersystem, aufweisend: einen Speicher (1008) zum Speichern eines Befehls; einen mit dem Speicher gekoppelten Systembus (1016) zum Bereitstellen eines Datenkommunikationspfades für das Computersystem; einen mit dem Systembus gekoppelten Prozessor (1002) zum Decodieren des Befehls; und ein integriertes zellulares Kommunikationssystem (91; 1019), das mit dem Systembus gekoppelt ist und aufweist eine Datenpumpe (94) zum Durchführen einer Modemsignalverarbeitung mit Parametern, wobei die Datenpumpe in der digitalen Domäne arbeitet und eine adaptive Komponente (204) aufweist, um die Parameter so einzustellen, daß die Parameter mit Charakteristika eines fernen Modems und Übertragungskanals übereinstimmen; einen direkt mit der Datenpumpe (94) gekoppelten digital implementierten zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) zum Ausführen zellularer Signalisierprotokolle und einer Signalaufbereitung; einen kommunikativ mit dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) gekoppelten Funksendeempfänger (100) zum Senden und Empfangen von Steuerkommandos und Funkwellen; und eine Einzelsystemsteuereinheit (93), die mit der Datenpumpe, dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) und dem Funksendeempfänger (100) gekoppelt ist, wobei die Einzelsystemsteuereinheit (93) den Steuern der Datenpumpe (94), des zellularen Sendeempfängers und des Funksendeempfängers derart dient, daß die Datenpumpe (94), der zellulare Sendeempfänger (96; 111, 113) und der Funksendeempfänger (100) unter einem Einzelbetriebssystem arbeiten.
Ein Computersystem nach Anspruch 11, wobei das integrierte zellulare Kommunikationssystem (91; 1019) ferner aufweist: eine Host-Schnittstelle (92) zur Schnittstellenbildung der Datenpumpe zu dem Systembus (1016), wobei die Host-Schnittstelle von der Systemsteuereinheit (93) gesteuert wird; und einen Digital-Analog-(D/A-) und Analog-Digital-(A/D-)Konverter (98), der kommunikativ zwischen dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) und dem Funksendeempfänger (100) eingekoppelt ist; wobei die Systemsteuereinheit (93) die Host-Schnittstelle und den D/A- und A/D-Konverter so steuert, daß die Host-Schnittstelle und der D/A- und A/D-Konverter unter dem Einzelbetriebssystem arbeiten.
Ein Computersystem nach Anspruch 12, wobei das integrierte zellulare Kommunikationssystem (91; 1019) ferner aufweist: ein Mikrophon (104) zum Konvertieren erster Schallwellen in ein erstes Signal; einen Lautsprecher (106) zum Konvertieren eines zweiten Signals in zweite Schallwellen; und eine Codier- und Decodier-Einheit (CODEC-Einheit) (102), die kommunikativ mit dem Mikrophon, dem Lautsprecher und dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) gekoppelt ist, wobei die CODEC-Einheit dem Konvertieren des ersten Signals in ein drittes Signal und dem Senden des dritten Signals an den zellularen Sendempfänger (96; 111, 113) und dem Konvertieren eines aus dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) empfangenen vierten Signal in das zweite Signal dient.
Ein Computersystem nach Anspruch 11, wobei keine Digital-Zu-Analog- oder Analog-Zu-Digital-Domänen-Konversion zwischen der Datenpumpe (94) und dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) auftritt.
Ein Computersystem nach Anspruch 11, wobei die Datenpumpe (94), der zellulare Sendeempfänger (96; 111, 113) und die Systemsteuereinheit (93) in einem einzelnen digitalen Signalverarbeitungschip (DSP-Chip) oder in einem einzelnen Mikroprozessorchip implementiert sind.
Ein Computersystem nach Anspruch 11, wobei es das Betriebssystem der Datenpumpe (94) ermöglicht, sich selbst an Änderungen anzupassen, die in dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) auftreten, und es dem zellularen Sendeempfänger (96; 111, 113) ermöglicht, sich selbst an Änderungen anzupassen, die in der Datenpumpe (94) auftreten.
Ein Computersystem nach Anspruch 13, wobei der zellulare Sendeempfänger (96; 111, 113) aufweist: (a) einen Signalaufbereitungsblock, aufweisend: einen CODEC-Treiber (146) zur Schnittstellenbildung der CODEC-Einheit (102) zu einem Multiplexer (140), wobei der CODEC-Treiber dem Konvertieren des dritten Signals in ein fünftes Signal dient, der Multiplexer dem Auswählen entweder eines Datensignals aus der Datenpumpe oder des fünften Signals aus dem CODEC-Treiber als Eingangssignal und zum Ausgeben eines sechsten Signals dient; einstellbare Kompressionsmittel (134) zum Bearbeiten des sechsten Signals auf der Grundlage seiner Amplitude und zum Ausgeben eines siebenten Signals, wobei die einstellbaren Kompressionsmittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das sechste Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; einstellbare Pre-Emphasis-Mittel (134) zum Bearbeiten des siebenten Signals auf der Grundlage seiner Frequenz und zum Ausgeben eines achten Signals, wobei die ein stellbaren Pre-Emphasis-Mittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das siebente Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; ein erstes einstellbares Filter (130) zur Bandbegrenzung des achten Signals und zum Ausgeben eines neunten Signals, wobei das erste einstellbare Filter seine Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellt, ob das achte Signal aus der Datenpumpe (94) oder aus CODEC-Einheit (102) herrührte; einen mit dem ersten einstellbaren Filter und mit dem D/A- und A/D-Konverter (98) gekoppelten Sendepuffer (112); einen mit dem D/A- und A/D-Konverter (98) gekoppelter Empfangspuffer (110); ein zweites einstellbares Filter (122) zum Beseitigen unerwünschter Komponenten eines aus dem Empfangspuffer (110) empfangenen zehnten Signals und zum Erzeugen eines elften Signals, wobei das zweite einstellbare Filter seine Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellt, ob das zehnte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einstellbare De-Emphasis-Mittel (124) zum Bearbeiten des elften Signals auf der Grundlage seiner Frequenz und zum Ausgeben eines zwölften Signals, wobei die einstellbaren De-Emphasis-Mittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das elfte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einstellbare Expansionsmittel (126) zum Bearbeiten des zwölften Signals auf der Grundlage seiner Amplitude und zum Ausgeben eines dreizehnten Signals, wobei die einstellbaren Expansionsmittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das zwölfte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; und einen mit dem CODEC-Treiber gekoppelten De-Multiplexer (128) zum Empfangen des dreizehnten Signals als Eingangssignal und zum Ausgeben entweder eines zweiten Datensignals für die Datenpumpe (94) oder eines vierzehnten Signals; und (b) einen Zellulares-Signalisierprotokoll-Block (111), der mit dem Empfangspuffer und dem Sendepuffer gekoppelt ist.
Ein Computersystem nach Anspruch 13, wobei der zellulare Sendeempfänger (96; 111, 113) enthält: (a) einen Signalaufbereitungsblock, aufweisend: einen CODEC-Treiber (146) zur Schnittstellenbildung eines zweiten Decodierers (144) zu der CODEC-Einheit (102), wobei der CODEC-Treiber dem Konvertieren des dritten Signals in ein fünftes Signal dient und der zweite Decodierer dem Konvertieren des fünften Signals, das nicht-linear ist, in ein sechstes Signal, das linear ist, dient; einen Multiplexer (140) zum Auswählen entweder eines Datensignals aus der Datenpumpe (94) oder des sechsten Signals aus dem zweiten Decodierer (144) als Eingangssignal und zum Ausgeben eines siebenten Signals; einstellbare Kompressionsmittel (134) zum Bearbeiten des siebenten Signals auf der Grundlage seiner Amplitude und zum Ausgeben eines achten Signals, wobei die einstellbaren Kompressionsmittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das siebente Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; einstellbare Pre-Emphasis-Mittel (132) zum Bearbeiten des achten Signals auf der Grundlage seiner Frequenz und zum Ausgeben eines neunten Signals, wobei die einstellbaren Pre-Emphasis-Mittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das achte Signal aus der Datenpumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; ein erstes einstellbares Filter (130) zur Bandbegrenzung des neunten Signals und zum Ausgeben eines zehnten Signals, wobei das erste einstellbare Filter seine Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellt, ob das neunte Signal aus der Pumpe (94) oder der CODEC-Einheit (102) herrührte; einen mit dem ersten einstellbaren Filter und dem D/A- und A/D-Konverter (98) gekoppelten Sendepuffer (112); 1 einen mit dem D/A- und A/D-Konverter (98) gekoppelten Empfangspuffer (110); ein zweites einstellbares Filter (122) zum Beseitigen unerwünschter Komponenten eines aus dem Empfangspuffer empfangenen elften Signals und zum Erzeugen eines zwölften Signals, wobei das zweite einstellbare Filter seine Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellt, ob das elfte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einstellbare De-Emphasis-Mittel (124) zum Bearbeiten des zwölften Signals auf der Grundlage seiner Frequenz und zum Ausgeben eines dreizehnten Signals, wobei die einstellbaren De-Emphasis-Mittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das zwölfte Signal für die Datenpumpe (94) oder CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einstellbare Expansionsmittel (126) zum Bearbeiten des dreizehnten Signals auf der Grundlage seiner Amplitude und zum Ausgeben eines vierzehnten Signals, wobei die einstellbaren Expansionsmittel ihre Charakteristika in Abhängigkeit davon einstellen, ob das dreizehnte Signal für die Datenpumpe (94) oder die CODEC-Einheit (102) bestimmt ist; einen De-Multiplexer (128) zum Empfangen des vierzehnten Signals als Eingangssignal und zum Ausgeben entweder eines zweiten Datensignals für die Datenpumpe (94) oder eines fünfzehnten Signals; und eine mit dem CODEC-Treiber gekoppelte Codiereinheit (142) zum Empfangen des fünfzehnten Signals und zum Konvertieren des fünfzehnten Signals in ein sechszehntes Signal, das nicht-linear ist; wobei die CODEC-Einheit (102) eine nicht-lineare Übertragungsfunktion verwendet; und (b) einen Zellulares-Signalisierprotokoll-Block (111), der mit dem Empfangspuffer und dem Sendepuffer gekoppelt ist.