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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Bei
der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Codemultiplexzugriff
bei Mobilkommunikationssystemen, und genauer um ein Sendeverfahren
mit variabler Rate, einen Sender und einen Empfänger, die das gleiche Verfahren
verwenden, das offensichtlich Senden mit variabler Rate realisieren
kann, indem Daten, die in Rahmen einer festen Länge enthalten sind, mit einer
konstanten Senderate gesendet werden.
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STAND DER
TECHNIK
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Bei
Mobilkommunikation mit Codemultiplexzugriff unterliegen die Ausgabedaten
(Sendedaten) von einer Sprachcodierung/-decodierung einer Primärmodulation,
gefolgt von einer Sekundärmodulation,
bei Verwendung einer Pseudozufallsfolge (Spreizcodefolge), die zu
einem Breitbandsignal spektrumgespreizt und gesendet wird. Die Bitrate
der Spreizcodefolge wird Chiprate genannt, und sie ist um das Zehn-
bis Hundertfache schneller als die Senderate. Allgemein verwendet
die Primärmodulation
Binär-
oder Quadraturphasenumtastung, und die Sekundärmodulation verwendet Binärphasenumtastung.
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Beim
Betrachten der Sprachkommunikation ist der Informationsgehalt der
gesendeten Sprache nicht konstant, sondern er verändert sich
von Zeit zu Zeit. Entsprechend kann die Senderate dadurch geändert werden,
daß die
Sendedaten in Rahmen einer festen Dauer unterteilt werden und durch
Senden der Daten von variabler Bitlänge bei jedem Rahmen, wobei
ein wirkliches Senden von Information bei jedem Rahmenzeitabschnitt
erreicht wird. Dies kann nutzloses Senden umgehen, wobei der Leistungsbedarf des
Senders herabgesetzt wird.
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Das
folgende Verfahren wird herangezogen, um Daten unterschiedlicher
Senderate beim Codemultiplexzugriffssystem zu senden. Erstens werden Daten,
deren Senderate kleiner als die Rahmensendungsrate ist, unter Verwendung
eines Teils der Senderahmen gesendet (siehe beispielsweise R. Padovani, "Reverse Link Performance
of IS-95 based Cellular Systems, IEEE Personal Communications, vol. 1,
pp. 28–34,
3rd Quater 1994). Andererseits werden Daten, deren Senderate höher als
die Rahmensendungsrate ist, in eine Vielzahl von Sendekanälen unterteilt,
und die unterteilten Daten werden unter Verwendung verschiedener
Spreizcodes gespreizt, um gesendet zu werden.
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Es
ist bei diesem Verfahren jedoch erforderlich, eine Empfangsseite
mit der Senderateninformation bereitzustellen. Wird alternativ die
Senderateninformation nicht bereitgestellt, ist es erforderlich,
die Werte der einzunehmenden Senderate vorherzubestimmen, um die
Fehlererkennung der Empfangsdaten für sämtliche Senderaten durchzuführen, und
die Empfangsdaten mit der Senderate, bei der der Fehler nicht als
korrekte Daten erkannt werden, auszugeben.
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Wenn
in diesem Fall während
des Sendens der Senderateninformation ein Fehler auftritt, kann die
wirkliche Länge
bei den empfangen Rahmen nicht bestimmt werden, was es erschwert,
auf der Empfangsseite die Sendedaten wiederzuentdecken, selbst wenn
kein Fehler während
der Datensendung aufgetreten ist.
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Daher
ist es beim konventionellen Datensendungsverfahren schwierig, die
Senderate während der
Datenübertragung
zu verändern,
um eine variable Ratensendung zu erreichen. Hinzu kommt, wenn die
Daten bei einer Rate deutlich unterhalb einer maximalen Senderate
gesendet werden, tritt aufgrund der Leerstellen in den Rahmen Burst-Senden
auf, während
dem keine Datenübertragung
durchgeführt wird.
Solch burstähnliches
Senden stellt insoweit ein Problem dar, als eine elektromagnetische
Beeinflussung bewirkt wird.
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Vorwärtsfehlerkorrektur
der Sendedaten wird im allgemeinen angewendet, um die Sendequalität in dem
Fall zu verbessern, bei dem viele Fehler während der Übertagung in einer Mobilkommunikationsumgebung
auftreten können.
In diesem Fall überträgt die Sendeseite
Sendedaten (einschließlich
der Senderateninformation), die einer Fehlerkorrekturcodierung unterzogen
werden, und die Empfangsseite führt
die Fehlerkorrekturdecodierung, gefolgt von der Auswertung der Senderateninformation,
durch, um die wirkliche Datenlänge
bei jedem empfangenen Rahmen zu bestimmen. Entsprechend kann die
Senderateninformation bis zum Ende der Fehlerkorrekturdecodierung
nicht erhalten werden. Folglich wird die Decodierung vor der Bestimmung
der zu decodierenden Datenlänge
durchgeführt,
und als Folge kann die Fehlerkorrektur nicht ihre volle Wirkung
erzielen.
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Andererseits
sind einige Daten unter den Sendedaten, die die Empfangsdatenqualität erheblich
vermindern können,
wenn sie verstümmelt
sind. Beispielsweise erfordern Steuerdaten eine höhere Sendequalität als Sprachdaten.
Auch die Sprachdaten enthalten einige, die stark die Qualität vermindern können, und
andere, die die Qualität
nicht vermindern, was vom Codierungsverfahren der Sprache abhängt. Mit
anderen Worten, die Sendedaten enthalten Daten unterschiedlichen
Grades der Bedeutung.
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Aus
dieser Sicht ist bei Zeitmultiplexzugriff ein Sendeverfahren vorgesehen,
das Fehlerkorrekturcodes unterschiedlichen Korrekturvermögens entsprechend
dem Grad der Bedeutung der Sendedaten (siehe beispielsweise "Personal Digital
Cellular Telecommunication System RCR Standard, RCR STD-27", Research & Development Center
for Radio System) verwendet. Diesem Verfahren jedoch fehlt die Anpassungsfähigkeit
beim Übertragen
von verschiedener Daten unterschiedlicher Senderaten.
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Wie
oben beschrieben, werden Hochgeschwindigkeitsdaten aufgeteilt und
zu einer Vielzahl von Signalen unter Verwendung von Spreizcodes
gespreizt, und die Spreizsignale werden zusammengefaßt, um gesendet
zu werden. Um solche Signale auf der Empfängerseite unter Verwendung
kohärenten Erkennung
zu demodulieren, muß die
Sendeseite periodisch Pilotsymbole in die Sendedaten einbringen
(siehe beispielsweise S. Sampei, "Fading Compensation for 16QAM in Land
Mobille Communications",
The Transactions of the Institude of Electronics, Information and
Communication Engineers of Japan B-II, Vol. J72-B-II, pp. 7–15, January
1989 oder die neuere Version S. Sampei, et al. "Rayleigh Fading Compensation for QAM
in Land Mobile Radio Communications", IEEE Transactions on Vehicular Technology,
Vol. 42, No. 2, May 1993). Dieses Verfahren erfordert für die Vielzahl
der Sendekanäle,
die gleichen Pilotsymbole zu senden, wenn dieses Verfahren auf die
Signale, die mit der Vielzahl der Spreizcodes gespreizt werden,
angewendet wird. Die entsprechenden Kanäle jedoch zeigen den gleichen Schwund,
und daher ist es nicht erforderlich, die Pilotsymbole über die
Vielzahl der Kanäle
zu senden. Da sich viele Anwender beim Codemultiplexzugriff das
gleiche Frequenzband teilen, wird das Senden überflüssiger Signale die Anzahl der
Anwender, die in einem begrenzten Frequenzband untergebracht werden
können,
vermindern, da das Übersprechen
mit anderen Anwendern durch einen der Sendeleistung entsprechenden
Betrag erhöht
wird, der erforderlich ist, die überflüssigen Signale
zu senden.
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Darüber hinaus
muß das
Hochgeschwindigkeitssignal in eine Vielzahl von Signalen unterteilt werden,
gefolgt von einer Spreizung, die unterschiedliche Spreizcodes verwendet,
und durch Zusammenführen
der Spreizsignale, und das zusammengeführte Signal wird zum Senden
in ein Hochfrequenzband, gefolgt von einer Leistungsverstärkung, umgesetzt.
Wenn die Vielzahl der Spreizsignale in der gleichen Phase zusammengefaßt werden,
wird die Amplitude der zusammengeführten Signale im Verhältnis der
Anzahl der aufgeteilten Signale erhöht werden. Dies wird einen
linearen Sendeleistungsverstärker
hoher Spitzenleistung erfordern. Solch ein Leistungsverstärker mit
hohem Leistungsverbrauch ist für
tragbare Telephone, die eine niedrige Verlustleistung haben müssen, ungeeignet.
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Das
Dokument US-A-5341396 beschreibt das Senden von Daten mit variabler
Rate bei einem Codemultiplexzugriffsnachrichtenübermittlungssystems, bei dem
ein Paritätsbit
den Sendedaten angefügt
wird, und die Anzahl der Chips bei Spreizcodes wird bei einem Bit
entsprechend der Änderungen
in der Datensignalrate verändert.
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Das
Dokument US-A-5204876 beschreibt ein Senden mit variabler Rate bei
einem Codemultiplexzugriffsnachrichtenübermittlungssystem, bei dem die
Codierrate entsprechend der Senderate justiert wird, während die
Länge des
Spreizcodes variabel gemacht wird.
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Das
Dokument EP-A-0564937 beschreibt ein Sendeleistungssteuerungsverfahren,
das ein Steuersignalübertragung
bei einem Codemultiplexzugriffsnachrichtenübermittlungssystem verwendet.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Sendeverfahrens
mit variabler Rate, einen Sender und einen Empfänger, die das gleiche Verfahren
verwenden, was ermöglicht,
ungehindert die Senderate zu ändern,
ohne eine Empfangsseite mit der Senderateninformation der Sendedaten
bereitzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines Sendeverfahrens mit variabler Rate, einen Sender und einen
Empfänger, die
Datenschutz erreichen können,
entsprechend dem Grad der Bedeutung, die die Sendedaten bilden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Sendeverfahrens mit variabler Rate, einen Sender und einen
Empfänger, die
flexibel Daten über
einen großen
Bereich von niedriger zu hoher Rate senden können.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Sender zum
Senden längenvariabler
Informationsdaten in einem Codemultiplexzugriffssystem vorgesehen,
mit:
einem Pulsrahmenspeicher zum Speichern der Informationsdaten,
die gesendet werden sollen;
einem Fehlererfassungscodierer
zum Erzeugen eines Fehlererfassungscodes durch Fehlererfassungscodierung
der Informationsdaten;
einem Multiplexer zum Zusammensetzen
eines Pulsrahmens unter Verwendung der Informationsdaten und des
Fehlererfassungscodes; und mit
einem Sendeabschnitt zum Senden
der Informationsdaten und des Fehlererfassungscodes,
wobei
der Sender dadurch gekennzeichnet ist, daß
der Multiplexer eingerichtet
ist, eine Leerstelle einzusetzen, wenn die Summe aus der Informationsdatenlänge und
der Fehlererfassungscodelänge
geringer als die Pulsrahmenlänge
ist, und
der Sendeabschnitt eingerichtet ist, das Senden in der
Leerstelle zu unterbrechen.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Senden von längenvariablen
Informationsdaten in einem Codemultiplexzugriffssystem bereitgestellt,
mit den Verfahrensschritten:
Speichern der Informationsdaten,
die gesendet werden sollen;
Erzeugen eines Fehlererfassungscodes
durch Fehlererfassungscodierung der Informationsdaten; und
Zusammensetzen
eines Pulsrahmens unter Verwendung der Informationsdaten und des
Fehlererfassungscodes und Senden der Informationsdaten und des Fehlererfassungscodes,
dadurch gekennzeichnet, daß im
Zusammensetzschritt eine Leerstelle vorgesehen ist, wenn eine Summe
aus einer Informationsdatenlänge
und der Fehlererfassungscodelänge geringer
als die Pulsrahmenlänge
ist, und daß der Sendeschritt
das Senden im Leerzeichen unterbricht.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Empfänger in
einem Codemultiplexzugriffssystem zum Empfangen eines Signals mit einem
Pulsrahmen bereitgestellt, der Informationsdaten variabler Länge und
einen Fehlererfassungscode der Informationsdaten und weiterhin eine
Leerstelle enthält,
wenn die Summe aus der Informationsdatenlänge und der Fehlererfassungscodelänge geringer als
die Pulsrahmenlänge
ist, gekennzeichnet durch:
einen Demultiplexer zum Trennen
des Fehlererfassungscodes von den empfangenen Informationsdaten
aus dem empfangenen Signal durch Hereinnehmen eines Endbits in die
empfangenen Informationsdaten;
einen Fehlererfassungscodierer
zum Erzeugen des Fehlererfassungscodes durch Codieren der empfangenen
Informationsdaten; und
einen Vergleicher zum Vergleichen des
erzeugten Fehlererfassungscodes mit dem vom empfangenen Signal getrennten
empfangenen Fehlererfassungscode,
wobei der Empfänger eingerichtet
ist, zu entscheiden, ob die empfangenen Informationsdaten richtige Informationsdaten
sind, wenn der erzeugte Fehlererfassungscode und der empfangene
Fehlererfassungscode miteinander übereinstimmen.
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Nach
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Empfangen in einem Codemultiplexzugriffssystem bereitgestellt,
das ein Signal mit einem Pulsrahmen empfängt, der Informationsdaten
variabler Länge
und einen Fehlererfassungscode der Informationsdaten enthält, und
des weiteren eine Leerstelle, wenn die Summe aus der Informationsdatenlänge und
der Fehlererfassungscodelänge
geringer als die Pulsrahmenlänge
ist,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
Trennen
des Fehlererfassungscodes und der empfangenen Informationsdaten
aus dem Empfangssignal durch Hereinnehmen der Endbitposition in
die empfangenen Informationsdaten;
Fehlererfassungscodieren
der empfangenen Informationsdaten; und
Vergleichen eines durch
Fehlererfassungscodierung erzeugten Fehlererfassungscodes mit dem
getrennten Fehlererfassungscode, und falls diese miteinander übereinstimmen,
Ausgeben der empfangenen Informationsdaten als richtige Informationsdaten.
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Nach
einem fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Empfänger in einem Codemultiplexzugriffssystem
zum Empfangen eines Signals mit einem Pulsrahmen bereitgestellt,
der Informationsdaten variabler Länge und einen Fehlererfassungscode der
nach den Informationsdaten vorgesehenen Informationsdaten und weiterhin
eine Leerstelle enthält, wenn
die Summe aus der Informationsdatenlänge und der Fehlererfassungscodelänge geringer
als die Pulsrahmenlänge
ist, gekennzeichnet durch
eine Fehlererfassungsschaltung zum
Hereinnehmen eines Endbits aus den empfangenen Informationsdaten
und Erfassen eines Fehlers vom Empfangssignal vom ersten Bit bis
zum hereingenommenen Endbit der empfangenen Informationsdaten,
wobei
das hereingenommene Endbit als genaues Endbit gilt, wenn das Empfangssignal
keinen Fehler hat, und der Fehlererfassungsprozeß wird wiederholt durch Verschieben
des hereingenommenen Endbits, wenn das Empfangssignal einen Fehler
hat.
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Nach
einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Empfangen in einem Codemultiplexzugriffssystem bereitgestellt, das
ein Signal mit einem Impulsrahmen empfängt, der Informationsdaten
variabler Länge
und einen Fehlererfassungscode der nach den Informationsdaten zurechtlegten
Informationsdaten umfaßt
und des weiteren eine Leerstelle enthält, wenn die Summe aus der
Informationsdatenlänge
und der Fehlererfassungscodelänge geringer
ist als die Pulsrahmenlänge,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
Hereinnehmen eines
Endbits in die empfangenen Informationsdaten und Erfassen eines
Fehlers des empfangenen Signals vom Kopf der empfangenen Bits bis
zum hereingenommenen Endbit; und
Entscheiden, daß das hereingenommene
Endbit das genaue Endbit der empfangenen Informationsdaten ist,
wenn das Empfangssignal keinen Fehler hat, und Wiederholen des Vorgangs
zur Erfassung eines Fehlers durch Verschieben des hereingenommenen Endbits,
wenn das Empfangssignal einen Fehler hat.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1A und 1B zeigen
Blockdiagramme eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Senders und eines Empfängers,
wobei das Sendeverfahren mit variabler Rate nach der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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2A und 2B zeigen
Diagramme einer Datenfolgenausgabe von einem Multiplexer 104 des
ersten Ausführungsbeispiels,
wobei 2A die Daten darstellt, wenn
die Senderate kleiner als der Maximalwert ist;
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3 zeigt
eine schematische Darstellung eines Rahmenspeichers 106B eines
Datenverteilers 106 der 1A;
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4 zeigt
ein Diagramm des Aufbaus eines Rahmens bei der Datenfolgeausgabe
vom Rahmenspeicher 106B der 1A;
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5 zeigt
eine Diagramm des Verarbeitungsverhaltens, wenn die Rahmenspeicher 103 und 106B,
wobei jeder Rahmenspeicher zwei Seiten enthält, beim ersten Ausführungsbeispiel
verwendet werden;
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6A und 6B zeigen
Blockdiagramme eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Senders und
eines Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung;
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7A und 7B zeigen
Blockdiagramme einer Ausgabe vom Multiplexer 104 der 6A,
wobei 7A die Daten darstellt, wenn
die Senderate maximal ist, und 7B zeigt
die Daten, wenn die Senderate kleiner als das Maximum ist;
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8A und 8B zeigen
eine schematische Darstellung der Datenfolgeausgabe vom Multiplexer 104 der 6A,
wenn die Senderateninformation im vorangegangen Rahmen gehalten
wird;
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9A und 9B zeigen
Blockdiagramme eines dritten Ausführungsbeispiels eines Senders und
eines Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung;
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10 zeigt
eine schematische Darstellung eines Arbeitsablaufs eines Repetierers 121 der 9A,
wobei 10(A) die Ausgabe des Multiplexers 104 der 9A zeigt, 10(B) die Ausgabe eines Fehlerkorrekturcodierers
der 9A zeigt und 10(C) die
Ausgabe des Repetierers 121 zeigt;
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11A und 11B zeigen
Blockdiagramme eines vierten Ausführungsbeispiels eines Senders
und eines Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung;
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12 zeigt
eine schematische Darstellung des Arbeitsablaufs des Repetierers 121 der 9A, wobei 12(A) die Ausgabe des Multiplexers 104 der 11A zeigt, 12(B) die
Ausgabe eines Fehlerkorrekturcodierers der 11A zeigt
und 12(C) die Ausgabe des Repetierers 121 zeigt;
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13 zeigt
eine schematische Darstellung eines Bitwiederholungsverfahrens eines
Senders bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach
der vorliegenden Erfindung;
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14A und 14B zeigen
Blockdiagramme eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Senders
und eines Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung;
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15A zeigt ein Blockdiagramm der Anordnung eines
Pilotsymbolanordnungsblocks 130 der 14A;
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15B zeigt ein Blockdiagramm der Anordnung eines
primären
Demodulators 152 der 14B;
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16 zeigt
eine schematische Darstellung der Datenaufbausausgabe vom Multiplexer 104 der 14A;
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17 zeigt
eine schematische Darstellung die Rangordnung des Einschreibens
in den Rahmenspeicher und des Auslesens aus dem Rahmenspeicher 106B der 14A;
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18 zeigt
eine schematische Darstellung einer modulierten Symbolfolgeausgabe
vom Pilotsymbolanordnungsblock 130 der 14A;
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19 zeigt
eine schematische Darstellung des Schlitzaufbaus des sechsten Ausführungsbeispiels;
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20 zeigt
ein Blockdiagramm eines siebten Ausführungsbeispiels eines Senders
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung;
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21 zeigt
eine schematische Darstellung der Sendeleistungssteuerung beim siebten
Ausführungsbeispiel;
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22 zeigt
eine schematische Darstellung eines Beispiels von im Rahmenspeicher 106B abgespeicherten
Daten in einem achten Ausführungsbeispiel
eines Senders bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate,
nach der vorliegenden Erfindung;
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23 zeigt
in einem Blockdiagramm den wesentlichen Teil des Empfängers des
achten Ausführungsbeispiels;
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24 zeigt
ein Blockdiagramm eines neunten Ausführungsbeispiels eines Senders
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung; und
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25 zeigt
in einem Blockdiagramm den wesentlichen Teil des Empfängers des
fünften
Ausführungsbeispiels.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung
beschrieben.
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Ausführungsbeispiel 1
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1A und 1B sind
Blockdiagramme eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Senders und eines Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung.
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1A zeigt
die Anordnung des Senders. In 1A wird
eine an den Eingangsanschluß 101A angelegte
Sendedatenfolge einem Fehlererkennungscodierer 102 und
einem Rahmenspeicher 103 zugeführt. Das Rahmenspeicher 103 enthält die Daten
mit der zu sendenden Anzahl von Bits während eines Rahmenzeitabschnitts.
Andererseits berechnet der Fehlererkennungscodierer 102 den
Fehlererkennungscode (beispielsweise CRC-Bits, Cyclic Redundancy
Check) der Sendedaten eines Rahmens. Ein Multiplexer 104 gibt
für jeden
Rahmen eine Datenfolge aus, die aus dem berechneten Fehlererkennungscode,
gefolgt von den Sendedaten besteht.
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2A und 2B zeigen
die Datenfolgeausgabe vom Multiplexer 104. 2A zeigt
die Datenfolge, wenn die Senderate der Daten maximal ist, und 2B zeigt
die Datenfolge, wenn die Senderate kleiner als der Maximalwert ist.
Wie in 2B gezeigt, tritt eine Pausendauer
(eine Leerstelle) bei jedem Rahmen auf, wenn die Senderate kleiner
als die Maximalrate wird. Der Fehlererkennungscode wird an einer
bestimmten Stelle bei jedem Rahmen eingefügt; in den 2A und 2B beispielsweise an
den Anfang des Rahmens.
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Bezugnehmend
auf 1A unterliegt die Datenfolge eines Rahmens, in
den die der Fehlererkennungscode eingefügt ist, der Fehlerkorrekturcodierung
durch den Fehlerkorrekturcodierer 105, und sie wird in
einer Datenverteiler 106 eingegeben. Die Datenverteiler 106 enthält eine
Piloteinheit 106A und einen Rahmenspeicher 106B.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung des Rahmenspeichers 106B des
Datenverteilers 106. Obgleich der Rahmenspeicher 106B über zwei Seiten
verfügt,
das heißt
eine A-Seite und
eine B-Seite, zeigt 3 nur eine der beiden Seiten.
Bezugnehmend auf diese Figur wird ein Beispiel der Datenverteilung
beschrieben. Die Datenverteiler 106 liest die Datenfolge
eines Rahmens in einer Richtung aus, die sich vom Einschreiben in
den Rahmenspeicher 106B unterscheidet. Das heißt, die
Datenverteiler 106 liest die Sendedaten in Spaltenrichtung
aus, die in Zeilenrichtung des Rahmenspeichers 106B eingeschrieben wurde.
Die auf diese Weise gespreizte Datenfolge wird auf der anderen Seite
des Rahmenspeichers 106B wieder eingeschrieben. Zunächst zeigen
die der linken Seite des Rahmenspeichers 106B zugeordneten
Zahlen #1–#N
die Einschreibrichtung der Daten an, die im sechsten Ausführungsbeispiel
eingehender erläutert
wird.
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4 zeigt
die Rahmenanordnung der Datenfolgeausgabe vom Rahmenspeicher 106B an.
Die zu den einzelnen Zeilen des Rahmenspeichers 106B gehörenden Datenabschnitte
werden Schlitze genannt. Wenn eine Seite des Rahmenspeichers 106B, die
einem Rahmen entspricht, aus M Bits/Zeile·N Zeilen besteht, wie in 3 gezeigt,
besteht ein Schlitz aus N Bits, und ein Rahmen besteht aus M Schlitzen, und
die Anzahl der Bits eines Rahmens beträgt N·M Bits. Auf solche Weise
unterliegen die Sendedaten einer Fehlerkorrekturcodierung durch
den Fehlerkorrekturcodierer 105, gefolgt von der Datenverteilung durch
die Datenverteiler 106. Als Folge erhöht sich die Wahrscheinlichkeit,
daß die
Sendedaten durch Verwendung des Fehlerkorrekturcodes für Burst-Fehler (Fehler eines
im Zeitschlitz sendenden Inhalts) korrigiert werden kann.
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Die
Rahmenspeicher 103 und 106B haben in 1A jeweils
zwei Seiten (A-Seite und B-Seite), um zwei Rahmen zu enthalten.
Die ersten Rahmendaten werden auf der A-Seite des Rahmens 3 eingeschrieben,
und sie werden dann in die A-Seite des Rahmenspeichers 106B entsprechend
der Fehlerkorrekturcodierung und der Datenverteilung eingeschrieben.
Die zweiten Rahmendaten werden auf der B-Seite des Rahmenspeichers 103 eingeschrieben, und
auf der B-Seite des Rahmenspeichers 106B im Anschluß an die
Fehlerkorrekturcodierung und die Datenverteilung eingeschrieben.
Durch wechselseitige Verwendung der A- und der B-Seite wird ermöglicht,
die Verarbeitung einer Serie von Datenfolgen fortzusetzen.
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5 zeigt
die Verarbeitung unter Verwendung der zweiseitigen Rahmenspeicher.
Wie in 5 gezeigt, wird die Sendedatenfolge eines Rahmens
in den Rahmenspeicher 103 eingeschrieben, wird der kombinierten
Verarbeitung einer Fehlerkorrekturcodierung und der Datenverteilung
unterworfen, und dann werden die verarbeiteten Daten in den Rahmenspeicher 106B eingeschrieben.
Als ein Ergebnis wird die Sendedatenfolge durch einen Betrag von
ein Rahmenintervall plus der Verarbeitungszeit verzögert. Die
Datenfolgeausgabe vom Rahmenspeicher 106B wird durch einen
primären
Modulator 108 phasenmoduliert, gefolgt durch eine Phasenmodulation
(Spreizung) durch einen sekundären
Modulator 109. Der sekundären Modulator 109 verwendet eine
Spreizcodefolge mit einer Chiprate ganzzahliger Vielfacher (üblicherweise
von Zehnfachen bis Hundertfachen) der Senderate der Sendedaten,
wobei die Sendedaten von einem Ausgangsanschluß 110 ausgegeben werden.
Der primäre
Modulator 108 führt
nicht die Modulation der Leerstelle bei jedem Schlitz aus.
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Der
Sender, der die oben dargelegte Verarbeitung durchführt, sendet
die variable Anzahl der Bits in einem festen Rahmenzeitabschnitt.
Mit anderen Worten werden die gespreizten Daten mit einer offensichtlich
variablen Senderate gesendet.
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1B zeigt
ein Blockdiagramm des Empfängers.
Der Empfänger
entspreizt die von einem Eingangsanschluß 150 zugeführten Spreizdaten
mit Hilfe eines sekundären
Demodulators 151. Die entspreizten Daten werden von einem
primären
Demodulator 152 erfaßt,
und sie werden einer Datenzusammenführeinrichtung 153 zugeführt. Die
Datenzusammenführeinrichtung 153 besteht
aus einer Steuereinheit 153A und einem Rahmenspeicher 153B mit zweiseitiger
Anordnung, und sie arbeitet in umgekehrter Richtung zur Eingabe,
und sie gibt an den Datenverteiler 106 beim Sender aus.
Genauer: Die Steuereinheit 153A schreibt die Daten in den
Rahmenspeicher Spalte für
Spalte (Schlitz für
Schlitz) ein, und sie liest die Daten Zeile für Zeile aus. Diese Vorgehensweise
ermöglicht,
daß die
ursprüngliche Datenfolge
eines Rahmens wiederentdeckt werden kann, wobei sich die Aufbereitung
des Fehlererkennungscodes und der Datenfolge anschließen.
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Der
Fehlererkennungscode und die Datenfolge durchlaufen eine Fehlerkorrekturdecodierung mit
Hilfe eines Fehlerkorrekturdecodierers 154, und sie werden
einem Demultiplexer 155 zugeführt. Der Demultiplexer 155 trennt
den Fehlererkennungscode und die Sendedatenfolge, die an festen
Stellen innerhalb des Rahmens angeordnet sind. Dies wird durch Synchronisieren
der Rahmen innerhalb des Demultiplexers 155 durchgeführt. Der
abgetrennte Fehlererkennungscode wird einem Fehlererkennungscodespeicher 157 zugeführt, um
dort abgespeichert zu werden. Andererseits wird die Datenfolge durch
einen Ausgangsanschluß 159 als
Empfangsdaten ausgegeben, und einem Fehlererkennungscodierer 156 zugeführt. Der
Fehlererkennungscodierer 156 führt die gleiche Fehlererkennungscodierung
wie beim Sender bei der Eingabedatenfolge erneut aus. Der so erhaltene
Fehlererkennungscode wird mit Hilfe eines Komparators 158 mit
der im Fehlererkennungscodespeicher 157 abgespeicherten
Datenfolge Bit für
Bit verglichen. Der Komparator 158 erzeugt ein Koinzidenzsignal
von einem Anschluß 160,
wenn sämtliche Bits übereinstimmen.
War während
des Sendens kein Fehler aufgetreten, wird das Koinzidenzsignal mit
der richtigen Anzahl von Bits der Sendedaten ausgegeben, wobei in
diesem Fall die Empfangsdatenfolge bei dem empfangenen Rahmen für richtig befunden
werden, und sie werden am Ausgangsanschluß 159 ausgegeben.
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Die
Datensendung, die, wie oben beschrieben, den Sender und den Empfänger verwendet, macht
es überflüssig, die Information,
die die Anzahl der Bits des Rahmens bildet, vom Sender zum Empfänger zu
senden. Selbst wenn entsprechend die Anzahl der Bits im Rahmen (das
heißt
die offensichtliche Senderate) von Rahmen zu Rahmen an der Sendeseite
verändert
wird, kann die Empfangsseite hiermit einwandfrei empfangen. Mit
anderen Worten kann die variable Senderate erreicht werden, wenn die
offensichtliche Senderate während
der Nachrichtensendung von Rahmen zu Rahmen verändert werden kann. Da die Länge des
Rahmens fest ist, kann der Empfänger
immer die Rahmen genau erkennen, selbst wenn Rahmen ohne Sendedaten
gemischt werden.
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Tritt
ein Fehler bei den Sendedaten auf, kann der Komparator 158 das
Koinzidenzsignal an einer falschen Stelle erfassen (nicht erfassen).
In diesem Fall wird der Demultiplexer 155 entweder einen
Teil der gesamten wirklichen Daten im Rahmen als wirkliche Daten
ausgeben, oder Daten, die aus den gesamten wirklichen Daten plus überflüssigen Daten, die
nachfolgen, bestehen. Der Sender und der Empfänger dieses Ausführungsbeispiels
jedoch ordnen den Fehlererkennungscode an der festen Stelle im Rahmen
an, und folglich kann die Wahrscheinlichkeit der Fehlerkennung auf
einen sehr kleinen Wert reduziert werden, indem die Anzahl der Bits
des Fehlererkennungscodes größer als
die erforderlichen Bits zur Erkennung üblicher Fehler bestimmt wird.
Hinzu kommt, daß die
Begrenzung der zugelassenen Anzahl der Bits in einem Rahmen (beispielsweise
Einstellung auf ein Mehrfaches von zwei Bits) wird die Stelle, an
der das Koinzidenzsignal des Komparators 158 erhalten wird,
einschränken,
und dies kann darüber
hinaus die Wahrscheinlichkeit verringern, das Koinzidenzsignal an
einer falschen Stelle auszugeben.
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Ausführungsbeispiel 2
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6A und 6B zeigen
Blockdiagramme eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Senders und
eines Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich vom ersten Ausführungsbeispiel
dahingehend, daß es
die Senderateninformation vom Sender zum Empfänger bereitstellt. Genauer:
Die Unterschiede zeigen sich in folgenden Punkten.
- (1) Der Sender wird mit einem Senderateninformationsspeicher 113 versehen.
Der
Senderateninformationsspeicher 113 ist ein Speicher zum
Abspeichern der Senderateninformation der im Rahmenspeicher 103 abgespeicherten
Rahmendaten, das heißt,
die Information, die die Anzahl von Bits der Rahmendaten darstellt.
Die Information wird über
den Anschluß 101B Rahmen
für Rahmen
im Senderateninformationsspeicher 113 abspeichert. Auf
diese Weise sendet der Sender die Daten einer variablen Anzahl von
Bits mit der Senderateninformation in einem festen Rahmenzeitabschnitt.
- (2) Der Multiplexer 104 ordnet die Senderateninformation
vor dem Fehlererkennungscode an.
7A und 7B zeigen
die Ausgabe des Multiplexers 104. 7A zeigt
die Ausgabe, wenn die Senderate der Sendedaten maximal ist, und 7B zeigt
die Ausgabe, wenn die Senderate kleiner als die Maximalrate ist.
In 7B tritt in jedem Rahmen ein Leerzeit, das heißt eine
Leerstelle ohne Daten, auf. Wie in den Figuren gezeigt, besteht
jeder Rahmen aus der Senderateninformation, dem Fehlererkennungscode
und den Sendedaten Der Rahmen unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel
dahingehend, daß er mit
der Senderateninformation, die vor dem Fehlererkennungscode angeordnet
ist, versehen ist.
- (3) Der Empfänger
ist ebenfalls mit einer Senderateninformationsspeicher 161 versehen.
Der
Senderateninformationsspeicher 161 speichert die Senderateninformation,
die aus den Empfangsdaten erhalten wurde, zugeführt vom Fehlerkorrekturdecodierer 154,
ab.
-
Mit
einer derartigen Anordnung sendet der Sender die Daten, wie in den 7A und 7B gezeigt,
im Anschluß an
ihre Datenverteilung, ihre Modulation und ihre Spreizung.
-
Der
Empfänger
entspreizt, demoduliert und führt
die Empfangsdaten wie beim ersten Ausführungsbeispiel zusammen. Auf
diese Weise wird die ursprüngliche
Datenfolge eines Rahmens wiederhergestellt, und die Senderateninformation,
der Fehlererkennungscode und die Sendedatenfolge wird erhalten.
Diese werden dem Fehlerkorrekturdecodierer 154 zugeführt, um
die Fehlerkorrekturcodierung zu durchlaufen.
-
Die
in der wiederentdeckten Ausgabe des Fehlerkorrekturdecodierers 154 enthaltene
Senderateninformation wird dem Senderateninformationsspeicher 161 zur
Abspeicherung zugeführt,
und sie wird an Anschluß 162 ausgegeben.
Andererseits werden die Sendedatenfolge und der Fehlererkennungscode
mit Hilfe des Demultiplexer 155 getrennt. Die Sendedaten
werden dem Fehlererkennungscodierer 156 und der Anschluß 159,
von dem sie als Empfangsdaten ausgegeben werden, zugeführt. Andererseits
wird der Fehlererkennungscode dem Fehlererkennungscodespeicher 157 zugeführt, um
abgespeichert zu werden.
-
Der
Fehlererkennungscodierer 156 führt die gleiche Fehlererkennungscodierung
aus wie die des Senders, bezogen auf das letzte Bit der Eingabedatenfolge.
Das letzte Bit wird vom Senderateninformationsspeicher 161 zugeführt. Dies
ist der wesentliche Punkt, der sich vom ersten Ausführungsbeispiel
unterscheidet. Danach wird die Verarbeitung wie im ersten Ausführungsbeispiel
fortgeführt.
Der Komparator 158 vergleicht den vom Fehlererkennungscodierer 156 ausgegebenen
Fehlererkennungscode Bit für
Bit mit dem Inhalt des Fehlererkennungscodespeicher 157,
und er gibt das Koinzidenzsignal am Anschluß 160 aus, wenn sämtliche
Bits übereinstimmen.
Wenn während
des Sendens kein Fehler auftritt, wird das Koinzidenzsignal wird
an den Anschluß 160 ausgegeben,
wobei in diesem Fall bestimmt wird, daß die vom Anschluß 159 ausgegebenen
Sendedaten im Rahmen, und die vom Anschluß 162 ausgegebene Senderateninformation
einwandfrei empfangen wurden.
-
Werden
als Fehlerkorrekturcode ein Faltungscode und die Maximum-Likelihood-Decodierung
als die Decodierungsverarbeitung bei diesem Ausführungsbeispiel gewählt, wird
das decodierte Ergebnis der Senderateninformation zuerst durch sequentielle
Anwendung der Maximum-Likelihood-Decodierung erhalten, und dann
wird die Fehlerkorrekturdecodierung der Sendedaten am letzten Bit,
festgelegt durch die Senderateninformation, durchgeführt. In
diesem Fall wird vom decodierten Ergebnis der Senderateninformation
erhöhte
Zuverlässigkeit erhalten,
da das im Decodierer gespeicherte Eingabesignal zunimmt, das heißt, da die
den Sendedaten folgende codierte Datenfolge aufgrund der Kenndaten
des Decodierers zunimmt. Aus diesem Grund wird empfohlen, daß die größtmögliche Datenfolge mit
fester Länge,
wie beispielsweise ein Fehlererkennungscode, der sich von den Sendedaten
unterscheidet, unmittelbar hinter der Senderateninformation ohne
Unterbrechung angeordnet wird.
-
Alternativ
kann folgendes Verfahren zur Decodierung der Sendedaten, bezogen
auf das letzte Bit, verwendet werden. Der Sender addiert Füllbits unmittelbar
hinter dem letzte Bit, und er führt
die Fehlererkennungscodierung bei den Bits aus. Der Empfänger vervollständigt die
Fehlererkennungscodierung mit den Füllbits. Alternativ kann der
Sender die Füllbits
hinter die zu sendende Senderateninformation anordnen, und der Empfänger kann
einmal die Decodierung an den Füllbits
vervollständigen,
und danach die Decodierung der Sendedaten bezogen auf das letzte
Bit erneut starten.
-
Bei
der oben beschriebenen Verarbeitung werden Verarbeitungen wie Entspreizen,
Fehlerkorrekturdecodierung und Fehlererkennungscodierung nach dem
Einschreiben der Eingabedatenfolge eines Rahmen in den Rahmenspeicher 153A der
Entspreizungseinheit 153 erfolgreich durchgeführt. Entsprechend
wird die Sendedatenfolge durch den Betrag von einem Rahmenintervall
verzögert,
das bei der Entspreizung plus der Verarbeitungszeit enthalten ist.
-
Zur
Vermeidung einer solchen Verzögerung kann
folgendes Verfahren herangezogen werden. Als erstes ordnet der Sender
die mit dem derzeitigen Rahmen verbundene Senderateninformation
an die Anfangsstelle des vorangegangenen Rahmens an, dessen Senderateninformation
im Senderateninformationsspeicher 113 abgespeichert wird.
Andererseits empfängt
der Empfänger
das letzte Bit der Sendedaten des derzeitigen Rahmens auf der Grundlage der
Senderateninformation bei dem vorangegangenen Rahmens, der im Senderateninformationsspeicher 161 abgespeichert
ist.
-
8A und 8B zeigen
in diesem Fall die Datenfolgeausgabe vom Multiplexer 104 des Senders.
Wird die Senderateninformation durch den vorangegangenen Rahmen
gesendet, kann der Empfänger
die Anzahl der Bits der wirklichen Daten des derzeitigen Rahmens
empfangen, bevor sie zusammengeführt
werden. Dies ermöglicht,
die bei der Zusammenführung
enthaltene Rahmenverzögerung zu
eliminieren. Als ein Ergebnis kann die Leistung des Empfangssignals
während
des Sendens der derzeitigen wirklichen Daten genau gemessen werden. Dies
ist erforderlich, um die Sendeleistungssteuerung zu erreichen, bei
der die Leistung des Empfangssignals mit einer minimalen Verzögerungszeit gemessen
werden muß,
um zur Sendeseite zurückgeführt zu werden.
-
Um
die Senderateninformation mit Hilfe des vorangegangenen Rahmens
zu senden, ist ein Leerrahmen erforderlich, um die Senderateninformation des
ersten Rahmens zu Beginn der aufeinanderfolgenden Datensendung zu
senden.
-
Entsprechend
dem Sender und dem Empfänger,
die oben beschrieben wurden, führt
der Empfänger
die Wiedercodierung und die übereinstimmende
Erkennung des Fehlererkennungscode durch, um die Wirksamkeit der
Sendedaten für
jeden Rahmen zu bestätigen.
Selbst wenn daher die empfangene Senderateninformation (das heißt, der
Informationsvertreter jeder Anzahl der zu sendenden Bits in dem Rahmen)
falsch ist, kann die Möglichkeit
(Fehlerkennung) der Ausgabe von Sendedaten fehlerhafter Länge auf
ein Minimum reduziert werden. Dies ermöglicht, eine hochzuverlässige Datensendung
variabler Rate zu erreichen.
-
Wird
eine Datenfolge mit einer niedrigen Senderate durch den Sender und
durch den Empfänger
der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiele gesendet, wird
ein Betrag der Sendedaten pro Rahmen reduziert. In solch einem Fall tritt
ein Burst-Senden auf, bei dem eine kurze Datenfolge periodisch gesendet
wird, da die Rahmenlänge fest
ist. Ist von vorne herein bekannt, daß die Anzahl der Bits (die
gesamten Bits des Fehlererkennungscodes und der Datenfolge) pro
Rahmen kleiner oder gleich 1/K der maximalen Anzahl der Bits des
Rahmens ist, wobei K eine positive ganze Zahl ist, kann der Burst-Betrieb
vermieden werden, indem die Datenfolge mit ihren einzelnen Bits
K-mal wiederholt wird, nachdem der Fehlerkorrekturcodierung der
Datenfolge ausgeführt
wurde. Die folgenden Ausführungsbeispiele
sind ein Beispiel für
solch eine Datensendung.
-
Ausführungsbeispiel 3
-
9A und 9B zeigen
Blockdiagramme eines dritten Ausführungsbeispiels eines Senders und
eines Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich hauptsächlich
von dem in den 1A und 1B gezeigten
ersten Ausführungsbeispiel
in folgendem.
- (1) Der Sender wird mit einem
Repetierer 121 versehen, der hinter dem Fehlererkennungscodierer 105 angeordnet
ist.
Wie in 10(C) gezeigt, hat
der Repetierer 121 eine Funktion, jedes Bit im Rahmen K-mal
(zweimal in 10(C)) zu wiederholen.
Auf diese Weise wird eine neue Datenfolge generiert, bei der die
Bits der Ausgabedaten vom Fehlerkorrekturcodierer 105,
wie in 10(B) gezeigt, jeweils K-mal
wiederholt werden.
- (2) Ein Multiplizierer 123 zur Steuerung der Sendeleistung
wird zwischen dem primären
Modulator 108 und dem sekundären Modulator 109 angeordnet.
Die
Datenausgabe vom Repetierer 121 wird durch den Datenverteiler 106 gespreizt,
gefolgt von einer ersten und einer zweiten Modulation und dem Senden.
Da das gleiche Bit K-mal gesendet wird, nimmt die mittlere Sendeleistung
des Bit um einen Faktor K zu, verglichen mit der Sendeleistung, wenn
keine Wiederholung durchgeführt
wird. Die mittlere Sendeleistung ist proportional zur Überlagerungsleistung
mit anderen Anwendern. Um das Anwachsen der mittleren Sendeleistung
aufgrund der Wiederholung von Bits zu verhindern, wird das System
in 9A mit dem Multiplizierer 123 versehen,
der hinter dem primären
Modulator 108 angeordnet ist, wodurch die Ausgabe des primären Modulators 108 mit
dem Leistungsfaktor 1/K multipliziert wird.
- (3) Der Empfänger
wird mit einem Integrierer 171 und einer Verdünnungsschaltung 172 versehen, die
unmittelbar hinter dem Datenzusammenführeinrichtung 153 angeordnet
werden.
Der Integrierer 171 empfängt eine Zusammenfassung für jedes
kontinuierliche K-Symbol der entspreizten Empfangsdatenfolge. Die
Verdünnungsschaltung 172 verdünnt die
integrierte Ausgabe bei jedem K-Symbolintervall, und sie gibt das
Ergebnis aus. Beide Schaltungen 171 und 172 führen diese
Verarbeitung nur an dem Wiederholungsteil der Sendedaten aus, wodurch
die anderen zusätzlichen
Bits ohne Änderung
durchgelassen werden.
-
Die
Arbeitsweise der Ausführungsbeispiel wird
nun beschrieben. 10(A) zeigt die Ausgabe des
Multiplexers 104. Eine derartige Anordnung des Rahmens,
einschließlich
Leerstellen, wird das Senden im Burst-Betrieb bewirken. Um dies
zu verhindern, werden der Fehlererkennungscode und die Sendedatenausgabe
vom Fehlerkorrekturcodierer 105 (10(B)) dem
Repetierer 121 zugeführt,
der jedes Bit K-mal wiederholt (10(C)).
Der Wiederholungskoeffizient K wird derart eingestellt, daß der Rahmen
soweit wie möglich
ausgefüllt
ist (K = 2 in 10). Senden der Ausgabe des
Repetierers 121 kann das Senden im Burst-Betrieb eliminieren.
-
Andererseits
stellt der Empfänger
die gleiche Datenfolge wie die Ausgabe des Fehlerkorrekturcodierers 105 des
Senders über
den Integrierer 171 und über die Verdünnungsschaltung
wieder her. Danach wird die gleiche Verarbeitung wie im ersten Ausführungsbeispiel
ausgeführt,
wobei dies in der endgültigen
Empfangsdatenfolge resultiert.
-
Die
im Empfänger
verwendete Zahl K der Wiederholung muß mit der im Sender verwendeten Zahl
K übereinstimmen.
Entsprechend ist es erforderlich, die Zahl K vor der Datensendung
an den Empfänger
zu senden.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
kann das Senden mit variabler Rate ohne das Senden im Burst-Betrieb
erreichen, selbst wenn die Datensendungsrate wesentlich kleiner
als die maximale Rate ist.
-
Ausführungsbeispiel 4
-
11A und 11B zeigen
Blockdiagramme eines vierten Ausführungsbeispiels des Senders und
des Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
ist eine Kombination aus dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel.
Genauer: Der Senderateninformationsspeicher 113 und der
Senderateninformationsspeicher 161 werden dem Sender beziehungsweise dem
Empfänger
des dritten Ausführungsbeispiels hinzugefügt.
-
12 zeigt
ein Diagramm entsprechend 10 des
zweiten Ausführungsbeispiels.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel
ist dahingehen gekennzeichnet, daß die Senderateninformation
unmittelbar vor den Sendedaten angeordnet sind. Da die weiteren
Arbeitsabläufe
aus den zweiten und aus den dritten Ausführungsbeispiel hervorgehen,
wird auf die erneute Beschreibung verzichtet.
-
Ausführungsbeispiel 5
-
Bei
den oben beschriebenen dritten und vierten Ausführungsbeispielen werden die
einzelnen Bits Bit für
Bit K-mal wiederholt. Wie beispielsweise in 13 gezeigt,
kann jede vorgegebene Anzahl von Bits (vier Bits in 13)
nach der Einstellung K-mal (zweimal in 13) wiederholt
werden. Bei dem in 25 gezeigten Empfänger ist
eine Verschiebungseinrichtung 173 zwischen dem Datenzusammenführeinrichtung 153 und
dem Integrierer 171 angeordnet, wodurch die Verschiebungseinrichtung 173 das
gleiche Bit herauszieht, und der Integrierer 171 integriert über jedes
K-Bitintervall. Die weitere Anordnung ist die gleiche wie in 9B gezeigt.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
kann die gleiche Wirkung erreichen wie das des vierten Ausführungsbeispiels.
-
Die
oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsbeispiele
verwenden keine Pilotsymbole. Die Pilotsymbole haben ein vorgegebenes
festes Muster, und sie werden intermittierend mit den Sendedaten,
in die die Pilotsymbole periodisch angeordnet sind, gesendet, oder
sie werden kontinuierlich durch einen fest zugeordneten Kanal gesendet.
Ein Empfänger
zieht die Pilotsymbole des bekannten Musters heraus, und er schätzt den
Schwund des Sendewegs ab, um die Schwankung des Empfangssignals
aufgrund des Schwunds zu kompensieren. Die folgenden Ausführungsbeispiele
beziehen sich auf das Sendesystem mit variabler Rate einschließlich Pilotsymbolen.
-
Ausführungsbeispiel 6
-
14A und 14B zeigen
Blockdiagramme eines sechsten Ausführungsbeispiels des Senders
und des Empfängers
bei Verwendung des Sendeverfahrens mit variabler Rate, nach der
vorliegenden Erfindung.
-
Der
Sender von 14A unterscheidet sich vom in 1A gezeigten
Sender dahingehen:
- (1) Eine Pilotszmbolanordnungsschaltung 130 zum
Anordnen der Pilotsymbole wird zwischen dem primären Modulator 108 und
dem sekundären
Modulator 109 angeordnet. Die Pilotsymbolanordnungsschaltung 130 wird
später
unter Bezugnahme auf 15A beschrieben.
- (2) Dem Multiplexer 104 werden vom Eingangsanschluß 101B Steuerdaten
zugeführt.
Die Steuerdaten sind für
eine Schaltungsverbindung wichtig.
- (3) Der Rahmenspeicher 103 wird entfernt, und die Anwenderdaten
werden unmittelbar über
den Eingangsanschluß 101A dem
Multiplexer 104 zugeführt.
-
Anderseits
unterscheidet sich der in 14B gezeigte
Empfänger
von dem in 1A gezeigten dahingehend.
- (1) Der primäre Demodulator 152 hat
eine andere Anordnung als der primäre Demodulator von 1B.
Dies wird weiter hinten unter Bezugnahme auf 15B beschrieben.
- (2) Die Anordnung des Fehlererkennungscodes im Rahmen wird bei
diesem Ausführungsbeispiel nicht
festgelegt, was sich vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet.
Entsprechend werden die Schaltungen vom Demultiplexer 155 und von
nachfolgenden Schaltungen entfernt, und ein Fehlererkennungsschaltung 144 wird
mit dem Ausgangsanschluß des
Fehlerkorrekturdecodierers 154 verbunden.
-
Die
Fehlererkennungsschaltung 144 verschiebt die Daten bei
jedem Rahmen Bit für
Bit, dividiert nacheinander die Daten durch die vorgegebenen Daten,
und sie bestimmt, daß der
Fehlererkennungscode an dem Punkt erkannt wird, an dem die Daten
dividiert werden können.
Da die Länge
des Fehlererkennungscode von vorneherein bekannt ist, kann das letzte
Bit der Sendedaten durch Erkennung des Fehlererkennungscodes gefunden
werden. Auf diese Weise können
die Sendedaten gewonnen werden.
-
Bei
Rückkehr
zu 14A wird die an den Eingangsanschluß 101 angelegte
Datenfolge vom Anwender in Daten mit einer Dauer eines vorgegebenen
Rahmenzeitabschnitts Tf unterteilt. Der Fehlererkennungscodierer 102 berechnet
einen Prüfcode (beispielsweise
CRC-Bits) für
jeden Rahmen der Anwenderdaten, und er führt ihn dem Multiplexer 104 zu.
Der Multiplexer 104 addiert die Steuerdaten hinzu, die über den
Eingangsanschluß 101B vor
den Anwenderdaten bei jedem Rahmen zugeführt werden, und er addiert
den Prüfcode
vom Fehlererkennungscodierer 102 am Ende der Daten beim
Rahmen hinzu, wobei ein Rahmendatum gebildet wird.
-
16 veranschaulicht
die Datenausgabe vom Multiplexer 104. Wie in 16 gezeigt,
treten beim Rahmen Leerstellen auf, wenn die gesamte Anzahl von
Bits (die der Senderate entspricht), der Steuerdaten, der Anwenderdaten
und der Prüfcode kleiner
als die maximale Anzahl der Bits (maximale Rate) ist, die mit einem
Rahmen gesendet werden kann.
-
Die
Sendedaten eines Rahmens unterliegen der Fehlerkorrekturcodierung
durch den Fehlerkorrekturcodierer 105, und sie werden der
Datenverteiler 106 zugeführt. Der Datenverteiler 106 liest
die Daten eines Rahmens, die im Rahmenspeicher 106B abgespeichert
wurden, in der Richtung aus, die sich von der Schreibrichtung, wie
in 17 gezeigt, unterscheidet. Das heißt, die
Sendedaten eines Rahmens, die in Zeilenrichtung des Datenverteilers 106 eingeschrieben
wurden, werden in Spaltenrichtung mit einer vorgegebenen Rate ausgelesen.
-
Die
ausgelesenen Daten unterliegen einer Phasenmodulation mit Hilfe
des primären
Modulators 108, und sie werden der Pilotsymbolanordnungsschaltung 130 zugeführt. Die
Pilotsymbolanordnungsschaltung 130 ordnet periodisch die Pilotsymbole
eines bekannten Musters bei den zugeführten Daten an, wobei eine
modulierte Symbolfolge gebildet wird.
-
15A zeigt eine Blockdiagramm die Anordnung der
Pilotsymbolanordnungsschaltung 130. Die Pilotsymbole bekannten
Musters, die periodisch von einem Pilotsymbolgenerator 131 erzeugt
werden, werden einem Multiplexer 132 zugeführt. Der Multiplexer 132 überträgt die vom
primären
Modulator 108 zugeführten
Daten und die Pilotsymbole im Multiplexverfahren, wobei eine modulierte
Symbolfolge erzeugt wird.
-
18 veranschaulicht
die Anordnung der modulierten Symbolfolge. In 18 wird
ein Abschnitt, der durch periodisch angeordneten Pilotsymbole eingeschlossen
ist, Schlitz genannt. Angenommen, ein Schlitz setzt sich aus N Bits
zusammen, und ein Rahmen setzt sich aus M Schlitzen zusammen, dann
setzt sich ein Rahmen aus N·M
Bits zusammen.
-
Die
modulierte Symbolfolge wird dem sekundären Modulator 109 zugeführt. Der
sekundäre
Modulator 109 multipliziert die modulierte Symbolfolge mit
einer Spreizcodefolge mit einer ganzzahligen Chiprate(einige Zehnfache
bis einige Hundertfache)-mal der Symbolrate, und er führt das
Ergebnis über
den Ausgangsanschluß 110 einem
Sendeleistungsverstärker
zu.
-
Der
Empfänger,
der die Pilotsymbole bekannten Musters, die periodisch in die Sendedaten angeordnet
wurden, empfängt,
schätzt
die Phase jedes Symbols im Schlitz ab, und er korrigiert die Phase
unter Verwendung der Pilotsymbole. Dies kompensiert die Phase jedes
Symbols, das durch den Schwund beim Senden verändert wurde. Diese Verarbeitung
wird mit Hilfe des primäre
Demodulators 152 durchgeführt.
-
15B zeigt ein Blockdiagramm der Anordnung des
primären
Demodulators 152. Das vom sekundären Demodulator 151 zugeführte entspreizte Signal
wird dem Quasi-Kohärenzdetektor 181 zugeführt. Der
Quasi-Kohärenzdetektor 181 erfaßt quasikohärent das
entspreizte Signal, das den Träger
der gleichen Frequenz wie der Sender verwendet, und führt die erfaßte Ausgabe
einem Demultiplexer 182 zu. Der Demultiplexer 182 unterteilt
die erhaltenen Daten mit Hilfe einer quasikohärenten Erkennung in Datensymbole
und in die Pilotsymbole auf, und er führt die Datensymbole dem Kompensator 183 und die
Pilotsymbole einer Übertragsabschätzeinheit 184 zu.
-
Die Übertragsabschätzeinheit 184 schätzt die Übertragsfunktion
des Ausbreitungswegs von den Pilotsymbolen ab, und sie führt die Übertragsfunktion
dem Kompensator 183 zu. Der Kompensator 183 gleicht
die Phasen der Datenfolgeausgabe der Datensymbole als Antwort auf
die geschätzte Übertragsfunktion
ab, und er führt
die kompensierte Ausgabe einer Bestimmungsschaltung 185 zu.
Die Bestimmungsschaltung 185 bestimmt über die kompensierten Daten,
und sie gibt die Datensymbole aus. Genaueres dieser Verarbeitung
wird in der oben erwähnten
Veröffentlichung
von S. Sampei beschrieben.
-
Im
Fall, bei dem die Pilotsymbole auf diese Weise periodisch in den
Sendedaten angeordnet sind, um die kohärente Erkennung zu erreichen,
liegt die Genauigkeit der Abschätzung
des Sendewegs am günstigsten
in der Nähe
der Pilotsymbole. Daher sollten solche Daten, die hochqualitatives
Senden erfordern, vor dem Senden bei diesem Ausführungsbeispiel in der Nähe der Pilotsymbole
angeordnet sein. Genauer: Das Einschreiben und das Auslesen zum
und vom Rahmenspeicher 106B des Datenverteilers 106 in 14A wird gesteuert, so daß die wichtigen Daten, die
hochqualitatives Senden erfordern, wie beispielsweise Steuerdaten,
in der Nachbarschaft der Pilotsignale angeordnet werden.
-
Diese
Verarbeitung wird nun unter Bezugnahme auf die 3 und 19 beschrieben.
-
Wie
oben beschrieben, veranschaulicht 3 die Anordnung
der Rahmendaten im Rahmenspeicher 106B des Datenverteilers 106.
Die Anzahl der Bits in einer Zeile des Rahmenspeichers 106B wird
gleich der Anzahl der Schlitze M, die einen Rahmen bilden, angenommen.
Darüber
hinaus wird die Anzahl der Bits (das heißt, die Anzahl der Zeilen)
in einer Spalte gleich der Anzahl der Bits N eines Schlitzes angenommen.
Ein Rahmendatum einschließlich dem
Prüfcode
zur Fehlererkennung wird Bit für
Bit in die Zeilenrichtung der Rahmenspeichers 106B, das in
zweidimensionaler Form dargestellt wird, eingeschrieben. Das Einschreiben
eines Rahmens wird im Rahmenspeicher 106B abwechselnd von
oben nach unten Zeile für
Zeile durchgeführt.
Die mit den Zeilen von 3 verbundenen Zahlen stellen
die Schreibrichtung dar. Da die Steuerdaten an der Anfangsstelle
des Rahmens angeordnet sind, werden sie in den Zeilen mit kleinerer
Zahl eingeschrieben. Mit anderen Worten, diese wichtigen Daten werden
an den Anfangs- und Endstellen des Rahmens im Rahmenspeicher 106B eingeschrieben.
-
Andererseits
werden die Daten im Rahmenspeicher 106B in Spaltenrichtung
Bit für
Bit ausgelesen. Die Spaltenzahlen 1–M entsprechen den Schlitzzahlen
von 18. Durch ein solches Auslesen der Daten aus dem
Rahmenspeicher 106B werden die wichtigen Daten (Steuerdaten)
bei jedem Schlitz in der Nähe
der Pilotsymbole zugeordnet, wie in 19 gezeigt.
In 19 erscheint eine Leerstelle im Schlitz, der der
Leerstelle jedes Rahmens in 16 entspricht.
-
Der
Empfänger
ist mit der Datenzusammenführeinrichtung 153 entsprechend
dem Datenverteiler 106 versehen. Die Datenzusammenführeinrichtung 153 stellt
die Rahmendaten von den Schlitzdaten in einer Arbeitsablauf umgekehrt
zu dem der Datenverteiler 106 wieder her.
-
Bei
einer solchen Datensendung können
die wichtigen Steuerdaten an Stellen in der Nähe des Pilotsymbols gesendet
werden, an denen nur wenige Fehler auftreten.
-
Die
Fehlerrate der Empfangsdaten verringert sich, wenn die Empfangsleistung
ansteigt. Auf diese Weise kann die Datenfehlerrate verringert werden, indem
die Sendeleistung entsprechend dem Wichtigkeitsgrad der Sendedaten
gesteuert wird. Das folgende Ausführungsbeispiel 7 wird in Übereinstimmung
hiermit verwirklicht.
-
Ausführungsbeispiel 7
-
20 zeigt
ein Blockdiagramm eines siebten Ausführungsbeispiels des Senders,
der das Sendeverfahren mit variabler Rate nach der vorliegenden Erfindung
verwendet. Der Sender unterscheidet sich vom Sender des sechsten,
in 14A gezeigten Ausführungsbeispiels dahingehend,
daß es
mit einem Multiplizierer 141 in der Nähe der Pilotsymbolanordnungsschaltung 130 versehen
ist. Der Multiplizierer 141 multipliziert die Ausgabe der
Pilotsymbolanordnungsschaltung 130, wie in 19 gezeigt
mit einem vorgegebenen Leistungskoeffizienten. Der Multiplizierer 141 multipliziert
einen Leistungskoeffizienten mit einem größeren Wert mit ansteigendem Grad
der Bedeutung der Daten. Beispielsweise werden die wichtigen Pilotsymbole
und die Steuerdaten mit einem maximalen Leistungskoeffizienten multipliziert.
-
21 zeigt
ein Diagramm der Beziehung zwischen den Datentypen und den Leistungskoeffizienten.
Die vorgegebenen Anzahl von Bits werden durch bezügliche Daten
entsprechend ihrer Typen, außer
für Leerstellen,
zugewiesen. Die Leerstellen werden mit einem besonderen Code aufgefüllt, um sie
von anderen Teilen zu unterscheiden, und sie werden mit dem Wert
Null multipliziert, damit sie nicht gesendet werden. Mit anderen
Worten: Beim Code, der die Leerstellen darstellt, wird der Leistungskoeffizient
auf den Wert Null gesetzt, wodurch deren Senden unterdrückt wird.
-
Obgleich
der Multiplizierer 141 des Leistungskoeffizienten vor dem
sekundären
Modulator 109 angeordnet wird, kann er auch hinter dem
sekundären
Modulator 109 angeordnet werden.
-
21 zeigt
das Steuerverhalten der Sendeleistung entsprechend dem Bedeutungsgrad
der Daten. Durch diese Steuerung der Sendeleistung werden die wichtigen
Daten mit größerer Sendeleistung
gesendet, was ermöglicht,
die Fehlerrate zu reduzieren. Hinzu kommt, da die Leerstellen nicht
gesendet werden, daß zusätzliche
Sendeleistung unterbunden werden kann. Als Ergebnis wird die Überlagerung
mit anderen Anwendern verringert, und die Anzahl der Anwender innerhalb
eines vorgegebenen Frequenzbandes kann entsprechend erhöht werden.
-
Ausführungsbeispiel 8
-
Das
vorangegangene erste Ausführungsbeispiel
beschreibt ein Beispiel, das die Daten mit verschiedener Rate sendet,
ohne den Teilnehmer mit der Senderateninformation zu versehen, aus
welcher Anzahl Bits die Daten bei jedem Rahmen bestehen. 22 und 23 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
das die Senderateninformation nicht an den Empfänger sendet.
-
Der
Sender dieses Ausführungsbeispiels
ist ähnlich
dem in 29 gezeigten siebten Ausführungsbeispiel. 22 zeigt
die gesendete Bitfolge, die in den Rahmenspeicher des Datenverteilers 106 des
Senders eingeschrieben wird, wenn die Senderate kleiner als die
maximale Senderate des Senders ist. Der Fehlererkennungscode (Prüfcode) wird
am Ende der Sendedaten bei jedem Rahmen hinzugefügt, und danach folgt ein Leerzeichen.
-
Beim
Senden werden die Sendedaten im Rahmenspeicher 106B Spalte
für Spalte
mit einer festen Rate ausgelesen, und sie werden sequentiell zu
jedem Schlitz, der gesendet werden soll, zugeordnet. In 22 gehört der Raum,
bei dem die Sendedaten nicht vorhanden sind, zu einem Leerzeichen bei
jedem Schlitz. Als Ergebnis werden die Sendedaten der variablen
Anzahl Bits ein einem festen Rahmenintervall bei einer konstanten
Senderate gesendet.
-
23 zeigt
den Hauptteil des Empfängers zum
Empfangen der auf diese Weise gesendeten Daten. Der Empfänger entdeckt
die Daten jedes Rahmens mit Hilfe des Datenzusammenführeinrichtung 153 in
umgekehrter Arbeitsweise zum Datenverteilereinrichtung 106 beim
Sender. Der Arbeitsvorgang ist der gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
-
Die
Daten eines Rahmens werden der Fehlererkennungsschaltung 144,
die mit der Ausgabe der Datenzusammenführeinrichtung 106 verbunden ist,
zugeführt.
Die Fehlererkennungsschaltung 144 erkennt das letzte Bit
der Sendedaten in der zuvor beschriebenen Weise. Genauer: Die Fehlererkennungsschaltung 144,
die die Daten im Rahmen Bit für Bit
verschiebt, unterteilt die Daten nacheinander durch die vorgegebenen
Daten, und sie bestimmt, daß der
Fehlererkennungscode empfangen wird, und die einwandfrei gesendeten
Daten an dem Punkt erhalten werden, an dem die Daten geteilt werden
können.
Die gesendeten Originaldaten werden erhalten, wenn die Empfangsdaten
an diesem Punkt ausgegeben werden.
-
Senden
und Empfang auf diese Weise eliminiert die Notwendigkeit, jedes
Mal die Senderateninformation, die die Anzahl der Daten in jedem
Rahmen darstellt, zu senden. Hinzu kommt, daß der Empfänger die Daten einwandfrei
erkennen kann, selbst wenn sich die Anzahl (offensichtliche Senderate)
der Sendedaten bei jedem Rahmen ändert.
Dies daher, selbst wenn keine Sendedaten vorliegen, der Empfänger dies
aufgrund des festen Rahmenzeitabschnitts erkennen kann.
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Auf
diese Weise wir das Senden mit variabler Rate verwirklicht, bei
der die offensichtliche Senderate (tatsächlich die Anzahl von Bits
der Daten) sich von Rahmen zu Rahmen verändern kann, selbst wenn die
Senderateninformation nicht gesendet wird. Es ist für die konventionelle
variable Sendeinformation, die keine Senderateninformation im Voraus
sendet, erforderlich, in Intervallen die Werte, die von der Senderate
benötigt
werden, vorherzubestimmen, und dies begrenzt die Anzahl der Senderaten,
die ausgeführt
werden können.
Im Gegensatz hierzu, kann das Ausführungsbeispiel das Senden bei
jeder beliebigen Rate erreichen.
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Eine
Bestimmung, daß kein
Fehler aufgetreten ist, kann an einer falschen Stelle vorgenommen sein,
wenn ein Fehler beim Senden auftritt. In diesem Fall können nur
ein Teil der Sendedaten als wirkliche Daten ausgegeben werden oder
die Sendedaten inklusive überflüssiger Randdaten
können
als wirkliche Daten ausgegeben werden. Wird dem Rechnung getragen,
kann die Anzahl der Bits der Sendedaten in Intervallen eingestellt
werden, und dies ermöglicht, die
fehlerhafte Ausgabe der Daten zu verringern, da die Fehlererkennungspunkte
weiter auseinanderliegen.
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Ausführungsbeispiel 9
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Dieses
Ausführungsbeispiel
entspricht dem dritten Ausführungsbeispiel,
bei dem das Senden im Burst-Betrieb, der bei intermittierendem Senden
von kurzen Daten auftritt. Ist die Senderate kleiner oder gleich
1/K der durch einen Sendekanal zugelassenen maximale Rate, unterliegen
die Sendedaten der Fehlerkorrekturcodierung, und jedes Bit der codierten Daten
wird K-mal wiederholt, um die zu sendenden Rahmendaten zu bilden.
Die Wiederholungszahl K wird zu Beginn des Sendens an den Empfänger gesendet.
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24 zeigt
die Anordnung des Empfängers.
Dieses Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von siebten Ausführungsbeispiel in folgendem.
- (1) Der Repetierer 121 wird mit dem
Ausgang des Fehlerkorrekturcodierers 105 verbunden.
- (2) Der Multiplizierer 141 wird mit dem Ausgang der
das Pilotsymbol enthaltenden Schaltung 130 verbunden, um
den Sendeleistungskoeffizienten zu multiplizieren, wodurch die Sendeleistung
mit 1/K des siebten Ausführungsbeispiels,
wie in 20 gezeigt, gesteuert wird,
bei dem jedes Datenbit beim Rahmen nicht wiederholt wird.
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Die
durch diesen Sender gesendeten Daten werden durch einen Empfänger, ähnlich dem
in 9B gezeigten, demoduliert, um die Sendedaten zurückzugewinnen.
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Durch
derartige Wiederholung von jedem Bit K-mal kann das Senden im Burst-Betrieb
vermieden werden. Hinzu kommt, daß das achte Ausführungsbeispiel
in Verbindung mit dem neunten Ausführungsbeispiel verwendet werden
kann. In diesem Fall, wenn die Wiederholungsrate K an den Empfänger zu
Beginn der Datensendung gesendet wird, kann der Empfänger die
Sendedaten entsprechend mit der Fehlererkennungsinformation zurückgewinnen,
selbst wenn die Senderate von Rahmen zu Rahmen variiert. Auf diese
Weise kann übermäßiges Senden
im Burst-Betrieb vermieden werden.