FI108180B - TDMA-radioliikennemenetelmä - Google Patents

Description

i 108180 TDMA-radioliikennemenetelmä TDMA-radiokommunikationsförfarande 5

Keksinnön taustaa 10 Keksintö koskee aikajakoista monikanavaista radioliikennejärjestelmää, josta käytetään lyhennystä TDMA (time domain multiple acces), ja jossa fyysinen lähetyskanava on aikajaettu useampiin loogisiin kanaviin, joita voidaan käyttää erilaiseen tiedonsiirtoon, ja jossa jokainen looginen kanava koostuu aikaväleistä, joilla on sama sarjanumero perättäisissä, vakiopituisissa kehyksissä.

15

Osa tieto tai puheliikenteestä ei tarvitse loogisen kanavan täyttä siirtokykyä tai täyttä nopeutta, joten looginen kanava voidaan jakaa useampiin lisäkanaviin. (esim. kahteen lisäkanavaan).

20 Yleisessä tapauksessa sanomaan osaa ei voida ilmaista (rekonstruoida), ennen kuin kaikki kyseistä tiedonosaa edustavat bitit on vastaanotettu. Näin on asianlaita kun käytetään virheen ilmaisua tai virheen korjausta tai salausta.

Puolennopeuden tiedonsiirto aikaansaadaan normaalisti aikavälillä, joka on numeroitu 25 etukäteen ja sisältyy yhteen lisäkanavaan parittomissa kehyksissä (frame) ja vastaavasti toiseen lisäkanavaan parillisissa kehyksissä. Tiedonsiirtoviive, joka on tietyn bittimäärän vastaanottoon kulunut aika, on tässä kaksinkertaistunut. Se kasvaa vielä, jos looginen kanava jaetaan useampaan kuin kahteen lisäkanavaan.

30 Esimerkiksi, jos multipleksointi-indeksi on 4 (p= 4), kahdella (n=2) lisäkanavalla varustetulla loogisella kanavalla, eri osien järjestäytyminen on seuraavanlainen, jossa i/j merkitsee i:nnen kanavan j.ttä lisäkanavaa: ίΟ 8180 .

2 [ο/ο 1/0 2/0 3/0 10/1 1/1 2/1 3/1 | 0/0 1/0 2/0 3/0 | 0/1 kehys <---------------------> 5

Voidaan nähdä, että aikavälien ajallinen jakautuminen jää ennalleen, mutta tietyn tietomäärän, joka oli saatavissa juuri ennen sitä varten tarkoitettua aikaväliä (esim. 0/0), täydelliseen lähettämiseen kuluva aika kasvaa, ja voi tietyissä tapauksissa kaksinkertaistua.

10

Yleisesti, käyttäen seuraavia merkintöjä: N : koko informaatio- tai tietolohkon vaatima aikavälien lukumäärä, TT: aikavälin kesto, 15 p : multipleksointi-indeksi n : kanavan lisäkanavoiden lukumäärä RT: lähetysviive, tällöin: 20 *: RT = ((N-l).n. p+1)TT (1)

Useimmiten aikaviiveen ei tule ylittää tiettyä maksimiarvoa, jotta se voitaisiin vastaanottaa, esim. puhelähetyksessä 500 ms.

25

• Kaava 1 voidaan yleistää puheelle sijoittamalla väliin suojalohkoja. Silloin N

merkitsee väliin sijoitettujen aikavälien lukumäärää.

Seuraavassa viitataan usein keksinnön soveltamiseen GSM tietoliikennejärjestelmään, 30 joka käyttää aikajakoa, ja hidasta taajuushyppyä, ja jossa tiedonsiirto tapahtuu perättäisissä kehyksissä, jotka muodostuvat kahdeksasta 577 ps:n aikavälistä, jotka puolestaan ovat 156.25 bitin kestoajan pituiset ja joita voidaan käytännössä käyttää 3 108180 147 bitin siirtoon. Edellistä voidaan myös käyttää aikajakoisena, multipleksattuna halutulla tavalla (esim. p = 4), joskin sillä on silloin vähemmän käyttöä systeemeissä, joissa ei ole taajuushyppyä.

5 Suosituksen GSM 05- 02, kesäkuu 1991 mukaisissa GSM-järjestelmissä, joihin yleensä viitataan, digitaalisesti enkoodattu äänikanava on suunniteltu joko puolelle tai täydelle nopeudelle. Tiedon siirrossa voidaan myös käyttää täysi- tai puolinopeutta, jolloin täysinopeus vastaa 22,8 Kbit/s ja puolinopeus 11,4 Kbit/s. Suositusten mukaan, lähetys puolinopeudella on yllä esitetyn lähestymistavan mukaista, sitä 10 pidetäänkin parempana, koska sillä saavutetaan täysin tasainen alkajako radiokanavien kesken.

On olemassa lukuisia dokumentteja, joista käy ilmi kuinka erilainen tietovirta syötetään tiedonsiirtokanavaan, mutta niissä ei käsitellä tiedonsiirtoviiveen ongelmaa 15 ei käsitellä. Viitteenä voidaan esim. mainita IEEE-raportti: 39th IEEE Vehicular Technology Conference, May 1-3, 1989; San Francisco, U.S.; Voi. 2, sivut 712-717; A Malobertti: "Radio Transmission Interface of the Digital Paneuropean Mobile System".

20 Yhteenveto keksinnöstä • · »

Keksinnön tarkoituksena on pienentää pienennetyllä nopeudella toimivalla loogisella lisäkanavalla tapahtuvan liikenteen lähetysviivettä lisäämättä viivettä muilla lisä-kanavilla. Lisänä keksinnöissä on, mikäli tiedonsiirtoyhteydessä on häipymisilmiötä, 25 aikaansaada lähellä optimia oleva kompromissi viiveen pienenemisen ja ajasta ja • paikasta riippuvien häiriöiden haitallisten vaikutusten välillä.

Tämän vuoksi käytetään ylläkuvatun mukaista digitaalista tiedonsiirtoa, jossa ainakin yksi loogisista kanavista on jaettu useampiin lisäkanaviin erilaista liikennettä varten, ja 30 joille on tunnusomaista tietyt ryhmät, jonka jokaisessa loogisessa lisäkanavassa on k kpl perättäistä aikaväliä (k on kokonaisluku suurempi kuin 1) ja jossa mainitut ryhmät ovat tasaisesti aikajaetut ja jossa k on valittu siten että N on erisuuri kuin 108180 4 (m.k+1), jossa m on kokonaisluku ja n on tietolohkon ilmaisun, rekonstruoinnin kannalta välttämätön määrä aikavälejä.

Näin lisäkanavan lähetysviiveelle saadaan: 5 RT = [E((N-l)/k).k.n.p + MOD(N-l,k)+l)TT (2) jossa: 10 - E(X) merkitsee X:n kokonaislukuosaa, - MOD (N-l,k) merkitsee jäljelle jäävää osaa N-l mod k.sta.

Kaavasta (2) ilmenee, että vahvistus G viiveen RT suhteen saa maksimiarvonsa, kun MOD(N-l,k) saa suurimman arvonsa, toisin sanoen kun: 15 N = l.k, jossa 1 on kokonaisluku.

Tällöin maksimi vahvistus GM, verrattuna tilanteeseen, jota kuvaa kaava (1) on: 20 Gm = (K-l) (n.p-1) . TT (3)

Yleisemmin ottaen, nollasta poikkeava vahvistus G saavutetaan aina kun k on suurempi kuin 1. Kun N = ki-1 (jossa 1 on kokonaisluku ja i kokonaisluku täyttäen ehdon k-l > i> 0): 25 G = (k-i-1) (np-1). TT (4)

Nollasta poikkeavan vahvistuksen ehto voidaan kirjoittaa myös joko i ψ k - 1, tai N * mk+1 (m on positiivinen kokonaisluku).

Kertoimen k valinta on tyypillisesti kompromissi, ja riippuu fyysisen lähetyskanavan ominaisuuksista.

30 108180 5

Ennen kaikkea, k:n tulee olla riittävän alhainen, jotta ei kohtuuttomasti viivästettäisi muita lisäkanavia kuin sitä, joka on valittu käyttöön.

5 Kim käytetään kanavia, joilla on vääristymistä (esim. kohti liikkuvaa asemaa, tai liikkuvasta asemasta päin), on parempi olla asettamatta samaan lohkoon kuuluvia tiedon tai muun informaation lomiteltuja osia keskenään liian lähekkäin; tämä ehto häviää, kun lähetys tapahtuu taajuushyppelyllä, kuten GSMrssä, koska kahden perättäisen aikavälin etenemisolosuhteet ovat toisistaan riippumattomat.

10

Lisäehtoja voi esiintyä lähetyssysteemin suhteen.

Esim. GSM järjestelmässä ei ole mahdollista muutella jokaisen fyysisen kanavan aikavälien jakautumaa, liikkuvien asemien lähetysvastaanottokytkemisen vaatiman 15 ajan vuoksi, koska tähän kytkemiseen liittyy hitaan taajuushyppylähetyksen vuoksi taajuuden muutoksia.

On kuitenkin mahdollista, muuttamatta loogisten kanavien aikavälien sijoitusta, muuttaa jokaisen loogisen lisäkanavan aikavälin paikkaa ja näin pienentää kokonaisen 20 tietolohkon kulkuaikaa.

• · ·

Tarkastelkaamme yksinkertaisuuden vuoksi aikaisemmin mainittua tapausta, jossa on kaksi loogista lisäkanavaa kanavaa kohti ja multipleksointi-indeksi on 4. Ylläoleva ehto edellyttää seuraavaa ryhmittelyä k:n arvolla = 2: 25 I 0/0 | *1 |o/o |1J |o/i|11 |o/i|11 lo/ol Jälleen, i/j merkitsee i -kanavan j:ttä lisäkanavaa.

Jos edellistä ehtoa ei olisi ollut, jakautuma olisi voinut olla seuraavanlainen: 30 108180 6 ( 0/0 I 0/01------101/01 I 01/0li-----------[ 0/0

Jos digitaalinen tietoliikennejärjestelmä on yllämainittua tyyppiä, mutta ei sisällä 5 kaikkia GSM:n ehtoja, on mahdollista käyttää vaihtoehtoisia menetelmiä. Eräässä käyttökelpoisessa sovellutuksessa, jossa kaikki informaatio, joka kulkee eri lisä-kanavissa, saa alkunsa samasta lähteestä, kaikki saman kanavan lisäkanavat käsitellään samana tietovirtana, vastaten vain yhtä loogista kanavaa. Tällöin lähetys radiokanavalla tapahtuu nimeämänä aikavälejä tietylle lisäkanavalle. Aikaväli siirtää 10 tällöin monen lisäkanavan informaatiota.

Keksinnöstä saa täydellisemmän käsityksen seuraavassa esitetyistä, esimerkin muodossa kuvatuista ratkaisuista. Selostuksessa viitataan liitteenä oleviin piirustuksiin.

15

Lyhyt selostus oheisen piirustuksen kuvioista

Kuvio 1 esittää kaavallisesti keksinnön mahdollista toteutusta multipleksointi-indeksin ollessa 4 ja k = 2; 20 ·: ' Kuvio 2 on yksinkertaistettu piirros, joka esittää tavanomaista GSM:n kehysrakennel- maa varustettuna lisäkanavoilla, jotka sisältävät loogisen ohjauskanavan;

Kuviot 3 ja 4 esittävät keksinnön mukaisia kaavioita käytettäviksi lisäkanavoilla 25 varustetussa GSM-järjestelmässä, jossa on 26 kehyksen monikehys (vastaten 20 ms:n ja 30 ms:n äänikehyksiä);

Kuvio 5 esittää mahdollista kytkentää, kun yksi GSM:n ehdoista on jätetty pois, mutta varustettuna ohjauskanavalla.

Kuviot 6 ja 7 esittävät yksinkertaistettua lohkokaaviota TDMA kiinteän aseman lähetys- ja vastaanotto-osien perusrakenneosista.

30 108180 7

Kuviot 8 ja 9 samoin kuin kuviot 6 ja 7, esittävät yksinkertaistettua lohkokaaviota TDMA-järjestelmän liikkuvan aseman lähetys- ja vastaanotto-osien perusrakenneosis-ta.

5

Kuviot 10 ja 11 esittävät lohkokaavioina kuvioiden 6-9 lohkojen mahdollista rakennetta.

Kuviot 12-13 esittävät lohkokaavioina keksinnön mahdollisia toteutuksia 10 kiinteällä asemalla.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti keksintöä, multipleksointi-indeksin ollessa 4, 15 kanavoiden lukumäärän ollessa neljä, k:n arvo ollessa kaksi ja yksi lisäkanava loogista kanavaa kohti. Lohkot, jotka on numeroitu Q, Q+l, Q+2, ...... ovat keskinäisesti sivussa toisistaan vastaten yhtä neljäsosaa kanavien aikaväleistä. Viimeinen viiva kuviossa osoittaa lisäkanavien jakautumaa. Kyseisessä tapauksessa, k=2, perättäiset vierekkäiset aikavälit on asetettu samalle lisäkanavalle, pienentäen näin ollen yhden 20 lohkon uudelleenmuodostamisaikaa.

Kulkuaikaviiveelle saadaan täten kaava (2) ja vahvistus ajan suhteen (gain on the time) saadaan kaavasta (4). Se on suurempi kuin 0 niin kauan kun i poikkeaa k-l:stä, tai N poikkeaa (mk + l):stä, m:n ollessa kokonaisluku.

25

Kuten on ilmennyt, tässä erityisesti viitataan sellaisiin tiedonsiirtomenetelmiin, jotka sisältävät GSM:n ehtoja. Yksinkertaisuuden vuoksi jätetään pois niiden aikavälien osoitus, jotka ovat muilla kuin kyseisillä kanavilla. Jos esim. viitataan kanavaan 0, perättäiset aikavälit kirjoitetaan seuraavasti: 0/0 0/0 0/1 0/1 0/0 0/0 0/1 0/1 0/0 30 108180 8 mieluummin kuin: 0/0 I (1) I (2) | (3)1 0/01 (1) | (2) I (3) | 0/11 (1) I (2) | (3) | 0/1 5

Kulkuaikaviive RT voidaan siten antaa muodossa (2bis), jossa N edustaa lomiteltavien aikavälien määrää: RT = [E((N-l)/k).k.n.p + MOD(N-l,k).p+l)TT (2bis) 10 G = (k-i-l).(n-l).p.TT (4bis)

Vahvisms ajansuhteen G, annettuna muodossa (4bis), saa: maksimiarvon ja voidaan ilmaista muodossa GM = (k-1) (n-l)p TT, 15 kun i = 0, arvon =0, kun i = k-1, mikä oikeastaan pitäisi olla estetty.

Yllämainittujen GSM 05-02 suositusten mukaiseen GSM:ään on lisätty looginen kanava nimeltään SACCH (Slow Associated Control Channel) aikavälien joukkoon.

20 * Kehysmuodostelma on siten kuvion 2 mukainen, jossa ne aikavälit on jätetty pois, jotka kuuluvat toisille liikennekanaville. Kuviossa 2, SO ja SI vastaavasti tarkoittavat fyysisten kanavien 0 ja 1 loogisia SACCH- kanavia.

25 Viive RT saa tällöin muodon: RT = (N.n.p+1)TT (lbis)

Muodossa (lbis), termi N.n.p+1 esiintyy lisätyn loogisen kanavan vuoksi.

SACCH -kanavan läsnäolo ei estä saman lisäkanavan aikavälien kasautumista (grouping), k:n aikavälin ryhmiin.

30 1 081 80* 9

Kuitenkin k:n optimiarvon määräytymisen ehdot ovat hieman muuttuneet.

Jos L on välitettävien tietoelementtien lukumäärä, ja M on purstina yhden aikavälin 5 aikana välitettyjen tietoelementtien lukumäärä, on suositeltavaa k:lle arvo = L/M. Tämä k:n arvo tulee olla kokonaisluku. Jos välitettävää tietoa tuotetaan tasaisesti, silloin tämä k:n arvo tuottaa optimiolosuhteet tiedonsiirrolle ja kohtelee kaikenlaista tietovirtaa samalla tavalla, ts. ei vaikuta merkittävästi joihinkin niistä kulkuaikaviiveen suhteen.

10 Tämän lähestymistavan mukaan saadaan äänikehyksille kuviot 3 ja 4, vastaten arvolla k=2 kehyksen pituutta 20 ms ja vastaavasti arvolla k=3 kehyksen pituutta 30 ms.

Tällä ratkaisulla kulkuaikaviive RT saa arvon: 15 RT = [E(N-l)/k).k.n.p + p + MOD(N-l,k).p+l)TT (2ter)

Vahvistus ajan suhteen verrattuna tavanomaiseen, kuvion 2 mukaiseen ratkaisuun on siten: 20 G = [(k - i -1) (n -1) p + p]TT (4ter) Tällöin k on valittu toteuttamaan ehdon: 25 k - 1 > i > 0, kun N = Zk-i.

Tällöin vahvistus G on: maksimi ja yhtä kuin [(k-1) (n-l).p+p).TT, kun i=0; minimi ja yhtä kuin p.TT, kun i=k-l.

30 108180 ίο

Tyypillinen esimerkki puolinopeus GSM-systeemistä (ts. k = 2), jossa on 20 ms:n kehykset ja lomittelusyvyys 4 tai 6, TT = 0.577 ms ja p = 8, vahvistus G = 9.2 ms.

5 Puolinopeus GSM:llä ja 30 ms:n äänikehyksillä, k:n arvolla = 3 ja lomittelusyvyy-dellä 3, vahvistus G = 13.8 ms.

Edelleen puolinopeus GSM ja 30 ms:n kehykset, mutta lomittelusyvyydellä 5 vahvistus G = 9.2 ms.

10

Yllä kuvattu menetelmä sopii käytettäväksi sekä liikkuvasta asemasta kiinteään että päinvastoin käytettäessä TDMA-kehyksiä. Jos kuitenkin yksi GSM:n ehdoista jätetään huomioimatta, yhteys maa-asemalta liikkuvaan asemaan tarjoaa lisämahdollisuuden, jota ei ole liikkuvasta asemasta maa-asemaan, koska kaikki informaation osat 15 kiinteältä asemalta liikkuvaan asemaan lähtevät maa-asemalta, näin ollen vain yhdestä lähteestä, joka helposti tahdistaa kaikki kehykset radiotaajuuskanavilla.

Tällöin kaikkia saman kanavan lisäkanavia voidaan rinnastaa järjestymättömään tietojoukkoon, joka voi olla lomittunut kaikkiin tämän kanavan aikaväleihin.

20

Toisin sanoin, on mahdollista käsitellä kaikkia lisäkanavia kuten yhtä ja samaa kanavaa ja lomitella kaikki eri lisäkanavista lähtöisin oleva tieto. Koko tietomäärä lähetetään sitten yhtenä tietovuona, eikä aikavälejä tarvitse nimetä tietylle lisäkanavalle.

25

Kuvion 4 sisältö muuttuu näin kuvion 5 mukaiseksi ja vastaa täyttä nopeutta (lukuun ottamatta kanavoita SO ja SI).

Lähetysviiveelle voidaan tällöin kirjoittaa: RT = (N.p+1)TT (2quater) 30 11 108180 ja Gi:n arvo verrattuna kuvion 2 kaavioon:

G, = N(n-l)p.TT

5 Tämä vahvistus Gi on N x 4.6 ms GSM:ssä, kun n = 2 ja p = 8.

Verrattuna kuvioihin 3 ja 4, saadaan vahvistuksen G2 arvoksi: G2 = [(N-k-f i-f-1) (n-l)p-p)TT, 10 jossa N = ik-i ja k-1 ä i ^ 0.

Lomittelusyvyydellä 4 ja 20 ms:n kehyksillä: 15 Gi = 18,4 ms G2 = 9,2 ms

Lomittelusyvyydellä 6 ja 20 ms:n kehyksillä: 20 Gi = 28,6 ms G2 = 18,4 ms

Lomittelusyvyydellä 3 ja 30 ms:n kehyksillä: 25 Gi = 13,8 ms G2 = 0 ms

Lomittelusyvyydellä 5 ja 30 ms:n kehyksillä: 30 Gi = 23 ms G2 = 13,8 ms.

108180 12

Nykyisissä GSM.n suosituksissa tätä mahdollisuutta ei ole käytettävissä, koska epäjatkuva (paloittainen) lähetysmetodi toimisi vain jos kummallakaan lisäkanavalla ei olisi liikennettä, näin kyseinen etu poistuu.

5 Muita rajoituksia on GSM systeemissä, tai yleisemmin sellaisissa systeemeissä, joissa tapahtuu epäjatkuvaa lähetystä, (esim. äänilähetys), kuten se, että jokaisen TDMA-kehyksen alku viivästyy kiinteällä asemalla liikennöitäessä liikkuvasta asemasta kiinteälle asemalle, esim. kolmen aikavälin verran verrattuna kehyksen alkuun liikennöitäessä kiinteältä asemalta liikkuvaan asemaan, kun taas liikkuvan aseman 10 viive on säätyvä, joskin ilman suurempaa merkitystä.

Ei ole tarpeellista selostaa täydellisesti tässä mielessä toteutettua, keksinnön mukaista systeemiä. Menetelmä vaatii pelkästään kohdistamaan huomion niihin tietolohkoihin, jotka lähetetään tavallisuudesta poiketen eri Iisäkanavilla, ja että se tapahtuu 15 ohjelmiston avulla kun taas laitteisto voi olla aikaisemmin tunnettua. Tässä annetaan kuitenkin jotakin esimerkkejä viitaten kuvioihin 6...18.

Aluksi, yleiskuvan saamiseksi kuviossa 5 on esitetty yleiskuva lähetyspuolen, ja vastaavasti kuviossa 7 vastaanottopuolen osista kiinteällä asemalla. Vastaavat raken-20 teet on esitetty kuvioissa 8 ja 9 lähetys- ja vastaanottopuolelta kun käytetään vain yhtä ·' loogista kanavaa (tai lisäkanavaa). Näin on tilanne TDMA-järjestelmän liikkuvassa asemassa.

Kuvissa 6 ja 7 referenssinumeroiden indeksi ei merkitse eri kanavien lähetysjärjestys-25 tä. Normaalisti ja myös keksinnön mukaisesti käytetään eri järjestyskäskyjä.

Kuvioiden 6 ja 7 mukaisesti jokainen yksikkö lii muodostaa loogisen kanavan (tai lisäkanavan) ja voi olla kuvion 10 mukainen. Yksikön lii lähtö (i voi olla 1,...., pxn) koostuu perättäisistä purskeista, joista jokainen aikavälissä. Alkuperäinen tietopaketti 30 siirretään tietyllä numerolla perättäisissä aikaväleissä. Lohkossa 12 tapahtuu lomittelu. Se vastaanottaa aikavälin pituiset purskeet, lomittelee jokaisen purskeen sisällön 13 108180 useille aikaväleille ja tulostaa lomitellut aikavälit samassa muodossa kuin sisääntulossa.

Tämä toiminto voi joissakin sovellutuksissa olla täysin käänteinen.

5

Lohko 12i:n lähdössä alkuperäinen informaatiolohko levittäytyy N:lle perättäiselle aikavälille. Lohko 13 on multiplekseri, johon keksintö liittää lisää.

Lohkon 13 tulot on kytketty eri lohkojen 12i lähtöihin. Jokainen tulo on muotoiltu 10 samalla tavalla peräkkäisin aikavälein. Lohko 13 multipleksoi tuloja lukemalla yhden aikavälin jokaisesta peräkkäisestä tulosta. Ajan TT jälkeen se kytkee seuraavan tulon ja siirtää sen yksittäiseen lähtöön, joka syöttää fyysistä kanavaa. Ajan TT jälkeen lohko 13 kytkee seuraavan tulon. Niin muodoin lohko 13 muodostaa TDMA-rakennelman. Lohkon 13 lähtö syöttää lähettimen modulaattoria 14 radiolähetystä varten toiselle 15 asemalle. Kun lohko 13 on käsitellyt (pxn):n tulonsa (viimeisen tulonsa), se palaa ensimmäiseen tuloonsa.

Kuvion 8 mukaisessa järjestelyssä on esitetty yksi kanava (tai lisäkanava). Näin on asianlaita liikkuvalla asemalla, kun on kyseessä yhden loogisen kanavan (tai lisä-20 kanavan) TDMA-lähetys. Multiplekseri 23 käy lävitse sen eri tulot perättäin. Useim-• mat tulot eivät ole aktiivisia ja vastaavat loogisia kanavia (tai lisäkanavia) joita juuri sillä hetkellä ei käytetä liikkuvalla asemalla, mutta vastaavat fyysisen kanavan liikennettä, jota muut liikkuvat asemat juuri käyttävät kyseisessä systeemissä.

25 Kun tulossa ei ole lainkaan signaalia, multiplekseri 23 ei syötä fyysistä kanavaa, eikä aikavälin TT aikana lähetetä mitään toiselle asemalle. Kun toisaalta vastaavassa tulossa on signaali (L:s tulo kuviossa 8), lohkosta 21L ja 22L lähtevä yhden aikavälin purske siirtyy multiplekserin 23 tulosta sen lähtöön ja sitten modulaattoriin 24.

30 Kuvio 7 esittää vastaanottopuolen lohkokaaviota. Toiminnot ovat symmetrisiä lähetinpuolen kanssa. Lohko 15 toimii demodulaattorina (ilmaisimena) (symmetrinen 14 108180 lohkon 14 modulaatiotoiminnon kanssa) ja tuottaa aikavälien tai purskeiden muodossa olevan demoduloidun signaalin.

Moduli 16 on multiplekseri (symmetrinen modulille 13). Lohko 16 siirtää tulossa 5 olevan aikavälin purskeen taajuudella 1/TT yhteen lähtöön, ja sitä seuraavan seuraavaan lähtöön. Viimeisen lähdön jälkeen (lähtö p.n), siirrytään jälleen ensimmäiseen lähtöön. Lähdöt ovat aikaväli muodossa. Lohkot 17i toimii keräilijänä (symmetrinen toiminto lohkolle 12i). Se vastaanottaa ja tuottaa purskeet aikaväleissä. Lohkot 18i (kuten esim. kuvattu yksityiskohtaisesti kuviossa 11), tuottaa halutun 10 informaation lohkon 17i tulostamista aikavälien purskeista.

Kuvio 9 muistuttaa varsin paljon kuviota 7, mutta vastaa vain yhtä aktiivista loogista kanavaa (tai lisäkanavaa). Järjestelmä toimii melko lailla samoin. Erona on se, että lohko 26 tuottaa lähdön vain siinä tapauksessa, että se on kytkeytynyt ainoaan 15 aktiiviseen lähtöön (M). Muissa tapauksissa se ei tuota mitään lähtöä.

Kuvioiden 7 ja 9 kaaviot voidaan laajentaa käsittämään useampia kuin yhtä aktiivista kanavaa, (tai lisäkanavaa).

20 Viitaten kuvioon 10, lohko 11 voi sisältää lähdelohkon 29 (esim. puhe- tai tietoläh-•: teen). Lohkon 29 digitaalinen lähtö saadaan aikavälimuodossa ja toimii tulona lohkolle 30, joka toimii joko koodaajana (joko puhe tai kuva), tai tulevan tiedon muotoilijana (esim. tietolähetyksessä ) tai molemmissa tehtävissä. Lohkon 30 lähtö on kytketty lohkoon 31, joka toimii kanavakoodaajana tiedonsiirtoväliaineessa (kuten 25 radiolähetyksessä) syntyneiden virheiden estämiseksi. Lohkon 31 lähdön muodostavat koodatut kehykset. Lohko 12 vastaanottaa koodatut kehykset tai "lohkot", ja jakaa jokaisen lohkon n:ään. aikavälin. Koodatussa kehyksessä on vakio määrä aikavälejä. Lohkon 32 lähtö on niin muodoin aikavälimuodossa.

30 Kuvion 10 mukainen rakenne soveltuu joko yhdelle loogiselle kanavalle (jos ei ole lisäkanavaa), tai yhdelle loogiselle lisäkanavalle.

15 108180

Kuvion 11 mukaisesti lohko 28 voi kuulua ensimmäiseen lohkoon 33, joka vastaanottaa aikavälit ja vastaanotettuaan N aikaväliä, kokoaa ne ja muodostaa purkamisen jälkeen lohkon 34:lle. Lohko 34 toimii kanavan koodauksenilmaisijana ja muodostaa koodatun kehyksen lohkolle 35 lähteen (puheen tai kuvan) koodinilmaisua varten ja/tai 5 purkua varten (tiedon, datan siirto). Lohko 36 muodostaa puskurin, ja vastaanottaa mahdollisen tiedon edelleen lähetettäväksi.

Jälleen, kuvio 11 soveltuu joko loogiselle kanavalle - jos ei ole lisäkanavaa - tai loogiselle lisäkanavalle. Keksinnön kuvaamiseksi lohkon 13 tulojen järjestely esitetään 10 nyt eri tavoin toteutettuina.

Kuviot 12-17, joissa oletetaan että multiplekseri 13 (sama koskee lohkoa 16) valitsee tulot ylhäältä alaspäin, esittävät keksinnön erilaisia toteutuksia.

15 Perinteisessä TDMA-järjestelmässä, kanavat valitaan tässä järjestyksessä. Selvennykseksi mikä tahansa indeksi x, y, z merkitsee lohkoa x loogisella kanavalla y ja lisäkanavalla z.

Kuvion 12 esittää sellaisen TDMA-kaavion käyttöä, joka huomioi loogisen kanavan 20 valitsemisen ehdot, mutta ei ehtoja lisäkanavan valitsemiselle, jolla lähetysviivettä on ·:· pienennetty keksinnönmukaisesti.

Kuviossa 13 esitetään TDMA:n mahdollista toteuttamista, johon ei sisälly mitään ehtoja loogisten kanavien eikä lisäkanavien järjestelylle, jälleen keksinnön mukaisesti 25 pienentyneellä lähetysviiveellä.

Kuvio 14 esittää keksinnön mukaista TDMA-systeemin toteutusta ilman mitään GSM:n rajoituksia. Saman loogisen kanavan eri lisäkanavien signaalit on molemmin puolisesti lomiteltu keskenään. Tämä toteutetaan neljälle loogiselle kanavalle, joista 30 kukin sisältää kaksi lisäkanavaa.

16 108180

Kuvion 14 toteutus sisältää lisälohkon 37. Lohko 37 samanlainen multiplekseri kuin lohko 13, mutta sisältäen vain kaksi tuloa, jotka on kytketty kahteen lohkoon 11 muodostamaan aikavälit. Esim. lohko 37i (i on loogisen kanavan järjestys), tuottaa multipleksoidut aikavälit lohkolle 12i.

5

Kuviossa 15 esitetään GSM 05-02 kesäkuulta 1991 mukaisen suosituksen kanssa sopusoinnussa olevaa 26 superkehysrakennelman toteutusta. Kuviossa 15 on kuitenkin esitetty vain yhtä loogista liikennekanavaa jossa kaksi lisäkanavaa.

10 Tässä ovat käytössä kaksi liikennelisäkanavaa TCH/0 ja TCH/1 ja vastaavat "hitaat" ohjauskanavat SACCH/0 ja SACCH/1.

Viittaus xTz merkitsee lisäkanavan TCH/z:n (Nz on 0 tai 1) lohkoa x ja x5Nz tarkoittaa lisäkanavan SACCH/z: n lohkoa x (z yhtä kuin 0 tai 1). Kuvio 15 on verrattavissa 15 kuvioon 2.

Verrattuna kuvioon 3, kuvio 16 esittää keksinnön mukaista optimaalista GSM-rakennelman 26 supekehyksen toteutusta 20 ms:n puhekehyksille.

20 Verrattuna kuvioon 4, kuvio 17 esittää vastaavasti keksinnön mukaista optimaalista ·: GSM-rakennelman 26 superkehyksen toteutusta 30 ms:n puhekehyksille.

Viimeinen kuvio 18 esittää keksinnönmukaista optimaalista GSM-rakennelman 26 superkehyksen toteutusta silloin, kun saman loogisen liikennekanavan lisäkanavat 25 voidaan lomitella. Tämä ratkaisu jättää pois GSM-moodin VAD/DTX rajoitukset.

Claims (9)

108180

1. Aikajakoinen monikanavainen digitaalinen radioliikennemenetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: jaetaan fyysinen lähetyskanava useisiin 5 loogisiin kanaviin, joista jokainen muodostuu samanpituisista aikaväleistä, joilla on sama järjestys perättäisissä, samanpituisissa kehyksissä; jaetaan ainakin yksi loogisista kanavista useisiin lisäkanaviin, jotka palvelevat erilaista tietoliikennettä; ja 10 osoitetaan jokaisen lisäkanavan perättäisistä aikaväleistä tietyt aikavälijoukot (k kokonaislukuja suurempi kuin 1), mainitut joukot ovat tasaisesti aikajakautuneita ja k on valittu siten, että N on erisuuri kuin (m.k+1), jossa m on kokonaisluku ja N on koko tietolohkon muodostamiseen tarvittavien aikavälien lukumäärä. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että k on yhtä kuin N /1, jossa 1 on kokonaisluku.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä pienennetyllä nopeudella tapahtuvaa 20 tietoliikennettä varten, tunnettu siitä, että lisäkanavien tehtävänjako tapahtuu »: muuttamatta loogisten kanavien aikavälejä verrattuna täyden nopeuden liikenteeseen ja jossa saman ryhmän k aikaväliä ovat erotetut toisistaan TDMA kehyksen kestoajan verran.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä pienennetyllä nopeudella tapahtuvaa tietoliikennettä varten, tunnettu siitä, että k = L / M, jossa L on lähetettävien tietoelementtien lukumäärä ja M on yhden aikavälin aikana lähetettävien tietoelementtien lukumäärä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se edelleen sisältää lisätyn ohjausloogisen kanavan sisällyttämisen jokaisen fyysisen kanavan aikavälien joukkoon. 108180

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä pienennetyllä nopeudella tapahtuvaa tietoliikennettä varten, tunnettu siitä, että se edelleen sisältää lisätyn ohjausloogisen kanavan sisällyttämisen jokaisen fyysisen kanavan aikavälien 5 joukkoon, jossa k:lla on sellainen arvo että N voidaan kirjoittaa yhtä kuin i.k-l, jossa 1 on kokonaisluku ja k -1 > i > 0.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että k = N/7.

8. Aikajakoinen monikanavainen digitaalinen radioliikennemenetelmä, tunnettu siitä, että se sisältää vaiheet: aikajaetaan fyysinen liikennekanava useisiin loogisiin kanaviin erilaista tietoliikennettä varten, jokaisen loogisen kanavan muodostuessa jonosta aikavälejä, joilla on sama sar-15 janumero perättäisissä, samanpituisissa kehyksissä, aikajaetaan vähintään yksi looginen kanava useisiin lisäkanaviin, jotka välittävät tietoa samasta lähteestä ja jotka ovat tahdistettavissa keskenään mainittuun tietoon; 20 prosessoidaan saman kanavan kaikki lisäkanavat samaksi tietovirraksi, vastaten vain ·; yhtä loogista kanavaa; toteutetaan radiokanavalla nimeämättä aikavälejä tietylle lisäkanavalle, jokaisen aikavälin siirtäessä tietoa saman loogisen kanavan useilta lisäkanavilta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä . käsittää lisävaiheen, jossa lisätty ohjauslooginen kanava sisällytetään jokaisen fyysisen kanavan aikavälijoukkoon. 108180